IC人画光刻板的几个小技巧

光刻板（也称光罩、掩模版，英文：Photomask）是半导体制造中用于将电路图案转移到硅片上的关键工具。相信很多人都画过，也有很多新人不知道如何绘画和找工厂制作。今天根据我自己的情况和他家聊聊其中的弯弯绕绕。

以下是典型的光刻板绘图与加工流程：

一、前期准备

1. 设计数据准备（Design Data Preparation）

• 输入：集成电路的GDSII或OASIS格式版图文件。
• 处理：
  • 数据分层（Layer decomposition）：按工艺需求分离不同层（如金属层、多晶硅层等）。

设计软件有多种，Synopsys、Cadence、Siemens EDA都是芯片常用的工具。也有很多简单的光刻板，无需仿真和模拟的，或者是在第三方模拟好单个芯片参数，在绘制的。比如LED芯片、AWG芯片这些。

简单的Autocad也能做。设计好线条和图层。每个图层一个光刻板，图层之间可以套刻，可以互相参考。

图层做好之后，就可以交给光刻板上制作。

光刻板图层设计的几个方法：

比如4寸晶圆，采用约5寸的光刻板去绘制。如下图：

整体图案设计完毕之后，在横向中心线两端设计对准标记：

简单常用的光刻板对准标记比如上图，工是上一道芯片图案，黄色就是下一道光刻板的图案，二者套刻居中，就完成所有芯片的对准。

有的为了能测试偏移量，会加上um级的刻度线，便于测量最后的图像偏差。

所有做好之后，图层分层，一般我习惯分开图层交付给光刻板厂家，一是怕他们处理数据的时候会弄混，他们弄混，再挨个排查就有点繁琐了。

最好是一个光刻板就一个图层的元素。

几个绘制技巧：

1）巧用阵列。芯片规格相同的，可以阵列铺满所需要的区域。不建议把所有区域都盖上。边上留空白区域，写光刻板的名称。

2）镜像的使用，有时候很好用，但是不对称的布局不要用。

3）不要遗忘删除一些不需要的元素。很多时候图像元素多了，阵列完就会发现上一版画的图不小心被盖下面了，没发现，几万颗芯片过去，就很难发现了。

图画完之后，就发邮件给厂商，厂商根据原图会出一个他们内部用的版图和效果图给你确认。

不确认，他们是不会继续加工的，因此这一步，要认真检查。如果有问题或者有新的想法都可以及时叫停。

确认无误后，发效果确认文件给他们工程部，他们在系统里面确认可以继续做或者调整后再给你确认。

确认文件发过去之后，他们就正式进入光刻板的生产线生产。

光刻板产线的生产过程如下：

二、光刻板基板准备

2. 基板材料

通常为熔融石英（Fused Silica）玻璃，具有低热膨胀系数和高透光性。表面镀一层铬（Cr）或钼硅（MoSi）等遮光材料，厚度约几十纳米。

3. 清洗与检测

超净清洗去除颗粒、有机物、金属离子等污染物。表面缺陷检测，确保基板洁净度达到纳米级要求。

三、图形写入（Pattern Writing）

4. 电子束直写（EBL, Electron Beam Lithography）

四、显影与刻蚀

5. 显影（Development）

将曝光后的抗蚀剂用化学溶液显影，形成抗蚀图形。

6. 刻蚀（Etching）

湿法刻蚀或干法刻蚀（如RIE）：将未被抗蚀剂保护的铬层去除，形成最终的遮光图案。

7. 抗蚀剂剥离

去除剩余抗蚀剂，露出完整的铬/石英图案结构。

五、修复与检测

8. 缺陷检测（Inspection）

9. 缺陷修复（Repair）

聚焦离子束（FIB）：用于修补缺失的铬（沉积）或去除多余铬（溅射）。

六、最终清洗与保护

10. 清洗与钝化

11. 安装Pellicle（护膜）

最后快递回来，收到货，检验入库。光刻板的检验也是很关键的，不排除有做错或者污染异常。

最好是光刻板的价格，步进式的光板是比较贵的，大几千要的，最简单的铬板就500~1000都有，看精度要求了。