半导体掩膜版主要工艺流程:CAM-光刻-检测

作者:半导体行业前沿 来源:公众号 时间:2025-10-24
光刻环节主要包括曝光显影刻蚀和清洗,光刻是将CAM版图数据转换成激光直写系统控制数据,由计算机控制高精度激光束扫描,利用激光对涂有光刻胶的掩模基板按照设计的图档进行激光直写,从而完成了集成电路信息从CAM设计版图到掩模版图形的转移过程
掩膜版(Phomomask)又称先罩、掩模版、光刻掩膜版等,是液晶显示器、半导体等制设过程中的困形“底片”转移用的高精密工具。记掩模用子下游电子元器体制造业批童生产,是下游电子元孖件制造业流程衔接的关键部分,是下游产品精度和质量的决定回条之一,是产业链中不可成缺的上具,具有资本密集、技术密集的特点。

光掩模是由不透明的遮光落膜在透明基板上形成掩膜圈形结构。掩膜基板又分为苏打掩膜基板和石关掩膜基板,是制作微细光掩膜图形的惑先空白坂。

半导体掩模版的生产涉及CAM、光刻、检测三个主要环节。具体包括版图处理、图形补偿、曝光、显影、刻蚀、清洗、缺陷检验、缺陷修补、参数测量、贴光学膜等多项复杂工艺,对补偿算法、制程能力、精度水平、缺陷管控具有严格要求,技术壁垒较高。

CAM版图处理是掩模版生产制造的重要环节,是芯片设计版图到掩模版图案的图像转移起点,本质是图形数据的转换与处理。半导体掩模版厂商需要获取芯片设计公司提供的芯片设计版图和晶圆制造厂商提供的制版要求,根据两者信息转换成可以被掩模版光刻机识别的掩模版图形,这一制造转换过程需要计算机辅助进行,即计算机辅助制造(CAM)。在CAM环节需要对掩模版图形进行二次加工(OPC),通过图形补偿来抵消图形偏差,使得曝光后的图形满足设计要求。CAM版图处理是掩模版制造的起点,这一工序对掩模版的制造至关重要,如果CAM版图处理无法满足客户需求或出现设计偏差则直接导致掩模版制造失败。

光刻作为掩模版制造的核心工艺,对于掩模版产品的品质影响极其重要。光刻环节直接决定了最小线/缝宽、边缘粗糙度、关键尺寸均匀性(CDuniformity)、关键尺寸精度均值偏差(CD Mean-to-Target)等图案指标;同时光刻机平台定位的精度也直接决定了掩模版位置精度(Registration)、套刻精度(Overlay)等指标。

光刻环节主要包括曝光、显影、刻蚀和清洗,光刻是将CAM版图数据转换成激光直写系统控制数据,由计算机控制高精度激光束扫描,利用激光对涂有光刻胶的掩模基板按照设计的图档进行激光直写,从而完成了集成电路信息从CAM设计版图到掩模版图形的转移过程。

光刻技术类型分为直写光刻和投影光刻两个大类,其中掩膜版生产主要使用直写光刻设备,包括激光直写光刻机、电子東光刻机等。光刻掩膜技术是决定半导体产品技术发展的主要动力。半导体掩膜版的技术更新主要体现在图形尺寸、精度及制造技术等方面。半导体产品技术节点由130nm、100nm、90nm、65nm等逐步发展到28 nm、14nm、7nm、5nm等:

在半导体掩膜版制造技术方面,半导体掩膜版也从激光直写光刻、湿法制程、光学检测等逐步发展为电子东光刻、干法制程、电子显微检测。电子末光刻机主要供应商是瑞典的 Mycronic、德国的海德堡仪器两家公司。

掩膜版主要由基板和遮光膜两个部分组成。基板分为树脂基板和玻璃基板,玻璃基板主要包括石英基板和苏打基板,根据遮光膜种类的不同,可以分为硬质遮光膜和乳胶。掩模基底材料是掩模版的重要组成部分,其选择对于掩模的性能和制造工艺有着重要影响。理想的掩模基底材料应具备以下特点:高透光率、低热膨胀系数、良好的机械强度和化学稳定性。目前,最常用的掩模基底材料是石英玻璃。掩膜版产品诞生至今约60多年历史,因其是电子制造行业制程中使用的生产制具,技术演变较慢。掩膜版下游运用广泛且不同行业对掩膜版的性能、成本等要求不同,使得不同代别产品存续交叠期长,如第二代掩膜版诞生于二十世纪60年代初,至今仍在PCB、FPC、TN/STN等行业使用。

半导体掩膜版主要工艺流程:CAM-光刻-检测

×
qrcode_for_gh_64951909a31a_344