Степпер (англ. stepper) — литографическая установка (фотолитограф), использующаяся при изготовлении полупроводниковых интегральных схем. На них проводится важнейший этап проекционной фотолитографии — засветка фоторезиста через маску (принцип работы схож с диапроекторами и фотоувеличителями, однако степперы уменьшают изображение с маски (фотошаблона), обычно в 4—6 раз[1]). В процессе работы степпера рисунок с маски многократно переводится в рисунок на различных частях полупроводниковой пластины.
Также могут называться «установки проекционного экспонирования и мультипликации», «проекционная система фотолитографии», «проекционная литографическая установка», «установка совмещения и экспонирования». Своё название степпер (от англ. step — шаг) получил из-за того, что каждое экспонирование производится небольшими прямоугольными участками (порядка нескольких см²); для экспонирования всей пластины её передвигают шагами, кратными размеру экспонируемой области (процесс step-and-repeat[2]). После каждого передвижения проводится дополнительная проверка правильности позиционирования.
Работа степпера над каждой полупроводниковой пластиной состоит из двух этапов:
Современные литографические установки могут использовать не шаговый, а сканирующий режим работы; они называются «сканнеры» (step-and-scan[2]). Они при экспонировании передвигаются в противоположных направлениях и пластина и маска, скорость сканирования масок до 2000 мм/с, пластины — до 500 мм/с[3]. Луч света имеет форму линии или сильно вытянутого прямоугольника (например использовались лучи с сечением 9×26 мм для экспонирования полей размером 33×26 мм).
В конце 2010-х ширина полосы засвета составляла около 24-26 мм, длина засвечиваемой области до 33 мм (требования ITRS — 26×33 мм для 193-нм оборудования)[4]. Типичные размеры маски — около 12×18 см, масштабирование в 4 раза[2][5].
Интерфейсы
Для загрузки и выгрузки пластин и масок, современные степперы используют контейнеры стандартов SMIF и FOUP.
Рынок
М. Макушин приводит следующие характеристики рынка литографического оборудования в 2010 году[6]
| 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | |
|---|---|---|---|---|
| Объём продаж, млрд долл. | 7.14 | 5.39 | 2.64 | 5.67 |
| Отгружено установок, ед | 604 | 350 | 137 | 211 |
| Средняя стоимость установки, млн долл. | 11.9 | 15.4 | 19.3 | 26.8 |
В среднем, стоимость установок растет экспоненциально с 1980-х годов, удвоение цены происходит каждые 4,5 года.[7][8]
Разработчики и производители степперов
- ASML (51 % в 2009 году, 43 % в 2008 году)
- Nikon (39 % в 2009 году, 29 % в 2008 году)
- Canon (9 % в 2009 году, 28 % в 2008 году)
Ранее степперы и сканеры выпускались также компаниями ASET, Cameca Instruments, Censor AG, Eaton, GCA, General Signal, Hitachi, Perkin-Elmer, Ultratech.[8][9]
В СССР степперы выпускались в Минске. В 1971 году было образовано научно-производственное объединение "Планар" во главе с КБТЭМ. В 1973 году на "Планаре" был разработан первый степпер модели ЭМ-542[10]. Белорусское ОАО "Планар" продолжает выпускать степперы для российских заказчиков[11]
Ссылки
- Тасит Мурки. Закон Мура против нанометров. Всё, что вы хотели знать о микроэлектронике, но почему-то не узнали… // ixbt.com, 2011
- Александр Механик. Фотолитография с пятнадцатилетним опозданием // «Стимул» 2022
Примечания
- ↑ http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1184715 Архивная копия от 6 сентября 2014 на Wayback Machine 2000
- ↑ 1 2 3 4 Chapter 5 Wafer Steppers Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine, page 141, Table 5.1 / Harry J. Levinson, Principles of Lithography — SPIE Press, 2005, ISBN 9780819456601
- ↑ Advanced Processes for 193-nm Immersion Lithography, page 5. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 мая 2022 года.
- ↑ Advanced Processes for 193-nm Immersion Lithography, page 4 - SPIE Press, 2009, ISBN 9780819475572 "The exposure field size of 193-nm production tools is required by ITRS to be 26 mm x 33 mm."
- ↑ Harry J. Levinson, Factors that determine the optimum reduction factor for wafer steppers- Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 06/1999; DOI: 10.1117/12.350834 "Lens reduction factor ... choice of 5x for the reduction factor initially and 4x for the most recent generation of step-and-scan systems." / Архивная копия от 7 марта 2016 на Wayback Machine
- ↑ 1 2 М.Макушин, В.Мартынов, НУЖЕН ЛИ РОССИИ САМОДЕЛЬНЫЙ EUV-НАНОЛИТОГРАФ?! ТЕХНИКА И ЭКОНОМИКА СОВРЕМЕННОЙ ЛИТОГРАФИИ Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine / Фотоника № 4 2010
- ↑ Chris Mack. Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers (англ.) 25 (2005). Дата обращения: 4 декабря 2013. Архивировано 14 мая 2014 года.
- ↑ 1 2 Walt Trybula. Lithography Equipment Analysis Assumptions (англ.) 8. SEMATECH (9 ноября 2000). Дата обращения: 4 декабря 2013. Архивировано из оригинала 16 мая 2017 года.
- ↑ Chris Mack. Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers (англ.) (2005). Дата обращения: 4 декабря 2013. Архивировано 14 мая 2014 года.
- ↑ Компания Планар ГНПО, Минск в справочнике ЭнергоБеларусь
- ↑ https://www.electronics.ru/files/article_pdf/9/article_9279_310.pdf
Эта страница в последний раз была отредактирована 5 апреля 2024 в 20:43.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.