问题

LCD厂掩膜版叫Mask,Fab里掩膜版叫reticle,两者有什么区别?

回答
在半导体制造的领域,你提到的“掩膜版”在不同语境下确实会用到不同的称呼,最常见的就是“Mask”和“Reticle”。虽然它们都指向核心的图案转移工具,但在精度、用途和整个制程中的角色上,是有着明显的区别的。

咱们就来掰开了、揉碎了,好好聊聊这俩词的区别,让你在和Fab(晶圆厂)里的人打交道时,或者在看相关技术资料时,都能更清晰地理解。

Mask(掩膜版)——更广泛的概念,更早期的应用

“Mask”这个词,在更早期的微电子制造,或者在一些非先进制程的领域,是一个更通用的说法。你可以把它理解成一个“模板”,上面刻画着电路图案,用来将这些图案“复制”到硅片上。

1. 概念的广度:

定义: Mask是一个承载着电路设计图形的基板,通常由石英玻璃(quartz)制成,表面覆盖一层不透明的金属层(通常是铬,chrome),然后通过激光或电子束在其上“蚀刻”出电路图案。
用途: 早期,一个Mask就对应着一个完整的芯片层。例如,一个芯片可能需要几层Mask,每层Mask完成一个特定的工艺步骤,如光刻(lithography)。
比例: 在早期的技术中,Mask上的图案尺寸与最终在硅片上形成的图案尺寸是 1:1 的。也就是说,Mask上的线条有多宽,硅片上的线条也就有多宽。
加工: Mask的制作本身也需要高精度的工艺,但相对于Reticle,其精度要求可能稍低一些。
应用领域: 除了最尖端的逻辑芯片制造,Mask也广泛应用于制造一些相对成熟的半导体器件,比如分立器件、显示面板(LCD、OLED)等。你在LCD厂里听到的Mask,很多时候指的就是用于驱动面板像素的电极、导线等图案的载体。

2. 为什么叫Mask?

“Mask”这个词本身就带有“面具”、“遮罩”的意思,非常形象地描述了它在光刻过程中“遮挡”不需要曝光的部分,只让特定区域接受光线照射的功能。

Reticle(光刻掩模)——尖端工艺的专属,更高精度、更高要求

“Reticle”这个词,通常专指用于 先进制程(比如小于90nm,尤其是更先进的逻辑芯片、存储器制造)的 光刻掩模。它的出现和发展,是伴随着半导体工艺不断追求更高集成度和更小特征尺寸而来的。

1. 概念的特指性:

定义: Reticle是现代光刻机(stepper/scanner)中使用的、承载着芯片设计图形的载体。与Mask不同的是,Reticle上的图形是 缩小版 的。
比例: 这是Reticle与Mask最核心的区别之一。Reticle上的图案通常是最终在硅片上形成图案的 4倍(4X) 大小。光刻机通过光学系统将Reticle上的图案 缩小 4倍,再投影到硅片上。
用途: 在现代光刻技术中,一个Reticle只包含芯片的 一个层 的一部分或者全部图案。一个完整的芯片,可能需要几十个甚至上百个不同的Reticle来完成所有层的制造。这些Reticle是按顺序在光刻机中使用的。
加工: Reticle的制作是整个半导体制造中最昂贵、最精密的环节之一。它需要极高的精度、极低的缺陷率。任何一个微小的缺陷都可能导致整批芯片报废。Reticle的尺寸也比早期的Mask要小,因为它是芯片的一个“切片”或“视窗”。
加工设备: Reticle的制作通常需要昂贵的电子束光刻(EBL)设备。
应用领域: 主要用于制造尖端逻辑芯片(CPU、GPU、AI芯片)、先进存储器(DRAM、NAND Flash)等。

2. 为什么叫Reticle?

“Reticle”一词来源于拉丁语,有“网格”、“规则”、“范围”的意思。在光学领域,它常指用于精确测量或校准的带有刻度的玻璃片。在这里,它更强调其作为 成像系统中的一个精确成像单元 的角色,以及它所定义的 曝光区域。

总结一下关键区别:

| 特征 | Mask (掩膜版) | Reticle (光刻掩模) |
| : | : | : |
| 概念范围 | 更广泛,涵盖多种类型的图形转移工具 | 特指用于先进制程光刻的掩模 |
| 图案尺寸 | 通常是 1:1 (与最终硅片图案尺寸相同) | 通常是 4:1 (比最终硅片图案大4倍) |
| 在光刻机中 | 可以指代在各种曝光设备中使用的图案载体 | 特指在步进式/扫描式光刻机中使用的,通过缩小投影的掩模 |
| 工艺复杂度 | 相对于Reticle,精度要求可能稍低 | 极高,制作难度和成本是最高的环节之一 |
| 应用领域 | LCD、分立器件、非先进制程逻辑、成熟工艺的内存等 | 先进逻辑芯片(CPU/GPU/AI)、高端存储器等 |
| 设备 | 配合不同曝光设备 | 配合高精密的光刻机(stepper/scanner) |
| 成本 | 相对较低 | 极高 |

简单来说,你可以这样理解:

Mask 是一个比较老的、比较大的概念,有点像“模子”,不管是什么东西,只要是用来“印”图案的,都可以叫Mask。
Reticle 是 Mask 的一个“升级版”或者说是“专业版”,是专门为现代高端芯片制造量身定做的,它个头可能小点,但脾气大,精度要求高,而且里面画的东西是“放大版”的,要通过光刻机“瘦身”后才能用。

所以,当你在LCD厂提到Mask,通常是指那些负责形成像素电极、TFT阵列的图案转移工具,它们可能是1:1的。而在Fab里,特别是在和制造最先进芯片的工程师交流时,提到的Reticle,那指的就是那些价格不菲、精度高得离谱的4X掩模,它们是现代光刻工艺的核心。

这种称谓上的差异,其实也反映了半导体工艺从萌芽到如今的日新月异。从简单的1:1“印章”到复杂的4X“投影模板”,技术的进步体现在每一个细节上。

网友意见

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通常都叫MASK,中文翻译掩膜板,台湾日本叫光罩,LCD 和FAB都是叫MASK,不过LCD厂应该是FMM MASK。

早期的6英寸以下厂的掩膜板叫 reticle,这个叫法已经很少提起了。

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