Сучасна мікроелектроніка досягла фізичної межі масштабування, що змушує індустрію переходити до концепції гетерогенної інтеграції. У цій парадигмі критично важливими стають інтерпозери та складні підкладки, які фактично трансформуються у повноцінні мікросхеми. Проте традиційні методи їхнього виробництва залишаються дорогими та схильними до помилок через жорстку залежність від фізичних фотомасок. Рішення від LG пропонує радикальний перехід до динамічного лазерного формування структури, що обіцяє суттєво оптимізувати вартість і гнучкість розробки.
Епоха стрімкого зменшення техпроцесів поступово поступається місцем ері складних систем пакування. Коли традиційне скорочення розміру транзистора стає економічно або фізично недоцільним, індустрія обирає шлях об'єднання кількох кристалів в одному корпусі. Цей підхід вимагає створення високотехнологічних інтерпозерів — проміжних шарів із мікронною розводкою та щільним масивом наскрізних контактів. По суті, підкладка перестає бути просто фундаментом і сама перетворюється на складний електронний пристрій, що неминуче веде до подорожчання виробництва.
У цій ситуації Дослідницький інститут виробничих технологій LG (LG PRI) представив технологічну відповідь у вигляді установки лазерного прямого експонування LDI (Laser Direct Imaging). Це обладнання є літографом нового покоління, який повністю виключає потребу у використанні фізичних фотомасок. В умовах сучасного ринку, де вартість розробки масок і час їхнього виготовлення можуть суттєво сповільнювати випуск продукту, такий підхід стає стратегічною перевагою.
Технічна реалізація системи LDI принципово відрізняється від класичних сканерів із кроковим зміщенням. Замість того щоб проєктувати світло через фізичний шаблон, установка використовує потужний лазерний діод, що генерує ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі 405 нм. Цей промінь спрямовується на цифровий мікродзеркальний пристрій (DMD), що складається з мільйонів незалежно керованих дзеркал. Вони формують динамічне зображення схеми в реальному часі та проєктують його безпосередньо на шар фоторезисту. Результатом стають провідники та зазори шириною від 1,5 до 3 мкм — точності, якої достатньо для переважної більшості завдань зі створення з'єднань на підкладках.
Однією з головних проблем при виробництві великих панелей є їхня фізична нестабільність: матеріали можуть вигинатися або деформуватися. У традиційній літографії будь-яке відхилення поверхні призводить до зміщення малюнка відносно маски, що спричиняє брак. Система від LG вирішує цю проблему за допомогою технології Real-Time Active Compensation (RTAC). Обладнання безперервно вимірює деформацію заготовки та миттєво коригує форму і положення експонованого зображення. Це дозволяє ефективно обробляти панелі розміром до 600 × 600 мм, незалежно від того, чи є вони стандартними друкованими платами, кремнієвими пластинами або перспективними скляними підкладками.
Важливо розуміти позиціонування цієї технології в загальній ієрархії напівпровідникового виробництва. LDI не є конкурентом EUV-сканерам від ASML і не призначена для друку нанометрових транзисторів. Її спеціалізація — «інфраструктурна» частина чипа: формування контактів на зворотних сторонах кремнію, створення мікроз'єднань на інтерпозерах та робота з передовими методами корпусування, такими як FoCoS (Fan-Out Chip-on-Substrate) та CoPoS (Chip-on-Panel-on-Substrate).
Економічний ефект від впровадження таких систем стає очевидним при роботі з високопродуктивною пам'яттю HBM і сучасними процесорами. Вартість однієї установки становить близько 2 мільйонів доларів, що може здатися значною сумою, проте відсутність витрат на виготовлення масок і можливість миттєво змінювати проєкт роблять її незамінною для експериментальних серій та спеціалізованих замовлень. Зрештою, перехід до «цифрового» малювання схем скорочує цикл розробки та знижує поріг входу для створення складних багатокристальних модулів.
Еволюція бюджетного сегмента від Sapphire
