DUV空白掩膜版：下一个“光刻胶”级别的国产替代机遇

Dans la vaste chaîne de la fabrication de semi-conducteurs, la machine de lithographie est la star sous les projecteurs, la résine photosensible est le point focal des discussions du marché, tandis que le masque vierge (Blank Mask) — ce verre enduit apparemment ordinaire — est resté longtemps dans un coin négligé.

Cependant, c'est précisément ce "masque vierge" sur lequel aucun circuit n'a encore été écrit qui constitue la source physique de la précision du processus de lithographie et détermine l'efficacité de la conversion finale, du schéma de conception au rendement des plaquettes.

I. Que s'est-il passé ? — Le masque vierge DUV ouvre la voie à une substitution nationale

1. Qu'est-ce qu'un masque vierge ?

Le masque vierge (Blank Mask), également appelé substrat de masque ou plaque vierge de photomasque, est le matériau de base pour la fabrication des photomasques. Si l'on compare la fabrication de plaquettes à l'impression, la machine de lithographie est l'imprimeur, le photomasque est la plaque d'impression, et le masque vierge est la "plaque d'acier vierge" utilisée pour fabriquer la plaque d'impression.

Du point de vue de la composition physique, le masque vierge est fabriqué à partir d'un substrat de haute pureté poli avec précision (comme le quartz synthétique ou le verre sodocalcique) et de couches de films fonctionnels à l'échelle nanométrique (contenant une couche opaque et une couche de résine photosensible). Dans le processus de lithographie, le masque vierge est transformé en un photomasque portant un motif spécifique par des processus tels que l'exposition, le développement et la gravure, puis ces motifs sont transférés sur la plaquette. Les indicateurs clés tels que la planéité, l'uniformité des couches et la densité de défauts du masque vierge déterminent directement la précision du transfert des motifs lithographiques, influençant ainsi de manière décisive le rendement et les performances du processus de fabrication des puces.

2. Comment classer les masques vierges ?

En fonction de la longueur d'onde de lithographie, les masques vierges se divisent principalement en trois catégories :

La première catégorie est le Binary Blank Mask (masque vierge binaire), principalement utilisé dans les procédés g-line, i-line et KrF (248 nm). C'est le type le plus largement utilisé dans les procédés matures, généralement avec une structure de substrat en quartz + couche d'absorption en chrome (Cr).

La deuxième catégorie est l'Attenuated Phase Shift Blank Mask (masque vierge à déphasage atténué), correspondant principalement à l'ArF (193 nm) et à certains procédés avancés. Par rapport au Binary Mask traditionnel, il ajoute des matériaux de déphasage tels que le MoSi (molybdène-silicium), améliorant le contraste d'imagerie du motif par principe d'interférence, ce qui augmente considérablement la difficulté de contrôle des couches.

La troisième catégorie est l'EUV Blank Mask, représentant la pointe technologique la plus élevée de l'industrie, adaptée aux procédés avancés de 7 nm et moins. Il nécessite un substrat à très faible dilatation thermique (LTEM) et une structure de film réfléchissant multicouche d'environ 40 à 50 couches de Mo/Si.

En fonction du domaine d'application, ils peuvent être divisés en Blank Mask pour semi-conducteurs, Blank Mask pour FPD (panneaux d'affichage) et Blank de photomasque PCB. Parmi eux, celui avec la barrière technique la plus élevée et la valeur ajoutée la plus élevée est le Blank Mask pour semi-conducteurs.

3. Pourquoi la substitution nationale du masque vierge DUV est-elle particulièrement importante dans la vague de l'intelligence artificielle ?

Le marché associe souvent l'IA aux procédés avancés EUV, mais cette perception néglige les besoins beaucoup plus importants en procédés matures dans la chaîne industrielle de l'IA.

Tout d'abord, la majorité des besoins de l'industrie chinoise des semi-conducteurs proviennent encore des procédés DUV. Actuellement, les procédés principaux de la plupart des usines de plaquettes de 12 pouces en Chine se concentrent toujours sur les nœuds de 28 nm, 40 nm, 55 nm, 65 nm et 90 nm, tous dépendant de la lithographie KrF et ArF. Même dans certains produits logiques plus avancés, en raison des restrictions sur les équipements EUV, les fabricants nationaux doivent encore compter sur la lithographie argon fluor immergé combinée à des expositions multiples pour obtenir une fabrication de plus haute précision. Cela non seulement ne réduit pas la demande de masques vierges DUV, mais augmente plutôt la consommation de masques vierges ArF et PSM haut de gamme en raison de l'augmentation du nombre de couches de masques.

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