Автоматическая установка совмещения и экспонирования для серийного производства SUSS MA300 Gen2

Навигация по описанию
Корпусирование на уровне пластин
Обзор системы
Пропускная способность
Совмещение

MA300Plus - высокоавтоматизированная установка совмещения и экспонирования для полупроводниковых пластин 200 мм и 300 мм. Она предназначена для формирования столбиковых выводов и корпусирования на уровне пластины, но может использоваться и для других технологий, в которых требуется экспонирование структур в диапазоне от 5 до 100 микрон. Система MA300Plus представляет новое поколение установок совмещения компании SUSS MicroTec, отвечающих требованиям современных компаний по выпуску ИС в условиях крупносерийного производства.

Уже более 10 лет компания SUSS MicroTec производит литографическое оборудование для рынка интегральных схем и более 30 лет занимается разработкой и производством установок совмещения и экспонирования. Системы компании SUSS ценятся за отличные характеристики и надежность. За последние 10 лет установка совмещения SUSS MA200 стала лидером среди экспонирующего оборудования для процессов интеграции на уровне пластины и на сегодняшний день работает с большинством пластин со столбиковыми выводами из припоя и перераспределенными слоями. Новая модель MA300Plus является результатом нашего многолетнего сотрудничества с компаниями, занимающимися интеграцией на уровне пластин.


Для большинства технологий формирования столбиковых выводов и CSP-корпусирования требуются процессы фотолитографии на уровне пластины. Однако требования в области интеграции на уровне пластины значительно отличаются от технологий обработки полупроводниковых пластин. Размеры при формировании столбиковых выводов из припоя для ИС с шариковыми выводами составляют примерно 80 микрон при толщине резиста в диапазоне от 30 до 100 микрон. Для перераспределения в процессе CSP-корпусирования на уровне пластины требуется разрешение до 10 микрон, возможно со смещение в сторону 5 микрон в дальнейшем. Эти требования находятся в пределах возможностей печати с зазором по всему полю, что позволяет использовать все преимущества данного экономичного и эффективного способа экспонирования.

Cyclotene

---

Cyclotene - это широко известный фото-определяемый диэлектрический материал для перераспределения слоев на уровне пластины. По сравнению с большинством фоторезистов Cyclotene относительно чувствителен к условиям экспонирования. Одним из преимуществ печати с микрозазором является возможность отрегулировать крутизну боковых стенок Сyclotene с помощью надлежащей настройки зазора экспонирования.

Установки совмещения компании Suss являются предпочтительными устройствами для экспонирования резиста Cylclotene, поскольку для надежной обработки резиста необходима их механическая точность и оптические компоненты.

Технология осаждения

---

Технология осаждения все чаще используется для формирования столбиковых выводов из дорогих или сверхмелких кристаллов. Для пластин диаметром 200 мм или 300 мм используются системы осаждения, при работе с которыми требуется удаление краевых валиков резиста с пластины (EBR), чтобы обеспечить контакт по всему периметру между электродом и зародышевым слоем (UBM). 

Для систем осаждения требуется точное удаление наплыва резиста с кромки (EBR) для обеспечения контакта по всему периметру между зародышевым слоем и электродом. Наиболее простой и точный способ EBR - включение рисунка кромки в схему штампа.

Если расстояние между уплотнительным кольцом и электродом небольшое, такое удаление должно быть очень точным. Химическое удаление резиста может не гарантировать получение четко выраженных профилей резиста и зависит от точности центрирования пластины во время распыления растворителя.

С помощью установки MA300Plus EBR выполняется очень точно с помощью включения рисунка кромки в дизайн штампа. После экспонирования кромка удаляется на стадии проявления. Литография полного поля обеспечивает максимальную гибкость схемы штампа, что позволяет сформировать тестовые выводы и провести удаление кромки за одно экспонирование.

Экспонирование с толстопленочным резистом

---

В отличие от установок литографии с последовательным шаговым экспонированием установки совмещения очень эффективны при экспонировании толстых слоёв резиста. Установки совмещения предлагают широкие технологические окна, поскольку не имеют ограничений глубины фокуса как проекционные системы.

Сухой пленочный резист толщиной 100 микрон, TOK_DFR P 50100		Жидкий резист толщиной 100 микрон, JSR THB-430N

Графический интерфейс пользователя

---

Графический интерфейс пользователя (ГИП) полностью соответствует спецификациям SEMI E95-020, которые определяют стандарты интуитивно понятного интерфейса для оборудования по производству полупроводников. Выбор всех функций осуществляется с помощью команд на сенсорном экране, в то время как данные вводятся с помощью клавиатуры. Кроме того, вместо сенсорного экрана можно использовать шаровой манипулятор. Управление ручным совмещением и настройкой микроскопа происходит с помощью трехосевого джойстика.

Графический интерфейс пользователя MA300Plus

Прямые изображения микроскопов совмещения отображаются в ГИП вместе с настройками лампы и параметрами контроля интенсивности. Функциональный блок имеет легкий доступ и соответствует указаниям по эргономичности стандарта SEMI S8.

---

Корпусирование на уровне пластины является технологией, очень чувствительной к стоимости. Исходя из этого, система MA300Plus разработана для обеспечения очень высокой пропускной способности. В отличие от систем пошагового экспонирования установки совмещения не требуют нескольких экспонирований на пластину и позволяют использовать источник облучения высокой интенсивности, поскольку не концентрируют свет на малом поле экспонирования. MA300Plus использует ртутную лампу мощностью 5 000 Ватт и обеспечивает интенсивность по всей площади пластины 90 мВт/см².

Пропускная способность MA300Plus в сравнении с установкой пошагового экспонирования. Принятая интенсивность экспонирования пошаговой установки - 1750. мВт/см2 на шаг.

Это позволяет пользователю добиться небывалой производительности даже при высоких дозах экспонирования, характерных для процессов с толстопленочным резистом, таких как формирование столбиковых выводов.

Автоматическое перемещение шаблона

---

Перемещение шаблона становится все более важным аспектом особенно при больших размерах фотошаблонов. Для защиты шаблона установка MA300Plus предлагает полностью автоматическую систему транспортировки шаблонов 14 и 9 дюймов. Для оптимальной защиты шаблон вставляется в держатель, который затем загружается в установку MA300Plus.

Оператор, загружающий 14-дюймовый шаблон вMA300Plus в помощью полуавтоматической системы перемещения. Держатель и кассета для шаблонов не используются.

Затем шаблон автоматически разгружается из держателя и перемещается в кассету, которая способна вместить до 10 пластин. Из кассеты фотошаблон загружается в держатель.

Встроенный считыватель позволяет сравнить идентификатор шаблона с идентификатором, хранящимся в программе экспонирования, для исключения ошибок оператора.

Загрузочные порты

---

Система MA300Plus может быть оборудована макс. 4 загрузочными портами (соответствуют SEMI E15.1). Для пластин 300 мм можно выбрать FOUP или открытые кассеты. Доступны загрузочные порты для открытых кассет 200 мм или интерфейса SMIF. Считыватель идентификатора позволяет отслеживать кассеты и предупреждает ошибки оператора. Доступ к загрузочным портам осуществляется с помощью транспортных систем, а также управляемых средств.

Модуль ввода/вывода с 300 мм устройством FOUP и открытым портом для пластин 200 мм.

Перемещение шаблона в открытом поле

---

Как правило, во время автоматического совмещения требуется открытое поле в шаблоне для беспрепятственного просмотра меток совмещения. В некоторых случаях, в зависимости от процесса или изделия, для обеспечения такого поля необходимо исключить несколько кристаллов. Система MA300Plus позволяет контролировать перемещение, чтобы получить прямой вид на пластину и «захватить» метку.

Моторизованный держатель шаблона с перемещением шаблона в чистом поле

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 кристаллов для получения открытого поля в фотошаблоне.

Держатель ТhermAlign

---

Чем больше размер фотошаблона, тем важнее становится компенсация сбегания-разбегания шаблона и полупроводниковой пластины. В системе MA300Plus сбегание-разбегание контролируется системой распознавания рисунка и компенсируется температурой пластины и шаблона. Держатель ThermAlign поддерживает постоянную температуру пластины или – если требуется активная компенсация – регулирует температуру для уменьшения данного нежелательного эффекта. Сбегание-разбегание пластины 300 мм можно уменьшить до 0,7 мкм. Таким образом, достигается общая точность наложения пластины около 1,5 мкм.

Держатель ThermAlign

Метки совмещения

---

Система MA300Plus может работать с любыми метками совмещения с достаточным контрастом. Однако для простоты настройки рецепта автоматического совмещения рекомендуется использовать симметричные метки, которые облегчают ручное совмещение. Если столбиковые выводы на полупроводниковой пластине достаточно четко выражены, их также можно использовать в качестве меток. Таким образом, отсутствует необходимость в специальных метках.

Идеальными метками совмещения будут симметричные фигуры, например перекрестия.

Система экспонирования
Разрешение*	5 мкм
Интенсивность	90 мВт/см2 [g-, h- и i-линия] 54 мВт/см2 [i-линия]
Равномерность интенсивности	± 5%
Распределение интенсивности	да
Зазор экспонирования	9 – 999 мкм [шаг 1мкм ]
Время экспонирования	0 – 999.9 сек [шаг 100 мс]
Источник облучения	5000 Вт HgXe
Срок службы лампы (средний)	1000 ч
* Резист AZ1512 толщиной 3 мкм, зазор экспонирования 50 мкм
Система совмещения
Точность совмещения (3 s)	1.0 мкм
Зазор совмещения	до 999 мкм [шаг 1мкм]
Метка совмещения	Создается пользователем
Макс. толщина резиста	1000 мкм
Точность предварительного совмещения	± 50 мкм
Поле обзора микроскопа	310 мкм x 240 мкм [большое увеличение] 920 мкм x 710 мкм [маленькое увеличение]
Автоматическое совмещение	да
Ручное совмещение	да
Компенсация сбегания-разбегания	да
Перемещение пластины
Вводы/выводы пластины	До 4 загрузочных портов (открытая кассета, FOUP, SMIF)
Считыватель тегов	опция
Пропускная способность	смотри здесь
Фотошаблон
Размер фотошаблона пластина 300 мм Размер фотошаблона пластина 200 мм*	14"x 14" 9"x 9"
Толщина шаблона	до 0.25" (6.35 мм)
Емкость стеллажа для шаблонов	10 шаблонов
* необходима рама-адаптер
Коммуникации
Вакуум	–0.8 до – 0.6 бар
Сжатый сухой воздух	от 5 до 7 бар
Азот	от 2 до 3 бар
Питание (LH5000)	3 x 400 ± 10% VAC 50 – 60 Гц
Вытяжка	500 м3/ч
Габариты
В x Ш x Г	2500 x 2200 x 2680 мм
Вес	2200 кг