光刻技术研究

编号：1123108450光刻技术研究目录摘要11.引言32.光刻技术的原理43.光刻系统的组成5 3.1 掩模版5 3.2 光刻胶5 3.2.1 光刻胶的作用5 3.2.2 光刻胶的主要技术参数5 3.2.3 光刻胶的分类7 3.3 光刻机74.基本光刻工艺流程9 4.1简介9 4.2 光刻蚀工艺概况105.集成电路所采用的光刻技术12 5.1简介12 5.2 EUV技术12 5.2.1 EUV技术原理浅析12 5.2.2 EUV技术目前定位困境14 5.2.3 EUV光学系统14 5.2.4 EUV光刻对掩膜版的要求16 5.2.5 EUV光刻前景与展望17 5.3 X射线光刻技术17 5.3.1 X射线光刻基础工艺17 5.3.2 X射线光刻掩模18 5.2.3 X射线光刻的前景与展望196.光刻技术面临的困难和挑战20参考文献20致谢21摘要：光刻是经过过一系列生产程序，将单晶硅等半导体材料表面薄膜的特定部分除去的工艺。光刻的目的是依据电路功能及性能的要求，形成有精确尺寸的特征图形，并且各个功能块的位置以及与其他部分连接要准确。光刻是集成电路制造中最重要的工艺步骤之一。不断发展的IC制造工艺，使光刻工艺转移图形所限制的尺寸减少了两到三个数量级，光刻技术是一种十分精密的微细加工技术。在新型材料和高新制造技术迅猛发展以及广泛应用的21世纪，充满了信息时代的特征。强有力的市场推动着特大集成电路技术的快速发展。集成电路技术的各个发面在每年都有很多的创新成果出现。早在20世纪中叶，开始对半导体物理、器件设计原理、工艺原理和制造工艺等方面进行了全面的开发研究，半导体器件很快在电子行业中扮演了不可或缺的角色。光刻技术的不断提高和集成电路技术需求紧密相关，要提高和发展光刻技术，主要采用更短波长的光源、新的透镜材料和更高数字孔径光学系统的加工技术，从目前的发展趋势来看，这些技术研究的目标非常明确，就是所谓的后光学光刻或称下一代光刻技术（Next Generation Lithography,NGL)。本文首先介绍了光刻工艺的含义和原理，阐述它在IC制造工艺中的地位和作用，具体介绍了光刻工艺技术所要用到的设备和材料，研究了光刻系统的重要组成部分，介绍了光刻工艺的基本流程，并且主要分析了极端紫外线光刻技术的原理、要求以及光刻技术所面临的困难和挑战，试着找到拥有卓越效果的光刻工艺技术。关键词： 光刻技术，重要作用，光刻工艺流程，EUV光刻 ，困难和挑战 1Abstract： Photoetching is a kind of technology that removes the specific part of the surfaceofthinfilmsiliconsemiconductormaterials though a series of producing process. It aims to form certain picture with precise size under the requirements of the function and property of circuit. This technology is a key step in the circuit production .Lithography technology is a very precise micro processingtechnology. The 21st century, with the development of new materials and high-tech manufacturing technology, is becoming an information age for their wide range of applications. The technology of large integrated circuit develops more and more rapidly duo to the promotion of strong market. Every year, there are many new achievements made in each filed of integrated circuit. As early as the mid-20th century, the research of semiconductor physics, devices design principles, manufacturing technology, and other aspects were beginning in a round. Semiconductor devices soon play an integral role in the electronics industry. Among the integrated circuit manufacturing technology, the most important part is the lithography technology which charges the circuits formation and replication. Besides, its research and development make the technology leader in the updates of the integrated circuit technology in each generation. The continuous improvement of photography techniques is closely related to the needs of the integrated circuit technology, and by using shorter wavelength light source, the new lens materials, and higher numerical aperture of the optical system are the main methods to improve and develop the photography techniques. From the current trend of this technology, the objectives of these technologies are very clear. That is, the optical lithography technology, or so-called next-generationlithography. This paper firstly introduces the meaning and principles of lithography process and explains its function and role in the IC manufacturing process. Then, it concretely introduces the equipments and materials used by the technology, and the important parts of the lithography system. At last, this paper introduces the basic flow of the lithography process, and analyzes the principles and requirements of reaching ultraviolet technology and the difficulties and challenges faced by photolithographic techniques, and finds the lithography technology with excellent effect. Key words: Photoetching,important rule,Lithography Process,EUVL,Difficulties and challenges1.引言当前，集成电路发展迅猛，集成电路规模已经达到的每个IC中含有10亿个左右器件，相比60年代的每个IC上仅几十个器件得到了极大发展，IC的发展遵从上世纪摩尔提出的摩尔定律，概念为：集成度每3年提高4倍，特征尺寸缩小2倍。依照这个定律，IC产业在过去30年中平均每年约有百分之15的增长，而且对经济、军事发展和社会也有着巨大的影响力，英国人说过，一个国家没有掌握IC产业技术，这个国家就是不发达国家。集成电路能飞速发展的原因之一就是光刻技术的支持，光刻技术在IC发展中起到了很重要的作用。因为它直接决定了单个器件的物理尺寸。光刻技术所能够得到的线宽，极大的影响这IC产业的更新换代，是新一代集成电路的重要标准。集成电路的进步大家有目共睹，均匀曝光的技术已经有了很大的提高，曝光面积得到大幅度的扩大，也使集成电路的集成规模大大加强，实现生产批量化。但需要表明的是，随着光刻技术的迅猛发展，越来越高的集成度要求，也使光刻技术面临更大的挑战。2.光刻技术的原理光刻是将单晶硅等半导体材料表面薄膜的特定部分除去的工艺。光刻的目的是依据电路功能及性能的要求，形成有精确尺寸的特征图形，并且各个功能块的位置以及与其他部分连接要准确。利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模版上的图形刻制到被加工表面上。图2.1光刻技术原理简图3.光刻系统的组成3.1 掩模版在薄膜、塑料或玻璃基体材料上制作各种功能图形并精确定位，以便用于光致抗蚀剂涂择性曝光的一种结构。 图3.1 掩模版示意图3.2 光刻胶光刻胶是一种由感光树脂、增感剂、和溶剂组成的有机化合物，紫外线的照射会使光刻胶被曝光的区域发生光固化反应，使光刻胶在显影液中所展现的亲和性和溶解性得到显著的变化。经过显影液的腐蚀处理，将其能溶解掉的部分去除，我们便能得到掩模版所要转移的图形。一般情况下，我们将液态的光刻胶均匀涂抹在晶圆表面，通过曝光和烘烤处理后变成固态。3.2.1 光刻胶的作用将掩模板上的图形转移到硅片表面的氧化层中；在进行刻蚀或离子注入的工序中保护材料。3.2.2 光刻胶的主要技术参数分辨率（resolution）。区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸（CD，CriticalDimension）来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小，光刻胶的分辨率越好。对比度（Contrast）。指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。涂胶的厚度较薄时有利于使图形的轮廓更清晰，边缘更明显，有助于对比度的提高。敏感度（Sensitivity）。要在胶层上得到清晰图形的最小曝光量。单位：毫焦/平方厘米。粘滞性/黏度（Viscosity）。衡量光刻胶流动特性的参数。粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加；高的粘滞性会产生厚的光刻胶；越小的粘滞性，就有越均匀的光刻胶厚度。光刻胶的比重（SG，SpecificGravity）是衡量光刻胶的密度的指标。它与光刻胶中的固体含量有关。光刻胶的比重越大表明该光刻胶的流动性越差。运动粘滞率定义为：运动粘滞率=绝对粘滞率/比重。单位：百分斯托克斯（cs）cps/SG。粘附性（Adherence）。表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺（刻蚀、离子注入等）。抗蚀性（Anti-etching）。光刻胶必须保持它的粘附性，在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。表面张力（SurfaceTension）。分子间引力的一种，作用于液体表面和液体主体之间，将前者拉向后者。要想使光刻胶能良好均匀的覆盖到硅片表面，要求光刻胶的表面张力小，流动性强。存储和传送（StorageandTransmission）。能量（光和热）可以激活光刻胶。应该存储在密闭、低温、不透光的盒中。光刻胶的发挥良好的性能作用需要注意光刻胶在储存时不能超过其闲置期限，同时要将光刻胶储存在合适的温度环境中。图3.2 光刻胶商品3.2.3 光刻胶的分类 光刻胶有正胶和负胶的区别。光刻胶经过曝光后，其被爆光的部分变得容易被溶解，称为正胶；负胶则相反，即曝光部分变得不易溶解。光刻胶可以分为以下三类：光聚合型：采用的烯类单体在光照条件下会生成自由基，继而引发单体发生聚合反应，可以制成正胶。 光分解型：采用能在光照的条件下改变其自身油溶性的物质，光分解之后具有水溶性。具有形成正像的特点。 光交联型：采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光引发剂，在光照的条件下会打开其分子中的双键，这些打开的双键会发生交联，形成具有不溶性的网状结构。可以制成负胶1。3.3 光刻机高端的光刻机其精密程度可以说是当今世界之最，制造高端光刻机的成本是巨大的，已经存在有超过七千多万美金的光刻机。高端光刻机对制造条件的要求非常苛刻，世界上拥有这样先进条件的公司屈指可数，被称为现代光学工业之花。高端光刻机的分辨率与低端光刻机的分辨率有着天壤之别，高端光刻机包括步进式光刻机和扫描投影光刻机，它们的分辨率可以到达几十纳米到几微米，而接近、接触式低端光刻机的分辨率则在数微米之上。图3.3 光刻机 光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。手动：通过手动调节旋钮，来改变光刻机的X轴，Y轴和thita角度，因此手动光刻机的精确度不高；半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐；自动：通过程序控制曝光的时间和循环，生产商家主要用自动光刻机来处理大量的光刻需求。光源是光刻机最核心的部分。常见光源分为:紫外光（UV），g线：436nm;i线：365nm，深紫外光(DUV),KrF准分子激光：248nm,ArF准分子激光：193nm，极紫外光（EUV），10到15nm。光刻机对光源系统的要求：有适当的波长。波长越短，衍射现象会更容易发生，就越要提高刻蚀的精度控制，可曝光的特征尺寸就越小。有足够的能量。能量越大，曝光时间就越短；曝光能量必须均匀地分布在曝光区。一般采用光的均匀度 或者叫 不均匀度 光的平行度等概念来衡量光是否均匀分布;光刻机的主要性能指标有：支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等2。分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。对准精度是在多层曝光时层间图案的定位精度。曝光方式分为接触接近式、投影式和直写式。曝光光源波长为紫外、深紫外和极紫外区域，光源有汞灯，准分子激光器等。图3.4德国Karlsuss MJB3光刻机4.基本光刻工艺流程4.1简介 光刻工艺是要在硅片的表面构造所需图形的操作方法，它的目的首先是在硅片的表面建立和定位我们想要得到的图形。图4.1图形建立 因为最终的图形是用多个掩模版按照特定的顺序在晶圆表面一层一层叠加建立起来的。图形定位的要求就好像是一幢建筑物每一层之间所要求的正确对准。如果每一次的定位不准将会导致整个电路失效。除此之外，光刻工艺操作过程当中的复杂步骤以及多层次的光刻也容易带来缺陷，在操作过程当中也要注重缺陷水平控制。图4.2图形定位对准4.2 光刻蚀工艺概况光刻蚀工艺在转移图形时通过两步完成。首先图形被转移到光刻胶层。我们将覆盖有光刻胶的晶片置于掩模版下曝光，光刻胶经过曝光后自身结构和溶解性发生变化（由原来的可溶性物质变为非可溶性物质，或者相反）。然后可以通过显影液对曝光后的硅片进行漂洗等操作，使光刻胶层的非聚合局域溶解掉，这样一来，图形就被转移到了光刻胶上。其次，使用一定的方法将图形从光刻胶转移到硅片晶圆上。因为在晶圆上已经存在着被光刻胶保护和没有被保护的不同区域，通过不同的方法去掉未被保护区域的薄膜层，这是就能看作图形转移工作已经完成。图4.3对准、曝光和显影 图4.4刻蚀和光刻胶去除如果掩模版的图形是由不透光的区域决定的，称其为亮场掩模版；而暗场掩模版是相反的，暗场掩模版图形的编码方式和亮场掩模版恰恰相反，当采用一样的步骤时，亮场掩模版在晶圆表面留下的图形是下沉的，暗场掩模版留下的图形是上凸的，就像浮雕一样。这两类掩模工艺在集成电路制造中都发挥着重要的作用。暗场掩模版主要用来反刻金属互联线。图4.5暗场和亮场掩模版5.集成电路所采用的光刻技术5.1简介因为迅速发展的分辨率增强技术，光源波长的二分之一已经成为光学光刻的分辨率极限。所以，193nm波长的光源分辨率可以达到0.1m，157nm波长的光源分辨率可以达到0.07m。但是许多材料会吸收深远紫外光线，但是如果一味的缩短光源的波长又不易找到制造这些光学系统的材料，因此，0.07m已经到了光学光刻所能达到的极限。在科学技术快速发展的今天，光学光刻所能做到的已经不能满足社会的需要了，光学光刻很难突破本身的分辨率极限，因而需要有后一代光刻技术来替代光学光刻。这些新一代的先进光刻技术就是为了在0.1m以及更精细的尺寸方面取代光学光刻，这些技术在近些年的研究热度非常高技术包括X射线光刻、极紫外光刻、电子束投影光刻、离子束投影光刻等等。 这些技术的采用是光刻分辨率提高到一个台阶，达到30nm。 5.2 EUV技术5.2.1 EUV技术原理浅析在微电子技术的发展历程中，人们一直在研究开发新的IC制造技术来缩小线宽和增大芯片的容量。如：X射线接近式光刻、电子束投影光刻、离子柬投影光刻和软X射线投影光刻等。我们也普遍的把软X射线投影光刻称作极紫外投影光刻。在光刻技术领域我们的科学家们对极紫外投影光刻EUV技术的研究最为深入也取得了突破性的进展，使极紫外投影光刻技术最有希望被普遍使用到以后的集成电路生产当中。它支持22nm以及更小线宽的集成电路生产使用。 EUV是目前距实用化最近的一种深亚微米的光刻技术。波长为157nm的准分子激光光刻技术也将近期投入应用。如果采用波长为13nm的EUV，则可得到0.1um的细条。在1985年左右已经有前辈们就EUV技术进行了理论上的探讨并做了许多相关的实验。J近十年之后微电子行业的发展受到重重阻碍才致人们有了忧患意识。并且从微电子技术的发展过程能判断出，若不早日推出极紫外光刻技术来对当前的芯片制造方法做出全面的改进，将使整个芯片工业处在岌岌可危的地步。EUV系统主要由四部分构成：极端紫外光源； 反射投影系统； 光刻模板（mask）； 能够用于极端紫外的光刻涂层（photo-resist）。图5.1点光源极端紫外光刻技术原理从目前来看，激光发生器在极端紫外光谱的输出功率是不够理想的，要想设计出拥有足够能量而且符合生产要求的极端紫外光源是十分困难的。况且传统的光刻投影设备以及空气等都很容易吸收极端紫外光也是需要解决的又一大难题。极端紫外光刻技术所使用的光刻机的对准套刻精度要达到10nm，其研发和制造原理实际上和传统的光学光刻在原理上十分相似。对光刻机的研究重点是要求定位要极其快速精密以及逐场调平调焦技术，因为光刻机在工作时拼接图形和步进式扫描曝光的次数很多。不仅如此入射对准光波信号的采集以及处理问题还需要解决。图5.2 步进式光刻机图5.3 EUV光刻机的结构5.2.2 EUV技术目前定位困境 EUV技术的进展还是比较缓慢的，而且将消耗大量的资金。尽管目前很少厂商将这项技术应用到生产中，但是极紫外光刻技术却一直是近些年来的研究热点，所有厂商对这项技术也都充满了期盼，希望这项技术能有更大的进步，能够早日投入大规模使用。 各家厂商都清楚，半导体工艺向往下刻，使用EUV技术是必须的。波长越短，频率越高，光的能量正比于频率，反比于波长。但是因为频率过高，传统的光溶胶直接就被打穿了。现在，半导体工艺的发展已经被许多物理学科从各个方面制约了。在45nm工艺的蚀刻方面，EUV技术已经展现出一些特点所以现在EVU技术要突破，从外部支持来讲，要换光溶胶，但是合适的一直没找到3。而从EUV技术自身来讲，同时尽可能的想办法降低输出能量。 目前EUV光刻技术存在的问题： 造价太高，高达6500万美元，比193nm ArF浸没式光刻机贵； 未找到合适的光源； 没有无缺陷的掩模； 未研发出合适的光刻胶； 人力资源缺乏； 不能用于22nm工艺早期开发工作。5.2.3 EUV光学系统极端紫外光刻的成像条件是比较苛刻的，必须处于真空的环境之中，而且由于EUV波段范围的限制，必须采用反射式的光学系统来代替传统的折射式光学系统，并且每一反射镜的最大反射率也有要求，即不会超过百分之七十。EUV光学系统由照明系统和投影系统组成，这两个系统利用的是若干个面形为非球面的反射光学元件。人们通过大量的研究和实验发现由两面或者三面反射光学元原件组成的极紫外光刻光学系统并没有得到需要达到的效果，当使用四面反射光学元件组成的极紫外光刻光学系统所取得的效果是较为理想的，这四面反射元件通常由三面非球面反射镜和一面球面反射镜组成。 毋庸置疑的是采用的光学元件质量尤其是投影系统的质量极大影响这极紫外光刻系统成像，通常情况下X射线光学元件的表面要求为极其光滑的，其粗糙度要远远比工作在可见光波段的光学元件的粗糙度低，这也是对光学元件加工方面的造成很大的困扰。面对这样的挑战，目前主要采用金刚石单点车削以及数控抛光的方式来代替以往的研磨和沥青抛光法，以应对极紫外光刻对光学元件的高要求。金刚石单点车削的加工方法与传统的光学加工方法有很多优势，它的车刀是用单晶金刚石制成。这种方法话费很低的成本就能制成许多复杂的曲面而且制成的光学元件拥有很高的质量，表面光滑度符合极紫外光刻技术的要求。数控抛光的方法依赖于快速发展的计算机技术，其利用数据系统在控制抛光过程，精准的控制磨具在光学元件表面不同位置的抛光强度和时间。值得一提的是，人们还采用惰性气体离子束轰击极紫外光刻光学元件的表面，也能达到十分理想的效果，这种离子束刻蚀抛光法也得到了发展。为了得到极紫外光刻波段之内要求的折射率，极紫外光刻成像系统的表面通常被涂上多层膜涂层，因为要得到高反射率的材料是无法从由一种元素组成的物质制成的，这种方法已经在光学元件的加工生产中广泛应用，从目前的技术看，Mo/Si和Mo/Be是目前使用最多的膜涂层材料，也是目前最好的膜涂层材料，但是，影响多层膜反射率的许多因素还是难以预测。图5.4 超精密单点金刚石车削总体上讲，非球面反射元件的纳米级加工技术就像制备太空天文望远镜一样难。5.2.4 EUV光刻对掩膜版的要求 极紫外光刻技术所采用的是反射式掩模，这是它与现有光刻技术的主要区别之一，由于透射式掩模用于13nm光刻时，光源的波长短，系统材料会大量吸收紫外光束，大幅度削弱光强，不能协调克服和热应力变形之间的矛盾，因此目前的极紫外光刻技术采用反射式掩模替代传统的透射式掩模，同时需要用高反射率的多层膜结构来作为反射式EUV掩模的衬基。且采用高水平的高真空溅射淀积法将铬（或者其他金属如铝等）薄膜生长到衬机上作为吸收体。反射式EUV掩模如图5.5所示。多层膜技术的巨大进步使得反射式掩模成为可能，但掩模中引入了多层膜之后，相应地带来了诸如多层膜均匀性、多层膜缺陷等技术难题4。从极紫外光刻的发展历程不难看出，要使这项技术尽早投入量产，必须将光刻机、光刻胶和掩膜版等各个环节共同发展，紧密配合。要使EUV顺利进入量产，无缺陷的掩膜是必不可少的。如何解决掩膜版表面多层抗反射膜的无缺陷问题成为关键。EUV掩膜版的制作一般是采用多层堆叠的Mo/Si薄膜，每一Mo层与Si层都必须足够平滑，误差容许范围为一个原子大小。如果掩膜上存在大颗粒时，通常需要采用掩膜修正技术进行处理。可是由于太多因素的限制，EUV掩模在制造的过程中难免会出现缺陷，而且现有的缺陷检测和修复技术仍然难以发挥出明显的作用，因此对于EUV掩模的研究还要在寻找非常低缺陷的多层膜制备技术上花费大量精力，光刻技术发展对全新掩模版技术开发的需求十分迫切。图5.5 反射式EUV光刻反射掩模 5.2.5 EUV光刻前景与展望在摩尔定律的规律下，以及在如今科学技术快速发展的信息时代，新一代的光刻技术就应该被选择和研究，在当前微电子行业最为人关注，而在这些高新技术当中，极紫外光刻与其他技术相比又有明显的优势。极紫外光刻的分辨率至少能达到30nm以下,且更容易收到各集成电路生产厂商的青睐，因为极紫外光刻是传统光刻技术的拓展，同时集成电路的设计人员也更喜欢选择这种全面符合设计规则的光刻技术。极紫外光刻技术掩模的制造难度不高，具有一定的产量优势。然而EUV光刻技术也有明显的缺陷，其设备制造成本十分高昂，包括掩模和工艺在内的诸多方面花费资金都很大。同时极紫外光刻光学系统的设计和制造也极其复杂，存在许多尚未解决的技术问题，但对这些难关的解决方案正在研究当中，一旦将这些难题解决，极紫外光刻技术在大规模集成电路生产应用过程中就不会有原理性的技术难关了。5.3 X射线光刻技术1895年，德国物理学家伦琴首先发现了X射线，也因此获得了诺贝尔物理学奖。X射线是一种与其他粒子一样具有波粒二象性的电磁波，可以是重原子能级跃迁或着是加速电子与电磁场耦合辐射的产物。X射线的波长极短，1972年X射线被最早提出用于光刻技术上，X射线在用于光刻时的波长通常在0.7到0.12nm之间，它极强的穿透性决定了它在厚材料上也能定义出高分辨率的图形。5.3.1 X射线光刻基础工艺 X射线波长极短，使得其不会发生严重的衍射现象。我们在使用X射线进行曝光时对波长的选择是受到一定因素限制的，在曝光过程中，光刻胶会吸收X射线光子，而产生射程随X射线波长变化而相继改变的光电子，这些光电子会降低光刻分辨率，X射线的波长越短，光电子的射程越远，对光刻越不利。因此增加X射线的波长有助于提高光刻分辨率。然而长波长的X射线会加宽图形的线宽，考虑多种因素的影响，通常只能折中选择X射线的波长。今年来的研究发现，当图形的线宽小到一定程度时（一般为0.01m以下），被波导效应影响，最终得到的图形线宽要小于实际掩模图形，因此X光刻分辨率也受到掩模版与晶圆间距大小的影响。除此之外，还需要大量的实验研究来解决X射线光刻图形微细加工时对图形质量造成影响的诸多因素。图5.6 X射线同步辐射曝光系统的基本组成示意图5.3.2 X射线光刻掩模在后光学光刻的技术中，其最主要且最困难的技术就是掩模制造技术，其中1：1的光刻非常困难，是妨碍技术发展的难题之一。所以说，我们认为掩模开发是对于其应用于工业发展的重要环节，也是决定成败的关键。在过去的发展中，科学家对其已经得到了巨大的发展，也有一些新型材料的发现以及应用，有一些已经在实验室中得以实践，但对于工业发展还是没有什么重大的成就。X射线掩模的基本结构包括薄膜、吸收体、框架、衬底，其中薄膜衬基材料一般使用Si、SiC、金刚石。吸收体主要使用金、钨等材料，其结构图如图5.7所示：对于掩模的性能要求如下：要能够使X射线以及其他光线的有效透过，且保障其有足够的机械强度，具有高的X射线的吸收性，且要足够厚。保障其高宽比的量，且其要有高度的分辨率以及反差。对于其掩模的尺寸要保