掩模

掩模版（mask）簡稱掩模，是光刻工藝不可缺少的部件。掩模上承載有設計圖形，光線透過它，把設計圖形透射在光刻膠上。掩模的性能直接決定了光刻工藝的質量。在投影式光刻機中，掩模作為一個光學元件位於會聚透鏡（condenser lens）與投影透鏡（projection lens）之間，它並不和晶圓有直接接觸。掩模上的圖形縮小4~10倍（現代光刻機一般都是縮小4倍）後透射在晶圓表面。為了區別接觸式曝光中使用的掩模，投影式曝光中使用的掩模又被稱為倍縮式掩模（reticle）。表1對這兩種掩模的不同之處做了對比。大型集成電路光刻工藝中使用的都是步進-掃描式光刻機（scanner），以及與之相配套的倍縮式掩模。在日常交流中，倍縮式掩模仍然被簡稱為掩模 ^[1]  。

表1 掩模與倍縮式掩模之間的區別

掩模版本身也是一個微細加工過程。它涉及曝光、顯影、刻蝕等工藝過程。掩模的曝光常用掃描激光束完成。經過曝光顯影后的鍍鉻玻璃板一般經過濕法酸腐蝕去除暴露的鉻層，從而形成掩膜圖形。這時傳統掩模版的製造過程 ^[1]  。

為了保證在不同型號光刻機之間的互用，掩模的結構和幾何尺寸都類似的。它的主體是一塊152mm*152mm（即）的高質量石英玻璃基板，其厚度是，如圖1中（a）所示。石英玻璃對深紫外光（≤365mm）有很高的透過率，而且其熱膨脹係數只有0.5ppm/℃ (通常玻璃是9.4ppm/℃)。一個鋁合金製備的框架被安裝在玻璃基板上刻有圖形的一側，如圖1中（b）所示。鋁合金框架高6.1mm、厚2mm，它用於蒙貼保護膜，如圖1中（c）所示。掩模所有曝光的區域都必須在保護膜的覆蓋之下。外界和掩模的機械接觸都發生在鋁合金框架之外的部分。鋁合金框架側面開有通氣孔，以避免曝光、温度變化時形成內外壓強差 ^[1]  。

在鋁合金框架之外的區域還設置有預對準標識（pre-alignment marks）、掩模版的序列號（barcode）、工廠的序列號（reticle ID）、TIS標識（transmission image senor marks）等，如圖2所示 ^[1]  。

近年來為了提高曝光分辨率，開發出了相移掩模和光學鄰近效應校正掩模。這些掩模的製造工藝比傳統掩模複雜得多 ^[2]  。

三重金屬掩模：在金屬膜或金屬片表面上的某些區域被第二層抗蝕金屬保護，而第二層金屬本身的某些區域又被第三層抗蝕金屬所保護，採用這種方式形成的金屬掩模稱為三重金屬掩模 ^[3]  。