Introdução detalhada da placa de máscara

I. Definição e Função

Definição:Uma placa de máscaraé uma estrutura na qual vários padrões funcionais são fabricados e posicionados com precisão em um material de substrato de filme, plástico ou vidro para exposição seletiva de revestimentos fotorresistentes.

Função: Oplaca de máscaraé uma placa mestre para transferência gráfica no processo de fabricação de microeletrônica. Sua função é semelhante ao “negativo” de uma câmera tradicional, usada para transferir projetos de circuitos de alta precisão e transportar informações de propriedade intelectual, como design gráfico e tecnologia de processo. Os gráficos são transferidos para o substrato do produto através da exposição para atingir a produção em lote.

Eu. Estrutura e Composição

O substrato: Oplaca de máscaraé composto principalmente de um substrato e um filme bloqueador de luz. Os substratos são divididos em substratos de resina e substratos de vidro. Os substratos de vidro incluem principalmente substratos de quartzo e substratos de soda. Entre eles, os substratos de quartzo possuem alta estabilidade química, alta dureza, baixo coeficiente de expansão e forte transmitância de luz, e são adequados para a produção de produtos com maiores requisitos de precisão, mas o custo é relativamente alto.

Filme bloqueador de luz: Os principais materiais do filme bloqueador de luz incluem cromo metálico, silício, óxido de ferro, siliceto de molibdênio, etc. Entre vários filmes bloqueadores de luz duros, devido à alta resistência mecânica do material de cromo e sua capacidade de formar padrões finos, os filmes de cromo se tornaram a corrente principal dos filmes bloqueadores de luz duros.

Película protetora: Uma película óptica (Película) confeccionada em material poliéster, fixada na superfície da placa da máscara, serve para proteger a superfície da placa da máscara contra contaminação por poeira, sujeira, partículas, etc.

III. Classificação e Aplicação

Categoria:

De acordo com o material base: Pode ser dividido em máscaras de quartzo, máscaras de refrigerante, etc.

Por campo de aplicação, eles podem ser classificados em máscaras de tela plana, máscaras de semicondutores, máscaras de toque e máscaras de placa de circuito, etc.

De acordo com a fonte de luz do processo de fotolitografia, ela pode ser classificada em máscaras binárias, máscaras de mudança de fase, máscaras EUV, etc.

Aplicativo:

No campo da tela plana: aproveitando o efeito de mascaramento de exposição da placa de máscara, a matriz TFT projetada e os gráficos de filtro de cores são sucessivamente expostos e transferidos para o substrato de vidro na ordem da estrutura da camada de filme do transistor de filme fino, formando em última análise um dispositivo de exibição com múltiplas camadas de filme sobrepostas. O campo de exibição de tela plana é o maior mercado de aplicação downstream de placas de máscara, representando aproximadamente 80%, e é aplicado a painéis como LCD, AMOLED/LTPS e Micro-LED.

No campo dos semicondutores: Durante o processo de fabricação do wafer, são necessários múltiplos procedimentos de exposição. Aproveitando o efeito de mascaramento de exposição da placa de máscara, porta, fonte e dreno, janelas de dopagem, orifícios de contato do eletrodo, etc. são formados na superfície do wafer semicondutor. Os requisitos para parâmetros importantes, como largura mínima de linha, precisão de CD e precisão de posição de máscaras semicondutoras, são significativamente mais altos do que aqueles de produtos de máscara em campos como monitores de tela plana e PCBS. As empresas de fabricação de máscaras de chips semicondutores podem ser divididas em duas categorias principais: fábricas internas de fabricação de wafers e produtores independentes de máscaras terceirizados. Atualmente, a proporção de fábricas de wafer auto-abastecidas é de 52,7%, mas a participação de mercado de terceiros independentes está se expandindo gradualmente.

Outros campos:Placas de máscaratambém são amplamente utilizados em telas sensíveis ao toque, placas de circuito impresso (PCBS), sistemas microeletromecânicos (MEMS) e outros campos.

4. Fluxo do Processo de Produção

O processo de produção de placas de máscara inclui principalmente etapas como design gráfico, conversão gráfica, litografia gráfica, desenvolvimento, gravação, desmoldagem, limpeza, medição dimensional, inspeção de defeitos, reparo de defeitos, aplicação de filme, inspeção e envio. O equipamento correspondente inclui máquinas de fotolitografia, máquinas de revelação, máquinas de gravação, máquinas de limpeza, instrumentos de medição, equipamentos de reparo LCVD, máquinas de medição de CD, máquinas de reparo de barreiras, equipamentos de reparo de painéis, equipamentos de inspeção TFT, máquinas de laminação de filmes, etc.

V. Desenvolvimento Tecnológico e Desafios

Desenvolvimento tecnológico: Com o desenvolvimento da indústria de circuitos integrados, a Dimensão Crítica (CD) dos chips está diminuindo constantemente, o que impõe requisitos mais elevados para a precisão e qualidade das máscaras. Para enfrentar este desafio, os fabricantes de máscaras adotaram uma variedade de medidas técnicas, como correção de proximidade óptica (OPC) e máscaras de mudança de fase (PSM), para melhorar a resolução das máscaras e o contraste dos gráficos.

Desafio: Quando as principais dimensões do chip atingirem abaixo do comprimento de onda da fonte de luz de iluminação, efeitos de proximidade óptica, como difração óptica, ocorrerão quando a onda de luz passar pela máscara, resultando na distorção da imagem óptica da máscara. Portanto, a máscara precisa ser redesenhada de acordo com o gráfico alvo. Além disso, com o desenvolvimento de processos de fabricação avançados, os problemas de processo das máscaras EUV tornaram-se mais difíceis de detectar e fatais.