南京清微电子科技有限责任公司  
Nanjing Microclear Electronics Technology Co. Ltd.
     
公司简介 | 产品介绍 | 技术文档 | 业务流程 | 联系我们

 

光学制版

用AutoCAD制作光刻掩膜版之规范

 

光刻掩膜版的制作

光学制版工艺

1.什么是光刻掩膜版?

简言之,一块光刻掩膜版就是一块普通玻璃或石英玻璃,玻璃的一面印有以金属铬为颜料的几何图形。光刻掩膜版主要用于半导体制造中的光刻工艺,通过光学曝光, 将掩膜版上的图形转移到硅片上,以便在硅片上进行选择性掺杂, 互连, 从而制成半导体器件和集成电路。

2.制作光刻掩膜版的基版: 匀胶铬版。

匀胶铬版是通过在高洁净度、高平整度的苏打玻璃或石英玻璃上,镀上一层铬,铬上再覆盖一层防反射(AR: anti-reflective)物质, 最上面涂覆一层感光胶制作而成的.

匀胶铬版

3.图形发生器

图一为图形发生器工作原理示意图.顶上为汞灯光源。下面为可以在XY方向自由运动的工作台,待曝光的铬版置于工作台上,中间是由两组刀片(每组两片)构成的Aperture,其开口大小可以由刀片的运动来控制。另外,Aperture还由一个转角马达来控制其在0到90度范围内旋转。这样,通过工作台和Aperture的运动,可以在铬版上任意指定位置曝出一个指定大小及旋转角度的矩形块。若要在铬版上曝光一个任意多边形, 只需将此多边形用矩形块精确覆盖, 曝光这些矩形块即可。由此可知,使用光学图形发生器制作掩膜版的流程是,首先将设计版图上的所有几何图形用多边形来逼近,然后将多边形分割成矩形块(即用矩形块来精确覆盖多边形),再将这些矩形块信息输入给图形发生器控制端,最后由图形发生器通过选择性曝光而在铬版的感光胶上形成所需版图图形, 再通过显影、腐蚀、去胶而完成制版.

图形发生器工作原理示意图
图一:图形发生器工作原理示意图

4.步进精缩机

图二为步进精缩机工作原理示意图。通常,一块1:1的接触式光刻机用的掩膜版是由同一个单元图形在掩膜版上重复分布而得到的。若直接用图形发生器来做这样的光刻版, 通常数据量过大, 无法实现。 另一方面, 精度要求也难以得到保证。一般的做法是,先通过图形发生器做一块放大了10倍的只有一个单元图形的初缩版(Reticle),然后通过步进精缩机(参考图二),将初缩版上的单元图形缩小10倍后投影到工作台上的铬版上,由工作台在XY方向的步进运动完成单元图形在精缩版上的分布。国内的步进精缩机几乎都是GCA3696型,10倍的缩小倍率,其最大重复单元尺寸为10mm x 10mm。 制版时一般要求最大单元尺寸最好控制在9.5mm x 9.5mm。超过此范围的需通过拼版来做,成本要高出许多。

步进精缩机工作原理示意图
图二 步进精缩机工作原理示意图

5.翻版机

翻版机的功能是将一块半导体光刻掩膜版(母版)(4”,5”,6”Cr版)上的图形复印到另一块版(工作版)上去。工作时,将母版和工作版重叠,放入主机的Chamber中.主机的核心部分是机内的光源部分,产生一束平行光,通过该平行光透过母版照到工作版上,从而将母版上的图形成像在工作版的感光胶上,经显影、腐蚀、去胶后得到母版图形的一块复印版。注意到母版和工作版的图形是左右相反的。目前国内的翻版机主要有Tamarack142, 和Ultratech两种型号的。

 

 

 

作者:清微电子