光罩(英文:Reticle, Mask),在制作IC的过程中,利用光蚀刻技术,在半导体上形成图型,为将图型复制於晶圆上,必须透过光罩作用的原理,类似于冲洗照片时,利用底片将影像复制至相片上。
业内又称光掩模版、掩膜版,材质为石英玻璃、金属铬和感光胶,该产品是由石英玻璃作为衬底,在其上面镀上一层金属铬和感光胶,成为一种感光材料,把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来。
在金属铬上形成电路图形,成为类似曝光后的底片的光掩模版,然后应用于对集成电路进行投影定位,通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻,其生产加工工序为:曝光、显影、去感光胶,最后应用于光蚀刻。
光罩为什么这么贵?
随着半导体晶圆制程技术的飞速发展,半导体制造厂持续遵循摩尔定律,不断挑战更先进的制程。而谈到先进制程,很多芯片设计公司的第一反应都是光罩很贵。
动辄几十万到百万美金级别的光罩费用,是怎么来的,这样的费用合理吗? 在解答这个问题之前,我们来看看什么是光罩,以及光罩是怎么制作的。
集成电路的制作过程分为以下步骤:
1、首先,晶圆制造厂会将硅纯化,溶解成液态,从中拉出柱状的硅晶柱。一边旋转一边成型,旋转拉起的速度以及温度的控制影响到整体质量。晶柱切成薄片,经过抛光后,变成晶圆。
2、硅纯度,拉晶速度与温度控制,晶圆会在无尘的状态下送到无尘室并分装到密封的容器中,
3、光罩制作。光罩厂会将完成的光罩送进晶圆厂。晶圆上面会事先涂上一层光阻,透过紫外光的照射与凸透镜聚光效果。光罩上的电路结构被缩小并烙印在晶圆上,最后印在晶圆上的半导体回路会从光罩的1微米,变为0.1微米。光刻制程结束后,工程师会在晶圆上加入离子。透过注入杂质到硅的结构中控制导电性,与一连串的物理过程,制造出电晶体。
4、待晶圆上的电晶体,二极体等电子元件制作完成后,工程师将铜倒入沟槽中,形成精细的接线。将许多电晶体连结起来。导线连接了数亿个电晶体,即可制作成大型集成电路。
光学显影。是在感光胶上经过曝光和显影的程序,把光罩上的图形转换到感光胶下面的薄膜层或硅晶上。光学显影主要包含了感光胶涂布、烘烤、光罩对准、 曝光和显影等程序。关键技术参数:最小可分辨图形尺寸Lmin(nm) 、聚焦深度DOF
曝光方式:紫外线、X射线、电子束、极紫外光
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