如何通过显微镜检测光掩膜表面的潜在污染物？

摘要：光掩膜（Photomask）又称光罩，是半导体制造过程中用于图案转移的关键工具，对于光刻工艺的重要性不弱于光刻机、光刻胶。掩膜版对下游行业生产线的作用主要体现为，利用掩膜版上已设计好的图案，通过透光与非透光的方式进行图像（电路图形）复制，将电路图案精确地转移到

光掩膜（Photomask）又称光罩，是半导体制造过程中用于图案转移的关键工具，对于光刻工艺的重要性不弱于光刻机、光刻胶。掩膜版对下游行业生产线的作用主要体现为，利用掩膜版上已设计好的图案，通过透光与非透光的方式进行图像（电路图形）复制，将电路图案精确地转移到硅片上的光刻胶层。随后，经过刻蚀、掺杂等步骤，在硅片上形成所需的电路结构，从而实现批量生产。作为光刻复制图形的基准和蓝本，掩膜版是连接工业设计和工艺制造的关键，掩膜版的精度和质量水平会直接影响最终下游制品的良率。

先来看一下掩膜版制造流程：

步骤1：用电子束（或激光）对光刻胶进行曝光。使用无掩模光刻机读取版图文件，对带胶的空白掩膜版进行非接触式曝光（曝光波长405nm），照射掩膜版上所需图形区域，使该区域的光刻胶（通常为正胶）发生光化学反应。

步骤2：光刻胶显影以形成图案。经过显影、定影后，曝光区域的光刻胶溶解脱落，暴露出下面的铬层。

步骤3：光刻胶起到遮蔽作用，通过刻蚀工艺将图案转移到镀铬层（Chrome）中。使用铬刻蚀液进行湿法刻蚀，将暴露出的铬层刻蚀掉形成透光区域，而受光刻胶保护的铬层不会被刻蚀，形成不透光区域。这样便在掩膜版上形成透光率不同的平面图形结构。

步骤4：移除光刻胶，在有必要的情况下，使用湿法或干法方式去除掩膜版上的光刻胶层，并对掩膜版进行清洗。

步骤5：在铝合金框架上蒙贴掩膜保护膜（Pellicle），以防止基板/铬污染。

玻璃镀铬掩膜（Chrome on glass mask，COG）是传统的掩膜版类型，COG 掩膜的核心问题是光在边缘的衍射。光线不仅会在垂直方向上产生影响，还会偏转到不能曝光的区域。

衰减相移掩膜（Attenuated Phase Shift Mask，AttPSM）使用硅化钼（MoSi）图案层来表示电路结构。硅化钼的厚度可使透射光发生180°的相位偏移。因此，相移光和透过玻璃的辐射只会产生破坏性干扰。此外，硅化钼的密度很高（6%或18%于193nm波长）。一方面，光线被衰减，另一方面，相位相反的光波几乎完全相互消除，从而产生更高的对比度。还可以在不使用曝光的区域添加铬层，以遮盖未使用的区域。

掩模版有几个比较重要面，分别是：基板（Substrate）正面与背面、图案（Pattern）表面与侧面、保护膜（Pellicle）内表面与外面、胶黏框架（Frame adhesive）内侧面与外面等。