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(guān)鍵的MASK(掩膜)的要求也會相應(yīng)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(zhǔn)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(fù)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(zhuǎn)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(yīng)用:1)把圖形復(fù)印到工作掩模版上。2)在分步重復(fù)對準(zhǔn)儀中把圖像直接轉(zhuǎn)移到硅片上。在1X硅片步進(jìn)光刻機(jī)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(jìn)光刻機(jī)中,掩模版上的圖形是放大的真實(shí)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(chǎn)生1X 的工作掩
模版
玻璃的質(zhì)量和準(zhǔn)備:
用以制作掩模版的玻璃必須內(nèi)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(xué)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(xiàn)出很好的質(zhì)量,它們熱膨脹系數(shù)高(93×10- 7cm/cm°c),使得它門大大不適合在投影中應(yīng)用。在應(yīng)用中要求低的熱膨脹系數(shù)的材料,就選擇硼硅玻璃和石英玻璃(熱膨脹系數(shù)分別是37和5×10- 7cm/cm°c)。在一些情況下,周圍溫度的變化導(dǎo)致硅片上圖形的定位錯誤,此時(shí)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(shù)的玻璃,它的熱膨脹系數(shù)非常小。石英玻璃同樣在深UV和近深UV區(qū)域內(nèi)有很高的穿透系數(shù)。石英相當(dāng)貴,現(xiàn)在傾向于發(fā)展高質(zhì)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(qū)域,低的雜質(zhì)含量和少的物理缺陷。它的應(yīng)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(xù)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(yīng)用,因?yàn)椴蝗菀卓刂凭€條寬,而且它經(jīng)不住使用和清洗。鉻是最廣泛應(yīng)用的材料,它以濺射或蒸發(fā)的方式淀積到圓片上。盡管濺射鉻比蒸發(fā)鉻的反射性強(qiáng)(不希望有的特性),但用抗反射膜可以彌補(bǔ)但用抗反射膜可以彌補(bǔ)但用抗反射膜可以彌補(bǔ)??狗瓷淠ぐ粚颖〉模?00A)的Cr2O3,它降低了反射率。
掩膜版成像(光刻膠的應(yīng)用和工藝)
光刻膠的由于和它的后道工序用來產(chǎn)生圖像(用光學(xué)或用電子束),和在硅片上制作圖形相似,但這里應(yīng)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(zhuǎn)覆蓋上過濾過的光刻膠。在光掩膜版的制作中,應(yīng)用的光學(xué)光刻膠是AZ1370或Kodak820,或用電子束光刻膠PMMA和COP。較厚的膜導(dǎo)致線條尺寸控制和抗針孔能力的增進(jìn);但薄光刻膜(0.2~0.3μm)的分辨率更好。
因?yàn)楣饪棠z涂得很薄,所以只需快速前烘。曝光必須嚴(yán)格控制,因?yàn)楦叻瓷渎实你t膜導(dǎo)致駐波。光刻膠經(jīng)過光學(xué)的或電子束方式曝光。光刻膠經(jīng)過發(fā)展,典型的是應(yīng)用噴射技術(shù)。嚴(yán)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(guān)鍵的。這個步驟之后,對關(guān)鍵尺寸和分辨率進(jìn)行測量確保它們能符合規(guī)格,并且用掩膜版或用Nicon2I檢查產(chǎn)生的錯誤。在刻蝕之前對光刻膠進(jìn)行后烘。
把圖形轉(zhuǎn)移到鉻膜上大部分用濕法刻蝕完成,因?yàn)闈穹涛g對于薄的鉻膜很有效。
產(chǎn)生圖形
中間掩模版圖形的產(chǎn)生
在過去的十年,光學(xué)掩模版圖形的制作(PG)領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)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?yàn)镮C設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)。關(guān)系圖形產(chǎn)生器(OPG)的關(guān)鍵部件是光孔(或快門),和一個可移動的臺階??扉T被安裝在可移動的頭上,它可以被旋轉(zhuǎn)以獲得需要的θ值,快門尺寸能夠控制產(chǎn)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(shè)置光孔所定義的矩形的中心坐標(biāo)X和Y。光孔的尺寸可以控制在±7.5μm,導(dǎo)致掩模板上尺寸的±0.75μm的不確定性(縮小10倍后)。這是關(guān)鍵尺寸的控制。如果生產(chǎn)10×的掩模板,在硅片上產(chǎn)生±0.075的誤差。除孔的尺寸產(chǎn)生的錯誤外,還有掩模板和硅片加工時(shí)產(chǎn)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(dāng)仍然會導(dǎo)致定位錯誤。這樣的錯誤導(dǎo)致成品率的下降
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