一、光刻技術(shù)：從接觸式到接近式

　　接觸式光刻技術(shù)良率低、成本高：接觸式光刻技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，是小規(guī)模集成電路時(shí)期最主要的光刻技術(shù)。接觸式光刻技術(shù)中掩膜版與晶圓表面的光刻膠直接接觸，一次曝光整個(gè)襯底，掩膜版圖形與晶圓圖形的尺寸關(guān)系是1:1 ，分辨率可達(dá)亞微米級(jí)。

　　特點(diǎn)：接觸式可以減小光的衍射效應(yīng)，但在接觸過程中晶圓與掩膜版之間的摩擦容易形成劃痕，產(chǎn)生顆粒沾污，降低了晶圓良率及掩膜版的使用壽命，需要經(jīng)常更換掩膜版，故接近式光刻技術(shù)得以引入。

　　接近式光刻技術(shù)分辨率有限：接近式光刻技術(shù)廣泛應(yīng)用于20世紀(jì)70年代，接近式光刻技術(shù)中的掩膜版與晶圓表明光刻膠并未直接接觸，留有被氮?dú)馓畛涞拈g隙。

　　特點(diǎn)：最小分辨尺寸與間隙成正比，間隙越小，分辨率越高。缺點(diǎn)是掩膜版和晶圓之間的間距會(huì)導(dǎo)致光產(chǎn)生衍射效應(yīng)，因此接近式光刻機(jī)的空間分辨率極限約為2μ m。隨著特征尺寸縮小，出現(xiàn)了投影光刻技術(shù)。

圖 1：接觸式光刻示意圖

圖 2：接近式光刻示意圖　　

      二、光刻技術(shù)：從接近式到投影式

　　投影光刻技術(shù)有效提高分辨率：20世紀(jì)70年代中后期出現(xiàn)投影光刻技術(shù)，基于遠(yuǎn)場傅里葉光學(xué)成像原理，在掩膜版和光刻膠之間采用了具有縮小倍率的投影成像物鏡，有效提高了分辨率。早期掩膜版與襯底圖形尺寸比為1:1，隨著集成電路尺寸的不斷縮小，出現(xiàn)了縮小倍率的步進(jìn)重復(fù)光刻技術(shù)。

　　步進(jìn)重復(fù)光刻主要應(yīng)用于0.25μm以上工藝：光刻時(shí)掩膜版固定不動(dòng)，晶圓步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，完成全部曝光工作。隨著集成電路的集成度不斷提高，芯片面積變大，要求一次曝光的面積增大，促使更為先進(jìn)的步進(jìn)掃描光刻機(jī)問世。目前步進(jìn)重復(fù)光刻主要應(yīng)用于0.25μ m以上工藝及先進(jìn)封裝領(lǐng)域。

　　步進(jìn)掃描光刻被大量采用：步進(jìn)掃描光刻機(jī)在曝光視場尺寸及曝光均勻性上更有優(yōu)勢，在0.25μm以下的制造中減少了步進(jìn)重復(fù)光刻機(jī)的應(yīng)用。步進(jìn)掃描采用動(dòng)態(tài)掃描方式，掩膜版相對(duì)晶圓同步完成掃描運(yùn)動(dòng)，完成當(dāng)前曝光后，至下一步掃描場位置，繼續(xù)進(jìn)行重復(fù)曝光，直到整個(gè)晶圓曝光完畢。從0.18μm節(jié)點(diǎn)開始，硅基底CMOS工藝大量采用步進(jìn)掃描光刻，7nm以下工藝節(jié)點(diǎn)使用的EUV采用的也是步進(jìn)掃描方式。

圖3：投影光刻示意圖

圖4：步進(jìn)重復(fù)光刻示意圖

圖5：步進(jìn)掃描光刻示意圖