掩膜板的制造

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1、掩 膜 版 的 制 造 1)掩膜版是對(duì)勻膠鉻版經(jīng)過光繪加工后的產(chǎn)品。由玻璃基片、鉻層、氧化鉻層和光刻膠層構(gòu)成的。2)當(dāng)有效波長作用到光刻膠上，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過顯影之后，曝光部分的光刻膠層會(huì)被分解、脫掉、直接顯露出下層的鉻層（阻擋光層） ，形成具體圖形。3) 掩膜的應(yīng)用目前掩膜版在電子行業(yè)中主要應(yīng)用于 STN- LCD、TFT -LCD、PDP、以及 PCB 產(chǎn)業(yè)BGA、FPC、HDI 等產(chǎn)品。 投 影 掩 膜 版 與 掩 膜 版投 影 掩 膜 版 是 一 個(gè) 石 英 版 ， 它 包 含 了 要 在 硅 片 上 重復(fù) 生 成 的 圖 形 ， 這 種 圖 形 可 能 僅 包 含 一 個(gè) 管 芯

2、 ， 也 可能 是 幾 個(gè) 。 投 影 掩 膜 版 指 的 是 對(duì) 于 一 個(gè) 管 芯 或 一 組 管芯 的 圖 形 。 光 刻 掩 膜 版 ： 它 是 一 塊 石 英 版 ， 包 含 了 對(duì) 于 整 個(gè) 硅片 來 說 確 定 一 工 藝 層 所 需 的 完 整 管 芯 陣 列 。 掩 膜 版 是 的 制 造 工 藝 是 關(guān) 系 到 集 成 電 路 的 質(zhì) 量 和 集成 度 的 重 要 工 序 。 投 影 掩 膜 版 4) 多晶硅刻蝕1) STI刻蝕2) P阱注入3) N阱注入8) 金屬刻蝕5) N+ S/D 注入6) P+ S/D 注入7) 氧化層接觸刻蝕 頂視圖12 34 5 76 8剖面

3、圖最終層 投 影 掩 膜 版 的 材 料 ： 最 主 要 的 用 于 亞 微 米 光 刻 的 投 影 掩 膜 版 襯 底 材 料是 燒 融 石 英 。 這 種 材 料 始 終 用 在 深 紫 外 光 刻 中 ， 因 為它 在 深 紫 外 光 譜 部 分 （ 248nm和 193nm） 有 高 光 學(xué) 透 射 。用 做 投 影 掩 膜 版 的 燒 融 石 英 是 最 貴 的 材 料 并 且 有 非 常低 的 溫 度 膨 脹 。 低 膨 脹 意 味 著 投 影 掩 膜 版 在 溫 度 改 變時(shí) 尺 寸 是 相 對(duì) 穩(wěn) 定 的 。 掩 膜 版 材 料 應(yīng) 具 有 的 其 它 性 能是 高 光 學(xué) 透

4、 射 和 在 材 料 表 面 或 內(nèi) 部 沒 有 缺 陷 。 鉻 層 在 準(zhǔn) 備 好 的 石 英 玻 璃 片 之 后 ， 在 其 上 淀 積 一 層 鉻 ， 掩膜 圖 形 就 是 在 鉻 膜 上 形 成 ， 在 鉻 膜 的 下 方 還 有 一 層 由 鉻 的氮 化 物 或 氧 化 物 形 成 的 薄 膜 ， 其 作 用 是 增 加 鉻 膜 與 石 英 玻璃 之 間 的 黏 附 力 ， 在 鉻 膜 的 上 方 需 要 有 一 層 20nm厚 的 三 氧化 二 鉻 抗 反 射 層 ， 這 些 薄 膜 是 通 過 濺 射 方 法 制 備 的 。 選 擇 鉻 膜 形 成 圖 形 ， 是 因 為 鉻 膜

5、 的 淀 積 和 刻 蝕 相 對(duì) 比較 容 易 ， 而 且 對(duì) 光 線 完 全 不 透 明 。 通 常 在 掩 膜 版 上 形 成 圖 形 的 方 法 是 使 用 電 子 束 。 這 種 技 術(shù) 利用 直 寫 把 電 子 存 儲(chǔ) 的 原 始 圖 形 繪 制 成 版 圖 。電 子 束 光 刻 ： 電 子 束 光 刻 的 直 寫 方 式 把 高 分 辨 率 的 圖 形 轉(zhuǎn) 印到 投 影 掩 膜 版 表 面 ， 在 電 子 束 光 刻 中 電 子 源 產(chǎn) 生 許 多 電 子 ，這 些 電 子 被 加 速 并 聚 焦 成 形 射 到 投 影 掩 膜 版 上 。 電 子 束 可以 通 過 磁 方 式 或

6、 電 方 式 被 聚 焦 ， 并 在 涂 有 電 子 束 膠 的 投 影掩 膜 上 掃 描 形 成 所 需 要 的 圖 形 。 電 子 束 可 以 掃 過 整 個(gè) 掩 膜版 （ 光 柵 掃 描 ） ， 也 可 以 只 掃 過 要 光 刻 的 區(qū) 域 （ 矢 量 掃 描 ）在 投 影 掩 膜 上 形 成 圖 形 。掩 膜 版 上 圖 形 制 造 使 用 投 影 掩 膜 版 時(shí) 確 實(shí) 存 在 很 多 可 能 的 損 傷 來 源 ， 例如 投 影 掩 膜 版 掉 鉻 ， 表 面 擦 傷 ， 靜 電 放 電 （ ESD） 和 灰 塵顆 粒 。 如 果 掩 膜 版 被 一 個(gè) 沒 有 正 確 接 地

7、的 技 術(shù) 人 員 觸 摸 ，靜 電 放 電 就 會(huì) 引 發(fā) 問 題 。 這 種 情 況 有 可 能 通 過 掩 膜 版 上 微米 尺 寸 的 鉻 線 條 放 電 產(chǎn) 生 小 電 涌 ， 熔 化 電 路 線 條 損 壞 圖 形 。投 影 掩 膜 版 的 損 傷 解 決 投 影 掩 膜 版 上 顆 粒 沾 污 的 方 法 是 用 一 個(gè) 極 薄 的 透光 膜 保 護(hù) 表 面 ， 這 種 薄 膜 稱 為 保 護(hù) 膜 。 這 層 保 護(hù) 膜 的 厚 度 需 要 達(dá) 到 足 夠 薄 ， 以 保 證 透 光 性 ，同 時(shí) 又 保 證 足 夠 結(jié) 實(shí) ， 能 夠 耐 清 洗 ， 此 外 ， 還 要 求 保

8、 護(hù) 膜長 時(shí) 間 暴 露 在 UV射 線 的 輻 射 下 ， 仍 能 保 持 它 的 形 狀 。 目 前所 使 用 的 材 料 包 括 硝 化 纖 維 素 醋 酸 鹽 和 炭 氟 化 合 物 。 有 保 護(hù) 膜 的 掩 膜 版 可 以 用 去 離 子 水 清 洗 ， 這 樣 可 以 保護(hù) 膜 上 大 多 數(shù) 的 顆 粒 ， 然 后 在 通 過 活 性 劑 和 手 工 擦 洗 ， 就可 以 對(duì) 掩 膜 版 進(jìn) 行 清 洗 。 保護(hù)膜上的顆粒在光學(xué)焦距范圍之外.抗反射涂層保護(hù)膜鉻圖形焦深掩膜版材料投影掩膜版保護(hù)膜框架鉻圖形 投 影 掩 膜 版 被 用 在 步 進(jìn) 光 刻 機(jī) 和 步 進(jìn) 掃 描

9、系 統(tǒng) 中 ，需 要 縮 小 透 鏡 來 減 小 形 成 圖 案 時(shí) 的 套 準(zhǔn) 精 度 。 步進(jìn) 光 刻 機(jī) 通 常 使 用 的 投 影 掩 膜 版 縮 小 比 例 為 5 1或 4 1， 而 步 進(jìn) 掃 描 光 刻 機(jī) 使 用 投 影 掩 膜 版 的 縮小 比 例 為 4 1。投 影 掩 膜 版 的 縮 影 和 尺 寸 投 影 掩 膜 版 縮 影 倍 率 和 曝 光 場(chǎng) 的 比 較在投影掩膜版上的視場(chǎng)尺寸投影透鏡 硅片上的曝光視場(chǎng) 投 影 掩 膜 版 和 掩 膜 版 的 比 較 人 工 方 式設(shè)計(jì)掩膜板總圖制備初縮掩膜板精縮與分步重復(fù)復(fù)印生產(chǎn)用套版刻掩膜紅膜分圖按比例放大總圖 （一）原 圖

10、 繪 制 （ 1） 總 圖 繪 制 是 將 設(shè) 計(jì) 好 的 圖 選 擇 適 當(dāng) 的 放 大 倍 數(shù) ， 畫 在 一 張 標(biāo)準(zhǔn) 的 方 格 坐 標(biāo) 紙 上 ， 一 般 選 擇 把 器 件 的 實(shí) 際 尺 寸 放 大1001000倍 ， 同 時(shí) 放 大 倍 數(shù) 也 不 宜 過 大 。 （ 2） 原 圖 刻 制 是 從 總 圖 上 描 刻 出 各 塊 光 刻 板 的 原 圖 。手 工 刻 圖 ： 將 平 壓 在 總 圖 上 ， 帶 有 紅 色 塑 料 涂 層 的 透 明 薄 膜 ，描 刻 出 輪 廓 ， 再 用 手 工 剝 去 原 圖 透 明 區(qū) 的 紅 膜 。機(jī) 械 刻 圖 ： 由 坐 標(biāo) 刻 圖

11、 儀 進(jìn) 行 ， 事 先 計(jì) 算 好 的 圖 形 坐 標(biāo) 值 ，操 作 刻 刀 ， 即 可 在 紅 膜 上 刻 出 分 圖 的 輪 廓 ， 然 后 手 工 剝 除透 明 區(qū) 的 紅 膜 。自 動(dòng) 刻 圖 ： 是 按 照 事 先 編 好 的 邏 輯 程 序 編 出 坐 標(biāo) ， 打 成 紙 帶 ，輸 入 計(jì) 算 機(jī) ， 由 計(jì) 算 機(jī) 控 制 平 臺(tái) 移 動(dòng) 和 刻 刀 的 動(dòng) 作 ， 在 紅膜 上 刻 出 各 個(gè) 分 圖 ， 經(jīng) 人 工 揭 膜 后 得 到 原 圖 。 （ 二 ） 初 縮 初 縮 是 在 照 相 機(jī) 上 進(jìn) 行 的 ， 必 須 保 證 拍 照 圖 面 、 鏡 頭和 感 光 底 版

12、 嚴(yán) 格 平 行 ， 并 使 象 的 焦 平 面 與 感 光 底 版 的 藥 膜完 全 重 合 。（ 三 ） 精 縮 兼 分 布 重 復(fù) 將 初 縮 版 或 者 初 縮 版 的 復(fù) 印 物 作 為 物 ， 經(jīng) 精 縮 后 得到 滿 足 設(shè) 計(jì) 要 求 的 光 刻 版 。 初 縮 版 一 般 只 有 一 個(gè) 圖 形 ， 而 精 縮 版 需 要 在 同 一 塊底 版 上 制 作 幾 十 到 幾 百 個(gè) 相 同 的 圖 形 ， 以 適 應(yīng) 大 批 量 生 產(chǎn)的 需 要 當(dāng) 代 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 掩 膜 版 制 造 技 術(shù)原 圖 數(shù) 據(jù) 處 理 系 統(tǒng) ： 由 軟 件 和 硬 件 組 成 ， 在 計(jì)

13、 算 機(jī) 操作 系 統(tǒng) 的 同 一 運(yùn) 行 下 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 流 的 傳 送 和 處 理 ， 共 同 完 成版 圖 數(shù) 據(jù) 的 生 成 。 硬 件 部 分 ： CPU 磁帶機(jī)磁盤機(jī)繪圖機(jī)控制臺(tái)打印機(jī)圖形字符終端圖形輸入端數(shù)字化儀 軟 件 部 分 ：圖形數(shù)據(jù)庫繪圖數(shù)據(jù) 生成程序圖形發(fā)生器數(shù)據(jù)生成程序數(shù)據(jù)庫及圖形命令接口圖形編輯程序版圖驗(yàn)證程序與其他CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式變換程序 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 版 圖 處 理 的 工 作 流 程（ 一 ） 版 圖 數(shù) 據(jù) 的 輸 入 （ 1） 數(shù) 字 化 儀 讀 入 必 須 先 繪 出 設(shè) 計(jì) 原 圖 ， 在 經(jīng) 過嚴(yán) 格 定 標(biāo) 后 ， 由 鼠 標(biāo) 器 按 一 定 的 格 式 逐 點(diǎn) 讀 入 圖 形 坐 標(biāo) 。 （ 2） 人 體 交 互 輸 入 可 以 省 去 繪 制 原 圖 的 過 程（ 二 ） 版 圖 修 改 在 出 錯(cuò) 的 地 方 標(biāo) 注 ， 然 后 在 利 用 圖 形 輸 入 對(duì) 版 圖 進(jìn) 行修 改 。（ 三 ） 版 圖 驗(yàn) 證 對(duì) 版 圖 驗(yàn) 證 主 要 是 進(jìn) 行 幾 何 設(shè) 計(jì) 規(guī) 則 檢 查 ， 包 括 線 條寬 度 、 圖 形 間 距 、 最 小 面 積 以 及 連 接 線 等