光刻設備的機械結構對其精度和穩(wěn)定性起著至關重要的作用。在當今高科技飛速發(fā)展的時代，半導體制造行業(yè)正以前所未有的速度推動著信息技術的進步。作為半導體制造中的重要技術之一，光刻技術通過光源、掩模、透鏡系統(tǒng)和硅片之間的精密配合，將電路圖案精確轉(zhuǎn)移到硅片上，為后續(xù)的刻蝕、離子注入等工藝步驟奠定了堅實基礎。然而，隨著芯片特征尺寸的不斷縮小，光刻設備的精度和穩(wěn)定性成為了半導體制造領域亟待解決的關鍵問題。為了確保高精度和長期穩(wěn)定性，光刻設備的機械結構通常采用高質(zhì)量的材料制造，如不銹鋼、鈦合金等，這些材料具有強度高、高剛性和良好的抗腐蝕性，能夠有效抵抗外部環(huán)境的干擾和內(nèi)部應力的影響。雙面鍍膜光刻是針對硅及其它半導體基片發(fā)展起來的加工技術。河南材料刻蝕加工工廠

第三代為掃描投影式光刻機。中間掩模版上的版圖通過光學透鏡成像在基片表面，有效地提高了成像質(zhì)量，投影光學透鏡可以是1∶1，但大多數(shù)采用精密縮小分步重復曝光的方式（如1∶10，1∶5，1∶4）。IC版圖面積受限于光源面積和光學透鏡成像面積。光學曝光分辨率增強等光刻技術的突破，把光刻技術推進到深亞微米及百納米級。第四代為步進式掃描投影光刻機。以掃描的方式實現(xiàn)曝光，采用193nm的KrF準分子激光光源，分步重復曝光，將芯片的工藝節(jié)點提升一個臺階。實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，將工藝推進至180~130nm。隨著浸入式等光刻技術的發(fā)展，光刻推進至幾十納米級。第五代為EUV光刻機。采用波長為13.5nm的激光等離子體光源作為光刻曝光光源。即使其波長是193nm的1/14，幾乎逼近物理學、材料學以及精密制造的極限。四川材料刻蝕加工平臺在曝光這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。

UV-LED光源作為一種新興光源，近幾年技術獲得了極大的進步，在光刻機上同樣作為光源使用。與傳統(tǒng)汞燈相比，具有光強更高、穩(wěn)定性更好的特點，可節(jié)省電能約50%，壽命延長5倍～10倍。一支汞燈的使用壽命通常在800～1000h，在進行工業(yè)生產(chǎn)中，通常24h保持工作狀態(tài)，能耗極大，隨著持續(xù)使用光強快速衰減，需要根據(jù)工藝需求不斷對汞燈位置進行校正，調(diào)節(jié)光強大小以滿足曝光時光強求。UV-LED光源采用電子快門技術，曝光結束后LED自動關閉，間斷性的使用極大地延長了LED的使用時間，曝光光強可以通過調(diào)節(jié)燈珠功率實現(xiàn)，操作簡單方便。套刻精度(OverlayAccuracy)的基本含義是指前后兩道光刻工序之間兩者圖形的對準精度，如果對準的偏差過大，就會直接影響產(chǎn)品的良率。一般光刻機廠商會提供每臺設備的極限套刻精度。套刻精度作為是光刻機的另一個非常重要的技術指標，不同光刻機會采用不同的對準系統(tǒng)，與此同時每層圖形的對準標記也有所不同。

光刻過程中圖形的精度控制是半導體制造領域的重要課題。通過優(yōu)化光源穩(wěn)定性與波長選擇、掩模設計與制造、光刻膠性能與優(yōu)化、曝光控制與優(yōu)化、對準與校準技術以及環(huán)境控制與優(yōu)化等多個方面，可以實現(xiàn)對光刻圖形精度的精確控制。隨著科技的不斷發(fā)展，光刻技術將不斷突破和創(chuàng)新，為半導體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入新的活力。同時，我們也期待光刻技術在未來能夠不斷突破物理極限，實現(xiàn)更高的分辨率和更小的特征尺寸，為人類社會帶來更加先進、高效的電子產(chǎn)品。隨著制程節(jié)點的縮小，光刻難度呈指數(shù)級增長。

在曝光這一步中，將使用特定波長的光對覆蓋襯底的光刻膠進行選擇性地照射。光刻膠中的感光劑會發(fā)生光化學反應，從而使正光刻膠被照射區(qū)域（感光區(qū)域）、負光刻膠未被照射的區(qū)域（非感光區(qū)）化學成分發(fā)生變化。這些化學成分發(fā)生變化的區(qū)域，在下一步的能夠溶解于特定的顯影液中。在接受光照后，正性光刻膠中的感光劑DQ會發(fā)生光化學反應，變?yōu)橐蚁┩⑦M一步水解為茚并羧酸，羧酸在堿性溶劑中的溶解度比未感光部分的光刻膠高出約100倍，產(chǎn)生的羧酸同時還會促進酚醛樹脂的溶解。利用感光與未感光光刻膠對堿性溶劑的不同溶解度，就可以進行掩膜圖形的轉(zhuǎn)移。曝光方法包括：接觸式曝光—掩膜板直接與光刻膠層接觸；接近式曝光—掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm；投影式曝光—在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現(xiàn)曝光和步進式曝光。剝離工藝（lift-off）是指在有光刻膠圖形的掩膜上鍍膜后，再去除光刻膠獲得圖案化的金屬的工藝。河南材料刻蝕加工工廠

光刻機常用光源介紹。河南材料刻蝕加工工廠

在勻膠工藝中，轉(zhuǎn)速的快慢和控制精度直接關系到旋涂層的厚度控制和膜層均勻性。勻膠機的轉(zhuǎn)速精度是一項重要的指標。用來吸片的真空泵一般選擇無油泵，上配有壓力表，同時現(xiàn)在很多勻膠機有互鎖，未檢測的真空將不會啟動。有時會出現(xiàn)膠液進入真空管道的現(xiàn)象，有的勻膠機廠商會在某一段管路加一段"U型"管路，降低異物進入真空管道的影響。光刻膠主要應用于半導體、顯示面板與印制電路板等三大領域。其中，半導體光刻膠技術難度高，主要被美日企業(yè)壟斷。據(jù)相關研究機構數(shù)據(jù)顯示，全球光刻膠市場中，LCD光刻膠、PCB光刻膠、半導體光刻膠產(chǎn)品占比較為平均。相比之下，中國光刻膠生產(chǎn)能力主要集中PCB光刻膠，占比高達約94%；半導體光刻膠由于技術壁壘較高占約2%。此外，光刻膠是生產(chǎn)28nm、14nm乃至10nm以下制程的關鍵，被國外巨頭壟斷，國產(chǎn)化任重道遠。河南材料刻蝕加工工廠