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光学光刻掩膜版论文黄武 20114912IC 制备中光刻制版技术及原理姓名:黄武 20114912 班级:电子信息特色实验班指导老师:张玲 1 制版概述信息产业是国民经济的先导产业,微电子技术更是信息产业的核心。由190 6 年的电子管开始,到1956 年硅台面晶体管问世,再到 1960 年世界第一块硅集成电路制作成功,此后集成电路的发展一发不可收拾,小规模集成电路( SSI )中规模集成电路(MSI) ,大规模集成电路(LSI) ,超大规模集成电路(VLSI) ,甚大, 巨大规模集成电路(ULSI,GLSI) 。这几十年以来集成电路的发展趋势是尺寸越来越小,速度越来越快,电路规模越来越大,功能越来越强,衬底硅片尺寸越来越大。这些都是大规模与超大规模集成电路的小型化、高速、低成本、高效率生产等特点所带来的结果。集成电路在近年也已广泛应用于家用电器,汽车配件,航天航空,军事武器制导等等。为了达到集成电路的量产以减小成本, IC 制版技术就显得十分重要了。 制版的意义制版就是制作光刻的掩膜版。平面管、集成电路和采用平面工艺的其他半导体器件,都要用光刻技术来进行定域扩扩散与沉积,以获得一定形状的二极管、三极管和一定数值的电感、电容。掩膜版在光刻过程中相当于印刷中的模板,它可以重复不断的协助我们将所需要的集成电路刻制出来。因此掩膜版是光刻制程中的一个基本工具。目前世界上的集成电路工业突飞猛进的发展,硅基 CMO S 的特征线宽已达到 微米,并向着 微米和压 微米推进。随着设计线宽的缩小,光刻技术也必须随之而发展,而光刻技术的发展需要高水平的掩膜版才能得以实现。此外集成电路管芯成品率与掩膜版的好坏有着直接的关系。一个成品合格管芯制备需要一套掩膜版的。若每块掩膜版上图形成品率为 ,那么两块掩膜版就是有 ,十块掩膜版就是 左右,集成电路管芯的成品率比图形成品率还低。可见光刻掩膜版的质量直接影响光刻影像的好坏,从而影响成品率。 掩膜版制作流程掩膜版制作流程图计、修改线路设计计修改 CAD 计算机辅助设电子束直接扫写母掩膜版 10:1 5:1 1:1 掩膜版子掩膜板电子束光学方式 掩膜版的基本构造与质量要求目前掩膜版以石英玻璃为主流,在其上镀有 100nm 的不透光铬膜及约 20n m 的氧化铬来减少反射,以增加工艺的稳定性。掩膜版上无铬膜的地方可以通过光线,有铬膜的地方光线就不可以通过。也正由于掩膜版可用于大量的图形转移, 所以掩膜版上的缺陷密度直接影响产品的优品率。若假设缺点的分布是随机的, 则优品率的表达式为: Y= ( 1/(1+D0) )^n D0 为单位面积的缺点数 A为掩膜版圆形面积 n为重要掩膜版层数掩膜版的基本构造 2 制备技术 超微粒干版制备技术目前制版工艺中普遍采用的感光底版是超微粒干版,这种感光底版具有反差强和分辨率高的特点,能满足制版工艺的需求。超微粒干版是在玻璃基片上, 涂覆一层明胶作为分散介质,含有颗粒极细的卤化银晶粒的乳胶而制成的。在乳胶中,起感光作用的是卤化银颗粒,他们具有见光分解的特性,即照相时,底片曝光就是为了进行这一光学反应,从而在底片上得到所需的潜影,曝过光的底片再经过显影和定影,就可以得到清晰可见的固定图形。超微粒干版分辨率高,并有足够高反差,是制版工艺中广为使用的感光性底版。但