De coating metoaden fan photoresist wurde oer it algemien ferdield yn spin coating, dip coating en roll coating, ûnder hokker spin coating is it meast brûkte. Troch spin coating wurdt photoresist dripke op it substraat, en it substraat kin wurde rotearre op hege snelheid te krijen in photoresist film. Dêrnei kin in fêste film krigen wurde troch it op in waarme plaat te ferwaarmjen. Spin-coating is geskikt foar coating fan ultra-tinne films (sawat 20nm) oant dikke films fan sawat 100um. De skaaimerken binne goede uniformiteit, unifoarme filmdikte tusken wafels, pear mankeminten, ensfh., En in film mei hege coatingprestaasjes kin wurde krigen.
Spin coating proses
Tidens spin coating bepaalt de wichtichste rotaasje snelheid fan it substraat de film dikte fan de photoresist. De relaasje tusken de rotaasjesnelheid en de filmdikte is as folget:
Spin=kTn
Yn de formule is Spin de rotaasje snelheid; T is de film dikte; k en n binne konstanten.
Faktoaren dy't ynfloed op it spin coating proses
Hoewol't de film dikte wurdt bepaald troch de wichtichste rotaasje snelheid, it is ek besibbe oan keamertemperatuer, vochtigheid, photoresist viscosity en photoresist type. Fergeliking fan ferskate soarten fotoresist-coating-kurven wurdt werjûn yn figuer 1.
figuer 1: Fergeliking fan ferskate soarten photoresist coating curves
De ynfloed fan haadrotaasjetiid
Hoe koarter de haadrotaasjetiid, hoe dikker de filmdikte. As de haadrotaasjetiid ferhege wurdt, wurdt de tinner de film. As it grutter is as 20s, bliuwt de filmdikte hast net feroare. Dêrom wurdt de haadrotaasjetiid meastal selektearre om mear as 20 sekonden te wêzen. De relaasje tusken de haadrotaasjetiid en de filmdikte wurdt werjûn yn figuer 2.
figuer 2: Relaasje tusken wichtichste rotation tiid en film dikte
As de fotoresist op it substraat drippe, sels as de folgjende haadrotaasjesnelheid itselde is, sil de rotaasjesnelheid fan it substraat tidens it dripjen de definitive filmdikte beynfloedzje. De dikte fan 'e fotoresistfilm nimt ta mei de ferheging fan' e substraatrotaasjesnelheid tidens it drippen, wat te tankjen is oan 'e ynfloed fan oplosmiddelferdamping as de fotoresist nei it drippen ûntfold wurdt. Figuer 3 toant de relaasje tusken de film dikte en de wichtichste rotation snelheid op ferskillende substraat rotaasje faasjes tidens de photoresist drippen. It kin sjoen wurde út de figuer dat mei de tanimming fan de rotaasje snelheid fan it drippen substraat, de film dikte feroaret flugger, en it ferskil is mear dúdlik yn it gebiet mei legere wichtichste rotation snelheid.
Ofbylding 3: Ferhâlding tusken filmdikte en haadrotaasjesnelheid by ferskate substraatrotaasjesnelheden by it dispensearjen fan fotoresist
Effekt fan fochtigens by coating
Wannear't de fochtigens ôfnimt, nimt de filmdikte ta, om't de fermindering fan feiligens de ferdamping fan it solvent befoarderet. De ferdieling fan de filmdikte feroaret lykwols net signifikant. figuer 4 toant de relaasje tusken vochtigheid en film dikte ferdieling by coating.
figuer 4: Relaasje tusken vochtigheid en film dikte ferdieling by coating
Effekt fan temperatuer tidens coating
As de binnentemperatuer ferheget, nimt de filmdikte ta. It kin sjoen wurde út figuer 5 dat de photoresist film dikte ferdieling feroaret fan konvex nei konkav. De kromme yn 'e figuer lit ek sjen dat de heechste uniformiteit wurdt krigen as de binnentemperatuer 26 ° C is en de fotoresisttemperatuer 21 ° C.
figuer 5: Relaasje tusken temperatuer en film dikte ferdieling by coating
Effekt fan exhaust snelheid ûnder coating
figuer 6 toant de relaasje tusken exhaust snelheid en film dikte distribúsje. By it ûntbrekken fan útlaat lit it sjen dat it sintrum fan 'e wafel de neiging hat om te dikken. It fergrutsjen fan de exhaust snelheid sil ferbetterje de uniformiteit, mar as it wurdt ferhege te folle, de uniformiteit sil ôfnimme. It kin sjoen wurde dat der in optimale wearde foar de exhaust snelheid.
figuer 6: Relaasje tusken exhaust snelheid en film dikte distribúsje
HMDS behanneling
Om de fotoresist mear coatable te meitsjen, moat de wafel wurde behannele mei hexamethyldisilazane (HMDS). Benammen as focht wurdt hechte oan it oerflak fan de Si okside film, silanol wurdt foarme, dat ferleget de adhesion fan de photoresist. Om focht te ferwiderjen en silanol te ûntbinen, wurdt de wafel normaal ferwaarme oant 100-120 ° C, en mist HMDS wurdt ynfierd om in gemyske reaksje te feroarsaakjen. It reaksjemeganisme wurdt werjûn yn figuer 7. Troch HMDS-behanneling wurdt it hydrofiele oerflak mei in lytse kontaktwinkel in hydrofoob oerflak mei in grutte kontaktwinkel. It ferwaarmjen fan de wafel kin hegere fotoresist adhesion krije.
figuer 7: HMDS reaksje meganisme
It effekt fan HMDS-behanneling kin wurde waarnommen troch it mjitten fan de kontaktwinkel. figuer 8 lit de relaasje tusken HMDS behanneling tiid en kontakt hoeke (behanneling temperatuer 110 ° C). It substraat is Si, de HMDS behanneling tiid is grutter dan 1min, de kontakt hoeke is grutter as 80 °, en de behanneling effekt is stabyl. figuer 9 toant de relaasje tusken HMDS behanneling temperatuer en kontakt hoek (behanneling tiid 60s). As de temperatuer boppe 120 ℃ komt, nimt de kontaktwinkel ôf, wat oanjout dat HMDS ûntbrekt troch waarmte. Dêrom wurdt HMDS-behanneling normaal útfierd by 100-110 ℃.
figuer 8: Relaasje tusken HMDS behanneling tiid
en kontakt hoeke (behanneling temperatuer 110 ℃)
Ofbylding 9: Relaasje tusken HMDS-behanneltemperatuer en kontaktwinkel (behannelingstiid 60s)
HMDS behanneling wurdt útfierd op in silisium substraat mei in okside film te foarmjen in photoresist patroan. De okside film wurdt dan etste mei hydrofluoric acid mei in buffer tafoege, en it wurdt fûn dat nei HMDS behanneling, it photoresist patroan kin wurde hâlden út falle off. Figuer 10 toant it effekt fan HMDS behanneling (patroangrutte is 1um).
Ofbylding 10: HMDS-behannelingseffekt (patroangrutte is 1um)
Prebaking
By deselde rotaasjesnelheid, hoe heger de foarbaktemperatuer, hoe lytser de filmdikte, wat oanjout dat hoe heger de foarbaktemperatuer, hoe mear oplosmiddel ferdampt, wat resulteart yn in tinner filmdikte. Figure 11 toant de relaasje tusken de pre-baking temperatuer en Dill syn A parameter. De parameter A jout de konsintraasje fan it fotosensitive middel oan. As kin sjoen wurde út de figuer, as de pre-baking temperatuer omheech nei boppe 140 ° C, de A parameter fermindert, wat oanjout dat de fotosensitive agent decompose by in temperatuer heger as dit. Figuer 12 toant de spektrale transmittance by ferskillende pre-baking temperatueren. By 160 °C en 180 °C kin in ferheging fan transmittânsje wurde waarnommen yn it golflingteberik fan 300-500nm. Dit befêstiget dat de fotosensitive agint wurdt bakt en ûntbûn by hege temperatueren. De pre-baktemperatuer hat in optimale wearde, dy't bepaald wurdt troch ljochte eigenskippen en gefoelichheid.
Figuer 11: Relaasje tusken pre-baking temperatuer en Dill syn A parameter
(mjitten wearde fan OFPR-800/2)
figuer 12: Spektrale transmittance by ferskillende pre-baking temperatueren
(OFPR-800, 1um filmdikte)
Koartsein, de spin coating metoade hat unike foardielen lykas sekuere kontrôle fan film dikte, hege kosten prestaasjes, mylde proses betingsten, en ienfâldige operaasje, dus it hat wichtige effekten yn it ferminderjen fan fersmoarging, besparje enerzjy, en ferbetterjen kosten prestaasjes. Yn de ôfrûne jierren, spin coating is wint tanimmend omtinken, en syn tapassing is stadichoan ferspraat nei ferskate fjilden.
Post tiid: Nov-27-2024