微影光罩 (光罩)
用於半導體微影的鉻、氧化鐵和乳膠光罩。支持亞微米分辨率，可選正型或負型光阻。
概述
光罩是每個微影製程中的根本圖案載體——其品質直接決定您晶圓上每一項特徵的保真度。1× 接觸式光罩上的單一缺陷會在每個曝光場與每片晶圓上複製，使光罩品質成為整個半導體製造流程中槓桿最高的投資之一。GINECHIP 提供涵蓋鉻玻璃、乳膠與相移光罩技術的客製化光罩製造服務，適用於研發、試產與中低量生產。
我們的光罩製造夥伴採用業界標準的雷射直寫機（Heidelberg DWL 系列）、用於次微米特徵的電子束直寫機，以及自動化缺陷檢測系統（KLA-Tencor），以交付具備經驗證的 CD 均勻性、疊對對準與缺陷密度的光罩。無論您需要大學 MEMS 專案的單一光罩，或化合物半導體製程的完整光罩組，我們都提供具競爭力的價格、快速交期，以及每批光罩出貨的完整計量數據。
光罩技術比較
鉻玻璃（COG）
半導體微影的主力。在精密玻璃或石英基板上沉積一層薄鉻（約 100nm），並以雷射或電子束微影圖案化。COG 光罩在解析度、耐久性與光學密度方面提供最佳組合，適合在生產環境中重複使用。
- 最小特徵：≥ 0.5μm（雷射）、≥ 0.1μm（電子束）
- 光學密度：OD ≥ 3.0（於 365–436nm）
- 耐用——可承受接觸式曝光與反覆清潔
- AR（抗反射）鉻選項，可減少背向反射
乳膠（鹵化銀）
使用玻璃上感光乳膠的高成本效益光罩。非常適合研發打樣、大學實驗室，以及可接受 2μm 以上特徵尺寸的應用。交期快，且是所有技術中每片光罩成本最低者。
- 最小特徵：≥ 2μm
- 可提供 24–48 小時快速交期
- 非常適合 MEMS、微流體與厚光阻製程
- 不建議用於接觸式曝光（乳膠會因接觸而磨損）
相移光罩（PSM）
調變透射光相位與振幅的先進光罩。藉由在特徵邊緣設計建設性/破壞性干涉，PSM 能在傳統二元光罩的 Rayleigh 極限之外提升解析度與焦深。
- 衰減型 PSM（半色調）：MoSi 或鉻基衰減層
- 交替式 PSM：蝕刻石英溝槽以實現 π 相位偏移
- 最小特徵：≥ 0.3μm（雷射直寫衰減型 PSM）
- 為關鍵層改善製程窗口
氧化鐵與鋁
透明導電氧化物（氧化鐵）或反射金屬（鋁）光罩，用於特殊應用。氧化鐵光罩具部分透明性，可透過光罩進行對準觀察。鋁光罩用於 UV-NIL（奈米壓印）與反射式微影設置。
- 氧化鐵：OD 1.5–2.5，可見光透明以利對準
- 鋁：對 DUV 與 NIL 應用具高反射率
- 可為特定波長提供客製薄膜堆疊
- 用於背面對準應用的鍵合基板
技術規格
| 參數 | 可選範圍 / 數值 |
|---|---|
| Mask Type | Chrome-on-glass (COG), Emulsion (silver halide), Phase-shift (PSM), Iron oxide, Aluminum-coated |
| Substrate Material | Soda-lime glass, Synthetic quartz (fused silica), Low-expansion glass (LE-30), Calcium fluoride (CaF₂) |
| Plate Size | 3″×3″ (76×76mm), 4″×4″ (102×102mm), 5″×5″ (127×127mm), 6″×6″ (152×152mm), 7″×7″ (178×178mm) |
| Plate Thickness | 0.060″ (1.5mm), 0.090″ (2.3mm), 0.120″ (3.0mm), 0.250″ (6.35mm) — per SEMI P1 |
| Minimum Feature Size | COG: ≥ 0.5μm; Emulsion: ≥ 2μm; Phase-shift: ≥ 0.3μm; Custom e-beam: ≥ 0.1μm |
| Field / Polarity | Dark field (clear features on dark background), Clear field (dark features on clear background) |
| Tone | Positive tone, Negative tone — matched to photoresist polarity |
| CD Uniformity | COG: ±0.1μm (global), ±0.05μm (local); Emulsion: ±0.5μm |
| Registration | COG: ±0.25μm overlay; Emulsion: ±1.0μm overlay; first-level to second-level alignment marks |
| Pellicle | Optional pellicle membrane: nitrocellulose, fluoropolymer; AR-coated frame; mounted or unmounted |
| Edge Quality | Ground and polished edges, chamfered; laser-engraved or etched barcode and fiducial marks |
光罩設計指南與資料格式
接受的設計格式
- GDSII (.gds, .gds2) — 業界標準；支援所有階層層級、任意層數
- OASIS (.oas) — 壓縮格式；建議用於超過 10GB 的大型多層設計
- DXF (.dxf) — AutoCAD 格式；適用於簡單的單層設計
- CIF (.cif) — Caltech 中介格式；舊有格式，仍受支援
- Gerber (.gbr) — 用於 PCB 樣式的光罩設計
設計規則檢查（DRC）
- 最小特徵 / 間隙 — 我們驗證所有特徵均達到或超過您所選光罩技術的最小可解析尺寸
- 資料密度 — 對照光罩直寫機寫入時間與成本估算，驗證圖案密度
- 色調與極性 — 確認暗場/亮場指派與您的光阻極性（正型/負型）相符
- 對準標記 — 我們可依您的規格加入標準十字線、游標或盒中盒對準標記
微影模式兼容性
接觸式微影
光罩與塗有光阻的晶圓直接物理接觸。1× 轉印，於給定 NA 下解析度最高。需要耐用光罩（建議 COG）。每次接觸循環都有光罩污染與缺陷產生的風險。適用於研發與小量 MEMS 生產。
接近式微影
光罩與晶圓之間以 10–50μm 間隙分隔。消除接觸污染，但解析度受繞射限制（典型 ≥ 2–3μm）。可接受乳膠或 COG 光罩。常見於不需要次微米解析度的 MEMS、LED 與微流體製造。
投影式微影
光罩透過縮小光學系統成像到晶圓上（通常為 4× 或 5× 縮小）。需要光罩組等級的遮罩（步進機用 5″ 或 6″ 板）。對準與 CD 均勻性規格嚴苛。需要 COG 或 PSM 技術。強烈建議使用防塵薄膜。
應用
品質與認證
每一片光罩都經過自動光學檢測（AOI）以偵測缺陷、CD-SEM 計量以驗證關鍵尺寸，以及疊對對準量測。每次光罩出貨皆隨附包含缺陷圖、CD 均勻性圖與對準向量圖的檢測報告。所有光罩皆在 Class 1（ISO 3）無塵室環境中清潔、檢測與包裝，並可選配防塵薄膜（pellicle）安裝。全程採用 ISO 9001:2015 認證的品質管理。