Степпер

undefined

Степпер (англ. stepper) — литографическая установка, 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».

Работа степпера над каждой полупроводниковой пластиной состоит из двух этапов:

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.

Современные литографические установки могут использовать не шаговый, а сканирующий режим работы; они называются «сканнеры» (step-and-scan[2]). 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

Мировые лидеры:[2][6]

  • 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]

Примечания

Ссылки