光刻工藝是一種很（hěn）精密的（de）技術，現（xiàn）在隨著成都鑫（xīn）南光（guāng）機（jī）械設備有限公司小編（biān）一起來看看四川光刻機的原理吧！

光刻工藝（yì）通過曝光的方法將掩模上的圖形轉移到塗覆於矽片表麵的光刻膠上，然後通（tōng）過顯影、刻蝕等工藝將圖形轉（zhuǎn）移（yí）到矽片上。

1、塗膠

要製備光刻圖形，首先就得在芯片表麵製（zhì）備一層均勻的光刻膠。截止至2000年5月23日，已經申請的塗膠（jiāo）方麵的（de）美國**就達118項。在塗膠之前，對芯片表麵進行清洗和幹燥是必不可少的。目前塗（tú）膠的主要方法有（yǒu）：甩膠、噴膠和氣相沉積 ，但應用*廣泛的還是甩（shuǎi）膠。甩膠是利用芯片的高速旋轉，將（jiāng）多餘（yú）的膠甩出去，而在（zài）芯片上留下一層（céng）均勻的膠層，通常（cháng）這（zhè）種方法可以獲得優於+2%的（de）均勻（yún）性（邊緣除外）。

2、四川光刻機之紫外光刻

目前占光刻技術主導地位的仍然是紫外光（guāng）刻。按（àn）波長可分為紫外、深紫外和極紫外光刻。按曝光方式可分為接觸/接近式光刻和投影（yǐng）式光刻。接觸（chù）/接近式（shì）光刻（kè）通常采用汞燈產生（shēng）的365~436nm的紫外波段，而投影式光刻通常采用準分子激光器產生的深紫外（248nm）和極紫（zǐ）外光（193nm 和157nm）。 2.1接觸/接近式光刻

接觸/接近式光（guāng）刻是發（fā）展（zhǎn）*早，也是*常見的曝光方（fāng）式。它采用（yòng）1：1方式複（fù）印掩膜版上的圖形，這類光（guāng）刻機結構簡單，價格（gé）便（biàn）宜，發展也較成熟，缺點是分辨率不高，通常*高可達1um 左右（yòu）。此外由於掩膜版直接和（hé）光刻膠接觸（chù），會造成掩（yǎn）膜版的沾汙。

365~436nm的紫外波段，而投影式光刻通常采用準分子激光器產生的深紫外（wài）（248nm）和極紫外光（193nm 和157nm）。 2.1接觸/接近式光刻

接（jiē）觸/接近式光刻是發展*早，也是*常見的曝光方式。它（tā）采用1：1方式複印掩膜版上的圖形，這類光刻機結構簡單，價格便宜，發展也較成熟，缺點是分辨率不高，通常*高可達1um 左右。此外由於掩膜版直接和光刻膠接觸，會造成掩膜版的沾汙。 接觸% 接近式光刻機的分辨率（lǜ）由下式決定：

式中：λ為曝光的波長，FT為（wéi）光刻膠的厚度，G為曝光時的接近距離。目前（qián）常用的（de）光源為汞% 氙燈所產生的紫外光，常用的三個波段為436nm（g線）、405nm（h線）和365nm（i線）。由下（xià）圖可看出這三個波（bō）段的強度（dù）*高，且紫外光成（chéng）本低，比較容易獲得，是接觸（chù）/接近式光刻的主要光源。

2.2投影式光刻

投影式光（guāng）刻（kè）機在現代（dài）光刻中占主（zhǔ）要地位，據調查顯示，投影式光刻機約占整（zhěng）個光刻設備市場份額的70%以上（shàng）。其主要優點是分辨率（lǜ）高，不（bú）沾汙掩（yǎn）膜版，重複性好，但結構複（fù）雜，價格昂貴。 投影式光刻機又分為（wéi）掃描式和步進式，掃描式采用1：1光學（xué）鏡頭，由於掃描投影分辨率（lǜ）不高，約1um左右，加之1*掩膜製備困難，因此80年代中期後（hòu）就逐步被步進投影光刻機所取代。步進（jìn）投（tóu）影光刻機采用縮小投影鏡頭，一般有4：1.5,1.10:1等。 3、粒子束光刻

由於光學光刻受分辨率限（xiàn）製，要得到分辨率更高（gāo）的圖形隻能（néng）求助於粒子束光刻，因此有人預言21世紀將是粒子束光刻的世紀。常（cháng）見的粒子束光刻主要（yào）有X射（shè）線、電子束和離子（zǐ）束光刻。

3.1X射線光刻

X射線光刻技術是目前國外（wài）研究比（bǐ）較熱門的（de）一種粒子束（shù）光刻技術，同光學曝光相比，X射線有著更短的波長，因此有可能獲得分辨率更高的圖形，目前被認（rèn）為（wéi）是100nm線條以（yǐ）下半導（dǎo）體器件製造的主要工具。它具有（yǒu）以下優點：（1）景深容易控製（zhì）；（2）視場大（可達50mm*50mm）；（3）: 射線對光刻工藝中（zhōng）的塵埃不敏感，因（yīn）此成（chéng）品率較高。

由於X射線（xiàn）的波（bō）長很短（通（tōng）常為（wéi）0.1~30nm），曝光時（shí）的（de）衍射（shè）和散（sàn）射幾（jǐ）乎可以忽略不計，因此可得到較高分辨率的圖形。X射線穿（chuān）透力很強，目前多數的光學係統不（bú）能對它進行反射或折射，因（yīn）此多采用接近式曝光。

3.2電子束光刻

電子束曝光技術是（shì）迄今為（wéi）止分辨率*高的一種曝光手段。電子束光刻的（de）優點是（1）分辨率高；（2）不需要（yào）掩膜；（3）不受像場尺寸限製；（4）真空內曝光，無汙染（rǎn）；（5）由計算機控製，自動化程度高。

目前已（yǐ）研（yán）製出多種電子束納（nà）米曝光技術，如掃描透射電子顯微鏡（STEM）、掃（sǎo）描隧道顯（xiǎn）微鏡（STM）、圓形束、成（chéng）形束、投影曝光、微電子光柱等。其中STM的空間分辨率*高，橫向可達0.1nm，縱向優於0.01nm，但由於電子束入射光刻（kè）膠（jiāo）和襯（chèn）底後會產生散射，因而限製了實際的分辨率（即（jí）鄰近效應）。目（mù）前電子束曝（pù）光技術中的主導加工技術為圓形電子束和成（chéng）形電子束曝光（guāng），成形（xíng）電子束目前*小（xiǎo）分辨率一般（bān）大於100nm，圓形電子束的（de）*高分辨率可達幾個納米。

電子束光刻采用直接寫的技術，在掩膜版的製備過程中占主要地（dì）位。但（dàn）也正是因為電子束采用直接寫的技術，因此曝光的速度很慢（màn），不實用於大矽片的生產，此外電（diàn）子束轟擊襯底也會產生缺陷。

3.3離子束光刻

離子束光刻和電子束光刻較（jiào）類似，也是采用直接寫的技術（shù），由於離子的質量比電子重得多，因此隻在很（hěn）窄的範圍內（nèi）產生很慢的二次電（diàn）子，鄰近效應可以忽略，可以得到更高分辨率的圖形（可達20nm）。同樣能量下，光刻膠對離子的靈敏度也要比電子高數百倍，因（yīn）此比電子束更實用（yòng）於作光刻工具。但離子束也有一些缺點（diǎn），如不能聚焦得像電子束一樣細，此（cǐ）外，由於質量較重，使得曝光深度有限，一般不超過0.5um。

離子束光刻目前主要應用於版的（de）修複，光學掩膜在製作過程中難免會產生一些缺陷，特別是現（xiàn）在的線條越來越細（xì），這些缺（quē）陷（xiàn）就更是不可避免。利用聚焦離子束的濺射功能可將版上（shàng）多餘（yú）的鉻斑去掉（diào），也可在離子束掃描（miáo）過程中，通入一定的化學氣體，將碳或（huò）鎢沉積在版上，修補版上不必要的透光斑，提高版的成品率。此外離子束光刻引入的離子注入效應又帶來一些新（xīn）的未知因數，離子束光刻目（mù）前還（hái）處於研究當中。

4、光刻膠

光（guāng）刻膠（jiāo）呈現多麵化發展的趨勢，以適應不同（tóng）應用的需要，如常規的UV光刻膠、深紫外光刻膠、X射線光刻膠、電子束光刻（kè）膠及用於深度光刻的光刻膠等。但有一個共同的（de）趨（qū）勢就是分辨率（lǜ）和靈敏度（dù）越來越（yuè）高。

光刻膠分為正膠和負（fù）膠，一般認為負膠的（de）分辨率較（jiào）差，但現在有一些負膠采（cǎi）用堿性顯影液也可複（fù）印（yìn）出與正（zhèng）膠（jiāo）有相似精度的亞微米圖形而不產生膠的膨脹。而通常正膠比負膠的靈敏度低，所需（xū）的（de）曝光量是負膠的若幹倍。預計光刻膠的（de）靈敏度極限約為10uJ/cm2，極限分辨（biàn）率可達10nm。

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