【芯辰大海】必看！掩模版大全解

文摘 2024-12-18 23:59 江苏

掩模版（Mask），又称掩膜、光刻掩模版、掩膜版、掩膜板、光罩、光掩模等，是光刻工艺中不可或缺的部件，在半导体制造等领域发挥着重要作用。

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一、掩模版的作用

掩模版在光刻工艺中扮演着将指定图形投影到半导体器件上的关键角色。它是下游电子元器件制造业批量生产过程中的图形“底片”转移用的高精密工具，承载着图形设计和工艺技术等知识产权信息。掩模版的性能直接决定了光刻工艺的质量，从而影响最终产品的精度和质量。

二、掩模版的类型

掩模版根据其功能可以分为多种类型，其中最常见的包括：

1.光刻掩模：通过紫外光照射曝光光刻胶并形成图案的一种掩模方式。

2.电子束掩模：使用电子束进行曝光，被广泛应用于半导体微影制程。

3.X射线掩模：利用X射线作为曝光源，可实现更高精度的掩模制作。

三、掩模版的组成

掩模版主要由基板、遮光层和保护膜组成：

1.基板：是制作微细光掩膜图形的感光空白板，占直接原材料成本比重达90%。基板主要采用玻璃基材，包括石英和苏打两种材质。石英掩膜版使用石英玻璃作为基板材料，具有光学透过率高、热膨胀率低、平整度和耐磨度高、使用寿命长的优点，主要用于高精度掩膜版；苏打玻璃作为基板材料，光学性能略逊于石英玻璃，主要用于中低精度掩膜版。

2.遮光层：主要分为硬质遮光层和乳胶遮光层。乳胶遮光层主要应用于PCB和触控等场景，而硬质遮光层则由于其铬版的高机械强度和耐用性，以及能形成细微图形的能力，常常通过在基板上镀铬来形成。

3.保护膜：是指具有耐光性和高透光率的掩膜版防护膜。

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四、掩模版的制造过程

掩模版的制造过程涉及多个步骤，包括：

1.CAD设计：确定所需的图形和布局。

2.掩膜制备：在掩膜基片上涂覆各种光敏材料，并使用光刻技术形成图案。

3.显影和清洗：通过显影和清洗过程去除不需要的材料，只留下所需的图案。

4.检验验证：对掩模进行严格的检查和验证，确保质量符合要求。

五、掩模版的应用领域

掩模版广泛应用于半导体、平板显示、电路板、触控屏等领域。其中，半导体领域为掩模版下游最大应用市场，占比高达60%；其次为平板显示领域，占比28%。在这些领域中，掩模版的质量对最终产品的性能具有重要影响。

六、掩模版的市场现状

目前，掩模版行业门槛较高，国内掩模版行业主要由国外掩模版厂商占据。国内规模型光罩企业主要分为晶圆厂自建工厂和独立光罩企业两类。然而，国内掩模版整体国产化率较低，尤其是高端掩模版市场，仍主要依赖进口。随着技术的不断进步和市场的持续发展，掩模版的需求将不断增长，同时也对掩模版的精度和质量提出了更高的要求。

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