一、主要用途和主要性能指標(biāo)

主要用途：

本機(jī)針對(duì)各大專院校、企業(yè)及科研單位。對(duì)光刻機(jī)使用特性研發(fā)的一種高精度的光刻機(jī)，三層減震，組合式，拆卸方便。

它主要用于中小規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體元器件、光電子器件、聲表面波器件、薄膜電路、電力電子器件的研制和生產(chǎn)，適合硅片、玻璃片、陶瓷片、銅片、不銹鋼片、寶石片的曝光，而且也適合易碎片如:砷化鉀、磷化銦的曝光以及非圓形基片和小型基片的曝光。

主要性能指標(biāo)：

1. 有四種版夾盤,能真空吸附7" ×7"、6" ×6"、5" ×5"、4" ×4"方形掩板。對(duì)版的厚度無特殊要求（1～4mm皆可）。

2. 設(shè)有相對(duì)應(yīng)的真空吸附基片的“承片臺(tái)”四個(gè)，分別適用于6" ×6"、5" ×5"、4" ×4"、3" ×3"片。

3. 光源：采用GCQ350Z型超高壓水銀直流汞燈。

照明范圍：≤ф160mm

不均勻性：ф100mm內(nèi)±4%

可使用的波長：g線、h線、I線的組合。根據(jù)用戶要求，可增加I線濾光片。

成象面照明：光照度0～10毫瓦/厘米2,任意可調(diào)(出廠時(shí),照明度調(diào)在10mw/cm2)。? ? ? ?

? ? ?曝光分辨率:1μm

4. 采用進(jìn)口時(shí)間繼電器（該繼電器可從0.1秒∽999.9秒預(yù)設(shè)）控制氣動(dòng)快門，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。

5. 該機(jī)為接觸式曝光機(jī)，但可實(shí)現(xiàn)：

硬接觸曝光：用管道真空來獲得高真空接觸。真空≤-0.05MPa。

軟接觸曝光：接觸壓力可將真空降到-0.02MPa ～ -0.05MPa之間。

微力接觸曝光：小于軟接觸。真空≥-0.02MPa。

6.? 分辯率估計(jì)：如果用戶的“版”、“片”精度符合國家規(guī)定，環(huán)境、溫度、濕度、塵埃得到嚴(yán)格控制，采用進(jìn)口正性光刻膠，且勻膠厚度得到嚴(yán)格控制。加之前后工藝先進(jìn)的話，硬接觸曝光的最小分辨度可達(dá)1μm以上

7.對(duì)準(zhǔn)：觀察系統(tǒng)為兩個(gè)單筒顯微鏡上裝二個(gè)CCD攝像頭，通過視屏線連接到顯視屏上。

a. 單筒顯微鏡為0.7X～4.5X連續(xù)變倍顯微鏡（也可為1.6X～10X）。

b.CCD攝像機(jī)靶面對(duì)角線尺寸為：1/3，（6mm）;

c.采用19"液晶監(jiān)視器，其數(shù)字放大倍率為19&pide;1/3=57倍；

d.觀察系統(tǒng)放大倍數(shù)為：0.7×57≈40倍（最小倍數(shù)），4.5×57≈256倍（最大倍數(shù)）或（91倍～570倍）。

對(duì)準(zhǔn)臺(tái)：（采用片動(dòng)，版不動(dòng)方式）

X、? Y調(diào)整：±5mm。

θ調(diào)整：轉(zhuǎn)角≤5°

對(duì)準(zhǔn)間隙（分離間隙）0～5mm任意可調(diào)。

對(duì)準(zhǔn)精度：1μm

套刻精度: 1μm

整個(gè)對(duì)準(zhǔn)臺(tái)相對(duì)于顯微鏡可作±20mm掃描運(yùn)動(dòng)。

“接觸、分離”20μm情況下，片相對(duì)于版的“漂移量”，可調(diào)到≤±0.5μm。

8.設(shè)備所需能源：

主機(jī)電源： 220V±10%? ?50HZ

潔凈空氣≥0.4MPα。

真空：-0.07～－0.08MPα。

9.尺寸和重量：

尺寸：機(jī)體720 mm（長）×720 mm（寬）×882mm（高）。

重量：≤100Kg。

機(jī)體放在專用工作臺(tái)上。

工作臺(tái):1100 mm（長）×750 mm（寬）×645 mm（高）。

高度可調(diào)范圍0～30mm。

重量50Kg（工作臺(tái)后側(cè)裝有電氣部分）。

總重量≤200Kg

10.C25X-100型光刻機(jī)的組成

(1)主機(jī)

1. 主機(jī)（含機(jī)體和工作臺(tái)）

1. 對(duì)準(zhǔn)用單筒顯微鏡

?

1. 多點(diǎn)光源曝光頭

（2）附件

5. 主機(jī)附件：

5"□型掩版夾盤（出廠時(shí)安裝到機(jī)器上）

用于4"基片的真空夾持承片臺(tái)（出廠時(shí)安裝到機(jī)器上）

（若需特殊的基片承片臺(tái)，訂貨時(shí)用戶提出）

5. 顯微鏡組成

(5)? ?單筒顯微鏡二個(gè)

(5)? ?兩個(gè)CCD

(5)? ?視頻連接線。

?

計(jì)算機(jī)和22"液晶監(jiān)視器。

?

二、工作條件

1.安裝環(huán)境：

（二）? ? ? ? 建議室溫保持在25℃±2℃（77°F±3.6°F華氏）。

（二）? ? ? ? 相對(duì)濕度不超過60%

（二）? ? 振動(dòng)，因?yàn)槠毓鈾C(jī)要求很高的對(duì)準(zhǔn)精度，故要求機(jī)器安裝在無振動(dòng)的地方，保持振幅不超過4μm。

（二）? ? 凈化。房間的凈化也很重要，特別是生產(chǎn)線條很細(xì)的產(chǎn)品，希望房間凈化到100級(jí)。

2.對(duì)掩版的要求：

該機(jī)對(duì)掩版厚度無要求而外形尺寸和不平整度都應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。非標(biāo)版無法真空吸附，只能用壓片壓緊。

?

三、工作原理及結(jié)構(gòu)說明

3.1.術(shù)語：

本機(jī)由主機(jī)、工作臺(tái)、電控箱和附件箱構(gòu)成。

主機(jī)由曝光頭、顯微鏡、板架、承片臺(tái)、Z向運(yùn)動(dòng)裝置、五層導(dǎo)軌和半球找平機(jī)構(gòu)等組成。

電控箱安裝在工作臺(tái)后面。

附件箱內(nèi)裝有不同規(guī)格的“承片臺(tái)”、“掩板架”。

3.2曝光頭：

（1）曝光原理：

1. 350W超高壓汞燈發(fā)出大量紫外線光，多點(diǎn)光源曝光頭形成平行 均勻照明。

（2）照度不均勻性的測量及計(jì)算：

不均勻性用紫外檢測計(jì)測量（UV-A型紫外輻照計(jì)）

E最大 - E最小

U = ±────────×100%

E最大 + E最小

測量5點(diǎn)或9點(diǎn)（如右圖）

本機(jī)擁有高均勻性的曝光系統(tǒng)，其不均勻性≤±4%。

（3）曝光時(shí)間的控制

本機(jī)設(shè)有進(jìn)口時(shí)間繼電器，可進(jìn)行0.1～999.9秒曝光時(shí)間的預(yù)選。

3.3顯微鏡：采用無級(jí)變倍單筒顯微鏡。

這種單筒顯微鏡同雙視場顯微鏡相比，其優(yōu)點(diǎn)顯而易見，它不僅倍率齊，圖象清晰、分辯率高，而且具有快速變倍轉(zhuǎn)換裝置。因而大有利于對(duì)準(zhǔn)速度的提高。

操作者可在液晶屏同時(shí)看清二物鏡里的像，因此，版和片的套刻對(duì)準(zhǔn)工作可在不移動(dòng)顯微鏡的情況下一次對(duì)準(zhǔn)，

每臺(tái)顯微鏡都分別具有X、Y、Z調(diào)節(jié)裝置，非常有利于調(diào)焦距和找標(biāo)記線等。

4. 對(duì)準(zhǔn)臺(tái)

（1）對(duì)基片楔形偏差的“找平”機(jī)構(gòu)：

傳統(tǒng)的“找平”機(jī)構(gòu)，采用“半球體”機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)的“找平力”比較緊塞，用氣浮辦法解決了緊塞問題。

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（2）復(fù)印機(jī)構(gòu)

a.“真空復(fù)印”，又叫“真空密著”。

屬于是接觸式曝光機(jī)，曝光時(shí)片要頂緊版，由于存在頂緊力，片頂緊版時(shí)，版向上彎曲變形，造成中間部位接觸不良，影響曝光分辯率和產(chǎn)品成品率。我們采用密封圈A進(jìn)行密封，并通過B管道使C腔抽真空，大氣的壓力把版壓向片，使之版片牢牢壓緊，壓緊力的大小，可通過通入管道的“密著真空度”進(jìn)行調(diào)節(jié)。

b.“微力接觸”

本機(jī)由于運(yùn)用“氣浮找平”機(jī)構(gòu)，不僅“找平”非常理想，而且“找平力”也非常小，因而找平力使版的變形也小。為了提高版的復(fù)用率，和產(chǎn)品成本率，用戶不一定用“真空復(fù)印”方式曝光，用底吹式接觸曝光也可以。

（3）對(duì)準(zhǔn)臺(tái)

對(duì)準(zhǔn)臺(tái)由以下部件組成：

a.“板架機(jī)構(gòu)”：

“版”真空吸附在“版夾盤上”，“版夾盤”真空吸附到主機(jī)上。

b. 半球氣浮找平機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)非常理想地消除基片的楔形誤差，承片臺(tái)的升降由導(dǎo)向精度靠非常精密的，無間隙運(yùn)動(dòng)的“滾珠直進(jìn)導(dǎo)軌” 執(zhí)行。承臺(tái)可作±5°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

c.微分離機(jī)構(gòu)：

“接觸”-“分離”是靠微分離機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

d.五層導(dǎo)軌

上三層導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)承片臺(tái)對(duì)版的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（X和Y向）±5mm。

下面二層導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)臺(tái)相對(duì)于顯微鏡X、Y（±20mm）掃描運(yùn)動(dòng)。

由于采用片運(yùn)動(dòng)，版不運(yùn)動(dòng)，顯微鏡里的版上圖形不動(dòng)。五層導(dǎo)軌的自重力和版片間的頂緊力一致，所以導(dǎo)軌間的間隙始終是自動(dòng)消除的，因而提高了套刻對(duì)準(zhǔn)精度，減少了“漂移”。

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四、操作程序的簡要說明

每天上班后，清潔曝光機(jī)各部位，尤其是清掃“承片臺(tái)”上平面和承片臺(tái)上的“真空密著環(huán)（橡皮，使之無油、無塵、無硅碴等）。

1. 打開電源開關(guān)，（右表板上標(biāo)有“電源”字的開關(guān)），燈亮，氣壓表顯示數(shù)值。

此時(shí)檢查左表板上的“系統(tǒng)真空”表，看是否保持真空度≥-0.07MPa以上，否則要檢查漏氣原因并消除之。

2. 打開汞燈電源（左表板上標(biāo)有“汞燈”字樣的開關(guān)），指示燈亮。

此時(shí)觀察電流表指針，直到指到4A左右，說明汞燈已點(diǎn)燃。

最少要15分鐘以后，汞燈亮度才能穩(wěn)定，操作者才能進(jìn)行以下工作。

3.調(diào)節(jié)氣壓（左表板）

觀察進(jìn)氣壓力，是否≥0.3Mpa，然后調(diào)節(jié)“給定壓力”=0.1kg/cm2。

4.“真空吸版”

將版放到版夾盤上，按“真空吸版”開關(guān)（面板上標(biāo)有“吸版”字樣的開關(guān)），指示燈亮。版被吸牢。如果“系統(tǒng)真空表”因這一動(dòng)作而掉表，應(yīng)查明原因，是否版不平，或者版和版夾盤上有雜物。

5.“真空吸片”

檢查承片臺(tái)表面是否清潔，放上片，按“真空吸片”開關(guān)，（面板上標(biāo)有“吸片”字的開關(guān)）燈亮，片被吸牢。

如果片的底面不平，片不規(guī)則（如碎片）等，片的吸牢程度降低，而且“系統(tǒng)真空表”有掉表現(xiàn)象，如果嚴(yán)重，將影響吸片牢度。

6.承片臺(tái)上升并使片頂版。

承片臺(tái)上升時(shí)，按“氣浮”鍵（面板上標(biāo)有“氣浮”字的開關(guān)）燈亮，不放手直到頂升壓力回復(fù)到設(shè)計(jì)壓力。此時(shí)，操作者觀察氣浮壓力數(shù)顯表，是否到預(yù)設(shè)壓力。如果到預(yù)設(shè)壓力，說明版、片已找平。停止頂版，并放手“氣浮”鍵，半球由“氣浮”狀態(tài)變成“真空吸球”狀態(tài)。

7.對(duì)準(zhǔn)：

（1）打開顯微鏡、顯視器開關(guān)和計(jì)算機(jī)開關(guān)。

（2）進(jìn)行細(xì)調(diào)對(duì)準(zhǔn)

對(duì)準(zhǔn)操作，必須在分離情況下操作，否則將擦傷版！

（3）掃描運(yùn)動(dòng)

掃描手柄設(shè)在主機(jī)左前方，按下開關(guān)，可進(jìn)行±20mm掃描運(yùn)動(dòng)。

（4）真空壓緊

當(dāng)操作者確信版和片已對(duì)準(zhǔn)，首先使片再次頂緊版，使之接觸。確信版片對(duì)準(zhǔn)符合要求，按“密著”鍵（面板上標(biāo)有“密著”字的鍵）。

本機(jī)設(shè)有這個(gè)鍵，以便操作者在顯微鏡觀察下看“真空密著”時(shí)，是否“跑片”。確信沒有跑片，對(duì)準(zhǔn)情況好才能進(jìn)行下一步。

8.? 曝光：

曝光前必須預(yù)設(shè)曝光時(shí)間，本機(jī)左表板上設(shè)有進(jìn)口的0.1～999.9秒時(shí)間繼電器，用手指設(shè)定你所需要的時(shí)間，再用手搬動(dòng)曝光頭使之對(duì)準(zhǔn)承片臺(tái)，按“曝光”鍵，曝光計(jì)時(shí)開始，時(shí)間計(jì)電器上的時(shí)鐘數(shù)碼不斷閃動(dòng)，氣動(dòng)快門在計(jì)時(shí)開始時(shí)已打開。直到預(yù)設(shè)時(shí)間到，快門關(guān)、曝光結(jié)束。

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五、安裝說明

1.? 拆箱：

拆箱取出主機(jī)和附件箱時(shí)，不需使用無塵房間，一旦拆箱后，特別是從密封的塑料袋式小木箱取出每個(gè)單元時(shí)，應(yīng)立即放入無塵房間。

拆箱程序：

1.? 大箱拆開后，拆去塑料罩和干燥劑。

1.? 拆去主機(jī)周圍的附件箱。

1.? 拆去主機(jī)工作臺(tái)四個(gè)腳的連接件，裝上四個(gè)防塵足墊。

1.? 用人工抬臺(tái)面版，將主機(jī)移入凈化間要安裝的地方。

2. 安裝和清洗：

1.? 認(rèn)真清洗各承片臺(tái)和版夾盤（包括“備件” ），不用備件仍需涂上防銹油，放到備件箱內(nèi)。

1.? 調(diào)節(jié)工作臺(tái)下面四個(gè)螺桿足的高度，使工作臺(tái)四角高度一致。

1.? 安裝曝光頭（由我方派人安裝）

用戶拆換汞燈時(shí)注意：①用脫脂棉擦干凈汞燈球面，清洗和安裝汞燈時(shí)，手指不要接觸汞燈球面；②裝汞燈時(shí)，既要將上下接線片壓緊，又要注意不把汞燈扭斷！接線片如果沒有壓緊，造成汞燈“啟輝”困難，每次換汞燈后，都要進(jìn)行出射光束均勻性調(diào)節(jié)。

1.? 安裝顯微鏡（由我方派人安裝），注意兩個(gè)單筒顯微鏡垂直于版。

1.? 電源和氣源的連接

按說明書接上電源、氣源和真空源。

如果用戶光刻間內(nèi)沒有真空源，還應(yīng)配置TW-2A型真空泵，真空泵不能安裝在凈化間內(nèi)，而應(yīng)安裝在凈化間外，通過長真空管引入本機(jī)。

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六、使用、維護(hù)和保養(yǎng)說明

1. 定期檢查：這樣做，可以使曝光機(jī)永遠(yuǎn)處于良好的工作狀態(tài)，并達(dá)到其最好的工作性能。

（1）每日任務(wù)：

a.? 測量成象表面的照度，通過光欄手輪調(diào)節(jié)照度，使之達(dá)到所希望的照度。同時(shí)進(jìn)行不均勻性調(diào)節(jié)。

b.檢查氣壓表：

△ 觀察進(jìn)氣壓是否≥0.3Mpa

△ 將氣浮壓力調(diào)到0.1Mpa

c.檢查真空表

不“吸片”和沒有進(jìn)行“真空吸版”情況下，“系統(tǒng)真空表”上的真空度≥－0.07Mpa左右，否則應(yīng)檢查管路系統(tǒng)，查明漏氣原因，并想法排除。

d. 清掃承片臺(tái)上平面，無油、無塵、無硅碴等，同時(shí)清掃承片臺(tái)上安裝的橡皮密著環(huán)，使之無硅碴等。

e . 清掃版夾盤上下兩平面，特別是上平面，不得有硅碴、灰塵等，按“吸版”按鈕，吸上版，用手檢查版應(yīng)牢牢吸住，觀察“系統(tǒng)真空表”，“吸版”和“解除吸版”，系統(tǒng)真空表指示值不應(yīng)有明顯變化。

2. 電器部分使用維護(hù)和保養(yǎng)說明

C25X-100型掩膜曝光機(jī)電氣控制部分包括汞燈電路、曝光定時(shí)等幾部分。主要按鈕開關(guān)采用施耐德公司產(chǎn)品，輸出電磁閥全部采用日本SMC公司生產(chǎn)的電磁閥，使整機(jī)的可靠性大幅提高。

（1）總功率及電源

電氣控制部分總功率為＜1.5KW。

電源：真空泵電機(jī)單相220V，50HZ。

（2）汞燈電路

按下“汞燈電源”按鈕, 汞燈電源接通。