DUV порожня маска: наступна можливість імпортозаміщення на рівні "фоторезисту"

У величезному ланцюгу виробництва напівпровідників літографічні машини є зірками на сцені, фоторезисти — центром обговорень на ринку, а порожні маски (Blank Mask) — цей, на перший погляд, звичайний «покритий плівкою скло» — довгий час залишалися в ігнорованому кутку. Однак саме ця «порожня маска», на яку ще не нанесено схему, є фізичним джерелом точності літографічного процесу, визначаючи кінцеву ефективність перетворення від конструкторського креслення до виходу придатних кристалів.

I. Що сталося? — DUW-порожні маски відкривають шлях до заміщення імпорту

1. Що таке порожня маска?

Порожня маска (Blank Mask), також відома як підкладка для фотомаски або заготовка для фотошаблону, є базовим матеріалом для виготовлення фотомасок (Photomask). Якщо порівнювати виробництво кристалів з друком, то літографічна машина — це друкарський верстат, фотомаска — друкарська форма, а порожня маска — це «порожня сталева пластина», з якої виготовляють друкарську форму.

З фізичної точки зору, порожня маска складається з високочистої підкладки (наприклад, синтетичного кварцу або натрієво-кальцієвого скла), яка пройшла прецизійне полірування, та нанорозмірних функціональних плівкових шарів (що містять світлозахисну плівку та фоторезист). У процесі літографії порожня маска піддається експонуванню, проявленню, травленню та іншим операціям, перетворюючись на фотомаску з певним малюнком, який потім переноситься на кристал. Такі ключові показники, як площинність, однорідність плівки та щільність дефектів порожньої маски, безпосередньо визначають точність перенесення літографічного малюнка, а отже, суттєво впливають на вихід придатних і продуктивність чипів.

2. Як класифікуються порожні маски?

За довжиною хвилі літографії порожні маски поділяються на три основні категорії:

Перша категорія — бінарні порожні маски (Binary Blank Mask), які в основному застосовуються в процесах g-line, i-line та KrF (248 нм). Це найпоширеніший тип для зрілих техпроцесів, зазвичай має структуру кварцової підкладки з поглинаючим шаром хрому (Cr).

Друга категорія — напівпрозорі фазозсувні порожні маски (Attenuated Phase Shift Blank Mask), які відповідають ArF (193 нм) та деяким передовим процесам. Порівняно з традиційними бінарними масками, вони додають фазозсувні матеріали, такі як MoSi (молібден-кремній), які завдяки інтерференції підвищують контраст зображення, що значно ускладнює контроль плівкових шарів.

Третя категорія — EUV-порожні маски (EUV Blank Mask), які представляють найвищий технологічний рубіж у галузі, призначені для передових техпроцесів 7 нм і нижче. Вони вимагають підкладки з наднизьким тепловим розширенням (LTEM) та багатошарової відбиваючої структури Mo/Si з приблизно 40–50 шарів.

За сферою застосування порожні маски поділяються на напівпровідникові Blank Mask, FPD-порожні маски (дисплейні панелі) та PCB-фотомаски. Найвищі технологічні вимоги та найвища додана вартість характерні для напівпровідникових Blank Mask.

3. Чому за умов хвилі штучного інтелекту заміщення імпорту DUW-порожніх масок є особливо важливим?

Ринок часто безпосередньо пов'язує AI з передовими EUV-техпроцесами, але таке розуміння ігнорує значно більший попит на зрілі техпроцеси в ланцюжку AI-індустрії.

По-перше, основні потреби китайської напівпровідникової промисловості все ще залишаються в DUW-процесах. Наразі основні потужності більшості вітчизняних 300-мм фабрик зосереджені на техпроцесах 28 нм, 40 нм, 55 нм, 65 нм та 90 нм, які повністю залежать від KrF та ArF літографії. Навіть у деяких більш передових логічних продуктах, через обмеження доступу до EUV-обладнання, вітчизняні виробники все ще використовують ArF-імерсійну літографію у поєднанні з багаторазовим експонуванням для досягнення вищої точності, що не тільки не зменшує попит на DUW-порожні маски, а навпаки, через збільшення кількості шарів масок підвищує використання високоякісних ArF Blank та PSM Blank.