什么是半导体光刻工具？

  半导体光刻设备是半导体制造过程中用于在硅片上绘制电路图案的设备。将强紫外光穿过光掩模版，作为电路图案的原型，将电路图案转移到涂有光刻胶的硅片上。近年来，出现了使用被称为EUV的13nm波长激光来对微细电路图案进行微细化的设备。由于定位要求极高的精度，因此设备价格昂贵。

半导体曝光设备的应用

半导体光刻设备用于制造IC（集成电路）中的曝光过程，其中含有MOS（金属氧化物半导体）-FET（场效应晶体管）等半导体元件。

在集成电路 (IC) 制造过程中，在硅晶片上依次重复光刻和蚀刻循环，以将氧化硅、金属等层构建和处理成所需的图案，使半导体元件具有所需的特性。以n型MOS（NMOS）为例，在p型硅基板上的栅极区中，在其上形成氧化硅膜和栅极金属，并在漏极区和源极区中注入高浓度杂质离子，形成n型（n+型）MOS。该系列工序中的光刻和蚀刻工序的结构如下图所示（成膜工序S1至抗蚀剂去除工序S6）。其中，曝光工序（S3）是利用半导体曝光工具进行的。根据电路图案的尺寸和半导体元件的精度，使用不同的曝光设备波长。

半导体曝光设备原理

半导体曝光工具由光源、聚光透镜、光罩、投影透镜、平台组成。光源产生的紫外线经过聚光透镜的调整，使其指向同一方向。接下来，紫外光穿过作为构成电路图案的一层的原型的光掩模，并通过投影透镜缩小光线，将半导体元件的电路图案（一层）转移到硅晶片上。在步进机等曝光设备中，完成一次转移后，硅片在工作台上移动，将相同的电路图案转移到硅片上的不同位置。通过更换光掩模，可以将另一层电路图案转移到半导体器件上。

所采用的光源可以是波长为248nm的KrF准分子激光器，波长为193nm的ArF准分子激光器，或者波长为13nm的EUV光源。

最新的半导体制造工艺的设计规则（最小加工尺寸）已微型化至3至5纳米左右，因此聚光透镜、光掩模、投影透镜和平台均需要纳米级的高精度。此外，随着堆叠的进行，需要对不同的电路图案进行多次曝光，直到形成单个半导体。