曝光系統(tǒng)核心的部件之一是紫外光源。
常見光源分為:
可見光:g線:436nm
紫外光(UV),i線:365nm
深紫外光(DUV),KrF 準分子激光:248 nm, ArF 準分子激光:193 nm
極紫外光(EUV),10 ~ 15 nm
對光源系統(tǒng)的要求
a.有適當?shù)牟ㄩL。波長越短,可曝光的特征尺寸就越小;[波長越短,就表示光刻的刀鋒越鋒利,刻蝕對于精度控制要求越高。]
b.有足夠的能量。能量越大,曝光時間就越短;
c.曝光能量必須均勻地分布在曝光區(qū)。[一般采用光的均勻度 或者叫 不均勻度 光的平行度等概念來衡量光是否均勻分布]
常用的紫外光光源是高壓弧光燈(高壓汞燈),高壓汞燈有許多尖銳的光譜線,經(jīng)過濾光后使用其中的g 線(436 nm)或i 線(365 nm)。
對于波長更短的深紫外光光源,可以使用準分子激光。例如KrF 準分子激光(248 nm)、ArF 準分子激光(193 nm)和F2準分子激光(157 nm)等。
曝光系統(tǒng)的功能主要有:平滑衍射效應(yīng)、實現(xiàn)均勻照明、濾光和冷光處理、實現(xiàn)強光照明和光強調(diào)節(jié)等。
對準系統(tǒng)編輯
制造高精度的對準系統(tǒng)需要具有近乎完美的精密機械工藝,這也是國產(chǎn)光刻機望塵莫及的技術(shù)難點之一,許多美國德國品牌光刻機具有特殊專利的機械工藝設(shè)計。例如Mycro N&Q光刻機采用的全氣動軸承設(shè)計專利技術(shù),有效避免軸承機械摩擦所帶來的工藝誤差。
對準系統(tǒng)另外一個技術(shù)難題就是對準顯微鏡。為了增強顯微鏡的視場,許多高端的光刻機,采用了LED照明。
對準系統(tǒng)共有兩套,具備調(diào)焦功能。主要就是由雙目雙視場對準顯微鏡主體、目鏡和物鏡各1對(光刻機通常會提供不同放大倍率的目鏡和物鏡供用戶組合使用)。
CCD對準系統(tǒng)作用是將掩模和樣片的對準標記放大并成像于監(jiān)視器上。
工件臺顧名思義就是放工件的平臺,光刻工藝主要的工件就是掩模和基片。
工件臺為光刻機的一個關(guān)鍵,由掩模樣片整體運動臺(XY)、掩模樣片相對運動臺(XY)、轉(zhuǎn)動臺、樣片調(diào)平機構(gòu)、樣片調(diào)焦機構(gòu)、承片臺、掩模夾、抽拉掩模臺組成。
其中,樣片調(diào)平機構(gòu)包括球座和半球。調(diào)平過程中首先對球座和半球通上壓力空氣,再通過調(diào)焦手輪,使球座、半球、樣片向上運動,使樣片與掩模相靠而找平樣片,然后對二位三通電磁閥將球座和半球切換為真空進行鎖緊而保持調(diào)平狀態(tài)。
樣片調(diào)焦機構(gòu)由調(diào)焦手輪、杠桿機構(gòu)和上升直線導(dǎo)軌等組成,調(diào)平上升過程初步調(diào)焦,調(diào)平完成鎖緊球氣浮后,樣片和掩模之間會產(chǎn)生一定的間隙,因此必須進行微調(diào)焦。另一方面,調(diào)平完成進行對準,必須分離一定的對準間隙,也需要進行微調(diào)焦。
抽拉掩模臺主要用于快速上下片,由燕尾導(dǎo)軌、定位擋塊和鎖緊手輪組成。
承片臺和掩模夾是根據(jù)不同的樣片和掩模尺寸而進行設(shè)計的。