บทสรุปผู้บริหาร
การเลือกระบบการพิมพ์หิน (เขียนโดยตรง-) แบบไม่สวมหน้ากากถือเป็นหนึ่งในการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์ที่สุดสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในห้องปลอดเชื้อขั้นสูง ในขณะที่เทคโนโลยีไร้หน้ากากช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อโฟโตมาสก์ทางกายภาพ (ประหยัดเงินได้หลายพันดอลลาร์ต่อการแก้ไข) และลดวงจรการตอบสนองการออกแบบจากสัปดาห์เหลือเพียงไม่กี่นาที การเลือกอุปกรณ์มักจะประสบปัญหาจากความเข้าใจผิดขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับข้อกำหนดทางเทคนิค
วิศวกรกระบวนการและทีมจัดซื้อมักจะประเมินเครื่องจักรโดยพิจารณาจาก "ขนาดคุณลักษณะขั้นต่ำ" เดียวในเอกสารข้อมูลของผู้จำหน่าย อย่างไรก็ตาม ในฟิสิกส์การถ่ายภาพหิน มิติวิกฤต (CD) ที่แยกได้ และระยะพิทช์ขั้นต่ำของเส้น/ช่องว่าง (L/S) ที่หนาแน่น แสดงถึงระบบการมองเห็นที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง:
• Critical Dimension (CD) กำหนดคุณสมบัติแยกที่แคบที่สุด (เช่น ประตูทรานซิสเตอร์แบบแยกหรือแถบหน้าสัมผัส) ที่ระบบออปติคัลสามารถสัมผัสกับโฟโตรีซีสต์ได้
• เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ (L/S) กำหนดเส้น 1:1 ที่ซ้ำกันน้อยที่สุดและอาเรย์เป็นระยะของร่องลึก (เช่น ตะแกรงออปติคอลหนาแน่นหรือบัสเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง-) ที่ระบบสามารถเคลียร์ได้โดยไม่มีการเชื่อมต่อกัน การรบกวน หรือการบิดเบือนในบริเวณใกล้เคียง
เครื่องจักรที่สามารถพิมพ์ซีดีแยกส่วนขนาด 0.4 μm อาจต้องใช้เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ 0.8 μm เมื่อสร้างรูปแบบอาร์เรย์แบบคาบแสงที่มีความหนาแน่นสูง เนื่องจากผลกระทบจากความใกล้ชิดทางแสงของภาพถ่ายทางอากาศ ลำแสง- การทับซ้อนกันของปริมาณ และต้านทานเกณฑ์ความเปรียบต่าง ในทางกลับกัน ระบบออพติคอลเฉพาะทางที่ออกแบบมาเพื่อการปรับอัตราส่วน 1:1 แบบสมมาตรสามารถแยกค่า CD 0.5 μm พร้อมกันกับเส้น/ช่องว่าง 0.5 μm
คู่มือนี้นำเสนอกรอบงานทางวิศวกรรมที่เข้มงวดเพื่อประเมินระบบพิมพ์หินแบบไร้หน้ากากของ Nice-Tech (MLM 100, MLM 200, MLM 400 และ MLM 500) โดยเทียบกับรูปทรงของอุปกรณ์ที่แน่นอนของคุณ ต้านทานเคมี ระยะชัดลึก (DOF) และข้อกำหนดปริมาณงานในห้องปลอดเชื้อ
1. บทนำ: เหตุใดเรขาคณิตจึงกำหนดตัวเลือกอุปกรณ์
ในห้องปลอดเชื้อสำหรับการผลิตไมโครแฟบริค ระบบการพิมพ์หินแบบไร้หน้ากาก (หรือที่เรียกว่า-การพิมพ์หินโดยตรง การฉายภาพด้วยอุปกรณ์ไมโครมิเรอร์ดิจิทัล [DMD] หรือระบบโมดูเลเตอร์แสงเชิงพื้นที่ [SLM]) ได้เปลี่ยนแปลงการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว การผลิตเซมิคอนดักเตอร์แบบผสม และการผลิตที่มีปริมาณต่ำ-ถึง- ด้วยการกำจัดโครเมียมทางกายภาพ-บน-โฟโต้มาสก์ควอทซ์ ทีมวิศวกรจึงสามารถทำซ้ำเค้าโครงการออกแบบ (ไฟล์ GDSII หรือ OASIS) ได้แบบเรียลไทม์
อย่างไรก็ตาม การเลือกเครื่องจักรที่เหมาะสมจะต้องมองข้าม-คำกล่าวอ้างทางการตลาดในระดับผิวเผิน เมื่อผู้ซื้อในอนาคตสอบถามเกี่ยวกับความสามารถของอุปกรณ์ คำถามที่พบบ่อยที่สุดก็คือ: "เครื่องนี้มีความละเอียดเท่าใด"
ในการพิมพ์หินการผลิต "ความละเอียด" ไม่ใช่ตัวเลขตัวเดียว ออปติคอลเอ็นจิ้นจะทำงานแตกต่างออกไปเมื่อเผยให้เห็นเส้นแยกเส้นเดียว เมื่อเทียบกับการเปิดเผยเส้นคู่ขนานหลายร้อยเส้นที่อยู่ติดกันโดยเว้นระยะห่างระหว่างไมโครเมตร การเลือกการกำหนดค่าอุปกรณ์ตามซีดีแยกเมื่ออุปกรณ์ของคุณต้องใช้เส้นตะแกรงหนาแน่นย่อมนำไปสู่ความล้มเหลวของกระบวนการ-ซึ่งส่งผลให้มีการเชื่อมโยงสาย ต้านทานฐานราก หรืออัตราส่วนภาพยุบตัว ในทางกลับกัน -การระบุระบบมากเกินไปสำหรับเส้นย่อย-ครึ่ง-ไมครอนที่มีความหนาแน่นสูง เมื่ออุปกรณ์ของคุณมีเพียงการติดตามการกำหนดเส้นทาง 1.5 μm จะเพิ่มรายจ่ายฝ่ายทุนที่ไม่จำเป็นและลดปริมาณงานของเวเฟอร์ลงอย่างมาก
หากต้องการทราบการลงทุนแบบ B2B ผู้ซื้อจะต้องแยกแยะความแตกต่างทางกายภาพระหว่าง CD และเส้น/พื้นที่ แมปโดยตรงไปยังข้อกำหนดเฉพาะของอุปกรณ์ของผู้จำหน่าย และประเมินการแลกเปลี่ยนเชิงแสง-พื้นฐาน
2. ความแตกต่างที่สำคัญ: ซีดีที่แยกออกมา VS. เส้น/พื้นที่หนาแน่น
การทำความเข้าใจว่าเหตุใดเครื่องมือเขียนโดยตรงด้วยแสง-จึงรายงานค่าที่แตกต่างกันสำหรับซีดีที่แยกออกมาและเส้น/ช่องว่างที่หนาแน่น จำเป็นต้องตรวจสอบฟิสิกส์ของการก่อตัวของภาพถ่ายทางอากาศ เอฟเฟกต์ความใกล้ชิดของแสง และเคมีของสารต้านทานแสง
2.1 มิติวิกฤต (CD) คืออะไร?
ในมาตรวิทยาเซมิคอนดักเตอร์ มิติวิกฤตหมายถึงองค์ประกอบทางเรขาคณิตที่มีความอ่อนไหวต่อมิติมากที่สุดภายในวงจรรวมหรืออุปกรณ์ MEMS โดยทั่วไปแล้ว CD จะหมายถึงคุณลักษณะที่แยกออกมา:
• นิ้วเกทที่แยกออกมาบนทรานซิสเตอร์การเคลื่อนที่สูง-อิเล็กตรอน-แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) (HEMT)
• เส้นนำคลื่นแสงแบบแยกส่วนในวงจรโฟโตนิกส์แบบรวม
• ช่องเปิดหน้าสัมผัสหรือบานพับยื่นแบบแยกส่วนในเซ็นเซอร์ MEMS
เมื่อเปิดเผยเส้นแยกในระบบที่ไม่สวมหน้ากาก ออปติคัลเอ็นจิ้นจะรวมพลังงานการรับแสงไปที่แนวแคบของโฟโตรีซิสต์ เนื่องจากไม่มีรูปแบบการเปิดรับแสงที่อยู่ติดกันในบริเวณใกล้เคียง แสงที่กระจัดกระจาย (กลีบด้านการเลี้ยวเบน-) จึงกระจายไปในสนามมืดอย่างไม่เป็นอันตราย ด้วยการปรับเทียบปริมาณแสง รูรับแสงที่เป็นตัวเลข และเวลาในการพัฒนาอย่างแม่นยำ ระบบ-การเขียนโดยตรงสมัยใหม่จึงสามารถให้ค่า CD ที่แยกได้ละเอียดอย่างน่าทึ่ง- ซึ่งมักจะลงไปที่ 0.4 μm
2.2 เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ (L/S) คืออะไร?
ในทางตรงกันข้าม เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ หมายถึงอาร์เรย์หนาแน่นของเส้นและช่องว่างที่สลับกัน โดยทั่วไปจะกำหนดค่าในอัตราส่วนพิทช์ 1:1 (ความกว้างของเส้นเท่ากันและช่องว่างร่องลึก):
• ตะแกรงการเลี้ยวเบนแบบออพติคอล ผลึกโฟโตนิก และกระจกเลเซอร์แบบ Distributed Feedback (DFB)
• ไบโอเซนเซอร์อิเล็กโทรดอินเตอร์ดิจิเตตเต็ด (IDE) ความหนาแน่นสูง-และอาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรด (MEA)
• ระยะห่างระหว่างโลหะและเส้นทางบัสที่หนาแน่นในบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง
เมื่อเครื่องฉายแสงฉายลำแสงที่มีระยะห่างกันหลายลำหรือพิกเซลไมโครมิเรอร์แบบมอดูเลต คลื่นแสงจากเส้นที่อยู่ติดกันจะทับซ้อนกันเนื่องจากการเลี้ยวเบนของแสง ครอสทอล์คแสงนี้สร้าง "ความเข้มของพื้นหลัง" ที่สูงขึ้นภายในร่องลึกระหว่างเส้นที่ยังไม่ถูกเปิดเผย
ความเปรียบต่างทางแสงของภาพถ่ายทางอากาศถูกกำหนดโดยฟังก์ชัน Modulation Transfer (MTF):
คอนทราสต์=(I_max - I_min) / (I_max + I_min)
เมื่อระดับเสียงกระชับขึ้น I_min (ความเข้มในพื้นที่มืด) จะเพิ่มขึ้นเหนือศูนย์อย่างมากเนื่องจากเอฟเฟกต์ความใกล้เคียงทางแสง หากคอนทราสต์ของภาพถ่ายทางอากาศลดลงต่ำกว่าเกณฑ์คอนทราสต์ทางเคมีของโฟโตรีซิสต์ โฟโตรีซิสต์จะไม่สามารถแยกแยะระหว่างเส้นที่เปิดเผยกับร่องลึกที่ไม่ได้รับแสง สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อบกพร่องในห้องคลีนรูมแบบคลาสสิก:
• Resist Bridging: การพัฒนาที่ไม่สมบูรณ์โดยที่เส้นที่อยู่ติดกันมาบรรจบกัน
• ต้านทานคราบสกปรก: คราบสารต้านทานแสงที่หลงเหลืออยู่ในพื้นร่องลึกก้นสมุทร
• การยุบรูปแบบ: ความล้มเหลวทางกลของเส้นต้านทานความหนาแน่นสูง-อัตราส่วน- ระหว่างการทำให้ตัวทำละลายแห้ง
2.3 เหตุใด MLM 200 ถึงได้ซีดี 0.4 μm แต่เป็นเส้น/ช่องว่าง 0.8 μm
ตัวอย่างที่สำคัญของการแลกเปลี่ยนทางกายภาพนี้-มีให้เห็นในโมเดล MLM 200 ของ Nice-Tech:
• ขนาดวิกฤต (แยก): 0.4 μm
• เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ (หนาแน่น 1:1): 0.8 μm
โปรไฟล์พารามิเตอร์นี้พบได้ทั่วไปในการพิมพ์หิน-โดยตรงที่มีความแม่นยำสูง- MLM 200 ใช้เครื่องมือนำส่งแบบออปติคัลแบบโฟกัสที่สามารถเขียนคุณสมบัติแยกละเอียดพิเศษ-ได้ถึง 0.4 μm อย่างไรก็ตาม เมื่อวางเส้นด้านข้าง-ข้าง-ในตารางที่มีความหนาแน่น 1:1 ความใกล้เคียงทางแสงที่ล้นจะกำหนดระยะห่างขั้นต่ำ 0.8 μm เพื่อให้แน่ใจว่ามีคอนทราสต์ทางแสงที่เพียงพอ (I_max เทียบกับ I_min) เพื่อเคลียร์ร่องลึกทั้งหมดโดยไม่ต้องเชื่อมต่อกัน
สำหรับนักพัฒนาอุปกรณ์พลังงาน RF ที่สร้างรูปแบบเกต GaN HEMT 0.4 μm พร้อมระยะห่างของแหล่งจ่ายกว้าง- (2 μm ถึง 5 μm) MLM 200 นั้นเหมาะสมที่สุด อย่างไรก็ตาม หากนักพัฒนารายเดียวกันพยายามพิมพ์ตะแกรงที่มีความหนาแน่น 0.4 μm / 0.4 μm (ระยะพิทช์เต็ม 0.8 μm) ความเปรียบต่างของแสงจะลดลง ซึ่งนำไปสู่การต้านทานการเชื่อมต่อ เว้นแต่จะเลือกระบบออปติคัลที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับอาร์เรย์ 1:1 ที่หนาแน่นโดยเฉพาะ
2.4 เหตุใด MLM 500 จึงได้แผ่นซีดีขนาด 0.5 μm และเส้น/ช่องว่างแบบสมมาตร 0.5 μm
ในทางตรงกันข้าม คุณลักษณะ-MLM 500 ของ Nice:
• ขนาดวิกฤติ (แยก): 0.5 μm
• เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ (หนาแน่น 1:1): 0.5 μm
MLM 500 รวมเอาระบบการฉายภาพที่มีรูรับแสง-ตัวเลข-สูง (สูง-NA) จับคู่กับการปรับแสงเชิงพื้นที่ขั้นสูงและการชดเชยขอบพิกเซลย่อย- การกำหนดค่าออปติคอลนี้รักษาคอนทราสต์ MTF สูงแม้ในความถี่ออปติคอลที่แคบ ช่วยให้ความเข้มของแสงลดลงอย่างรวดเร็วในบริเวณที่มีระยะห่างที่มืด เป็นผลให้เส้นและช่องว่างหนาแน่น 1:1 สามารถแก้ไขได้อย่างสมมาตรจนถึง 0.5 μm โดยไม่มีรอยเปื้อนหรือการเชื่อมต่อ
3. เมทริกซ์การคัดเลือกทางเทคนิค: กลุ่มผลิตภัณฑ์การพิมพ์หินไร้หน้ากาก- ที่ดี
Nice-Tech ผลิตแบบจำลองการพิมพ์หินแบบไม่สวมหน้ากากโดยเฉพาะสี่แบบ แต่ละแบบออกแบบมาสำหรับโดเมนการผลิตเฉพาะและโปรไฟล์ทางเรขาคณิต ตารางด้านล่างสรุปข้อกำหนดทางเทคนิคอย่างเป็นทางการ:
=================================================================================================================
โมเดลซีดี (แยก) เส้นขั้นต่ำ/ช่องว่าง (1:1) โฟกัสคลีนรูมโดเมนออปติคอลหลัก
=================================================================================================================
MLM 100 0.8 μm 1.0 μm สมดุล สูง- DOF เขียนโดยตรง การวิจัยและพัฒนาทั่วไป, MEMS, ไมโครฟลูอิดิกส์
MLM 200 0.4 μm 0.8 μm ละเอียด-จุดย่อย-ไมครอน การนำส่ง GaN/GaAs RF, กำลัง HEMT, ท่อนำคลื่น
MLM 400 1.0μm 2.0 μm กว้าง-สนามสูง- กลไกการรับส่งข้อมูลแบบหนา, บรรจุภัณฑ์ RDL, ไอซีกำลัง
MLM 500 0.5 μm 0.5 μm สูง-NA Symmetric Contrast Engine ตะแกรงออปติคัลหนาแน่น, MEA, คริสตัล
=================================================================================================================
3.1 Nice-Tech MLM 100: ประสิทธิภาพของห้องคลีนรูม (CD: 0.8 μm|L/S: 1.0 μm)
MLM 100 ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป็นแกนหลักอเนกประสงค์สำหรับ-ศูนย์โครงสร้างนาโนของมหาวิทยาลัยที่มีผู้ใช้หลายราย ห้องปฏิบัติการ R&D อุตสาหกรรม และโรงงานต้นแบบ MEMS
• โปรไฟล์เรขาคณิต: แก้ไขคุณสมบัติที่แยกออกมาได้ถึง 0.8 μm และเส้นคาบหนาแน่นที่ 1.0 μm ได้อย่างน่าเชื่อถือ
• คุณลักษณะด้านออพติคอล: ทำงานด้วยรูรับแสงตัวเลขแบบออพติคอลที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับละติจูดกระบวนการที่กว้าง ให้ระยะชัดลึกที่กว้าง (โดยทั่วไป DOF > 5 μm ถึง 10 μm ขึ้นอยู่กับความหนาของความต้านทาน) ทำให้ไม่เกิดสภาพภูมิประเทศของพื้นผิวของพื้นผิวและเวเฟอร์โค้งเล็กน้อย
• ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: เข้ากันได้กับสารต้านทานแสงโนโวแลคชนิด i-line / h- ที่เป็นค่าบวกมาตรฐาน (เช่น AZ 1500, AZ 4562, Shipley S1800 series) และตัวต้านทานค่าลบ (SU-8, KMPR)
• การใช้งานทั่วไป: ช่องการไหลของไมโครฟลูอิดิก ไมโครชิปทางชีวการแพทย์ เครื่องวัดความเร่งแบบคานยื่น เครื่องสะท้อนเสียง และโครงสร้างการทดสอบระดับเวเฟอร์{0}}มาตรฐาน
• คำแนะนำในการจัดซื้อจัดจ้าง: เลือก MLM 100 หากห้องคลีนรูมของคุณรองรับโครงการที่หลากหลาย ดำเนินการกับความหนาต้านทานปานกลาง (1.5 μm ถึง 5 μm) และไม่ต้องการขนาดคุณสมบัติย่อย-ครึ่ง-ไมครอน
3.2 Nice-Tech MLM 200: ความแม่นยำสำหรับอุปกรณ์ระดับรอง-ไมครอน (CD: 0.4 μm|L/S: 0.8 μm)
MLM 200 มีวัตถุประสงค์-สร้างขึ้นสำหรับห้องคลีนรูมที่ผลิต-ความถี่สูง สารกึ่งตัวนำแบบผสม และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำ โดยที่คุณสมบัติการแยกย่อย-ไมครอนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง
• โปรไฟล์เรขาคณิต: ได้มิติวิกฤตที่ 0.4 μm สำหรับเส้นแยก ประตู และแถบหน้าสัมผัส โดยมีความสามารถด้านเส้น/พื้นที่หนาแน่นที่ 0.8 μm
• ลักษณะทางแสง: ใช้ลำแสงพิเศษ-ที่ทำให้เกิดเลนส์และการควบคุมปริมาณแสงที่แม่นยำเพื่อเพิ่มความคมชัดของคอนทราสต์ของขอบบนโครงสร้างที่แยกออกมา
• ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: ทำงานได้ดีเป็นพิเศษกับโฟโตรีซิสต์ที่มีความบางและมีคอนทราสต์สูง- (ความหนา 0.5 μm ถึง 1.2 μm) เช่น AZ 6112, AZ 703 หรือ SPR 700 ต้องมีการควบคุมโฟกัสที่แน่นกว่า MLM 100
• การใช้งานทั่วไป: รูปแบบ-เกตและเกตรูปเห็ดสำหรับอุปกรณ์ Gallium Nitride (GaN) และ Gallium Arsenide (GaAs) HEMT, เครื่องตรวจจับแสง-ความเร็วสูง, การกำหนดเส้นทางท่อนำคลื่นแบบออปติคอล และโครงสร้างออก-การยกโลหะที่แยกได้ระดับไมครอน-
• คำแนะนำในการจัดซื้อจัดจ้าง: เลือก MLM 200 หากกระบวนการของคุณต้องการการสร้างรูปแบบประตูหรือเส้นแยกที่สำคัญระหว่าง 0.4 μm ถึง 0.8 μm โดยไม่ต้องใช้อาร์เรย์เป็นระยะที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า 0.8 μm
3.3 Nice-Tech MLM 400: ปริมาณงานสูง-และหนา-ต้านทานการประมวลผล (CD: 1.0 μm|L/S: 2.0 μm)
MLM 400 ได้รับการปรับแต่งสำหรับโรงงานที่ให้ความสำคัญกับปริมาณการรับแสง การประมวลผลในพื้นที่ขนาดใหญ่- และความเข้ากันได้กับเครื่องต้านทานแสงที่มีความหนาเป็นพิเศษ-
• โปรไฟล์เรขาคณิต: กำหนดค่าสำหรับซีดีแยก 1.0 μm และบรรทัด/ช่องว่างขั้นต่ำ 2.0 μm
• ลักษณะทางแสง: ใช้สนามการฉายภาพด้วยแสงที่ใหญ่ขึ้นและรถไฟออปติคัลโฟกัส-ความลึก-สูง- DOF ที่ขยายเพิ่ม (มักจะ > 20 μm ถึง 50 μm ในความต้านทานความหนา) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแสงจะทะลุผ่านฟิล์มหนาได้ลึกโดยไม่ทำให้มุมของแก้มยางลดลง
• ข้อได้เปรียบด้านปริมาณงาน: เนื่องจากแต่ละเฟรมออพติคอลครอบคลุมพื้นที่การรับแสงที่กว้างขึ้น เวลาในการเขียนเวเฟอร์จึงเร็วกว่าเครื่องมือที่มีความละเอียด-ละเอียดมาก การเปิดแผ่นเวเฟอร์ขนาด 100 มม. หรือ 150 มม. บน MLM 400 สามารถทำได้โดยใช้เวลาเพียงเศษเสี้ยวของเวลาที่ระบบย่อย-ไมครอนต้องการ
• ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: เหมาะสำหรับสารต้านทานแสงแบบฟิล์มหนา- (10 μm ถึง 100 μm SU-8, AZ 4562, AZ 9260, โพลีไมด์, BCB)
• การใช้งานทั่วไป: Advanced packaging Redistribution Layers (RDL), บรรจุภัณฑ์ชิประดับเวเฟอร์-ระดับ (WLCSP), บัสบาร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังกระแสสูง-, แม่พิมพ์ต้นแบบไมโครฟลูอิดิก, แม่พิมพ์ชุบด้วยไฟฟ้าแบบหนา และ MEMS ที่มีเครื่องจักรขนาดเล็กจำนวนมาก
• คำแนะนำในการจัดซื้อจัดจ้าง: เลือก MLM 400 หากคุณสมบัติของคุณมากกว่าหรือเท่ากับ 1.0 μm กระบวนการของคุณใช้การเคลือบต้านทานหนา หรือปริมาณงานเวเฟอร์สูงคือความสำคัญเชิงพาณิชย์หลักของคุณ
3.4 Nice-Tech MLM 500: ความละเอียดความหนาแน่นสูงแบบสมมาตร (CD: 0.5 μm|L/S: 0.5 μm)
MLM 500 เป็นระบบหลักของ Nice-Tech สำหรับความต้องการการผลิตเซ็นเซอร์ไมโคร-ออปติคัล โฟโตนิก และหนาแน่นเป็นระยะๆ
• โปรไฟล์เรขาคณิต: ให้แผ่นซีดีแยกส่วนขนาด 0.5 μm ที่สมดุล ควบคู่ไปกับระยะพิทช์แนวเส้น/ช่องว่างขนาด 1:1 หนาแน่น 0.5 μm (ระยะพิทช์ตะแกรงเต็ม 1.0 μm)
• คุณลักษณะด้านออพติคอล: ผสมผสานออปติกการฉายภาพ NA- สูงเข้ากับการปรับไมโครมิเรอร์ดิจิทัลขั้นสูงและการแก้ไขขอบพิกเซลย่อย- ระบบนี้จะระงับกลีบด้านการเลี้ยวเบน-และป้องกันการสะสมของแสงเล็ดลอดในร่องลึกแคบ
• ความเข้ากันได้ของกระบวนการ: ต้องควบคุมอุณหภูมิห้องคลีนรูมอย่างเข้มงวด (±0.5 องศา ) และต้านทานความเปรียบต่างที่บาง-สูง (0.3 μm ถึง 0.8 μm)
• การใช้งานทั่วไป: ตะแกรงการเลี้ยวเบนระดับไมครอน- วัสดุเมตาเชิงแสง ท่อนำคลื่นคริสตัลโฟโตนิก เครื่องแปลงสัญญาณคลื่นอะคูสติกพื้นผิวหนาแน่น (SAW) ไบโอเซนเซอร์แบบอินดิเคตเต็ด และอาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรด (MEA)
• คำแนะนำในการจัดซื้อจัดจ้าง: เลือก MLM 500 หากสถาปัตยกรรมอุปกรณ์ของคุณอาศัยโครงสร้างที่มีความหนาแน่นและหนาแน่นเป็นช่วงๆ ที่ระดับครึ่ง-ไมครอน
4. การค้าทางวิศวกรรมที่ได้รับ-: ความเร็ว DOF และการจัดตำแหน่ง
เมื่อเลือกระหว่าง MLM 100, 200, 400 และ 500 วิศวกรจะต้องพิจารณาพารามิเตอร์รองที่สำคัญสามตัวที่ส่งผลโดยตรงต่อการปฏิบัติงานในห้องปลอดเชื้อรายวัน:
4.1 ความเร็วแสง (ปริมาณงาน) เทียบกับความละเอียด
ในเครื่องมือ-เขียนพิมพ์หินโดยตรงใดๆ มีการแลกเปลี่ยนทางกายภาพขั้นพื้นฐาน-ระหว่างความเร็วการเปิดรับแสงและความละเอียดของแสง:
• ความละเอียดที่ละเอียด (เช่นเดียวกับใน MLM 200 และ MLM 500) ต้องใช้ขนาดพิกเซลที่ฉายน้อยกว่าและกำลังขยายที่สูงกว่า ซึ่งหมายความว่าแผ่นเวเฟอร์จะถูกเปิดเผยต่อวินาทีน้อยลงสำหรับพลังงานของแหล่งกำเนิดแสงที่กำหนด
• ความละเอียดที่ผ่อนคลาย (เช่นเดียวกับใน MLM 400) ใช้พิกเซลที่ฉายขนาดใหญ่ขึ้น ครอบคลุมพื้นที่การรับแสงที่มากขึ้นต่อแฟลชดิจิตอล และเพิ่มปริมาณงานเวเฟอร์อย่างมาก
หลักปฏิบัติ: อย่าซื้อความละเอียดเกินกว่าที่สถาปัตยกรรมอุปกรณ์ของคุณต้องการ หากเส้นโลหะที่แคบที่สุดของคุณคือ 2.5 μm การเลือกเครื่องมือ 0.4 μm จะทำให้เวลาในการเปิดรับแสงนานขึ้นโดยไม่จำเป็นจากนาทีเป็นชั่วโมงต่อแผ่นเวเฟอร์
4.2 ระยะชัดลึก (DOF) และต้านทานความหนา
สมการความลึกของโฟกัสของ Rayleigh ควบคุมระบบการฉายภาพทั้งหมด:
อานนท์=k₂ × แล / (NA)²
โปรดสังเกตว่า DOF จะลดลงตามกำลังสองของรูรับแสงเชิงตัวเลข เลนส์ NA สูง-ที่จำเป็นสำหรับความละเอียดต่ำกว่า-ครึ่ง-ไมครอนทำให้ได้ระยะชัดลึกที่แคบ (มักจะ < 1.5 μm) หากวิศวกรพยายามหมุนตัวต้านทาน SU-8 หนา 15 μm ด้วยเครื่องมือ NA สูง ด้านบนของตัวต้านทานอาจอยู่ในโฟกัสในขณะที่ด้านล่างเบลออย่างรุนแรง ทำให้เกิดการตัดด้านล่างหรือผนังด้านข้างลาดเอียง
• For thick resists (>10 ไมโครเมตร): MLM 400 ให้ระยะชัดลึกที่จำเป็น
• สำหรับความต้านทานมาตรฐาน (1.5 μm ถึง 5 μm): MLM 100 ให้ความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดของความละเอียดและ DOF
• สำหรับความต้านทาน-บางเป็นพิเศษ (< 1.0 μm): The MLM 200 and MLM 500 excel at fine line delineation.
4.3 เลเยอร์-ถึง-การจัดตำแหน่งเลเยอร์และความแม่นยำของการซ้อนทับ
เครื่องมือพิมพ์หินไม่ค่อยทำงานแยกกัน โดยสร้างลวดลายเป็นชั้นๆ ที่ด้านบนของโครงสร้างที่แกะสลักหรือเคลือบด้วยโลหะก่อนหน้านี้
• การจัดตำแหน่งด้วยแสงด้านบน: โมเดล-Tech MLM ที่ดีทั้งหมดมี-เครื่องที่มีความละเอียดสูง- กล้องวิชันซิสเต็มที่สามารถจดจำเครื่องหมายไว้วางใจได้โดยอัตโนมัติ ทำให้ได้ความแม่นยำในการซ้อนทับเลเยอร์-ถึง- โดยทั่วไปภายใน ±0.5 μm ถึง ±0.2 μm
• การจัดตำแหน่งด้านหลัง: จำเป็นสำหรับ MEMS ผ่าน-ช่องเวเฟอร์ เซ็นเซอร์ความดัน และจุดผ่านของอุปกรณ์จ่ายไฟ สอบถามเกี่ยวกับการกำหนดค่ากล้องออพติคัลการส่งผ่านอินฟราเรด (IR) หรือด้านล่าง-หากกระบวนการของคุณต้องการการลงทะเบียนสองด้าน-
4.4 ความคล่องตัวของพื้นผิวและข้อดีแบบไร้หน้ากาก
ต่างจากเครื่องจัดตำแหน่งหน้าสัมผัสแข็งหรือสเต็ปเปอร์ลดขนาดที่ต้องใช้พื้นผิวเรียบ-เวเฟอร์ที่ได้มาตรฐาน ระบบ Nice-Tech แบบไม่สวมหน้ากากให้ความเข้ากันได้ของวัสดุพิมพ์แบบสากล:
• ขนาดพื้นผิว: เวเฟอร์เต็ม (2 นิ้ว, 4 นิ้ว, 6 นิ้ว, 8 นิ้ว และ 12 นิ้ว) รวมถึงชิ้นส่วนแม่พิมพ์ที่แยกออกมาไม่ปกติ (สูงสุด 5 มม. × 5 มม.)
• วัสดุพื้นผิว: ซิลิกอนมาตรฐาน, ซิลิกาหลอมละลายโปร่งใส, ควอทซ์, แก้ว, แกลเลียมไนไตรด์ (GaN), ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC), แกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs), ลิเธียมไนโอเบต และซับสเตรตโพลีเมอร์ที่ยืดหยุ่น
• โฟกัสอัตโนมัติแบบไดนามิก: การติดตามพื้นผิวออปติคอลแบบเรียลไทม์-จะชดเชยข้อผิดพลาดของส่วนโค้งและลิ่มของวัสดุพิมพ์โดยอัตโนมัติ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการโฟกัสที่สม่ำเสมอทั่วทั้งเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์คอมพาวด์ที่บิดเบี้ยว
5. การทดสอบตัวอย่างเวเฟอร์และการตรวจสอบมาตรวิทยา SEM
ก่อนที่จะสรุปการซื้ออุปกรณ์ที่เป็นทุน ผู้ซื้อทางเทคนิคไม่ควรพึ่งพาเอกสารข้อมูลจำเพาะที่เผยแพร่เพียงอย่างเดียว สภาวะของห้องคลีนรูม สูตรต้านทาน และเคมีของนักพัฒนามีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างโรงงานต่างๆ
Nice-Tech สนับสนุนอย่างยิ่งให้ผู้มีโอกาสเป็นลูกค้าทำการทดสอบการสัมผัสเวเฟอร์ตัวอย่างก่อนที่จะออกใบสั่งซื้อ โปรโตคอลการตรวจสอบควรประเมินพารามิเตอร์มาตรวิทยาหลัก 5 รายการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM):
1. ความสม่ำเสมอของมิติวิกฤต (CDU 3σ): วัด CD เป้าหมายผ่านจุดอย่างน้อย 20 จุดทั่วทั้งเวเฟอร์ (กึ่งกลาง ตรงกลาง ขอบ) เพื่อให้แน่ใจว่าความแปรปรวนของมิติอยู่ภายใน ±5%
2. ระยะห่างของเส้นหนาแน่น/ระยะพิทช์: ตรวจสอบผ่าน-SEM แบบตัดขวางว่าร่องลึกหนาแน่น 1:1 ไม่มีรอยเปื้อน รอยต่อขนาดเล็ก- หรือจุดยืน-ของคลื่น
3. มุมผนังด้านข้าง: ยืนยันว่าโปรไฟล์ผนังด้านข้างที่ต้านทานแสงเกิน 85 องศา (หรือตรงกับข้อกำหนดกระบวนการของคุณ เช่น โปรไฟล์การตัดด้านล่างแบบถอยหลังเข้าคลองเพื่อยก-ออก)
4. ความหยาบของขอบเส้น (LER) และความหยาบของความกว้างของเส้น (LWR): ตรวจสอบภาพ SEM จากบน-ที่มีกำลังขยายสูง- ล่าง เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของขอบเส้นที่เรียบเนียน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสูญเสียท่อนำคลื่นโฟโตนิกและประสิทธิภาพของเกต RF
5. ความแม่นยำในการซ้อนทับ: วางรูปแบบสเกลเวอร์เนียทดสอบบนเลเยอร์การจัดตำแหน่งที่มีอยู่ก่อน- เพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำการลงทะเบียนทั่วทั้งพื้นที่วัสดุพิมพ์ทั้งหมด
6. รายการตรวจสอบก่อน-การจัดซื้อจัดจ้าง: สิ่งที่ต้องเตรียมก่อนขอใบเสนอราคา
หากต้องการรับใบเสนอราคาที่แม่นยำและปรับแต่งอุปกรณ์จาก Nice-Tech ทีมจัดซื้อและวิศวกรรมกระบวนการควรเตรียมรายการตรวจสอบทางเทคนิคต่อไปนี้:
[ 1 ] . ข้อกำหนดพื้นผิวเป้าหมาย:
• วัสดุ: ซิลิคอน, ควอตซ์, แซฟไฟร์, GaN, SiC, แก้ว หรืออื่นๆ
• รูปแบบ: เส้นผ่านศูนย์กลางเวเฟอร์ (เช่น 4 นิ้ว, 6 นิ้ว, 8 นิ้ว) หรือเศษเล็ก ๆ (เช่น 10 มม. × 10 มม.)
• สภาพพื้นผิว: ขัดเงา เคลือบโลหะ โปร่งใส หรือโค้งงอ (ระบุส่วนโค้งเป็นไมโครเมตร)
[ 2 ] . ข้อกำหนดด้านเรขาคณิตของคุณลักษณะ:
• มิติวิกฤตขั้นต่ำ (เส้นแยก ประตู หรือรูสัมผัส)
• เส้น/ช่องว่างขั้นต่ำ (ข้อกำหนดระดับเสียงอาเรย์หนาแน่น)
• ความทนทานต่อชั้นวิกฤต (เช่น CD เป้าหมาย ± 5%)
[ 3 ] . กระบวนการไวแสง:
• ประเภทโฟโตรีซิส: โทนเสียงเชิงบวก ลบ หรือคู่-
• ชื่อตัวต้านทานแสง: (เช่น AZ 5214E, SU-8 2010, Shipley S1813)
• ความหนาของฟิล์มเป้าหมาย: (เช่น 0.8 μm, 2.5 μm, 25 μm)
[ 4 ] . ข้อกำหนดการจัดตำแหน่งและการแบ่งชั้น:
• การเปิดรับเลเยอร์เดียวหรือหลาย-การลงทะเบียนเลเยอร์
• วิธีการจัดตำแหน่ง: อินฟราเรดแบบออปติคัลด้านบนหรือด้านหลัง (IR)
• ความแม่นยำในการซ้อนทับเป้าหมาย: (เช่น < 0.5 μm)
[ 5 ] . ปริมาณงานและปริมาณการผลิต:
• ปริมาณเวเฟอร์ที่คาดหวัง: (เช่น 5 เวเฟอร์/สัปดาห์สำหรับการวิจัยและพัฒนา เทียบกับ . 50 เวเฟอร์/วันสำหรับการผลิตนำร่อง)
• ข้อกำหนดของระบบอัตโนมัติ: การโหลดวัสดุพิมพ์ด้วยตนเองหรือการจัดการคาสเซ็ตกึ่งอัตโนมัติ-
[ 6 ] . รูปแบบข้อมูลเค้าโครง:
• ไฟล์การออกแบบมาตรฐานพร้อมแล้ว: GDSII, OASIS, DXF หรือ CIF
7. บทสรุปและขั้นตอนถัดไป: การเป็นพันธมิตรกับ NICE-TECH
การเลือกระบบการพิมพ์หินแบบไม่ต้องสวมหน้ากากที่เหมาะสมนั้นจำเป็นต้องมีความสมดุลของ CD แยก ระยะพิทช์ของเส้น/พื้นที่หนาแน่น ระยะชัดลึก ต้านทานความหนา และความเร็วในการผลิต
• หากห้องคลีนรูมของคุณต้องการ{0}}เครื่องมือการวิจัยและพัฒนาที่ครอบคลุม MLM 100 มอบความคล่องตัวและละติจูดกระบวนการที่ไม่มีใครเทียบได้
• หากคุณโฟกัสไปที่คุณสมบัติแยกย่อย-ไมครอนสำหรับ RF และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง MLM 200 จะให้ความแม่นยำของ CD 0.4 μm
• หากโรงงานของคุณรองรับการต้านทานความหนา การบรรจุขั้นสูง หรือต้องการปริมาณงานสูงสุด MLM 400 คือมาตรฐานอุตสาหกรรม
• หากแอปพลิเคชันของคุณต้องการอาร์เรย์ ตะแกรง หรือโครงสร้างโฟโตนิกเป็นระยะที่มีความหนาแน่น 0.5 μm อย่างแน่นหนา 1:1 MLM 500 มอบความเป็นเลิศด้านการมองเห็นแบบสมมาตร
พร้อมที่จะประเมินการออกแบบของคุณบน Nice-Tech Maskless Lithography System แล้วหรือยัง?
ไปที่หน้าผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการของ Nice-Tech เพื่อสำรวจข้อมูลจำเพาะของเครื่องจักรโดยละเอียด:
ติดต่อทีมวิศวกรรมการใช้งานอาวุโสของเราที่ dmjsemi.com เพื่อส่งรูปแบบการทดสอบ CAD/GDSII ของคุณเพื่อรับตัวอย่างการสัมผัสเวเฟอร์และการตรวจสอบมาตรวิทยา SEM ฟรี เราจะกำหนดค่าข้อเสนออุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแผนงานทางเทคนิคและงบประมาณของคลีนรูมของคุณโดยเฉพาะ
