"Maskless Exposure"-Technologie Durchbruch in der Belichtungstechnik

Die »Maskles Exposure«-Technik von EVG bringt eine bisher nicht gekannte Flexibilität und Skalierbarkeit sowohl in Entwicklung und die Pilot- als auch in die Hochvolumenfertigung rund ums Advanced Packaging.

Mit einem neuen Verfahren kann die EV Group (EVG) Strukturen bis unter 2µm auf großen und unebenen Substanzen strukturieren - und damit das Packaging und die MEMS-Fertigung revolutionieren.

“Wir bringen die maskenlose Belichtung in die Back-End-Prozesse, vor allem in das Advanced Packaging”, sagt Dr. Thomas Uhrmann, Business Development Director von EVG. Mit der neuen „Maskless Exposure“-Technik (MLE) lassen sich Strukturen von unter 2 µm realisieren – und das auf praktisch unbegrenzt großen Feldern und auch bei verwellten Substraten. »Das führt nicht nur zu deutlich geringeren Kosten und höherer Flexibilität, vor allem können die Anwender jetzt von der Pilotproduktion nahtlos auf die Produktion in hohen Stückzahlen übergehen. Zudem eröffnet sich die Chance, ganz neue Prozesse entwickeln zu können«, so Uhrmann.

Dass EVG von „Exposure“ spricht, deutet schon auf einen wesentlichen Unterschied zu bisher üblichen maskenlosen Techniken hin: Sie werden zumeist als „Direct Write“ (Direktschreiben) bezeichnet. Dazu wird ein Laserstrahl erzeugt, der die zu belichtenden Strukturen auf der Substratoberfläche Punkt für Punkt belichtet. Der Ausdruck „Exposure“ war den Steppern und Mask-Alignern vorbehalten, die den Wafer oder zumindest ein Feld auf einmal belichten.

»Mit unserem Verfahren belichten wir aber nicht wie im Direktschreiben Punkt für Punkt, sondern wir belichten einen ganzen Streifen auf einmal«, erklärt Dr. Thomas Uhrmann. Die Vorteile: Erstens führt das Verfahren zu einem höheren Durchsatz, zweitens konzentriert sich die gesamte Belichtungsdosis nicht auf einen Punkt, sondern verteilt sich über den Streifen. Damit werden alle Nachteile vermieden, die sich aus einer zu hohen Dosis ergeben, etwa verschwommene Abbildungen.

Aber auch gegenüber den Steppern ergeben sich Vorteile. Vor allem: Das Belichtungsfeld ist nicht begrenzt. Müssen etwa Interposer belichtet werden, die über die Feldgröße der Stepper hinausgehen, dann sind zwei Masken erforderlich, um einen Redistribution-Layer strukturieren zu können. Deshalb sind Stepper für die Belichtung großer Flächen, etwa für das Fan-out-Panel-Level-Packaging, nicht gut geeignet. »Genau diese Limitation kennt unser MLE-Verfahren nicht«, freut sich Dr. Bernd Thallner, Corportate R&D Project Manager von EVG.

Das führt zu einem weiteren großen Vorteil: Die MLE-Maschinen hat EVG so ausgelegt, dass sie sich mit einem oder auch mit mehreren Belichtungsköpfen ausstatten lassen. Damit kann in der Entwicklung und für die Produktion von Pilotstückzahlen dieselbe Maschine verwendet werden wie für die Produktion in hohen Stückzahlen. »Bisher gab es immer einen Technologiebruch beim Übergang in die Volumenproduktion«, sagt Dr. Thomas Uhrmann. »Ab sofort ist der nahtlose und kostengünstige Übergang von der Pilotfertigung bis zur Fertigung in hohen Stückzahlen möglich, einfach, indem mehr Belichtungsköpfe verwendet werden.«