Hvad er ultralydsfotoresist-sprøjteudstyr?

Hvad er ultralydsfotoresist-sprøjteudstyr?

Ultralydsfotoresistsprøjteudstyr er en præcisionsbelægningsenhed, der bruger ultralydsforstøvningsteknologi til ensartet sprøjtning af fotoresist (fotohærdbar fotoresist) på overfladen af ​​et substrat til fotolitografiprocesser.

Enkelt sagt er dets kernearbejdsprincip: højfrekvente vibrationer (typisk 20kHz-120kHz) genereret af en ultralydstransducer forstøver flydende fotoresist til dråber i mikronstørrelse (få mikrometer til titusinder af mikrometer). En bæregas (såsom nitrogen) leder derefter disse dråber og afsætter dem ensartet på substratoverfladen, hvilket i sidste ende danner en ensartet og tæt fotoresistfilm.

Sammenlignet med traditionel spinbelægning har ultralydssprøjteudstyr følgende væsentlige egenskaber og fordele:

Velegnet til uregelmæssige overflader: Spinbelægning er afhængig af centrifugalkraft genereret af højhastighedsrotation for at udflade fotoresisten og kan kun håndtere flade cirkulære eller firkantede underlag. Ultralydssprøjtning er ikke afhængig af substratrotation, hvilket gør den ideel til ensartet belægning af ikke-plane og ujævne overflader såsom dybe grøfter, tredimensionelle mikrostrukturer, høje aspektforhold vias og substrater, der allerede indeholder mikrochips.

Høj materialeudnyttelse: Spinbelægning resulterer typisk i, at en stor mængde fotoresist udstødes fra substratets kanter, hvilket fører til betydeligt materialespild (udnyttelsen er normalt kun 10%-30%). Ultralydssprøjtning, en 'direkte skrivning' eller retningsbestemt sprøjteproces, kan præcist afsætte det meste af fotoresisten på substratet, hvilket opnår en materialeudnyttelsesgrad på 70%-90%. Dette reducerer betydeligt omkostningerne til dyre fotoresists (især specialfotoresists, der anvendes i avanceret emballage eller MEMS).

Meget kontrollerbar filmtykkelse: Ved at kontrollere strømningshastigheden af ​​forstøvningshovedet, bæregastrykket og dysens bevægelseshastighed kan filmtykkelseskontrol fra submikron til hundredvis af mikrometer opnås på store substrater med god ensartethed.

Berøringsfri: Dysen kommer ikke i kontakt med underlaget under sprøjtning, hvilket forhindrer fysisk skade på skrøbelige strukturer (såsom mikrocantilever-bjælker og mikronåle-arrays).

Dette udstyr bruges hovedsageligt inden for følgende områder:

Avanceret halvlederemballage: Belægning af fotoresist på wafere med høje bump eller dybe huller i wafer-niveau emballage (WLP) og fan-out emballage.

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems): Ensartet fotoresistbelægning på siliciumwafers med dybe hulrum eller komplekse sensorstrukturer.

Mikrofluidik og biochips: Danner et ensartet fotoresistlag på glas- eller polymersubstrater.

Tyk fotoresistlitografi: Når der kræves fotoresistlag, der er ti eller endda hundredvis af mikrometer tykke, er multiple spraybelægninger mere effektive end enkeltspin-belægninger til at opnå boblefri, tykke film med godt kanter.

Store eller ikke-cirkulære underlag: Såsom firkantede glas- eller metalsubstrater i panel-niveau emballage (PLP).

Det er vigtigt at bemærke, at ultralydsspraybelægningsudstyr generelt er dyrere end spinbelægningsudstyr, og justering af procesparametre (såsom forstøvningskraft, temperatur og strømningshastighed) er mere kompleks. Ydermere er et 'nivelleringstrin' normalt påkrævet efter sprøjtebelægning for at eliminere den lille appelsinskal-effekt, der kan være forårsaget af dråbeopbygning, hvilket sikrer, at den endelige filmoverfladeplanhed opfylder fotolitografikravene.