Открыть главное меню
Два степпера (левый: EVG-620; правый: MA-150) в лаборатории LAAS, Франция.

Степпер (англ. stepper) — 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 33x26 мм).

В конце 2010-х ширина полосы засвета составляла около 24-26 мм, длина засвечиваемой области до 33 мм (требования ITRS - 26х33 мм для 193-нм оборудования)[4]. Типичные размеры маски — около 12х18 см, масштабирование в 4 раза[2][5].

ИнтерфейсыПравить

Для загрузки и выгрузки пластин, а иногда и масок, современные степперы используют SMIF и FOUP-порты.

РынокПравить

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 степперовПравить

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 компаниями: ASET, ASML, Cameca Instruments, Censor AG, Canon, Eaton, GCA, General Signal, Hitachi, Nikon, Perkin-Elmer, Ultratech.[8][9]

ПримечанияПравить

  1. http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1184715 2000
  2. 1 2 3 4 Chapter 5 Wafer Steppers, page 141, Table 5.1 / Harry J. Levinson, Principles of Lithography - SPIE Press, 2005, ISBN 9780819456601
  3. Advanced Processes for 193-nm Immersion Lithography, page 5
  4. 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."
  5. 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."
  6. 1 2 М.Макушин, В.Мартынов, НУЖЕН ЛИ РОССИИ САМОДЕЛЬНЫЙ EUV-НАНОЛИТОГРАФ?! ТЕХНИКА И ЭКОНОМИКА СОВРЕМЕННОЙ ЛИТОГРАФИИ / Фотоника №4 2010
  7. Chris Mack. Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers (англ.) 25 (2005). Дата обращения 4 декабря 2013.
  8. 1 2 Walt Trybula. Lithography Equipment Analysis Assumptions (англ.) 8. SEMATECH (9 November 2000). Дата обращения 4 декабря 2013.
  9. Chris Mack. Milestones in Optical Lithography Tool Suppliers (англ.) (2005). Дата обращения 4 декабря 2013.

СсылкиПравить