Présentation détaillée de la plaque de masque

I. Définition et fonction

Définition:Une plaque de masqueest une structure dans laquelle divers motifs fonctionnels sont fabriqués et positionnés avec précision sur un substrat en film, en plastique ou en verre pour une exposition sélective de revêtements photorésistants.

Fonction : Leplaque de masqueest une plaque maîtresse pour le transfert graphique dans le processus de fabrication microélectronique. Sa fonction est similaire au « négatif » d'une caméra traditionnelle, utilisée pour transférer des conceptions de circuits de haute précision et transporter des informations de propriété intellectuelle telles que la conception graphique et la technologie des processus. Les graphiques sont transférés sur le substrat du produit par exposition pour réaliser une production par lots.

II. Structure et composition

Le substrat : Leplaque de masqueest principalement composé d'un substrat et d'un film bloquant la lumière. Les substrats sont divisés en substrats en résine et substrats en verre. Les substrats en verre comprennent principalement les substrats en quartz et les substrats en soude. Parmi eux, les substrats de quartz ont une stabilité chimique élevée, une dureté élevée, un faible coefficient de dilatation et une forte transmission de la lumière, et conviennent à la production de produits ayant des exigences de précision plus élevées, mais le coût est relativement élevé.

Film bloquant la lumière : les principaux matériaux du film bloquant la lumière comprennent le chrome métallique, le silicium, l'oxyde de fer, le siliciure de molybdène, etc. Parmi les divers films durs bloquant la lumière, en raison de la résistance mécanique élevée du matériau chrome et de sa capacité à former des motifs fins, les films de chrome sont devenus le courant dominant des films durs bloquant la lumière.

Film protecteur : Un film optique (Pellicle) en matériau polyester, fixé à la surface de la plaque du masque, sert à protéger la surface de la plaque du masque de la contamination par la poussière, la saleté, les particules, etc.

III. Classement et application

Catégorie:

Selon le matériau de base : Il peut être divisé en masques à quartz, masques à soude, etc.

Par domaine d'application, ils peuvent être classés en masques d'affichage à écran plat, masques à semi-conducteurs, masques tactiles et masques de circuits imprimés, etc.

Selon la source lumineuse du processus de photolithographie, il peut être classé en masques binaires, masques à déphasage, masques EUV, etc.

Application:

Dans le domaine des écrans plats : en tirant parti de l'effet de masquage d'exposition de la plaque de masque, la matrice TFT conçue et les graphiques de filtre couleur sont successivement exposés et transférés sur le substrat en verre dans l'ordre de la structure des couches de film du transistor à couches minces, formant finalement un dispositif d'affichage avec plusieurs couches de film superposées. Le domaine des écrans plats constitue le plus grand marché d'applications en aval des plaques de masque, représentant environ 80 %, et s'applique aux panneaux tels que les écrans LCD, AMOLED/LTPS et Micro-LED.

Dans le domaine des semi-conducteurs : Au cours du processus de fabrication des plaquettes, des procédures d'exposition multiples sont nécessaires. En tirant parti de l'effet de masquage d'exposition de la plaque de masque, une grille, une source et un drain, des fenêtres de dopage, des trous de contact d'électrode, etc. sont formés à la surface de la tranche semi-conductrice. Les exigences relatives à des paramètres importants tels que la largeur minimale de ligne, la précision CD et la précision de position des masques semi-conducteurs sont nettement supérieures à celles des produits de masques dans des domaines tels que les écrans plats et les PCBS. Les entreprises de fabrication de masques à puces semi-conductrices peuvent être divisées en deux grandes catégories : les usines internes de fabrication de plaquettes et les producteurs de masques tiers indépendants. À l'heure actuelle, la proportion d'usines de fabrication de plaquettes auto-approvisionnées est de 52,7 %, mais la part de marché des tiers indépendants augmente progressivement.

Autres champs :Plaques de masquesont également largement utilisés dans les écrans tactiles, les cartes de circuits imprimés (PCBS), les systèmes microélectromécaniques (MEMS) et d'autres domaines.

IV. Flux de processus de production

Le processus de production de plaques de masque comprend principalement des étapes telles que la conception graphique, la conversion graphique, la lithographie graphique, le développement, la gravure, le démoulage, le nettoyage, la mesure dimensionnelle, l'inspection des défauts, la réparation des défauts, l'application du film, l'inspection et l'expédition. L'équipement correspondant comprend des machines de photolithographie, des machines de développement, des machines de gravure, des machines de nettoyage, des instruments de mesure, des équipements de réparation LCVD, des machines de mesure de CD, des machines de réparation de barrières, des équipements de réparation de panneaux, des équipements d'inspection TFT, des machines de plastification de films, etc. Parmi eux, la photolithographie est la technologie de traitement de base.

V. Développement technologique et défis

Développement technologique : Avec le développement de l'industrie des circuits intégrés, la dimension critique (CD) des puces diminue constamment, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de précision et de qualité des masques. Pour relever ce défi, les fabricants de masques ont adopté diverses mesures techniques, telles que la correction optique de proximité (OPC) et les masques à déphasage (PSM), pour améliorer la résolution des masques et le contraste des graphiques.

Défi : lorsque les dimensions clés de la puce descendent en dessous de la longueur d'onde de la source de lumière d'éclairage, des effets de proximité optique tels que la diffraction optique se produiront lorsque l'onde lumineuse traverse le masque, entraînant une distorsion de l'image optique du masque. Par conséquent, le masque doit être repensé en fonction du graphique cible. De plus, avec le développement de procédés de fabrication avancés, les problèmes de processus des masques EUV sont devenus plus difficiles à détecter, voire mortels.