Степпер () — 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 разhttp://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1184715 2000). 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 — 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 ). После каждого передвижения проводится дополнительная проверка правильности позиционирования.
Работа степпера над каждой полупроводниковой пластиной состоит из двух этапов: позиционирование экспонирование
Современные литографические установки могут использовать не шаговый, а сканирующий режим работы; они называются «сканнеры» (). Они при экспонировании передвигаются в противоположных направлениях и пластина и маска, скорость сканирования масок до 2000 мм/с, пластины — до 500 мм/с. 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)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.". Типичные размеры маски — около 12×18 см, масштабирование в 4 разаHarry 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." / .
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 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.
Разработчики и производители степперов Мировые лидеры:Chapter 5 Wafer Steppers , page 141, Table 5.1 / Harry J. Levinson, Principles of Lithography — SPIE Press, 2005, ISBN 9780819456601М.Макушин, В.Мартынов, НУЖЕН ЛИ РОССИИ САМОДЕЛЬНЫЙ EUV-НАНОЛИТОГРАФ?! ТЕХНИКА И ЭКОНОМИКА СОВРЕМЕННОЙ ЛИТОГРАФИИ / Фотоника № 4 2010 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 , , Censor AG, Eaton, , , Hitachi, , .
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. Белорусское ОАО "Планар" продолжает выпускать степперы для российских заказчиков
Примечания
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
Категория:Микроэлектроника Категория:Фотолитография