遮蔽和微图案

微图案化通常是通过掩膜来实现的。制作光掩膜涉及一些重要的规格,这些规格会直接影响图案的转移。掩膜材料、环境条件和抗蚀剂类型都应考虑在内。但在加工之前,必须确定光掩膜的设计特性。  

可根据曝光类型指定掩膜的尺寸和厚度。曝光工具有两种主要形式,即接触式和投射式印刷。在接触式光刻中,所需的掩膜图案被制作成应复制到基板表面的相同尺寸。在接触式印刷中,光罩刻度为 1X,表示无需调整。而投影印刷通常更为复杂,涉及到改变的特征,根据应用的不同,可能需要做得更大或更小。在投影印刷中,光罩刻度通常调整为缩小 4 倍或 5 倍。  

光掩膜 

光掩膜可以是硬掩膜,也可以是软掩膜。硬掩膜由玻璃或石英制成,软掩膜由柔性聚酯薄膜组成。硬掩膜的硬度可增加耐溶剂性,不会因温度引起膨胀,提高特征分辨率,并方便清洁。硬掩膜的缺点是价格比软掩膜高。软掩膜提供了一种低成本的解决方案,可加快制造过程。  

硬光罩与软光罩

光刻技术中使用的大多数光掩膜都有两种色调,深色和透明色。深色区域指定吸收区域,而透明色调则不吸收和反射光线。吸收材料可根据用户的偏好进行选择。常见的吸收材料包括铬和铝,因为它们具有较高的反射特性。应用于基底的光刻胶类型也将决定哪些区域会暴露在紫外线下。对于正向抗蚀剂,暴露在紫外线下的区域决定了抗蚀剂的去除。而对于负型抗蚀剂,暴露的区域会发生交联。还应考虑吸收材料的光密度,因为该值表示透光率的大小。在紫外光谱中,该值应为 3 左右。  

各种环境条件都会影响光掩膜的使用寿命。这些条件通常包括温度、湿度和张力。当加工条件发生变化时,掩膜也会发生老化。因此,光刻工艺中涉及的所有掩膜都应在洁净室环境中进行。掩膜暴露的温度会直接影响所谓的热膨胀系数。该值与掩膜材料随温度变化而变化的程度相关。理想的热膨胀系数应相对较低,以防止温度引起的变形。湿度也由湿度膨胀系数决定。当湿度增加时,会产生膨胀,而湿度降低时,会产生收缩。硬质掩膜不受湿度变化的影响。接触曝光设备可能会产生机械张力,如果使用软掩膜,则应考虑到这一点。  

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