Ultrazvočna atomizacija za fotorezist premaz: igra{0}}spreminjalna alternativa vrtenju in pnevmatskemu razprševanju za natančno proizvodnjo polprevodnikov

Desetletja so se tovarne polprevodnikov in mikroproizvodnje zanašale na nanos z vrtenjem in pnevmatsko razprševanje z dvema-tekočinama za nanašanje fotorezista na rezine, steklene podlage, naprave MEMS in mikrofluidne čipe. Medtem ko ti tradicionalni postopki delujejo za preproste ravne podlage, se soočajo z nerešljivimi težavami: ogromnim odpadkom fotorezista, neenakomerno pokritostjo 3D struktur z visokim-razmerjem-visokih-visokih{4}}razmerij, napakami na robovih, pogostim zamašitvijo šob in nestabilnim nadzorom debeline-tankega filma. Danes se ultrazvočno razprševanje fotorezista pojavlja kot inovativna, stroškovno-učinkovita,-natančna rešitev za nanašanje premazov, ki na novo piše pravila nanašanja fotolitografskega filma in zagotavlja neprimerljivo zmogljivost za napredno mikroelektronsko proizvodnjo.

Kako ultrazvočna fotorezist atomizacija krši tradicionalne tehnične omejitve?

Za razliko od pnevmatskega razprševanja, ki se zanaša na-zrak pod visokim{0}}tlakom za razbijanje tekočine, ali centrifugalne prevleke, ki porazdeli upor s pomočjo centrifugalne sile, ultrazvočna atomizacija izkorišča piezoelektrične pretvornike znotraj ultrazvočnih šob iz titanove zlitine za pretvorbo električne energije v stabilne visoko{1}}frekvenčne vzdolžne vibracije v razponu od 40kHz do 120kHz. Vibracije ustvarjajo stoječe valove na konici šobe, ki delijo tekočino fotorezista na mikro-kapljice enakomerne velikosti brez vpliva visokega{6}}tlaka.

Med atomizacijo niso potrebni nobeni segreti ali kemični dodatki, kar v celoti ohranja prvotne kemične lastnosti in fotoobčutljivo stabilnost fotorezista, s čimer se izogne ​​denaturaciji ali poslabšanju delovanja dragih posebnih rezistov, kot je kemično ojačan fotorezist. Razpršene kapljice se premikajo proti podlagam z izjemno nizko hitrostjo-le 1 % hitrosti pršenja običajnih zračnih šob-tako da kapljice mehko pristanejo brez brizganja, odboja ali pretirane kontaminacije. Ta temeljni princip delovanja temeljito rešuje najtrdovratnejše napake tradicionalnih postopkov nanašanja fotorezistov.

Štiri edinstvene inovativne prednosti ultrazvočnega razprševanja fotorezistov

1. Skoraj-popoln enakomeren premaz, idealen za 3D strukturirane podlage

Prevleka z vrtenjem močno odpove rezinam z globokimi vdolbinami, TSV skozi-silicijeve odprtine, mikro-žlebovi MEMS in neenakomerno topografijo: centrifugalna sila se upira navzven, pušča ultra-tanke plasti na dnu vdolbin in debele robne kroglice, ki uničijo ločljivost litografije. Običajno pršenje pod pritiskom povzroči nedosledne velikosti kapljic, kar povzroči črtaste vzorce in odstopanje debeline na velikih substratih.

Ultrazvočna atomizacija ustvari tesno porazdeljene mikro{0}}kapljice, ki jih je mogoče nastaviti od 1 μm do 40 μm glede na frekvenco šob. Drobne kapljice lahko prodrejo globoko v-mikrostrukture-visokega razmerja stranic pod blagim pretokom zraka za oblikovanje in tako dosežejo konformno pokritost navpičnih stranskih sten in vdolbin. Debelino končnega fotorezistnega filma je mogoče natančno zakleniti med 0,1 μm in 40 μm z odstopanjem debeline, ki je nadzorovano v ±5 %, kar popolnoma odpravi luknje, teksture pomarančne lupine in težave z robovi. Brezhibno deluje na ravnih silicijevih rezinah, ukrivljenih steklenih ploščah, mikrofluidnih čipih in nepravilnih keramičnih substratih.

2. 4X višja stopnja izkoriščenosti fotorezista, dramatično znižanje proizvodnih stroškov

Fotorezist se uvršča med najdražje surovine v proizvodnji polprevodnikov, z vrhunskimi formulacijami po ceni na stotine ameriških dolarjev za galono. Prevleka s centrifugalnim odmetavanjem izgubi več kot 99 % upora; pnevmatsko dvo-pršenje tekočine izgubi več kot 75 % materiala zaradi prekomernega pršenja in brizganja.

Ultrazvočno pršenje vključuje natančen nadzor mikro{0}}pretoka z najmanjšo hitrostjo pretoka 0,01 ml/min in usmerjeno mehko nanašanje. Izkoristek materiala doseže več kot 90 %, kar je štirikrat več kot standardno dvo-pršenje s tekočino. Za množično proizvodnjo rezin 200 mm lahko tovarne zmanjšajo porabo fotorezista za 60 %-75 %, kar prinaša velike dolgoročne{10}}prihranke pri stroških za laboratorije za raziskave in razvoj ter srednje{11}}do velike proizvodne linije. Manj izgubljenih kemičnih topil prav tako znižuje emisije hlapnih organskih spojin, podpira skladnost čistih prostorov z okoljem in zmanjšuje stroške odstranjevanja odpadkov.

3. Ultra-visoka sposobnost nadzora in ničelno zamašitev za stabilno neprekinjeno proizvodnjo

Celoten sistem ultrazvočnega premazovanja združuje komunikacijo RS485, 7-palčne črpalke za dovajanje tekočine z natančnimi LCD-prikazovalniki in programabilne tri-osne gibalne platforme. Operaterji lahko neodvisno prilagodijo ultrazvočno moč, hitrost skeniranja z razprševanjem, pretok tekočine in širino razpršila (2 mm do 100 mm), da prilagodijo parametre fotorezistnega filma za različne recepte za litografijo. Več vrst šob-tip-sonde za brizganje v notranjosti cevi, široke vzporedne šobe za velike-površinske plošče, 120 kHz mikro šobe za majhne mikro-naprave, vakuumske prirobnične šobe za prevleko vakuumske komore – podpirajo popolnoma prilagojene proizvodne zahteve.

Ker se razprševanje zanaša izključno na ultrazvočne vibracije namesto visoko{0}}tlačnega ekstrudiranja tekočine, ni ozkega tlačnega kanala, ki bi bil nagnjen k blokadi. Kontaktna površina šobe je narejena iz korozijsko-odporne titanove zlitine, ki je združljiva s fotorezistom nizke-viskoznosti pod 100 cps in trdno vsebnostjo pod 10 %. Odpravljene so pogoste zaustavitve zaradi čiščenja šob in vzdrževanja, kar močno izboljša čas delovanja opreme v čistih prostorih.

4. Nizka kontaminacija, združljivost-razreda Cleanroom

Tradicionalno -pršenje pod visokim pritiskom ustvarja ogromne odbojne kapljice, ki lebdijo v zraku čistih prostorov in povzročajo kontaminacijo z delci, ki sprožijo okvaro čipa. Ultrazvočno pršenje uporablja minimalno količino pomožnega zraka, z mehkim pršenjem, ki preprečuje odboj kapljic-nazaj. Celoten stroj je mogoče nadgraditi v popolno konfiguracijo čistih prostorov s proti-statično in proti-korozijsko obdelavo, ki ustreza strogim standardom razreda 100/1000 čistih prostorov za proizvodnjo polprevodnikov in optoelektronike. Nanos z nizkim -udarkom prav tako preprečuje mehanske poškodbe zaradi prask na krhkih tankih rezinah in prožnih prozornih prevodnih filmskih substratih.

Glavni scenariji industrijske uporabe tehnologije ultrazvočnega fotorezistnega premaza

Polprevodniške rezine in napredna embalaža

Idealno za fotorezist na silicijeve rezine, polprevodniške substrate tretje-generacije silicijevega karbida, embalažne strukture TSV in embalažo-na ravni rezin. Stabilizira ločljivost vzorcev za mikro-nano litografijo in zmanjša ostanke naprav zaradi neenakomerne pokritosti z rezistom. MEMS in mikrofluidni čipi

Popoln za prevleko mikro-žlebov, mikro-kanalov in senzorskih votlih struktur, kjer centrifugalni premaz ne more zagotoviti enotne pokritosti stranskih sten, podpira masovno proizvodnjo medicinskih biosenzorjev in mikro-elektromehanskih komponent. Industrija ploskih plošč in optičnega stekla

Primerno za premaze s fotorezistom na float steklu, optičnih lečah, prozornem prevodnem filmu in zaslonskih ploščah-velike velikosti; široke-razpršilne ultrazvočne šobe pokrivajo podlage do 24 palcev z enakomerno debelino filma. Laboratorij za raziskave in razvoj Majhno-serijsko testiranje

Namizni ultrazvočni stroji za nanašanje premazov (serije P300, P400) ponujajo kompaktne pol-avtomatske in popolnoma programabilne gibalne platforme XYZ z majhnimi delovnimi območji za univerzitetne laboratorije in inštitute za raziskave materialov za izvajanje testiranja formulacije fotorezista in preverjanje procesa pred masovno proizvodnjo. Posebne natančne naprave

Vakuumske in visoko{0}}temperaturne ultrazvočne različice šob po meri podpirajo nanos fotorezista v vakuumskem okolju ali pogojih segrete podlage za posebne postopke litografije.

RPS-SONIC integrirane rešitve za ultrazvočne fotoodporne premaze

Nudimo-nanosne sisteme z ultrazvočno atomizacijo na enem mestu, prilagojene za nanašanje fotorezista, ki zajema vse ključne komponente: frekvenčne-prilagojene ultrazvočne šobe iz titana, visoko-frekvenčne ultrazvočne generatorje, visoko-natančne brizgalne črpalke s konstantnim{4}}pretokom in celotno serijo avtomatskih strojev za nanašanje od laboratorijske-majhne opreme do triosni-robotski sistemi množične-proizvodnje.

Vsa oprema podpira operacijo, ki jo je mogoče programirati v operacijskem sistemu Windows, z urejanjem trajektorije z učnim obeskom in izbirnimi nadgradnjami, vključno s segrevanjem podlage, vakuumsko adsorpcijo, vrtenjem/nagibom šob in kompleti, združljivimi s korozivnimi materiali. Naša tehnična ekipa zagotavlja prilagojeno razhroščevanje procesnih parametrov glede na viskoznost fotorezista, velikost substrata in ciljno debelino filma, ki proizvajalcem pomaga hitro zamenjati zastarele vrtilne ali pnevmatske brizgalne linije in nadgraditi učinkovitost litografskega premaza.

Zaključek

Ko mikroizdelava napreduje v smeri manjših velikosti funkcij, zapletenih 3D struktur in strožjega nadzora nad stroški, tradicionalne tehnologije fotorezistov ne morejo več ustrezati proizvodnim zahtevam. Ultrazvočno razprševanje izstopa kot v prihodnost usmerjena-trajnostna natančna tehnologija premazovanja, ki uravnoteži izjemno-enotno tanko-kakovost filma, dramatične prihranke surovin, nizko kontaminacijo in prilagodljivo prilagodljivost postopka.

Ne glede na to, ali upravljate tovarno za množično proizvodnjo polprevodnikov, tovarno za optoelektronsko predelavo stekla, delavnico za komponente MEMS ali akademski raziskovalni laboratorij, sistemi ultrazvočnih fotorezistovnih premazov zagotavljajo merljive izboljšave v izkoristku izdelka, proizvodnih stroških in okoljski učinkovitosti-, kar je bistvena pot nadgradnje za-proizvodnjo litografije naslednje{1}}generacije.

Za prilagojeno izbiro šob, ponudbo opreme in testiranje postopka nanosa fotorezistov se obrnite na našo strokovno inženirsko ekipo za ciljno tehnično podporo.