无掩模曝光（MLE™）技术详解：EVG如何革新先进封装与MEMS光刻

技术背景与发展需求

随着半导体行业对器件性能与灵活性的要求不断攀升，异构集成正在成为推动新一代电子系统的核心动力。业界普遍认为，异构集成既能提升计算性能、扩充功能，又能避免一味缩小制程节点带来的物理极限。传统的单片系统方案正逐步让位于由小芯片与功能块组合而成的模块化封装系统。要实现在封装内乃至系统层级的高速互连，就必须拥有能够快速集成各类新功能的大规模量产工具。

这一趋势深刻影响着先进封装、MEMS、生物医学和高密度印制电路板（HD PCB）等领域，对后道光刻技术提出了一系列新挑战。例如：对垂直侧壁图形的套刻精度要求更高、需要兼顾高焦深、减少扇出型晶圆级封装中晶圆变形造成的图形畸变和芯片偏移，以及对厚薄光刻胶的兼容性，这些都已成为当前及未来先进封装光刻系统的硬性指标。

在MEMS制造领域，高度碎片化的产品组合使掩模版和光罩带来的间接成本对整体运营开支的影响日益显著。印刷电路板和生物医学市场则越来越需要图案的灵活性，以便在同一平台上处理不同的特征尺寸和衬底尺寸。受限于固有的掩模管理、库存成本等因素，传统后道光刻技术在开发成本和生产总成本上往往缺乏足够的经济性。

MLE技术原理与核心特点

针对上述痛点，EV Group推出了MLE™（无掩模曝光）技术。这是一项革命性的数字化光刻方案，也是全球首款面向大批量生产、高度可扩展的无掩模光刻系统。它瞄准先进封装、MEMS、生物医学和HD PCB等后道光刻应用，将高分辨率图形化与高产能、高良率融为一体，同时彻底消除了光掩模带来的间接开销——包括掩模管理、基础设施维护等衍生费用。凭借无与伦比的灵活性，MLE还能大幅缩短新器件的开发周期。

在曝光原理上，MLE与传统掩模对准器或步进机有着本质区别。掩模对准器通过掩模直接曝光，最小图形尺寸受限于掩模与晶圆间的间隙：间隙过小容易导致掩模污染及良率损失。后道步进机则在掩模和晶圆之间引入投影光学系统，但受复杂物镜设计限制，曝光场大小有限，不得不以步进方式逐个区域曝光。而MLE采用并行扫描方式，同时曝光一个或多个宽条，通过紧密集成的集群写头配置，可容纳从单片晶圆直到整块面板的任意尺寸基板。系统支持多波长高功率紫外光源，能适配所有商用光刻胶。其产能与布局复杂度、分辨率完全解耦，无论使用哪种光刻胶，都能获得一致的图形化性能。

EVG开发MLE技术，并不仅仅是推出一款新型光刻工具，更重要的是满足半导体行业对智能、敏捷数字处理工艺的迫切需求，同时在产能、基板格式和无耗材基础设施维度上提供独一无二的无掩模可扩展性。

MLE技术的主要优势

MLE技术能够在整个基板表面实现线宽/线间距小于2微米的高分辨率、无缝衔接的无掩模曝光，兼具高产能和低拥有成本。通过灵活增减UV曝光头，用户可根据自身需求对系统进行扩缩，快速完成从研发到大批量生产的切换，或者适应不同基板尺寸和材料的变化。因此，无论是小型硅或化合物半导体晶圆，还是尺寸达面板级别的基板，它都能应对自如。

该技术采用375 nm和/或405 nm波长的多波长集群激光光源，可对薄光刻胶进行高精度图案化，覆盖正胶、负胶、聚酰亚胺、干膜光刻胶以及PCB图形；同时也能胜任厚光刻胶的高纵横比曝光，这在晶圆级封装、MEMS结构、微流体和集成硅光子学等应用中屡见不鲜。

MLE还具备出色的基板适应性：能够承受较高的基板应力、弯曲及翘曲，并主动补偿机械模具放置以及应力引起的误差（如旋转、位移、扩展和高阶失真）。此外，曝光过程中对UV剂量的可编程调制，可以在显影后产生光刻胶厚度的变化，从而制造出复杂的三维多层光刻胶结构，为未来的MEMS、新型光子器件或微光学元件开辟了新的可能性。

由于无需将设计文件外发，客户的特定设计与布局能够得到充分保密，杜绝泄漏风险。这项创新的数字光刻技术弥合了研发与量产之间的鸿沟，提供了一种可动态、同步处理芯片与晶圆级设计的可扩展平台。

应用领域

先进封装：MLE技术可面向大型中介层、扇出及扇入型晶圆级封装器件的再分布层（RDL）图形化，完全不受掩模版尺寸限制，能够输出带有失真和芯片偏移补偿的可变图形，同时保持高产能和低成本。

微机电系统（MEMS）：MEMS行业的高产品组合和高掩模成本，是无掩模光刻需求的核心驱动力。MLE支持3D光刻胶构图，适用于多步骤和倾斜角边缘工艺，提供高焦深，能在沟槽内直接构图。

生物医学：对于大型流控器件、微米到毫米量级的图形，MLE以极低的拥有成本和高度适应性的图案解决方案，能够轻松扩展至各种基材尺寸和生物相容性材料。

高密度印制电路板（HD PCB）：该技术可满足嵌入式裸片和高密度重分配所需的PCB线宽与间距分辨率，具有必不可少的翘曲和芯片位置校正能力，能适应多种面板尺寸的可变图形。此外，探针卡制作过程中会综合运用MEMS、电路印刷等技术，无掩模曝光光刻技术尤其适合探针卡的研发与生产用户。

EVG执行技术总监Paul Lindner指出，在其他图形化技术（如步进光刻机）不得不在性能或成本上做出妥协时，MLE技术在后道光刻应用中表现格外突出。用户再也无需在分辨率、速度、灵活性和拥有成本之间艰难取舍。EVG正在加速将这一独特曝光技术转化为首批产品，并期待与更多行业伙伴合作，共同推动新器件、新应用的落地。