蒸鍍0.1mm圖形對MASK的要求
由于蒸鍍0.1mm圖形,相對來說對精度要求比較高。其關鍵的MASK(掩膜)的要求也會相應提高。只有MASK的精度保證的前提下,對蒸鍍0.1mm的圖表的作用才會被準確化。
在IC加工過程中,需要使用中間掩模版和光掩模版。我們定義中間掩模版是為整個基片曝光而必須分步和重復的包含圖像的工具。通常圖像的尺寸被放大到基片上圖像的2倍到20倍,但在一些情況下也用相等的圖像。光掩模版被定義為在一次曝光中能把圖形轉移到整個硅片中(或另一張光掩模版上)的工具。中間掩模版有兩種應用:1)把圖形復印到工作掩模版上。2)在分步重復對準儀中把圖像直接轉移到硅片上。在1X硅片步進光刻機中,掩模版上的圖形與投影到硅片上圖形一樣大;在縮小步進光刻機中,掩模版上的圖形是放大的真實器件圖像。
在VLSI中,電子束曝光10X或5X的掩模版,或直接用電子束產生1X 的工作掩
模版
玻璃的質量和準備:
用以制作掩模版的玻璃必須內部和兩表面都物缺陷。必須于光刻膠的曝光波長下有高的光學透射率。被用來制作掩模版的玻璃有好幾種,包括:a)鈉鈣玻璃b)硼硅玻璃c)石英玻璃。綠色的鈉鈣玻璃和低鈉白鈉鈣玻璃(貴50%)容易被拉制成大面積的薄張,而且表現出很好的質量,它們熱膨脹系數高(93×10- 7cm/cm°c),使得它門大大不適合在投影中應用。在應用中要求低的熱膨脹系數的材料,就選擇硼硅玻璃和石英玻璃(熱膨脹系數分別是37和5×10- 7cm/cm°c)。在一些情況下,周圍溫度的變化導致硅片上圖形的定位錯誤,此時就要求選擇硼硅玻璃和石英玻璃。石英圓片是超低膨脹系數的玻璃,它的熱膨脹系數非常小。石英玻璃同樣在深UV和近深UV區域內有很高的穿透系數。石英相當貴,現在傾向于發展高質量的合成石英材料。天然石英通過火焰熔融法加工,用氧氫氣溶化巖石晶體。合成石英是用超純SiCl4,它提供寬的光投射鋁區域,低的雜質含量和少的物理缺陷。它的應用隨著低膨脹率和深UV的要求變得逐漸廣泛。圓片被拋光、清洗,在形成掩模圖像之前被檢查。拋光是個多重步驟,在圖片兩個表面連續不斷地分級研磨。圖片在檢測和掩模之前被清洗、沖洗、干燥。
玻璃的表面覆蓋(鉻)
下一步是在玻璃圓片上覆蓋一層材料最終形成圖形。這些材料包括乳劑、鉻和氧化鐵。乳膠不在VLSI中應用,因為不容易控制線條寬,而且它經不住使用和清洗。鉻是最廣泛應用的材料,它以濺射或蒸發的方式淀積到圓片上。盡管濺射鉻比蒸發鉻的反射性強(不希望有的特性),但用抗反射膜可以彌補但用抗反射膜可以彌補但用抗反射膜可以彌補。抗反射膜包含一層薄的(200A)的Cr2O3,它降低了反射率。
掩膜版成像(光刻膠的應用和工藝)
光刻膠的由于和它的后道工序用來產生圖像(用光學或用電子束),和在硅片上制作圖形相似,但這里應用的光刻膠膜更薄,而且曝光裝置的型號不同。
在制膜之前,先清洗和干燥空片,然后旋轉覆蓋上過濾過的光刻膠。在光掩膜版的制作中,應用的光學光刻膠是AZ1370或Kodak820,或用電子束光刻膠PMMA和COP。較厚的膜導致線條尺寸控制和抗針孔能力的增進;但薄光刻膜(0.2~0.3μm)的分辨率更好。
因為光刻膠涂得很薄,所以只需快速前烘。曝光必須嚴格控制,因為高反射率的鉻膜導致駐波。光刻膠經過光學的或電子束方式曝光。光刻膠經過發展,典型的是應用噴射技術。嚴格的控制顯影劑濃度和溫度以保證線條尺寸的控制是很關鍵的。這個步驟之后,對關鍵尺寸和分辨率進行測量確保它們能符合規格,并且用掩膜版或用Nicon2I檢查產生的錯誤。在刻蝕之前對光刻膠進行后烘。
把圖形轉移到鉻膜上大部分用濕法刻蝕完成,因為濕法刻蝕對于薄的鉻膜很有效。
產生圖形
中間掩模版圖形的產生
在過去的十年,光學掩模版圖形的制作(PG)領域取得了顯著的進步。圖形可以方便地制作,用成象的方法或使一系列矩形圖形精確地定位到鉻片上。因為IC設計者設計的圖形通常是多邊型的,它們必須被分解成矩形,稱作“分割”數據。關系圖形產生器(OPG)的關鍵部件是光孔(或快門),和一個可移動的臺階。快門被安裝在可移動的頭上,它可以被旋轉以獲得需要的θ值,快門尺寸能夠控制產生特定H、W的矩形來制作圖形。用10×的鏡頭把矩形成像到一個鍍有鉻的玻璃圓片的光敏層上。用激光控制X-Y臺面精確地定位圓片。由臺面設置光孔所定義的矩形的中心坐標X和Y。光孔的尺寸可以控制在±7.5μm,導致掩模板上尺寸的±0.75μm的不確定性(縮小10倍后)。這是關鍵尺寸的控制。如果生產10×的掩模板,在硅片上產生±0.075的誤差。除孔的尺寸產生的錯誤外,還有掩模板和硅片加工時產生的錯誤。由于臺階受激光控制,所以X,Y的定位錯誤非常小。當仍然會導致定位錯誤。這樣的錯誤導致成品率的下降
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