协同国际股份有限公司

PSS (图形化蓝宝石衬底)量产装置

TEX系列
我们采用独家模板、UV光刻胶、压印装置与制程,组合成最佳搭配,提供您高品质、高效率的PSS工艺。
本公司身为纳米压印受讬代工厂商,累积了深厚的提案实力,能为客户提供优秀的全套解决方案,实现在品质面与成本面都具有优势的光刻技术。
tex-02

运用高效率、
高品质的独家纳米压印光刻技术,
完美实现:

  • 以低成本、高效率生产PSS晶圆。
  • 提升PSS模板图形一致度,有助于提升LED芯片的成品率。
  • 针对6英寸PSS,也能发挥优秀的生产率与图形一致度。

TEX系列技术介绍资料

TEX是指,由软模板、UV光刻胶、与纳米压印装置统整而成的一套纳米压印光刻工艺解决方案。

协同国际 的纳米压印整体解决方案

本公司深耕於半导体加工承揽业务,以深厚的半导体细微加工技术为根基,从生产纳米压印使用的主模板,到代客压印,所有与精细复制相关的需求,本公司都可为您处理。

TEX系列

与光刻技术的原理比较

  • 光刻技术

  • 纳米压印光刻技术

光刻方式 生产率 装置可靠性/维护性 可处理精细模板 对缺陷的影响 使用的构件 基板接纳性
纳米压印光刻 采用大面积复制方式,达成高度生产量。 一般而言,由于结构上比步进式光刻机简单,更加可靠。 可以处理到超微粒等级光子等级φ250nm~) 由于过程中伴随著物理性接触,比较有造成缺陷的风险。 需要使用压印模板 胶膜、软模板不易遭受 基板的弯折等因素影响。
步进式光刻机 受限於步进式方法的曝光程序,因此生产量有限。 步进式技术重视精度,带来比较大的维护压力。 超微粒模板的曝光比较<困难。 由于采用曝光投影,比较不受到粒子的影响。 需要使用光掩模 注重基板平坦性,若有弯曲则可能造成无法对准。

TEX系列 装置详细解说

使用量身打造的PDMS模板、压印装置、以及UV光刻胶进行压印,达到高效率、低成本的PSS光刻。

压印制程

PDMS模板的特征

  • 持久度高,可连续转印。
  • 密合度佳,可以达到均匀一致的转印品质。
  • 大气穿透性佳,因此不需要加压、真空的过程,实现单纯的制备结构。
  • 实施流程控制,并且所有成品均经过表面缺陷检查,高品质值得信赖。

TEX压印装置 设备一览

装置型式 TEX-01 TEX-02 TEX-02.5 TEX-03
适用晶圆尺寸 2” & 4” 4” & 6” 4” & 6” 4” & 6”
4”、6”
晶圆生产量
研发员专用手动设备,
故不适用
4”: 50S~55S
6”: 75S~80S
4”: 31S~36S
6”: 41S~46S
4”: 31S~36S
6”: 41S~46S
手动/
自动压印操作
手动 自动 自动 自动
手动/
自动插入与取
出晶圆
手动 手动 自动 自动
存储盒之
间搬运装置
存储盒之间搬运装置 存储盒之间搬运装置
自动替换
模板功能
自动
洁净等级 Class 1000 设计 Class 1000 设计 Class 1000 设计 Class 100 设计
tex-01 and tex-02tex-01 and tex-02

与光刻装置的性能比较

设备 TEX 纳米压印光刻设备 步进式光刻装置
设备价格 价位低
研发员专用半自动设备:$250K~
量产专用设备:$400K~$650K
价位高
$500K~$2.0 Million
运行成本
(@4” wafer)
与光刻技术相同
$1.00~$1.50
约$1.00
生产效率 生产效率高
(最多90pcs/h @4”, 最多72pcs/h @6”)
生产效率低
约60pcs/h@4”

图形一致性 图形一致性高
(RML STD: 2.5~ 3.0% at 6inch PSS)
图形一致性 约3.0%
(RML STD:約3.0% at 4inch PSS)
图形缺陷 与光刻技术相同
(尺寸小于100um的缺陷:少於100颗)
与光刻技术相同
(尺寸小于100μm的缺陷:少於100颗)
对大口径(6”size)
的适应性
不受晶圆的弯折或变形影响,
可以制作出均衡一致的图形。
受到晶圆弯折或是变形的影响,会造成散焦,
成为产量减少的主要原因。

常见问答

采用纳米压印方式制作的PSS图形缺陷,和光刻方式相比如何?

透过对模板的品质管理,以及最佳的压印方式,可获得与光刻方式相同等级的数据。

压印缺陷数据 (6inch PSS)
未满100μm的缺陷尺寸,平均数量不到100颗。

Wafer slot Defects Count Uniformity RML STD (%)
slot 1 55 2.62
slot 2 290 2.87
slot 3 45 2.59
slot 4 132 2.69
slot 5 45 2.65
slot 6 41 2.65
slot 7 44 2.64
slot 8 71 2.98
slot 9 12 2.81
slot 10 49 3.13
Actual value is about double digit number

由TEX系列纳米压印制作出的PSS图形,有什么样的实际案例?

为您介绍代表性的图形案例。

Micro PSS 压印效果示意图

压印后
压印后

Dimension
Pitch:3.0um
Pillar diameter:2.0um
Height: 3.6um

干法刻蚀后(蓝宝石基底表面)< Dry Etching by ULVAC>
干法刻蚀后(蓝宝石基底表面)

Dimension
Pitch:3.0um
Height: 1.7um
Width: 2.7um

纳米压印使用的模板大约多久需要交换呢?

本设备选用最适合此制程的材料,并搭配完善的压印条件,因此具有高度的持久与耐用性,在连续加工的情况下,可连续
转印超过150次。

既然纳米压印使用的模板是消耗性材料,那么品质上会不会良莠不齐呢?

专門為本制程设计的PDMS模板是在严格的程序管理下,於洁净的环境中生产制造,所有的模板都经过表面缺陷检查,检查数据也会提

PDMS Mold 缺陷数据
PDMS模具的缺陷,是由主模具与PDMS模具的制造管理程序来控制。
在发货检查阶段,所有PDMS模具都会实施缺陷检测,将压印时的缺陷发生率降到最低。

  • Histogram
  • Histogram

图形一致性被视为纳米压印工艺的优势,那么究竟有多大程度的提昇呢?

例如众多PSS厂商視為目標的 RML STD檢測值,本设备已经能稳定达成3%以下。

图形一致性缺陷数据(6 英寸 PSS)
在AOI检测的 RML STD结果中,图形一致性等级达到3.0%以下。

  • slot25
  • slot24

可以使用光刻工艺使用的刻胶树脂吗?

我们推荐使用专用的PDMS模板以及与压印装置最为匹配的刻胶树脂。用於光刻工艺的UV刻胶,将无法发挥本设备的最佳
压印效能,以及最佳的蚀刻耐受性。因此,请务必使用本公司建议的压印专用UV刻胶树脂。

树脂模板有得选择吗?还是可以配合客制化?

我们准备了多种模板图形可供选择。除此之外,您也可以利用本公司的主模板加工技术(Si、Ni、石英),进行图形客制化。

导入TEX系列以后,还可以使用现有的旋转涂覆机(涂覆显像)和蚀刻装置吗?需要改用专用设备吗?

本工艺虽然使用专用的UV光刻胶,但是支持一般的涂覆机。此外,也可以使用与光刻工艺相同的蚀刻机。

我没有使用过纳米压印进行光刻的经验,想知道在加工条件的设定上和管理上,
会不会很困难?

请您提供目标图形和其余规格信息,本公司程序员就会告知您最佳的程序条件。有关专用光刻胶树脂的旋转涂 覆机与蚀刻机的条件,我们也有和配合的厂家合作,可以在过程中提供客户支持。

TEX系列还可以应用在PSS以外的用途吗?

目前已有客户在考虑将TEX系列的纳米压印,应用在更加精細的纳米图形(LED用途)、AR图形这类光学用途与3D造型等方面。我们也能依据您的需求,提出建议的制备过程方案、或是使用客制化评量装置,进行压印测试等项目。

Nano PSS 压印效果示意图

压印后
压印后

Dimension
Pitch:460nmm
Pillar diameter: 210nm
Height: 450nm

干法刻蚀后(蓝宝石基底表面)< Dry Etching by ULVAC>
干法刻蚀后(蓝宝石基底表面)