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光刻工艺 4---- 掩膜板 /光罩xixi78 发表于 2008-5-06 1956 来源 半导体技术天地掩膜板 / 光罩( Photo Mask/Reticle )硅片上的电路元件图形都来自于版图,因此掩膜板的质量在光刻工艺中的扮演着非常重要的角色。1、掩膜板的分类光掩膜板( Photo Mask )包含了整个硅片的芯片图形特征,进行 1 1 图形复制。这种掩膜板用于比较老的接近式光刻和扫描对准投影机中。投影掩膜板( Reticle )。只包含硅片上的一部分图形(例如四个芯片),一般为缩小比例(一般为 41) 。 需要步进重复来完成整个硅片的图形复制。 一般掩膜板为 6X6inch( 152mm ) 大小, 厚度约为 0.09 ” 0.25 ”( 2.28mm6.35mm ) 。 投影掩膜板的优点 1、 投影掩膜板的特征尺寸较大 ( 4 ) , 掩膜板制造更加容易;2、掩膜板上的缺陷会缩小转移到硅片上,对图形复制的危害减小; 3、使曝光的均匀度提高。2、掩膜板的制造掩膜板的基材一般为熔融石英( quartz ),这种材料对深紫外光( DUV, KrF-248nm , ArF-193nm )具有高的光学透射,而且具有非常低的温度膨胀和低的内部缺陷。掩膜板的掩蔽层一般为铬( Cr, Chromium )。在基材上面溅射一层铬,铬层的厚度一般为 8001000埃,在铬层上面需要涂布一层抗反射涂层( ARC, Anti-Reflective Coating )。制作过程 a、在石英表面溅射一层铬层,在铬层上旋涂一层电子束光刻胶; b、利用电子束(或激光)直写技术将图形转移到电子束光刻胶层上。电子源产生许多电子,这些电子被加速并聚焦(通过磁方式或者电方式被聚焦)成形投影到电子束光刻胶上,扫描形成所需要的图形; c、曝光、显影; d、湿法或者干法刻蚀(先进的掩膜板生产一般采用干法刻蚀)去掉铬薄层; e、去除电子束光刻胶; d、粘保护膜( Mount Pellicle )。保护掩膜板杜绝灰尘( Dust)和微小颗粒( Particle )污染。保护膜被紧绷在一个密封框架上,在掩膜板上方约 510mm 。保护膜对曝光光能是透明的,厚度约为 0.712μm (乙酸硝基氯苯为 0.7μm ;聚酯碳氟化物为 12μm )。3 、掩膜板的损伤和污染掩膜板是光刻复制图形的基准和蓝本, 掩膜板上的任何缺陷都会对最终图形精度产生严重的影响。 所以掩膜板必须保持 “ 完美 ” 。使用掩膜板存在许多损伤来源掩膜板掉铬;表面擦伤,需要轻拿轻放;静电放电( ESD),在掩膜板夹子上需要连一根导线到金属桌面,将产生的静电导出。另外,不能用手触摸掩膜板;灰尘颗粒,在掩膜板盒打开的情况下,不准进出掩膜板室( Mask Room),在存取掩膜板时室内最多保持 2 人。因为掩膜板在整个制造工艺中的地位非常重要。在生产线上,都会有掩膜板管理系统( RTMS, Reticle Management System )来跟踪掩膜板的历史( History )、现状( Status )、位置( Location )等相关信息,以便于掩膜板的管理。
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