アライナー（半導体）
SÜSS MicroTec MA6マスクアライナー

アライナー、またはマスクアライナーは、フォトリソグラフィープロセスを用いて集積回路（IC）を製造する装置です。フォトマスクをシリコンウェハ上に保持し、明るい光をマスクを通してフォトレジストに照射します。「アライメント」とは、チップが複数回のリソグラフィー工程を通過する際に、マスクを同じ位置に繰り返し正確に配置できることを意味します。

アライナーは1960年代から1970年代後半にかけてIC製造の主要部分を占めていましたが、その後ステッパーに置き換えられ始めました。[ 1 ] [ 2 ]現在でも、プロジェクトではフォトリソグラフィーを用いて少量生産されるデバイスを扱うことが多いため、学術研究の現場ではマスクアライナーが使用されています。[ 3 ]マスクアライナーでは、マスクパターンとウェーハパターンが1対1で対応しています。マスクはウェーハの表面全体を覆い、1回の露光でウェーハ全体が露光されます。これが1:1マスクアライナーの標準となり、その後ステッパーや縮小光学系を備えたスキャナーに引き継がれました。[ 4 ]

アライナー技術にはいくつかの異なる世代があります。初期のコンタクトアライナーはマスクをウェハーの上面に直接接触させていたため、マスクを再び持ち上げる際にパターンが損傷することが多かったのです。短期間しか使用されなかったプロキシミティアライナーは、この問題を回避するためにマスクを表面からわずかに浮かせていましたが、操作が難しく、かなりの手作業による調整が必要でした。最終的に、パーキンエルマー社が1973年に発表したマイクライン投影アライナーは、マスクをチップから完全に分離して保持し、画像の調整をはるかに簡素化しました。[ 1 ] [ 2 ]これらの開発段階を通じて、歩留まりはおそらく10%から約70%に向上し、チップ価格の低下につながりました。[ 1 ] [ 2 ]

コンポーネント

一般的なマスクアライナーは次の部分で構成されています。

  • 顕微鏡は、ウェハ基板とマスクの位置、およびそれらの相対的な位置合わせを確認するために使用されます。
  • ウェーハホルダー（またはチャック）。ウェーハを固定するために使用され、通常は下部の真空ラインが使用されます。
  • マスクホルダーは、マスクをウェーハの真上に配置します。ウェーハとマスクの相対位置は、一般的な顕微鏡ステージ機構を使用して調整できます。
  • UV光源はフォトマスクを通して光を照射し、その影を下のウェーハに投影する。[ 5 ]

ステッパーとの比較

投影アライナーは概念的にはウェーハステッパーに似ていますが、重要な違いが 1 つあります。アライナーはウェーハ全体のパターンを保持するマスクを使用するため、大きなマスクが必要になる場合があります。ステッパーはウェーハ上でより小さなマスクを繰り返し使用し、表面を横切ってチップ層のパターンを繰り返します。[ 6 ] [ 7 ]これによりマスクのコストが大幅に削減され、1 回の稼働で 1 枚のウェーハを異なる集積回路レイアウトやマスク設計に使用できるようになります。さらに重要なのは、光源をウェーハの 1 つの領域に集中させることで、ステッパーははるかに高い解像度を生成できるため、チップ上のフィーチャをより小さく (最小フィーチャ サイズ) できる点です。ステッパーの欠点は、ウェーハ上の各チップを個別に画像化する必要があるため、ウェーハ全体を露光するプロセスが非常に遅くなることです。

参考文献

  1. ^ a b c国際企業史ディレクトリ 第7巻ポーラ・ケポス、トムソン・ゲイル社 デトロイト、ミシガン州：セント・ジェームズ・プレス 1993年ISBN 978-1-55862-648-5. OCLC  769042405 .{{cite book}}: CS1 メンテナンス: その他 (リンク)
  2. ^ a b c「パーキンエルマー社の歴史 – FundingUniverse」www.fundinguniverse.com。2013年2月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年12月25日閲覧。
  3. ^ 「ツール検索」 .ハーバードCNS . 2019年9月10日. 2024年4月30日閲覧。
  4. ^ Rizvi, Syed (2005). 「1.3 マスクの技術史」.フォトマスク製造技術ハンドブック. CRC Press. p. 728. ISBN 9781420028782。
  5. ^ Brown, Matt (2020年7月1日). 「半導体フォトリソグラフィー」 . Inseto UK . 2024年4月30日閲覧。
  6. ^ Lu, Daniel; Wong, CP (2008年12月17日).先端パッケージングのための材料. Springer. ISBN 978-0-387-78219-5。
  7. ^グレイグ、ウィリアム（2007年4月24日）『集積回路のパッケージング、アセンブリ、相互接続』シュプリンガー、ISBN 978-0-387-33913-9。

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