Co je ultrazvukové fotorezistové stříkací zařízení?

Co je ultrazvukové fotorezistové stříkací zařízení?

Ultrazvukové stříkací zařízení na fotorezist je přesné nanášecí zařízení, které využívá technologii ultrazvukové atomizace k rovnoměrnému nástřiku fotorezistu (fototvrditelného fotorezistu) na povrch substrátu pro fotolitografické procesy.

Jednoduše řečeno, jeho základní pracovní princip je: vysokofrekvenční vibrace (typicky 20 kHz-120 kHz) generované ultrazvukovým měničem atomizují kapalný fotorezist na kapičky o velikosti mikronů (několik mikrometrů až desítek mikrometrů). Nosný plyn (jako je dusík) pak vede tyto kapičky a rovnoměrně je ukládá na povrch substrátu, čímž se nakonec vytvoří jednotný a hustý fotorezistní film.

Ve srovnání s tradičním rotačním nanášením má ultrazvukové stříkací zařízení následující významné vlastnosti a výhody:

Vhodné pro nepravidelné povrchy: Spin povlak spoléhá na odstředivou sílu generovanou vysokorychlostní rotací ke zploštění fotorezistu a dokáže zpracovat pouze ploché kruhové nebo čtvercové substráty. Ultrazvukové stříkání se nespoléhá na rotaci substrátu, takže je ideální pro rovnoměrné potahování nerovinných a nerovných povrchů, jako jsou hluboké příkopy, trojrozměrné mikrostruktury, prokovy s vysokým poměrem stran a substráty již obsahující mikročipy.

Vysoké využití materiálu: Odstředivé nanášení obvykle vede k vymrštění velkého množství fotorezistu z okrajů substrátu, což vede ke značnému plýtvání materiálem (využití je obvykle pouze 10 % až 30 %). Ultrazvukové stříkání, 'přímé psaní' nebo proces směrového stříkání, dokáže přesně nanést většinu fotorezistu na substrát, čímž se dosáhne míry využití materiálu 70%-90%. To výrazně snižuje náklady na drahé fotorezisty (zejména speciální fotorezisty používané v pokročilém balení nebo MEMS).

Vysoce ovladatelná tloušťka filmu: Řízením průtoku rozprašovací hlavy, tlaku nosného plynu a rychlosti pohybu trysky lze dosáhnout na velkoformátových substrátech řízení tloušťky filmu od submikronů až po stovky mikrometrů s dobrou rovnoměrností.

Bezkontaktní: Tryska se během stříkání nedotýká substrátu, což zabraňuje fyzickému poškození křehkých struktur (jako jsou mikrokonzolové nosníky a pole mikrojehel).

Toto zařízení se používá hlavně v následujících oblastech:

Pokročilé balení polovodičů: Nanášení fotorezistu na destičky s vysokými hrbolky nebo hlubokými otvory v obalech na úrovni destiček (WLP) a vějířovitých obalech.

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems): Jednotný fotorezistový povlak na křemíkových waferech s hlubokými dutinami nebo složitými strukturami senzorů.

Mikrofluidika a biočipy: Vytváření jednotné vrstvy fotorezistu na skle nebo polymerních substrátech.

Silná fotorezistová litografie: Jsou-li vyžadovány vrstvy fotorezistu o tloušťce desítek nebo dokonce stovek mikrometrů, vícenásobné nanášení povlaků je efektivnější než jednoodstředivé potahování při dosahování silných filmů bez bublinek s dobrými okraji.

Velké nebo nekruhové substráty: Například čtvercové skleněné nebo kovové substráty v balení na úrovni panelů (PLP).

Je důležité poznamenat, že zařízení pro potahování ultrazvukem je obecně dražší než zařízení pro potahování odstředěním a úprava parametrů procesu (jako je výkon atomizace, teplota a průtok) je složitější. Kromě toho je po nanášení sprejem obvykle vyžadován krok 'vyrovnání', aby se eliminoval efekt mírné oranžové kůry, který může být způsoben nahromaděním kapiček, čímž se zajistí, že konečná rovinnost povrchu filmu splňuje požadavky fotolitografie.