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Product Category曝光設(shè)備原理以及應(yīng)用 池田屋實(shí)業(yè)
曝光設(shè)備原理以及應(yīng)用 池田屋實(shí)業(yè)
曝光裝置是在半導(dǎo)體、液晶顯示器等制造現(xiàn)場使用的裝置，通過照射光在基板上描繪電路、像素等圖案。
由于它們使用的光線并需要精確控制平臺(tái)等，許多產(chǎn)品體積龐大且成本數(shù)十億美元。曝光工序是半導(dǎo)體和液晶顯示器制造中決定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（ CAD數(shù)據(jù)）圖案的工序，因此是極其重要的設(shè)備。每家公司都開發(fā)了多種曝光方法并在自己的設(shè)備中使用它們。
圖1. TFT液晶顯示器的TFT基板側(cè)的制造流程概述
曝光設(shè)備主要用于半導(dǎo)體制造現(xiàn)場和液晶顯示器等平板顯示器（FPD）制造現(xiàn)場。
在半導(dǎo)體制造工藝中，以硅晶片為基板，形成氧化膜，涂敷光致抗蝕劑（感光材料），并通過光掩模用從曝光裝置發(fā)出的強(qiáng)紫外線照射涂敷表面。允許通過蝕刻等去除不需要的部分。這種使用曝光設(shè)備的方法稱為光刻法。
在LCD制造過程中，一般使用玻璃基板，并重復(fù)數(shù)個(gè)循環(huán)的金屬或其他薄膜沉積、光刻和蝕刻。
可以在一個(gè)基板上形成像素電極和開關(guān)元件(TFT元件等)，并且可以在另一基板上形成具有光的三基色(紅、綠和藍(lán))的濾色器。通過將兩個(gè)基板粘合在一起并在其間放置液晶材料，就完成了用于 LCD 顯示器的面板。
選擇曝光設(shè)備時(shí)，需要在購買前與設(shè)備制造商充分討論曝光所用光源的類型和精度、載物臺(tái)的精度等，因?yàn)槠鋬r(jià)格非常昂貴。
我們將解釋曝光設(shè)備的測量原理。曝光設(shè)備由光源、偏光鏡、光掩模、聚光鏡、載物臺(tái)、傳送硅片的機(jī)械手等組成。
鏡頭和光掩模的設(shè)計(jì)精度 ，平臺(tái)的運(yùn)行精度也很高。操作過程中，曝光目標(biāo)精確固定在載物臺(tái)上。在操作中，每次曝光時(shí)載物臺(tái)都會(huì)移動(dòng)，在曝光的物體上創(chuàng)建大量圖案。
從光源發(fā)出短波長的強(qiáng)光，偏光透鏡調(diào)整光的方向，然后照射到光掩模上，光掩模是配置電路圖案的原型。穿過光掩模的光被聚光透鏡聚焦，并在曝光的目標(biāo)上描繪出非常小的電路圖案。
一旦整個(gè)曝光目標(biāo)被曝光，它就會(huì)被機(jī)器人或其他設(shè)備運(yùn)輸。根據(jù)產(chǎn)品的不同，曝光目標(biāo)會(huì)滲透到液體中，有些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的曝光。
2018年，半導(dǎo)體曝光設(shè)備制造商來自歐洲（84%）和日本（14%），幾乎以歐洲和日本制造商為主。此外，液晶顯示器的FPD（平板顯示器）曝光設(shè)備幾乎由兩家日本廠商主導(dǎo)。
半導(dǎo)體光刻設(shè)備據(jù)說精密的機(jī)器，最新的半導(dǎo)體已經(jīng)小型化，芯片上的布線寬度（工藝規(guī)則）已減少到3至5納米。
對于FPD曝光設(shè)備來說，最新設(shè)備的線寬在幾微米或更小，并且這些設(shè)備逐年變得更薄、更大，設(shè)備也變得更精確、更大，以創(chuàng)造出更美麗和高清晰度的圖像。它正在進(jìn)步。
在半導(dǎo)體光刻設(shè)備中，EUV（Extreme Ultraviolet）光刻設(shè)備使用被稱為極紫外線的極短波長光。
它可以加工更精細(xì)的尺寸，而這是使用 ArF 準(zhǔn)分子激光的傳統(tǒng)半導(dǎo)體曝光設(shè)備難以加工的。半導(dǎo)體小型化正在按照摩爾定律進(jìn)展（半導(dǎo)體集成電路的集成度和功能將在三年內(nèi)提高四倍）。
到目前為止，通過稱為步進(jìn)曝光機(jī)的縮小投影曝光技術(shù)、更短的曝光波長和浸沒式曝光技術(shù)的發(fā)展，分辨率已得到顯著提高。小型化是指晶圓上可印刷的最小加工尺寸變得更小，最小加工尺寸R由下面的瑞利方程表示。
R=k·λ/NA *k為比例常數(shù)，λ為曝光波長，NA為曝光光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑
通過各種技術(shù)的發(fā)展，通過減小k、減小λ和增大NA來實(shí)現(xiàn)小型化。 EUV曝光設(shè)備被認(rèn)為是一種可以通過縮短曝光波長來克服以往限制的技術(shù)，近年來已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
FPD（平板顯示器）是液晶顯示器、等離子顯示器、有機(jī)EL顯示器等，在智能手機(jī)、平板電腦、家用平板電視等家庭和街道上隨處可見。
FPD曝光設(shè)備是用于制造平板顯示器的設(shè)備。原理與半導(dǎo)體制造設(shè)備相同。它用光照射光掩模，通過透鏡將電路圖案曝光到玻璃板上，形成陣列。 。
我們還創(chuàng)建了在顯示器上生成圖像和視頻的濾色器，并將它們與陣列組合以完成顯示。彩色濾光片是表達(dá)圖像和視頻顏色的濾光片。將基于顏料的彩色抗蝕劑涂在玻璃上并進(jìn)行曝光和顯影。
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