Fotomaske: disk deseninin “negatifi”

Enkoder diskindeki her çizgi bir fotomaskeden kopyalanır. Maskenin nasıl yapıldığı, doğruluk ve kusurlarının her diske nasıl aktarıldığı, neden ana ve çalışma maskesine ayrıldığı ve maske ömrünün nasıl uzatılacağı — bu makale sırayla anlatır.

Bir disk tipi seri üretime geçince binlerce parça yapılabilir; ama çizgilerin hepsi aynı kaynaktan gelir: fotomaske. Maske fotoğraf negatifine benzer — negativde ne varsa her baskıda o vardır; iyisi de kötüsü de aynıdır.

Fotomaske nedir

Fotomaske, yüzeyinde krom desen bulunan düz bir cam plakadır — yapı olarak cam enkoder diskine çok benzer. Enkoder diskleri gibi 1:1 çoğaltmada maskedeki desen diskle aynı boyuttadır; bir plakada çoğu kez birden fazla disk deseni bulunur, böylece bir pozlama birden fazla parça üretir.

Yaygın substrat malzemeleri soda-kireç camı ve kuvars camdır. Kuvarsın lineer genleşme katsayısı yaklaşık 0,5 × 10⁻⁶/K, soda-kireç camınınki yaklaşık 9 × 10⁻⁶/K’dır. 1 K sıcaklık değişiminde 20 mm yarıçapta soda-kireç maskenin boyut değişimi yaklaşık 0,18 μm, kuvarsınki yalnızca yaklaşık 0,01 μm’dir. Düzgün oransal genleşme çizgilerin açısal konumunu değiştirmez ve sabit yarıçaptaki adım (pitch) aynı kalır; ama iz yarıçapı genleşmeyi izler — diske basıldığında iz, tasarım yarıçapından sapar. Maske sıcaklığı düzensizse yer yer genleşme farklı olur ve doğrudan açı hatası doğar. Bu yüzden yüksek doğrulukta çoğu kez kuvars maske kullanılır ve pozlama sırasında sıcaklık kontrol edilir.

Fotomaske nasıl yapılır

İlk maskenin kopyalanacak bir “negatifi” yoktur; yalnızca tasarım verisinden doğrudan “çizilir”. Yaygın yol lazer veya elektron demeti doğrudan yazımdır: cihaz veriye göre nokta nokta, satır satır tarar, rezist kaplı krom plakayı pozlar; banyo, aşındırma ve rezist sökme ile krom desen elde edilir. Dairesel desenler için substratı hassas döner tablada döndürüp kutupsal koordinatta çizgi çizgi yazan yöntem de vardır; çizgilerin açı doğruluğu o zaman döner tablaya ve açı ölçüm sistemine bağlıdır.

Bitmiş maske kalem kalem denetlenir: çizgi genişliği, çizgi konumu, desenin merkezleme halkasıyla eş merkezliliği ve kusurlar. Fazla krom noktaları ve eksik krom özel ekipmanda onarılabilir; onarımdan sonra yeniden kontrol edilir.

Maske hataları diske nasıl aktarılır

Fotolitografi “kopyalamadır”: maskedeki sorunlar her diskte aynı şekilde çıkar (Şekil 2’ye bakın):

• Çizgi konum hatası → diskte taksimat hatası, her parçada aynı.
• Çizgi genişliği sapması → görev döngüsü sapması.
• Desen ile merkezleme halkasının eş merkezli olmaması → disk merkezleme halkasına göre monte edilse de eksantrik kalır.
• Kusurlar ve partiküller → her parçada aynı yerde aynı kusur — Şekil 1.

Bu hem avantaj hem gereksinimdir. Avantaj tutarlılıktır: aynı maskeden çıkan diskler neredeyse aynı hata düzenini paylaşır. Gereksinim, maskenin kendisinin disk spesifikasyonundan belirgin biçimde daha doğru olmasıdır; çünkü sonraki pozlama ve aşındırma yalnızca hata ekler — iyileştirmez.

Ana maske, çalışma maskesi ve maske ömrü

Temaslı pozlamada maske her kullanımda reziste yapışır; rezist ve partikül alır, hatta çizilebilir. Doğrudan yazılmış maske üretime verilip bozulursa tüm desenleme yeniden yapılmalıdır.

Yaygın uygulama iki kademedir: doğrudan yazılmış plaka ana maskedir, denetimi geçtikten sonra özenle saklanır ve yalnızca kopyalamada kullanılır; ana maskeden günlük üretim için birkaç çalışma maskesi kopyalanır ve eskince ana maskeden yenilenir.

Maske bakımı bir kontrol listesiyle özetlenebilir:

1. Belirlenen adet veya aralıkta temizleyip rezist izlerini ve partikülleri almak;
2. Işık kutusu veya mikroskop altında düzenli olarak kusur ve çizik denetlemek;
3. Özel temiz kutularda saklamak; üst üste koymaktan ve çıplak elle dokunmaktan kaçınmak;
4. Yeni kusurlar izin verilen sınırı aşınca çalışma maskesini durdurup değiştirmek.

Maske ömrü takvim zamanıyla değil; esas olarak kullanım sayısı ve denetim sonucuyla ölçülür.

Özet

Fotomaske disk deseninin kaynağıdır: doğruluğu disk doğruluğunun üst sınırını koyar, kusurları her parçada tekrarlanır. Düşük genleşmeli substrat, sıkı desenleme denetimi, ana/çalışma maske hiyerarşisi ile düzenli temizlik ve denetim, parti parti tutarlı disklerin temelidir.

Çince orijinal makalenin çevirisi (0026). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com

© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.