nikon光刻机分析和总结.docx

光刻机就是一台大照相机，带光刻胶的wafer就是底片，reticl上e的图形就是风景，光源（汞灯或者激光）就是太阳光，当快门打开，光投射到reticl上e，经过镜头的投射，就在

wafer上成像了。和照相机不一样，每个风景只要拍一次就好了，reticl上e次，要把整个wafer布满才算曝光结束。

的图形要拍很多

从我熟悉的nikon光刻机说起：NIKON曾经是半导体行业的光刻之王，全世界80%的stepper都是nikon的，但是光刻机并不是日本人最先发明的，最早的大概是美国的GCA了，NIKON顶多算是GCA儿子。日本人是比较精明，他们买了一台GCA，把它拆开来仔细研究，在GCA的基础上进行了改进，再加上自己的优势-镜头（NIKON本来是军工企业，给小日本做潜艇望远镜的），推出了G4（G4是我所知道的最老的型号的NIKONstepper了，不知道有没有G1-G3，如果有，我相信保有量也不是特别大，应该不是特别成熟）。紧接着G6,G7和G8的推出，把NIKON推入到巅峰时刻。那个时候全世界只知道NIKON，ASML和Canon那时候根本不是对手。可以说在stepper上，NIKON是最大的赢家。随着技术的推进，stepper已经跟不上时代的发展，大家开始往scanner上发展了，随着ASML推出创新的TWINSCAN，靠着产能的优势，一举打败了nikon，夺走了光刻机老大的地位，而且从那以后，NIKON一直没能翻身，市场被一点点蚕食，再也没有往日的辉煌了。

聊了一点历史，有些也是道听途说，不过大部分应该是真的，如果哪位兄弟了解得更详细，可以分享出来，让大家长长见识。CANON 没接触过，据说12寸的STEPPER比较有市场，HYNIX用的就是CANON+ASML 。

NIKON光刻机的主要组成部分:其实大部分光刻机组成都是一样的，一般分为：照明系

（光源+产生均匀光的光路），STAGE（包括RETICLESTAGE和WAFERSTAGE)，镜头（这个是光刻机的核心），搬送系（waferhandler+reticlehan，dlaelri)gnment（WGA,LSA,FIA。)另外半导体的工作温度是23度，要保证wafer在恒温和无particl的e环境，一个chamber是必须的。

下面就是说一说各个组成部分怎么来进行工作的，可能有些地方说的不对，毕竟有一段时间没有去搞过它了，希望各位谅解。

照明系：顾名思义，用来照明的系统，光刻机的原理就是用光来投射到reticl上e产生衍射，然后镜头收集到光汇聚到wafer上，形成图形，所以光是产生图形的必要条件。具体请翻阅一些工艺的相关资料，在这就不多说了。要有光首先要有光源，一般stepper都是用汞灯做光源，最早有1kw，2kw到最后发展到了5kw，越来越恐怖。后来为了提高分辨率，采

用了新的光源：lase，r分为Krf(248nm)和Arf（193nm)，laser也是不断在增加功率，现在最

高的可以达到60kw级别了（相当恐怖的激光能量）。为什么要发展大功率的汞灯和激光呢？这是产能的需求，在相同的曝光量下，光源的功率越高，曝光需要的时间越少，这样单位时间里面产能越高。

汞灯发出的光向各个方向扩散，我们需要把光汇聚起来，打到大光强的目的，这时候一个椭圆镜是必须的了。我们知道椭圆有两个焦点，我们把光源放到一个焦点上，那么光就会聚到另外一个焦点上，那就是快门的位置。同时这个椭圆镜还有另外一个功能，吸收不需要的光线。这种镜子上有一层涂层，一般500nm以上的红外光不被反射，而是被吸收。这些光会被产生热量，所以装汞灯的地方一定需要一个散热的东西，功率小一点的就用风扇吹，功率大的话就水冷了。

反射出来的光也不是全部需要的，我们只需要365nm（I-lin）e或者436nm（G-lin）e的

波长，别的波长的光也是要淘汰的，这时候filte就r上场了，它的作用就是过滤掉不要的东西，只让需要的波长的光通过。

激光作为光源就不需要上面的这些东西了，因为从激光器里面出来的光已经是很纯的

了，不需要再过滤。

有了我们需要的光源就可以曝光了吗？当然不可以，因为我们不仅需要很纯的光，还需要均匀的光，这样投射到wafer上不会造成各个地方的CD不一致。谁来担当这个重任呢？各个厂家用的都不一样，nikon是一种叫flyeye的镜头。这种镜片用很多块凸透镜组成，光打到上面就会在各个地方产生汇聚的作用，这样在relaylen的s帮助下，一个平行的均匀的光产生了。ASML用的是一种叫quadrod的玻璃长方体，具体