Co to jest ultradźwiękowy sprzęt do natryskiwania fotorezystu?

Co to jest ultradźwiękowy sprzęt do natryskiwania fotorezystu?

Ultradźwiękowy sprzęt do natryskiwania fotomaski to precyzyjne urządzenie do powlekania, które wykorzystuje technologię atomizacji ultradźwiękowej do równomiernego natryskiwania fotomaski (fotoutwardzalnej fotomaski) na powierzchnię podłoża w procesach fotolitografii.

Mówiąc najprościej, jego podstawowa zasada działania jest następująca: wibracje o wysokiej częstotliwości (zwykle 20 kHz–120 kHz) generowane przez przetwornik ultradźwiękowy rozpylają płynną fotomaskę na kropelki wielkości mikronów (od kilku mikrometrów do dziesiątek mikrometrów). Następnie gaz nośny (taki jak azot) kieruje te kropelki i równomiernie osadza je na powierzchni podłoża, ostatecznie tworząc jednolitą i gęstą warstwę fotomaski.

W porównaniu z tradycyjnym powlekaniem wirowym, urządzenia do natryskiwania ultradźwiękowego mają następujące istotne cechy i zalety:

Nadaje się do nieregularnych powierzchni: Powłoka wirowa opiera się na sile odśrodkowej generowanej przez szybki obrót w celu spłaszczenia fotomaski i może być stosowana tylko na płaskich, okrągłych lub kwadratowych podłożach. Natryskiwanie ultradźwiękowe nie opiera się na rotacji podłoża, dzięki czemu idealnie nadaje się do równomiernego powlekania niepłaskich i nierównych powierzchni, takich jak głębokie rowy, trójwymiarowe mikrostruktury, przelotki o wysokim współczynniku proporcji i podłoża zawierające już mikrochipy.

Wysokie wykorzystanie materiału: Powłoka wirowa zazwyczaj powoduje wyrzucenie dużej ilości fotomaski z krawędzi podłoża, co prowadzi do znacznych strat materiału (wykorzystanie wynosi zwykle tylko 10–30%). Natryskiwanie ultradźwiękowe, „bezpośrednie pisanie” lub proces natryskiwania kierunkowego, umożliwia precyzyjne osadzenie większości fotomaski na podłożu, osiągając stopień wykorzystania materiału na poziomie 70–90%. To znacznie zmniejsza koszty drogich fotomasek (zwłaszcza specjalistycznych fotomasek stosowanych w zaawansowanych opakowaniach lub MEMS).

Wysoce kontrolowana grubość warstwy: Kontrolując natężenie przepływu głowicy atomizującej, ciśnienie gazu nośnego i prędkość ruchu dyszy, na podłożach o dużych rozmiarach można uzyskać kontrolę grubości warstwy od submikronowej do setek mikrometrów, przy dobrej jednorodności.

Bezdotykowy: Dysza nie styka się z podłożem podczas natryskiwania, co zapobiega fizycznemu uszkodzeniu delikatnych struktur (takich jak belki mikrowsporników i układy mikroigieł).

Sprzęt ten jest używany głównie w następujących dziedzinach:

Zaawansowane opakowania półprzewodników: Powlekanie fotorezystem płytek z wysokimi nierównościami lub głębokimi dziurami w opakowaniach na poziomie płytki (WLP) i opakowaniach wachlarzowych.

MEMS (systemy mikroelektromechaniczne): jednolita powłoka fotomaskowa na płytkach krzemowych z głębokimi wgłębieniami lub złożonymi strukturami czujników.

Mikroprzepływy i biochipy: Tworzenie jednolitej warstwy fotorezystu na podłożach szklanych lub polimerowych.

Gruba litografia fotomaski: Gdy wymagane są warstwy fotorezystu o grubości dziesiątek, a nawet setek mikrometrów, wielokrotne powłoki natryskowe są skuteczniejsze niż powłoki z pojedynczym wirowaniem, jeśli chodzi o uzyskanie pozbawionych pęcherzyków folii o grubych krawędziach.

Podłoża duże lub nieokrągłe: takie jak kwadratowe podłoża szklane lub metalowe w opakowaniach na poziomie panelu (PLP).

Należy zauważyć, że urządzenia do powlekania natryskowego ultradźwiękowego są na ogół droższe niż urządzenia do powlekania wirowego, a dostosowywanie parametrów procesu (takich jak moc atomizacji, temperatura i natężenie przepływu) jest bardziej złożone. Co więcej, po pokryciu natryskowym zwykle wymagany jest etap „wyrównywania”, aby wyeliminować delikatny efekt skórki pomarańczowej, który może być spowodowany gromadzeniem się kropelek, zapewniając w ten sposób, że ostateczna płaskość powierzchni folii spełnia wymagania fotolitografii.