掩膜版(mask)的制造

感性认知 一般自然界气体等级
外大气层 大气层 田园地带
1,000 10,000
街市区
100,000 1,000,000
工业地带
10,000,000
理性认知
1.净化车间相关基础
1.净化车间相关基础
HEPA （High Effucency Particulate Air-filter）（FFU） 0.3um的微粒子捕捉率至少为99.97%；
ULPA （Ultra Low Particulate Penetration Air-filter） 0.15um的微粒子捕捉率至少为99.9995%；
1.净化车间相关基础
彩钢板
泡沫彩钢板（夹心板） 【需远离明火】
岩绵彩钢板（夹心板） 【防火、隔热、隔音】
2. 掩膜版制作流程
掩膜版的分类
铬版： （精度高、耐用、价格高）
3. 其它相关内容
有些行业，为了减少灰尘等的影响，在掩膜版的铬膜面贴上pellicle，以提升 其产线良率；
3. 其它相关内容
下图说明了pellicle在particle防护和提高良率方面的作用
掩膜版 （mask 或 光罩）
干版 （精度适中、耐用性适中、价格适中）
菲林 （精度低、不耐用、价格低）
凸版（APR)版 （主要用来转移PI液等）
2. 掩膜版制作流程
图案形成工程
检查修正工程
客
激
光
光
户
光
罩
罩
数
曝
化
尺
据
光
学
寸
处
描
制
量
理
绘
程
测
图档处理
生产
光
光清
罩
罩洗
缺
缺包
陷
陷装
检
来自百度文库修出
验
补货
品质
2. 掩膜版制作流程
掩膜版（mask）的制造
2016-05-08
目录
1
净化车间相关基础
2
掩膜版制作流程
3
其它相关内容
1.净化车间相关基础
洁净室(Clean Room)，亦称为无尘室或净化车间。
「洁净室」是指将一定空间范围内空气中的微粒子、有 害空气、细菌等污染物排除，并将室内温度、洁净度、室 内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控 制在某一需求范围内，而所给予特别设计的房间。
2. 石英玻璃的硬度、膨胀系数都远优于苏打玻璃，一般用在对 精度要求较高的产品上；
3. 其它相关内容
玻璃弯曲变形程度与板厚的关系
3. 其它相关内容
Optics Character 光学特性
由于石英玻璃在较大波长范围内的透过率都比较高（尤其是紫外波 段，还能保持较高的透过率），因此，较多使用在半导体产品制作
ISO14644-1标准
1.净化车间相关基础
ISO14644-1标准
1级 10级 100级 1000级 10000级 10万级
1 10 100 1000 10000
单位换算： 1m3=35.3ft3 ；1ft3=28.3L ；New Way使得的粒子计数器是 吸气量2.83L/Min；
各行业对洁净室等级要求存在较大差异；（如LCM、LCD、IC等）
掩膜版的图像形成流程 （除曝光外，其它与一般的黄光过程类似）
Blank configuration Photo-resist Cr film Quartz
Step7
AOI
Step1
Exposure
Step4
Photo-resist strip
Step2
Photo-resist develop
Step3
3. 其它相关内容
铬版原材结构
从膜面看：表观看起来比较暗，呈深褐色
光阻P/R 氧化铬Cro
铬Cr
Glass
~7000 Ǻ ~ 500Ǻ ~ 700Ǻ
从非膜面（玻璃）看： 表观看起来银亮色，可以清楚看清反射物体 类似于镜子一样
3. 其它相关内容
铬版原材玻璃，依材质分类：苏打玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃；
为了尽可能地避免划、碰伤，影响寿命，使用时要轻拿轻放，曝光前必须对 光检查铬版表面是否有硬性颗粒，在曝光过程中也需要经常用净化后的压缩气体清 除铬版表面的玻璃碎片。使用完毕后，应将铬版表面重新清洗洁净，干燥后再保存。
2. 掩膜版制作流程
铬版存放要求
在柜子顶部加三个离子风机 向下吹，同时在第二层的平 台上打通孔，以便于离子风 可以垂直往下吹，同时对第 一层空间也进行静电的消除 预防。
Rigidity
Material Rigidity
Sodalite 540
Silicon-Boride 657
Quartz 615
Heat Expansion(ppm/oC)
Material Soda lime
Coefficient
9.4
Silicon-Boride 3.7
Quartz 0.5
1. 硼硅玻璃，优点不突出，很少使用；
亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能具有
维持原先所设定要求的洁净度、温湿度及压力等性能之特
性。
目前公司光刻室温度控制在23±0.5℃、其它洁净室温 度控制在23±1℃，相对湿度控制在45%～70%RH。
1.净化车间相关基础
洁净室洁净度等级的定义 洁净度等级（Class） 目前有公制和英制两种定义方式
1）公制定义方式：每立方米空气中含有大于或等于直径为0.5цm的 尘粒总数，用10m表示。如果无尘室每立方米空间含有大于或 等于直径为0.5цm的尘粒1000粒，10m=1000=103，那么该无 尘室就被称为M3级。
2）英制定义方式：即直接用该区域每立方英尺空气中大于等于直径 为0.5цm的尘粒个数作为定义标准。
2. 掩膜版制作流程
铬版存放要求
铬版为硬掩膜版，为防止其变形，需要竖直存放。为了保证掩膜版表面的洁 净度，一般要保存在 1000 级以上的无尘室内，温度：20~26℃，湿度需维持在 40-60%RH 以内，静电电压控制在 500 伏以内。
因为铬版的基材是玻璃，如果需要对铬版长期保存，则需要保持在干燥的环 境里，以防止玻璃出现发霉现象，影响光学性能。
Wet etch
2. 掩膜版制作流程
曝光过程： 掩膜版的曝光过程与一般产品的的曝光差异最大的地方，就是一般的曝光， 都是整版一次性完成；而掩膜版的精度要求非常高，需要使用激光束（或电 子束）逐行扫描的方式来完成，因此，曝光一片掩膜版，需要相当长时间。
2. 掩膜版制作流程
AOI（Auto Optical Inspection ，自动光学检查） 由于掩膜版的 高精密性，图形 非常细小，而诸 如断路、短路等 缺陷，则会造成 下游使用客户的 致命缺陷，因此， 需要使用缺陷扫 描能力强的AOI 设备来对掩膜版 的缺陷进行检查 以确保掩膜版的 品质。