Giới thiệu chi tiết về tấm mặt nạ

I. Định nghĩa và chức năng

Sự định nghĩa:Một tấm mặt nạlà một cấu trúc trong đó các mẫu chức năng khác nhau được chế tạo và định vị chính xác trên vật liệu nền màng, nhựa hoặc thủy tinh để tiếp xúc có chọn lọc các lớp phủ quang học.

Chức năng: Cáctấm mặt nạlà một tấm bản gốc để truyền đồ họa trong quy trình sản xuất vi điện tử. Chức năng của nó tương tự như "âm bản" của máy ảnh truyền thống, được sử dụng để truyền các thiết kế mạch có độ chính xác cao và mang thông tin sở hữu trí tuệ như thiết kế đồ họa và công nghệ xử lý. Đồ họa được chuyển sang chất nền sản phẩm thông qua quá trình phơi sáng để đạt được sản xuất hàng loạt.

tôi. Cấu trúc và thành phần

Chất nền:tấm mặt nạchủ yếu bao gồm chất nền và màng chặn ánh sáng. Chất nền được chia thành chất nền nhựa và chất nền thủy tinh. Chất nền thủy tinh chủ yếu bao gồm chất nền thạch anh và chất nền soda. Trong số đó, chất nền thạch anh có độ ổn định hóa học cao, độ cứng cao, hệ số giãn nở thấp và độ truyền ánh sáng mạnh, phù hợp để sản xuất các sản phẩm có yêu cầu độ chính xác cao hơn nhưng giá thành tương đối cao.

Phim chặn ánh sáng: Vật liệu chính của phim chặn ánh sáng bao gồm crom kim loại, silicon, oxit sắt, molypden silicide, v.v. Trong số các loại phim chặn ánh sáng cứng khác nhau, do độ bền cơ học cao của vật liệu crom và khả năng tạo thành các hoa văn đẹp, màng crom đã trở thành xu hướng chủ đạo của phim chặn ánh sáng cứng.

Màng bảo vệ: Một màng quang học (Pellicle) làm bằng chất liệu polyester, được dán trên bề mặt của tấm mặt nạ, có tác dụng bảo vệ bề mặt của tấm mặt nạ khỏi bị nhiễm bẩn bởi bụi bẩn, hạt, v.v.

III. Phân loại và ứng dụng

Loại:

Theo chất liệu cơ bản: Có thể chia thành mặt nạ thạch anh, mặt nạ soda, v.v.

Theo lĩnh vực ứng dụng, chúng có thể được phân loại thành mặt nạ màn hình phẳng, mặt nạ bán dẫn, mặt nạ cảm ứng và mặt nạ bảng mạch, v.v.

Theo nguồn sáng của quá trình quang khắc, nó có thể được phân loại thành mặt nạ nhị phân, mặt nạ chuyển pha, mặt nạ EUV, v.v.

Ứng dụng:

Trong lĩnh vực màn hình phẳng: Bằng cách tận dụng hiệu ứng che phủ phơi sáng của tấm mặt nạ, đồ họa mảng TFT và bộ lọc màu được thiết kế lần lượt được phơi sáng và chuyển sang đế thủy tinh theo thứ tự cấu trúc lớp màng của bóng bán dẫn màng mỏng, cuối cùng tạo thành một thiết bị hiển thị có nhiều lớp màng chồng lên nhau. Lĩnh vực màn hình phẳng là thị trường ứng dụng hạ nguồn lớn nhất của tấm mặt nạ, chiếm khoảng 80% và được áp dụng cho các tấm nền như LCD, AMOLED/LTPS và Micro-LED.

Trong lĩnh vực bán dẫn: Trong quá trình sản xuất tấm bán dẫn, cần phải có nhiều quy trình tiếp xúc. Bằng cách tận dụng hiệu ứng che phủ tiếp xúc của tấm mặt nạ, cổng, nguồn và cống, cửa sổ pha tạp, lỗ tiếp xúc điện cực, v.v. được hình thành trên bề mặt của tấm bán dẫn. Yêu cầu đối với các thông số quan trọng như độ rộng đường tối thiểu, độ chính xác CD và độ chính xác vị trí của mặt nạ bán dẫn cao hơn đáng kể so với các sản phẩm mặt nạ trong các lĩnh vực như màn hình phẳng và PCBS. Các doanh nghiệp sản xuất mặt nạ chip bán dẫn có thể được chia thành hai loại chính: nhà máy chế tạo wafer nội bộ và nhà sản xuất mặt nạ độc lập của bên thứ ba. Hiện tại, tỷ lệ các nhà máy chế tạo wafer tự cung cấp là 52,7%, nhưng thị phần của các bên thứ ba độc lập đang dần mở rộng.

Các lĩnh vực khác:Tấm mặt nạcũng được sử dụng rộng rãi trong màn hình cảm ứng, bảng mạch in (PCBS), hệ thống vi cơ điện tử (MEMS) và các lĩnh vực khác.

IV. Quy trình sản xuất

Quy trình sản xuất tấm mặt nạ chủ yếu bao gồm các bước như thiết kế đồ họa, chuyển đổi đồ họa, in thạch bản đồ họa, phát triển, khắc, tháo khuôn, làm sạch, đo kích thước, kiểm tra khuyết tật, sửa chữa khuyết tật, ứng dụng phim, kiểm tra và vận chuyển. Các thiết bị tương ứng bao gồm máy quang khắc, máy phát triển, máy khắc, máy làm sạch, dụng cụ đo lường, thiết bị sửa chữa LCVD, máy đo CD, máy sửa chữa rào cản, thiết bị sửa chữa bảng điều khiển, thiết bị kiểm tra TFT, máy cán màng, v.v. Trong số đó, quang khắc là công nghệ xử lý cốt lõi.

V. Phát triển công nghệ và những thách thức

Phát triển công nghệ: Với sự phát triển của ngành công nghiệp mạch tích hợp, Kích thước tới hạn (CD) của chip không ngừng bị thu hẹp, điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về độ chính xác và chất lượng của khẩu trang. Để giải quyết thách thức này, các nhà sản xuất mặt nạ đã áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật khác nhau, chẳng hạn như hiệu chỉnh độ gần quang học (OPC) và mặt nạ dịch pha (PSM), để nâng cao độ phân giải của mặt nạ và độ tương phản của đồ họa.

Thách thức: Khi kích thước chính của chip đạt dưới bước sóng của nguồn sáng chiếu sáng, Hiệu ứng tiệm cận quang học như nhiễu xạ quang học sẽ xảy ra khi sóng ánh sáng đi qua mặt nạ, dẫn đến biến dạng hình ảnh quang học của mặt nạ. Vì vậy, mặt nạ cần được thiết kế lại theo đồ họa mục tiêu. Hơn nữa, với sự phát triển của các quy trình sản xuất tiên tiến, các vấn đề về quy trình của mặt nạ EUV trở nên khó phát hiện và gây tử vong hơn.