La litografia senza maschera si sta affermando?

I litografi hanno sempre dovuto affrontare compromessi tra velocità e flessibilità. Gli stepper sono molto bravi a stampare centinaia o migliaia di caratteristiche identiche su centinaia o migliaia di wafer. Tuttavia, non sono particolarmente bravi a gestire superfici con topografia significativa. Né è possibile la personalizzazione. Ogni esposizione utilizza lo stesso reticolo.

La litografia a fascio elettronico a scrittura diretta è stata utilizzata a lungo dai negozi di fotomaschere, dove è giustificata dalla necessità di raggiungere quasi la perfezione negli "attrezzamenti" di alta precisione. I vantaggi della litografia senza maschera sono meno chiari in altre parti del processo. L'imaging laser diretto dissipa molto calore nel fotoresist e la risoluzione è limitata dalle dimensioni dello spot laser. La maggior parte degli strumenti di scrittura diretta sono lenti rispetto a stepper comparabili.

Allo stesso tempo, le applicazioni avanzate di packaging e MEMS sono molto impegnative per gli stepper convenzionali. La topografia della superficie da modellare può essere irregolare, specialmente nelle confezioni a livello di wafer fan-out. Le caratteristiche desiderate sono spesso piuttosto spesse e richiedono fotoresist spessi.

Nel frattempo, le applicazioni automobilistiche in particolare richiedono la tracciabilità delle singole parti per motivi normativi e di sicurezza. La facilità di personalizzazione delle esposizioni senza maschera le rende particolarmente adatte ad applicazioni ad alta sicurezza. Una semplice modifica nell'ultimo strato di metallo può essere utilizzata per incorporare il numero di serie di un chip direttamente nel chip stesso, prima dell'imballaggio e dello stampaggio. Le modifiche al cablaggio di livello superiore possono essere utilizzate anche per incorporare chiavi di crittografia.

Il sistema di esposizione senza maschera supporta questo tipo di personalizzazione. Più in generale, tuttavia, può essere utilizzato per risolvere problemi di esposizione che gli stepper non possono risolvere. Ad esempio, può modellare forme arbitrarie di resist nero su scala wafer per schermi di lenti di sensori di immagine CMOS e applicazioni di visualizzazione e, con diodi laser a diverse lunghezze d'onda, può esporre due diversi fotoresist in un unico passaggio di imaging.

Gli stepper non vanno da nessuna parte, ovviamente. Sono insuperabili in situazioni che richiedono un gran numero di caratteristiche identiche. Tuttavia, quando le caratteristiche da stampare non sono identiche o quando il motivo è più grande di una singola maschera, la litografia senza maschera può riempire il vuoto.