专业高效
微纳加工公司

“200nm线宽，没问题，我们EBL 50nm的都能干………等等，啥，20片？也不是不可以，但2024年是完不成了……另外，你们最近这么豪横了？”

这段对话所描述的场景，在大大小小的半导体代工项目中上演并重复着。一切都是因为EBL电子束光刻机慢且贵，而且是特别特别慢、特别特别贵。

目前，200nm～1um的线宽，EBL电子束光刻机确实占据了很大市场。EBL确实在形貌转移、误差控制方面有不可替代的优势，但它又慢又贵的特性，似乎注定不能在量产市场纵横捭阖、扬鞭策马，而只能在实验室里陪着课题组岁月静好，从而送走一届又一届的毕业生。尽管不少实验室的EBL昼夜不停已然抡到冒烟，但仍然很难满足庞大的市场需求。而客户也不得不忍受高昂的价格和极慢的交付速度。当然，最终买单的还是你我他，因为最终这部分成本要变成一个个小芯片、传感器或者其他什么器件，最终做成比如手机之类的东西被我们天天捧在手里。

行业呼唤线宽小、产量大、价格低、指标稳的光刻手段。小线宽光刻，真的非EBL不可？No! DUV步进光刻了解一下！

步进式光刻机与其他光刻机的原理不同，它是将硅片上的每个小区域（称为曝光场，shot）依次重复曝光。每个shot通常就是一个die，也就是一个芯片，在曝光完一个die后，硅片会移动到下一个曝光场进行对准并曝光，这个过程就是步进。步进式光刻机一直重复这个过程，直到整个硅片表面都被曝光，有点类似盖章。与EBL不同的是，EBL是要用一支极细的笔，把整个晶圆上的图案慢慢写画出来，而步进则像是把图案刻在印章上，然后咔咔在晶圆上盖章，这个差距，堪比文明初期甲骨文篆刻与高精度喷墨打印机。

1. 速度快

这里的快如果与EBL相比，那么就不是一般的快，大概有多快呢，下面的视频比较直观。

以我们做过的许多光栅加工的项目举例说明。光栅是典型的线宽小、图形密度大的结构，别说用EBL写了，就连画版图的软件都经常跑不动而导致死机，这个工作量用EBL基本要按天来算，基本24h起。而如果用步进光刻，基本能做到1min/片，一个下午按照4小时的工作时间来算，能产出240片。也就意味着当EBL憋了一下午喘着粗气大喊解析完成老夫要开始干了的时候，步进光刻已经优雅地把所有的wafer刻完打包交付到客户手里了。

除了机制原理本身就快，步进光刻还可以与匀胶显影一体机配合使用，可谓如虎添翼，想不快都难。空片子进，显影完出，这套组合真正诠释了什么叫量产。

2. 精度高

精度方面，可以参考下图。线宽150～500nm，基本无误差，显影完图形结构角度基本接近90°，极限线宽150nm下，角度也可达85°以上。

有三款Kfr光刻胶可以选择，厚度分别为900nm、490nm、350nm,可以根据后道工艺灵活选择。刻蚀选择比方面基本不用担心，无论是刻金属还是刻Si，厚度基本都够用。

 3. 成本低

既然是为量产而生，成本控制方面自然有极大优势。以EBL 200片需求、1w/片为例，用步进光刻，除去掩膜版mask的固定成本支出，除去工艺匹配、调试等时间，EBL200w的项目预计只需40w即可，成本仅为20%。

下面详细介绍一下这台步进光刻机，基础参数如下。

1、曝光波长：248 nm

2、晶圆尺寸：6 inch

3、掩模版尺寸：6 inch

4、单Shot最大曝光面积：22 mm×22 mm

5、NA：0.65~0.50 

6、极限分辨率：150 nm

7、焦点深度：≥ 0.5 μm

8、照明光强：1400 mW/cm2

9、对准精度3σ：40 nm

10、自动对焦精度3σ：100 nm

11、光刻胶：355nm\460nm\900nm可选，另有抗反射涂层Barc 60nm.

目前，与全芯微的全自动匀胶显影一体机in-line使用，二者配合良好。