一、光刻機(jī)的種類有哪些

1、接觸式曝光（Contact Printing）

掩膜板直接與光刻膠層接觸。曝光出來(lái)的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當(dāng)，設(shè)備簡(jiǎn)單。接觸式，根據(jù)施加力量的方式不同又分為：軟接觸，硬接觸和真空接觸。

（1）軟接觸：就是把基片通過(guò)托盤(pán)吸附?。愃朴趧蚰z機(jī)的基片放置方式），掩膜蓋在基片上面。

（2）硬接觸：是將基片通過(guò)一個(gè)氣壓（氮?dú)猓?，往上頂，使之與掩膜接觸。

（3）真空接觸：是在掩膜和基片中間抽氣，使之更加好的貼合（想一想把被子抽真空放置的方式）。

缺點(diǎn)：光刻膠污染掩膜板；掩膜板的磨損，容易損壞，壽命很低（只能使用5～25次）；容易累積缺陷；上個(gè)世紀(jì)七十年代的工業(yè)水準(zhǔn)，已經(jīng)逐漸被接近式曝光方式所淘汰了，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)均為接觸式曝光，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)的開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)無(wú)法提供工藝要求更高的非接觸式曝光的產(chǎn)品化。

2、接近式曝光（Proximity Printing）

掩膜板與光刻膠基底層保留一個(gè)微小的縫隙（Gap），Gap大約為0～200μm?？梢杂行П苊馀c光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷，使掩膜和光刻膠基底能耐久使用；掩模壽命長(zhǎng)（可提高10倍以上），圖形缺陷少。接近式在現(xiàn)代光刻工藝中應(yīng)用最為廣泛。

3、投影式曝光（Projection Printing）

在掩膜板與光刻膠之間使用光學(xué)系統(tǒng)聚集光實(shí)現(xiàn)曝光。一般掩膜板的尺寸會(huì)以需要轉(zhuǎn)移圖形的4倍制作。優(yōu)點(diǎn)：提高了分辨率；掩膜板的制作更加容易；掩膜板上的缺陷影響減小。

投影式曝光分類：

（1）掃描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工藝；掩膜板1：1，全尺寸；

（2）步進(jìn)重復(fù)投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或稱作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩膜板縮小比例（4：1），曝光區(qū)域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所能覆蓋的區(qū)域）。增加了棱鏡系統(tǒng)的制作難度。

（3）掃描步進(jìn)投影曝光（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用于≤0.18μm工藝。采用6英寸的掩膜板按照4：1的比例曝光，曝光區(qū)域（Exposure Field）26×33mm。優(yōu)點(diǎn)：增大了每次曝光的視場(chǎng)；提供硅片表面不平整的補(bǔ)償；提高整個(gè)硅片的尺寸均勻性。但是，同時(shí)因?yàn)樾枰聪蜻\(yùn)動(dòng)，增加了機(jī)械系統(tǒng)的精度要求。

4、高精度雙面

主要用于中小規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體元器件、光電子器件、聲表面波器件、薄膜電路、電力電子器件的研制和生產(chǎn)。

高精度特制的翻版機(jī)構(gòu)、雙視場(chǎng)CCD顯微顯示系統(tǒng)、多點(diǎn)光源曝光頭、真空管路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、直聯(lián)式無(wú)油真空泵、防震工作臺(tái)等組成。

適用于φ100mm以下，厚度5mm以下的各種基片的對(duì)準(zhǔn)曝光。

5、高精度單面

針對(duì)各大專院校、企業(yè)及科研單位，對(duì)光刻機(jī)使用特性研發(fā)的一種高精度光刻機(jī)，中小規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體元器件、光電子器件、聲表面波器件的研制和生產(chǎn)。

高精度對(duì)準(zhǔn)工作臺(tái)、雙目分離視場(chǎng)CCD顯微顯示系統(tǒng)、曝光頭、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空管路系統(tǒng)、直聯(lián)式無(wú)油真空泵、防震工作臺(tái)和附件箱等組成。

解決非圓形基片、碎片和底面不平的基片造成的版片分離不開(kāi)所引起的版片無(wú)法對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。

二、光刻機(jī)怎么制造芯片

1、沉積

制造芯片的第一步，通常是將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導(dǎo)體、絕緣體或半導(dǎo)體。

2、光刻膠涂覆

進(jìn)行光刻前，首先要在晶圓上涂覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”，然后將晶圓放入光刻機(jī)。

3、曝光

在掩模版上制作需要印刷的圖案藍(lán)圖。晶圓放入光刻機(jī)后，光束會(huì)通過(guò)掩模版投射到晶圓上。光刻機(jī)內(nèi)的光學(xué)元件將圖案縮小并聚焦到光刻膠涂層上。在光束的照射下，光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，光罩上的圖案由此印刻到光刻膠涂層。

4、計(jì)算光刻

光刻期間產(chǎn)生的物理、化學(xué)效應(yīng)可能造成圖案形變，因此需要事先對(duì)掩模版上的圖案進(jìn)行調(diào)整，確保最終光刻圖案的準(zhǔn)確。

5、烘烤與顯影

晶圓離開(kāi)光刻機(jī)后，要進(jìn)行烘烤及顯影，使光刻的圖案永久固定。洗去多余光刻膠，部分涂層留出空白部分。

6、刻蝕

顯影完成后，使用氣體等材料去除多余的空白部分，形成3D電路圖案。

7、計(jì)量和檢驗(yàn)

芯片生產(chǎn)過(guò)程中，始終對(duì)晶圓進(jìn)行計(jì)量和檢驗(yàn)，確保沒(méi)有誤差。檢測(cè)結(jié)果反饋至光刻系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化、調(diào)整設(shè)備。這一部，就需要用到納米級(jí)超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)這一關(guān)鍵設(shè)備了。

8、離子注入

在去除剩余的光刻膠之前，可以用正離子或負(fù)離子轟擊晶圓，對(duì)部分圖案的半導(dǎo)體特性進(jìn)行調(diào)整。

9、視需要重復(fù)制程步驟

從薄膜沉積到去除光刻膠，整個(gè)流程為晶圓片覆蓋上一層圖案。而要在晶圓片上形成集成電路，完成芯片制作，這一流程需要不斷重復(fù)，可多達(dá)100次。

10、封裝芯片

最后一步，運(yùn)用超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，進(jìn)行晶圓切割，獲得單個(gè)芯片，封裝在保護(hù)殼中。這樣，成品芯片就可以用來(lái)生產(chǎn)電視、平板電腦或者其他數(shù)字設(shè)備了！