接近式光刻机

实现功能：
光刻在半导体器件和集成电路的制造与发展中始终扮演着至关重要的角色，它可以制造出微处理器、存储器和传感器等各种微型电子元器件，其应用贯穿于从设计到成品整个制造过程。在设计阶段，光刻被用于制作设计电路的掩模，即通过将设计好的电路图案转移到掩模上，以便在后续的制造过程中将图案转移到硅片或其它基材上。这一步骤是实现集成电路精细化复杂化图形制作的前提和关键。而在制造阶段，光刻技术更是至关重要的核心环节。利用光刻机，将设计好的电路图案转移印制到光刻胶上，并通过化学处理和蚀刻等步骤形成微纳米级别的电路结构，形成各种晶体管、电阻、电容等元件。这一过程需要极高的精度和稳定性，以保证最终高效、准确地制造出满足性能要求的集成电路。

此外，光刻技术还在其他领域展示了潜在的应用价值：
1)微纳结构制造:利用光刻技术可以制造出尺寸极小的微纳结构，如金字塔阵列、纳米点阵等，这些结构具有新颖的物理、化学性能，可用于制造高效能传感器、太阳能电池等。
2)特殊材料制备:利用光能对部分区域进行定位加工还可以制备出具有特殊性能的材料或异质结构，从而在能源、环保等领域具有潜在的应用前景。
3)生物医学：光刻技术还可以用于生物芯片和生物传感器的制造。通过将微米级别的结构和通道刻写在芯片表面，可实现实验室在芯片上的自动化和高通量分析，推动生物医学研究和诊断技术的发展。
4)光子学：光刻技术在光学器件的制造中也起到关键作用。通过刻写微米级别的光子晶体结构和波导器件，可实现光学芯片的制造，用于光通信、光传感和光电子学等领域。
5)纳米器件：先进的光刻技术还可以实现纳米级别结构和器件的制造，如纳米线、纳米管等，拓展了纳米科技的应用领域。

综上，光刻在以微纳器件与集成电路为代表的各类智能制造领域发挥着举足轻重的作用。而随着科技的不断发展，光刻在电子、光电子、生物医学、能源和材料等众多领域的应用需求还会更加广泛，在持续推动微纳米制造业的进步和发展中继续扮演着重要角色。

关键技术及难点 ：
1.掌握光刻工艺的基本操作方法步骤和目的； 
2.利用光刻和刻蚀工艺进行图形转移和微图形的制作； 
3.掌握光刻工艺流程中的相关设备的使用方法和作用。
操作光刻机开机时，必须先打开主机电源，然后再打开汞灯电源；关机时则先关闭汞灯电源，再关闭主机电源。汞灯在切断电源或自行熄灭后，必须将汞灯整流器的电源拨至“关”。待汞灯完全冷却后才能再次起辉，时间约为15分钟左右。

关键步骤 ：
1)显影及镜检：用镊子夹住硅片在显影液中晃动60秒去除部分光刻胶，然后在去离子水中晃动30秒，以显现出三维立体的光刻胶图形。随后利用显微镜检查光刻质量，观察图形边缘是否整齐，有无皱胶和胶发黑，有无浮胶，硅片表面有无划伤以及是否套准。如出现问题则去胶返工并分析原因。
2)坚膜：坚膜可以使胶膜与硅片之间紧贴得更牢，同时也增强了胶膜本身的抗蚀能力。具体操作是将硅片放在130℃的烘箱或烘胶台上烘烤20分钟。
3)腐蚀：用腐蚀液将无光刻胶膜保护的氧化膜腐蚀掉，有光刻胶覆盖的区域保存下来，实现微图形向下层胶膜的转移。具体过程为：把硅片在氢氟酸缓冲剂(HF:NH4F:H2O=3:6:10)的40℃水浴中腐蚀2分钟，冲洗干净后即可利用显微镜观察图形。
4)去胶：选择光刻胶对应的溶剂如丙酮，将腐蚀后的硅片浸入后轻轻晃动十几秒，使表面剩余部分的胶全部溶解，并用去离子水冲洗干净。
完成上述所有步骤后，通过显微镜再次对硅片进行检查。一般光刻的基本要求是：窗口边缘平整，无钻蚀、无毛刺、无针孔或小岛，操作正确、完成度高的光刻工艺后所观察到的微图形应该清晰可辨，且与掩模版完全对应。

实验注意事项：
1)光刻需要在暗室中进行，严谨随意开灯或进出实验室，以免干扰影响实验。
2)光刻机为精密仪器，在使用过程中，各运动部件如发生故障及机件卡塞等现象，必须停止使用，查明原因以免造成损坏。不使用时，应罩好防尘罩，以免灰尘及其它污物侵入光学零件，影响观察。
3)光刻过程中会用到多种化学试剂，如光刻胶、显影液、腐蚀液等。实践过程中，注意遵守实验室安全规范要求，穿好实验服及手套、口罩，认真阅读相关设备药品说明书和使用注意事项。切勿用手直接碰触任何化学试剂、样品、掩模版及显微镜镜头。
掩模版记录了所设计的电路图形信息，掩模版的损伤会直接造成图形的不完整、露光等，对成品率造成直接影响，因此要妥善保管，注意不要被划伤或造成污染。每次使用前应彻底清洗，使用时严禁用手直接接触掩模版。