光刻(ke)機(ji)（Mask Aligner） 又名(ming)：掩模對準(zhun)曝(pu)光機(ji)，曝(pu)光系統，光刻(ke)系統等(deng)。一般(ban)的光刻(ke)工藝要經歷(li)硅片表面清洗烘(hong)干、涂底、旋涂光刻(ke)膠、軟烘(hong)、對準(zhun)曝(pu)光、后(hou)烘(hong)、顯影、硬烘(hong)、刻(ke)蝕等(deng)工序(xu)。
Photolithography（光(guang)刻(ke)(ke)）意思是用光(guang)來(lai)制作一個圖形(xing)（工(gong)藝(yi)）；在(zai)硅(gui)片表面勻(yun)膠，然后將(jiang)掩(yan)模版上(shang)的(de)圖形(xing)轉移光(guang)刻(ke)(ke)膠上(shang)的(de)過程將(jiang)器件或(huo)電路結構臨時“復(fu)制”到硅(gui)片上(shang)的(de)過程。
一、光(guang)刻的目的
使表面具(ju)有疏水性(xing)，增強(qiang)基底表面與(yu)光刻膠(jiao)的黏附性(xing)。
二(er)、光刻(ke)機工作原(yuan)理
光刻(ke)機(ji)的工作(zuo)原理圖(tu)
簡單介紹一下圖中(zhong)各(ge)設備的作用。
測(ce)量臺(tai)(tai)、曝光臺(tai)(tai)：承載硅片的工作臺(tai)(tai)，也就是(shi)本次(ci)所說的雙工作臺(tai)(tai)。
光(guang)束(shu)(shu)矯正器：矯正光(guang)束(shu)(shu)入射方(fang)向，讓激光(guang)束(shu)(shu)盡(jin)量平行(xing)。
能量(liang)控制(zhi)器(qi)：控制(zhi)最(zui)終(zhong)照射到硅片上的能量(liang)，曝(pu)光不足(zu)或過足(zu)都會嚴重影響(xiang)成像質量(liang)。
光束形(xing)狀設(she)(she)置(zhi)：設(she)(she)置(zhi)光束為(wei)圓型、環(huan)型等(deng)不(bu)(bu)同(tong)形(xing)狀，不(bu)(bu)同(tong)的光束狀態有不(bu)(bu)同(tong)的光學特性。
遮光(guang)(guang)器：在(zai)不需要曝(pu)光(guang)(guang)的時候(hou)，阻止光(guang)(guang)束(shu)照射到硅(gui)片。
能量(liang)(liang)探測器(qi)：檢測光(guang)束最終入射能量(liang)(liang)是否符合曝光(guang)要求，并反饋給能量(liang)(liang)控制器(qi)進行調整。
掩模版：一塊(kuai)在內(nei)部刻著線路設計(ji)圖的玻璃板，貴的要數十萬(wan)美(mei)元(yuan)。
掩(yan)膜(mo)臺(tai)：承載掩(yan)模(mo)版運動的(de)設備，運動控制(zhi)精度是nm級的(de)。
物(wu)鏡：物(wu)鏡由(you)20多塊(kuai)鏡片組成，主要(yao)作用是把掩膜版上的電路圖按比例縮小，再被激(ji)光映射的硅片上，并且(qie)物(wu)鏡還要(yao)補償各種(zhong)光學誤差。技術難(nan)度(du)就在于物(wu)鏡的設計難(nan)度(du)大，精度(du)的要(yao)求高。
硅(gui)(gui)(gui)片(pian)：用硅(gui)(gui)(gui)晶制成(cheng)的(de)圓片(pian)。硅(gui)(gui)(gui)片(pian)有多種尺寸(cun)，尺寸(cun)越大，產(chan)率越高。題(ti)外(wai)話，由于硅(gui)(gui)(gui)片(pian)是圓的(de)，所(suo)以需要在硅(gui)(gui)(gui)片(pian)上剪一個缺口來確認硅(gui)(gui)(gui)片(pian)的(de)坐標(biao)系，根據缺口的(de)形狀不(bu)同(tong)分(fen)為兩(liang)種，分(fen)別叫flat、notch。
內部封閉框架、減振器：將(jiang)工作臺與外(wai)部環境隔(ge)離(li)，保持水(shui)平，減少外(wai)界振動干(gan)擾，并維持穩定的溫(wen)度、壓力。
三、光刻機分類(lei)
光刻機(ji)一般根據操作的簡便性分為三種，手動(dong)(dong)、半自(zi)動(dong)(dong)、全自(zi)動(dong)(dong)。
A 手(shou)動：指的(de)(de)是(shi)對(dui)準(zhun)的(de)(de)調節方式，是(shi)通過手(shou)調旋(xuan)鈕改變它(ta)的(de)(de)X軸，Y軸和(he)thita角度(du)來完成對(dui)準(zhun)，對(dui)準(zhun)精度(du)可想而知不高了；
B 半(ban)自動：指的是對準(zhun)可以通過電動軸根據CCD的進行定(ding)位調諧；
C 自(zi)動(dong)：指的(de)是從(cong)基板的(de)上載(zai)下載(zai)，曝光時長(chang)和(he)循環都(dou)是通過程序控制，自(zi)動(dong)光刻機主要是滿足工廠對(dui)于處理量的(de)需要。
光(guang)刻(ke)(ke)機可以分為(wei)接近接觸式光(guang)刻(ke)(ke)、直寫式光(guang)刻(ke)(ke)、以及投(tou)影式光(guang)刻(ke)(ke)三大類。接近接觸式通過(guo)無(wu)(wu)限靠近，復(fu)制(zhi)掩模(mo)板上(shang)的圖案；投(tou)影式光(guang)刻(ke)(ke)采用投(tou)影物鏡，將(jiang)掩模(mo)板上(shang)的結構投(tou)影到(dao)基(ji)片表面；而直寫，則將(jiang)光(guang)束(shu)聚(ju)焦(jiao)為(wei)一(yi)點(dian)(dian)，通過(guo)運動工件(jian)臺或鏡頭掃描實(shi)現任意(yi)圖形(xing)加工。光(guang)學投(tou)影式光(guang)刻(ke)(ke)憑借其高(gao)效(xiao)率、無(wu)(wu)損傷的優點(dian)(dian)，一(yi)直是集成電(dian)路(lu)主流光(guang)刻(ke)(ke)技術。
四、光(guang)刻(ke)機(ji)應用
光刻機可廣泛應用于微(wei)納流控晶(jing)片(pian)加(jia)工、微(wei)納光學元件(jian)、微(wei)納光柵、ＮＭＥＭＳ器件(jian)等微(wei)納結構(gou)器件(jian)的制備。
光刻機
實(shi)際上狹義(yi)理(li)解就是光(guang)刻腐蝕(shi)，先通過(guo)(guo)光(guang)刻將光(guang)刻膠(jiao)進行光(guang)刻曝光(guang)處理(li)，然后通過(guo)(guo)其它(ta)方(fang)式(shi)實(shi)現腐蝕(shi)處理(li)掉所需除去(qu)的(de)部分。隨著微(wei)制(zhi)造工藝(yi)的(de)發展；廣(guang)義(yi)上來講，刻蝕(shi)成了通過(guo)(guo)溶液、反應離子或其它(ta)機(ji)械方(fang)式(shi)來剝離、去(qu)除材料(liao)的(de)一種(zhong)統稱，成為(wei)微(wei)加工制(zhi)造的(de)一種(zhong)普適叫(jiao)法。
刻(ke)蝕機
一、刻蝕機的原理
感應耦(ou)合等離子(zi)體刻(ke)(ke)蝕(shi)法（InducTIvely CoupledPlasma Etch，簡稱(cheng)ICPE）是化學過(guo)程和物理過(guo)程共同作用的(de)結果。它的(de)基本原理是在真空(kong)低氣壓下(xia)，ICP 射頻電源產生的(de)射頻輸出(chu)到環形(xing)耦(ou)合線圈，以(yi)一定比(bi)例的(de)混合刻(ke)(ke)蝕(shi)氣體經(jing)耦(ou)合輝光(guang)放(fang)電，產生高密度的(de)等離子(zi)體，在下(xia)電極的(de)RF 射頻作用下(xia)，這些等離子(zi)體對基片(pian)表(biao)面進行轟擊，基片(pian)圖形(xing)區域的(de)半導體材料的(de)化學鍵被(bei)打斷，與刻(ke)(ke)蝕(shi)氣體生成揮(hui)發性物質，以(yi)氣體形(xing)式脫(tuo)離基片(pian)，從真空(kong)管路被(bei)抽走。
二、刻(ke)(ke)蝕機(ji)和光刻(ke)(ke)機(ji)的區別(bie)
刻(ke)(ke)蝕相(xiang)對光(guang)刻(ke)(ke)要容易。
光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)機(ji)把(ba)圖(tu)案(an)印上去(qu)，然后刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕機(ji)根據印上去(qu)的(de)(de)圖(tu)案(an)刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕掉有圖(tu)案(an)（或者(zhe)(zhe)沒有圖(tu)案(an)）的(de)(de)部分(fen)，留(liu)下剩余的(de)(de)部分(fen)，外(wai)行(xing)容易混淆“光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)機(ji)”和(he)“刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕機(ji)”。光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)機(ji)相(xiang)(xiang)當于(yu)畫匠(jiang)，刻(ke)(ke)(ke)(ke)蝕機(ji)是雕(diao)工。前者(zhe)(zhe)投影在硅片(pian)上一張(zhang)精細的(de)(de)電路圖(tu)(就像(xiang)照相(xiang)(xiang)機(ji)讓膠(jiao)卷感光(guang)(guang))，后者(zhe)(zhe)按(an)這張(zhang)圖(tu)去(qu)刻(ke)(ke)(ke)(ke)線(就像(xiang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)印章一樣，腐蝕和(he)去(qu)除不(bu)需要的(de)(de)部分(fen))。