MA100/150e Gen2 Mask-Aligner

Oberseitenjustierung

In Lithografieprozessen, die ausschließlich eine Ausrichtung zu Strukturen auf derselben Seite des Device-Wafers benötigen (z.B. RDL, Micro-Bumping o.ä.), werden die Positionsmarken der Maske zu denen des Wafers mittels Oberseitenjustierung ausgerichtet. Dies kann, je nach Eigenschaften des Substrats, entweder mit gespeicherten Positionsdaten des Wafers oder mittels zweier Live-Bilder, dem von SUSS entwickelten DirectAlign®, realisiert werden.

Highlights

• Höchste Justiergenauigkeit der Mask-Aligner
• Klare und robuste Bilderkennung auch bei schlechten Kontrastverhältnissen

Hier wird eine strukturierte Maske zum Wafer ausgerichtet und abschließend in sehr engem Abstand zum Wafer gebracht (die sogenannte "Proximity Lithography"). Bei der Belichtung wird der Schatten der Maskenstruktur auf den Wafer übertragen. Sowohl die Genauigkeit des Abstands zwischen Maske und Wafer als auch die Beleuchtungsoptik entscheiden über die Qualität des Belichtungsergebnisses.

Durch ihre Schnelligkeit und flexible Einsatzfähigkeit gilt diese Methodik als die kosteneffektivste Technologie zur Herstellung von Mikrostrukturen von bis zu minimal 4 µm für 300 mm Systeme und bis zu 3,5 µm und 3 µm für 200- bzw. 150-mm-Systeme. Kontaktbelichtung erreicht Auflösungen im Sub-µm Bereich. Typische Einsatzgebiete liegen im Bereich Wafer-Level-Chip-Scale-Packaging, Flip-Chip-Packaging, Bumping, MEMS, LED und Power-Devices. Die Systeme werden sowohl in hochvolumiger Produktion als auch im Bereich der industriellen Forschung eingesetzt.

Die Mask Aligner von SUSS basieren auf dem Schattenwurfverfahren.

Highlights

• Überragende Auflösung durch beugungsreduzierende Optiken
• Prozessstabilität durch Verwendung von Mikrolinsen-Optik

MO Exposure Optics repräsentiert ein einzigartiges Optikkonzept, speziell konzipiert für Mask-Aligner von SUSS. Es beruht auf der Verwendung von Mikrolinsenplatten an Stelle herkömmlicher makroskopischer Linsenanordnungen. Das einfache Plug&Play-System ermöglicht schnellen und problemlosen Wechsel zwischen verschiedenen Winkeleinstellungen und erlaubt eine Anpassung an die aktuellen Prozessbedingungen. Dies schließt die Konfiguration der beiden klassischen SÜSS-Optiken HR und LGO ein.

Eine telezentrische Beleuchtung verbessert die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung und erzeugt ein größeres Prozessfenster, was sich positiv auf die Ausbeute auswirkt. Durch MO Exposure Optics ist weiterhin das Beleuchtungslicht von der Lichtquelle entkoppelt, weshalb sich kleinere Fehlstellungen der Lampe nicht negativ auf die Gleichmäßigkeit des Lichtstrahls auswirken. Eine entkoppelte Lichtquelle spart Einstell- und Wartungszeit und garantiert gleichförmige Beleuchtungsverhältnisse während der gesamten Lebenszeit der Lampe.

Highlights

• Hervorragende Lichtgleichförmigkeit über das gesamte Belichtungsfeld
• Zeitlich stabile Lichtquelle
• Auf spezielle Prozessanforderungen einstellbare Beleuchtungsparameter durch austauschbare Beleuchtungsfilterplatten
• Prozessfähigkeiten für DUV mit Mikrooptik aus Quarzglas
• Spezielle "down-sizing"-Kits für eine Komprimierung des Lichts bei kleineren Wafergrößen

Die Mask-Aligner von SUSS sind mit einem Keilfehlerausgleichssystem ausgestattet, das Substrat und Maske mit einer Präzision im Mikrometerbereich parallel zueinander ausrichtet.

Kompensation des Thermal-Run-outs

Durch thermischen Run-out zwischen Fotomaske und Wafer kann die Überlagerungsgenauigkeit erheblich beeinträchtigt werden. Das Temperiersystem ThermAlign® von SUSS stellt eine konstante Temperatur auf dem Wafer-Chuck sicher und hat zudem eine stabilisierende Wirkung auf die Temperatur der Maske. Durch Anpassung der Temperatur an die Prozessbedingungen wirkt ThermAlign® ausgleichend auf Run-out-Effekte.

Simulation von lithografischen Prozessen

Eine Simulation lithografischer Prozesse macht eine optimale Abstimmung von Prozessparametern ohne zeitintensive Trial-und-Error-Versuche möglich. Die multifunktionale Simulations-Software für lithografische Prozesse "Lab", die SUSS gemeinsam mit dem Hersteller GenISys vertreibt, erlaubt dem Anwender vor allem eine bessere Prozesskontrolle. Sie bietet alle notwendigen Simulationsfunktionen für die integrierte Design- und Prozessentwicklung, sowie für Verifikation und Optimierung. Dabei deckt sie alle Prozessschritte von der Anpassung der Beleuchtung und Verbesserung der Maskenstruktur bis hin zur Verarbeitung von Fotolacken ab. Zusätzlich verbessern moderne 3D-Simulations-Funktionen die Darstellung der Modelle.

Die Kombination der MO Exposure Optics und der speziell für SUSS-Optiken definierten Optikmodelle in Lab ermöglicht eine kundenspezifische Designoptimierung der Belichtungsfilterplatten und damit die Verbesserung der Strukturierungsgenauigkeit.

Highlights

• Vollständige Simulation des Mask-Aligner-Lithografieprozesses
• Anpassbare Beleuchtungsparameter (Kollimation, spektrale Zusammensetzung), speziell vordefiniert für alle SUSS-Optiken
• Schnelle und flexible Darstellung sowie quantitative Auswertung in 1-, 2- und 3-D

Prozessierung von empfindlichen und gebogenen Substraten

Das Handling der Wafer gilt als wesentliche Herausforderung bei der Automatisierung von Produktionsprozessen. In einer Produktionsumgebung mit hohen Prozesswechselraten und damit einer großen Zahl unterschiedlicher Substrate, wie beispielsweise in der Foundry-Produktion, werden rasch wechselnde Anforderungen an die Handling-Systeme gestellt. Hier hat die Zuverlässigkeit des automatisierten Handlings direkte Auswirkungen auf Durchsatz und Ausbeute. Bei SÜSS Mask Alignern ist eine Auswahl an flexibel austauschbaren Spezial-Toolings für die Handhabung verschiedenster empfindlicher, gebogener oder gewölbter Substrate verfügbar, die sich zusätzlich für besonders anspruchsvolle Produktionsprozesse nach Kundenspezifikationen anpassen lassen.

Handling von dünnen Wafern

Ein spezieller Vakuum-Chuck unterstützt ultradünne Wafer mit Dicken von kleiner als 120 µm bis hin zu 50 µm.

Handling von gebogenen Wafern

Gebogene und gewölbte Wafer werden vor der Justierung und Belichtung schonend flach gezogen. Aufgrund der vielen beeinflussenden Parameter bedarf eine optimale Auslegung dieses Toolings einer Anpassung an das jeweilige Substrat.

Edge-Handling

Ein spezielles Haltesystem schützt den Wafer, besonders geeignet für den Schutz von doppelseitigen Strukturen wie bei MEMS.