Atomizacja ultradźwiękowa w przypadku powłok fotorezystowych: gra-Zmieniająca się alternatywa dla natryskiwania wirowego i pneumatycznego w precyzyjnej produkcji półprzewodników

Przez dziesięciolecia fabryki półprzewodników i mikrofabrykaty polegały na powlekaniu wirowym i natryskiwaniu pneumatycznym z dwoma-płynami w celu osadzania fotomaski na płytkach, podłożach szklanych, urządzeniach MEMS i chipach mikroprzepływowych. Chociaż te tradycyjne procesy sprawdzają się w przypadku prostych płaskich podłoży, napotykają nierozwiązywalne problemy: ogromne odpady fotomaski, nierówne pokrycie trójwymiarowych struktur o wysokich-proporcjach-, defekty ściegów krawędziowych, częste zatykanie dysz i niestabilna kontrola grubości cienkiej-warstwy. Obecnie ultradźwiękowe natryskiwanie fotomaski okazuje się innowacyjnym,-opłacalnym i-precyzyjnym rozwiązaniem do powlekania, które zmienia zasady osadzania błony fotolitograficznej, zapewniając niezrównaną wydajność w zaawansowanej produkcji mikroelektroniki.

Jak atomizacja fotomaski ultradźwiękowej przełamuje tradycyjne ograniczenia techniczne?

W przeciwieństwie do natryskiwania pneumatycznego, które wykorzystuje-powietrze pod wysokim ciśnieniem do rozbijania cieczy, lub powlekania wirowego rozprowadzającego opór za pomocą siły odśrodkowej, atomizacja ultradźwiękowa wykorzystuje przetworniki piezoelektryczne wewnątrz dysz ultradźwiękowych ze stopu tytanu do przekształcania energii elektrycznej w stabilne wibracje wzdłużne o wysokiej-częstotliwości w zakresie od 40 kHz do 120 kHz. Wibracje generują fale stojące na końcówce dyszy, rozdzielając ciecz fotomaski na mikro-kropelki o jednakowej wielkości bez żadnego uderzenia pod wysokim-ciśnieniem.

Podczas atomizacji nie jest wymagane żadne ogrzewanie ani dodatki chemiczne, co w pełni zachowuje oryginalne właściwości chemiczne i światłoczułą stabilność fotomaski, unikając denaturacji lub pogorszenia wydajności drogich specjalistycznych masek, takich jak fotomaska ​​wzmacniana chemicznie. Rozpylone kropelki poruszają się w kierunku podłoża z wyjątkowo małą prędkością-tylko 1% prędkości natryskiwania konwencjonalnych dysz powietrznych-, dzięki czemu kropelki lądują miękko, bez rozpryskiwania, odbijania się lub nadmiernego natryskiwania. Ta podstawowa zasada działania zasadniczo rozwiązuje najbardziej uporczywe wady tradycyjnych procesów powlekania fotomaską.

Cztery unikalne innowacyjne zalety natryskiwania fotomaski ultradźwiękowej

1. Prawie-idealnie jednolita powłoka, idealna do podłoży o strukturze 3D

Powłoka wirowa poważnie zawodzi w przypadku płytek z głębokimi rowkami, przelotek TSV przez-krzem, mikro-rowków MEMS i nierównej topografii: siła odśrodkowa opiera się na zewnątrz, pozostawiając ultra-cienkie warstwy na dnie rowków i grube koraliki na krawędziach, które pogarszają rozdzielczość litografii. Konwencjonalne natryskiwanie ciśnieniowe wytwarza kropelki o nierównej wielkości, powodując wzory pasków i odchylenia w grubości na dużych podłożach.

Atomizacja ultradźwiękowa generuje ściśle rozmieszczone mikro-kropelki, których wielkość można regulować w zakresie od 1 μm do 40 μm, w zależności od częstotliwości dyszy. Małe kropelki mogą wnikać głęboko w mikrostruktury o-wyprofilowaniu-pod wpływem łagodnego strumienia powietrza kształtującego, uzyskując pokrycie pionowe pionowych ścian bocznych i zagłębień. Grubość gotowej folii fotorezystu można precyzyjnie zablokować w zakresie od 0,1 μm do 40 μm, przy czym odchylenie grubości jest kontrolowane w zakresie ± 5%, co całkowicie eliminuje dziury, teksturę skórki pomarańczy i problemy z koralikami na krawędziach. Działa bezproblemowo na płaskich płytkach krzemowych, zakrzywionych panelach szklanych, chipach mikroprzepływowych i nieregularnych podłożach ceramicznych.

2. 4X wyższy wskaźnik wykorzystania fotorezystu, radykalnie obniżający koszty produkcji

Fotorezyst należy do najdroższych surowców do produkcji półprzewodników, a jego wysokiej jakości formuły kosztują setki dolarów amerykańskich za galon. Powłoka wirowa marnuje ponad 99% powłoki ochronnej poprzez wyrzucanie odśrodkowe; pneumatyczne natryskiwanie dwu-płynów powoduje utratę ponad 75% materiału w wyniku nadmiernego natryskiwania i rozpryskiwania.

Natryskiwanie ultradźwiękowe zapewnia precyzyjną kontrolę mikro-przepływu przy minimalnym natężeniu przepływu 0,01 ml/min i kierunkowe miękkie osadzanie. Wykorzystanie materiału sięga ponad 90%, czyli jest czterokrotnie wyższe niż w przypadku standardowego natryskiwania dwoma-płynami. W przypadku masowej produkcji płytek o grubości 200 mm fabryki mogą zmniejszyć zużycie fotorezystu o 60%-75%, co zapewnia ogromne-terminowe oszczędności w laboratoriach badawczo-rozwojowych oraz na liniach produkcyjnych o średniej i dużej skali. Mniej marnowanego rozpuszczalnika chemicznego zmniejsza również emisję lotnych związków organicznych, wspierając zgodność pomieszczeń czystych z wymogami ochrony środowiska i zmniejszając koszty usuwania odpadów.

3. Bardzo-wysoka kontrola i brak zatykania dla stabilnej, ciągłej produkcji

Cały system powlekania ultradźwiękowego integruje komunikację RS485, 7-precyzyjne pompy strzykawkowe z wyświetlaczem LCD i programowalne trzy-platformy ruchu. Operatorzy mogą niezależnie regulować moc ultradźwiękową, prędkość skanowania natrysku, natężenie przepływu cieczy i szerokość natrysku wachlarzowego (2 mm do 100 mm), aby dostosować parametry folii fotorezystowej do różnych receptur litografii. Wiele typów dysz-sond-do natryskiwania rur wewnętrznych, szerokie dysze równoległe do-paneli o dużej powierzchni, mikrodysze 120 kHz do małych mikro-urządzeń, próżniowe dysze kołnierzowe do powlekania w komorze próżniowej — obsługują w pełni dostosowane do potrzeb wymagania produkcyjne.

Ponieważ atomizacja opiera się wyłącznie na wibracjach ultradźwiękowych, a nie na wytłaczaniu cieczy- pod wysokim ciśnieniem, nie ma wąskiego kanału ciśnieniowego podatnego na blokowanie. Powierzchnia stykowa dyszy jest wykonana z-odpornego na korozję stopu tytanu, kompatybilnego z fotorezystem o niskiej-lepkości poniżej 100 cps i zawartością substancji stałych poniżej 10%. Wyeliminowano częste przestoje w celu czyszczenia i konserwacji dysz, co znacznie poprawia czas sprawności sprzętu w produkcji w pomieszczeniach czystych.

4. Niskie zanieczyszczenie,-zgodność w pomieszczeniu czystym

Tradycyjne natryskiwanie pod wysokim-ciśnieniem generuje masywne odbite kropelki, które unoszą się w powietrzu w pomieszczeniu czystym, wprowadzając zanieczyszczenia cząsteczkami, które powodują uszkodzenie chipa. Natryskiwanie ultradźwiękowe wykorzystuje minimalną ilość powietrza pomocniczego, a miękki strumień eliminuje odbijanie się-kropli. Całą maszynę można zmodernizować do pełnej konfiguracji pomieszczenia czystego z obróbką antystatyczną i antykorozyjną-, spełniającą rygorystyczne standardy pomieszczeń czystych klasy 100/1000 dla produkcji półprzewodników i optoelektroniki. Osadzanie-z niskim udarem pozwala również uniknąć mechanicznego uszkodzenia przez zarysowanie delikatnych cienkich płytek i elastycznych, przezroczystych podłoży z folii przewodzącej.

Główne scenariusze zastosowań przemysłowych technologii ultradźwiękowych powłok fotorezystowych

Płytki półprzewodnikowe i zaawansowane opakowania

Idealny do powlekania fotomaskami na płytkach krzemowych, podłożach półprzewodnikowych-z węglika krzemu trzeciej generacji, konstrukcjach opakowań TSV i opakowaniach-na poziomie płytek. Stabilizuje rozdzielczość wzoru w przypadku litografii mikro-nano i ogranicza drgania urządzenia spowodowane nierównym pokryciem rezystorem. MEMS i chipy mikroprzepływowe

Idealny do powlekania struktur z mikro-rowkami, mikro-kanałami i wnękami czujników, gdzie powlekanie wirowe nie może zapewnić równomiernego pokrycia ścian bocznych, wspierając masową produkcję biosensorów medycznych i mikro-komponentów elektromechanicznych. Przemysł płaskich paneli i szkła optycznego

Nadaje się do powlekania fotorezystem na szkle float, soczewce optycznej, przezroczystej folii przewodzącej i-dużych panelach wyświetlaczy; szerokie-dysze ultradźwiękowe natryskowe pokrywają podłoża o grubości do 24 cali przy stałej grubości powłoki. Laboratorium badawczo-rozwojowe-Testowanie małych partii

Stołowe maszyny do powlekania ultradźwiękowego (seria P300, P400) oferują kompaktowe, pół-automatyczne i w pełni programowalne platformy ruchu XYZ z małymi obszarami roboczymi dla laboratoriów uniwersyteckich i instytutów badań materiałowych do przeprowadzania testów formuły fotorezystu i weryfikacji procesu przed masową produkcją.Specjalne urządzenia precyzyjne

Niestandardowe wersje dysz próżniowych i-wysokotemperaturowych dysz ultradźwiękowych umożliwiają powlekanie fotorezystem w środowisku próżniowym lub w warunkach nagrzanego podłoża w specjalnych procesach litograficznych.

RPS-Zintegrowane rozwiązania w zakresie ultradźwiękowych powłok fotorezystowych SONIC

Oferujemy kompleksowe systemy powlekania metodą atomizacji ultradźwiękowej, dostosowane do osadzania fotorezystu, obejmujące wszystkie główne komponenty: tytanowe dysze ultradźwiękowe o dostosowanej-częstotliwości, generatory ultradźwiękowe-o wysokiej częstotliwości,-precyzyjne pompy strzykawkowe o stałym-przepływie oraz pełne serie automatycznych maszyn do powlekania, od-małego sprzętu laboratoryjnego po masowe-produkcyjne-systemy robotów trójosiowych.

Wszystkie urządzenia obsługują programowalne operacje w systemie Windows z edycją trajektorii programu nauczania i opcjonalnymi aktualizacjami, w tym ogrzewaniem podłoża, adsorpcją próżniową, obrotem/pochyleniem dyszy i zestawami kompatybilnymi z materiałami korozyjnymi. Nasz zespół techniczny zapewnia dostosowane do indywidualnych potrzeb debugowanie parametrów procesu w zależności od lepkości fotomaski klienta, rozmiaru podłoża i docelowej grubości warstwy, pomagając producentom szybko wymienić przestarzałe linie natrysku wirowego lub pneumatycznego i poprawić wydajność powlekania litograficznego.

Wniosek

W miarę postępu mikrofabrykacji w kierunku mniejszych rozmiarów elementów, złożonych struktur 3D i ściślejszej kontroli kosztów, tradycyjne technologie powlekania fotomaskami nie są już w stanie sprostać wymaganiom produkcyjnym. Natryskiwanie ultradźwiękowe wyróżnia się jako-wybiegająca w przyszłość, zrównoważona, precyzyjna technologia powlekania, która równoważy ultra-jednolitą- jakość cienkiej warstwy, ogromne oszczędności surowców, niski poziom zanieczyszczeń i elastyczne możliwości dostosowania procesu.

Niezależnie od tego, czy prowadzisz fabrykę masowej produkcji półprzewodników, zakład optoelektronicznej obróbki szkła, warsztat podzespołów MEMS czy akademickie laboratorium badawcze, ultradźwiękowe systemy powłok fotomaskowych zapewniają wymierną poprawę wydajności produktu, kosztów produkcji i ekologiczności-co stanowi niezbędną ścieżkę modernizacji-produkcji litografii nowej generacji.

Aby uzyskać spersonalizowany dobór dysz, wycenę sprzętu i przetestowanie procesu powlekania fotorezystem, skontaktuj się z naszym profesjonalnym zespołem inżynierów w celu uzyskania ukierunkowanej pomocy technicznej.