玻璃

光刻过程中原始图形的载体之光刻板丨半导体

发布时间:2022/8/11 14:15:35   

光刻板又叫光刻掩膜板或光罩,是光刻过程中原始图形的载体,通过曝光和显影过程,这些图形信息将传递到晶圆片上。光刻板包含了要在晶圆片上复制生成的图形,光刻板可以确定一工艺层所需的完整的管芯分布或者阵列。

在接近式或接触式光刻机中使用的光刻板上设计的图形与计划加工的图形相同,而在步进式投影曝光机中使用的光刻板图形通常是加工图形的放大。

光刻板的制作过程与利用光刻板通过曝光显影将图形传递到晶圆片上的过程相似。

光刻板基板采用的是玻璃,用于制作光刻板的玻璃必须内部和两个表面都无缺陷;制作光刻板的玻璃必须在光刻胶的曝光波长下有高的光学透射率。目前被用来制作掩模板的玻璃有好几种,包括钠钙玻璃、硼硅玻璃和石英玻璃。绿色的钠钙玻璃和低钠白钠钙玻璃容易被拉制成大面积的薄张,而且表现出很好的质量,但它们的热膨胀系数高,使得它们不适合在投影中应用。在应用中要求使用低热膨胀系数的材料,就选择硼硅玻璃和石英玻璃,它们的热膨胀系数较低。在一些情况下,周围温度的变化导致硅片上图形的定位错误,此时就要选择硼硅玻璃和石英玻璃了。石英圆片是超低膨胀系数的玻璃,它的热膨胀系数非常小。石英玻璃同样在深UV和近深UV区域内有很高的穿透系数。石英相当贵,现在倾向于发展高质量的合成石英材料。天然石英通过火焰熔融法加工,用氧氢气溶化岩石晶体;合成石英是用超纯SiCl4,它提供较宽的光投射铝区域,较低的杂质含量和较少的物理缺陷。它的应用随着低膨胀率和深UV的要求变得逐渐广泛。

光刻板上的掩膜材料一般采用乳胶、铬或者氧化铁。乳胶不在VLSI中应用,因为不容易控制线条宽度,而且它经不住使用和清洗。铬是最广泛应用的材料,它以溅射或蒸发的方式沉积到圆片上。尽管溅射铬比蒸发铬的反射性强(这是不希望有的特性),但用抗反射膜可以弥补,抗反射膜包含一层薄的(20nm)Cr2O3,它可以降低反射率。



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