Фотошаблон - скляна або інша пластина або полімерна плівка зі сформованим на її поверхні малюнком елементів схем з матеріалу, що не пропускає актинічного випромінювання.
Фотошаблон є одним з основних інструментів при створенні заданого рельєфного захисного покриття при проведенні фотолітографії в планарної технології. Залежно від матеріалу плівкового покриття розрізняють фотошаблони на основі:
- Фотографічної емульсії (емульсійні фотошаблони)
- Металевої плівки (металеві фотошаблони)
- Окису заліза (кольорові фотошаблони)
Типи фотошаблонів Редагувати
Негативний фотошаблон (темнопольний) - фотошаблон, на якому зображення елементів схеми представлено у вигляді світлих ділянок на непрозорому фоні.
Позитивний фотошаблон (світлопольний) - фотошаблон, на якому зображення елементів схеми представлено у вигляді непрозорих для актинічного випромінювання ділянок на світлому прозорому тлі.
Металізований фотошаблон - фотошаблон, на якому зображення елементів схеми сформовано тонкою металевою плівкою.
Транспарентний (кольоровий) фотошаблон - фотошаблон, на якому зображення елементів схем сформовано покриттям, що не пропускає актинічного випромінювання і пропускає неактинічне (видима область спектра) для фоторезиста випромінювання.
Емульсивний фотошаблон - фотошаблон, на якому зображення елементів схеми утворено галоїдо-срібною фотографічної емульсією.
Ринок виробництва фотошаблонів Редагувати
На щорічній конференції SPIE, компанія Photomask Technology надала дослідження світового ринку виробництва фотошаблонів для мікроелектроніки. Станом на 2009 рік найбільшими виробниками були:
- Infinite Graphics Incorporated
- Dai Nippon Printing
- Toppan Photomasks
- Photronics Inc
- Hoya Corporation
- Taiwan Mask Corporation
- Compugraphics Photomask Solutions
Більшість найбільших виробників мікроелектроніки, такі як Intel, GlobalFoundries, IBM, NEC, TSMC, Samsung і Micron Technology, мали або власні потужності з виробництва шаблонів, або створювали між собою спільні підприємства для цих цілей.
Вартість створення виробництва фотошаблонів (так званого Mask shop[en]) для техпроцесу 45 нм оцінюється в 200-500 млн доларів США, що створює істотні перешкоди для виходу на цей ринок.
Вартість одного фотошаблона для замовника складає від 1 до 10 тисяч доларів (оцінки від 2007 року) або до 200 тисяч (оцінка SEMATECH від 2011 року) , залежно від вимог. Найбільш дорогими є фазозсувні маски для самих тонких техпроцессов. Для виробництва мікросхеми на старому техпроцесі потрібно набір з порядку 20-30 масок різної вартості або більше . Для найбільш сучасних техпроцесів, наприклад 22 нм, потрібно більш 50 масок.
Тривалість виготовлення та перевірки однієї маски складає в середньому від 5-7 до 23 днів залежно від використаних технологій.
Одна маска з досліджень SEMATECH, використовується для виготовлення приблизно від 0,5 тис. до 5 тис. напівпровідникових пластин (wafers).
Примітки Редагувати
- Hughes, Greg; Henry Yun (1 жовтня 2009). Mask industry assessment: 2009. Proceedings of SPIE 7488 (1): 748803–748803–13. ISSN 0277786X. doi:10.1117 / 12.832722.
- people.rit.edu/lffeee/LEC_MASK.pdf - Introduction to Maskmaking Dr. Lynn Fuller//Rochester Institute of Technology, Microelectronic Engineering - 2007
- ↑ Principles of Lithography [ 18 квітня 2015 у Wayback Machine.], Third Edition, SPIE Press, 2011 ISBN 978-0819483249 page 366 11.1.3 Mask costs: «AMD ... average reticle was used to expose only 1800-2400 wafers. ... For makers of application-specific integrated circuits (ASICs), the mask usage can be low; 500 wafers per reticle is considered typcial .. For manufacturers of DRAMs or mainstream microprocessors, usage can easily be greater than 5000 wafers per reticle. "
- SEMATECH's Photomask Industry Survey Validates Top Industry Challenges and Identifies Long-Term Opportunities [ 4 жовтня 2013 у Wayback Machine.], September 24, 2013: «The number of masks per mask set has seen a 14 percent long-term growth rate with the average number more than doubling from 23 at the 250 nm node to 54 at the 22 nm node.»
- Semiconductor Manufacturing Handbook [ 18 квітня 2015 у Wayback Machine.] (2005) SA8-PA5: «Delivery times average 5 days for a simple binary mask to 7 days for a binary mask with aggressive optical proximity correction (OPC) applied. Attenuated phase shift mask delivery times averaged 11 days. Alternating aperture phase shift masks (PSMs) average 23 days. "
Література Редагувати
- Hwaiyu Geng, Semiconductor manufacturing handbook. ISBN 978-007146965-4, McGraw-Hill Handbooks 2005, doi: 10.1036 / 0071445595. Розділ 8 Photomask [ 18 квітня 2015 у Wayback Machine.] (Charles Howard, DuPont)