Fotorezistning qoplama usullari odatda shpin qoplamasi, daldırma qoplamasi va rulonli qoplamaga bo'linadi, ular orasida spin qoplamasi eng ko'p qo'llaniladi. Spin qoplama orqali fotorezist substratga tomiziladi va fotorezist plyonka olish uchun substrat yuqori tezlikda aylantirilishi mumkin. Shundan so'ng, qattiq plyonkani issiq plastinkada isitish orqali olish mumkin. Spin qoplamasi ultra yupqa plyonkalardan (taxminan 20 nm) qalinligi taxminan 100 um qalinlikdagi plyonkalarni qoplash uchun javob beradi. Uning xarakteristikalari yaxshi bir xillik, gofretlar orasidagi bir xil plyonka qalinligi, bir nechta nuqsonlar va boshqalar bo'lib, yuqori qoplama ko'rsatkichiga ega bo'lgan filmni olish mumkin.
Spin qoplama jarayoni
Spin qoplamasi vaqtida substratning asosiy aylanish tezligi fotorezistning plyonka qalinligini aniqlaydi. Aylanish tezligi va plyonka qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik quyidagicha:
Spin = kTn
Formulada Spin - aylanish tezligi; T - plyonka qalinligi; k va n doimiylardir.
Spin qoplama jarayoniga ta'sir qiluvchi omillar
Film qalinligi asosiy aylanish tezligi bilan aniqlangan bo'lsa-da, u xona harorati, namlik, fotorezist viskozitesi va fotorezist turiga ham bog'liq. Har xil turdagi fotorezist qoplama egri chiziqlarini taqqoslash 1-rasmda ko'rsatilgan.
1-rasm: Har xil turdagi fotorezist qoplama egri chiziqlarini solishtirish
Asosiy aylanish vaqtining ta'siri
Asosiy aylanish vaqti qanchalik qisqa bo'lsa, plyonka qalinligi qanchalik qalin bo'ladi. Asosiy aylanish vaqti oshirilsa, film yupqaroq bo'ladi. 20 dan oshganda, plyonka qalinligi deyarli o'zgarishsiz qoladi. Shuning uchun, asosiy aylanish vaqti odatda 20 soniyadan ko'proq tanlanadi. Asosiy aylanish vaqti va plyonka qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik 2-rasmda ko'rsatilgan.
2-rasm: Asosiy aylanish vaqti va plyonka qalinligi o'rtasidagi bog'liqlik
Fotorezist substratga tomizilganda, keyingi asosiy aylanish tezligi bir xil bo'lsa ham, tomizish paytida substratning aylanish tezligi oxirgi plyonka qalinligiga ta'sir qiladi. Fotorezist plyonkaning qalinligi tomchilatib yuborilganda substratning aylanish tezligining oshishi bilan ortadi, bu tomizilgandan keyin fotorezist ochilganda erituvchi bug'lanishining ta'siri bilan bog'liq. 3-rasmda fotorezistni tomizish paytida turli xil substrat aylanish tezligida plyonka qalinligi va asosiy aylanish tezligi o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan. Rasmdan ko'rinib turibdiki, tomchilab turgan substratning aylanish tezligi oshishi bilan plyonka qalinligi tezroq o'zgaradi va asosiy aylanish tezligi past bo'lgan sohada farq aniqroq bo'ladi.
3-rasm: Fotorezistni tarqatish paytida turli xil substrat aylanish tezligida plyonka qalinligi va asosiy aylanish tezligi o'rtasidagi bog'liqlik
Qoplash paytida namlikning ta'siri
Namlik pasayganda, plyonka qalinligi ortadi, chunki namlikning pasayishi erituvchining bug'lanishiga yordam beradi. Biroq, kino qalinligi taqsimoti sezilarli darajada o'zgarmaydi. 4-rasmda qoplama paytida namlik va plyonka qalinligi taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan.
Shakl 4: Qoplama paytida namlik va plyonka qalinligi taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik
Qoplash paytida haroratning ta'siri
Ichki harorat ko'tarilganda, plyonka qalinligi ortadi. 5-rasmdan ko'rinib turibdiki, fotorezist plyonka qalinligi taqsimoti konveksdan konkavga o'zgaradi. Rasmdagi egri chiziq, shuningdek, eng yuqori bir xillik xona ichidagi harorat 26 ° C va fotorezist harorati 21 ° C bo'lganda olinadi.
Shakl 5: Qoplama paytida harorat va plyonka qalinligi taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik
Qoplama paytida egzoz tezligining ta'siri
6-rasmda egzoz tezligi va plyonka qalinligi taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan. Egzoz yo'q bo'lganda, gofretning markazi qalinlashishga moyilligini ko'rsatadi. Egzoz tezligini oshirish bir xillikni yaxshilaydi, lekin juda ko'p oshirilsa, bir xillik kamayadi. Egzoz tezligi uchun optimal qiymat mavjudligini ko'rish mumkin.
Shakl 6: Egzoz tezligi va plyonka qalinligi taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik
HMDS davolash
Fotorezistni yanada qoplanishi uchun gofretni geksametildisilazan (HMDS) bilan davolash kerak. Ayniqsa, Si oksidi plyonkasi yuzasiga namlik biriktirilganda, fotorezistning yopishishini kamaytiradigan silanol hosil bo'ladi. Namlikni olib tashlash va silanolni parchalash uchun gofret odatda 100-120 ° C ga qadar isitiladi va kimyoviy reaktsiyaga olib keladigan tuman HMDS kiritiladi. Reaktsiya mexanizmi 7-rasmda ko'rsatilgan. HMDS bilan ishlov berish orqali kichik aloqa burchagiga ega bo'lgan gidrofil sirt katta aloqa burchagi bilan hidrofobik sirtga aylanadi. Gofretni isitish yuqoriroq fotorezist yopishqoqlikka ega bo'lishi mumkin.
7-rasm: HMDS reaktsiya mexanizmi
HMDS davolashning ta'siri kontakt burchagini o'lchash orqali kuzatilishi mumkin. 8-rasmda HMDS davolash vaqti va aloqa burchagi (davolash harorati 110 ° C) o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan. Substrat Si, HMDS davolash vaqti 1 min dan ortiq, aloqa burchagi 80 ° dan katta va davolash effekti barqaror. 9-rasmda HMDS davolash harorati va aloqa burchagi o'rtasidagi munosabat ko'rsatilgan (davolash vaqti 60s). Harorat 120℃ dan oshganda, aloqa burchagi pasayadi, bu HMDS issiqlik tufayli parchalanishini ko'rsatadi. Shuning uchun HMDS bilan davolash odatda 100-110 ℃ da amalga oshiriladi.
Shakl 8: HMDS davolash vaqti o'rtasidagi bog'liqlik
va aloqa burchagi (davolash harorati 110 ℃)
9-rasm: HMDS davolash harorati va aloqa burchagi o'rtasidagi bog'liqlik (davolash vaqti 60s)
HMDS bilan ishlov berish fotorezist naqsh hosil qilish uchun oksidli plyonkali silikon substratda amalga oshiriladi. Oksid plyonkasi keyinchalik bufer qo'shilgan gidroflorik kislota bilan ishqalanadi va HMDS bilan ishlov berilgandan so'ng, fotorezist naqsh tushishidan saqlanishi mumkinligi aniqlandi. 10-rasmda HMDS davolashning ta'siri ko'rsatilgan (naqsh o'lchami 1um).
10-rasm: HMDS davolash effekti (naqsh o'lchami 1um)
Oldindan pishirish
Xuddi shu aylanish tezligida, pishirishdan oldingi harorat qanchalik baland bo'lsa, plyonka qalinligi kichikroq bo'ladi, bu esa pishirishdan oldingi harorat qanchalik yuqori bo'lsa, erituvchi shunchalik ko'p bug'lanadi, natijada plyonka qalinligi ingichka bo'ladi. 11-rasmda pishirishdan oldingi harorat va Dill's A parametri o'rtasidagi bog'liqlik ko'rsatilgan. A parametri fotosensitiv agentning kontsentratsiyasini ko'rsatadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, pishirishdan oldingi harorat 140 ° C dan yuqoriga ko'tarilganda, A parametri pasayadi, bu fotosensitiv agentning bundan yuqori haroratda parchalanishini ko'rsatadi. 12-rasmda turli xil pishirishdan oldingi haroratlarda spektral o'tkazuvchanlik ko'rsatilgan. 160 ° C va 180 ° S haroratda 300-500 nm to'lqin uzunligi oralig'ida o'tkazuvchanlikning oshishi kuzatilishi mumkin. Bu fotosensitiv agentning yuqori haroratda pishirilishi va parchalanishini tasdiqlaydi. Pishirishdan oldingi harorat yorug'lik xususiyatlari va sezgirligi bilan belgilanadigan optimal qiymatga ega.
11-rasm: Pishirishdan oldingi harorat va Dill A parametri o'rtasidagi bog'liqlik
(OFPR-800/2 ning o'lchangan qiymati)
12-rasm: Pishirishdan oldingi turli haroratlarda spektral o'tkazuvchanlik
(OFPR-800, 1um plyonka qalinligi)
Muxtasar qilib aytganda, spin qoplama usuli plyonka qalinligini aniq nazorat qilish, yuqori xarajatli ishlash, yumshoq jarayon sharoitlari va oddiy operatsiya kabi noyob afzalliklarga ega, shuning uchun ifloslanishni kamaytirish, energiyani tejash va xarajat ko'rsatkichlarini yaxshilashda sezilarli ta'sir ko'rsatadi. So'nggi yillarda spin qoplamasi tobora ko'proq e'tibor qozonmoqda va uning qo'llanilishi asta-sekin turli sohalarga tarqaldi.
Yuborilgan vaqt: 27-noyabr-2024