光刻机简单介绍

分裂效应和频率牵引效应,激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋
圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分
为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路
经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束,另一路成为仅
含有f2的光束。当可动反射镜移动时,含有f2的光束经可动反射镜反射
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光刻机整体构造
Uv lamp
ＨＥＰA filter
reticle
lens wafer
Wafer stage
送风机
Heater
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风
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压缩机
进风口
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光学系构造
RA
C F R1 R2 M1
S I MF、SF B
Hg LAMP E
M2 MC ML
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光刻机简单介绍
目录
1.发展史 2.光刻机概述 3.光刻机构造 4.相关技术
光刻机发展过程
1.接触式光刻机 2.接近式光刻机 3.投影式光刻机 4.扫描式光刻机 5.步进式光刻机 6.步进扫描式光刻机
光刻机概述（一）
• 腔体（CHAMBER） • 主体（MAIN BODY） • 传片单元（WAFER LOADER） • 上版单元（RETICLE LOADER） • 照明系统（ILLUMINATION） • 工作台（WAFER STAGE） • 控制柜（CONTROL RACK）
此数字越大意味着是越新模型的NSR。 ⑥ 表示投影鏡頭的型式。
同様的□20mm1/5倍、使用i線的鏡頭中、以A或B等進行区別。
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6
光刻机
光刻机：采用重复
步进的方式将掩 膜版（Reticle） 的图形以5：1的 比例转移到硅片 （Wafer）上。
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光刻机基础
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光刻设备概述（二）
• 微细加工技术的核心，是微细光刻技术。 • 主要有光学曝光、电子束曝光、X射线曝光、
离子束曝光。 • 目前生产上大量采用的是光学曝光技术。 • Nikon光刻机：重复步进式光刻机（NSR）
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5
N S R – 2 2 0 5 i 12 C
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光刻机构造－LENS CONTROLLER
• 镜头控制器：简称LC,对镜头倍率及焦点进 行 控制的关键部件。
• 构成：控制基版 BELLOWS PUMP LENS TEM.SENSOR 压力计等
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LC倍率控制的实现
reticle
A室与大气相连；
B室气压可以调节，通过改变 B室气压，从而改变其折射率 使倍率进行实时追踪
后成为含有f2 ±Δf的光束，Δf是可动反射镜移动时因多普勒效应产生
的附加频率,正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提
出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由
固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-
(f2±Δf)的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、
Wafer holder
Wafer Illumination uniformity sensor
Monitor
插槽
定位块
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16
光刻机构造－Stage unit（3）
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工作台定位－HP干涉计
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工作台定位－HP干涉计
•
在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼
A室中集中了大部分光学镜头
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A
压力调节机构
B
lens
wafer
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LC与AUTOFOCUS的关系
Lens的实际焦点随着 B室气压的变化实时 在变化。
Halving glass
光刻机曝光光源为超高压水银灯
高压水银灯光线组成 X线0.71nm KrF248nm i365nm
h405nm g436nm
x 10nm
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紫外线
可视光区
红外线区
400nm
750nm
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8
光学基础知识
• i线：波长=365nm • g线：波长=436nm • 波长越长频率越低
i＞g
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放大器、整形器后进入减法器相减,输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。
经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算(乘 1/2激光波长)后
即可得出可动反射镜的位移量。
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工作台定位：移动境、固定境
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通过移动境 、固定境反 射后的光线 ，形成干涉光 ，被检知器 检知。
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光刻机构造－复眼lens
1、有多个具有共焦面 小凸透镜组成
2、为了确保照度、 均一性
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reticle 13
光刻机构造－SHUTTER UNIT 计数器 马达 位置：光路焦点处
结构：马达（直流） 计数器 扇叶
功能：开 曝光 闭 掩膜版对准、ISS
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光刻机构造－干涉滤光镜
玻璃衬底上涂一层半透明金属层，接着涂一层氟化镁隔层（可以减 少镜头界 面 对射入光线的反射，减少光晕，提 高 成 像 质 量 ），再 涂一层半透明金属层，两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行 板。当两极的间隔与波长同数量级时，透射光中不同波长的干涉高峰 分得很开，利用别的吸收型滤光片可把不允许透过的光滤掉，从而得 到窄通带的带通滤光片，其通频带宽度远比普通吸收型滤光片要窄。
①
② ③④ ⑤ ⑥
① NSR為「Nikon Step and Repeat exposure systems」的略称。 ② 表示最大曝光範囲。
200為正方形□20.0mm的曝光範囲。 ③ 表示投影鏡頭的投影倍率。
5是表示将Reticle上的図形以1/5倍投影到Wafer上。 ④ 表示曝光光波長。
i是表示使用由超高圧水銀灯発出的光中的i線。 ⑤ 表示NSR本体的型式名。
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扇叶 14
光刻机构造－Stage unit（1）
主视结构图
WAFER HOLDER LEVELING STAGE
T STAGE Z STAGE X STAGE Y STAGE
防震台
WAFER
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光刻机构造－STAGE UNIT （2）
Fiducial mark FC2 mark Motor 移动镜