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Mask在IC Foundry 行业中的应用

浏览次数: 日期:2014年9月29日 13:55

摘要:

         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IC光刻工艺中扮演着非常重要的角色。

        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(即硅片上的一个曝光shot,一片6inch的硅片大约有80个左右的曝光shot),通过缩倍投影(一般为4:1或者5:1)的方式曝光,需要步进重复来完成整个硅片的图形复制(主流曝光机台供应商为Nikon、ASML、Canon)。一般掩膜板为5009或者6025。

        投影掩膜板的优点:1、投影掩膜板的特征尺寸较大(4X或者5X),掩膜板制造相对容易;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。

        掩膜板的制造:掩膜板的基材一般为熔融石英(quartz),这种材料对紫外光(G-line:436nm,I-line:365nm,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800~1000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,在铬层上旋涂一层光刻胶;b、利用电子束(或激光)直写技术将图形转移到光刻胶层上。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)去掉铬层;e、去除光刻胶;d、贴保护膜(Mount Pellicle)。保护膜被紧绷在一个密封框架上,在掩膜板上方约4~10mm。保护膜对曝光光能是透明的,厚度约为0.7~12μm(乙酸硝基氯苯为0.7μm;聚酯碳氟化物为12μm)。

        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。掩膜板在整个制造工艺中的地位非常重要。在IC Foundry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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