MA/BA Gen4 Series Mask and Bond Aligner

实验室及小批量生产用小型 光刻机平台

苏斯公司的 MA/BA 4 代系列是最新一代的半自动光刻和键合对准机,并引进了新的平台系统。新平台主要是配置不同。它由标准款 MA/BA 4 代与用于先进高端工艺的扩展 MA/BA 4 代专业款组成。

基础款有 MA/BA6 4 代和 MA/BA8 4 代两种。此掩模和键合对准机的设计符合人体工程学,用户界面友好,成本低,占用面积小,最适合于学术研究及小批量生产使用。

苏斯的 MA/BA 4 代系列为学术研究、微机电系统/纳米机电系统、3D 集成和化合物半导体全光刻领域树立了新的标准。另外,它还能够支持键合对准、熔接键合及 SMILE 压印工艺。在 MA/BA 4 代系列上开发的工艺可以快速地转化为自动化掩膜对准机大批量生产工艺。

亮点

出色的工艺成果

方便的用户界面

低成本

更优异的人体工程学

占用面积小

面对面显微镜

SUSS MicroTec Mask Aligner MA/BA Gen4 Series

高精度产生最好的工艺成果

MA/BA 4 代系列高度自动化,工艺成果更优异。恒量模式、自动控制曝光时间、自动对准等功能为工业参数优化提供了更好的支持。此外,MA/BA 4 代还配置了高质量的光学系统 MO Exposure Optics,曝光条件更优异。先进的机制使校准精度更高。采用上、下面显微镜单元(TSA和BSA)设计方式,不再像TSA显微镜那样需要大距离移动,从而避免了震动。

操作舒适性

配方编辑、数据记录功能,以及可分配使用权限,减轻了操作员的工作负担,同时减少了错误源。MA/BA 4 代平台还采用了高端的数码显微镜和摄像系统,可从显示屏上显示更高质量的图像,视野更大,从而使校准工作更为便捷。 

环境保护及劳动保护

MA/BA 4 代系列可选配节能 LED 灯装置,可大大降低运营及维护成本,同时提供更好的环境保护及劳动保护。相比,水银蒸汽灯很昂贵,一旦废旧,需要作为特殊垃圾处理。该设备具有更好的安全防护设施,包括紫外照射防护、安全锁、防夹装置等,可满足更高的安全要求。 

性价比

MA/BA 4 代系列的拥有成本最具吸引力的地方在于占地面积小,同时工艺技术多样。其中,如果选配了节能LED灯,更能节省了运营和维护成本。设备结实耐用,各种操作元件、可更换部件都容易接触,加上采用 LED 光源,苏斯公司的 MO Exposure Optics MA/BA 4 代平台极大降低了维护成本。此外,还可以通过远程访问设备,识别及解决出现的故障,这又可以省下很多成本。   

 晶圆与晶圆之间对准、熔接键合、压印光刻等都是可选配加装的其他功能。 

在光刻工艺中,只需对准器件晶圆同侧的结构(例如再布线层、微凸点 等),用顶部对准功能将掩模位置标记对准晶圆位置标记。  根据衬底的特性,这可以用存储的晶圆位置数据或者用两个现场照片 、SUSS MicroTec 开发的DirectAlign™ 直接对准技术实现。 

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 掩模对准器极高的对准精度
  • 清晰、强大的图像识别功能,即使在对比度不理想的情况下

应用微电子机械系统(MEMS)、圆晶级封装和三维集成的工艺,例如在接板上制造垂直通孔 (TSV),需要与正面结构对准的晶圆背面结构。 此时常使用光学背面对准。 集成摄像机系统采集掩模结构和晶片背面结构并将它们相互对准。 由于晶圆在装载掩模靶后被覆盖,必须预先确定并存储其位置。 这对整个对准系统提出了特殊的要求。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • SUSS 掩模对准器凭借其极高的机械精度和稳定性带来无与伦比的准确性

多层晶圆堆叠被应用在许多构造工艺中。 用红外照射可以识别并对准通常埋在层之间的对准标记。

红外光还可以根据这些埋入的标记进行对准。  这需要使用能透过红外线的材料,例如硅、III-V族半导体(如砷化镓)以及临时键合和键合分离工艺中所使用的粘着剂  通过个例研究检查可行性。

为了尽可能扩大红外对准的使用范围,SUSS 掩模对准器可以选配强大的红外光源和高性能摄像系统。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 强大的红外光源和高性能摄像系统

提高对准精度

当对套刻精度有较高要求时,大大提升标准系统的自动对准功能。DirectAlign®,SÜSS MicroTecs 图像识别软件附加功能,放弃图片存储系统中的结构图文件,取而代之的是访问实况图。结构识别基于工业标准 PatMax 且取得了优异成绩。因此,在 SUSS 掩模对准器上用 Direct Align® 进行顶面对准时对准精度可达到 0.5 微米。
对易混淆结构或视野受限的苛刻对准过程建议使用强化对准。

将一个已形成结构的掩模与圆晶对齐,然后将掩模与圆晶的距离缩得非常小(因此又叫“接近式光刻”)。 在曝光过程中,掩模结构的影子被转移到圆晶上。 掩模于圆晶之间距离的精度以及曝光镜头系统的质量,一起决定了曝光结果的质量。

该方法因为速度快,应用灵活,从而成为微结构生产最具成本效益的方法,它能生产出最小3微米的微结构。 接触式曝光能达到亚微米级别的分辨率。 典型的应用范围包括圆晶级芯片尺寸封装、倒装芯片封装、凸点、微电子机械系统(MEMS)、LED和电力设备等领域。 这些系统被应用到了大规模生产的以及工业研究领域中。

SUSS MicroTec 公司的掩模对准器以阴影工艺为基础。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 因为镜头系统衍射减少,从而得到更突出的分辨率。
  • 使用了微镜片镜头系统,所以工艺稳定

The lower the exposure gap from mask to wafer, the higher the resolution. In soft contact mode the wafer is brought into contact with the mask and is fixed onto the chuck with vacuum.

In hard contact mode the wafer is brought in direct contact with the mask, while positive nitrogen pressure is used to press the substrate against the mask. In hard contact mode a resolution in the 1 micron range is possible.

In this mode, a vacuum is drawn between mask and substrate during exposure. This results in a high resolution of < 0.8 µm.

The diffraction reducing exposure optics is designed to compensate diffraction effects in both contact and proximity lithography. Instead of using a plane wave as in other proximity lithography tools it provides an angular spectrum of planar light waves to reduce diffraction effects. The selection of a proper angular spectrum improves structure resolution in the resist.

灵活性最高的专业镜头系统

SUSS mask aligners are equipped with a WEC head system that allows reaching the parallelism between substrate and mask with a micrometric precision 

Auto Alignment is based on a motorized alignment stage. The COGNEX® based pattern recognition software automatically recognizes wafer target locations and controls the movement of the alignment stage. Coupled with SUSS MicroTec‘s DirectAlign® accuracies down to 0.25μm can be achieved. Auto Alignment enables highest repeatability of process results coupled with optimized throughput and minimum operator intervention.

Assisted Alignment represents the latest development for operator assisted, semi-automated alignment. During manual alignment the COGNEX® based pattern recognition software continuously measures the achieved accuracy and reports it to the operator. With its sub pixel resolution the system supports highest alignment precision, prevents misalignment and maximizes yield.

未来的光源

SUSS MicroTec 的全新光源方案尤以高效而出类拔萃:紫外 LED 光源的使用寿命较传统水银蒸汽灯高出好几倍。除此之外也不再需要预热和冷却阶段,因为 LED 在曝光时才会接通。相比而言,这些因素为能耗的大幅降低做出了明显贡献。同时也不再需要花费高昂的费用处理水银蒸汽灯的特殊垃圾。SUSS LED 光源搭载最新技术,从而能满足环境兼容性和能效方面不断提高的要求。 

经济性

使用 LED 光源可显著降低光刻机的运行成本。LED 比传统灯的使用寿命多出几倍,从而降低了目前因换灯产生的费用。于是,停工、采购新光源、调准或者旧材料的处理便统统成为过去。

确保工艺灵活性

与传统水银蒸汽灯相比,LED 光源不仅能效更高,而且使用起来灵活得多。一般来说,采用紫外 LED 光源能够覆盖水银蒸汽灯的光谱范围。区别在于,紫外 LED 光源能够接通和断开特定的波长。这样就不必进行光源之外的滤光。波长的控制通过编程方案实现,与无需更换滤光镜或重新校准的特殊工艺要求相匹配。 
与 SUSS MicroTecs 的专用曝光系统 MO Exposure Optics 相结合,LED 光源能在工艺设计中实现最大的灵活性。 

安全性

LED 光源不仅安全,而且环保,在健康保护、劳动保护和环境保护方面所呈现的解决方案有着明显的优势。 

优势

  • 能源消耗更少
  • 使用寿命更长
  • 无需停工,换灯无需重新调校
  • 无需处理特殊垃圾
  • 复杂度降低,保养花费少

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

模拟光刻工艺

模拟光刻工艺无需反复试验就可优化调整工艺参数。SÜSS MicroTec 公司与生产商 GenISys 销售的“实验室”光刻工艺多功能模拟软件为用户带来更强大的工艺控制。它提供集成设计和工艺开发所有必要的模拟功能,以及验证和优化功能。包括从曝光调整和掩模结构改进到光刻胶处理的所有工艺步骤。此外,先进的3D模拟功能进一步优化模块的演示效果。

MO Exposure Optics 结合专为 SÜSS 光学系统打造的实验室镜头模块,使实验室能够根据客户定向优化曝光滤板设计,从而改进结构精度。

亮点

  • 完整模拟掩模对准器的光刻过程
  • 可调节曝光参数(准直、光谱成分),特别是预先定义所有 SÜSS 光学系统
  • 快速灵活演示以及1 维 、2 维和 3 维定量分析

Available for:

Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

用户专属的曝光和掩模方案

通过综合优化在投影式光刻技术里用到的掩模板的设计和光源照明( 掩模优化) 减少衍射引起的结构错误。根据客户要求调综合整曝光滤板和掩模结构(OPC=光学近场校正)显著提升光刻工艺的功能性。

模拟平台可为工艺参数建模,如掩模结构和曝光参数。以此,在减少实验开销的同时,设置各种生产情况的曝光和掩模结构并降低投影错误.

光源掩模优化与 MO Exposure Optics® 特殊镜头一起为提高掩模对准光刻中的工艺稳定性作出重要贡献。

亮点

  • 通过 MO Exposure Optics 稳定光源
  • 通过可更换的曝光滤板优化光源
  • 通过光学邻近校正 (OPC) 优化掩模

Available for:

Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

压印光刻是一种制造各种纳米到微米级结构的技术,低成本,可靠性高。

将一块印模放在基材上与感光材料接触,实现复制。胶填充压模的三维结构,然后在紫外光的作用下固化。图案、结构解析和模具等因素对该过程有很大的影响。

压印光刻能够与传统的半导体生产工艺兼容,在 DFB 激光器,高亮度 LED,晶圆级相机和微机电系统等组件的开发和生产中起到了非常关键的作用。

苏斯公司(SÜSS MicroTec)基于手动光刻机所开发的压印光刻解决方案,能够处理各种材料及最大 200 mm 的基板。如果要求多道压印工序并行,则能够将基板和压模精确对准。压印装置可便捷地加装在 SÜSS 光刻机上。

苏斯公司根据工艺要求,在其光刻机上采用不同的压印技术

在微米级和纳米压印领域,苏斯公司拥有独特的 SMILE(苏斯压印光刻设备)技术。
两种工艺的区别在于预期分辨率。
对于微结构的成像,采用的是在基材中央涂覆感光聚合物的方法。光刻胶均匀分散在整个表面上,充满压模的空腔。通过封闭式反馈回路主动控制工序间距的准确位置,从而在使用余胶厚度情况下达到最稳定的可靠性。 
对于纳米结构的成像,采用的是柔性压模。首先接触的是涂了胶的基片中部位置,然后随着工艺的进展逐渐进行径向延展。
无论是微结构还是纳米结构,这种工艺都能够达到精确成像,应用非常广泛,工艺灵活性非常高。例如,SMILE 可用于生产微机电系统、光学镜片等。 

亮点

  • 精确控制胶层的厚度和均匀性
  • 可双面复形
  • 高校准精度(+/- 1 微米)
  • 可用于光学镜片晶圆的堆叠和紫外光键合
  • 从边缘抓取或者使用缓冲晶圆,避免接触到活性表面
  • 可抓取弯曲晶圆

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

在掩模对准机里键合两片基板的刀具

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

高精度对准两个晶圆

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

熔融键合是两个平衬底的自然连接。 抛光片在清洗后进行亲水性加工,相互接触并在高温下退火。  等离子体预处理 使得衬底能够在室温下接合。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

Semi-Automated Bond Aligner

Semi-Automated Mask and Bond Aligner

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MA/BA Gen 4 Series Brochure 729kb
SUSS Product Portfolio 990kb
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