半导体微纳加工中心(以下简称“中心”)具备制作光刻掩膜版(铬版)的能力,所制作的掩膜版主要应用于接近/接触式光刻工艺。中心采用激光直写设备(DWL66+)将客户图案转移至匀胶铬版上,然后通过显影、湿法刻蚀、去胶、清洗等制程实现掩膜版的制备。
一、掩膜版构成
掩膜版主要由基板、遮光膜构成,掩膜版上覆盖遮光层的区域能够阻挡曝光光束的透过,未覆盖遮光层的区域能够使得曝光光束透过,因而该类型的掩膜版又称为二元光掩膜版。通过掩膜版对光束的阻挡和透射,从而在光刻中将设计图案由掩膜版转移至晶圆表面的光刻胶上。
1)基板:中心制作掩膜版的基板材料为钠钙玻璃材质(即苏打玻璃),尺寸为5英寸(5009)。
2)遮光膜:中心制作的掩膜版遮光层材质为铬膜(Cr),厚度约100nm。
3)其它类型的需求:其它基板材质,如石英玻璃;或其它基板尺寸,如3006、6012、7012。如有需求,请提前联系中心进行沟通,达成协议后,中心采购所需尺寸的基板进行制版。
二、掩膜版性质
掩膜版的性质,即对透光与不透光的概念定义,中心采用下述描述对其进行定义。
1.阴版和阳版(根据传统雕刻工艺划分)

图1 阴版与阳版
1)阴版:设计图案在掩膜版上是需要透光的,即该图案区域的铬膜需要被去除,其它区域的铬膜被保留,称之为阴版。如图1左侧图。
2)阳版:设计图案在掩膜版上是需要遮光的,即该图案区域的铬膜需要被保留,其它区域的铬膜被去除,称之为阳版。如图1右侧图。
2.明场和暗场

图2 明场和暗场
1)明场:掩模板上需要转移到晶圆光刻胶上的图形区域是不透明的(不透光),而周围的背景区域是透明的;
2)暗场:掩模板上需要转移到晶圆光刻胶上的图形区域是透明的(透光),而周围的背景区域是不透明的。
三、掩膜图案要求
1)掩膜图案尺寸:长宽均不要超过所需基板的尺寸,如采用5英寸基板,则掩膜图案不能超过125mm*125mm。
2)请将掩膜图案进行水平镜像,再发送给中心(如图3右侧图)。
对于绘图而言,通常以正向角度绘制所需图案(如图3左侧图);而在实际曝光时,需要将掩膜版翻转,使得铬膜与晶圆接触,此时掩膜图形发生翻转;所以,若要在曝光后晶圆上的图案以正向形式呈现,掩膜版上的图案必须为翻转的形式。

图3 客户设计图案与中心接收图案
3)版图文件格式:中心接受GDSII格式(*.gds,*.GDS)、DXF格式(*.dxf,*.DXF)、CIF格式(*.cif,*.CIF)的文件图纸。但建议以GDS格式发送给中心,同时确认图纸单位(默认um)。
4)掩膜图形位置:请将整体图案的中心点设置到中心位置(坐标0, 0),以免造成偏心。可将绘制完成的图案整体生产一个cell,然后将图形中心点修改至0点,然后再操作调整版图。
5)图案反转情况:客户可自行进行阴版阳版反转,也可通过中心设备软件完成反转,图形的反转和转换均占用设备内存,建议版图文件不要超过100M。
6)对角线图案:需要进行阴版阳版反转时,建议客户在整个掩模图形的对角上(最外围)画上两个1um的小正方形,可以保证反转和曝光后掩膜版上不会留有大面积的无用铬膜(留下的铬膜不影响制版和后期光刻,但不美观)。
7)掩模版性质告知:客户需结合后续将要开展的光刻工艺(如使用正胶、负胶、反转胶),确定设计的图案是否需要透光,从而告知中心所制备的掩膜版为阴版还是阳版。
四、制版
1)图案分辨率CD:所指分辨率为刻蚀后保留的铬线条线宽(圆孔、密集线等除外),根据需求可分为3um、1um、0.8um三档。不同线宽的制版费用不同,随着需求线宽减小,费用增加。
2)CD MTT (mean to target):±0.3um。由于中心采用湿法制程腐蚀铬膜,因而铬膜的横向刻蚀难以避免,且药液温度、铬膜氧化程度等因素对铬膜的湿法刻蚀也有一定的影响。
3)一个图层制备一张掩膜版。
五、其它事项
建议使用L-Edit绘制版图文件。