光罩(Mask)——集成电路制作的中心东西

时间: 2025-04-13 18:18:20 |   作者: 亚洲城手机版下载安装官网

  光罩(Mask),又称掩膜版,是在集成电路(IC)制作的完好过程中用于将规划好的电路图画准确搬运到晶圆外表的中心东西。作为光刻技能的根底元件,光罩的质量直接决议了芯片的精度、功能和制作本钱。光罩本质上是一个“投影仪”的模板,用于辅导晶圆上的光刻胶怎么固化,然后构成电路的物理结构。

  简略来说,光罩是芯片规划与物理制作之间的桥梁。芯片规划师将电路图画规划完结后,这些图画会被以微米或纳米级精度刻制到光罩上,供光刻机运用。

  基底(Substrate):通常是由超平整、超高质量的石英玻璃(fused silica)制成,具有优异才能的光学通明性。在深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波长范围内的光刻中,石英玻璃基底简直彻底透光。

  遮光层(Opaque Layer):在基底外表堆积一层遮光资料(通常是铬,Cr),经过电子束或光刻技能,将电路图画准确刻制到遮光层上。光罩外表或许还涂有抗反射涂层(ARC),以削减反射引起的搅扰。

  光罩的主要任务是经过光刻机将其上的电路图画搬运到晶圆外表。其根本作业原理如下:

  曝光:光刻机将光源(如ArF激光,193 nm)宣布的光经过光罩。光罩上的通明区域答应光经过,而遮光区域则阻挠光经过。

  光刻胶反响:光经过光罩后,在晶圆外表的光刻胶(photoresist)上构成曝光图画。曝光后的光刻胶经过显影处理,构成与光罩对应的物理图画。

  图画搬运:经过后续的蚀刻、堆积等工艺,将光刻胶图画搬运到晶圆上,终究构成芯片的根本结构。

  特色:在光罩上参加相位操控资料,使光的相位发生偏移,以增强图画的分辨率。

  特色:选用替换相移技能,让光罩的通明区域发生相位差(如180°相移),进步光的干与作用。

  光罩制作完结后需进行准确的图画检测,保证没有缺点。选用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等进行细心的检测。关于发现的缺点,经过激光修正、离子束修正等办法来进行弥补。

  为防止光罩污染影响光刻质量,光罩需在超洁净环境下存储。清洁技能包含超声波清洗、湿法清洗等,防止损害光罩外表。

  跟着工艺节点缩小到7 nm及以下,传统的DUV光刻已挨近分辨率极限。EUV(极紫外,Extreme Ultraviolet)光刻技能因其运用波长13.5 nm的极短波长光,可以很好的满意先进节点的分辨率需求。

  反射型规划:因为EUV光在一般资猜中无法透过,EUV光罩选用多层膜(如Mo/Si)堆叠结构,经过反射完结光刻。

  多层膜质量操控:堆叠超越40层的Mo/Si膜,每层厚度仅几纳米,需准确操控。

  自适应光罩(Adaptive Mask):经过实时调整光罩上的图画来补偿光刻中的畸变。结合AI优化和光学计算技能,提高全体制作精度。

  多图画化光罩(Multiple Patterning Mask):为满意多重光刻需求,规划多种形式的光罩。在EUV和DUV技能结合下,逐渐提高图画精度。

  纳米级检测与修正:开发更高分辨率的检测和修正东西,削减光罩缺点对出产的影响。

  光罩作为集成电路制作的中心东西,从传统的二元光罩到先进的EUV光罩,表现了半导体技能不断寻求更高分辨率、更低缺点率的发展方向。

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