工艺技术

为了低成本地生产高性能、多功能微芯片,新型工艺技术成为生产规划中的首选。 通过仔细选择合适的方法,显着提升生产工艺的效率、提高产量并缩短生产总时间。SUSS MicroTec 设备的出色之处在于高度的工艺灵活性。 它们支持多种工艺并且很容易地加装新装备。

哪些工艺最适合您的产品?

我们的职责是提供专业的建议,并确保我们的客户用我们的产品赢得市场成功。为了在世界各地提供 工艺支持 和可行性研究,SUSS MicroTec 设有地区应用实验室。 高级工艺专家以其精湛的业务能力和丰富的经验帮助我们的客户解决各种复杂问题。

对准技术

曝光

涂胶技术

显影工艺

键合技术

临时晶圆键合

压印光刻

激光工艺

等离子体处理

光掩模处理技术

 

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

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

在投影曝光工艺中,也要将掩模与圆晶先对齐,但掩模上的图案是通过位于掩模和圆晶之间的光学镜头投影到圆晶上的。 通常情况下,每次投影只能使圆晶的一部分曝光。 通过分步骤的重复投影(分布重复),或者连续的工艺(扫描)之后,才能使整个圆晶都得到曝光。 投影镜头系统的型号和特征决定了分辨率和聚焦深度,从而决定了曝光的工作效率。

SUSS MicroTec 公司的投影扫描技术将全场曝光和传统的投影光刻技术的优点集于一身,为掩模对准器和传统投影步进机提供了一个新选择。 在投影扫描的过程中,将一个全场掩模在衬底上对准,然后通过一个扫描过程投影到衬底上。 对于步进机来说,扫描技术以更低的系统成本达到更高的生产能力,分辨率能达到3微米。  
投影扫描尤其在分辨率要求高的工艺、有凹凸图形或者光致抗蚀剂较厚的工艺中特别具有优势。 

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 一个成本效益明显的投影解决方案,极佳的分辨率,能到3微米。
  • 厚胶工艺中也能得到垂直的胶层侧面

选项:

全自动

半自动

涂胶技术

在旋涂法中旋转衬底被均匀地涂以溶液。 溶液,如光致抗蚀剂,通常分注在晶圆中心。 .然后加速度、最终转速和各步骤的持续时间使得涂料的一部分经离心分离形成厚度均匀的膜。 除了工艺参数外,溶液或光致抗蚀剂的物理性质决定了膜的厚度。

SUSS MicroTec 的 GYRSET 专利技术具有显著的优势。 GYRSET的原理是,工作室在涂胶过程中同步旋转,从而有效降低了旋转衬底上方的空气湍流。 在封闭的腔室中空气比通常用溶剂时更快速地饱和,使涂层缓慢干燥,从而更均匀地分布在衬底上。 这大大减少了材料的用量。

旋涂法不适用于有凹凸图形的结构。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 旋涂法是一种简单而应用广泛的方法
  • 通过 GYRSET 专利涂胶技术减少材料消耗并降低成本

选项:

全自动

半自动及手动

在喷涂法中,喷嘴将要涂抹的溶液喷在晶圆上。 经过优化后的晶圆上方喷嘴移动路径可以实现在衬底上均匀的涂层。 喷涂所用的液体通常粘度极低,以确保形成细小的液滴。

喷涂法即使在凹凸图形上也能形成均匀涂层,因此它是这种结构的首选方法。 喷涂法还能喷涂方形的衬底。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 即使在崎岖结构的表面上也能形成均匀表面涂层

选项:

全自动

半自动

在此工艺中,一定量的显影剂被滴在曝光后的衬底上,并通过适度的旋转分散开。 显影液因其表面张力在晶圆上形成凸状的液面(“Puddle”)。 当显影时间结束后,通过提高旋转速度甩干晶圆上的显影液。 然后,用去离子水冲洗晶圆并同样提高转速甩干。 这种方法的优点是,只需使用少量显影液,就能提供优异的显影结果。

浸置式显影法不得用于显影液达到饱和时,例如当必须除去大量显影后的光刻胶时或者凹凸图形阻碍了更换显影液时。 在这些情况下,需多步使用浸置式显影或者使用喷涂式显影 。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 化学品用量降低

选项:

全自动

半自动及手动

在喷涂式显影中以较低的速度旋转待显影的衬底。 一个喷嘴不断向曝光区域喷洒新鲜的显影液,以防止显影剂饱和。 与浸置式显影相比这种方法的优势是,可用于较厚的光刻胶以及大面积显影。 用去离子水冲洗,随后甩干,完成整个显影过程。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 对整个晶圆均匀显影,即使在光刻胶较厚的情况下。

选项:

全自动

半自动及手动

这种使用聚合物和胶黏剂的键合方法可用于许多种材料,如环氧材料、干性薄膜、BCB、聚酰亚胺及可紫外固化的化合物。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

在阳极键合方法中部件被离子化玻璃封装在晶圆上。 通过三层叠层键合技术可同时连接三层(玻璃-硅-玻璃),这提高了它的性能和产率。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

晶圆的共晶键合利用了共晶金属的特殊属性。 像焊料一样的合金即使在低温下也能够熔化。 这能够形成平坦的表面。
共晶键合需要精确定量键合力以及均匀分布温度,以便能够控制共晶材料的“回流”焊接。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

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

在此种方法中,通过网印将玻璃浆料涂在键合面上。 熔化所产生的结构并接触第二个衬底。 冷却后会形成稳定的机械性连接。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

混合键合指的是两种金属层的热压键合与熔融键合混合进行的键合方法。该工艺过程中会同时产生一种电力(金属键合)和机械力熔融键合。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

金属扩散键合包括铜-铜、铝-铝、金-金和其它金属。 另外,应用金属扩散使两个晶圆能够在一个工作步骤中同时完成机械和电性两种连接。 这种技术被用在三维应用,如三维堆叠中。 

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

固液互分散键合基于不同金属的扩散及聚合机理。键合之后,合金的熔点温度将大大高于键合温度,极大增加了应用范围。

Available for:

Automated Bonder

Semi-Automated Bonder

为降低薄晶圆处理 的风险,晶圆在减薄之前应预先置于晶圆载体上。 这种键合仅用于接下来的加工步骤 - 完成晶圆加工后会解除键合。

临时键合的必要步骤

  • 涂覆剥离层(涂层 或 等离子体活化)
  • 涂覆粘材
  • 键合
  • 热固化或紫外线固化

SUSS MicroTec 公司的开放平台兼容临时键合的所有常见材料系统。 除了已用于生产的工艺外,SUSS MicroTec 公司还在不断的鉴定更多材料,以便最大范围的支持市场上可供选择的粘材。

我们的客户将受益于

  • 开放的、可灵活配置的键合平台,支持所有常用粘材和工艺
  • 在一台设备中涂覆粘接层和剥离层,以及临时键合
  • 测量晶圆厚度和厚度变化(TTV)的集成测量系统

Available for:

Automated Temporary Bonder

Semi-Automated Bonder

市场上有各种粘接层和剥离层组合,用以从待加工晶圆上机械剥离载体晶圆。 因此为了支持各种去键合工艺,参数(如去键合速度)和去键合力也各不相同。 去键合过程应在监控下进行。 去键合时,薄晶圆被保留在切割膜上,使其在剥离载体晶圆后仍能继续进行其它工艺的处理。

SUSS MicroTec  公司的机械去键合工艺是在室温下进行,并且适用于临时键合的所有常见粘接剂和工艺。  去键合后,必须清除晶圆上粘接层和/或剥离层的残留物。 但某些类别放置晶圆的切割膜对清洁剂的抗性有限。 因此在清洁晶圆时要对其进行保护。

我们的客户将受益于

  • 开放的、可灵活配置的键合平台,支持所有常用粘材和的工艺
  • 全程监控去键合过程
  • 由于清洁晶圆时有特殊保护,因此在切割膜的选择上没有限制

Available for:

Automated Debonder

SUSS MicroTec 公司的激光去键合技术使用的是对去键合波长有足够透射度的玻璃载体。 通过 248 纳米或 308 纳米的准分子激光器照射来剥离粘材。 与固体激光器不同的是,准分子激光器可打破与玻璃载体接触部位的化学键。 这种激光去键合技术属室温方法并且去键合部位不产生任何热应力。 同时还具备极高的通量。

我们的客户将受益于

  • 激光去键合机兼容多种热塑性粘材
  • 使用无特殊剥离层的普通玻璃载体
  • 薄晶圆无热应力

Available for:

Semi-Automated Debonder

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

UV-NIL(紫外纳米压印光刻)是一种典型的压印技术,可对小于 50纳米的样板结构进行完美压制。它将结果形状复制在硬石英玻璃压模上,压模与基板上的紫外光刻胶接触。可对压力、工序间隔、时间等工艺参数进行精确控制和设置。
UV-NIL 技术在苏斯公司的三种压印技术中,分辨率是最高的,对各种研发设备都适合。 

亮点

  • 两位数纳米级的分辨率(< 50 纳米)
  • 通过配方编辑器控制工艺参数
  • 操作便捷
  • 余胶厚度均匀 

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

软模压印技术应用于特别高要求的压印工艺。这种技术采用一个软压模与一个硬的柔性玻璃承载板结合的形式,不仅能够保证接触均匀,而且还可以对结构精确复制。
这种压印是通过毛细管力,而不是通过压力工作,从而降低了接触期间的结构变形。顺序接触可避免产生气穴,从而提高产出率和产量。
SCIL 技术复形精确,均匀度高,可满足各种采用高端蚀刻掩模的工艺高要求,例如光学元器件、微机电系统/纳米机电系统、高亮度 LED、垂直腔表面发射激光器的制造等。
SCIL 技术是与飞利浦研究院联合开发的成果。 

亮点 

  • 200 mm 整体压印
  • 高分辨率(<70 纳米)
  • 高对准精度(± 1 微米)
  • 压模寿命长 

Available for:

Semi-Automated Mask Aligner

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

固态激光技术的新发展,比如脉冲频率以皮秒计的高性能紫外激光的使用,扩展了激光技术在微结构方面的应用。 如今,在三维集成领域,比如插入式通道的制造或者重新布线(WLCSP / WLFO)等领域找到的实际的应用领域。

在微结构领域,准分子激光首先在蒸镀方面首先找到了可以应用的可能性。 通过使用脉冲的激光束的照射将材料涂覆到物体表面。 此时,光化学反应将会引起一个电子激发反应,这个电子激发反应引起压力突然升高,并将材料以单体和气体的方式爆炸性剥离。 在这种情况下,热效应非常小——该工艺技术非常适用于对温度敏感的材料非常有好处。

在激光工艺系统中,掩模在蒸镀工艺过程中充当图案模板的角色,使用这些掩模,生产出各种各样复杂的结构。  位于掩模和圆晶之间的投影镜头将掩模的结构在圆晶上绘制出来,就跟光刻过程中的投影步进机是类似的。 直接通过激光束以“分布重复系统”直接去除材料得到圆晶的结构。

准分子激光也可以用于基材分离和圆晶分离。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 通过减少镜头获得2.5微米以下的高分辨率

选项:

全自动

等离子体处理技术用于在晶圆键合和直接键合应用中活化表面。 此技术是基于介电阻挡放电原理。 为了得到均匀的等离子体放电,需要两个电极,其中至少有一个电极配有足够厚的电介质并且它们的间距必须足够小。 现在,如果施加交流电压,它们会在大气压力下均匀的放电,这使得昂贵的真空技术变得多余。

Wafer preparation for fusion bonding processes is a frequent plasma treatment application using the SELECT plasma tool from SUSS MicroTec. Pre-treatment ensures superior bond quality and at the same a high bond yield. In wet chemical and/or plasma processes, organic and particle contamination is removed, while the bonding surface is also rendered reactive, thus allowing stronger bonds to be achieved. Following these pre-treatment steps, post-bonding annealing can take place at temperatures far below 450 °C, This ensures the CMOS compatibility of the bonding process.

Highlights

  • Minimal thermal stress on wafers and components
  • Superior bonding forces
  • Reduced temperatures provide greater flexibility in the choice of materials

选项:

半自动

半自动

下载:

传统等离子体工艺通常需要完整处理晶圆表面,这在某些情况下会影响相关微部件或者电子元件的功能。 由 SUSS MicroTec 和 Fraunhofer IST 研究所 联合研发的局部等离子体处理技术,可选择性的活化晶圆上微米小的区域并为它们提供官能层。 它为部件的设计和制造提供了全新可能,特别是在微电子机械系统(MEMS)应用方面,如微流体通道、生物芯片制造或者部件封装。

选择性等离子体处理为有凹凸图形和无凹凸图形的晶圆提供了不同的方法。 对于有凹凸图形的晶圆,等离子体活化要么应用在凹处要么只用在凸

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 保护敏感部件
  • 通过用选择性活化替代额外的掩模步骤,节约成本

选项:

半自动

半自动

下载:

熔融键合工艺的晶圆预处理发生在实际键合工艺前。 这种预处理能同时保证极高的键合质量的产率。 通过湿法化学和/或等离子体处理不仅去除了有机污物和颗粒,同时还活化了键合表面,以此达到更牢固的键合效果。 此外,经上述预处理键合后的退火温度可以远低于 450°C。 因此,可以保证键合工艺对 CMOS 的兼容性。

我们的客户可以从中得到以下好处

  • 晶圆和部件的热负荷较低
  • 较高的键合力
  • 由于温度较低,在材料的选择上具有更大的灵活性

选项:

半自动

半自动

生產零組件的過程中,光罩上的污漬會對微影設備的成像過程產生極其不利影響。 尺寸小於 1 微米的顆粒對生產所帶來的威脅與有機和無機物質污染相當。 因此準備、清洗與處理光罩的動作更形重要。即使是新一代的微影技術(next-generation lithography)對 22nm- (或更小)的技術也需要非常高效率的清洗技術,以盡可能地防止結構破壞或光學特性改變。也就是必須達到「零顆粒」。  

各種不同的光罩,從所有可能的材料製成的傳統二元光罩到相偏移光罩,都可作為基板 。這當中的每一個都需要特殊的技術。    

完整的清洗過程包括:

  • 表面處理
  • 清除光阻劑和有機物質
  • 清除顆粒
  • 清除殘留離子
  • 乾燥並保持表面無雜質

光罩的清洗,通常採用物理和化學清洗技術相結合的方式來去除顆粒以及有機和無機污染物。
對於高度發展的 193i 微影和 EUV(極紫外光) 微影技術中所使用的光罩,將高精度兆聲與具有多種不同介質的二元納米噴射技術相結合,這已被證明是一種極有效的去顆粒方法。
此外,創新環保的端紫外光(In-Situ UV)技術為維護結構完整提供了非常廣泛的無化學技術,如表面處理、去光阻、去除有機汙物和最終清洗。如此即可避免結構受損或者光罩的光學性質發生改變。
 

特色與優點

  • 高效清潔以及較高的第一清洗產量 (first past cleaning yield)
  • 減少結構損壞
  • 透過端紫外光(In-Situ UV)技術涵蓋各種不同的處理階段
  • 保持解析度
  • 降低成本 (CoO)
  • 設備

Available for:

進行濕式清洗前須先啟動光罩表面處理。此時表面特性會有所改變,並從疏水性轉為親水性。

最具代表性的幹化學表面處理方法即為 172nm 紫外光處理技術。相反地,SPM(濃硫酸、過氧化氫 混合物)技術則是以濕式化學技術為基礎,透過在液體中的端紫外光誘導產生。以上三種方法均主要透過不斷增加光罩表面的羥基組以去除表面疏水層。

特色與優點

  • 在方法的選擇上具有靈活性

使用壽命長的光罩可為客戶減少購置成本 (CoO)。因此,裝罩表面在清洗後應盡可能保持乾淨。 這個因素在使用 EUV (極紫外光) 微影技術時變得更加重要,其中掃描裝置的相容性起著決定性作用並且應避免因交叉污染引起曝光設備停機。

濕式清洗之後的表面保存和淨化處理主要在去除仍殘留在表面的和造成灰霾以及潮氣分子的有機和無機離子。

SUSS MicroTec 光罩清洗設備提供一系列後處理技術。根據襯底類型以及要求, 使用高溫烘烤、軟 RTP(「快速熱處理」,一種在真空中紅外曝光的方法),或使用 172nm 紫外光曝光,以確保光罩結構完整。

特色與優點

  • 滿足不同類型光罩特殊要求的技術

Available for:

Technical Publications
Service