光刻機(jī)機(jī)床，通常指光刻機(jī)中用于支撐、定位、移動晶圓（Wafer）和掩模（Mask）的核心機(jī)械平臺與運(yùn)動系統(tǒng)，是光刻機(jī)實現(xiàn)高精度圖形轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件之一。
一、結(jié)構(gòu)組成
光刻機(jī)的機(jī)床部分一般包括以下幾大模塊：
晶圓臺（Wafer Stage）
用于固定硅片，并在曝光過程中按照設(shè)定軌跡移動。晶圓臺需要實現(xiàn)納米級定位和高速掃描，同時在加速、減速過程中保持極低的振動。
掩模臺（Mask Stage 或 Reticle Stage）
固定并精確移動掩模版（Photomask）。在掃描式光刻機(jī)中，掩模臺與晶圓臺需要嚴(yán)格同步運(yùn)動，保持成像精度。
基座與支撐系統(tǒng)
機(jī)床底座負(fù)責(zé)支撐所有光學(xué)、光源、對準(zhǔn)和運(yùn)動模塊，要求極高的剛性與穩(wěn)定性，避免外部震動對成像精度的影響。
驅(qū)動與測量系統(tǒng)
包括空氣軸承、磁懸浮驅(qū)動、直線電機(jī)、激光干涉儀等，用于提供高精度運(yùn)動控制與位置檢測。
二、核心功能
光刻機(jī)機(jī)床的功能可總結(jié)為四點：
高精度定位
在光刻過程中，需要將掩模上的微米甚至納米級電路圖形準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移到晶圓上。機(jī)床必須在X、Y方向精確對準(zhǔn)，Z方向保持焦平面位置。
同步掃描
在步進(jìn)掃描（Step-and-Scan）光刻機(jī)中，掩模臺與晶圓臺需按特定比例同步運(yùn)動，以保證圖形在晶圓上的無畸變投影。
高速穩(wěn)定運(yùn)行
光刻產(chǎn)能很大程度取決于機(jī)床的掃描速度，要求在高速運(yùn)動下仍能保持亞納米級軌跡控制。
自動換片與對準(zhǔn)
機(jī)床通常集成自動晶圓裝卸和全自動對準(zhǔn)功能，減少人工干預(yù)，提高產(chǎn)量。
三、運(yùn)動精度
光刻機(jī)機(jī)床的運(yùn)動精度指標(biāo)極為苛刻：
定位精度：通常在納米量級（2–5 nm范圍），部分EUV機(jī)型要求更低。
重復(fù)精度：連續(xù)多次定位偏差必須小于單個晶體管線寬的1/10。
運(yùn)動平穩(wěn)性：即使加速度達(dá)到數(shù)個g，也不能引入超出容差的振動。
同步精度：掩模臺與晶圓臺的速度誤差需控制在極小范圍，否則會產(chǎn)生圖形畸變。
為了達(dá)到這些精度，機(jī)床大量采用空氣軸承或磁懸浮系統(tǒng)，使臺面運(yùn)動幾乎無摩擦，并用激光干涉儀或光柵尺實時監(jiān)控位置。
四、工作環(huán)境要求
光刻機(jī)機(jī)床的性能離不開嚴(yán)格的工作環(huán)境控制：
防震
外部微震（如地面車輛經(jīng)過引起的微動）都可能影響曝光精度，因此機(jī)床通常安裝在主動防震平臺上。
恒溫
溫度波動會導(dǎo)致金屬部件熱膨脹，引起定位誤差。機(jī)床所在環(huán)境的溫度變化一般要求控制在±0.01℃以內(nèi)。
潔凈度
光刻車間為潔凈室，機(jī)床表面需防塵，避免微粒進(jìn)入運(yùn)動系統(tǒng)或污染晶圓。
五、技術(shù)難點
極限精度與高速的平衡
高速運(yùn)動增加振動風(fēng)險，而高精度要求消除任何微小振動，這兩者需要在機(jī)械設(shè)計和控制算法中平衡。
熱穩(wěn)定性
高速掃描和驅(qū)動器發(fā)熱會影響尺寸穩(wěn)定性，需要高效的熱管理設(shè)計。
多自由度控制
晶圓臺不僅需要X、Y、Z三軸運(yùn)動，還要具備繞X、Y、Z的旋轉(zhuǎn)控制（稱為六自由度控制），以實現(xiàn)全面對準(zhǔn)和焦距調(diào)整。
制造與裝配精度
光刻機(jī)機(jī)床部件的加工精度往往達(dá)到微米甚至亞微米級，裝配過程需在恒溫環(huán)境中進(jìn)行。
六、應(yīng)用特點與價值
決定光刻精度
光刻機(jī)的分辨率不僅依賴光源波長和光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑（NA），機(jī)床的穩(wěn)定性與定位精度同樣關(guān)鍵。
影響產(chǎn)能
高速的晶圓掃描與快速換片機(jī)制可顯著提高產(chǎn)量。
長壽命與可維護(hù)性
高端光刻機(jī)機(jī)床需在多年高負(fù)荷運(yùn)行中保持穩(wěn)定性，并允許模塊化維護(hù)。
總結(jié)來說，光刻機(jī)機(jī)床是光刻系統(tǒng)的機(jī)械與運(yùn)動核心，它像一個超高精度、超高速的“機(jī)械手”，在納米級的誤差容限下搬運(yùn)和定位晶圓與掩模。沒有這樣穩(wěn)定、精準(zhǔn)的機(jī)床，即使光學(xué)系統(tǒng)再先進(jìn)，也無法完成高集成度芯片的制造。
