Retikel vs. Fotomaske: Begriffe, Verkleinerungsmaßstab, Größe und Pellicle
Fotomaske ist der allgemeine Begriff für die Vorlage, die ein Schaltungsmuster für die Belichtung trägt. Ein Retikel ist eine Art von Fotomaske: ursprünglich eine Vorlage, die das Muster nur für einen Teil des Wafers (einen bis einige Chips) enthält und von einem Stepper oder Scanner mit versetzter Position immer wieder belichtet wird. Heutige Belichtungsanlagen in der Fertigung verkleinern das Muster bei der Projektion auf 1/4, daher ist das Muster auf einem Retikel viermal so groß wie auf dem Wafer. Eine 1:1-Fotomaske in einem Mask-Aligner trägt dagegen das Muster des ganzen Wafers in Originalgröße und belichtet den ganzen Wafer auf einmal. In der Fertigung nennt man auch Retikel üblicherweise „Masken“, daher werden die beiden Wörter oft gleichbedeutend verwendet.
| Merkmal | Retikel (für Verkleinerungsprojektion) | 1:1-Fotomaske (ganzer Wafer) |
|---|---|---|
| Umfang des Begriffs | Eine Art Fotomaske, die das Muster für einen Teilbereich des Wafers enthält und an versetzten Positionen wiederholt belichtet wird | Oberbegriff für Belichtungsvorlagen; im engeren Sinne eine Maske, die das Muster des ganzen Wafers im Maßstab 1:1 enthält |
| Belichtungsanlage | Stepper (Step-and-Repeat) und Scanner (Step-and-Scan) | Mask-Aligner (Kontakt- und Proximity-Belichtung) und 1:1-Projektionsbelichtungsanlagen |
| Maßstab gegenüber dem Wafer | Meist 4-fach (die Projektionsoptik verkleinert auf 1/4); ältere Stepper verwendeten auch 5-fach oder 10-fach | 1:1; die Maße auf der Maske werden direkt auf den Wafer übertragen |
| Auf einmal belichtete Fläche | Ein Shot: beim Scanner bis zu etwa 26 mm × 33 mm auf dem Wafer, wiederholt, bis der Wafer bedeckt ist | Der ganze Wafer in einer Belichtung |
| Größe und Material der Platte | Standard ist synthetischer Quarz, 6 Zoll im Quadrat (etwa 152 mm) und etwa 6 mm dick; EUV-Retikel sind reflektierend, mit einem Mehrschichtspiegel auf Glas mit geringer Wärmeausdehnung | Eine quadratische Glasplatte, etwas größer als der Wafer (Kalk-Natron-Glas oder Quarz), meist mit einem Chrommuster |
| Pellicle | Bei DUV Standard; für EUV wurden ultradünne Membranen von einigen zehn Nanometern Dicke entwickelt | Bei Kontakt- und Proximity-Belichtung nicht möglich, da die Maske direkt am Wafer liegt |
| Auswirkung von Fehlern und Defekten | Maßfehler und kleine Partikel auf der Platte werden auf dem Wafer verkleinert, ein Defekt wiederholt sich aber an derselben Stelle in jedem Shot | Fehler und Defekte werden in voller Größe übertragen; bei Kontaktbelichtung berührt die Maske den Lack, verschmutzt oder verkratzt und muss gereinigt oder ersetzt werden |
| Typischer Einsatz | Serienfertigung feiner Schichten in modernen ICs (Logik und Speicher) | MEMS, Leistungsbauelemente, LEDs, Forschung und andere Schichten mit Strukturen im Mikrometerbereich |
| Übliche Bezeichnung | Im Umfeld der Belichtungsanlagen „Retikel“ (Retikelbühne, Retikelgrenze); in Design und Maskenherstellung oft „Maske“ (Maskensatz, Maskenanzahl) | In Hochschullaboren und in der MEMS-Fertigung einfach „Maske“ oder „Fotomaske“ |
Die Zahlenwerte sind typische Größenordnungen und variieren je nach Prozessgeneration und Produkt.