Scanner 光刻機(jī)即掃描式光刻機(jī)。

工作原理

投影掃描原理：光源發(fā)出的光線，經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的處理，變成均勻且具有特定能量的光束，透過(guò)掩模上的圖案，形成攜帶圖案信息的光線。這些光線通過(guò)一條細(xì)長(zhǎng)的狹縫，射在涂有光刻膠的晶圓基底上。在曝光過(guò)程中，掩模和晶圓以特定的速度和方向同步移動(dòng)，使得光線能逐行對(duì)晶圓進(jìn)行曝光，最終完成整個(gè)晶圓的圖案轉(zhuǎn)移。

光刻膠反應(yīng)原理：光刻膠是一種對(duì)光敏感的材料，當(dāng)受到特定波長(zhǎng)光線照射時(shí)，其化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。正性光刻膠在曝光后會(huì)變得可溶于顯影液，而負(fù)性光刻膠則相反，曝光部分不溶于顯影液。通過(guò)顯影過(guò)程，就能在晶圓上形成與掩模圖案相對(duì)應(yīng)的光刻膠圖案。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

大視場(chǎng)曝光：與傳統(tǒng)的步進(jìn)式光刻機(jī)每次曝光一個(gè)小區(qū)域不同，掃描式光刻機(jī)通過(guò)掃描的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)較大區(qū)域的一次曝光，大大提高了光刻效率，減少了曝光次數(shù)，從而縮短了芯片制造的時(shí)間。

高分辨率：采用先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)和光源技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)較高的分辨率，能夠滿足制造更小尺寸芯片的需求。例如，通過(guò)使用深紫外光（DUV）或極紫外光（EUV）作為光源，結(jié)合高數(shù)值孔徑的光學(xué)透鏡，可將光刻分辨率提升至 7nm 甚至更高的水平。

高對(duì)準(zhǔn)精度：配備高精度的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，在掃描曝光過(guò)程中，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整掩模與晶圓的相對(duì)位置，確保圖案的對(duì)準(zhǔn)精度達(dá)到納米級(jí)別，有效提高了芯片制造的良率。

發(fā)展歷程

早期探索：掃描投影式光刻機(jī)最早可追溯到 70 年代末至 80 年代初，當(dāng)時(shí)的投影成像比例為 1:1，即掩模版上的尺寸與光刻膠上的圖案尺寸相同。

技術(shù)改進(jìn)：隨著技術(shù)的發(fā)展，掃描式光刻機(jī)不斷改進(jìn)，特別是與步進(jìn)技術(shù)相結(jié)合形成的步進(jìn)掃描式光刻機(jī)，成為了現(xiàn)代高端半導(dǎo)體制造的主流設(shè)備。步進(jìn)掃描式光刻機(jī)從 180nm 節(jié)點(diǎn)開始，在硅基 CMOS 工藝中得到了大量應(yīng)用。

市場(chǎng)地位

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，Scanner 光刻機(jī)占據(jù)著至關(guān)重要的地位。尤其是步進(jìn)掃描式光刻機(jī)，因其高性能和高生產(chǎn)效率，占據(jù)了光刻機(jī)市場(chǎng)份額的 70% 以上，是各大芯片制造企業(yè)生產(chǎn)先進(jìn)制程芯片的關(guān)鍵設(shè)備。