无掩模曝光技术与数字光刻技术

对电子设备灵活性和性能的不断变化的需求正在使制造基础设施从传统的掩模光刻转移,越来越多地采用数字光刻解决方案来实现异构集成和高级封装。

图片来源:EV Group

芯片上的系统不再依赖于单片溶液,而是,这些越来越多地采用封装,小芯片和功能块中的模块化系统。

对可扩展的多功能后端光刻的需求不断增长,以便于互联网和系统级别互连。为满足这一新行业的愿景,需要新的批量生产工具,可以通过先进的包装迅速整合新颖的功能元素。因此,大容量制造(HVM)行业必须超越保守的芯片图案,以完全接受这种数字光刻技术的新时代。

ev集团已经开发了MLE™(无掩膜曝光)技术,有效地消除了与掩模相关的困难和成本,以更好地提供HVM部门的设计灵活性和最小的开发循环要求。MLE™解决了多功能(但耗时)开发机械和快速(但不灵活)生产方法之间的中断。

MLE™是一种可扩展的解决方案,可以同时同时实现模具和晶片级设计,同时支持新的和建立的材料并提供高速适应性。亚博网站下载它提供了这些优势,以及高可靠性和多级冗余,最终导致较低的所有权成本(COO)和更高的收益率。

EVG的MLE™技术在先进的包装,生物医学,MEMS和印刷电路板制造中满足关键的后端光刻要求。

MLE™技术提供了许多关键优势:

  • 全分辨率,无针动态光刻胶图案
  • 在任何方向上优于2μm/空间分辨率
  • 通过数字可编程布局确保了设计自由和数据机密性
  • 单个模具注释可用;例如,加密密钥和序列号
  • 晶片级自适应配准的补偿
  • 不受基材翘曲和变形的影响,例如玻璃,厚晶片或有机基材
  • 敏捷和智能数字光刻处理基础设施
  • 不需要消耗品

异质集成正迅速成为半导体发展和创新的核心驱动力。这对先进封装、MEMS和PCB市场的影响越来越大,导致后端光刻的需求不断增长。

在高级封装应用程序中,再分配层(RDL)的最低分辨率要求正变得越来越严格。对于连续密集的线/空间(L/S)的插入器也是如此。在某些情况下,这些要求接近甚至超过两微米。模具放置的变化和日益普遍的成本效益有机基材的利用也要求增强模式的灵活性。

在垂直侧壁模式的覆盖精度和焦点深度方面,需求也变得更加严格。对现有和未来先进封装光刻系统的新要求和新标准不断出现;例如,在扇出晶圆级封装(FoWLP)中,最小化由于晶圆失真造成的图形失真和模移,并支持厚电阻和薄电阻。

先进的包装要求正在扩大,包括:

  • 用于大尺寸插入器、扇出和扇入WLP器件的再分布层模式
  • 取消十字线尺寸限制
  • 可变图案齐全,扭曲和模切补偿
  • 低成本,高图案化吞吐量

MEMS需求正在扩展,包括:

  • 高产品混合,加上高面罩和掩模版成本 - 驾驶需要无掩模光刻
  • 适合斜角边和多步加工的三维抗蚀图案
  • 高焦距的图案在沟槽

生物和医疗需求正在扩大,包括:

  • 增加了大型流体装置的使用
  • 在mm到µm范围内形成图案
  • 减少所有权成本
  • 高产品组合,需要高度适应性的模式解决方案
  • 可扩展性以适应不同的基板尺寸和生物相容性材料亚博网站下载

HDI印刷电路板的要求正在扩大,包括:

  • 嵌入式模具和高密度再分配所需的PCB线和空间分辨率
  • 强制性翘曲和模具纠正
  • 可变图案的一系列不同的面板尺寸

曝光原则基本面

曝光
方法
接近面具
对齐器
BEOL预测
步进
Mle™不掩盖
曝光技术
激光直接
成像
曝光
字段长度
全景 十字线大小有限
(高达50 mm x 25 mm)
聚集写入
单独的激光
曝光
波长
宽带
(g,h,i-line)
线上/宽带 多个——波长
接触光学
单波长
解决
L / S
>3μm > 1.5μm < 2μm 目标依赖
非常达到600纳米
限制吞吐量


来源:ev组

模式的方法

光刻过程的中心部件是曝光单元。这定义了光刻技术的特性性能。目前市面上有许多常见的暴露方法。

例如,掩模对准器涉及通过掩模直接暴露在基板上的图案。这个掩模保持在靠近光敏电阻涂层晶圆的位置。最小图案尺寸由晶圆和掩模之间的曝光间隙决定。掩模和抗蚀剂表面之间的间隙越小,图案越小;但如果间隙太近,就会导致口罩污染,最终导致产量问题。

生产中的最小分辨率仅限于几微米,但尽管有这种限制,掩模对准器可以提供低成本,高通量图案化的解决方案,特别是在需要高曝光剂量和厚的光致抗蚀剂或晶片级设计的应用中。

为了解决这些过程困难,线路末端(BEOL)步进使用掩模/掩模版和晶片之间的投影光学,允许制造商在没有污染风险的情况下进行较小的特征尺寸。

由于复杂物镜的光学设计和曝光场大小受到限制,曝光将按顺序或步进进行,曝光之间有很强的加速度。

掩模对准器和步进器都是基于掩模的,这意味着除了已经讨论过的限制之外,掩模在整个图案制作过程中会招致相当多的额外成本。解决掩模成本问题的一种方法是采用激光直接成像技术,利用单个或多个激光束连续曝光小的几何元件。即使考虑到直接成像技术的优势,曝光的顺序性导致相当大的成本和低吞吐量。

MLE™技术的工作原理是通过并行扫描方式暴露一条或多条宽条带。通过这样做,它可以通过一个紧密集成的集群写头配置来容纳任何大小的晶圆到面板。MLE™技术由于其高功率多波长UV源支持,支持所有市售的抗蚀剂。

产量与分辨率和布局复杂性无关,MLE™在不考虑光刻胶的情况下保持了同样高的图案绘制性能。MLE™成功地补充了EVG的其他光刻系统系列,针对其他方法可能在可伸缩性或CoO方面受到限制的新出现的用例。

采用新颖的光刻方案

EVG的MLE™技术推动现有光刻系统的限制。MLE™技术有利于具有低COO和高通量的完整基板表面的无缝合,无污水暴露,无缝合,无掩正曝光。

系统可符合用户需求的可扩展。这是通过根据需要添加或移除紫外线曝光头来实现的,便于从R&D到HVM模式的快速过渡。吞吐量优化是简单的,并且系统可以容易地适应不同的基板尺寸和材料。亚博网站下载它是处理一系列基板的理想选择,该基板范围从小硅或化合物半导体晶片到达面板尺寸。

无论光刻胶,MLE™都可以保持鲁棒的图案化性能。这是由于可扩展且灵活的高功率UV激光源,其提供一系列波长曝光选项。


图片来源:EV Group

无与伦比的灵活性、可伸缩性和拥有成本优势

MLE™技术帮助用户避免因多芯片设计和掩模库存管理而增加的掩模成本,这两者对整体开发和生产成本都有相当大的影响。后端光刻的进一步需求集中在减少图案变化的影响(在材料多样性和基板尺寸方面)按时上市。亚博网站下载

MLE™技术是一种可伸缩手段,可图案化任何基板形状,从不同的晶片尺寸到面板。演示技术利用集群多波长激光光源,其在375nm和/或405nm波长下操作。这些便于薄抗蚀剂图案化;例如,正负抗蚀剂,干膜抗蚀剂,聚酰亚胺,PCB图案化,厚抗蚀剂曝光,支撑高纵横比(通常在晶圆级包装中发现),微流体,MEMS结构和集成硅光子专用应用。

除了掩模相关的问题,基于掩模相关的问题,基于目前的基于掩模技术还具有有限的扭曲控制,导致它们面对与高阶衬底变形相关的过程困难。

与基于目前的基于掩码的技术不同,MLE™技术可以容纳高基板应力,弓和经纱。This is due to the technology’s integrated dynamic alignment capabilities, and its ability to adjust to substrate material and surface variation while actively compensating for stress-induced inaccuracies (for example, rotation, expansion, shift, and high order distortion errors) and mechanical die placement.

MLE™技术还可以同时实现实时数字/“二进制”晶圆级布局和单个模具布局模式。它特别适合于特殊的单个模具注释、加密密钥和序列号实现。在制版过程中可编程的UV剂量调制,有助于在开发过程后进行抗厚度水平的变化。

这种独特的功能使得能够制造复杂的3D多级抗蚀剂图案。这些图案适用于未来的MEMS,新颖的光子器件或折射/衍射微光学元件。可以在包括GDSII,OASIS,GERBER,ODB ++和BMP的一系列行业标准矢量文件格式中存储数字可编程模具/晶片布局。

矢量布局在以位图格式存储之前的几秒钟内被计算处理(栅格化)。因此,无论是抗蚀剂类型(阳性或阴性),暴露剂量水平或相关的设计布局复杂性都不会影响图案形成的速度。

图片来源:EV Group

迈向新的数码基础设施

用小说MLE™(无掩膜曝光)技术,ev集团的目标是向市场推出一个新的光刻工具,同时解决了半导体行业敏捷,智能数字处理的趋势。该公司在这一努力中的其他主要目标是在吞吐量,格式和相关消耗品的基础架构方面提供独特的无掩模可扩展性。

这种最先进的曝光技术还允许制造商在新颖的市场中运行,以解决与柔性基板或新材料的部署相关的挑战。亚博网站下载

这部新技术的几乎无限制的设计灵活性为新的创新提供了最新的 - 高度保守的环境,同时有助于降低开发周期,并弥合研发和HVM之间的差距。这是可能的,因为这两个领域的技术完全相同。

全球半导体市场具有竞争力,制造商需要可扩展性,灵活性,高效的发展和精心管理的运营成本。所有这些因素都在减少上市时间和扩大市场份额,最终帮助公司为最终客户提供地面破坏的解决方案。

在其核心,这种新的数字基础设施促进动态设备创新,同时确保成本保持在合理的水平。


这些信息已经从EV集团提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载


EV组(EVG)是用于制造半导体,MEMS,复合半导体,电力装置和纳米技术装置的高批量生产设备和工艺解决方案的领先供应商。app亚博体育

A recognized market and technology leader in wafer-level bonding and lithography for advanced packaging and nanotechnology, EVG’s key products include wafer bonding, thin-wafer processing and lithography/nanoimprint lithography (NIL) equipment, photoresist coaters, as well as cleaning and inspection/metrology systems.

与最先进的应用实验室和无尘室在奥地利的总部,以及在美国和日本,EVG专注于提供卓越流程专业知识,其全球研发和生产客户和合作伙伴基地——从最初发展到最后的集成客户的网站。

EVG服务成立于1980年,支持全球全球客户和合作伙伴的全球网络,拥有1000多名员工,在美国,日本,韩国,中国和台湾拥有1000多名员工。

有关此来源的更多信息,请访问电动汽车集团。

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    电动汽车集团。(2021年7月30日)。无掩模曝光技术与数字光刻技术。AZoM。于2021年8月2日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20467检索。

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    电动汽车集团。数字光刻技术的无掩模曝光技术。氮杂.2021年8月2021。

  • 芝加哥

    电动汽车集团。数字光刻技术的无掩模曝光技术。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?articled=20467。(访问8月02,2021)。

  • 哈佛

    电动汽车集团。2021。无掩模曝光技术与数字光刻技术.viewed september 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20467。

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