光刻机
光刻机(Mask Aligner),又名掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等,是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备1。
光刻机可以分为步进投影光刻机和扫描投影光刻机两种,主要性能指标有:支持基片的尺寸范围、分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等2。
基本信息
- 中文名
光刻机
- 外文名
Mask Aligner3
- 别名
掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统
- 光源波长
350 nm -450 nm
- 功能用途
用光制作一个图形
发展历程
光刻机的品牌众多,根据采用不同技术路线的可以归纳成如下几类:
高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几微米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。国外品牌主要以荷兰ASML(镜头来自德国),日本Nikon(intel曾经购买过Nikon的高端光刻机)和日本Canon三大品牌为主。
位于我国上海的SMEE已研制出具有自主知识产权的投影式中端光刻机,形成产品系列初步实现海内外销售。正在进行其他各系列产品的研发制作工作。
生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机,分辨率通常在数微米以上。主要有德国SUSS、美国MYCRO NXQ4006、以及中国品牌。
光刻机共经历了五代的发展,第一代使用的是436nm g-line波长,第二代光刻机开始使用波长365nm i-line,第三代则是248nm的KrF激光,第四代是193nm波长的DUV激光,即ArF准分子激光,第五代是13.5nm 的EUV激光4。
2024年9月9日,工业和信息化部印发《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024 年版)》通知,在文件列表包含国产氟化氪光刻机(110nm)和氟化氩光刻机(65nm)4。
结构参数
光刻机的主要性能指标有:支持基片的尺寸范围,分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。
分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。
对准精度是在多层曝光时层间图案的定位精度。
曝光方式分为接触接近式、投影式和直写式。
曝光光源波长分为紫外、深紫外和极紫外区域,光源有汞灯,准分子激光器等。
紫外光源
曝光系统最核心的部件之一是紫外光源。
常见光源分为:
可见光:g线:436nm