接触光刻机是最早期、最基础的光刻设备之一，在集成电路和微纳加工的初期阶段被广泛应用。所谓“接触光刻”，是指掩模（Mask）与光刻胶（Photoresist）直接接触，紫外光穿过掩模上的图案后照射在涂有光刻胶的晶圆表面，实现图案的转移。

在现代高端制程中，接触光刻机已不适合用于纳米级别的芯片制造，但在一些低成本、对精度要求不高的场合（如MEMS制造、印刷电路板加工、实验室研发、小规模芯片工艺教育等），接触光刻仍然具有重要应用价值。

工作原理

接触光刻的基本构造包括三部分：紫外光源、掩模版和载片台。

工作过程如下：

晶圆表面旋涂光刻胶，形成均匀的感光层。

掩模图案设计完成并制作，固定在掩模夹具中。

掩模通过对准系统与晶圆对齐，使图案能正确转移。

掩模直接接触光刻胶层（无空气间隙），同时开启紫外光照射。

通过光照使光刻胶发生光化学反应，完成曝光。

曝光后经过显影工艺，非曝光区域或曝光区域（视光刻胶种类而定）被显影液溶解，形成所需图案。

因为掩模和光刻胶表面紧密接触，光的衍射效应极小，从而获得较高的图案分辨率。

特点与优缺点

优点：

高分辨率

接触光刻由于掩模和晶圆表面无间隙，几乎不发生衍射，可以获得较高的图形清晰度。早期接触光刻机可实现约1微米甚至亚微米级别的线宽。

设备简单，成本低

结构紧凑、无复杂投影系统或高精度镜头，适合教学、科研和小批量生产。维护成本远低于现代投影式光刻机。

光源利用率高

没有透镜和反射镜的能量损耗，光强利用效率较高。

缺点：

掩模易损耗

掩模与晶圆直接接触，容易因颗粒污染或划痕造成掩模损坏，使用寿命短，重复利用次数有限。

颗粒缺陷多

微小颗粒夹在掩模与晶圆之间容易导致图案转移失败或造成晶圆缺陷，影响良率。

对准精度有限

接触过程中精密对准较为困难，尤其在多层图案曝光中，难以实现极高的层间对准精度。

不适用于大规模生产

因为掩模损耗高、维护频繁、良率偏低，不适合现代晶圆厂批量制造的需求。

应用场景

虽然接触光刻机在先进制程（如7nm、5nm）中已经被投影式光刻机（如DUV、EUV）所取代，但它在以下几个领域仍然具有不可替代的价值：

微机电系统（MEMS）加工：MEMS器件对结构精度要求适中，接触光刻工艺简单、快速、成本低。

科研实验室：用于教学实验、材料研究和光刻工艺验证。

柔性电子、传感器制造：小批量、低成本产品的图案转移。

大学与初创企业的原型验证：适合低预算条件下的芯片设计试验。

发展现状与趋势

随着半导体制程不断向纳米级进发，接触光刻已不再适合高端逻辑芯片制造。然而，在“后摩尔时代”的技术探索中，如二维材料加工、柔性电子、量子器件等领域，其简便、快速的特点又重新被重视。

目前一些设备厂商还在继续优化接触光刻设备，比如加入更高精度的对准系统、自动掩模更换装置、真空贴合模块等，以延长掩模寿命、提升制程一致性。

未来，接触光刻可能更多地与其他技术结合使用，如纳米压印（Nanoimprint Lithography）或激光直写，共同构建适合中低成本电子制造的解决方案。