UV光刻机一般可以分为5种,即:接触式光刻机,接近式光刻机,扫描投影式光刻机,步进投影式光刻机,步进扫描投影式光刻机。我们目前芯片厂使用较多的stepper与scanner则包含在这5种之中。今天就来仔细剖析一下,这五种光刻机的区别及应用场景。
接触式光刻机
接触式光刻机是 上世纪70年代最主要的 光刻机台,不过 在目前的 研究机构中用的也 比较多。接触式光刻机又 可以分为硬接触,软接触,真空接触。
硬接触
掩膜版与 晶圆上的 光刻胶直接地 接触,紧贴晶圆,没有 任何间隙。但是 掩膜版与 晶圆之间接触,晶圆的光刻胶会污染掩膜版.
软接触
将掩膜版轻轻地【趣探网】 这种方式的目的是在确保高分辨率的同时,减少掩膜版和基材之间的 损坏风险。 放置在晶圆上,使得掩膜版和 晶圆之间实际上是有 接触的,但接触的压力比"硬接触"要小得多。
真空接触
先将掩膜版与晶圆之间抽至真空,由于气压的作用,掩膜版会被压向硅片,从而确保两者之间的均匀接触。
接近式光刻机
掩膜版与晶圆并不真正接触,而是处于非常小的距离(大约几微米),这种方式中掩膜版与 晶圆之间有一个小间隙,大于软接触但小于投影式光刻的间隙。虽然 这个间隙相对较小,但 它能够使使掩模和 硅片不会直接接触,从而降低了 损坏的风险。
扫描投影式曝光机
注意,这里说的不是 Scanner。该种光刻机中掩膜版与图案的 大小是1:1,即掩膜版上的 尺寸与 光刻胶上的 图案尺寸相同。那为什么叫扫描?这是 因为光是透过 一条细长的 狭缝射在晶圆上,一般是 一次曝光晶圆的数行,晶圆需要挪动位置,使光能将晶圆所 有的 区域都曝光。
步进投影式光刻机(stepper)
它使用透镜系统将掩模上的图案在小面积上逐个投影到硅片上。每次曝光一个小区域后,硅片会移动到下一个位置,直到整个硅片都被曝光。一个曝光区域就是 一个“shot”。 因为它是 通过 透镜系统投影,一般I线stepper使用的 是5倍版,即掩膜版上图形尺寸是 实际光刻胶上的尺寸的5倍,所 以在 掩膜板上可以设计更复杂的图形。
步进扫描投影式光刻机(scanner)
在高端的半导体制造中一般会用到此种机型。 Scanner的 特点是 在 曝光过 程中,掩膜版在一个方向上移动,同时晶圆在 与 其垂直的方向上同步移动。Scanner通常比其他曝光机具有更高的 生产效率,设计和制造都非常复杂,Scanner的 购买和 维护成本都很高。
UV光刻机的类型大致就这几种,今天只讲个梗概,后续我再分开一一详细描述。