I metudi di rivestimentu di photoresist sò generalmente divisi in spin coating, dip coating è roll coating, trà quale spin coating hè u più comunmente utilizatu. Per spin coating, photoresist hè goccia nantu à u sustrato, è u sustrato pò esse rotatu à alta velocità per ottene una film di photoresist. Dopu quì, un film solidu pò esse acquistatu calendu nantu à una piastra calda. Spin coating hè adattatu per u revestimentu da film ultra-thin (circa 20nm) à film grossi di circa 100um. E so caratteristiche sò una bona uniformità, un spessore di film uniforme trà i wafers, pochi difetti, etc., è pò esse ottenuta una film cù un altu rendiment di revestimentu.
Prucessu di spin coating
Durante u spin coating, a vitezza di rotazione principale di u sustrato determina u grossu di a film di a fotoresist. A relazione trà a velocità di rotazione è u spessore di a film hè a seguente:
Spin = kTn
In a formula, Spin hè a vitezza di rotazione; T hè u spessore di film; k è n sò custanti.
Fattori chì affettanu u prucessu di spin coating
Ancu s'è u grossu di a film hè determinata da a velocità di rotazione principale, hè ancu ligata à a temperatura di l'ambienti, l'umidità, a viscosità di fotoresist è u tipu di fotoresist. A paragone di diversi tipi di curve di rivestimentu di fotoresist hè mostrata in Figura 1.
Figura 1: Paragone di diversi tipi di curve di rivestimentu di fotoresistenza
L'influenza di u tempu di rotazione principale
U più cortu u tempu di rotazione principale, u più grossu di u film. Quandu u tempu di rotazione principale hè aumentatu, u filmu diventa più diluente. Quandu sopra à 20s, u grossu di a film resta quasi invariable. Dunque, u tempu di rotazione principale hè generalmente sceltu per esse più di 20 seconde. A relazione trà u tempu di rotazione principale è u grossu di a film hè mostrata in Figura 2.
Figura 2: Relazione trà u tempu di rotazione principale è u gruixu di film
Quandu u photoresist hè goccia nantu à u sustrato, ancu s'è a vitezza di rotazione principale sussegwente hè a stessa, a velocità di rotazione di u sustrato durante u dripping affettarà u grossu finale di a film. U gruixu di a film di photoresist aumenta cù l'aumentu di a velocità di rotazione di u sustrato durante u dripping, chì hè duvuta à l'influenza di l'evaporazione di solventi quandu u photoresist si sviluppa dopu a goccia. A Figura 3 mostra a relazione trà u spessore di a film è a velocità di rotazione principale à diverse velocità di rotazione di u sustrato durante a goccia di fotoresist. Pò esse vistu da a figura chì cù l'aumentu di a vitezza di rotazione di u sustrato dripping, u gruixu di film cambia più veloce, è a diferenza hè più evidenti in l'area cù a velocità di rotazione principale più bassa.
Figura 3: Relazione trà u spessore di film è a velocità di rotazione principale à diverse velocità di rotazione di u sustrato durante a dispensazione di fotoresist
Effettu di l'umidità durante u revestimentu
Quandu l'umidità diminuite, u grossu di a film aumenta, perchè a diminuzione di l'umidità prumove l'evaporazione di u solvente. Tuttavia, a distribuzione di u spessore di film ùn cambia significativamente. A Figura 4 mostra a relazione trà l'umidità è a distribuzione di u spessore di film durante u revestimentu.
Figura 4: Relazione trà l'umidità è a distribuzione di u spessore di film durante u revestimentu
Effettu di a temperatura durante u revestimentu
Quandu a temperatura interna aumenta, u grossu di a film aumenta. Pò esse vistu da a Figura 5 chì a distribuzione di u grossu di u film di fotoresist cambia da cunvessu à cuncava. A curva in a figura mostra ancu chì l'uniformità più altu hè ottenuta quandu a temperatura interna hè 26 ° C è a temperatura di photoresist hè 21 ° C.
Figura 5: Relazione trà a temperatura è a distribuzione di u grossu di film durante u revestimentu
Effettu di a velocità di scarico durante u revestimentu
A Figura 6 mostra a relazione trà a velocità di scarico è a distribuzione di u spessore di film. In l'absenza di scarichi, mostra chì u centru di u wafer tende à sgrossa. Aumentà a velocità di l'exhaustu migliurà l'uniformità, ma s'ellu hè aumentatu troppu, l'uniformità diminuite. Pò esse vistu chì ci hè un valore ottimali per a velocità di scarico.
Figura 6: Relazione trà a velocità di scarico è a distribuzione di u spessore di film
Trattamentu HMDS
Per fà u photoresist più coatable, u wafer deve esse trattatu cù hexamethyldisilazane (HMDS). In particulare quandu l'umidità hè attaccata à a superficia di a film d'ossidu Si, silanol hè furmatu, chì reduce l'aderenza di u photoresist. Per caccià l'umidità è decompose silanol, u wafer hè di solitu riscaldatu à 100-120 ° C, è mist HMDS hè introduttu per causà una reazzione chimica. U mecanismu di reazione hè mostratu in a Figura 7. Per mezu di u trattamentu HMDS, a superficia idrofila cù un angolo di cuntattu chjucu diventa una superficia idrofobica cun un grande angolo di cuntattu. Riscaldà l'ostia pò ottene una adesione di fotoresist più altu.
Figura 7: mecanismu di reazione HMDS
L'effettu di u trattamentu HMDS pò esse osservatu da a misurazione di l'angolo di cuntattu. A figura 8 mostra a relazione trà u tempu di trattamentu HMDS è l'angolo di cuntattu (temperatura di trattamentu 110 ° C). U sustrato hè Si, u tempu di trattamentu HMDS hè più grande di 1min, l'angolo di cuntattu hè più grande di 80 °, è l'effettu di trattamentu hè stabile. A figura 9 mostra a relazione trà a temperatura di trattamentu HMDS è l'angolo di cuntattu (tempu di trattamentu 60s). Quandu a temperatura supera i 120 ℃, l'angolo di cuntattu diminuisce, chì indica chì HMDS si decompone per via di u calore. Dunque, u trattamentu HMDS hè generalmente realizatu à 100-110 ℃.
Figura 8: Relazione trà u tempu di trattamentu HMDS
è angulu di cuntattu (temperatura di trattamentu 110 ℃)
Figura 9: Relazione trà a temperatura di trattamentu HMDS è l'angolo di cuntattu (tempu di trattamentu 60s)
U trattamentu HMDS hè realizatu nantu à un sustrato di siliciu cù una film d'oxidu per furmà un mudellu di fotoresist. A film d'oxidu hè poi incisu cù l'acidu fluoruricu cù un buffer aghjuntu, è si trova chì dopu à u trattamentu HMDS, u mudellu di photoresist pò esse impeditu di cascà. A Figura 10 mostra l'effettu di u trattamentu HMDS (a dimensione di u mudellu hè 1um).
Figura 10: Effettu di trattamentu HMDS (a dimensione di u mudellu hè 1um)
Precucinazione
À a listessa velocità di rotazione, più alta hè a temperatura di prebaking, più chjuca hè u spessore di a film, chì indica chì più alta hè a temperatura di prebaking, u più solvente s'evapora, risultatu in un spessore di film più fine. A Figura 11 mostra a relazione trà a temperatura di pre-baking è u paràmetru A di Dill. U paràmetru A indica a cuncentrazione di l'agente fotosensibile. Comu pò esse vistu da a figura, quandu a temperatura di pre-baking s'eleva à sopra à 140 ° C, u paràmetru A diminuisce, chì indica chì l'agentu fotosensibile si decompone à una temperatura più altu di questu. A Figura 12 mostra a trasmittanza spettrale à e diverse temperature di pre-baking. À 160 ° C è 180 ° C, un aumentu di transmittance pò esse osservatu in a gamma di lunghezza d'onda di 300-500 nm. Questu cunfirma chì l'agentu fotosensibile hè coccu è decompostu à e temperature elevate. A temperatura di pre-baking hà un valore ottimali, chì hè determinatu da e caratteristiche luminose è a sensibilità.
Figura 11: Relazione trà a temperatura di pre-baking è u paràmetru A di Dill
(valeur mesurée de OFPR-800/2)
Figura 12: Trasmittanza spettrale à diverse temperature di pre-baking
(OFPR-800, 1um di spessore di film)
In breve, u metudu di spin coating hà vantaghji unichi cum'è u cuntrollu precisu di u spessore di a film, u rendimentu di u costu elevatu, e cundizioni di prucessu mite è u funziunamentu simplice, cusì hà effetti significativi in a riduzione di a contaminazione, u risparmiu d'energia è a migliurà u rendiment di u costu. Nta l'ultimi anni, u spin coating hà guadagnatu una attenzione crescente, è a so applicazione si sparghje gradualmente in diversi campi.
Tempu di Postu: 27-Nov-2024