การเคลือบสเปรย์อัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

การเคลือบสเปรย์อัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เป็นเทคโนโลยีการสะสมฟิล์ม-บางเฉียบที่มีความแม่นยำ ซึ่งใช้พลังงานอัลตราโซนิกความถี่สูง-ในการทำให้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์เป็นอะตอม (เช่น สารต้านทานแสงและวัสดุนำไฟฟ้า) ให้กลายเป็นหยดที่ละเอียดและสม่ำเสมอ จากนั้นหยดเหล่านี้จะถูกพ่นลงบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์อย่างแม่นยำโดยใช้ก๊าซตัวพา ส่งผลให้ได้ฟิล์มเคลือบ-คุณภาพสูงและบางสม่ำเสมอ- เทคโนโลยีนี้มีข้อได้เปรียบ เช่น ประสิทธิภาพสูง ความแม่นยำสูง การสูญเสียวัสดุต่ำ และการเคลือบที่บางและสม่ำเสมอ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ พลังงานใหม่ และการเคลือบแก้ว แทนที่วิธีการพ่นแบบดั้งเดิม

 

การพ่นสารต้านทานแสงเป็นเทคโนโลยีกระบวนการสำคัญในการบรรลุการเคลือบสารต้านทานแสงที่สม่ำเสมอในการใช้งานด้านการผลิตที่มีความแม่นยำ เช่น เซมิคอนดักเตอร์และแผงจอแสดงผล เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลือบซับสเตรตที่ไม่ใช่ระนาบ- (เช่น ชิป 3D และอุปกรณ์ MEMS) หรือซับสเตรตขนาดใหญ่ (เช่น แผง OLED) ซึ่งแก้ไขข้อจำกัดของการเคลือบแบบหมุนแบบดั้งเดิมในการใช้งานเฉพาะ

สาระสำคัญของการพ่นละอองด้วยแสงคือการเปลี่ยนละอองของตัวต้านทานแสงให้เป็นของเหลวให้เป็นหยดขนาดไมครอน- (หรือแม้แต่นาโนเมตร-) ผ่านทางการทำให้เป็นละอองทางกายภาพ จากนั้นหยดเหล่านี้จะถูกส่งไปยังพื้นผิวของวัสดุพิมพ์โดยใช้การไหลเวียนของอากาศและความดันที่มีการควบคุมอย่างแม่นยำ ในที่สุด หยดจะกระจาย หลอมรวม และอบบนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์มไวแสงที่ต่อเนื่องและสม่ำเสมอ

 

การพ่นละอองด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีสำคัญในด้านการผลิตที่มีความแม่นยำ เช่น การเคลือบโฟโตรีซิสต์ และการเตรียมฟิล์มบางเชิงฟังก์ชัน แนวทางหลักคือการใช้การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกความถี่สูง-เพื่อเปลี่ยนวัสดุของเหลว (เช่น สารต้านทานแสง สารตั้งต้นของโลหะ และสารรีเอเจนต์ทางชีวภาพ) ให้กลายเป็นหยดที่สม่ำเสมอที่ระดับไมโครเมตรหรือแม้แต่ระดับนาโนเมตร จากนั้นหยดเหล่านี้จะถูกส่งไปยังพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ผ่านการไหลเวียนของอากาศที่แม่นยำ และสุดท้ายจะเกิดเป็นฟิล์มที่ต่อเนื่องและสม่ำเสมอในที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับการทำให้เป็นอะตอมด้วยแรงดันและการทำให้เป็นละอองด้วยไฟฟ้าสถิต การทำให้เป็นอะตอมด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบเหนือการทำให้เป็นละอองด้วยแรงดันและการทำให้เป็นละอองด้วยไฟฟ้าสถิต ส่งผลให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่ต้องการความเสถียรของวัสดุที่สูงมากและความแม่นยำในการเคลือบ เนื่องจากขาดแรงเฉือนเชิงกลและขนาดหยดที่ควบคุมได้สูง

 

หลักการทำงาน

1. การทำให้เป็นละอองอัลตราโซนิก:

แกนหลักของอุปกรณ์คือหัวฉีดอัลตราโซนิกซึ่งประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นการสั่นสะเทือนทางกลความถี่สูง-

2. การทำให้เป็นละอองของเหลว:

เมื่อของเหลว (สารละลาย โซล หรือสารแขวนลอย) ไหลผ่านหัวฉีด เครื่องฉีดน้ำแบบสั่นจะสร้างการสั่นสะเทือน เมื่อแอมพลิจูดของการสั่นเกินแรงตึงผิวของของเหลว ของเหลวจะแตกเป็นหยดขนาดไมครอน-

3. การจัดส่งก๊าซของผู้ขนส่ง:

จากนั้นหยดละอองจะถูกขนส่งไปยังพื้นผิวของสารตั้งต้นอย่างสม่ำเสมอด้วยก๊าซพาหะ (เช่น อากาศ) ในปริมาณที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

4. การสะสมฟิล์มบาง:

หยดจะสะสมอยู่บนพื้นผิว ก่อให้เกิดการเคลือบฟิล์มบางอย่างต่อเนื่อง

ข้อดีในการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์

ความแม่นยำสูงและความสม่ำเสมอ:

ความสามารถในการเคลือบฟิล์มบางพิเศษ-และสม่ำเสมอเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เช่น ตัวต้านทานแสง ฟิล์มนำไฟฟ้า และฟิล์มฉนวน ซึ่งต้องการความแม่นยำสูงมาก

ลดการสูญเสียวัสดุ:

เมื่อเปรียบเทียบกับการฉีดพ่นแบบดั้งเดิม การฉีดพ่นด้วยอัลตราโซนิกแทบไม่มีการกระเด็นของหยดหรือการกระเด็นมากเกินไป ทำให้มีการใช้วัสดุเพิ่มขึ้นหลายครั้ง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเคลือบวัสดุราคาแพง

การฉีดพ่นแบบนุ่มนวล:

กระบวนการฉีดพ่นมีความอ่อนโยนและไม่ทำลายพื้นผิว ทำให้เหมาะสำหรับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เปราะบาง

หัวฉีดที่หลากหลาย:

สามารถเลือกหัวฉีดที่มีความกว้าง ความยาว รูปร่าง และอัตราการไหลที่แตกต่างกันได้เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ ช่วยให้สามารถเคลือบสม่ำเสมอในพื้นที่เฉพาะหรือพื้นที่ขนาดใหญ่ได้