Recubrimiento de obleas de 300 mm con fotorresistente de 2 µm

Recubrimiento de obleas de 300 mm con fotorresistente de 2 µm – Recubrimiento ultrasónico – Cheersonic

En la fabricación de microelectrónica, la calidad del recubrimiento de fotorresistente sobre la superficie del sustrato influye directamente en el rendimiento y la producción de los dispositivos, especialmente en aquellos con microestructuras complejas. Las técnicas de pulverización tradicionales suelen presentar problemas como un recubrimiento irregular, desperdicio de material y una cobertura deficiente en morfologías complejas. La aparición de la tecnología de pulverización ultrasónica de fotorresistente ofrece una solución eficiente para los requisitos de recubrimiento preciso de obleas MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) y diversos sustratos con diferentes morfologías, superando así las limitaciones técnicas de los procesos tradicionales.

La principal ventaja de la tecnología de pulverización ultrasónica reside en su principio de atomización único. Esta tecnología utiliza vibración ultrasónica de alta frecuencia (generalmente entre 20 kHz y 100 kHz) para actuar sobre el líquido fotorresistente, atomizándolo en pequeñas gotas de diámetro uniforme (controlable entre 5 μm y 50 μm) sin impacto de presión. En comparación con la tecnología de pulverización a presión tradicional, su proceso de atomización es más suave, evitando problemas como salpicaduras y acumulación en los bordes del recubrimiento, propios de la pulverización a alta presión. Asimismo, las gotas atomizadas presentan una excelente dispersabilidad y fluidez, cubriendo uniformemente la superficie del sustrato bajo la guía precisa del flujo de aire. Incluso microcanales, estructuras salientes o superficies irregulares del sustrato logran una cobertura completa sin zonas sin recubrir, mejorando notablemente la uniformidad del recubrimiento en sustratos de formas complejas.

En las obleas MEMS, sus superficies suelen integrar numerosas microestructuras a escala micro o incluso nanométrica (como ranuras y cavidades de microsensores y microactuadores). Las técnicas tradicionales de recubrimiento por pulverización tienden a generar una capa delgada en el fondo de las ranuras y una capa gruesa en la parte superior de las protuberancias durante el proceso de recubrimiento de dichas estructuras. Esto reduce la precisión de la transferencia de patrones en los procesos de fotolitografía posteriores y afecta la funcionalidad del dispositivo. La tecnología de pulverización ultrasónica, gracias a su delicada atomización de gotas y su control preciso de la pulverización, permite rellenar con exactitud los huecos de las microestructuras de las obleas MEMS ajustando la distancia de pulverización (generalmente entre 5 y 20 cm), la frecuencia de vibración ultrasónica y la velocidad del flujo de aire, garantizando al mismo tiempo la planitud del recubrimiento superficial. Por ejemplo, en recubrimientos de obleas MEMS con microcanales de entre 1 μm y 5 μm de profundidad, la tecnología de pulverización ultrasónica permite obtener una desviación de espesor del recubrimiento dentro y fuera de los canales inferior al ±5%, lo que supone una mejora significativa con respecto al rango de desviación del ±15% de la tecnología tradicional, garantizando así la alta precisión en la fabricación de dispositivos MEMS.

Además de las obleas MEMS, la tecnología de fotorresistente por pulverización ultrasónica se adapta a diversas formas de sustrato, como sustratos cerámicos, metálicos flexibles y de vidrio. Por ejemplo, los sustratos metálicos flexibles pueden presentar ligeras arrugas o estructuras curvas en su superficie. Las técnicas de pulverización tradicionales son propensas a la fractura del recubrimiento o a un espesor irregular debido a las variaciones en la morfología del sustrato. Sin embargo, las gotas atomizadas en la pulverización ultrasónica ofrecen una excelente adhesión y extensibilidad, adaptándose a la morfología superficial de los sustratos flexibles. Incluso en sustratos con un ángulo de curvatura inferior a 30°, se mantiene la estabilidad del espesor del recubrimiento. Para sustratos con alta rugosidad superficial, como los cerámicos, esta tecnología optimiza los parámetros de atomización para que las gotas de fotorresistente llenen completamente los poros de la superficie, formando un recubrimiento continuo y sin defectos. Esto mejora eficazmente el aislamiento y la resistencia a la corrosión del recubrimiento.

En el ámbito del recubrimiento de sustratos a gran escala, la tecnología de pulverización ultrasónica también ha demostrado ventajas significativas, especialmente para lograr un recubrimiento preciso de fotorresistente de 2 μm de espesor en obleas de 300 mm. Como sustrato de gran tamaño predominante en la fabricación de semiconductores, el proceso de recubrimiento de obleas de 300 mm exige una uniformidad extremadamente estricta: la desviación del espesor del recubrimiento en toda la oblea debe controlarse dentro de ± 0,1 μm; de lo contrario, se producirán diferencias en el patrón litográfico entre el borde y el centro de la oblea, lo que afectará la consistencia del dispositivo. La tecnología de pulverización ultrasónica utiliza un sistema de trabajo colaborativo con múltiples boquillas, combinado con una plataforma de movimiento de alta precisión (con una exactitud de posicionamiento de hasta ± 1 μm), para lograr una pulverización precisa de superficies de obleas de 300 mm, área por área. En la preparación de recubrimientos delgados de 2 μm, esta tecnología controla con precisión la velocidad de deposición de las gotas atomizadas (ajustable de 0,1 μm/s a 1 μm/s), evitando los defectos puntuales causados ​​por los recubrimientos delgados en las técnicas tradicionales, a la vez que mejora significativamente el aprovechamiento del material (del 30 %-40 % en la pulverización tradicional a más del 70 %) y reduce los costes de fabricación.

Además, la tecnología de fotorresistente por pulverización ultrasónica ofrece una excelente compatibilidad y flexibilidad de proceso. Para fotorresistentes de diferentes viscosidades, se logra una atomización estable ajustando la frecuencia de vibración ultrasónica y el caudal de líquido. Asimismo, esta tecnología se integra perfectamente con líneas de producción automatizadas y, mediante sistemas de monitorización en tiempo real, permite la detección y el ajuste en línea del espesor y la uniformidad del recubrimiento, mejorando así la eficiencia y el rendimiento de la producción. En el contexto actual de miniaturización e integración de dispositivos microelectrónicos, la tecnología de fotorresistente por pulverización ultrasónica se está convirtiendo en una tecnología clave en la fabricación de MEMS y en los procesos de recubrimiento de sustratos de diversos tipos, impulsando el desarrollo de alta calidad de la industria microelectrónica gracias a sus destacadas ventajas en la adaptación a morfologías complejas, el recubrimiento preciso a gran escala y la eficiente utilización del material.

Acerca de Cheersonic

Cheersonic es el desarrollador y fabricante líder de sistemas de revestimiento ultrasónico para aplicar revestimientos de película fina y precisos para proteger, fortalecer o alisar superficies en piezas y componentes para los mercados de microelectrónica/electrónica, energía alternativa, médico e industrial, incluidas aplicaciones de vidrio especializadas en la construcción y automotor.

Nuestras soluciones de recubrimiento son respetuosas con el medio ambiente, eficientes y altamente confiables, y permiten reducciones drásticas en el exceso de rociado, ahorros en materia prima, uso de agua y energía y brindan repetibilidad mejorada del proceso, eficiencia de transferencia, alta uniformidad y emisiones reducidas.