Qu'est-ce qu'un équipement de pulvérisation de photorésiste à ultrasons ?

Qu'est-ce qu'un équipement de pulvérisation de photorésiste à ultrasons ?

L'équipement de pulvérisation de photoresist à ultrasons est un dispositif de revêtement de précision qui utilise la technologie d'atomisation par ultrasons pour pulvériser uniformément une photoresist (photoresist photodurcissable) sur la surface d'un substrat pour les processus de photolithographie.

En termes simples, son principe de fonctionnement principal est le suivant : des vibrations à haute fréquence (généralement 20 kHz à 120 kHz) générées par un transducteur ultrasonique atomisent la résine photosensible liquide en gouttelettes de la taille d'un micron (quelques micromètres à des dizaines de micromètres). Un gaz porteur (tel que l'azote) guide ensuite ces gouttelettes et les dépose uniformément sur la surface du substrat, formant finalement un film photorésistant uniforme et dense.

Par rapport au revêtement par rotation traditionnel, l’équipement de pulvérisation par ultrasons présente les caractéristiques et avantages significatifs suivants :

Convient aux surfaces irrégulières : le revêtement par rotation repose sur la force centrifuge générée par une rotation à grande vitesse pour aplatir la résine photosensible et ne peut traiter que des substrats plats, circulaires ou carrés. La pulvérisation par ultrasons ne repose pas sur la rotation du substrat, ce qui la rend idéale pour recouvrir uniformément des surfaces non planes et inégales telles que des tranchées profondes, des microstructures tridimensionnelles, des vias à rapport d'aspect élevé et des substrats contenant déjà des micropuces.

Utilisation élevée du matériau : le revêtement par centrifugation entraîne généralement l'éjection d'une grande quantité de résine photosensible depuis les bords du substrat, entraînant un gaspillage de matériau important (l'utilisation n'est généralement que de 10 à 30 %). La pulvérisation par ultrasons, un processus « d'écriture directe » ou de pulvérisation directionnelle, peut déposer avec précision la majeure partie de la résine photosensible sur le substrat, atteignant un taux d'utilisation du matériau de 70 % à 90 %. Cela réduit considérablement les coûts des photorésists coûteux (en particulier les photorésists spécialisés utilisés dans les emballages avancés ou MEMS).

Épaisseur du film hautement contrôlable : en contrôlant le débit de la tête d'atomisation, la pression du gaz porteur et la vitesse de déplacement de la buse, le contrôle de l'épaisseur du film du submicron à des centaines de micromètres peut être obtenu sur des substrats de grande taille, avec une bonne uniformité.

Sans contact : la buse n'entre pas en contact avec le substrat pendant la pulvérisation, évitant ainsi les dommages physiques aux structures fragiles (telles que les poutres en porte-à-faux et les réseaux de micro-aiguilles).

Cet équipement est principalement utilisé dans les domaines suivants :

Emballage avancé de semi-conducteurs : revêtement de résine photosensible sur des tranches présentant des bosses élevées ou des trous profonds dans un emballage au niveau de la tranche (WLP) et un emballage en éventail.

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) : revêtement photorésistant uniforme sur des tranches de silicium comportant des cavités profondes ou des structures de capteurs complexes.

Microfluidique et biopuces : formation d'une couche photorésistante uniforme sur des substrats en verre ou en polymère.

Lithographie photorésistante épaisse : lorsque des couches de photorésiste de plusieurs dizaines, voire centaines de micromètres d'épaisseur sont nécessaires, plusieurs revêtements par pulvérisation sont plus efficaces que les revêtements à rotation unique pour obtenir des films épais sans bulles et bien bordés.

Substrats de grande taille ou non circulaires : tels que les substrats carrés en verre ou en métal dans un emballage au niveau du panneau (PLP).

Il est important de noter que l’équipement de revêtement par pulvérisation ultrasonique est généralement plus cher que l’équipement de revêtement par centrifugation et que l’ajustement des paramètres du processus (tels que la puissance d’atomisation, la température et le débit) est plus complexe. De plus, une étape de « nivellement » est généralement nécessaire après le revêtement par pulvérisation pour éliminer le léger effet peau d'orange qui peut être provoqué par l'accumulation de gouttelettes, garantissant ainsi que la planéité de la surface finale du film répond aux exigences de photolithographie.