超声波技术在半导体行业中的应用-光刻胶喷涂

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半导体普遍应用于计算机、消费电子、网络通信、汽车电子等产业的核心领域。每个半导体产品的制造都涉及到数百个工艺,大体来讲,整个制造过程分为八个步骤:晶圆加工-氧化-光刻-刻蚀-薄膜沉积-互连-测试-封装。我们今天要说的光刻胶是其中必不可少的半导体材料,它被广泛应用于电子元器件的制造过程中,它存在于芯片、面板、PCB、光伏、集成电路的封装等等。一个芯片的制造需要经过10-50道光刻过程,光刻过程不仅对于光刻胶的性能有要求,超声波光刻胶涂覆工艺也是其中的关键因素之一。

光刻胶,是一种对光敏感的化学物质。它是由光敏树脂、增感剂、溶剂三种主要成分组成。经曝光之后,胶会产生化学反应,从而导致溶解度发生变化。利用这种性质,通过带有特定图形的掩膜就可以在基板上得到特定的图形。我们首先将光刻胶涂覆到半导体材料上,经过曝光显影后,留下的光刻胶部分相当于对底层进行保护,之后用蚀刻剂进行蚀刻,最终达到将掩膜版上特定的微细图形转移到衬底上的目的,因此光刻胶是微细加工技术中的关键性材料。


超声波雾化喷头喷涂光刻胶示意图

图1.超声波雾化喷头喷涂光刻胶示意图

如何将光刻胶均匀且符合工艺要求的涂覆到衬底表面,也是非常关键的课题。目前涂覆工艺有旋涂、浸涂以及超声波喷涂等工艺。旋涂,也就是离心旋转法,是将一定量的光刻胶溶液滴在基材表面,随后通过离心力的作用将胶铺展到基片上,此种方法可以得到厚度均匀的光刻胶薄膜,但普遍存在膜厚偏薄且厚度范围调节不稳定的问题。而且采用离心旋转法涂胶,在旋转过程中基片上多余的光刻胶被甩出,造成光刻胶浪费。而浸涂法,虽然操作方便效率高且涂料利用率也比较高,但只适用于形状简单的流线型材料,而且涂料量不好控制。

超声波喷涂通过高精度注射泵能够准确控制光刻胶的流量,对流经喷嘴的光刻胶进行雾化分散。然后经过带压气流导向,直接分散于基片表面上,不需要进行旋转分散,就可以通过对各项工艺参数进行调整,从而使基片表面形成厚度可控的光刻胶薄膜。该方法并不局限基材的涂覆面积,工艺过程易于控制和调节,可有效保证产品质量的稳定性,而且光刻胶浪费少。

光刻胶涂覆

图2.超声波喷涂在晶圆上喷涂光刻胶

北京东方金荣以超声波喷涂技术为核心,为各种薄膜涂覆及光刻胶涂覆提供了专业的设备以及解决方案。基于近40年的行业经验,东方金荣的超声喷涂系统也在半导体光刻胶涂覆领域贡献自己的力量,用超声波技术助力未来。

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