Ультразвукове розпилення для фоторезистного покриття: гра{0}}змінна альтернатива спіновому та пневматичному розпиленню для точного виробництва напівпровідників

Десятиліттями фабрики з виробництва напівпровідників і мікрофабрик покладалися на нанесення покриття центрифугуванням і пневматичне розпилення з двома-рідинами для нанесення фоторезисту на пластини, скляні підкладки, пристрої MEMS і мікрофлюїдні мікросхеми. Незважаючи на те, що ці традиційні процеси працюють на простих плоских підкладках, вони стикаються з невирішеними проблемними моментами: величезна кількість відходів фоторезисту, нерівномірне покриття на 3D-структурах із високим-співвідношенням-формат, дефекти країв, часте засмічення сопел і нестабільний контроль товщини тонкої-плівки. Сьогодні ультразвукове розпилення фоторезисту стає інноваційним,-рентабельним,-високоточним рішенням для покриття, яке переписує правила осадження фотолітографічної плівки, забезпечуючи неперевершену продуктивність для передового виробництва мікроелектроніки.

Як ультразвукова атомізація фоторезисту порушує традиційні технічні обмеження?

На відміну від пневматичного розпилення, яке покладається на повітря під високим{0}}тиском, щоб розбити рідину, або центрифужне покриття, яке розподіляє резистентність за допомогою відцентрової сили, ультразвукове розпилення використовує п’єзоелектричні перетворювачі всередині ультразвукових сопел із титанового сплаву, щоб перетворювати електричну енергію на стабільну високочастотну-поздовжню вібрацію в діапазоні від 40 кГц до 120 кГц. Вібрація створює стоячі хвилі на кінчику сопла, розщеплюючи фоторезистну рідину на мікро-краплі однакового розміру без впливу високого-тиску.

Під час розпилення не потрібно нагрівання чи хімічних добавок, що повністю зберігає вихідні хімічні властивості та світлочутливу стабільність фоторезисту, уникаючи денатурації або погіршення характеристик дорогих спеціальних резистів, таких як хімічно посилений фоторезист. Розпорошені краплі рухаються до основи з надзвичайно низькою швидкістю-лише 1% від швидкості розпилення звичайних повітряних форсунок-тому краплі м’яко падають без розбризкування, відскоку чи надмірного забруднення. Цей основний принцип роботи фундаментально вирішує найстійкіші дефекти традиційних процесів покриття фоторезистом.

Чотири унікальні інноваційні переваги ультразвукового напилення фоторезисту

1. Майже-ідеальне однорідне покриття, ідеальне для 3D-структурованих підкладок

Покриття центрифугування серйозно пошкоджується на пластинах із глибокими канавками, крізь-кремнієві отвори TSV, мікро-канави MEMS і нерівний рельєф: відцентрова сила тягне назовні, залишаючи над-тонкі шари на дні канавок і товсті краї, які руйнують роздільну здатність літографії. Звичайне розпилення під тиском створює непостійні розміри крапель, спричиняючи смуги та відхилення товщини на великих субстратах.

Ультразвукове розпилення генерує щільно розподілені мікро{0}}краплі, які регулюються від 1 мкм до 40 мкм відповідно до частоти сопла. Крихітні краплі можуть проникати глибоко в -мікроструктури-з високим-співвідношенням розмірів під м’яким формуючим повітряним потоком, досягаючи конформного покриття вертикальних бічних стінок і заглиблених порожнин. Товщину готової фоторезистної плівки можна точно зафіксувати в діапазоні від 0,1 мкм до 40 мкм з відхиленням товщини, що контролюється в межах ±5%, повністю усуваючи точкові отвори, текстури апельсинової кірки та проблеми з краєм. Він бездоганно працює на плоских кремнієвих пластинах, вигнутих скляних панелях, мікрофлюїдних чіпах і неправильних керамічних підкладках.

2. 4X Вищий коефіцієнт використання фоторезисту, суттєве зниження виробничих витрат

Фоторезист є одним із найдорожчих видів сировини у виробництві напівпровідників, його склади преміум-класу коштують сотні доларів США за галон. Покриття центрифугуванням втрачає понад 99% резисту через відцентрове викидання; пневматичне дво-розпилення рідини втрачає понад 75% матеріалу через надмірне розпилення та бризки.

Ультразвукове розпилення забезпечує точний мікро{0}}контроль потоку з мінімальною швидкістю потоку 0,01 мл/хв і спрямоване м’яке осадження. Коефіцієнт використання матеріалу сягає понад 90%, у чотири рази вище, ніж при стандартному розпилюванні двох-рідин. Для масового виробництва 200-міліметрових пластин фабрики можуть скоротити споживання фоторезисту на 60%-75%, забезпечуючи величезну довгострокову-економію витрат для науково-дослідних лабораторій і ліній виробництва середніх-і великих обсягів. Менше витрачання хімічних розчинників також знижує викиди летких органічних сполук, підтримуючи екологічні вимоги чистих приміщень і зменшуючи витрати на утилізацію відходів.

3. Над-висока керованість і відсутність забивання для стабільного безперервного виробництва

Уся ультразвукова система нанесення покриттів об’єднує зв’язок RS485, 7--дюймові прецизійні шприцеві насоси подачі рідини з РК-дисплеєм і програмовані три-платформи руху. Оператори можуть самостійно регулювати потужність ультразвуку, швидкість сканування розпилювачем, швидкість потоку рідини та ширину розпилення віялом (від 2 мм до 100 мм), щоб налаштувати параметри фоторезистної плівки для різних рецептів літографії. Кілька типів форсунок-зонд-для розпилення внутрішньої труби, широкі паралельні форсунки для-панелей великої площі, мікрофорсунки 120 кГц для маленьких мікро-пристроїв, вакуумні фланцеві форсунки для нанесення покриття у вакуумну камеру – підтримують повністю індивідуальні виробничі вимоги.

Оскільки розпилення покладається виключно на ультразвукову вібрацію, а не на екструзію рідини під високим{0}}тиском, немає вузького каналу тиску, схильного до блокування. Контактна поверхня сопла виготовлена ​​зі стійкого до корозії-титанового сплаву, сумісного з фоторезистом із низькою{3}}в’язкістю нижче 100 cps і вмістом твердої речовини менше 10%. Виключаються часті зупинки для очищення сопел і технічного обслуговування, що значно покращує час безвідмовної роботи обладнання у виробництві чистих приміщень.

4. Низький рівень забруднення, сумісність із-чистими приміщеннями

Традиційне розпилення під високим{0}}тиском створює масивні краплі відскоку, які плавають у повітрі чистих приміщень, вносячи забруднення частинками, що спричиняє поломку стружки. Ультразвукове розпилення використовує мінімальну кількість допоміжного повітря, а м’яке розпилення усуває-відскок крапель. Усю машину можна модернізувати до повної конфігурації чистих приміщень із анти-статичною та анти-корозійною обробкою, що відповідає суворим стандартам класу 100/1000 чистих приміщень для виробництва напівпровідників та оптоелектроніки. Осадження з низьким-ударом також дозволяє уникнути механічних подряпин на тендітних тонких пластинах і гнучких прозорих провідних плівкових підкладках.

Основні сценарії промислового застосування технології ультразвукового фоторезистного покриття

Напівпровідникові пластини та вдосконалена упаковка

Ідеально підходить для нанесення фоторезисту на кремнієві пластини, напівпровідникові підкладки з карбіду кремнію третього-покоління, структуру упаковки TSV і упаковку на рівні пластин-. Він стабілізує роздільну здатність візерунка для мікро-нанолітографії та зменшує пошкодження пристрою через нерівномірне покриття резистом. MEMS і мікрофлюїдні чіпи

Ідеально підходить для нанесення покриття на мікро-канали, мікро-канали та сенсорні порожнинні структури, де спінювання не може забезпечити рівномірне покриття бічних стінок, підтримуючи масове виробництво медичних біосенсорів і мікро-електромеханічних компонентів. Промисловість плоских панелей і оптичного скла

Підходить для покриття фоторезистом на флоат-склі, оптичних лінзах, прозорій провідній плівці та панелях дисплеїв великого-розміру; широкі-розпилювальні ультразвукові насадки покривають основи до 24 дюймів із постійною товщиною плівки. Лабораторія досліджень і розробок Мало-серійне тестування

Стаціонарні ультразвукові машини для нанесення покриттів (серії P300, P400) пропонують компактні напівавтоматичні й повністю програмовані XYZ-платформи з невеликими робочими зонами для університетських лабораторій і науково-дослідних інститутів матеріалів для проведення тестування складу фоторезисту та перевірки процесу перед масовим виробництвом. Спеціальні прецизійні пристрої

Спеціальні вакуумні та високо{0}}температурні ультразвукові версії сопел підтримують покриття фоторезистом у вакуумі або в умовах нагрітої підкладки для спеціальних процесів літографії.

RPS-SONIC Integrated Ultrasonic Photoresist Coating Solutions

Ми пропонуємо універсальні-системи ультразвукового розпилення, призначені для нанесення фоторезисту, які охоплюють усі основні компоненти: титанові-ультразвукові насадки-з індивідуальним налаштуванням частоти, високо-генератори ультразвуку високої{3}}частоти, високоточні-постійні{4}}потокові шприцеві насоси та автоматичні машини для нанесення покриттів повної серії від лабораторного-малого обладнання до масове-виробництво трьох{7}}роботних систем.

Усе обладнання підтримує програмовану роботу Windows із редагуванням траєкторії з підвіскою навчання та додаткові оновлення, включаючи нагрівання підкладки, вакуумну адсорбцію, обертання/нахил сопла та комплекти, сумісні з корозійними матеріалами. Наша технічна команда забезпечує індивідуальне налагодження параметрів процесу відповідно до в’язкості фоторезисту клієнта, розміру підкладки та товщини цільової плівки, допомагаючи виробникам швидко замінити застарілі прямільні або пневматичні лінії розпилення та покращити ефективність літографічного покриття.

Висновок

Оскільки мікровиробництво просувається до менших розмірів елементів, складних 3D-структур і суворішого контролю витрат, традиційні технології покриття фоторезистом більше не можуть відповідати виробничим вимогам. Ультразвукове розпилення виділяється як перспективна-стабільна і точна технологія покриття, яка врівноважує якість над-однорідної тонкої-плівки, значну економію сировини, низький рівень забруднення та гнучку адаптивність процесу.

Незалежно від того, чи ви керуєте фабрикою масового виробництва напівпровідників, заводом з обробки оптоелектронного скла, майстернею з виготовлення компонентів MEMS чи академічною дослідницькою лабораторією, ультразвукові системи нанесення фоторезистів забезпечують відчутне підвищення продуктивності продукції, виробничих витрат і екологічних показників-важливий шлях оновлення для-виробництва літографії наступного покоління.

Щоб отримати індивідуальний вибір насадок, пропозицію обладнання та випробування процесу нанесення фоторезисту, зверніться до нашої професійної команди інженерів для цільової технічної підтримки.