การแนะนำโดยละเอียดของแผ่นมาส์ก

I. ความหมายและฟังก์ชัน

คำนิยาม:แผ่นมาส์กเป็นโครงสร้างที่มีการสร้างรูปแบบการทำงานต่างๆ และวางตำแหน่งอย่างแม่นยำบนวัสดุซับสเตรตแบบฟิล์ม พลาสติก หรือแก้ว เพื่อเลือกการรับแสงของสารเคลือบไวแสง

ฟังก์ชั่น: Theแผ่นมาส์กเป็นมาสเตอร์เพลทสำหรับการถ่ายโอนกราฟิกในกระบวนการผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ฟังก์ชั่นจะคล้ายกับกล้องแบบ "เนกาทีฟ" ทั่วไป ซึ่งใช้สำหรับถ่ายโอนการออกแบบวงจรที่มีความแม่นยำสูง และส่งข้อมูลทรัพย์สินทางปัญญา เช่น การออกแบบกราฟิกและเทคโนโลยีกระบวนการ กราฟิกจะถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ผ่านการเปิดรับแสงเพื่อให้ได้การผลิตเป็นชุด

ครั้งที่สอง โครงสร้างและองค์ประกอบ

วัสดุพิมพ์: Theแผ่นมาส์กประกอบด้วยสารตั้งต้นและฟิล์มกันแสงเป็นหลัก พื้นผิวแบ่งออกเป็นพื้นผิวเรซินและพื้นผิวแก้ว พื้นผิวแก้วส่วนใหญ่ประกอบด้วยพื้นผิวควอตซ์และพื้นผิวโซดา ในหมู่พวกเขา พื้นผิวควอตซ์มีเสถียรภาพทางเคมีสูง ความแข็งสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ และการส่งผ่านแสงที่แข็งแกร่ง และเหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความต้องการความแม่นยำสูงกว่า แต่ต้นทุนค่อนข้างสูง

ฟิล์มกันแสง: วัสดุหลักของฟิล์มกันแสง ได้แก่ โครเมียมโลหะ ซิลิคอน เหล็กออกไซด์ โมลิบดีนัมซิลิไซด์ ฯลฯ ในบรรดาฟิล์มกันแสงชนิดแข็งต่างๆ เนื่องจากวัสดุโครเมียมมีความแข็งแรงเชิงกลสูงและความสามารถในการสร้างลวดลายที่ดี ฟิล์มโครเมียมจึงกลายเป็นกระแสหลักของฟิล์มกันแสงชนิดแข็ง

ฟิล์มป้องกัน: ฟิล์มกรองแสง (Pellicle) ที่ทำจากวัสดุโพลีเอสเตอร์ติดกับพื้นผิวของแผ่นมาส์ก ทำหน้าที่ปกป้องพื้นผิวของแผ่นมาส์กจากการปนเปื้อนจากฝุ่น สิ่งสกปรก อนุภาค ฯลฯ

III. การจำแนกประเภทและการประยุกต์

หมวดหมู่:

ตามวัสดุฐาน: สามารถแบ่งออกเป็นหน้ากากควอทซ์ หน้ากากโซดา ฯลฯ

ตามสาขาการใช้งาน สามารถจำแนกได้เป็นหน้ากากจอแบน หน้ากากเซมิคอนดักเตอร์ หน้ากากสัมผัส และหน้ากากแผงวงจร ฯลฯ

ตามแหล่งกำเนิดแสงของกระบวนการโฟโตลิโทกราฟี สามารถจำแนกได้เป็นมาสก์แบบไบนารี, มาสก์แบบเปลี่ยนเฟส, มาสก์ EUV เป็นต้น

แอปพลิเคชัน:

ในด้านจอแบน: ด้วยการใช้ประโยชน์จากเอฟเฟ็กต์การบังแสงของแผ่นมาส์ก ทำให้อาร์เรย์ TFT และกราฟิกฟิลเตอร์สีที่ได้รับการออกแบบจะถูกเปิดเผยและถ่ายโอนไปยังซับสเตรตแก้วอย่างต่อเนื่องตามลำดับโครงสร้างชั้นฟิล์มของทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง ซึ่งท้ายที่สุดจะก่อตัวเป็นอุปกรณ์แสดงผลที่มีชั้นฟิล์มหลายชั้นซ้อนทับกัน ฟิลด์จอแสดงผลแบบแบนเป็นตลาดการใช้งานดาวน์สตรีมที่ใหญ่ที่สุดของแผ่นมาส์ก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 80% และนำไปใช้กับแผง เช่น LCD, AMOLED/LTPS และ Micro-LED

ในด้านเซมิคอนดักเตอร์: ในระหว่างกระบวนการผลิตแผ่นเวเฟอร์ จำเป็นต้องมีขั้นตอนการสัมผัสหลายครั้ง ด้วยการใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์การปกปิดการสัมผัสของแผ่นมาส์ก ประตู แหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ หน้าต่างที่ใช้สารต้องห้าม รูหน้าสัมผัสอิเล็กโทรด ฯลฯ จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ข้อกำหนดสำหรับพารามิเตอร์ที่สำคัญ เช่น ความกว้างของเส้นขั้นต่ำ ความแม่นยำของ CD และความแม่นยำของตำแหน่งของมาสก์เซมิคอนดักเตอร์ นั้นสูงกว่าข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์มาส์กในด้านต่างๆ เช่น จอแบนและ PCBS อย่างมาก องค์กรการผลิตชิปมาส์กเซมิคอนดักเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ ได้แก่ โรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์ภายในองค์กรและผู้ผลิตหน้ากากอิสระจากบุคคลที่สาม ปัจจุบันสัดส่วนของโรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์ที่จัดหาเองอยู่ที่ 52.7% แต่ส่วนแบ่งการตลาดของบุคคลที่สามที่เป็นอิสระกำลังค่อยๆขยายตัว

สาขาอื่นๆ:แผ่นมาส์กยังใช้กันอย่างแพร่หลายในหน้าจอสัมผัส แผงวงจรพิมพ์ (PCBS) ระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกล (MEMS) และสาขาอื่นๆ

IV ผังกระบวนการผลิต

กระบวนการผลิตแผ่นมาส์กส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น การออกแบบกราฟิก การแปลงกราฟิก การพิมพ์หินกราฟิก การพัฒนา การแกะสลัก การรื้อถอน การทำความสะอาด การวัดขนาด การตรวจสอบข้อบกพร่อง การซ่อมแซมข้อบกพร่อง การใช้ฟิล์ม การตรวจสอบ และการจัดส่ง อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ เครื่องจักรถ่ายภาพหิน, เครื่องจักรพัฒนา, เครื่องแกะสลัก, เครื่องทำความสะอาด, เครื่องมือวัด, อุปกรณ์ซ่อม LCVD, เครื่องวัดซีดี, เครื่องซ่อมแซมสิ่งกีดขวาง, อุปกรณ์ซ่อมแผง, อุปกรณ์ตรวจสอบ TFT, เครื่องเคลือบฟิล์ม ฯลฯ ในหมู่พวกเขา การพิมพ์หินด้วยแสงเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลหลัก

V. การพัฒนาเทคโนโลยีและความท้าทาย

การพัฒนาทางเทคโนโลยี: ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมวงจรรวม ขนาดวิกฤต (CD) ของชิปกำลังหดตัวลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับความแม่นยำและคุณภาพของมาสก์ เพื่อจัดการกับความท้าทายนี้ ผู้ผลิตหน้ากากได้นำมาตรการทางเทคนิคที่หลากหลายมาใช้ เช่น การแก้ไขความใกล้เคียงด้วยแสง (OPC) และมาสก์การเปลี่ยนเฟส (PSM) เพื่อปรับปรุงความละเอียดของมาสก์และคอนทราสต์ของกราฟิก

ความท้าทาย: เมื่อขนาดสำคัญของชิปต่ำกว่าความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงส่องสว่าง เอฟเฟกต์ความใกล้ชิดทางแสง เช่น การเลี้ยวเบนของแสง จะเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงผ่านหน้ากาก ส่งผลให้ภาพเชิงแสงของหน้ากากผิดเพี้ยนไป ดังนั้นจึงต้องออกแบบมาสก์ใหม่ตามกราฟิกเป้าหมาย นอกจากนี้ ด้วยการพัฒนากระบวนการผลิตขั้นสูง ปัญหาเกี่ยวกับกระบวนการของหน้ากาก EUV จึงตรวจพบได้ยากขึ้นและถึงแก่ชีวิตได้