Die Halbleiterindustrie trägt Litho – Schwarz

Kiryat Gat, Israel | September 13, 2012:

Acktar ist Vorreiter bei der Industrialisierung von superdünnen, lichtabsorbierenden Schwarzfilmen für Wafer-Level-Optiken und Miniatur-Optiken.

In der Forschung gab es viele Versuche, schwarz strukturierte, lichtabsorbierende Materialien für Wafer-Level-Optiken zu entwickeln, die über den gesamten EUV- VIS- IR-Spektralbereich hochabsorbierende Eigenschaften aufweisen würden. Bislang ist es niemandem gelungen, die Herausforderung zu meistern und einen solchen Prozess so zu steuern, dass eine wiederholte Fließproduktion möglich ist, bei der sowohl die Dicke als auch die Dichte in der gewünschten Zehntel-Mikrometer-Auflösung gehalten werden. Die bekannten lichtabsorbierenden Eigenschaften von Acktar Black tiefschwarzen Beschichtungen stehen nun auch für Halbleiterbauelemente und Miniaturoptiken zur Verfügung. Die Schichtdicke von Acktar Litho-Black™ ist die beliebteste für Anwendungen auf Mikroebene; in nur 0,8-3 µm ermöglicht sie die Blockierung von Streulicht aus extremem Ultraviolett, durch sichtbare und infrarote Wellenlängenbänder, für anspruchsvolle Anwendungen.

Bei der Mikrooptik ist die Montage von Anschlägen, Blenden und Umlenkplatten – die typische Lösungen für jedes optische System darstellen – keine so eindeutige Lösung; in den meisten Fällen sind diese Komponenten nicht anwendbar und/oder mit hohen Kosten verbunden. Acktar bietet eine kostengünstige Lösung, die eine Verbesserung der Konstruktion und Fertigung von Bauelementen wie CMOS-Sensoren, DMD/DLP, CCD und MEMS ermöglicht. Die Lösung: die direkte Abscheidung einer dünnen tiefschwarzen Schicht, die durch ein proprietäres PVD-Verfahren induziert wird, das als Teil des Designs in den optischen Chip integriert ist. Diese sehr dünne, aber tiefschwarze Schicht besteht ausschließlich aus Nichteisenmetallen und Oxiden und enthält keine organischen Materialien. Die Beschichtung, Litho-Black™, weist eine extrem geringe Ausgasung auf, ist voll kompatibel mit Ätz- und Lift-off-Prozessen und ist vakuum-, kryogen- und reinraumtauglich.

Ein Beispiel für ein praktisches Einsatzgebiet der Beschichtung ist der Bereich der mobilen Optik. Linsentrommeln aus geformtem Polycarbonat von wenigen Millimetern Durchmesser wurden mit Acktars Dünnfilm beschichtet. Das Ergebnis ist eine verbesserte optische Leistung der Handy-Miniaturkamera durch Einfangen von Streulicht im VIS-Wellenlängenbereich, wodurch Geistereffekte eliminiert und der Kontrast verbessert werden.

Litho-Black patterned coating on Glass substrate

Eine weitere Anwendung für Litho-Black™ sind thermische IR-Detektoren, die auf Waferebene hergestellt werden. Diese pyroelektrischen Sensoren dienen unter anderem als Bewegungs- und Präsenzmelder für intelligente Klimaanlagen, indem sie die Oberflächentemperaturen erfassen, den genauen Standort von Menschen und Tieren im Raum erfassen und deren Wärmestrahlung in ein elektrisches Signal umwandeln. Dieses Signal wird wiederum zu einem auswertbaren Signal verarbeitet. Die Acktar-Beschichtung optimiert die Abdeckung der Feldoberfläche, deren Temperatur überwacht wird, da sie die Energieaufnahme des Sensors erhöht und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert, indem sie über 99% des Streulichts eliminiert.

Dr. Keren Shabtai, leitender Wissenschaftler bei Acktar Ltd. sagt: „Die meisten unserer Kunden mit Anwendungen auf Mikroebene befinden sich in der Entwicklungsphase neuer Produkte. Je nach Anwendung werden unsere schwach reflektierenden Schichten auf Wafern auf aktive Bereiche des Produkts oder auf nicht aktive Bereiche aufgebracht, um das Signal des Sensors zu verstärken bzw. Streulicht zu unterdrücken und optisches Übersprechen zu verhindern. Was die Acktar tiefschwarze Beschichtung zu einer ermöglichenden Technologie macht, ist die Tatsache, dass diese sehr schwarze Schicht keine Partikel aufweist und eine hohe Haftung auf verschiedenen Substraten, wie Metallen, Polymeren und Keramiken, einschließlich verschiedener Wafer, wie Glas, Silizium, Saphir, Lithiumtantalat, Indiumphosphid oder sogar dielektrischen Isolierschichten, wie Siliziumoxid und Siliziumnitrid. Die tiefschwarze Beschichtung erfüllt nicht zuletzt strenge Verschmutzungsvorschriften.“ Shabtai fügt hinzu.

Acktar Black Vs. Black Polycarbonate