光刻工艺的成本是如何计算的?为什么掩模版的成本不能忽视?


光刻工艺的成本是如何计算的?为什么掩模版的成本不能忽视?
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掩模版又称光掩模、Mask、光罩 , 是光刻工艺中所使用的图形母版 , 通过光照可将设计好的电路图形投射到光刻胶上 , 再通过曝光、显影等工序 , 将电路图形刻在晶圆上 , 是光刻工艺中不可或缺的原材料 。
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资料来源:掩模版作用 , 公开资料整理 , 阿尔法经济研究
一项新的光刻工艺能否量产 , 除了技术指标本身能否满足要求 , 更重要的是要考虑工艺成本 , 能否为芯片生产带来足够的经济效益 , 毕竟芯片造价的30%-40%来自光刻部分 。
光刻工艺成本包括光刻设备、掩模版、光刻材料及与工艺相关的测量 。SEMATECH提出了一个光刻工艺成本模型 , 这其中Ce为每年光刻机和匀胶/显影机的成本(包括折旧费、设备维护费和安装调试费);Cl是技术人员的薪酬 , Cf是光刻机每年占用的净化间成本;Cc是光刻耗材的成本;Cr是光刻胶的单价;Qrw是每片晶圆消耗的光刻胶用量;Nc是一年中旋涂的晶圆数量;Ng是一年中曝光的晶圆数量;Cm是掩模版的成本;Nwm则是掩模版能曝光的晶圆数量:
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资料来源:光刻工艺成本模型 , 公开资料整理 , 阿尔法经济研究
掩模版和光刻设备的造价是构成光刻工艺成本的两个主要方面 。随着器件尺寸不断微缩 , 光刻工艺中掩模版的成本占比不断上升 。
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资料来源:不同节点及不同批量生产下光刻工艺成本构成 , 公开资料整理 , 阿尔法经济研究
在小批量中掩模版成本成为光刻工艺成本的最大来源 , 但在大批量生产中这一成本占比将大幅降低 , 设备折旧则成为最大的成本来源 。因此在光刻工艺中 , 降低工艺成本的途径 , 除了提高光刻工艺良率 , 保证不返工 , 延长掩模版和光刻机的使用寿命将成为降低成本的重要举措 。
【光刻工艺的成本是如何计算的?为什么掩模版的成本不能忽视?】来源:阿尔法经济研究