什么是光刻機(jī)：

光刻機(jī)又叫掩模對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)，曝光系統(tǒng)，光刻系統(tǒng)等。常用的光刻機(jī)是掩膜對(duì)準(zhǔn)光刻，所以叫 Mask Alignment System。一般的光刻工藝要經(jīng)歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對(duì)準(zhǔn)曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。Photolithography（光刻） 意思是用光來(lái)制作一個(gè)圖形（工藝）；在硅片表面勻膠，然后將掩模版上的圖形轉(zhuǎn)移光刻膠上的過(guò)程將器件或電路結(jié)構(gòu)臨時(shí)“復(fù)制”到硅片上的過(guò)程。

光刻技術(shù)的基本原理： 

1、涂膠

目前涂膠的主要方法有：甩膠、噴膠和氣相沉積 ，但應(yīng)用最廣泛的還是甩膠。甩膠是利用芯片的高速旋轉(zhuǎn)，將多余的膠甩出去，而在芯片上留下一層均勻的膠層，通常這種方法可以獲得優(yōu)于+2%的均勻性（邊緣除外）。甩膠的主要缺陷有：氣泡、彗星（膠層上存在的一些顆粒）、條紋、邊緣效應(yīng)等，其中邊緣效應(yīng)對(duì)于小片和不規(guī)則片尤為明顯。

2、紫外光刻

  目前占光刻技術(shù)主導(dǎo)地位的仍然是紫外光刻。按波長(zhǎng)可分為紫外、深紫外和極紫外光刻。按曝光方式可分為接觸/接近式光刻和投影式光刻。接觸/接近式光刻通常采用汞燈產(chǎn)生的365~436nm的紫外波段，而投影式光刻通常采用準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的深紫外（248nm）和極紫外光（193nm 和157nm）。

2.1 接觸/接近式光刻 

  接觸/接近式光刻是發(fā)展最早，也是最常見(jiàn)的曝光方式。它采用1：1方式復(fù)印掩膜版上的圖形，這類(lèi)光刻機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，發(fā)展也較成熟，缺點(diǎn)是分辨率不高，通常最高可達(dá)1um 左右。此外由于掩膜版直接和光刻膠接觸，會(huì)造成掩膜版的沾污。

2.2投影式光刻 

    投影式光刻機(jī)在現(xiàn)代光刻中占主要地位，據(jù)調(diào)查顯示，投影式光刻機(jī)約占整個(gè)光刻設(shè)備市場(chǎng)份額的70%以上。其主要優(yōu)點(diǎn)是分辨率高，不沾污掩膜版，重復(fù)性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。 投影式光刻機(jī)又分為掃描式和步進(jìn)式，掃描式采用1：1光學(xué)鏡頭，由于掃描投影分辨率不高，約1um左右，加之1*掩膜制備困難，因此80年代中期后就逐步被步進(jìn)投影光刻機(jī)所取代。步進(jìn)投影光刻機(jī)采用縮小投影鏡頭，一般有4：1.5,1.10:1等。 

3、粒子束光刻 

    由于光學(xué)光刻受分辨率限制，要得到分辨率更高的圖形只能求助于粒子束光刻，因此有人預(yù)言21世紀(jì)將是粒子束光刻的世紀(jì)。常見(jiàn)的粒子束光刻主要有X射線、電子束和離子束光刻。

3.1 X射線光刻 

    X射線光刻技術(shù)是目前國(guó)外研究比較熱門(mén)的一種粒子束光刻技術(shù)，同光學(xué)曝光相比，X射線有著更短的波長(zhǎng)，因此有可能獲得分辨率更高的圖形，目前被認(rèn)為是100nm線條以下半導(dǎo)體器件制造的主要工具。

3.2電子束光刻

  電子束曝光技術(shù)是迄今為止分辨率最高的一種曝光手段。電子束光刻的優(yōu)點(diǎn)是（1）分辨率高；（2）不需要掩膜；（3）不受像場(chǎng)尺寸限制；（4）真空內(nèi)曝光，無(wú)污染；（5）由計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高。 但由于電子束入射光刻膠和襯底后會(huì)產(chǎn)生散射，因而限制了實(shí)際的分辨率（即鄰近效應(yīng)）。電子束采用直接寫(xiě)的技術(shù)，因此曝光的速度很慢，不實(shí)用于大硅片的生產(chǎn)，此外電子束轟擊襯底也會(huì)產(chǎn)生缺陷。

3.3離子束光刻 

    離子束光刻和電子束光刻較類(lèi)似，也是采用直接寫(xiě)的技術(shù)，由于離子的質(zhì)量比電子重得多，因此只在很窄的范圍內(nèi)產(chǎn)生很慢的二次電子，鄰近效應(yīng)可以忽略，可以得到更高分辨率的圖形（可達(dá)20nm）。離子束光刻目前主要應(yīng)用于版的修復(fù)。