Nguyên tử hóa siêu âm cho lớp phủ quang học: Một trò chơi-Thay đổi giải pháp thay thế cho phun quay và phun khí nén để sản xuất chính xác chất bán dẫn

Trong nhiều thập kỷ, các nhà máy sản xuất chất bán dẫn và chế tạo vi mô đã dựa vào lớp phủ quay và hai{0}}phun khí nén bằng chất lỏng để lắng đọng chất quang dẫn lên các tấm bán dẫn, đế thủy tinh, thiết bị MEMS và chip vi lỏng. Mặc dù các quy trình truyền thống này hoạt động trên các chất nền phẳng đơn giản nhưng chúng phải đối mặt với những điểm yếu không thể giải quyết: lãng phí chất quang dẫn lớn, độ che phủ không đồng đều trên cấu trúc tỷ lệ khung hình--3D cao, khuyết tật ở cạnh, tắc vòi phun thường xuyên và kiểm soát độ dày màng mỏng-không ổn định. Ngày nay, phun nguyên tử hóa chất cảm quang siêu âm nổi lên như một giải pháp phủ có độ chính xác cao,-hiệu quả về chi phí,-có tính đổi mới, giúp viết lại các quy tắc lắng đọng màng quang khắc, mang lại hiệu suất chưa từng có cho sản xuất vi điện tử tiên tiến.

Nguyên tử hóa chất quang dẫn siêu âm phá vỡ các giới hạn kỹ thuật truyền thống như thế nào?

Không giống như quá trình phun bằng khí nén dựa vào-áp suất không khí cao để phá vỡ chất lỏng hoặc lớp phủ quay phân bổ điện trở thông qua lực ly tâm, nguyên tử hóa siêu âm tận dụng các bộ chuyển đổi áp điện bên trong vòi siêu âm bằng hợp kim titan để chuyển đổi năng lượng điện thành rung động dọc tần số cao-ổn định trong khoảng từ 40kHz đến 120kHz. Sự rung tạo ra sóng đứng ở đầu vòi phun, tách chất lỏng quang điện thành các giọt-vi mô có kích thước đồng đều mà không có bất kỳ tác động-áp suất cao nào.

Không cần gia nhiệt hoặc phụ gia hóa học trong quá trình nguyên tử hóa, điều này bảo toàn hoàn toàn các đặc tính hóa học ban đầu và độ ổn định nhạy cảm của chất quang dẫn, tránh sự biến tính hoặc suy giảm hiệu suất của các chất điện trở đặc biệt đắt tiền như chất quang điện khuếch đại hóa học. Các giọt nguyên tử di chuyển về phía bề mặt với vận tốc cực thấp-chỉ bằng 1% tốc độ phun của vòi phun khí thông thường-nên các giọt tiếp đất nhẹ nhàng mà không bị bắn tung tóe, bật lại hoặc phun quá nhiều ô nhiễm. Nguyên lý làm việc cốt lõi này về cơ bản giải quyết được những khiếm khuyết cứng đầu nhất của quy trình phủ chất cản quang truyền thống.

Bốn ưu điểm sáng tạo độc đáo của phun chất cảm quang siêu âm

1. Gần như-Lớp phủ đồng nhất hoàn hảo, lý tưởng cho các bề mặt có cấu trúc 3D

Lớp phủ quay bị hỏng nghiêm trọng trên các tấm bán dẫn có rãnh sâu, TSV xuyên qua-silicon vias, rãnh vi mô MEMS- và địa hình không bằng phẳng: lực ly tâm kéo cản ra ngoài, để lại các lớp siêu mỏng ở đáy rãnh và các hạt cạnh dày làm hỏng độ phân giải in thạch bản. Phun áp lực thông thường tạo ra kích thước giọt không nhất quán, gây ra các đường sọc và độ dày chênh lệch trên các bề mặt lớn.

Nguyên tử hóa siêu âm tạo ra các giọt vi-phân bổ chặt chẽ có thể điều chỉnh từ 1μm đến 40μm tùy theo tần số vòi phun. Những giọt nhỏ có thể thâm nhập sâu vào các cấu trúc vi mô có tỷ lệ khung hình--cao dưới luồng không khí tạo hình nhẹ nhàng, đạt được độ che phủ phù hợp trên các thành bên thẳng đứng và các hốc lõm. Độ dày màng quang học hoàn thiện có thể được khóa chính xác trong khoảng từ 0,1μm đến 40μm với độ lệch độ dày được kiểm soát trong phạm vi ±5%, loại bỏ hoàn toàn các lỗ kim, kết cấu vỏ cam và các vấn đề về hạt cạnh. Nó hoạt động liền mạch trên các tấm silicon phẳng, tấm kính cong, chip vi lỏng và các chất nền gốm không đều.

2. 4Tỷ lệ sử dụng chất cản quang cao hơn gấp lần, cắt giảm đáng kể chi phí sản xuất

Photoresist được xếp hạng trong số những nguyên liệu thô đắt nhất trong sản xuất chất bán dẫn, với các công thức cao cấp có giá hàng trăm đô la Mỹ mỗi gallon. Lớp phủ quay lãng phí hơn 99% lực cản thông qua việc loại bỏ ly tâm; phun hai chất lỏng- bằng khí nén làm mất hơn 75% vật liệu do phun quá nhiều và bắn tung tóe.

Phun siêu âm có tính năng kiểm soát dòng chảy vi mô-chính xác với tốc độ dòng chảy tối thiểu là 0,01ml/phút và lắng đọng mềm theo hướng. Hiệu suất sử dụng vật liệu đạt trên 90%, cao gấp bốn lần so với phun hai{4}chất lỏng tiêu chuẩn. Để sản xuất hàng loạt tấm wafer 200mm, các nhà máy có thể giảm mức tiêu thụ chất quang dẫn xuống 60%-75%, mang lại khoản tiết kiệm chi phí dài hạn{10}}rất lớn cho các phòng thí nghiệm R&D và dây chuyền sản xuất có khối lượng từ trung bình{11}}đến cao. Dung môi hóa học ít lãng phí hơn cũng làm giảm lượng khí thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, hỗ trợ tuân thủ môi trường phòng sạch và giảm chi phí xử lý chất thải.

3. Khả năng kiểm soát cực cao và không gây tắc nghẽn để sản xuất liên tục ổn định

Toàn bộ hệ thống phủ siêu âm tích hợp giao tiếp RS485, bơm cung cấp chất lỏng dạng ống tiêm chính xác LCD 7- inch và nền tảng chuyển động ba-trục có thể lập trình. Người vận hành có thể điều chỉnh độc lập công suất siêu âm, tốc độ quét phun, tốc độ dòng chất lỏng và chiều rộng phun của quạt (2mm đến 100mm) để tùy chỉnh các thông số màng quang điện cho các công thức in thạch bản khác nhau. Nhiều loại vòi phun-loại đầu dò-để phun ống bên trong, vòi phun song song rộng cho bảng điều khiển diện tích-lớn, vòi phun siêu nhỏ 120kHz cho các thiết bị-vi mô cực nhỏ, vòi phun mặt bích chân không cho lớp phủ buồng chân không-hỗ trợ nhu cầu sản xuất được tùy chỉnh hoàn toàn.

Vì quá trình nguyên tử hóa chỉ dựa vào rung động siêu âm thay vì đùn chất lỏng áp suất cao{0}} nên không có kênh áp suất hẹp dễ bị tắc nghẽn. Bề mặt tiếp xúc của vòi phun được làm bằng hợp kim titan-chống ăn mòn, tương thích với-chất quang dẫn có độ nhớt thấp dưới 100cps và hàm lượng chất rắn dưới 10%. Việc ngừng hoạt động thường xuyên để làm sạch và bảo trì vòi phun được loại bỏ, cải thiện đáng kể thời gian hoạt động của thiết bị trong sản xuất phòng sạch.

4. Mức độ ô nhiễm thấp, Phòng sạch-Khả năng tương thích cấp độ

Phun áp suất cao-truyền thống tạo ra các giọt bắn bật lại lớn trôi nổi trong không khí phòng sạch, tạo ra các hạt nhiễm bẩn khiến chip bị hỏng. Phun siêu âm sử dụng không khí phụ trợ tối thiểu, với tia phun mềm giúp loại bỏ phản xạ của giọt nước-. Toàn bộ máy có thể được nâng cấp lên cấu hình phòng sạch hoàn chỉnh với khả năng xử lý chống{4}}tĩnh điện và chống{5} ăn mòn, đáp ứng các tiêu chuẩn phòng sạch nghiêm ngặt cấp 100/1000 dành cho sản xuất chất bán dẫn và quang điện tử. Sự lắng đọng tác động thấp cũng tránh được hư hỏng do trầy xước cơ học đối với các tấm bán dẫn mỏng dễ vỡ và các chất nền màng dẫn điện trong suốt linh hoạt.

Các kịch bản ứng dụng công nghiệp chính của công nghệ phủ quang học siêu âm

Tấm bán dẫn & Bao bì tiên tiến

Lý tưởng cho lớp phủ quang điện trên tấm silicon, chất nền bán dẫn cacbua silic thế hệ thứ ba{0}}, cấu trúc đóng gói TSV và bao bì cấp độ tấm wafer{1}}. Nó ổn định độ phân giải mẫu cho kỹ thuật in thạch bản nano-vi mô và giảm hiện tượng loại bỏ thiết bị do vùng phủ điện trở không đồng đều. Chip MEMS & Vi lỏng

Hoàn hảo cho việc phủ các cấu trúc khoang cảm biến-rãnh, vi-vi và khoang cảm biến nơi lớp phủ quay không thể cung cấp độ bao phủ thành bên đồng nhất, hỗ trợ sản xuất hàng loạt bộ cảm biến sinh học y tế và vi-cơ điện tử. Công nghiệp tấm phẳng và kính quang học

Thích hợp cho lớp phủ quang học trên kính nổi, thấu kính quang học, màng dẫn điện trong suốt và bảng hiển thị kích thước lớn; -vòi phun siêu âm rộng bao phủ các chất nền lên đến 24 inch với độ dày màng ổn định. Phòng thí nghiệm R&D nhỏ-Thử nghiệm hàng loạt

Máy phủ siêu âm để bàn (dòng P300, P400) cung cấp nền tảng chuyển động XYZ bán tự động và có thể lập trình đầy đủ và bán tự động với các khu vực làm việc nhỏ dành cho các phòng thí nghiệm của trường đại học và viện nghiên cứu vật liệu để tiến hành thử nghiệm công thức chất quang dẫn và xác minh quy trình trước khi sản xuất hàng loạt. Thiết bị chính xác đặc biệt

Phiên bản vòi phun siêu âm chân không và nhiệt độ-cao tùy chỉnh hỗ trợ lớp phủ quang học trong môi trường chân không hoặc các điều kiện nền được làm nóng cho các quy trình in thạch bản đặc biệt.

RPS-Giải pháp phủ quang học siêu âm tích hợp SONIC

Chúng tôi cung cấp các hệ thống phủ nguyên tử hóa siêu âm một-được thiết kế riêng cho quá trình lắng đọng chất cảm quang, bao gồm tất cả các thành phần cốt lõi: vòi phun siêu âm titan tần số-tùy chỉnh, máy phát siêu âm tần số-cao, máy bơm ống tiêm dòng chảy-có độ chính xác cao-không đổi và các máy phủ tự động đầy đủ dòng từ thiết bị nhỏ trong phòng thí nghiệm-đến hệ thống robot ba{7}}sản xuất hàng loạt.

Tất cả các thiết bị đều hỗ trợ hoạt động lập trình của Windows với tính năng chỉnh sửa quỹ đạo hướng dẫn và các nâng cấp tùy chọn bao gồm làm nóng bề mặt, hấp phụ chân không, xoay/nghiêng vòi phun và bộ dụng cụ tương thích với vật liệu ăn mòn. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi cung cấp khả năng gỡ lỗi tham số quy trình tùy chỉnh theo độ nhớt của chất quang dẫn, kích thước bề mặt và độ dày màng mục tiêu của khách hàng, giúp các nhà sản xuất nhanh chóng thay thế các dây chuyền phun quay hoặc phun khí nén lỗi thời và nâng cao hiệu quả của lớp phủ in thạch bản.

Phần kết luận

Khi chế tạo vi mô tiến tới kích thước tính năng nhỏ hơn, cấu trúc 3D phức tạp và kiểm soát chi phí chặt chẽ hơn, các công nghệ phủ quang học truyền thống không còn có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất. Phun phun nguyên tử hóa siêu âm nổi bật như một công nghệ phủ chính xác bền vững, hướng tới tương lai, giúp cân bằng chất lượng màng siêu mỏng-đồng nhất{4}}, tiết kiệm nguyên liệu thô đáng kể, độ nhiễm bẩn thấp và khả năng thích ứng quy trình linh hoạt.

Cho dù bạn vận hành một nhà máy sản xuất chất bán dẫn hàng loạt, một nhà máy xử lý kính quang điện tử, một xưởng sản xuất linh kiện MEMS hay một phòng thí nghiệm nghiên cứu hàn lâm thì hệ thống phủ chất cản quang siêu âm đều mang lại những cải tiến có thể đo lường được về năng suất sản phẩm, chi phí sản xuất và hiệu suất môi trường-một lộ trình nâng cấp thiết yếu cho quá trình sản xuất in thạch bản thế hệ-tiếp theo.

Để lựa chọn vòi phun tùy chỉnh, báo giá thiết bị và thử nghiệm quy trình phủ chất cản quang, hãy liên hệ với đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp của chúng tôi để được hỗ trợ kỹ thuật theo mục tiêu.