MA/BA Gen4 Pro Series Mask & Bond Aligner

インダストリアル研究開発 および生産向け高機能マスク/ボンドアライナ

MA/BA Gen4 Proシリーズは、SÜSS MicroTecsのセミオート式 マスクアライナの中で最も汎用性・拡張性の高いプラットフォームで設計されており、広範囲におけるプロセス用途に使用することが可能です。対応基板サイズは最大で150x150mmまたは200x200mmの基板に対応しています。この装置は複数のツールタイプやオプションを有し、多くのプロセスに対して非常に優れた柔軟性を発揮し、研究開発だけでなく製造プロセスにも幅広く利用できます。熟練された装置コンセプトと最新式のテクノロジによって、MA/BA Gen4 Proは未来のテクノロジ開発を行なうための理想的な装置であると言えます。そして、MEMS、アドバンスドパッケージング、3次元積層、化合物半導体の分野での新しい業界基準を確立します。 

ハイライト

高精度位置合わせ と 高解像度 

多様なプロセスへの対応

最大限のプロセス制御

SUSS MicroTec Mask Aligner MA/BA Gen4 Pro Series

MA/BA Gen4 Proシリーズは生産環境でも容易に使用することができ、SUSS MicroTecsの自動露光装置との互換性も兼ね備えています。従って、開発から製造へのプロセスの移行もスムーズに実行できます。この装置はよく考慮された機能設計を通じてその高度な機能(業界標準)が自動化・標準化されていることが特徴と言えます。パターン認識による自動アライメントは生産性と歩止まりの向上を実現します。

高解像度向けの光学系と露光システム、並びに最新式のアライメント手法を特徴とするMA/BA Gen4 Proシリーズは未知なる領域とも言える新しいプロセス開発を行なう上で成功への活路を開くのに非常に役立つツールとなり得ます。オプションもしくはアップグレード可能な機能として、簡単なアダプタの交換で マイクロ/ナノパターン形成のための数種類のインプリント手法への対応や、ウェハ・基板同士の高精度アライメント、簡易型フュージョン接合、ウェハ・基板表面へのプラズマ処理なども行うことが可能です。 

リソグラフィプロセスのうち、デバイスウエハのいずれか片方の面にあるパターンのみがアライメントの対象となる場合 (RDL、マイクロバンプなど) では、上面アライメントによってマスクのポジションマスクがウエハのポジションマスクに対してアライメントされます。SUSS MicroTecによって開発されたDirectAlign™では、基板の特徴に応じて、保存されているウエハのポジションデータまたは2枚のライブ画像 を用いてアライメントが行われます。

弊社のお客様が得るメリット

  • アライメント精度が高いマスクアライナ
  • コントラストが良くない場合でも明確でパワフルな画像認識機能

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

MEMS、ウエハレベルパッケージ、3次元積層などのアプリケーション向けプロセス、例えばインターポーザ上でのシリコン貫通電極 (TSV) 形成では、ウエハ裏面のパターンを前面のパターンに合わせてアライメントする必要があります。通常、このようなアライメントには光学裏面アライメント技術 が用いられます。この技術では、カメラシステムを使っててマスクのパターンとウエハ裏面のパターンを認識し、相互のアライメントが行われます。マスクター ゲットのロード後にウエハが覆われて見えなくなるため、ウエハの位置は事前に決めて保存しておく必要があります。このことは、アライメントシステム全体に とって特別な要件となります。

弊社のお客様が得るメリット

  • 高い機械的精度とSUSSマスクアライナの安定性による抜群の精度

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

位置合わせ精度の向上

重ね合わせ精度に対する要求が厳しい場合、標準のオートアライメント機能を大幅に改善することが可能です。 SUSS MicroTecのDirectAlign®は、構造検出ソフトウエアの拡張機能で、イメージ記憶システム内のパターンの代わりにライブイメージを使用します。 この技術は業界標準のPatMax に基づいており、 優れた結果が得られます。 SUSSマスクアライナで、DirectAlign®を使用して、トップサイドアライメントを行う場合、 位置合わせ精度は0.5 µmに達します

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Operator-assisted systems maintain a high degree of process control and reliability in combination with the advantages of manual wafer handling.

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Semi-Automated Mask Aligner

A mask with a certain structure is aligned with the wafer in very close proximity (thus “proximity” lithography). During exposure, the shadow cast by the mask structure is transferred to the wafer. The resulting exposure quality depends on both the precision with which the mask and wafer are spaced apart and the optical system used for exposure.

Being fast and suited to flexible implementation, this method is regarded as the most cost-effective technique for producing microstructures down to 3 µm in size. With contact exposure, resolutions in the sub-micron range can be achieved. Typical areas of use include wafer-level chip-scale packaging, flip chip packaging, bumping, MEMS, LED and power devices. The systems are deployed in high-volume production as well as in industrial research.

The mask aligners supplied by SUSS MicroTec are based on proximity lithography.

Features & Benefits

  • Superior resolution as a result of diffraction-reducing optics
  • Process stability through the use of microlens optical systems

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

The large gap optics (LGO) optics is optimized for thick resist processes with large exposure gaps and 3D lithography, offering a resolution down to 5μm. The high resolution optics (HR) is apt for contact and close proximity lithography with structures down to 3μm at 20μm exposure gap. For processes with high dose requirements on 150mm wafers the exceptionally high intensity of the W150 HR optics facilitates high throughput.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

MO Exposure Optics® is a unique illumination optics specifically designed for SUSS mask aligners. It is based on micro-lens plates instead of macroscopic lens assemblies. A simple plug & play changeover allows for a quick and easy changeover between different angular settings including the functionality of both classical SUSS HR and LGO illumination optics.

The telecentric illumination which is provided by the MO Exposure Optics improves light uniformity and leads to a larger process window. In consequence, this causes yield enhancements. MO Exposure Optics also decouples the exposure light from the lamp source thus small misalignments of the lamp do not affect the light uniformity. A decoupled light source saves setup and maintenance time and guarantees uniform illumination conditions during the full life-time of the lamp.

Highlights

  • Excellent light uniformity over full exposure field
  • Stable light source
  • Customizable illumination by means of illumination filter plate exchange
  • "DUV-ready" process capabilities with fused silica micro optics
  • Special "down-sizing kits" for light compression to smaller wafer sizes

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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

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Automated Mask Aligners

Semi-Automated Mask Aligners

Manual Mask Aligners

Operator-assisted systems maintain a high degree of process control and reliability in combination with the advantages of manual wafer handling.

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Semi-Automated Mask Aligner

The mask aligner optionally offers an automatic filter exchange unit for up to four filters that are selected via process recipe. This removes the risk of operator errors and thus improves yield and effective throughput.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

リソグラフィプロセスのシミュレーション

リソグラフィプロセスをシミュレーションすることで、時間をかけて実験して試行錯誤することなくプロセスパラメータを最適に選択できます。このリソグラフィプロセス用多機能シミュレーションソフトウェア「Lab」は、SÜSS MicroTecがGenlSys社と共同販売しているもので、各プロセスをより効果的に管理するのに役立ちます。このソフトウェアには、デザインやプロセスの開発、検証、最適化のための、シミュレーションに必要なあらゆる機能が搭載されています。照明の形状、 マスクレイアウトの最適化からレジストプロセスまで、全プロセス行程を包括的にシミュレーションできます。最新式の3次元シミュレーション機能が搭載されていますので、一歩進んだ高度なモデル表示を行うこともできます。

MO Exposure OpticsとSÜSS製光学系のために特別に用意された光学系モデルを組み合わせることで、露光フィルタプレートのデザインをカスタマイズし、パターン形成精度を高めることができます。

ハイライト

  • マスクアライナによるリソグラフィプロセスの完全シミュレーション
  • 調整可能な照明パラメータ (コリメーション、分光組成)、SÜSS全光学系に対してカスタマイズ済み
  • 1、2、3次元の迅速かつ柔軟な可視化と定量的予測

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

顧客固有の照明形状とマスクレイアウト

マスクレイアウトと光源の組み合わせを最適化する(Source Mask Optimization)投影リソグラフィの手法により、照明の誤差、プロセスの副産物や回折によるパターン誤差を低減することが可能となっています。  顧客の特定の要求に対して、露光フィルタープレートとマスクパターンを一致させる選択(OPC=光近接効果補正)により、リソグラフィープロセスの機能性が飛躍的拡張しています。 マスクパターンや照明 パラメータなどのプロセスパラメータのモデリングは、シミュレーションプラットフォームで行います。シュミレーションプラットフォームは、実験にかかる労力や、照明やプロセスのエラーを抑えながら、特定の製造場面で設定されるべき露光条件、マスクパターンの選択を容易にします。 照明、マスクの最適化技術は、特別な光学系 MO Exposure Optics®とともに、マスクアライナリソグラフィのプロセス安定性の向上に大きく寄与します。

ハイライト

  • MO Exposure Opticsによる光源の安定化
  • 交換可能な露光フィルタプレートによる光源の最適化
  • 光近接効果補正 (OPC) によるマスク最適化

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

未来の光源

SUSS MicroTecの新しいランプハウスコンセプトは特に高い効率性を特長としています。UV LED光源は、従来の水銀灯寿命の数倍に達する寿命を実現しています。また、ウォームアップ時間とクールダウン時間は必要ありません。LEDは露光実施時にのみオンになります。これらの要素は従来製品と比較して、非常に低いエネルギー消費量に貢献します。その上、水銀灯の特殊ごみの処分は必要ありません。

SUSS LEDランプハウスは最新技術を採用しており、環境配慮とエネルギー効率性の各点から高まり続ける要求に応えます。 

経済性

LEDランプハウスの使用は特にマスクアライナの稼働費用に明確な影響を与えます。そのLEDの寿命は従来のランプの数倍の寿命を備えているため、これまでのランプ交換で生じていた費用を抑えられます。不稼働時間、新しいランプの調達、古い機材のアライメントと処分は過去のものになります。

保証されたプロセス柔軟性

LED光源は従来の水銀灯と比較してよりエネルギー効率に優れているだけでなく、より柔軟に使用できます。UV LEDランプハウスは一般的に水銀灯と同様のスペクトル領域をカバーできます。水銀灯との違いは、UV LEDの場合、特定の波長をオンオフできることにあります。そのため、ランプハウス外で光をフィルタする必要はありません。波長の制御は、フィルタ変更や新たな校正を伴わない特殊なプロセス要求に対応する、プログラムされたレシピを通じて行われます。

LEDランプハウスは、SUSS MicroTecの特殊光学系MO Exposure Optics との相互作用により、プロセス形成で最高の柔軟性を支援します。  

安全性

LEDランプハウスを使用した作業は安全なだけでなく、環境に優しく、健康の保護、労働保護、環境保護の各点からさらに優れたソリューションを提供します。 

メリット一覧

  • エネルギー消費量の低減
  •  より長寿命
  •  ランプ交換による不稼働時間、再アライメントの必要がない
  •  特殊ごみの処分の必要がない
  •  簡素化により保守の手間を低減

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Semi-Automated Mask Aligner

Imprint lithography represents a cost-effective and highly reliable means of transferring three-dimensional nano- or micro-scale patterns onto a wide variety of substrates.

For the imprint, a stamp is brought into contact with a photosensitive material on the substrate. The photoresist fills out the three-dimensional pattern of the stamp and then solidifies under UV light .  Parameters such as pattern topography, structure resolution and aspect ratio have a considerable influence on the process quality. 

Thanks to its compatibility to well-established semiconductor processes, imprint lithography plays a key role in the development and production of DFB lasers, HB LEDs, wafer-level cameras and MEMS. 

SUSS MicroTec solutions for imprint lithography are based on manual mask aligner platforms and support a wide range of materials and substrate with sizes up to 200 mm. Furthermore, SUSS platforms provide the capability of aligning and levelling stamps to substrates, as required by many imprint applications. Imprint equipment can also be retrofitted to SUSS mask aligners which are already in the field. 

Depending on process requirements, SUSS MicroTec offers different imprint technologies on its mask aligners.

大面積ナノインプリント

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マイクロ/ナノインプリント

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High-Resolution Nano-Imprinting

Using UV-NIL (UV nano-imprint lithography) SUSS MicroTec offers a classic imprint process to transfer patterns having a resolution down to 50 nm with superior fidelity. The transfer of the patterns is achieved using a hard quartz glass stamp, which is brought into contact with a UV-sensitive photoresist on the substrate. This setup allows very precise control of process parameters such as pressure, process gap and duration. The UV-NIL method allows the highest resolution of the three SUSS MicroTec imprint processes and is recommended for all R&D setups due to ease of use. 

Highlights 

  • Resolution in the two-digit nanometer range (< 50 nm)
  • Control of process parameters using recipe editor
  • Simple to use
  • High homogeneity of resist residual layer thickness 

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Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

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

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Semi-Automated Mask Aligner

Semi-Automated Bond Aligner

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通常、従来のプラズマプロセスではウエハの表面全体が処理されますので、それによってマイクロデバイスやエレクトロニクスの機能性が低下してしまうことがよくありました。そのような問題に対処するため、SÜSS MicroTecとフラウンホーファー研究所 (IST)は局部的なプラズマ処理の技術を共同開発しました。この技術を用いると、ウエハ上の領域をマイクロメーター単位で選択的に活性化して、その部分にだけ機能層を形成することができます。この技術によって、例えばマイクロ流体チャネル、生体素子の製造、デバイスのカプセル化などの主にMEMS応用分野で、コンポーネントの形成および製造に新しい可能性が生み出されます。

選択的プラズマ処理は、ウエハの起伏の有無に応じて異なる手法で行われます。起伏があるウエハでは低い場所または高い場所のみでプラズマ活性化が行われる一方で、選択的な処理が必要とされる起伏のない基板の場合には別の方法が使用されます。

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MA/BA Gen4 Pro Series Brochure 836kb
SUSS Product Portfolio 990kb
SELECT Brochure 339kb
Imprint Lithography 2173kb
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