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步進機定義
步進機是半導(dǎo)體與液晶制造光刻制程所用的投影曝光設(shè)備。隨著集成電路線路圖案不斷微細(xì)化，制作和成品同等尺寸的光刻掩膜逐步變得困難，步進機依托步進重復(fù)工藝，把放大規(guī)格的掩膜圖形做縮小投影曝光。步進重復(fù)工藝指在晶圓或是液晶基板的曝光作業(yè)里，將整片待曝光區(qū)域劃分成若干區(qū)塊，單個區(qū)塊曝光結(jié)束后載臺移位至下一區(qū)域，循環(huán)往復(fù)完成全部曝光工序，依靠分步移位、重復(fù)曝光實現(xiàn)整片區(qū)域加工的曝光設(shè)備即為步進機。
步進機應(yīng)用場景
步進機主要應(yīng)用在半導(dǎo)體、液晶生產(chǎn)的光刻工序，依托掩膜完成基材曝光加工。曝光設(shè)備分為兩類，一類是步進重復(fù)機型，單次可曝光面積有限，依靠晶圓分步移位逐區(qū)曝光；另一類為掃描機型，也叫掃描光刻機，掩膜版與晶圓按照投影倍率匹配的速度同步移動掃描完成曝光，行業(yè)內(nèi)通常將掃描機型和步進機做品類區(qū)分。
步進機工作原理
步進機搭配短波長高光分辨率光源，實現(xiàn)大尺寸晶圓、液晶基板的高速縮小投影曝光，光線穿過掩膜版投射線路圖案后，載臺帶動晶圓移位，循環(huán)完成整片基板的多批次圖形曝光。整機主要組成包含曝光光源、投影物鏡、晶圓載臺以及晶圓傳送模組。受集成電路高集成化發(fā)展推動，曝光光源持續(xù)向著短波長方向迭代，波長越短能夠?qū)崿F(xiàn)的曝光分辨率越高，早年設(shè)備主流采用 365 納米 i 線光源，后續(xù)逐步更替為 248 納米氟化氪光源、193 納米氟化氬光源。晶圓載臺既要實現(xiàn)高速移動保障量產(chǎn)效率，還要滿足高精度定位需求適配精細(xì)制程，晶圓傳送機構(gòu)負(fù)責(zé)晶圓在載臺上的上下料與轉(zhuǎn)運作業(yè)。芯片制造對潔凈度要求嚴(yán)苛，晶圓表面極易附著異物造成產(chǎn)品不良，設(shè)備需要在潔凈環(huán)境下完成晶圓高速上下料，整套結(jié)構(gòu)配合分步移位實現(xiàn)逐次曝光。
步進機補充相關(guān)內(nèi)容
浸潤式曝光相關(guān)內(nèi)容，當(dāng)下步進機與掃描光刻機加工精度標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)抬升，設(shè)備構(gòu)造趨于復(fù)雜，單臺設(shè)備購置成本隨之上漲。受晶圓制程精細(xì)化發(fā)展影響，行業(yè)普遍傾向通過多輪設(shè)備改良延續(xù)現(xiàn)有設(shè)備使用壽命，不會輕易更換光源與整機架構(gòu)，浸潤工藝便是優(yōu)化設(shè)備性能的主流技術(shù)。該工藝在投影鏡頭與晶圓光刻膠之間填充純水類液體，借助液體縮短等效光波長，提升曝光分辨率，目前廣泛應(yīng)用在高d端光刻生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
極紫外光刻相關(guān)內(nèi)容，極紫外光刻采用 13.5 納米極紫外光線開展曝光，是適配數(shù)納米先進制程的下一代核心光刻技術(shù)，全球頭部半導(dǎo)體廠商在尖d端芯片制造中落地該項工藝，截至二零二二年，全球僅有一家廠商實現(xiàn)極紫外光刻機量產(chǎn)商用，相關(guān)設(shè)備處于獨j家壟斷的市場格局。
