Установка совмещения и экспонирования SUSS MA150e

Навигация по описанию

Система экспонирования
Режимы печати
Совмещение
Стандартные компоненты
Опции
Технология SupraYield

Система MA150e является версией следующего поколения популярной установки совмещения и экспонирования с зазором MA150CC, которая используется в микролитографии. MA150e создана в соответствии с требованиями современной чистой комнаты. Графический интерфейс пользователя (ГИП) на основе Windows управляется сенсорным экраном, который чрезвычайно прост в освоении. Улучшенная система автоматического совмещения AL8100 полностью интегрирована в ГИП, который сразу же выдает всю необходимую информацию оператору. Держатель шаблона с верхней загрузкой и опция бесконтактной настройки зазора превращают MA150e в компактное решение для серийного производства пластин размером до 6 дюймов.

Система MA150e позволяет добиться субмикронного разрешения печати и широко используется в производстве МЭМС и телекоммуникационных устройств, включая лазеры, монолитные СВЧ-ИС, планарные световоды, СИДы, лазерные диоды, устройства питания и ПАВ-фильтры. Установка сочетает в себе надежную экспонирующую оптику компании SUSS и оборудование для совмещения пластины и шаблона с полностью автоматизированной системой перемещения с кассетной загрузкой.

Экспонирование всей поверхности пластины и система транспортировки пластин установки MA150e обеспечивает пропускную способность до 170 пластин в час в режиме первого шаблона и до 120 пластин в час для совмещенных пластин. Высокая пропускная способность в сочетании с небольшими вложениями делает MA150e предпочтительным решением для данных процессов и гарантирует привлекательную эксплуатационную стоимость.

Разрешение MA150e
Разрешение	UV400	UV300	UV250
Зазор (20 мкм)	< 3.0 мкм	< 2.5 мкм
Мягкий контакт	< 2.5 мкм	< 2.0 мкм
Плотный контакт	< 2.0 мкм	< 1.5 мкм
Вакуумный контакт	< 0.8 мкм	< 0.6 мкм	< 0.4 мкм
Разрешение, полученное в резисте 1 мкм Clariant AZ 1512 (UV400) на кремниевых пластинах 6", Clariant AZ 5214 (UV300), Shipley UV VI (оптика UV250) на кремниевых пластинах 4"

Экспонирующая оптика для уменьшения дифракции

Компания SUSS предлагает целый ряд оптических конфигураций, предназначенных для компенсации эффектов дифракции. Максимальное значение вторичной дифракции элементов шаблона может достигать достаточной интенсивности для выделения теневых структур в резисте. Характеристики экспонирующей оптики компании SUSS значительно улучшает разрешение и профили вертикальных стенок.

Сильные эффекты дифракции от параллельного освещения

Экспонирование производится не только одним параллельным лучом, но и несколькими лучами под небольшим наклоном для уменьшения пиковой интенсивности изображений вторичной дифракции, вызванных интерференционными эффектами.

Экспонирующая оптика для уменьшения дифракции оптимизирована для индивидуальных настроек зазора в диапазоне от 0 до 60 мкм. Доступны компоненты для спектральных диапазонов UV400, UV300 и UV250.

Сплошное экспонирование

Система MA150e является чрезвычайно быстрой системой для экспонирования пластин и подложек размером до 6". При экспонировании всей поверхности пластины отсутствует необходимость в дополнительных этапах и повторах.

Оптика для уменьшения дифракции

Таким образом, MA150e позволяет совмещать и экспонировать до 120 пластин
в час. Кроме того, экспонирование всей поверхности пластины допускает
работу с пластинами разной формы, что дает возможность избежать эффектов
склеивания.

Система MA150e оснащена блоком засветки мощностью 1500 Вт для ламп мощностью от 350 до 1500 Вт, который позволяет добиться интенсивности до 105 мВт/см² в диапазоне длины волны от 350 до 450 нм. Высокая интенсивность значительно улучшает пропускную способность.


Система MA150e поддерживает печать в режиме контакта и с микрозазором. Оптическая установка надежна и проста в обслуживании. Она позволяет получить разрешение 2,5 мкм при печати с микрозазором и менее 1 мкм в режиме контакта в зависимости от длины волны. Глубина фокуса превращает данные установки совмещения в идеальный инструмент для экспонирования толстых слоев резиста или подложек с густой топографией.

Микрозазор

---

Печать с микрозазором является стандартным режимом экспонирования при крупносерийном производстве. Между пластиной и фотошаблоном устанавливается определенный зазор. Высокоточная настройка такого зазора гарантирует оптимальный контроль критических размеров на пластине. Компания SUSS разработала специальные оптические системы для экспонирования с большими зазорами. Эти системы уменьшают расходы на фотошаблоны и сводят к минимуму возникновение дефектов на подложке.

Вакуумный контакт

---

В режиме вакуумного контакта любой оставшийся зазор между фотошаблоном и пластиной сводится к минимуму с помощью создания вакуума в камере. Это позволяет добиться лучшего возможного разрешения во всех режимах экспонирования.

Мягкий вакуумный контакт

---

В режиме вакуумного контакта дополнительная регулируемая продувка азотом уменьшает воздействие вакуума на пластину. Режим вакуумного контакта подходит для всех хрупких составных материалов, а также истонченных пластин. Разрешение при экспонировании может разниться в зависимости от продувки.

Мягкий/плотный контакт

---

Для создания контакта между фотошаблоном и подложкой используется регулируемое механическое давление. При условиях хорошей топографии пластины в режиме мягкого контакта можно добиться разрешения около 2 мкм. При плотном контакте под пластиной активируется дополнительное давление N₂ и можно добиться разрешения 1,5 мкм

Субмикронная печать с оптикой для уменьшения дифракции от SUSS

Интенсивность плоскости пластины MA150e (мВт/см2)
	Стандартная оптика
Лампа Hg:	350 Вт	1000 Вт
Широкий спектр *)	35	65
i-линия **)	20	40
g-линия ***)	8	18
*)             измерено зондом P405 **)            измерено зондом P365 ***)           измерено зондом P405 и фильтром g-линии

Совмещение сверху (TSA)

---

Установка MA150e оснащена системой совмещения с верхней стороны с использованием двойного видеомикроскопа (DVM6). При соответствующих метках совмещения и благоприятных условиях процесса можно добиться точности ±1 мкм (3 ð).

Совмещение снизу (BSA)

---

Для точного совмещения элемента снизу пластины и структуры сверху MA150e можно дополнительно оснастить системой совмещения снизу (BSA) от компании SUSS. Конкурирующая пошаговая технология не может обеспечить совмещение с нижней стороны. Система SUSS BSA позволяет добиться точности совмещения до 1,5 мкм (3 ð).

Принцип BSA

Фокус на шаблоне и его изображении		Загрузка и фокус на пластине		Шаблон совмещения и микроскопы автоматически перемещаются

Совмещение с большим зазором

---

При совмещении с верхней и нижней стороны зазоры регулируются в диапазоне нескольких сотен микронов. Это сводит к минимуму повреждения, вызванные контактом между фотошаблоном и полупроводниковой пластиной, что значительно снижает расходы на фотошаблоны.

Система автоматического совмещения SUSS AL8100

---

В основе системы SUSS AL8100 лежит технология распознавания рисунка Cognex™ . Она позволяет добиться полной автоматизации процессов совмещения с верхней и нижней стороны. Для быстрого распознавания рисунка можно использовать любые метки совмещения.

PatMax Technology

---

PatMax является стандартной технологией поиска расположения рисунка для системы MA150e представляет собой новейшую версию наиболее популярного устройства для распознавания рисунка Cognex. PatMax может определить практически любую метку независимо от того, насколько элемент прямой, изогнутый, гладкий, зазубренный, открытый или закрытый. Если какие-либо элементы отсутствуют на образце, PatMax сможет найти их и определить даже частично скрытые реперные метки. Кроме того, PatMax может точно определить расположение объектов несмотря на изменение ориентации, размера, контраста и яркости. PatMax можно настроить для распознавания элементов с критическими размерами с тонкими линиями в качестве контура или с фоновым шумом при использовании групповых меток.

Инструмент для распознавания CNL Search от Cognex определяет расположение объектов или элементов в изображениях с субпиксельной точностью и воспроизводимостью. Благодаря технологии градаций серого CNL Search высокочувствительна к условиям окружающей среды, таким как изменения процесса, недостаточная фокусировка камеры, неравномерное освещение и низкий контраст.

Столик совмещения

---

Совмещение выполняется с помощью перемещения столика с фотошаблоном, в то время как полупроводниковая пластина остается неподвижной. Столики фотошаблона и микроскопа могут перемещаться вместе для расположения меток пластины в центре поля обзора микроскопов совмещения. Механическое разрешение 0,1 мкм столика фотошаблона является основой точности совмещения.

Двойной видеомикроскоп DVM6

---

Для рассмотрения двух меток совмещения одновременно система MA150e оснащена двойным видеомикроскопом (DVM6). Он позволяет одновременно изучать два рисунка фотошаблонов с помощью цифрового преобразования изображений и регистрации на мониторе с двойным экраном. Это позволяет избежать ошибок или неверного совмещения.

Микроскоп DVM6 работает со стандартными объективами, которые выбираются в соответствии с размером меток совмещения и необходимой точностью совмещения. Микроскоп DVM6 может быть оборудован револьвером с объективами, что обеспечивает быстрое ручное переключение между тремя разными увеличениями.

Для небольших пластин двойной видеомикроскоп может быть оборудован объективами со смещением. Эти объективы позволяют разделять метки совмещения до 8 мм.   Таким образом, даже для наименьших расстояний меток совмещения доступен режим двойного поля, который гарантирует быстрое и точное совмещение.

Двойной видеомикроскоп для совмещения с нижней стороны

---

В рамках системы совмещения с нижней стороны компании SUSS предлагает специальные микроскопы для процессов двусторонней литографии, которая позволяет обрабатывать подложки толщиной до 4 мм. Объективы в х-разделении можно отрегулировать в трех разных направлениях для отображения областей от 2 до 6 дюймов. Стандартно используются для производства монолитных СВЧ ИС и процессов глубокого травления при изготовлении МЭМС.

Система SUSS BSA отображает шаблон и подложку снизу пластины с помощью специального микроскопа, расположенного под держателем. Поскольку пластина как правило не прозрачная, микроскоп BSA использует систему хранения изображений для сохранения реперных меток перед загрузкой пластины. Совмещение производится с помощью сохраненного изображения и перемещения реальной пластины с одновременным отображением на экране. Оператору не нужно видеть изображения через окуляры микроскопа.

Бесконтактная установка предварительного совмещения

---

Для достижения оптимальной точности предварительного совмещения для большинства пластин из таких материалов как Si, GaAs и InP компания SUSS создала установку предварительного совмещения для бесконтактного оптического определения выемок и плоских срезов. Благодаря отсутствию контакта с краем пластины во время предварительного совмещения исключается накопление частиц.

Высокоточная установка предварительного совмещения гарантирует размещение меток в поле обзора (даже на максимальном увеличении). В качестве дополнительного оборудования доступен барьер отраженного света для прозрачных подложек.

Система перемещения

---

Линейная система перемещения MA150e одновременно перемещает три полупроводниковые пластины. Эта надежная, проверенная в эксплуатации система обеспечивает надежное, но в то же время аккуратное перемещение с чрезвычайно короткой продолжительностью цикла. Линейная транспортировка позволяет добиться высокой точности перемещения между установкой предварительного совмещения и держателем пластины в диапазоне 5 мкм.

Выравнивание пластин с микрозазором

---

Выравнивание фотошаблона и пластины необходимо для получения хороших результатов литографии. Компания SUSS разработала систему выравнивания подложки и фотошаблона для компенсации изменений толщины и ошибок клина, которая гарантирует отличные результаты совмещения и экспонирования.

Графический интерфейс пользователя на базе Windows

---

Графический интерфейс пользователя на базе Windows был разработан в соответствии со стандартами SEMI. Он сопровождается сенсорным экраном, который обеспечивает оператору интуитивный и простой доступ.

Держатель шаблона с верхней загрузкой

---

1. Держатель пластины
2. Поршень (3x)
3. Пневматический тормоз (3x)
4. Направляющая прецизионного шарикоподшипника
5. Высокоточный z-привод
6. Датчик микрозазора
7. Регулируемый поршень
8. Держатель шаблона

Система выравнивания подложки и фотошаблона

Фотошаблон устанавливается на держатель сверху. Этот быстрый и эффективный способ загрузки шаблона возможен для всех типов процессов совмещения, включая совмещение с нижней стороны. Кроме того, при совмещении с нижней стороны держатель фотошаблона сохраняет определенный фокус независимо от толщины шаблона.

Бесконтактная настройка зазора

---

Для обработки хрупких пластин или вязких резистов компания SUSS разработала идеальное решение бесконтактной настройки зазора между шаблоном и пластиной, которое надежно поддерживает зазор между шаблоном и пластиной без какого-либо контакта. Настройки зазора автоматически регулируются при изменении толщины пластины. Толщина пластины измеряется во время шага предварительного совмещения. Благодаря бесконтактному методу с динамическим давлением система нечувствительна к различным пластинам (толщина и материал) и отражениям от пластины на поверхность фоторезиста.

Специальная система перемещения

---

Компания SUSS предлагает специальную систему перемещения для стандартных и нестандартных пластин, таких как составные полупроводники, деформированные, просверленные или тонкие подложки, стекло и фольга.

Доступен широкий выбор держателей шаблона и пластины, которые можно легко адаптировать в необходимый процесс.

Обработка края пластины

---

Компания SUSS предлагает специально разработанные транспортные модули, устройства предварительного совмещения и держатели для пластин,при работе с которыми требуется обработка края.

Устройство расширения оптического поля

---

С помощью дополнительного устройства расширения оптического поля возможно переключение между слабым и сильным увеличением двойного видеомикроскопа. Преимущество, по сравнению с револьвером объектива, состоит в том, что устройство расширения поля управляется программным обеспечением. Благодаря этому переключение между слабым увеличением, необходимым для поиска меток, и сильным во время совмещения происходит полностью автоматически.

Двойной видеомикроскоп доступен с адаптерами для различного разделения объективов. Эти адаптеры позволяют изучать стандартные пластины размером 4 и 6 дюймов, а также 2 дюйма и меньше.




Установка MA150e полностью поддерживает SupraYield - пакет из четырех инновационных технологий, который значительно расширяет возможности печати с микрозазором или контактом. SupraYield охватывает четыре основных элемента литографии – разрешение, совмещение, пропускную способность и стоимость, сохраняя наилучшие результаты во всех из них. MA150e в сочетании с технологией SupraYield обеспечивает производственные показатели, которые были недоступны для установок совмещения предыдущих поколений.

Технология защиты фотошаблона MPT

---

Технология МРТ от компании SUSS эффективно защищает фотошаблон и позволяет добиться большого количества контактов шаблона и пластины без повреждения или износа шаблона. При печати в режиме контакта технология MPT уменьшает расходы на фотошаблоны и значительно увеличивает производительность благодаря значительному уменьшению загрязнения частицами, предлагая новое недорогое решение в области субмикронной печати. Кроме того, технология MPT упрощает очистку шаблона при печати с микрозазором и значительно увеличивает объем производства между двумя чистками.
 

Технология ThermAlign для компенсации сбегания-разбегания

---

Технология ThermAlign™ уменьшает позволяет остановить сбегание-разбегание шаблона и пластины на субмикронном уровне. Такое отклонение может быть вызвано колебаниями температуры в чистой комнате или очень высокими дозами экспонирования. Технология ThermAlign эффективно компенсирует такие тепловые эффекты с помощью контроля температуры фотошаблона и пластины.

Держатель ThermAlign™. Доступен для пластин всех размеров до 200 мм.

Перемещение шаблона в открытом поле

---

Как правило, во время автоматического совмещения требуется открытое поле обзора в шаблоне для беспрепятственного просмотра меток совмещения. В некоторых случаях, в зависимости от процесса или изделия, для обеспечения такого поля необходимо исключить несколько кристаллов. Опция LCMM установки MA150e позволяет контролировать перемещение, чтобы получить прямой вид на пластину и «захватить» метку.

После этого шаблон перемещается в исходное положение и проводится финальное совмещение с помощью реального изображения шаблона и сохраненных изображений меток. Этот метод позволяет избежать исключения ИС для получения открытого поля в фотошаблоне.

Усовершенствованная обработка

---

Производители материалов поддерживают процессы с толстыми пленками, разрабатывая широкий спектр новых фоторезистов и материалов для усиления контраста. Зачастую правильный выбор фоторезиста является ключевым моментом для технологического прорыва. Команда разработчиков компании SUSS MicroTec имеет огромный опыт в данной области и постоянно работает над адаптацией системы MA150e для работы с новыми материалами.

Система экспонирования
Разрешение*	См. стр. 3
Интенсивность	См. стр. 4
Равномерность интенсивности	< ± 5%
Зазор экспонирования	до 999 мкм
Разрешение настройки зазора	1 мкм
Система совмещения
Модель	AL8100 (Cognex™ 8100)
Точность совмещения	± 1 мкм (TSA) (3 сигма), ± 1.5 мкм (BSA) (3 сигма)*
Зазор совмещения	до 300 мкм (TSA), до 4000 мкм (BSA)
Автоматическое/ручное совмещение	Да
Метка совмещения	Создается пользователем
Распознавание рисунка	Cognex, PatMax вкл. CNL
Компенсация динам. перемещ. /ThermAlign	опционально
Перемещение шаблона в открытом поле	опционально
Совмещение с обратной стороны (BSA)	опционально
* В зависимости от условий совмещения
Перемещение пластины
Поток пластин	Линейный/из кассеты в кассету
Размер пластин	круглые: 2" до 150 мм квадратные: 2"x2" до 6"x6"
Макс. пропускная способность	170 пластин в час (первый шаблон) 120 пластин в час (TSA/BSA,     автосовмещение, зазор)
Переключение между размерами	< 5 минут
Допустимая деформация пластины	1 мм
Фотошаблон
Размер шаблона пластины 150 мм Размер шаблона пластины 100 мм	7"x7" 5"x5"
Максимальная толщина шаблона	0.25" (6.35 мм)
Коммуникации
Вакуум	< – 0.8 бар (< 200 чПа абс.)
	150 мм Hg или 6" Hg
Расход вакуума	0.5 м3/ч (17.5 фт3/ч)
Азот	2–3 бар (29–43.5 фунтов/кв. дюйм)
Расход азота	350 Вт 0.35 м3/ч (12.25 фт3/ч)
	1000 Вт 0.9 м3/ч (31.50 фт3/ч)
	1500 Вт 2.35 м3/ч (82.25 фт3/ч)
Питание	350 Вт 1.5 кВт (CIC1200)
	1000 Вт 2.5 кВт (CIC1200)
	1500 Вт 3.5 кВт (CIC5000)
Сжатый воздух	5–7 бар (72.5–101.5 фунтов/кв. дюйм)
Габаритные размеры
Ширина x глубина x высота	1684x1454x1722 мм (с LH1500)