DSC300 Gen3 Projektions-Scanner

Die alternative zu 1X UV-Steppern mit hohem Durchsatz

SÜSS MicroTec stellt seinen Projektions-Scanner der nächsten Generation vor - den DSC300 Gen3. Diese proprietäre Scan-Lithografie-Plattform ermöglicht einen Durchsatz von über 100 Wafern pro Stunde mit einer Auflösung von unter 2µm. Die Plattform bietet damit die niedrigsten Betriebskosten unter den 1X-Projektionslithografiegeräten.

Das flexible DSC300 Gen3 Bridge-Tool für 200 mm- und 300 mm-Wafer wurde umfassend überarbeitet und bietet nun höhere Leistung und geringere Overhead-Zeit. Der DSC300 Gen3-Scanner ermöglicht einen Durchsatz für 300 mm-Wafer von über hundert Wafern pro Stunde bei 400 mJ/cm² und >80 wph bei 1000 mJ/cm² Dosis.

Seine verbesserte 1X Wynne-Dyson-Optik und vier automatisch auswählbare numerische Aperturen ermöglichen es, Strukturen < 2 μm in dünnen Resists sowie > 100 µm Schärfentiefe in dicken Resists zu erzielen. Die Vollfeld-Abbildungs-Technologie des DSC300 Gen3 unterstützt sowohl die Strukturierung von sehr großen Chips ohne Stiching, die Abildung von nicht wiederholbaren Strukturen für heterogene Integration als auch den Verzicht auf zusätzliche Randentlackung.

Darüber hinaus profitieren Anwendungen für Fan-out Wafer-Level Packaging von der integrierten optischen Die-Shift-Kompensation. Diese neuartige Die-Shift- und Run-in/Run-out-Kompensation korrigiert bis zu ± 200 ppm (30 µm auf einem 300mm-Wafer).

Mit dem Projektionsscanner DSC300 Gen3 bietet SÜSS MicroTec eine ergänzende Technologie zu seinem Mask-Aligner-Portfolio und eine kostengünstige Alternative zur traditionellen Projektionsstepper-Lithografie.

Highlights

Hoher Durchsatz von über 100 wph
(400 mJ/cm² Dosis)

Niedrigste Betriebskosten unter den
1X-Projektions-Lithografiegeräten

Gleiche 2 µm-Auflösung wie 1X UV-Stepper

≤ 1,0 µm Overlay (Mittelwert + 3 Sigma)

Strukturierung von sehr großen Packages ohne Stichting

± 200 ppm optische Die-Shift-Kompensation für FOWLP

Die Alternative zu 1X UV-Steppern

Herkömmliche 1X-Stepper vergeuden viel Zeit, um zwischen den einzelnen Belichtungsfeldern zu steppen. Bei 50-70 Belichtungen verstreicht sehr viel Zeit ungenutzt und der Durchsatz ist demzufolge niedrig.

Im Vergleich dazu ist der DSC300 Gen3 mit seiner einzigartigen, gleichmäßigen und kontinuierlichen Serpentinen-Scan-Technik außergewöhnlich schnell - ohne Zeitverlust durch Stoppen. Das homogen ausgeleuchtete Belichtungsfeld (< 3% Ungleichmäßigkeit) und die Bewegung dieses Belichtungsfelds über den Wafer sorgen dafür, dass der Wafer überall gleichmäßig belichtet wird, sowohl in der Mitte als auch am Rand. Durch Überlappung des Scans wird sichergestellt, dass die Dosis über dem gesamten Wafer konstant gehalten wird und kein Stitching entsteht. Vor jeder Scan-Belichtung misst das System die UV-Intensität und steuert über die Geschwindigkeit der Stage das Aufbringen der im Rezept definierten Dosis.

 

Highlights

  • Verwendung von leicht zu gestaltenden Vollfeldmasken (nicht invertiert)
  • Beste Abbildung von Mustern und Positionen
  • Überlegene Technik für große Chips und heterogene 3D-Integration
  • Keine Begrenzung durch Größe des Stepperfelds - kein Stitching
  • Schnelle Belichtungszeiten mit hervorragender Gleichmäßigkeit

 

Hoher Durchsatz

Der DSC300 Gen3 Projektions-Scanner steigert den Durchsatz der 1X-Projektionslithografie erheblich. Bei 300mm-Wafern sind über 100 Wafer pro Stunde möglich. Ein weiterer Vorteil des DSC300 Gen3 ist, dass der hohe Durchsatz für eine bestimmte UV-Dosis stabil ist, unabhängig von der Struktur- oder Chipgröße  und des Wafer-Layouts. Darüber hinaus werden die Belichtung des Waferrands (WEE, Wafer Edge Exposure) und der Schutz des Waferrands (WEP, Wafer Edge Protection) durch die vollflächige Maske gesteuert. So wird keine zusätzliche Zeit benötigt.

  • Signifikant höherer Durchsatz im Vergleich zu 1X-Steppern
  • Der Durchsatz ist unabhängig von der Größe des Dies, der Feldgröße oder dem Layout

 

 

 

Der DSC300 Gen3 Projektions-Scanner ist mit einer Wynne-Dyson-Projektionsoptik ausgestattet, die hervorragende Abbildungseigenschaften bietet. Es ist die gleiche Technologie, die auch von anderen bekannten 1X-UV-Stepper-Herstellern verwendet wird. Die DSC300 Gen3 hat daher die gleichen Abbildungseigenschaften wie diese Stepper-Lithografie-Tools (< 2 µm L/S in 2 µm Resist).

Die Wynne-Dyson-Optik von SÜSS MicroTec ist eine modifizierte und erweiterte Version dieser bewährten Optik-Technologie.

Nichtinvertierte Bildgebung

Maskenlayout und Waferlayout haben die gleiche Ausrichtung - das erleichtert die Gestaltung des Maskendesigns.

DSC300 Gen3 Verbesserungen

Die höchste wählbare numerische Apertur für höchste Auflösung wurde von 0,14 auf 0,15 erhöht. Verbessertes Prismen-Design, optimierte Beschichtungen und eine aktive Prismen-Kühlung mit geschlossenem Regelkreis sorgen für eine höhere Stabilität. Das wertvolle Linsensystem wird durch eine Stickstoffspülung und ein austauschbares Fenster am Ausgang der Optik geschützt.

Highlights

Die Optik ermöglicht die gleiche Abbildungseigenschaften wie ein 1X-Stepper, jedoch mit dem wesentlich höheren Durchsatz des Projektionsscanners.

Die Abbildungsoptik, einschließlich der von SÜSS MicroTec modifizierten Wynne-Dyson-Optik, ist der wichtigste Baustein für die herausragenden Abbildungseigenschaften dieses Scanners.

Der Projektions-Scanner ist mit einer einzigen leistungsstarken 2000W Quecksilberbogenlampe als UV-Lichtquelle ausgestattet. Das senkt die Verbrauchskosten im Vergleich zu 1X-Steppern, die zwei UV-Lampen verwenden. Die Kombination aus Lampe und Belichtungsoptik erzeugt eine Bestrahlungsstärke von > 8000 mW/cm². Das Lampenhaus ist außerdem mit automatischen, rezeptgesteuerten Diffusoren zur Regelung der Ausgangsleistung ausgestattet.

Vom Lampenhaus aus wird die transmittierte UV-Strahlung von einem Kaltlichtspiegel reflektiert, während das Infrarotlicht durch den Spiegel aus dem Beleuchtungsstrahlengang geführt wird. Die reflektierte UV-Strahlung durchläuft den Lichtmischstab, wo sie homogenisiert wird. Durch eine Blende erhält das Beleuchtungsfeld hier seine Form. Zusätzlich befinden sich an dieser Stelle automatische Wechselmagazine für vier Wellenlängenfilter und vier Blenden, um zwischen vier verschiedenen numerischen Aperturen wechseln zu können.

Am Ausgang der Beleuchtungsoptik reflektiert ein Kippspiegel die homogenisierte UV-Strahlung durch die Fotomaske und in die Wynne-Dyson Projektionsoptik. Die Maskenstrukturen werden durch die Elemente der Optik so projiziert, dass sie am Ende auf dem Wafer in der gleichen Ausrichtung wie die Maske abgebildet sind. Die Maskenstrukturen werden in der richtigen Orientierung auf das darunterliegende Substrat projiziert, wobei Maske und der Wafer zusammen während der Belichtung einem Serpentinen-Scanmuster folgen, bis der gesamte Wafer gemäß der programmierten Dosis belichtet wurde.

Der DSC300 Gen3-Scanner verfügt konstruktiv über einen effektiven optischen Kontaminationsschutz. Das bedeutet weniger optische Verunreinigungen und somit höhere Erträge.

Schutz vor Verunreinigungen der Maske

Maske und Wafer sind durch einen vertikalen Abstand von 200 mm voneinander getrennt. Mask Pellicle Handling ist optional verfügbar. Ein vertikaler bis horizontaler HEPA-Luftstrom leitet Partikel und Verunreinigungen von der Optik weg.

Beständig gegen Ausgasungen

Zwischen Optik und Wafer liegen etwa 8 mm Abstand. Die konstante Bewegung der Stage erzeugt einen Luftstrom, der hilft, ausgasende Verunreinigungen abzuführen. Darüber hinaus leitet der vertikale bis horizontale HEPA-Luftstrom über den Arbeitsbereich (von vorne nach hinten) Partikel und Verunreinigungen von der Optik weg.

Details: Einstellung des Fokus

Der DSC300 Gen3 ist jetzt mit drei Luftdrucksensoren ausgestattet, um zeitgleich die Z-Höhe in einem Messdurchgang bestimmen zu können.

Darüber hinaus wurde das Design des Luftdrucksensors hinsichtlich Genauigkeit und höherer Lebensdauer des Sensors überarbeitet. Jeder Sensor wird regelmäßig und automatisch auf die gleiche Referenzquelle kalibriert, um hochpräzise Messungen dauerhaft zu gewährleisten.

Highlights

  • Höherer Durchsatz und niedrigere Betriebskosten

Der DSC300 Gen3 berechnet aus den Messdaten von drei Luftdrucksensoren (siehe Höhenmesssystem) alle erforderlichen Wafer-Nivellierungseinstellungen. Wenn das System feststellt, dass eine Nivellierung und/oder Fokussierung der z-Achse erforderlich ist, werden Höhe und Neigung des z-Achsen-Tischs durch drei Motoren verändert. Die vertikale Bewegung der Z-Achse wird aktiv überwacht und kompensiert zusätzlich eventuell entstehende laterale Dezentrierungen.

Highlights

Verbesserte Fokussierung und Nivellierung führt zu einer verbesserten Bildgebung und CD-Gleichmäßigkeit.

Details: Handling

Der DSC300 Gen3 beinhaltet standardmäßig ein automatisches Be- und Entladungssystem für Fotomasken.

300 mm Tools und Bridge-Tools (200 mm und 300 mm)

  • Maskengröße: Diese Maschinen verwenden 14" x 14" Masken aus Soda-Lime oder Quartz für beide Wafergrößen.
  • Maskenlagerung: Maskenhalter und Maskenhalterstation (Kapazität: 8 Masken) oder optionale Maskenbibliothek (Kapazität: 15 Masken).
  • Optional: Handlingsysteme für Pellicle-Masken

Spezielle 200-mm-Werkzeuge

  • Maskengröße: Diese Maschinen verwenden 9" x 9" Masken aus Soda-Lime oder Quartz
  • Maskenlagerung: Modifizierte 9" x 9" Maskenhalter und Maskenhalterstation (Kapazität: 8 Masken) oder optionale 9" Maskenbibliothek (Kapazität für 15 Masken).
  • Optional: Handlingsystem für Pellicle-Masken

Highlights

  • Schnelles, sicheres und zuverlässiges Handling von Fotomasken
  • Höherer Schutz vor Partikelkontamination bei Verwendung der Maskenhalter-Option

Der Standard DSC300 Gen3 ist ein Bridge-Tool für 200 mm- und 300 mm-Wafer. Die primäre Konfiguration ist auf das automatische Handling von 300 mm-Wafern (optional 200 mm) ausgelegt. Manuelle Be- und Entladung sowie andere Wafer- und Substratgrößen sind möglich.

Automatisches Wafer-Handling (200 mm und 300 mm)

Die Plattform beinhaltet eine gut ausgestattetes EFEM für 300 mm FOUPs mit Doppelladestation, Zweiarmroboter, Endeffektor und Pre-Aligner (Notch-Finder). Für das Handling von 200mm-Wafern sind entweder 200 mm FOUP-Einsätze oder offene Kassettenadapterboxen verfügbar. Sowohl Standard-SEMI-Wafer als auch gebondete Wafer können geladen werden.

Handling gewölbter Wafer

Lösungen für verschieden gewölbte Wafer sind auf der DSC300 Gen 3, für bis zu 2 mm Wölbung standardmäßig und bis zu 5 mm Wölbung optional, erhältlich.

Diese Lösungen bestehen in erster Linie aus der richtigen Designwahl für Wafer, Chuck und Endeffektor.

Optionale Handhabung

Bitte kontaktieren Sie uns bezüglich Lösungen für dünne Wafer, TAIKO-Wafer sowie kleinere Wafer (6", 4", 2") und Substrate (unrund, bis zu 310 x 310 mm).

Highlights

  • Schnelle, sichere und zuverlässige Handhabung von Wafern und Substraten
  • Flexibel in Bezug auf Größe, Typ und Dicke

Der DSC300 Gen3 ist mit einem hochmodernen optischen Justiersystem im Submikrometerbereich ausgestattet, das eine globale 2-Target- und 4-Target-Justage ermöglicht. Die Targets können bei Verwendung einer Jusiterkamera an beliebiger Stelle auf dem Wafer liegen, bei Verwendung der zwei Justierkameras sind festgelegte Abstände der Targets notwendig.

300mm Wafer Tools and 200mm/300mm Bridge Tools

Die Plattform beinhaltet eine On-Axis-Kamera sowie zwei Off-Axis-Kameras mit festem Abstand für die gleichzeitige Bilderfassung von zwei Targets. Dies gewährleistet einen schnelleren Durchsatz.

Spezielle Tools für Wafer bis 200mm

Das System beinhaltet eine On-Axis-Kamera, eine Off-Axis-Kamera und die von SÜSS MicroTec entwickelte Cognex VisionPro® Mustererkennung.

Highlights

Kombiniertes On-Axis- und Off-Axis-Justiersystem mit Genauigkeiten im Submikrometerbereich.

Der DSC300 Gen3 beinhaltet eine vollständig verriegelte Sicherheitsabdeckung mit einer reinraumkompatiblen Umgebungskontrolleinheit (ECU) und einem neuartigen geschlossenen Regelkreis, einem vertikalen bis horizontalen HEPA-Luftstromsystem. Die ECU steuert die Temperatur in der Kammer auf ± 0,2°C.

Highlights

  • Hohes Maß an Sicherheit für den Bediener
  • Hohes Maß an Prozess von Bedienern und Umwelteinflüssen geschützt

Der Projektions-Scanner lässt sich in ein Automatisierungssystem für Fabs integrieren, das mit SECS-II/GEM-Schnittstellen kompatibel ist.

Für den DSC300 Gen3 sind mehrere optionale Infrarotjustierungs-Pakete verfügbar, sowohl für Vorderseiten- als auch für Rückseitenjustierung. Diese Optionen ergänzen das vorhandene optische Justiersystem. Für die Infrarotjustierung wird empfohlen, die spezifischen Wafer vorab von uns testen zu lassen.

Infrarot-Oberseitenjustierung

Die Infrarot-Oberseitenjustierung ermöglicht die Identifikation der Oberseiten-Justiermarken durch lichtundurchlässige Fotolacke und dielektrische Materialien. Diese Option beinhaltet eine oberseitig montierte Infrarot-Kamera (900-1300 nm).

Infrarot-Rückseitenjustierung (Auflicht/ Reflektion)

Diese Option beinhaltet eine oberseitig montierte SWIR-Kamera (900-1300 nm).

Infrarot-Rückseitenjustierung (Durchlicht)

Das Durchlicht-IR-Upgrade wird für hochdotierte Wafer empfohlen oder wenn die Reflektion-Infrarotjustierung keine brauchbaren Ergebnisse liefert. Um Durchlicht zu erreichen, werden neben der oberseitig montierten SWIR-Kamera (900-1300nm) zwei im Waferchuck integrierte IR-Dioden verwendet.

Highlights

Effektive Justage der Alignmentmarken entweder durch lichtundurchlässige Prozessmaterialen oder durch Silizium zur rückseitigen Justierung.

Der DSC300 Gen3 ist mit zweifach verstellbaren numerischen Aperturen verfügbar, was die die Bildgebung nochmals deutlich verbessert. Diese optionale Funktion erweitert das System um vier wählbare numerische Aperturen der Projektionsoptik (NAp: 0,15, 0,14, 0,10 und 0,07) zusätzlich zu den bereits vorhandenen vier wählbaren numerischen Aperturen der Beleuchtungsoptik (NAc: 0,15, 0,14, 0,10 und 0,07). Die Möglichkeit, die beiden Arten von numerischen Aperturen zu kombinieren, erlaubt die bestmögliche Feinabstimmung um die partielle Kohärenz für den spezifischen Lack und den Prozess zu optimieren.

Verschiedene Kombinationen der numerischen Aperturen sind möglich. So können hohe Auflösung und Schärfentiefe optimal eingestellt werden.

    • Beste Auflösung in dünnen Lacken (z.B. 2µm)
    • Präzise Strukturierung in mittleren Lacken
    • Hohes Aspektverhältnis bei der Strukturierung dicker Lacke (100-300µm)

Highlights

Höchste Kontrolle über die Abbildungseigenschaften und Schärfentiefe unter den 1X-Projektionslithografie-Tools

Der DSC300 Gen3 ist erhältlich mit einer neuartigen, optionalen, zum Patent angemeldeten Technologie. Diese ist für eine verzögerungsfreie nicht-thermische Run-In-/Run-Out-Kontrolle von großem Nutzen.

Run-In-/Run-Out-Kontrolle

Die Kontrolle von Run-In- und Run-Out-Fehlern aufgrund von Abweichungen zwischen Masken- und Wafergröße ist in vielen Advanced-Packaging-Applikationen erforderlich. Die Steuerung kann einen erheblichen Einfluss auf Overlay und Ausbeute haben. Viele bekannte 1X-Projektionsstepper verwenden thermische Verfahren, um die Fehler zu kontrollieren.

Optische Kontrolle von SÜSS MicroTec

Die neuartige optische Kompensationstechnologie des DSC300 Gen3 ist eine verzögerungsfreie und präzise Steuerung der Wafer-zu-Wafer-Vergrößerung. Es vermeidet die thermischen Zeitverzögerungsfehler, die bei vielen aktuellen Lithografietools mit temperaturgesteuerten Chucks und Maskenkühlung auftreten, und trägt somit zur Verbesserung der Overlay-Genauigkeit bei.

Highlights

  • Verbesserte Run-In-/Run-Out-Kontrolle im Vergleich zu thermischen Methoden
  • Verbesserter Overlay und Ausbeute

Der DSC300 Gen3 ist erhältlich mit einer neuartigen Technologie, die für Fan-Out-Wafer mit großem Die-Shift enorme Vorteile bietet.

Optionale optische Kompensation

Der DSC300 Gen3 kompensiert sowohl Stepp-Fehler als auch Fehler innerhalb des Belichtungsfeldes. Herkömmliche 1X-Stepper kompensieren nur Stepp-Fehler. Indem die systematischen Restfehler innerhalb des Belichtungsfelds nahezu eliminiert werden, ist mit dem Projektions-Scanner DSC300 Gen3 eine neue Stufe der Reduzierung der Fan-Out-Wafer-Die-Shift-Fehlerrate erreichbar.

Die SÜSS Vergrößerungsanpassung und Strahlführungstechnologie basiert auf zwei hochsynchronisierten Closed-Loop-Systemen:

  • Zoom-Optik für optische Vergrößerung
  • Aktive Strahlführung

Zusammen ermöglichen diese beiden Systeme eine Vergrößerungskorrektur von bis zu ± 200 ppm, um die Maskenbildgröße an die reale Wafergröße anzupassen.

Highlights

  • Verbesserte Fehlerreduzierung großer Fan-Out-Wafer Die-Shift verglichen mit 1X-Steppern
  • Vorteile bei Overlay und Yield
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