掩模保護膜是蒙貼在鋁合金框架上的一層透明薄膜，防止灰塵掉落在掩模有圖形的一側。有了這個薄膜的保護，灰塵顆粒只能掉落在掩模版玻璃的一側或保護膜上。
基本介紹
- 中文名：掩模保護膜
- 外文名：Mask Pellicle
由於玻璃基板的厚度和保護膜距離基板的距離相近，均為6mm左右，所以這些吸附在掩模上的顆粒距離掩模圖形面（Cr面）的距離都在6mm左右。現代投影式光刻機的聚焦深度（DOF）最多也就是在1~2um，這遠小於6mm。因此，在曝光時，這些附著在玻璃和保護膜上的顆粒，只能在晶圓表面形成一個非常模糊的像，對局部的光強產生的干擾很小。只有當這些顆粒的尺寸大到一定程度時，其在晶圓上產生的陰影才可能在光刻膠上留下圖形。圖1是吸附在Cr圖形上的顆粒與吸附在保護膜上的顆粒成像的對比示意圖。
圖1 在Cr圖形上的顆粒與吸附在保護膜上的顆粒成像對比示意圖
理論計算表明，只要這些顆粒和模版上Cr圖形之間的距離（即掩模的厚度或保護膜的高度）大於t，它們對局部光強的影響就不會超過10%。t定義為
式中，M是光刻系統成像的倍數，對於現代光刻機M=4；d是顆粒的直徑。前面已經介紹了t6mm，假設光刻機的數值孔徑NA=0.5，據此，我們可以估算出掩模上所允許的最大的顆粒尺寸，d0.18mm。
G-線和Ⅰ-線掩模版所使用的保護膜是高分子量的硝化纖維樹脂（high-molecular-weight nitrocellulose polymers）。硝化纖維樹脂薄膜的製備工藝如下：首先把硝化纖維樹脂的溶液旋塗在平整的玻璃表面；在適當的溫度烘乾後，把薄膜從玻璃表面揭下。最後把薄膜切割成所需要的尺寸。但是，硝化纖維樹脂在DUV波段有較高的吸收係數，因此不能用於248nm。和193nm波長。248nm和193nm保護膜的材質一般是含F的樹脂（amorphous fluoropolymers），例如，聚四氟乙烯（teflon）。保護膜的厚度一般在1um左右，可以針對不同的波長做進一步最佳化。對保護膜材質的要求除了必須具有很高的透明度外，在光照下還不能釋放對掩模有害的氣體成分。新型保護膜材料還在不斷研發中，研發的方向就是含F的聚合物。
