Методите на обложување на фоторезистот генерално се поделени на обложување со центрифугирање, премачкување со натопување и обложување со ролни, меѓу кои најчесто се користи облогата со центрифугирање. Со обложување со центрифугирање, фоторезистот се капе на подлогата, а подлогата може да се ротира со голема брзина за да се добие фоторезист филм. После тоа, цврст филм може да се добие со загревање на рингла. Спин облогата е погодна за премачкување од ултра тенки филмови (околу 20 nm) до дебели филмови од околу 100 м. Неговите карактеристики се добра униформност, униформа дебелина на филмот помеѓу обландите, неколку дефекти итн., а може да се добие и филм со високи перформанси на обложување.
Процес на обложување со центрифугирање
За време на обложување со центрифугирање, главната брзина на ротација на подлогата ја одредува дебелината на филмот на фоторезистот. Односот помеѓу брзината на ротација и дебелината на филмот е како што следува:
Спин=kTn
Во формулата, Spin е брзината на ротација; Т е дебелината на филмот; k и n се константи.
Фактори кои влијаат на процесот на обложување со центрифугирање
Иако дебелината на филмот е одредена од главната брзина на ротација, таа е исто така поврзана со собна температура, влажност, вискозност на фоторезист и тип на фоторезист. Споредбата на различните типови на криви на обложување со фоторезист е прикажана на Слика 1.
Слика 1: Споредба на различни типови на криви на обложување со фоторезист
Влијанието на времето на главната ротација
Колку е пократко времето на главното ротирање, толку е подебела дебелината на филмот. Кога ќе се зголеми времето на главното вртење, филмот станува потенок. Кога ќе надмине 20 секунди, дебелината на филмот останува речиси непроменета. Затоа, главното време на ротација обично се избира да биде повеќе од 20 секунди. Врската помеѓу главното време на ротација и дебелината на филмот е прикажана на слика 2.
Слика 2: Однос помеѓу времето на главното ротирање и дебелината на филмот
Кога фоторезистот се капе на подлогата, дури и ако последователната главна брзина на ротација е иста, брзината на ротација на подлогата за време на капењето ќе влијае на конечната дебелина на филмот. Дебелината на фотоотпорниот филм се зголемува со зголемувањето на брзината на ротација на подлогата за време на капењето, што се должи на влијанието на испарувањето на растворувачот кога фоторезистот ќе се расклопи по капењето. Слика 3 го прикажува односот помеѓу дебелината на филмот и главната брзина на ротација при различни брзини на ротација на подлогата за време на капењето на фоторезистот. Од сликата може да се види дека со зголемувањето на брзината на ротација на подлогата што капе, дебелината на филмот се менува побрзо, а разликата е поочигледна во областа со помала главна брзина на ротација.
Слика 3: Врска помеѓу дебелината на филмот и брзината на главната ротација при различни брзини на ротација на подлогата за време на издавање на фоторезист
Ефект на влажност при обложување
Кога влажноста се намалува, дебелината на филмот се зголемува, бидејќи намалувањето на влажноста го промовира испарувањето на растворувачот. Сепак, распределбата на дебелината на филмот не се менува значително. Слика 4 ја прикажува врската помеѓу влажноста и распределбата на дебелината на филмот за време на обложувањето.
Слика 4: Однос помеѓу влажноста и распределбата на дебелината на филмот за време на обложувањето
Ефект на температурата при обложување
Кога внатрешната температура се зголемува, дебелината на филмот се зголемува. Од Слика 5 може да се види дека дистрибуцијата на дебелината на фотоотпорниот филм се менува од конвексна во конкавна. Кривата на сликата исто така покажува дека најголемата униформност се добива кога внатрешната температура е 26°C, а температурата на фоторезистот е 21°C.
Слика 5: Однос помеѓу температурата и распределбата на дебелината на филмот за време на обложувањето
Ефект на брзината на издувните гасови за време на обложување
Слика 6 ја прикажува врската помеѓу брзината на издувните гасови и дистрибуцијата на дебелината на филмот. Во отсуство на издувни гасови, тоа покажува дека центарот на нафората има тенденција да се згусне. Зголемувањето на брзината на издувните гасови ќе ја подобри униформноста, но ако се зголеми премногу, униформноста ќе се намали. Се гледа дека има оптимална вредност за брзината на издувните гасови.
Слика 6: Однос помеѓу брзината на издувните гасови и дистрибуцијата на дебелината на филмот
HMDS третман
За да се направи фоторезистот пообложен, нафората треба да се обработи со хексаметилдисилазан (HMDS). Особено кога влагата е прикачена на површината на филмот со оксид Si, се формира силинол, што ја намалува адхезијата на фоторезистот. Со цел да се отстрани влагата и да се разложи силинолот, обландата обично се загрева на 100-120°C, а маглата HMDS се внесува за да предизвика хемиска реакција. Механизмот на реакција е прикажан на Слика 7. Преку HMDS третман, хидрофилната површина со мал агол на контакт станува хидрофобна површина со голем агол на контакт. Со загревање на нафората може да се добие поголема фотоотпорна адхезија.
Слика 7: Механизам за реакција на HMDS
Ефектот од третманот со HMDS може да се забележи со мерење на аголот на контакт. Слика 8 го прикажува односот помеѓу времето на третман со HMDS и аголот на контакт (температура на третман 110°C). Подлогата е Si, времето на третман со HMDS е поголемо од 1 мин, аголот на контакт е поголем од 80°, а ефектот на третман е стабилен. Слика 9 ја прикажува врската помеѓу температурата на третман со HMDS и аголот на контакт (време на третман 60 секунди). Кога температурата надминува 120℃, аголот на контакт се намалува, што покажува дека HMDS се распаѓа поради топлина. Затоа, третманот со HMDS обично се изведува на 100-110 ℃.
Слика 8: Однос помеѓу времето на третман со HMDS
и агол на контакт (температура на третман 110℃)
Слика 9: Врска помеѓу температурата на третман со HMDS и аголот на контакт (време на третман 60 секунди)
Третманот со HMDS се изведува на силициумска подлога со оксидна фолија за да се формира фоторезист шема. Оксидната фолија потоа се гравира со флуороводородна киселина со додаден пуфер, и е откриено дека по третманот HMDS, моделот на фоторезист може да се спречи да падне. Слика 10 го прикажува ефектот од третманот со HMDS (големината на моделот е 1um).
Слика 10: Ефект на третман со HMDS (големината на моделот е 1um)
Предпечење
Со иста брзина на ротација, колку е поголема температурата на предпечење, толку е помала дебелината на филмот, што покажува дека колку е поголема температурата на предпечење, толку повеќе растворувачот испарува, што резултира со потенка дебелина на филмот. Слика 11 ја прикажува врската помеѓу температурата пред печење и параметарот Dill's A. Параметарот А ја покажува концентрацијата на фотосензитивниот агенс. Како што може да се види од сликата, кога температурата пред печење се искачува на над 140°C, параметарот А се намалува, што покажува дека фотосензитивниот агенс се распаѓа на температура повисока од оваа. Слика 12 ја прикажува спектралната пропустливост при различни температури пред печење. На 160°C и 180°C, може да се забележи зголемување на пропустливоста во опсегот на бранова должина од 300-500 nm. Ова потврдува дека фотосензитивниот агенс се пече и се распаѓа на високи температури. Температурата пред печење има оптимална вредност, која се одредува според светлосните карактеристики и чувствителноста.
Слика 11: Врска помеѓу температурата пред печење и параметарот Dill's A
(измерена вредност на OFPR-800/2)
Слика 12: Спектрална пропустливост при различни температури пред печење
(OFPR-800, дебелина на филм од 1 м)
Накратко, методот на обложување со центрифугирање има уникатни предности како што се прецизна контрола на дебелината на филмот, високи перформанси, благи услови на процесот и едноставна работа, така што има значителни ефекти во намалувањето на загадувањето, заштеда на енергија и подобрување на перформансите на трошоците. Во последниве години, облогата со вртење добива сè поголемо внимание, а неговата примена постепено се шири на различни полиња.
Време на објавување: 27-11-2024 година