Безмасковая фотолитография
Безмасковая фотолитография — способ переноса топологии на фоторезист без физического фотошаблона: рисунок формирует цифровой модулятор света, а прецизионный столик «сшивает» поля экспонирования в единое изображение. В разделе представлены установки цифровой безмасковой фотолитографии — от лабораторных систем до решений для высокопроизводительной производственной линии — с УФ-источниками 365, 375 и 405 нм, минимальным размером элемента от 0,3 мкм и подложками размером до 12 дюймов (площадь экспонирования до 300×300 мм). Оборудование подходит для НИОКР, прототипирования и серийного выпуска микроэлектроники, микрооптики и микрофлюидных чипов.
Принцип работы
Топология загружается в ПО в форматах GDSII, DXF, STL, BMP, PNG, TIFF или как полутоновое изображение и передаётся на пространственный модулятор света (например, цифровую микрозеркальную матрицу DMD). УФ-источник — светодиод или лазер — освещает модулятор, оптика проецирует изображение на фоторезист, а столик перемещает подложку по XY. В векторном режиме криволинейные структуры записываются бесшовно, без ограничения полем объектива. Главное преимущество: топология меняется программно — новая ревизия дизайна не требует изготовления нового фотошаблона.
Ключевые возможности
- Автофокус с точностью ≤ 10 нм и диапазоном 180 мкм, автокомпенсация наклона и неровностей подложки.
- Совмещение слоёв: предпросмотр топологии, компенсация погрешности, опционально — автоматическое распознавание меток.
- Полутоновая литография — 3D-рельеф в фоторезисте за один проход.
- Вакуумный столик для подложек разных материалов и форм толщиной до 15 мм (в зависимости от модели).
Области применения
| Область применения | Минимальный размер элемента | Критерий выбора | Обоснование применения |
|---|---|---|---|
| Изготовление фотошаблонов | 0,3–0,5 мкм | Шероховатость края | Любой дефект края на фотошаблоне тиражируется на каждую пластину, экспонированную с него. Шероховатость края 0,02 мкм позволяет изготавливать шаблоны на собственной площадке без внешнего подрядчика. |
| Полупроводниковые приборы и микроэлектроника | 0,3–1 мкм | Точность совмещения слоёв | Приборная структура формируется в несколько литографических слоёв, и ошибка совмещения напрямую влияет на параметры прибора. Точность совмещения до 0,1 мкм (3σ), а отказ от комплекта фотошаблонов снижает стоимость каждой опытной партии. |
| Передовое корпусирование | 1–2 мкм | Совмещение на неплоских подложках | Слои межсоединений формируются поверх уже существующей топологии на пластинах, которые после предыдущих операций теряют плоскостность. Автофокус с диапазоном компенсации 180 мкм и компенсация погрешности совмещения удерживают точность совмещения слоёв 0,25 мкм. |
| Микро- и нанооптика | 0,5–1 мкм | Число уровней серого | Профиль микролинз и дифракционных элементов задаётся локальной дозой экспонирования, а не набором бинарных масок. Полутоновая экспозиция до 1024 уровней серого даёт плавный 2,5D-рельеф, получаемый в фоторезисте за один проход. |
| Микрофлюидные чипы | 2–5 мкм | Скорость экспонирования | Каналы и камеры микрофлюидных чипов занимают большую площадь, а топологию часто меняют между сериями экспериментов. Скорость экспонирования до 3300 мм²/мин в производственном исполнении и смена дизайна без изготовления шаблона позволяют проверять новую ревизию сразу. |
| Биотехнологии и биочипы | 1–5 мкм | Работа с нестандартными подложками | Биочипы и структурированные поверхности изготавливают на подложках из разных материалов, размеров и толщины. Вакуумный столик и толщина подложки до 15 мм расширяют выбор образцов, а векторный режим формирует криволинейные структуры без сшивки полей. |
Оснащение лаборатории для работы с безмасковой фотолитографией
Для построения стабильного литографического процесса необходим комплексный подход к оснащению лаборатории. При субмикронном разрешении и точности совмещения до 0,1 мкм на результат влияют стабильность основания, источники для отработки режимов экспонирования и средства контроля готовых структур.
При использовании данного оборудования Вам могут пригодиться следующие специализированные компоненты:
Источники УФ-излучения
Для отработки режимов экспонирования и тестовых стендов применяются DPSS-лазеры УФ-диапазона, диодные УФ-лазеры и диодные лазеры фиолетового диапазона 400–435 нм, перекрывающие рабочие длины волн установок 365, 375 и 405 нм. Другие источники — в разделе «Непрерывные лазеры».
Виброизоляция и оптические столы
При субмикронном разрешении вибрации основания напрямую ухудшают шероховатость края и точность сшивки полей. Для стендов подготовки и контроля образцов применяются оптические столы с вибрационной изоляцией и оптические плиты и столешницы.
Контрольно-измерительное оборудование
Контроль толщины фоторезиста, размеров элементов и профиля рельефа после полутонового экспонирования подтверждает, что процесс укладывается в допуски. Для этого используются оптические 3D-профилометры, эллипсометры и атомно-силовые микроскопы.
Почему «Специальные Системы. Фотоника»
Компания «Специальные Системы. Фотоника» — официальный дистрибьютор представленного оборудования в России и ЕАЭС. Мы поставляем оборудование, проводим техническую консультацию, обеспечиваем сервисное и гарантийное обслуживание.
Подберём конфигурацию под вашу задачу. Сообщите минимальный размер элемента, размер подложки и требуемую производительность — инженер предложит оптимальное решение. Звоните 8 (800) 550-72-97 или пишите на info@sphotonics.ru.
Обсудить задачу с инженером