到目前为止，半导体家当共分为三大部分，分别是分离式元件制造，光电半导系统编制造，以及集成电路制造（IC 家当）。流程图 1-1 简要先容了集成电路家当的生产制造流程。个中星状图标出的便是本文重点阐述的产品：光掩模，从图中可以看出光掩模在全体集成电路家傍边处于中间环节的核心地位。
光掩膜版同时包含了设计者的版图信息和必要的晶片代工厂工艺改动信息工厂通过光刻工艺将这些掩膜版图形投影到硅片上进行大规模重复性量产这个过程就与当代印刷工业类似光掩膜版相称于印刷母板。由于在制作过程中存在一定的设备或工艺局限光掩膜上的图形并不可能与设计图象完备同等这便是说在后续的硅片制造过程中掩膜版上的制造毛病和偏差也会伴随着光刻工艺被引入到芯片制造进程。以是光掩膜版的品质将直接影响到芯片的良率和稳定性。光掩膜有掩膜原版（reticle mask也有称为中间掩膜reticle作为单位译为光栅）用步进机重复将比例缩小到master mask上运用到实际曝光中的为事情掩膜(work mask)事情掩膜由master mask复制过来。将电路版图通过光刻成像到晶片上经由繁芜的工艺流程而后由晶片封装厂封装测试后即为市情上所见的集成电路芯片。
掩模制版技能
光掩膜版 (Photomask ) 的紧张浸染是在含有金属薄膜的玻璃或石英基板 (Blanks )上形成繁芜几何图形 (Geometry ) 的图形转移母板，即俗称的 Mask 。在半导体的曝光制程中，利用光掩膜版，以及曝光 的手段，就能够在硅基板上形成集成电路图形 。
集成电路设计公司工艺完成产品版图的开拓后，要将原始设计数据交付专业的晶片代工厂才能进行器件制造 。由于考虑莅临盆效率和制造工艺中须要加入的一系列繁芜的校正和补偿处理，常日来说在量产阶段，一样平常工厂不会采取此设计数据直接用于曝光工艺 。光掩膜板的制造便是基于原始设计图形，加入光学附近效应补偿，通过打算机赞助系统处理，利用激光或电子束曝光的手腕，将经由改动后的设计图形移植到透光性能良好的石英基板，经由后续蚀刻和考验修补工艺的这类石英基板就叫做光掩膜板 。
光掩模版的制作工艺，最初是从印刷工业中的印刷制版技能移植到微电子工艺技能中来的。制作一套光掩模版须要经由繁芜的过程。首先须要根据半导体器件或集成电路电学参数的哀求、工艺条件和精度的哀求确定适当的放大倍率来绘制掩模原图。然后利用缩微摄影技能或图形发生系统制作掩模原版，亦称中间掩模版。为了能在同一个硅片上同时制作多个电路芯片而且又便于切割成单个芯片，中间掩模版的图形还要用具有分步重复功能的精密缩小摄影机进一步缩小到实际芯片尺寸。同时，让同一图形在纵横两个方向按一定的间距重复曝光，制成含有芯片图形阵列的母掩模版。末了复印出供给生产上光刻工艺利用的事情掩模版。
早期掩膜制造是通过画图摄影微缩形成的。 光学掩膜版是用石英玻璃做成的均匀平坦的薄片，表面上涂一 层60~80nm 厚的铬，使其表面光洁度更高，这称之为 铬版 （Cr mask ），常日也称为光学（掩膜）版。
这种铬，早期台湾地区管它叫宝石红（实在便是红宝石）材料，那时制作光掩模据版便是用人工在宝石红的材料上刻画的，是由清晰的衬背层和赤色聚脂薄膜薄层组成的三明治构造。赤色层被铁笔刻画后剥落，留下赤色所期望的图案。
最初的宝石红掩模副本是终极完全电路的100到1,000倍大，并在利用一种分步重复（step-and-repeat）的摄影机后缩微形成一个reticle（掩模、光罩）。
期望掩模的图象在打算机绘图系统中创作。一旦图象完成，包含着驱动图案发生器命令的文件将会天生。光学图案发生器利用闪光灯对一系列的矩形进行曝光，由掩模图案直接转变为称为reticle（掩模、光罩）摄影图版。电子束直写系统直接在对电子敏感的材料上描述这些图形。
早期掩模图象大约1到10倍大于末了的尺寸。分步重复（Step-and-repeat）摄影机用缩微reticle（掩模、光罩）图象来达到它的终极尺寸，在终极的掩模的紧张副本上曝光两维排列的图案。在200mm的硅片上，能得到将近1,200份5mm×5mm的IC芯片。
当前光掩膜的缩影和尺寸
投影光掩膜被用在步进式光刻机（stepper）和扫描式光刻机(Scanner)，须要缩小透镜来减少形成图案时的套准精度，常日缩小比例为4：1。当前大多数光掩膜都是6X6英寸（152.4mm），也有少量5X5英寸的光掩膜。光掩膜的厚度常日是0.09”到0.25”。投影掩膜板的优点:1、投影掩膜板的特色尺寸较大,掩膜板制造更加随意马虎;2、掩膜板上的毛病会缩小转移到硅片上,对图形复制的危害减小；3、使曝光的均匀度提高。
掩模末了的紧张副本常日是在玻璃图版上制成金属薄膜，就像铬。掩模图案会转换到光刻胶上，这会被用来作为铬的刻蚀掩模。然后，感光乳剂事情掩模会从铬的图案中制造出来。每一次掩模与硅片表面打仗，这些图形可能会受到损伤。因此，感光乳剂掩模在丢弃之前只能利用少数几次曝光。
光刻掩模版的加工技能紧张有两种：其一为激光直写技能；其二为电子束直写技能，两种技能差异在于光源不同，实现的精度有所差异。
光源的波长是影响光刻精度的紧张缘故原由，根据光源的不同，主流的光刻技能可分为X射线光刻、紫外线光刻以及电子束光刻等，由于光源波长的限定，X射线曝光可达到50nm旁边的精度，深紫外光源的曝光精度在100nm旁边，而电子的波长较小，因而电子束光刻的加工精度可以达到10nm以内。而运用到了掩模版上的光刻技能便是前面所提到的激光直写和电子束直写两种，个中电子束直写技能又是个中的主流技能。
激光直写技能激光直写是制作衍射光学元件的紧张技能之一，它利用强度可变的激光束对基片表面的抗蚀材料履行变剂量曝光，显影后便在抗蚀层表面形成哀求的浮雕轮廓。激光直写制作衍射光学元件（DOE）是把打算机掌握与微细加工技能相结合，为DOE设计和制作的方法供应了极大的灵巧性，制作精度可以达到亚微米量级。
激光直写技能紧张用于制作平面打算全图、掩模、微透镜、微透镜阵列、Fresnel微透镜、Fresnel波带板、连续位相浮雕的闪耀光学元件等，制作工艺己经逐渐成熟。激光直写技能的发展趋势是从直角坐标写入系统到极坐标写入系统，直至多功能写入系统；从基片小尺寸到大尺寸，从平面写入到球面、柱面以及曲面；从利用光刻胶材料到聚合物以及其他分外工艺材料；写入元件的特色尺寸从几百微米到亚微米；元件制作韶光从几天到几小时乃至几分钟；从制作二值图样到写入连续浮雕轮廓;从光学元件到微电子、集成电路、集成光学器件等；从发达的国家到发展中国家，并己经运用到空间光学、光通讯、光学显示等领域，为DOE和微电子、微光学、微机器器件的制作供应了一种新的制作设备。
激光直写可在光刻胶的表面直接写入多台阶连续位相浮雕微构造，与二元光学方法比较，工艺大略，避免了多套掩模之间的套刻对准环节，改进了 DOE 的加工精度，从而提高 DOE 的衍射效率。
激光直写技能大概是在上世纪八十年代初期开始起步，当时也只有少数几个国家开展激光直写技能的研究事情。1983年瑞士 RCA 有限公司的 M.T.Gale 和 K.Knop[40]在二维直角坐标下利用激光束在光刻胶上扫描制作了精密的透镜阵列，这是有关激光直写技能报导中最早的文献。1984 年前苏联科学院自动化和电工研究所 V.P.Koronkevich 等在极坐标内利用激光直接在涂有光刻胶的硫化玻璃态的半导体（CGS）或金属上制作掩模，然后利用掩模制作 kinoform 构造的元件。1989 年德国 Heidelberg大学 C.Rensch 等提出了二维激光直写光刻的扫描仪，扫描精度在亚微米量级，可写入任意图形 最小线条宽度为 1 µm 。同年美国 Texas 仪器公司S.C.Baber报导已研制出五种型号的激光直接写入设备，写入光斑大小分档可调。 自 1 µm 至 10 µm 不等， 二维位移平台定位精度可达 0.25 µm，其写入最大口径可达 200X250mm。利用该设备制作的平面全息图用于产生非球面，波前偏差优于 1 个波长。
到了九十年代，激光直写技能受到各国的高度重视，如雨后春笋般迅速发展起来。从研制高精密的设备到研究和发明新工艺、新材料，使激光直写技能的运用拓展到更多的领域。 美国各大学、 研究所正不断地研制新型高精密多功能的激光直写设备和探索激光直写工艺的运用开拓。
1990 年美国 MIT 林肯实验室研制了精度较高的极坐标激光直写设备，制作了 F/10 二台阶光学透镜，波前偏差 /40 rms。1994 年 Arizona 大学光学中央 C.L.Vernold and T.D.Milster 利用激光直写系统，采取无光刻胶的热化学技能，把 DOE 图样转移到基片的金属膜层上， 随后，利用氧化和未氧化金属不同的蚀刻速率进行刻蚀处理得到 DOE 图样。
1997 年美国 Brown 大学 A.Y.Smuk 和 N.M.Lawandy利用 Ar+激光在掺有半导体的玻璃， SchottGlass（OG530 RG610） 上直接写入连续浮雕闪耀构造 Fresnel 波带板。美国 Potomac Photonics 公司 G.P.Behrmann and M.T. Duignan利用准分子激光 248nm 在 UV 脉冲激光可均匀溶解的聚酰亚胺Polyimide 上直接写入透镜、微透镜阵列、闪耀光栅和位图打算全息图。
俄罗斯科学院自动化与电工研究所采取激光直写制造 DOE 的研究事情，自从八十年代至今一贯在开展，1994 年 V.P.Koronkevich 等研制了极坐标激光直写系统。操作平台位移范围在 250mm 以内，采取干涉仪定位其定位精度靠近 100nm rms （干涉仪脉冲的离散值即是 10nm）。
1990年日今年夜阪大学 M.Harurna 等[27]报导首次利用激光直写技能在光刻胶上制作了闪耀构造的 Fresnel 微透镜和 Fresnel 微透镜阵列，制作的元件性能不亚于电子束直写技能制作的同样元件。
自此之后，瑞士、西班牙、德国、瑞典和加拿大等首都相继投入了这方面的研究，并取得了不错的成果。
值得一提的是，1998 年新加坡南洋理工大学 Chan Yuen-Chuen 等，研制了一台基于He-Cd 激光器 325nm 的四轴激光直写光刻系统，开展在共轭导体聚合物等多种材料基片上，利用正性光刻胶制作微电子元器件的激光直写光刻工艺研究，包括 sol-gel 波导膜层、高质量连续浮雕的衍射光学微透镜。已制作的微透镜焦距 1.1 cm ，十分靠近设计值 1.0 cm。
海内的激光直写技能开展的较晚，工艺技能水平也比国外发达国家掉队。但可喜的是，该项已逐渐受到各大学研究所的重视。激光直写技能制作 DOE的事情是从九十年代开始的，1996 年中国科学院光电子技能研究所微细加工光学技能国家重点实验室和四川大学杜春雷等报导了在德国 Erlangen 大学光学研究所利用激光直写光刻方法和反应离子束刻蚀方法结合制作了 8 位相台阶 Fresnel 衍射透镜阵列，实测衍射效率 80%以上。
98 年杜惊雷等对宣布了激光直写工艺中临近效应的影响剖析采取直写数据设计预补偿方法实现激光直写临近效应的校正。同年浙江大学当代光学仪器国家重点实验室杨国光等报导研制了一台极坐标激光直写设备，剖析了光刻胶中光强分布，并对激光光刻中的分辨征象进行了研究，通过对写入物镜中央遮拦 在光刻胶上得到 0.6μ m 线条， 还基于光刻胶正胶曝光和显影过程的理论模型，用梯度折射率介质光芒追迹的方法对显影过程进行了打算机仿真。
2000 年中国科学院长春光学精密机器与物理研究所运用光学国家重点实验室开始利用由该所自行研制的四轴激光直写系统，进行了直角坐标和极坐标的激光写入研究。
2001 年兰州物理研究所详细地研究了激光热化学反应制作掩模图形工艺，制作了直径 115mm F/1 的衍射透镜用掩模板，设计波长为 1 μm 刻写韶光约 3 小时。
2020年，据中国微米纳米技能学会宣布，中国科学院苏州纳米技能与纳米仿生研究所张子旸研究员，与国家纳米科学中央刘前研究员互助，在《纳米快报》（Nano Letters）上揭橥了题为《超分辨率激光光刻技能制备 5nm 间隙电极和阵列》（5 nm Nanogap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography）的研究论文，论文讲述了该团队开拓的新型 5 nm 超高精度激光光刻加工方法。这种工艺估计便是采取的激光直写技能。
激光直写系统的基本构造
激光直写是利用强度可变的激光束对基片表面的抗蚀材料履行变剂量曝光，显影后在抗蚀层表面形成所哀求的浮雕轮廓。激光直写系统的基本事情事理是由打算机掌握高精度激光束扫描，在光刻胶上直接曝光写出所设计的任意图形，从而把设计图形直接转移到掩模上。
激光直写系统的基本构造如图所示，紧张由He-Cd激光器、声光调制器、投影光刻物镜、CCD摄像机、显示器、照明光源、事情台、调焦装置、He-Ne激光干涉仪和掌握打算机等部分构成。
激光直写的基本事情流程是：用打算机产生设计的微光学元件或待制作的VLSI掩摸构造数据；将数据转换成直写系统掌握数据，由打算机掌握高精度激光束在光刻胶上直接扫描曝光；经显影和刻蚀将设计图形通报到基片上。
激光直写设备是激光直写工艺研究的的关键设备，只有前辈的激光直接写入系统和高超的工艺水平结合，才能制作性能前辈、高质量的光学元件，二者缺一不可。激光直写设备紧张加工性能决定了其制作元件的种类、规模尺寸，激光直写工艺水平决定了元件的质量。不同运用领域 不同类型的元件，须要不同的激光直写系统。 表 2-1 列出了当前三种类型激光直写设备的加工能力
表 2- 1激光直写设备加工性能比较
电子束直写
电子束光刻的紧张事理是利用高速的电子打在光刻胶表面，使光刻胶的化学性子改变。在电子束光刻中电子的产生办法有两种，一种是热发射，另一种是场发射。热发射是通过对阴极材料高温加热，使电子得到足够的能量从阴极中逸出；场发射是将阴极置于高强度电场中，利用电场对电子的强浸染力使电子分开原子核的束缚。直写式电子束的曝光事理是将聚焦的电子束斑直接打在光刻胶的表面，加工中不须要本钱高昂的掩模版和昂贵的投影光学系统，其加工办法也更为灵巧，适宜小批量器件的光刻，在实际中运用更为广泛。
电子束光刻的分类
电子束光刻按照曝光办法划分可分为两种，投影式曝光与直写式曝光。投影式曝光通过掌握电子束照射掩模图形，将掩模图形投影至光刻胶表面，把掩模板上的图案转移到光刻胶上，事理类似于摄影机，拍摄工具好比掩模板，光刻胶就像是胶卷，通过光芒的照射把拍摄工具投影到胶卷上，如图所示。
电子束光刻技能是世纪60年代从扫描电子显微镜根本上发展起来的一种新型微细加工技能。由于电子束的产生、聚焦、偏转等技能成熟，掌握简単方便，而且无需考虑衍射效应（当加速电压达到15-20kV时，电子射线的波长约为0.01-0.007nm；而加速电压到50kV，其波长仅为0.0055nm;以是该技能一经问世便引起业内人士的高度重视并得到大家的青睐，当今的高分辨率掩模险些都是用电子束光刻制成的。
当然，电子束直写技能的缺陷也是很明显的：曝光速度过慢，生产率过低，难以用它进行规模生产；这紧张是由于电子束扫描束斑很小，虽然可以直接扫描出很细的图形，分辨率很高，但是难以在大规模批量生产中得以运用。不过在产品研发中，利用电子束直写技能提高光刻精度，却是它独特的上风。
为了提高电子束的曝光效率，一方面可以利用高灵敏度的电子抗烛剂，另一方面可以釆用电子束光刻系统与光学光刻机匹配和稠浊光刻（match and mixed lithography）技能。
电子束光刻运用广泛，不仅可以用于制造高精度掩模、移相掩模以及射线掩模等下一代光刻掩模，而且还可以在硅片上直接曝光芯片图形，实现了“无掩模”技能制造。电子束光刻技能在微光学、微机器、新型器件（如纳米器件、单电子器件和新一代量子效应器件）等微细加工领域有着广泛的运用前景，险些所有涉及微纳米构造加工技能的研究和开拓事情都离不开电子束光刻技能。
特殊值得一提的是，由于光栅扫描电子束光刻系统采取了高亮度热场致发射阴极、极高的扫描速率（比如，ETEC公司生产的MEBES 4700S的最高写速率为320MHz）、工件台连续移动和多通道写策略等技能，大大提高了生产率，而被广泛地运用于掩模生产制造中，在一定程度上电子束光刻机已经成为了掩模制造的专用设备。
现在，天下各国都投入大量的人力、物力和财力进行电子束光刻技能的研究，包括美国、日本、欧共体以及韩国，都先后建成微细加工实验室，无一例外地开展了电子束光刻技能的研究。
我国早在20世纪60年代初就已经开始研究电子束光刻技能。1964年，在中国科学院黄兰友教授的领导下，中科院科仪厂就与电工研究所等互助研制电子束光刻机。此后，中国科学院电工研究所、信息家当部研究所和山东大学等单位一贯在研究电子束光刻技能，并研发了多种电子束光刻机，个中电工研究所还研制出海内第一台纳米级电子束光刻图形发生器与以及干系的掌握软件。中国科学院微电子研究则在电子束光刻工艺上取得了大量的精良成果。只管如此，我国的电子束光刻不管是在设备的研发还是工艺的积累上，都与国外存在很大的差距。
我国在二十世纪六十年代中期已经由中科院电工研究所、上海冶金研究所等单位开始动手进行电子束光刻机的研制。七十年代至八十年代，随着我国半导体技能的发展，电子束光刻技能发展很快，中科院电工研究所、哈尔滨工业大学、山东大学、信息家当部电子第研究所等均开展了电子束光刻的研究事情，但由于根本家当的掉队，关键技能未能打破，一贯难以深入下去，与国际水平差距较大。
在二十世纪九十年代后，我国微电子技能发展迅速，国家投入大量资金从国外引进多台电子束光刻设备。1992年中国华晶电子集团公司从德国引进一台Jenoptik ZBA-23可变成形束电子束光刻机。1994年，中国科学院电工研究所和中国科学院微电子研究所分别从日本JEOL公司引进JBX-6AII可变成形束电子束光刻机，紧张用于集成电路掩模版的加工和设备的仿制研究。1996年上海杜邦(凸版)光掩模有限公司从美国引进一台矢量扫描电子束光刻机。这几种电子束光刻机均可进行微米和亚微米线条的微细加工，并且具有较高的生产效率。
最近几年，我国微电子领域及微细加工领域的研究事情已经迈进深亚微米及纳米级阶段，为适应这一发展需求，我国又投巨资引进几台国外前辈电子束光刻设备，1998年中国科学院微电子中央从日本JEOL公司引进一台JBX-5000LS型电子束光刻系统，1999年河北半导体研究所从欧洲leica公司引进一台VB5电子束光刻机，这两台曝光机的分辨率均相称高，但曝光效率较低，紧张用于研究事情和原型器件研究，为开展纳米级超微细加工技能的研究供应了有效手段。
2003年中科院微电子研究所从运用材料公司引进MEBES 4700S光栅扫描电子束光刻系统，该系统不仅具有350纳米的分辨率，紧张采取了320MHz的高速扫描系统，大大提高了生产力，直接应用于大生产规模的掩模版生产。2008年,中国科学院微电子中央从日本电子引进一台JBX-6300FS型电子束光刻系统，该系统最小束斑2nm，曝光最小线宽8nm。
在引进JBX-5000LS型电子束光刻机的根本上，中国科学院微电子研究所承接国家“九五”重点科技攻关项目一0.1-0.035微米集成电路关键工艺研究中电子束光刻技能研究专题（批准号：97-762-03-02)的研究事情，采取“电子束直写”、“电子束与光学stepper稠浊与匹配光”和“临近效应校正”等技能结合，成功地研制出栅长0.1μm的MOSFET和PHMET 以及0.18μm的CMOS电路和CMOS器件，在JBX-6300FS型电子束光刻系统上，利用ZEP-520电子束光刻胶曝出周期10nm光刻图形，使我国集成电路微细加工技能靠近国际前辈水平，缩短了与前辈国家的差距，为我国微纳加工技能追赶国际前辈水平奠定了根本。
电子束光刻机的价格非常昂贵，纯挚依赖入口是弗成的。在从国外引进前辈设备的同时，国家还投资自主研发电子束光刻机。国家“九五”重点科技攻关期间，电子束光刻技能的研究进入深亚微米器件研究开拓阶段。1999年，信息家当部第48研究所首先研制成功以为DB7为代表的深亚微米电子束光刻机，极限曝光特色尺寸为0.3μm，图形拼接精度为±0.125μm。中国科学院电工研究所承接中国科学院“九五”科技攻关课题一0.1微米电子束光刻实验装置，研制出DY-7深亚微米电子束光刻机，最小电子束斑直径为25nm，极限曝光特色尺寸达到了0.08μm,图形精度和定位精度均优于0.025μm，这些研究成果使我国电子束光刻系统研制技能提高了一大步。
2020年，中国科学院上海光学精密机器研究所信息光学与光电技能实验室在极紫外光刻的打算光刻技能研究方面取得进展，针对极紫外光刻提出了一种基于厚掩模模型和社会学习粒子群算法(social learning particle swarm optimization, SL-PSO)的光源掩模优化技能(Source and mask optimization, SMO)。仿真结果表明该技能的优化效率优于国际上常见的基于启示式算法的SMO技能。
光刻是极大规模集成电路制造的关键技能之一，随着集成电路图形的特色尺寸不断减小，光学临近效应会显著降落光刻成像质量。
在光刻机软硬件不变的情形下，采取数学模型和软件算法对照明光源、掩模图形与工艺参数等进行优化，可有效提高光刻分辨率/增大工艺窗口，此类技能即打算光刻技能（Computational Lithography），被认为是二十一世纪推动集成电路芯片按照摩尔定律连续发展的新动力。
极紫外光刻技能是目前最前辈的光刻技能，已被运用于5 nm工艺节点的芯片量产中。由于极紫外光刻具有掩模厚度远大于光源波长，光学系统为反射式等特点，其相应的打算光刻技能和传统技能具有较大差异，是国际研究热点。
SMO技能是一种主要的打算光刻技能，通过同时优化光源和掩模图形提高光刻成像质量。中国科学院上海光机所研究团队针对极紫外光刻提出了一种基于厚掩模模型和SL-PSO算法的SMO技能。将基于构造分解的极紫外光刻厚掩模快速模型运用于像素化掩模图形的成像仿真中，比较于薄掩模模型提高了光刻成像仿真的精度，同时掩模图形的优化结果得到了严格电磁场仿真的验证。
采取SL-PSO算法优化光源和掩模图形，通过社会学习的策略提高了优化效率。通过掌握初始化参数来调度SL-PSO算法中的初始化粒子群，在提高优化效率的同时提高了优化后掩模图形的可制造性。对多个掩模图形进行验证，仿真结果表明该技能的优化效率优于国际上常见的基于启示式算法的SMO技能。
电子束光刻技能事理
任何电子束光刻系统都是在高温、高压或者高温和高压下，用热、场或者热和场使阴极灯丝发射大量出的电子，然后由电子光柱体对电子束进行聚焦和对中形成大小可控的束斑对进行电子抗蚀剂进行光。下面从电子束光刻系统的构造和分类及电子光学事理来解释。
电子束光刻系统构造
电子束光刻系统由用于产生电子束和掌握电子束的电子光学柱、真空系统以及工件台和掌握电子装置构成。电子光学柱紧张包括电子源、磁透镜、电子束消隐器和掌握电子束偏转的机器装置。电子源是一个热发射器或热场发射器。根据设计的不同，电子束的能量可以在1-200KeV的范围内变革，由磁透镜和电子束消隐器及光学透镜掌握束斑尺寸可以达到几个纳米。束流和扫描场的大小由系统的性能哀求决定。真空系统担保了暖光是在高真空环境中进行且电子源也要处于极高的真空环境。工件台位置通过激光干涉仪反馈精确地加以掌握，这样，就可以通过将全体图形分解成许多扫描场的方法来进行大面积的图形曝光。
根据电子束光刻系统各个模块的功能和构造特点，我们大致可以把扫描电子束光刻系统可以分为四个部分：电子枪、电子光柱体、真空系统及工件台、掌握系统，如图2-1扫描电子束光刻系统简图所示：
光学增强技能
随着硅片关键尺寸减小到特色尺寸为0.15微米及以下，衍射和散射这些成分阻挡把光掩膜上的图形有效的转印到硅片上。光学增强技能正用于改进图象质量和分辨率。这己经成为光学光刻的一个主要领域。被称为亚波长光刻使得在硅片上光刻出分辨率轻微低于曝光波长成为可能。
相位移掩膜技能
相移掩膜技能（PSM）是1982年景长起来的方法，用来战胜光通过光掩膜上小孔发生衍射的干系问题。通过相移掩膜技能，投影掩膜版被一层附加透明层改动以改变透光区域使光相相差180度，如图所示。就像我们熟知异相波的干涉，这里进行的是相消干涉，透光区的衍射光波与半穿透区的反相光波产生相消干涉，这样不透明区域下的光衍射就减小了。光掩膜的相位移技能改进了图象比拟度，并且己经成为0.18及以下技能节点关键层光掩膜的主流技能。有多种实现相位移技能的方法它采取相同的基本思想但它们都采取相消干涉事理为根本。下图表述的是光掩膜的事理。
光学附近改动(OPC)
特色尺寸的均匀性对实现高性能的集成电路非常关键,特殊是在晶体管栅区这里线宽变革将影响器件的速率。由于光掩膜上间隔很近构造间的光衍射和干涉引起光学附近效应，只管光掩膜上两者具有相同的线宽尺寸，光刻图象的线宽受附近构造影响密集成组的线条将光刻出与弧立线条不同的尺寸。这个特殊的例子被称为等密度偏差。
引入可选择的图象尺寸偏差到光掩膜图形上来补偿光学附近效应是可能的这被称做光学附近改动（OPC）。光掩膜设计者可以利用打算机算法，对光掩膜上小特色尺寸天生光学附近改动。然而在这种掌握水平上生产光掩膜是一种寻衅特殊是由于CD特色尺寸已经极小。当关键尺寸减小到小于0.18微米时具有寻衅性的定标尺寸将哀求增加利用，这将使光掩膜制造更加繁芜。图为图形加不加和加在硅片上的效果：
光掩膜制作流程
图形产生通过电子束或激光进行图形曝光。光阻显影曝光多余图形以便进行蚀刻。铬层刻蚀对铬层进行刻蚀保留图形。去除光阻去除多余光刻胶。尺寸丈量丈量关键尺寸和检测图形定位。初始洗濯洗濯并检测作为准备。毛病检测检测针孔或残余未蚀刻尽的图形毛病补偿对毛病进行修补。再次洗濯洗濯为加保护膜版作准备加保护膜保护膜加在主体之上这防止灰尘的吸附及侵害。末了检讨对光掩膜作末了检测事情以确保光罩的精确。光掩膜的基本检讨大体有基板名称版别图形排列膜层关系伤痕图形边缘眇小尺寸绝对尺寸缺欠检讨等。常日在光罩上形成图形的基本步骤和硅片相似据处理部分和工艺制造部分。数据转换将如版图格式分层运算的数据形式
常日在光罩上形成图形的基本步骤和硅片相似，一样平常来说光掩模的制作分数据处理部分和工艺制造部分。
数据转换 将如GDSII版图格式，分层，运算，格式转换为光刻设备所知的数据形式。图形产生 通过电子束或激光进行图形曝光。光阻显影 曝光多余图形以便进行蚀刻。铬层刻蚀 对铬层进行刻蚀保留图形。去除光阻 去除多余光刻胶。尺寸丈量 丈量关键尺寸和检测图形定位。初始洗濯 洗濯并检测作为准备。毛病检测 检测针孔或残余未蚀刻尽的图形毛病补偿 对毛病进行修补。再次洗濯 洗濯为加保护膜版作准备加保护膜 保护膜（pellicle）加在主体之上,这防止灰尘的吸附及侵害。末了检讨 对光掩膜作末了检测事情，以确保光罩的精确。光掩膜的基本检讨大体有：基板名称版别图形排列膜层关系，伤痕图形边缘眇小尺寸，绝对尺寸缺欠检讨等。
MASK数据处理流程IC设计者将设计好的电路版图以GDSII格式的文件交由Mask House，Mask House的处理部门将图形做OPC处理，并在空旷区域加上Dummy图形。再将处理完的图形转化为两份不同格式的文件，一份作为Writer数据直写利用，一部分作为毛病的数据库检测利用。如图：
工艺制作流程
工艺制造部分又分为前道工艺和后道工艺，如图。前道工艺包括图形产生（光刻工艺）光阻显影铬层刻蚀去除光阻尺寸丈量（CDoverlayphase）等前道工艺完成后，一片光罩的图形制作部分己经完成了。后道工艺紧张包括毛病检讨毛病修补洗濯及贴保护膜。从掩膜板的制造流程来讲前道工艺决定了掩膜板的所有质量特性尤其是光刻工艺步骤关键的CDoverlay指标均由此步骤反响到掩膜板。
目前市情上的光掩模版种类及其运用范围目前光掩模的基板材料，较常被利用的有石英玻璃和苏打玻璃（Soda-lime）玻璃两种。 苏打玻璃较多被运用在STN-LCD、TN-LCD、FED、EL等产品的生产上，而用于TFT-LCD 的光罩掩模，由于热膨胀率小，以是尺寸精度哀求较高，并且由于须要有90％以上的 良好透光率，因此采取了能实现高风雅程度Geometry的石英玻璃。
而利用铬元素作为遮光材料的情由是铬不但可以镀出均一的厚度并且在蚀刻制程中还能加工出风雅的线路实现更高分辨率的目标而且光掩膜版上的铬是一种无毒害无污染的元素符合安全管控标准以是目前就用来光掩膜版的遮光材料这一方面可以说目前还没有比金属铬更得当的材料。
光掩膜一样平常选用透光性比较好的石英玻璃做衬底并用金属铬覆盖全体衬底面积作为遮光层这个铬层会通过制图形成硅片电路的基层图形例如孔、线条等与石英玻璃相对应在掩膜板上形成透光区和非透光区域。铬的厚度常日小于人并且是溅射沉积的。铬上还会有一层氧化铬作为抗反射层厚度常日为人用于接管光刻过程中，在晶片表面产生的额外光刻能量的增益。常见的光掩膜分为普通二进制仍光掩膜和相位移光掩膜随着芯片设计上关键尺寸线宽的减小自技能接点开始连接栅氧化层的主要掩膜己经切入工艺。对付光掩膜来说与入的主要差异来自于还有一层具有穿透率的界于和石英基板之间图所示。
普通版 ：一样平常利用苏打玻璃或者石英，常见2寸到10寸，线宽一样平常在1um以上，紧张用户打仗式曝光机，转移图形与版图尺寸为1:1，实现同比例的图形转移。
Stepper版：一样平常利用石英版，常见为5寸和6寸版，线宽一样平常在1um以上，紧张用于Stepper曝光机台，转移图形与版图尺寸实际比例一样平常是4:1或者5:1，实现将版图图形缩小4~5倍之后投射于目的片上。
纳米压印版：一样平常用石英版，刻蚀其表面的金属形成沟槽和透光不透光的组合，尺寸一样平常须要5寸及以上，采取电子束直写的技能实现表面nm图形的转移，一样平常线宽在200~800nm旁边，借助掩模版对光刻胶的压力、同时赞助紫外曝光，终极实现纳米级图形的转移。
金属掩模版：一把采取不锈钢，在不锈钢表面通过激光加工或者堕落的办法，实现表面镂空的图形设计，最小线宽一样平常要50um，能够用于电子束蒸发中，用于电极图形的转移。
结论：
近30年来,集成电路工业每年的增幅都居天下领先地位,这种增长的紧张技能动力来自于硅片制造光刻技能的成熟发展,而硅片光刻技能中光掩模制造业的快速发展正是集成电路行业长盛不衰的关键。光掩模制造是集成电路家当链中工艺、设备、管理技能哀求最高,资金投入比重最大的瓶颈工序。任何商业化的集成电路制造都离不开光刻掩模版这一核心家当。近年来我国政府充分认识到其主要地位,制订了借助外资快速启动这一项目的对策,帮助海内集成电路工业提高了生产能力,提升了技能档次,减少了对入口集成电路高度依赖的被动局势。