Lithografiemasken (Fotomasken)
Chrom-, Eisenoxid- und Emulsionsmasken für die Halbleiterlithografie.
Übersicht
Die Fotomaske ist der grundlegende Musterträger in jedem Fotolithografieprozess — ihre Qualität bestimmt direkt die Wiedergabetreue jedes Features auf Ihrem Wafer. Ein einzelner Defekt auf einer 1×-Kontaktmaske vervielfacht sich über jedes Belichtungsfeld und jeden Wafer, wodurch die Maskenqualität zu einer der wirkungsvollsten Investitionen im gesamten Halbleiterfertigungsfluss wird. GINECHIP bietet kundenspezifische Fotomaske-Fertigungsdienste über Chrom-auf-Glas-, Emulsions- und Phasenschiebermaskentechnologien für F&E, Pilotproduktion und Klein- bis Mittelserienfertigung an.
Unsere Maskenfertigungspartner nutzen industriestandard-Laserschreiber (Heidelberg DWL-Serie), Elektronenstrahlschreiber für Submikron-Features und automatisierte Defektinspektionssysteme (KLA-Tencor), um Masken mit verifizierter CD-Gleichmäßigkeit, Overlay-Registrierung und Defektdichte zu liefern. Ob Sie eine einzelne Maske für ein universitäres MEMS-Projekt oder einen vollständigen Reticle-Satz für einen Verbindungshalbleiterprozess benötigen — wir bieten wettbewerbsfähige Preise, schnelle Durchlaufzeiten und vollständige Messtechnikdaten zu jeder Maskenlieferung.
Technologievergleich
Chrom-auf-Glas (COG)
Das Arbeitstier der Halbleiterlithografie. Eine dünne Chromschicht (~100nm), die auf ein Präzisionsglas- oder Quarzsubstrat abgeschieden und mittels Laser- oder Elektronenstrahllithografie strukturiert wird. COG-Masken bieten die beste Kombination aus Auflösung, Haltbarkeit und optischer Dichte für den wiederholten Einsatz in Produktionsumgebungen.
- Minimales Feature: ≥ 0.5μm (Laser), ≥ 0.1μm (Elektronenstrahl)
- Optische Dichte: OD ≥ 3.0 bei 365–436nm
- Langlebig — widersteht Kontaktbelichtung und wiederholter Reinigung
- AR-(Antireflex-)Chrom-Option für reduzierte Rückreflexion
Emulsion (Silberhalogenid)
Kostengünstige Fotomasken mit fotografischer Emulsion auf Glas. Ideal für F&E-Prototyping, Universitätslabore und Anwendungen, bei denen Featuregrößen über 2μm akzeptabel sind. Schnelle Durchlaufzeiten und die niedrigsten Kosten pro Maske aller Technologien.
- Minimales Feature: ≥ 2μm
- Express-Durchlaufzeit von 24–48 Stunden verfügbar
- Ideal für MEMS, Mikrofluidik und Dickschicht-Fotolackprozesse
- Nicht empfohlen für Kontaktbelichtung (Emulsion verschleißt bei Kontakt)
Phasenschiebermaske (PSM)
Fortschrittliche Fotomasken, die sowohl die Phase als auch die Amplitude des durchgelassenen Lichts modulieren. Durch die gezielte konstruktive/destruktive Interferenz an Featurekanten verbessern PSMs die Auflösung und Schärfentiefe über die Rayleigh-Grenze herkömmlicher binärer Masken hinaus.
- Attenuierte PSM (Halftone): MoSi- oder Cr-basierter Abschwächer
- Alternierende PSM: geätzte Quarzgräben für π-Phasenschiebung
- Minimales Feature: ≥ 0.3μm (lasergeschriebene attenuierte PSM)
- Verbessertes Prozessfenster für kritische Lagen
Eisenoxid & Aluminium
Masken aus transparentem leitfähigem Oxid (Eisenoxid) oder reflektierendem Metall (Aluminium) für spezialisierte Anwendungen. Eisenoxidmasken sind teilweise transparent für die Ausrichtungsbeobachtung durch die Maske. Aluminiummasken für UV-NIL (Nanoimprint) und reflektive Lithografie-Setups.
- Eisenoxid: OD 1.5–2.5, im sichtbaren Licht transparent für die Ausrichtung
- Aluminium: hohe Reflektivität für DUV- und NIL-Anwendungen
- Kundenspezifische Dünnschichtstapel für bestimmte Wellenlängen verfügbar
- Gebondete Substrate für Rückseitenausrichtungsanwendungen
Technische Spezifikationen
| Parameter | Verfügbarer Bereich / Werte |
|---|---|
| Mask Type | Chrome-on-glass (COG), Emulsion (silver halide), Phase-shift (PSM), Iron oxide, Aluminum-coated |
| Substrate Material | Soda-lime glass, Synthetic quartz (fused silica), Low-expansion glass (LE-30), Calcium fluoride (CaF₂) |
| Plate Size | 3″×3″ (76×76mm), 4″×4″ (102×102mm), 5″×5″ (127×127mm), 6″×6″ (152×152mm), 7″×7″ (178×178mm) |
| Plate Thickness | 0.060″ (1.5mm), 0.090″ (2.3mm), 0.120″ (3.0mm), 0.250″ (6.35mm) — per SEMI P1 |
| Minimum Feature Size | COG: ≥ 0.5μm; Emulsion: ≥ 2μm; Phase-shift: ≥ 0.3μm; Custom e-beam: ≥ 0.1μm |
| Field / Polarity | Dark field (clear features on dark background), Clear field (dark features on clear background) |
| Tone | Positive tone, Negative tone — matched to photoresist polarity |
| CD Uniformity | COG: ±0.1μm (global), ±0.05μm (local); Emulsion: ±0.5μm |
| Registration | COG: ±0.25μm overlay; Emulsion: ±1.0μm overlay; first-level to second-level alignment marks |
| Pellicle | Optional pellicle membrane: nitrocellulose, fluoropolymer; AR-coated frame; mounted or unmounted |
| Edge Quality | Ground and polished edges, chamfered; laser-engraved or etched barcode and fiducial marks |
Design-Richtlinien & Datenformate
Akzeptierte Designformate
- GDSII (.gds, .gds2) — Industriestandard; alle Hierarchieebenen, beliebige Anzahl von Layern
- OASIS (.oas) — Komprimiertes Format; empfohlen für große mehrschichtige Designs über 10GB
- DXF (.dxf) — AutoCAD-Format; geeignet für einfache, einlagige Designs
- CIF (.cif) — Caltech Intermediate Format; Legacy-Format, weiterhin unterstützt
- Gerber (.gbr) — für Maskendesigns im PCB-Stil
Design-Regelprüfungen (DRC)
- Minimales Feature / Gap — Wir verifizieren, dass alle Features die minimal auflösbare Größe für Ihre gewählte Maskentechnologie erreichen oder übertreffen
- Datendichte — Verifikation der Musterdichte gegen Schreibzeit- und Kostenschätzungen des Maskenschreibers
- Ton & Polarität — Bestätigung, dass die Dunkel-/Hell-Zuordnung zur Polarität Ihres Fotolacks (positiv/negativ) passt
- Ausrichtungsmarken — Wir können standardmäßige Fadenkreuz-, Nonius- oder Box-in-Box-Ausrichtungsmarken gemäß Ihrer Spezifikation hinzufügen
Lithografiemodus-Kompatibilität
Kontaktlithografie
Maske in direktem physischem Kontakt mit dem fotolackbeschichteten Wafer. 1×-Übertragung, höchste Auflösung bei gegebener NA. Erfordert langlebige Masken (COG empfohlen). Risiko von Maskenkontamination und Defektbildung bei jedem Kontaktzyklus. Geeignet für F&E und MEMS-Kleinserienproduktion.
Proximity-Lithografie
Maske durch einen Spalt von 10–50μm vom Wafer getrennt. Beseitigt Kontaktkontamination, aber beugungsbegrenzte Auflösung (typisch ≥ 2–3μm). Emulsions- oder COG-Masken akzeptabel. Üblich in der MEMS-, LED- und Mikrofluidikfertigung, wo Submikron-Auflösung nicht erforderlich ist.
Projektionslithografie
Maske wird durch Reduktionsoptik (typisch 4×- oder 5×-Verkleinerung) auf den Wafer abgebildet. Erfordert Masken im Reticle-Maßstab (5″- oder 6″-Platten für Stepper). Anspruchsvolle Registrierungs- und CD-Gleichmäßigkeitsspezifikationen. COG- oder PSM-Technologie erforderlich. Pellicle dringend empfohlen.
Anwendungen
Qualität & Zertifizierung
Jede Fotomaske durchläuft eine automatische optische Inspektion (AOI) zur Defekterkennung, CD-SEM-Messtechnik zur Verifikation der kritischen Dimension und eine Overlay-Registrierungsmessung. Inspektionsberichte mit Defektkarte, CD-Gleichmäßigkeitsplot und Registrierungsvektorkarte werden mit jeder Maskenlieferung bereitgestellt. Alle Masken werden in einer Reinraumumgebung der Klasse 1 (ISO 3) gereinigt, inspiziert und verpackt, wobei die Pellicle-Montage optional erhältlich ist. Durchgängig Qualitätsmanagement nach ISO 9001:2015.
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