MA300 Gen2 Mask Aligner

Highly Automated Mask Aligner Platform for 300mm and 200mm Wafers

SUSSMA300的第二世代是一款適用於300mm與200mm晶圓上的高度自動化光罩對準曝光機平台。它特別是設計用在3D封裝、晶圓凸塊與晶 圓級封裝應用上,但也能運用在其它必須曝光的幾何範圍為5到100微米的技術上。MA300代表了SUSS所生產的新一世代光罩對準曝光機,其設計時即是 要滿足具有大量量產製造環境的高階晶圓廠的需求。

亮点

全場域強度 90mW/cm²(寬頻帶)

Down to 2.5% Light Uniformity on 300 mm

百分之百邊緣曝光彈性 (簡易EBR)

小至3µm的解析度

對準精度1µm,而DirectAlign的選配則為0.5µm(3標準差)

能夠裝配一組專屬的對準套件,以產生3D內連線

Best in Class Throughput

SUSS MicroTec Mask Aligner MA300 Gen2

 

除了標準的上方對準精準度能小至0.5µm (DirectAlign)之外,新型的3D專屬對準平台能夠對300mm大小的立體(3D)封裝黃光微影應用,例如TSVs與切割道的蝕刻光罩、背面再 分散層(RDLs)或凸塊應用進行底部與紅外線對準。除了底部對準能讓SUSS的300mm光罩對準曝光機能夠處理雙面結構晶圓之外,紅外線對準選配則能 夠處理不透明,但紅外線可穿透的材料,例如各類黏著劑,特別是在薄晶圓處理或密封應用上。

近接式光罩對準曝光機並不像步進機,其在非常厚的膜層上曝光是很有效率的。光罩對準曝光機能夠提供很大的製程窗範圍,因為它們沒有已知投影系統的景 深限制。

在單使用在對準器件晶圓同一面的結構  (例如:重佈線製程、微凸塊或相類似的結構)的壓印技術方面,光罩的位置標記透過頂部調整對準晶圓上的位置標記。依基板的特性,使用晶圓上儲存的位置資料或透過 SUSS MicroTec DirectAlign™ 產出的兩個現場圖片來做調整。

特色與優點

  • 光罩對準器中精準度之最
  • 清晰和強大的圖像識別,即使對比不明顯

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

如 MEMS、晶圓級封裝以及 3D 整合技術的應用,例如:中介層板上進行垂直穿孔 (TSV) 需要對準晶圓正面結構並將之轉印至背面。這類的調整更常使用光學的背面調整技術。內建的照相機系統能偵測光罩結構及晶圓背面結構,並將之互相對準。由於放置晶圓後會遮住光罩目標,因此其位置必須預先確定並儲存下來。此微整個對準系統特殊之處。

特色與優點

  • 透過 SUSS 光罩對準機的高機械精度與穩定性達成無與倫比的精確度

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

許多結構處理均以多層晶圓堆疊處理。透過紅外線曝光使得通常嵌在堆疊層之間調整記號得以識別及對準。

透過紅外線亦可對準嵌在其中的位置標記。這需要使用紅外線可穿透之材料,如:未參雜的矽,許多 Ill-V-半導體 (例如:GaAs)、暫時性接合和剝離方法使用之粘合劑。並應透過個別的檢驗檢查其可穿透性。

SUSS 提供多種具有強力紅外線光源與內建高效能相機系統的紅外線標記對準機。

特色與優點

  • 強力的紅外線光源與高效能相機系統

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated Mask Aligner

Manual Mask Aligner

提高對準精度

由於對準精度的高要求,使得自動對準系統的功能性標準顯著提升。SUSS MicroTecs DirectAlign® 直接對準機圖像識別軟體的附加功能,摒棄了將圖像儲存在圖像儲存系統中的處理方法,改為使用實際圖像。圖像識別是採用業界標準的 PatMax 並達成優異的成果。。因此使用 DirectAlign® 直接對準機正面對準 SUSS 光罩對準機可達成 0,5 µm 的精準度。

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Automated Mask Aligners

Semi-Automated Mask Aligners

先將需轉印圖像的光罩對準並置於非常接近晶圓的位置( 即所謂「近接式微影 - "Proximity Lithography"」)。曝光時光罩圖像的陰影部分就會轉印至晶圓上。光罩與晶元間的確切距離以及光線亮度會影響曝光結果的品質。

因其安裝便捷的特性,被視為是3µm以上微結構製程中最經濟的技術。若使用接觸式曝光,線寬解析度可達次微米等級。一般使用於晶圓級晶片尺寸封裝、覆晶封裝、凸塊、微機電系統(MEMS), LED 以及功率裝置。本系統不但適用於大量生產,亦適用於產業研發的領域。

SUSS MicroTec 的光罩對準機使用近接式微影技術。

特色與優點

  • 高解析度、低光折射
  • 使用微透鏡,低異常

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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

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

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

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Manual Mask Aligner

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.

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Automated Mask Aligner

Semi-Automated 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

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 Aligner

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Manual Mask Aligner

Fully automated substrate and mask handling minimizes operator intervention and guarantees highest productivity.

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Automated Mask Aligner

詳情: Process Control

動光罩管理系統

在一定的控制環境條件下,光罩儲存區可保存最多 20 個光罩。此外這個系統亦可自動辨識正確的光罩,並將之置入或取出。 使用光罩儲存區可減少操作上的錯誤,並提高系統整體效率。

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熱偏移補償

光罩和晶圓之間的熱偏移,對於圖像轉移的精準度具有顯著的影響。SUSS MicroTec 的溫控系統 ThermAlign® 可維持晶圓吸盤的恆溫,此外也有穩定光罩溫度的效果。透過配合製程條件調整溫度,ThermAlign® 亦可達到平衡熱偏移的效果。

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暗場光罩對準

大視野亮場對準使用於暗場光罩。它能指出很小的亮場,也就是說,用於晶圓上的目標幾乎無法定位的情況

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降低错误率

针对恶劣的工艺条件,SUSS MicroTec 提供强化对准功能包,在冗余的基础上明显降低错误率。
当对准标记被损坏时,系统可以定义备用位置,此外还允许进行两阶段的最终调整,首先用辅助标记进行粗调,然后用真正的标记进行精调。
建议对易混淆结构的复杂工艺使用强化对准,例如先进封装,或者视野受限时,如暗场掩模。

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Automated Mask Aligners

斜面與垂直側面曝光

針對斜面和垂直的側面曝光,例如:在微型機械圖像中、在垂直溝槽或兩個或以上堆疊組件間的連接線,SÜSS MicroTec 提供了斜曝光系統。適用於厚度差異極大,必須藉由不同的曝光量來達成均質結果的情況。可用的斜曝光投射角度為 60 度與 45 度。

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微影製程模擬

微影製程模擬無須使用嘗試錯誤法 (Trial-and-Error-Method) 即可找出最佳製程參數。由 SUSS MicroTec 與製造商 GenISys 共同合作針對微影製程"實驗室"所研發的多功能微影製程模擬軟體主要允許使用者能夠更確實地控制製程。該軟體提供設計及研發,以及校驗與最佳化所須的所有模擬功能。同時涵蓋從光線調整、光罩結構改良到光阻劑處理的所有製程步驟。此外,使用先進的 3D 模擬功能顯示模型。

MO Exposure Optics 輔以特別為 SUSS 光學鏡頭模型所設計的光學鏡片,可進行濾光基板設計的最佳化,並可因此提高圖像的精準度。

特色

  • 完整模擬光罩對準機的微影製程
  • 可調整式光線參數 (準直、光譜成分),針對所有 SÜSS 光學鏡頭所設計
  • 快速、靈活的呈現方式,並可以不同空間度量呈現 ( 1-、2- 和 3-D)

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可調整曝光和光罩

藉由最佳化光罩和光源 (源於微影技術) 可減少肇因於像差、製程本身以及繞射的成像瑕疵。可調整的濾光基板和光罩結構 (OPC) 使客戶可依其需求強化微影製程的功能性。
模擬平台主要用於建立製程參數如: 光罩結構和曝光參數。如此便可在減少實驗耗費的前提下完成各個生產階段曝光和光罩結構的設定,同時減少像差和製程瑕疵。
來源光罩最佳化與特殊光學 MO Exposure Optics® 光學曝光系統對於改善光罩對準機的光刻穩定性具有決定性的影響

產品各色

  • 使用 MO Exposure Optics 光學曝光系統提供更穩定的光源
  • 透過可更換濾光基板進行光源最佳化
  • 使用光學近接干擾修正 (OPC) 最佳化光罩

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Semi-Automated Mask Aligner

選配: Others

局部控制製程環境

為在完成最小圖像投影時達到高精準度的要求,可選購的 SÜSS MicroTec 空氣過濾單元,透過在機台中建立一個封閉的製程空間,可提供更高的空氣條件穩定度及更好的空氣品質。該製程空間的空間條件因此不易產生波動。所產生的粒子相當少,製程因此相對穩定,因此有助提升品質、提高生產效率及降低成本。

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敏感材質與弧形載具的處理

晶圓處理可說是生產製程自動化最基本的挑戰。由於在生產環境中,生產製程不斷改變,進而衍生對大量不同載具的需求 (例如: 晶圓代工) , 使得對晶源系統的要求也不斷迅速改變。而在這個環節中,自動化處理的可靠度直接影響著產量和收益。SÜSS 的光罩對準機具有許多可靈活更換的特殊工具可供選擇,以應付各種不同、諸如敏感材質或弧形的載具。(亦可額外配合特殊高標準生產製程依客戶需求修改載具。)

薄晶圓處理
以一特殊真空吸盤承載厚度小於 120 mm至 50 mm 的超薄晶圓。

弧形晶圓處理
將弧形和拱形晶圓於對準並在曝光前輕輕拉平。由於許多參數會對此產生影響,因此需要針對個別的載具使用最適合的特殊工具。

邊緣處理
一個額外的晶圓保護安全功能,特別適用於雙面結構,如微機電系統 (MEMS) 的保護。
 

 

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Automated Mask Aligner

選配: 全自動

The mask aligner is designed for integration into a fab automation system compatible to the SECS-II/GEM interface standards. Level and details of the communication will be specified on basis of the SUSS MicroTec core software solution.

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Automated Mask Aligner

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SUSS Product Portfolio 990kb
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