掩模版(mask)简称掩模,是
光刻工艺不可缺少的部件。掩模上承载有设计图形,光线透过它,把设计图形透射在光刻胶上。掩模的性能直接决定了光刻工艺的质量。在
投影式光刻机中,掩模作为一个光学元件位于
会聚透镜(condenser lens)与投影透镜(projection lens)之间,它并不和晶圆有直接接触。掩模上的图形缩小4~10倍(现代光刻机一般都是缩小4倍)后透射在晶圆表面。为了区别接触式曝光中使用的掩模,投影式曝光中使用的掩模又被称为倍缩式掩模(reticle)。
掩模版(mask)简称掩模,是光刻工艺不可缺少的部件。掩模上承载有设计图形,光线透过它,把设计图形透射在光刻胶上。掩模的性能直接决定了光刻工艺的质量。在
投影式光刻机中,掩模作为一个光学元件位于
会聚透镜(condenser lens)与投影透镜(projection lens)之间,它并不和晶圆有直接接触。掩模上的图形缩小4~10倍(现代光刻机一般都是缩小4倍)后透射在晶圆表面。为了区别接触式
曝光中使用的掩模,投影式曝光中使用的掩模又被称为倍缩式掩模(reticle)。表1对这两种掩模的不同之处做了对比。大型集成电路光刻工艺中使用的都是步进-扫描式光刻机(scanner),以及与之相配套的倍缩式掩模。在日常交流中,倍缩式掩模仍然被简称为掩模。
掩模版本身也是一个微细加工过程。它涉及曝光、显影、刻蚀等工艺过程。掩模的曝光常用扫描
激光束完成。经过曝光显影后的镀铬玻璃板一般经过湿法酸腐蚀去除暴露的铬层,从而形成掩膜图形。这时传统掩模版的制造过程。
为了保证在不同型号光刻机之间的互用,掩模的结构和几何尺寸都类似的。它的主体是一块152mm*152mm(即)的高质量
石英玻璃基板,其厚度是,如图1中(a)所示。石英玻璃对深紫外光(≤365mm)有很高的透过率,而且其
热膨胀系数只有0.5ppm/℃ (通常玻璃是9.4ppm/℃)。一个铝合金制备的框架被安装在
玻璃基板上刻有图形的一侧,如图1中(b)所示。铝合金框架高6.1mm、厚2mm,它用于蒙贴保护膜,如图1中(c)所示。掩模所有曝光的区域都必须在
保护膜的覆盖之下。外界和掩模的机械接触都发生在铝合金框架之外的部分。铝合金框架侧面开有通气孔,以避免曝光、温度变化时形成内外压强差。
在铝合金框架之外的区域还设置有
预对准标识(pre-alignment marks)、掩模版的序列号(barcode)、工厂的序列号(reticle ID)、TIS标识(transmission image senor marks)等,如图2所示。
三重金属掩模:在金属膜或金属片表面上的某些区域被第二层抗蚀
金属保护,而第二层金属本身的某些区域又被第三层抗蚀金属所保护,采用这种方式形成的金属掩模称为三重金属掩模。