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光掩膜(mask)资料整理
作者：nfmao 文章来源：本站原创 点击数： 4265 更新时间：2005-1-28
光掩膜(mask)资料整理
本文将收集涉及光掩膜从材料到检测的一些资料，进行整理和粗略的概括。
在半导体制造的整个流程中，其中一部分就是从版图到wafer制造中间的一个过程，即光掩膜或称光罩(mask)制造。这一部分是流程衔接的关键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。
光掩膜除了应用于芯片制造外，还广泛的应用与像LCD，PCB等方面。常见的光掩膜的种类有四种，铬版(chrome)、干版，凸版、液体凸版。主要分两个组成部分，基板和不透光材料。基板通常是高纯度，低反射率，低热膨胀系数的石英玻璃。铬版的不透光层是通过溅射的方法镀在玻璃下方厚约0.1um的铬层。铬的硬度比玻璃略小，虽不易受损但有可能被玻璃所伤害。应用于芯片制造的光掩膜为高敏感度的铬版。干版涂附的乳胶，硬度小且易吸附灰尘，不过干版还有包膜和超微颗粒干版，其中后者可以应用于芯片制造。(顺便提一下，通常讲的菲林即film，底片或胶片的意思，感光为微小晶体颗粒)。
在刻画时，采用步进机刻画(stepper)，其中有电子束和激光之分，激光束直接在涂有铬层的4-9“ 玻璃板上刻画，边缘起点5mm，与电子束相比，其弧形更逼真，线宽与间距更小。
光掩膜有掩膜原版(reticle mask，也有称为中间掩膜，reticle作为单位译为光栅)，用步进机重复将比例缩小到master maks上，应用到实际曝光中的为工作掩膜(working mask)，工作掩膜由master mask复制过来。
以下是具体的制造流程和检测流程：
1，数据转换 将如GDSII版图格式分层，运算，格式转换为设备所知的数据形式。(这一部分会产一些具体的描述)
2，图形产生 通过电子束或激光进行图形曝光。
3，光阻显影 曝光多余图形，以便进行蚀刻。
4，铬层刻蚀 对铬层进行刻蚀，保留图形。
5，去除光阻 去除多余光刻胶。
6，尺寸测量 测量关键尺寸和检测图形定位。
7，初始清洗 清洗并检测作为准备。
8，缺陷检测 检测针孔或残余未蚀刻尽的图形
9，缺陷补偿 对缺陷进行修补。
10， 再次清洗 清洗为加蒙版作准备
11， 加附蒙版 蒙版(pellicle)加在主体之上，这防止灰尘的吸附及伤害。
12， 最后检查 对光掩膜作最后检测工作，以确保光罩的正确。
光掩膜的基本检查大体有：基板，名称，版别，图形，排列，膜层关系，伤痕，图形边缘，微小尺寸， 绝对尺寸，缺欠检查等。
对于数据处理主要来自于工艺上的要求，在图形处理上有：
1，直接对应 光掩膜直接对应到版图的一层，如金属层。
2，逻辑运算 光刻图形可能由1层或多层版图层逻辑运算而来。比如定义pplus与nplus互补，如果只有pplus，nplus将由pplus进行逻辑非的运算得来。在实际处理中以反转的形式实现。不过值得注意的是，在进行某些逻辑运算时，图层的顺序十分重要。与反转运算结合进，运算的先后顺序也很重要。
3，图形涨缩 即进行size操作，比如gate处的注入层，从gate size放大而来。
完整的光掩膜图形中，除了对应电路的图形外，还包括一些辅助图形或测试图形，常见的有：游标，光刻对准图形，曝光量控制图形，测试键图形，光学对准目标图形，划片槽图形，和其他名称，版别等LOGO。
参考资料：
[1]http://ww.supermask.com
[2]http://www.photomask.com
[3]《光刻版数据处理中的工艺涨缩问题》粟鹏义， 陈开盛，曹庄琪
[4]《半导体制造工艺》 |
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发表于 2008-7-23 09:45:50
