Detaillierte Einführung der Maskenplatte

I. Definition und Funktion

Definition:Eine Maskenplatteist eine Struktur, bei der verschiedene Funktionsmuster hergestellt und präzise auf einem Film-, Kunststoff- oder Glassubstratmaterial positioniert werden, um Fotolackbeschichtungen selektiv freizulegen.

Funktion: DieMaskenplatteist eine Masterplatte für die grafische Übertragung im Mikroelektronik-Herstellungsprozess. Seine Funktion ähnelt dem „Negativ“ einer herkömmlichen Kamera, die zur Übertragung hochpräziser Schaltungsentwürfe und zum Transport von Informationen zu geistigem Eigentum wie Grafikdesign und Prozesstechnologie verwendet wird. Die Grafiken werden durch Belichtung auf das Produktsubstrat übertragen, um eine Serienproduktion zu erreichen.

Ii. Struktur und Zusammensetzung

Das Substrat: DasMaskenplattebesteht hauptsächlich aus einem Substrat und einer lichtblockierenden Folie. Substrate werden in Harzsubstrate und Glassubstrate unterteilt. Zu den Glassubstraten zählen hauptsächlich Quarzsubstrate und Sodasubstrate. Unter diesen weisen Quarzsubstrate eine hohe chemische Stabilität, eine hohe Härte, einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und eine starke Lichtdurchlässigkeit auf und eignen sich für die Herstellung von Produkten mit höheren Präzisionsanforderungen, die Kosten sind jedoch relativ hoch.

Lichtblockierende Folie: Zu den Hauptmaterialien lichtblockierender Folie gehören metallisches Chrom, Silizium, Eisenoxid, Molybdänsilizid usw. Unter den verschiedenen harten lichtblockierenden Filmen sind Chromfolien aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit des Chrommaterials und seiner Fähigkeit, feine Muster zu bilden, zum Mainstream harter lichtblockierender Filme geworden.

Schutzfolie: Eine auf der Oberfläche der Maskenplatte angebrachte optische Folie (Pellicle) aus Polyestermaterial dient dazu, die Oberfläche der Maskenplatte vor Verunreinigungen durch Staub, Schmutz, Partikel usw. zu schützen.

III. Klassifizierung und Anwendung

Kategorie:

Je nach Grundmaterial: Es kann in Quarzmasken, Sodamasken usw. unterteilt werden.

Je nach Anwendungsbereich können sie in Flachbildschirmmasken, Halbleitermasken, Touch-Masken und Leiterplattenmasken usw. eingeteilt werden.

Je nach Lichtquelle des Fotolithographieprozesses kann dieser in Binärmasken, Phasenverschiebungsmasken, EUV-Masken usw. eingeteilt werden.

Anwendung:

Im Bereich der Flachbildschirme: Unter Ausnutzung des Belichtungsmaskierungseffekts der Maskenplatte werden die entworfenen TFT-Array- und Farbfiltergrafiken nacheinander belichtet und in der Reihenfolge der Filmschichtstruktur des Dünnschichttransistors auf das Glassubstrat übertragen, wodurch letztendlich ein Anzeigegerät mit mehreren übereinander liegenden Filmschichten entsteht. Der Bereich der Flachbildschirme ist mit einem Anteil von etwa 80 % der größte nachgelagerte Anwendungsmarkt für Maskenplatten und wird auf Panels wie LCD, AMOLED/LTPS und Micro-LED angewendet.

Im Halbleiterbereich: Während des Waferherstellungsprozesses sind mehrere Belichtungsvorgänge erforderlich. Durch Ausnutzung des Belichtungsmaskierungseffekts der Maskenplatte werden Gate, Source und Drain, Dotierungsfenster, Elektrodenkontaktlöcher usw. auf der Oberfläche des Halbleiterwafers gebildet. Die Anforderungen an wichtige Parameter wie die minimale Linienbreite, CD-Genauigkeit und Positionsgenauigkeit von Halbleitermasken sind deutlich höher als die von Maskenprodukten in Bereichen wie Flachbildschirmen und Leiterplatten. Unternehmen, die Halbleiter-Chipmasken herstellen, können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: eigene Wafer-Fertigungsanlagen und unabhängige Dritthersteller von Masken. Derzeit liegt der Anteil der selbstversorgten Wafer-Fertigungsanlagen bei 52,7 %, der Marktanteil unabhängiger Dritter nimmt jedoch sukzessive zu.

Weitere Bereiche:Maskenplattenwerden auch häufig in Touchscreens, Leiterplatten (PCBS), mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) und anderen Bereichen eingesetzt.

IV. Ablauf des Produktionsprozesses

Der Produktionsprozess von Maskenplatten umfasst hauptsächlich Schritte wie Grafikdesign, Grafikkonvertierung, Grafiklithografie, Entwicklung, Ätzen, Entformen, Reinigen, Maßmessung, Fehlerinspektion, Fehlerreparatur, Filmaufbringung, Inspektion und Versand. Zu den entsprechenden Geräten gehören Fotolithographiemaschinen, Entwicklungsmaschinen, Ätzmaschinen, Reinigungsmaschinen, Messgeräte, LCVD-Reparaturgeräte, CD-Messmaschinen, Barriere-Reparaturmaschinen, Panel-Reparaturgeräte, TFT-Inspektionsgeräte, Filmlaminiermaschinen usw. Unter ihnen ist die Fotolithographie die Kernverarbeitungstechnologie.

V. Technologische Entwicklung und Herausforderungen

Technologische Entwicklung: Mit der Entwicklung der Industrie für integrierte Schaltkreise schrumpft die kritische Dimension (CD) von Chips ständig, was höhere Anforderungen an die Genauigkeit und Qualität von Masken stellt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Maskenhersteller eine Vielzahl technischer Maßnahmen ergriffen, wie etwa optische Näherungskorrektur (OPC) und Phasenverschiebungsmasken (PSM), um die Auflösung von Masken und den Kontrast von Grafiken zu verbessern.

Herausforderung: Wenn die Schlüsselabmessungen des Chips unterhalb der Wellenlänge der Beleuchtungslichtquelle liegen, treten optische Näherungseffekte wie optische Beugung auf, wenn die Lichtwelle die Maske passiert, was zu einer Verzerrung des optischen Bildes der Maske führt. Daher muss die Maske entsprechend der Zielgrafik neu gestaltet werden. Darüber hinaus sind mit der Entwicklung fortschrittlicher Herstellungsverfahren die Prozessprobleme von EUV-Masken schwieriger zu erkennen und schwerwiegender geworden.