1、掩膜版的制造,1,學(xué)習(xí)交流PPT,掩膜版結(jié)構(gòu),掩膜版是對(duì)勻膠鉻版經(jīng)過(guò)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。,當(dāng)有效波長(zhǎng)作用到光刻膠上，發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，再經(jīng)過(guò)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。,2,學(xué)習(xí)交流PPT,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，也可能是幾個(gè)。投影掩膜版指的是對(duì)于一個(gè)管芯或

2、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(lái)說(shuō)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。,3,學(xué)習(xí)交流PPT,投影掩膜版,4,學(xué)習(xí)交流PPT,投影掩膜版圖的設(shè)計(jì)和尺寸,5,學(xué)習(xí)交流PPT,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?yàn)樗谏钭贤夤庾V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)透射和在材料表面或內(nèi)部沒有

3、缺陷。,6,學(xué)習(xí)交流PPT,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(guò)濺射方法制備的。 選擇鉻膜形成圖形，是因?yàn)殂t膜的淀積和刻蝕相對(duì)比較容易，而且對(duì)光線完全不透明。,7,學(xué)習(xí)交流PPT,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

4、形射到投影掩膜版上。電子束可以通過(guò)磁方式或電方式被聚焦，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(guò)整個(gè)掩膜版（光柵掃描），也可以只掃過(guò)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,8,學(xué)習(xí)交流PPT,掩膜版（圖形）制作,a. CAD（Computer Aided Design） b. CAM（Computer Aided Manufacture） c. 光刻（將處理好的圖形數(shù)據(jù)文件傳遞給激光光繪機(jī)，對(duì)勻膠鉻版進(jìn)行非接觸式曝光。 ） d. 顯影（將曝光處光刻膠層去除，顯露鉻層）,9,學(xué)習(xí)交流PPT,e. 蝕刻（將曝露處的鉻層腐蝕去除） 脫膜（將光刻膠去除

5、） 切割（按生產(chǎn)工藝要求，將一大片拼版成品切割為各自獨(dú)立的單個(gè)成品）,10,學(xué)習(xí)交流PPT,使用投影掩膜版時(shí)確實(shí)存在很多可能的損傷來(lái)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(guò)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,11,學(xué)習(xí)交流PPT,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，還要求保護(hù)膜長(zhǎng)時(shí)間暴露在UV射線的輻射下，仍能保持

6、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(guò)活性劑和手工擦洗，就可以對(duì)掩膜版進(jìn)行清洗。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,13,學(xué)習(xí)交流PPT,投影掩膜版被用在步進(jìn)光刻機(jī)和步進(jìn)掃描系統(tǒng)中，需要縮小透鏡來(lái)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51或41，而步進(jìn)掃描光刻機(jī)使用投影掩膜版的縮小比例為41。,投影掩膜版的縮影和尺寸,14,學(xué)習(xí)交流PPT,投影掩膜版縮影倍率和曝光場(chǎng)的比較,15,學(xué)習(xí)交流PPT,投影掩膜版和掩膜版的比較,16,學(xué)習(xí)交流PPT,光刻掩膜板制備方式,人工方式,設(shè)計(jì)掩膜

7、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,17,學(xué)習(xí)交流PPT,（一）原圖繪制 （1）總圖繪制 是將設(shè)計(jì)好的圖選擇適當(dāng)?shù)姆糯蟊稊?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(guò)大。,18,學(xué)習(xí)交流PPT,（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?nèi)ピ瓐D透明區(qū)的紅膜。 機(jī)械刻圖：由坐標(biāo)刻圖儀進(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

8、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。,19,學(xué)習(xí)交流PPT,（二）初縮 初縮是在照相機(jī)上進(jìn)行的，必須保證拍照?qǐng)D面、鏡頭和感光底版嚴(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,20,學(xué)習(xí)交流PPT,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)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,21,學(xué)習(xí)交流PPT,軟件部分：,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(kù)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,22,學(xué)習(xí)交流PPT,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(guò)嚴(yán)格定標(biāo)后，由