从平面工艺诞生以来,光刻设备可以分为五代。每一代叉以那个时期获得σ)和分辨率所需的设备类型为代表。这5个精细光刻时代的代表是:接触式光刻机;M62352GP接近式光刻机;扫描投影光刻机;分步重复投影光刻机;步进扫描投影光刻机。

    接触式光刻机

   接触式光刻机是从SSI时代直到⒛世纪70年代的主要光刻手段。它用于线宽尺寸约5um及以上的生产方式中。尽管0,4um线宽也能实现,现今接触式光刻机已不被广泛使用。如图10-30所示是接触式光刻机系统示意图。

   接触式光刻机的掩模板包括了要复制到硅片表面的所有芯片阵列图形。硅片被涂上光刻胶,并被装到一个由手动按钮控制左右和旋转的台子上(台子有r轴、y轴方向和旋转的定位功能)。掩模板和硅片通过分立视场显微镜同时观察,于是操作者用手动控制台子定位就把掩模板图形和硅片上的图形对准了。

   一旦掩模板和硅片对准,掩模板就开始和硅片表面的光刻胶涂层直接接触,这就是称这种设备为接触式光刻机的原因。此时硅片和掩模板经紫外光(UV)曝光。紫外光通过掩模板透明部分,掩模板的图形就被转移到光刻胶上。

   接触式光刻系统依赖人操作,并且容易被沾污。因为掩模板和光刻胶是直接接触的,颗粒沾污会损坏光刻胶层或掩模板,或者两者都损坏了,每5~25次操作就需更换掩模板。颗粒周围的区域都存在分辨率问题。由于接触式光刻中一块掩模板在整个硅片上形成图形,对准时整个硅片的偏差又必须在所需容差之内,因此当硅片尺寸增加时就有套准精度问题。接触光刻确实能够在硅片表面形成高分辨率的图形,因为掩模板图形和硅片非常接近。这种接近减少了图像失真。然而,接触光刻非常依赖于操作者,这就引人了重复性和控制问题。