Ang mga pamamaraan ng coating ng photoresist ay karaniwang nahahati sa spin coating, dip coating at roll coating, kung saan ang spin coating ay ang pinakakaraniwang ginagamit. Sa pamamagitan ng spin coating, ang photoresist ay tumutulo sa substrate, at ang substrate ay maaaring paikutin sa mataas na bilis upang makakuha ng isang photoresist film. Pagkatapos nito, ang isang solidong pelikula ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagpainit nito sa isang mainit na plato. Ang spin coating ay angkop para sa coating mula sa mga ultra-thin na pelikula (mga 20nm) hanggang sa mga makapal na pelikula na halos 100um. Ang mga katangian nito ay mahusay na pagkakapareho, pare-parehong kapal ng pelikula sa pagitan ng mga wafer, kaunting mga depekto, atbp., at isang pelikula na may mataas na pagganap ng patong ay maaaring makuha.
Paikot na proseso ng patong
Sa panahon ng spin coating, tinutukoy ng pangunahing bilis ng pag-ikot ng substrate ang kapal ng film ng photoresist. Ang ugnayan sa pagitan ng bilis ng pag-ikot at kapal ng pelikula ay ang mga sumusunod:
Iikot=kTn
Sa formula, ang Spin ay ang bilis ng pag-ikot; T ay ang kapal ng pelikula; k at n ay pare-pareho.
Mga salik na nakakaapekto sa proseso ng spin coating
Bagama't ang kapal ng pelikula ay tinutukoy ng pangunahing bilis ng pag-ikot, nauugnay din ito sa temperatura ng silid, halumigmig, lagkit ng photoresist at uri ng photoresist. Ang paghahambing ng iba't ibang uri ng photoresist coating curves ay ipinapakita sa Figure 1.
Figure 1: Paghahambing ng iba't ibang uri ng photoresist coating curves
Ang impluwensya ng pangunahing oras ng pag-ikot
Kung mas maikli ang pangunahing oras ng pag-ikot, mas makapal ang kapal ng pelikula. Kapag nadagdagan ang pangunahing oras ng pag-ikot, nagiging mas payat ang pelikula. Kapag ito ay lumampas sa 20s, ang kapal ng pelikula ay nananatiling halos hindi nagbabago. Samakatuwid, ang pangunahing oras ng pag-ikot ay karaniwang pinipili na higit sa 20 segundo. Ang ugnayan sa pagitan ng pangunahing oras ng pag-ikot at ang kapal ng pelikula ay ipinapakita sa Figure 2.
Figure 2: Relasyon sa pagitan ng pangunahing oras ng pag-ikot at kapal ng pelikula
Kapag ang photoresist ay tumulo sa substrate, kahit na ang kasunod na pangunahing bilis ng pag-ikot ay pareho, ang bilis ng pag-ikot ng substrate sa panahon ng pagtulo ay makakaapekto sa panghuling kapal ng pelikula. Ang kapal ng photoresist film ay tumataas sa pagtaas ng bilis ng pag-ikot ng substrate sa panahon ng pagtulo, na dahil sa impluwensya ng solvent evaporation kapag ang photoresist ay nabuksan pagkatapos tumulo. Ipinapakita ng Figure 3 ang kaugnayan sa pagitan ng kapal ng pelikula at ang pangunahing bilis ng pag-ikot sa iba't ibang bilis ng pag-ikot ng substrate sa panahon ng pagtulo ng photoresist. Ito ay makikita mula sa figure na sa pagtaas ng bilis ng pag-ikot ng dripping substrate, ang kapal ng pelikula ay nagbabago nang mas mabilis, at ang pagkakaiba ay mas halata sa lugar na may mas mababang pangunahing bilis ng pag-ikot.
Figure 3: Relasyon sa pagitan ng kapal ng pelikula at pangunahing bilis ng pag-ikot sa iba't ibang bilis ng pag-ikot ng substrate sa panahon ng photoresist dispensing
Epekto ng kahalumigmigan sa panahon ng patong
Kapag bumababa ang halumigmig, tumataas ang kapal ng pelikula, dahil ang pagbaba sa halumigmig ay nagtataguyod ng pagsingaw ng solvent. Gayunpaman, ang pamamahagi ng kapal ng pelikula ay hindi nagbabago nang malaki. Ipinapakita ng Figure 4 ang kaugnayan sa pagitan ng halumigmig at pamamahagi ng kapal ng pelikula sa panahon ng patong.
Figure 4: Relasyon sa pagitan ng halumigmig at pamamahagi ng kapal ng pelikula sa panahon ng patong
Epekto ng temperatura sa panahon ng patong
Kapag tumaas ang panloob na temperatura, tumataas ang kapal ng pelikula. Makikita mula sa Figure 5 na ang pamamahagi ng kapal ng photoresist film ay nagbabago mula sa convex hanggang sa malukong. Ang curve sa figure ay nagpapakita rin na ang pinakamataas na pagkakapareho ay nakukuha kapag ang panloob na temperatura ay 26°C at ang photoresist na temperatura ay 21°C.
Figure 5: Relasyon sa pagitan ng temperatura at pamamahagi ng kapal ng pelikula sa panahon ng patong
Epekto ng bilis ng tambutso sa panahon ng patong
Ipinapakita ng Figure 6 ang kaugnayan sa pagitan ng bilis ng tambutso at pamamahagi ng kapal ng pelikula. Sa kawalan ng tambutso, ipinapakita nito na ang gitna ng ostiya ay may posibilidad na makapal. Ang pagtaas ng bilis ng tambutso ay mapapabuti ang pagkakapareho, ngunit kung ito ay nadagdagan nang labis, ang pagkakapareho ay bababa. Makikita na mayroong pinakamainam na halaga para sa bilis ng tambutso.
Figure 6: Relasyon sa pagitan ng bilis ng tambutso at pamamahagi ng kapal ng pelikula
Paggamot sa HMDS
Upang gawing mas coatable ang photoresist, ang wafer ay kailangang tratuhin ng hexamethyldisilazane (HMDS). Lalo na kapag ang kahalumigmigan ay nakakabit sa ibabaw ng Si oxide film, silanol ay nabuo, na binabawasan ang pagdirikit ng photoresist. Upang maalis ang moisture at mabulok ang silanol, ang wafer ay karaniwang pinainit sa 100-120°C, at ang mist HMDS ay ipinakilala upang magdulot ng isang kemikal na reaksyon. Ang mekanismo ng reaksyon ay ipinapakita sa Figure 7. Sa pamamagitan ng HMDS treatment, ang hydrophilic surface na may maliit na contact angle ay nagiging hydrophobic surface na may malaking contact angle. Ang pag-init ng wafer ay maaaring makakuha ng mas mataas na photoresist adhesion.
Larawan 7: Mekanismo ng reaksyon ng HMDS
Ang epekto ng paggamot sa HMDS ay maaaring maobserbahan sa pamamagitan ng pagsukat ng contact angle. Ipinapakita ng Figure 8 ang kaugnayan sa pagitan ng HMDS treatment time at contact angle (treatment temperature 110°C). Ang substrate ay Si, ang HMDS treatment time ay mas malaki sa 1min, ang contact angle ay mas malaki sa 80°, at ang treatment effect ay stable. Ipinapakita ng Figure 9 ang kaugnayan sa pagitan ng temperatura ng paggamot ng HMDS at anggulo ng contact (oras ng paggamot 60s). Kapag ang temperatura ay lumampas sa 120 ℃, ang contact angle ay bumababa, na nagpapahiwatig na ang HMDS ay nabubulok dahil sa init. Samakatuwid, ang paggamot sa HMDS ay karaniwang ginagawa sa 100-110 ℃.
Figure 8: Relasyon sa pagitan ng HMDS treatment time
at anggulo ng contact (temperatura ng paggamot 110 ℃)
Figure 9: Relasyon sa pagitan ng HMDS treatment temperature at contact angle (treatment time 60s)
Ang paggamot sa HMDS ay isinasagawa sa isang silikon na substrate na may isang oxide film upang bumuo ng isang photoresist pattern. Ang oxide film ay pagkatapos ay ukit ng hydrofluoric acid na may idinagdag na buffer, at ito ay natagpuan na pagkatapos ng HMDS treatment, ang photoresist pattern ay maaaring panatilihin mula sa pagbagsak. Ipinapakita ng Figure 10 ang epekto ng paggamot sa HMDS (ang laki ng pattern ay 1um).
Figure 10: HMDS treatment effect (ang laki ng pattern ay 1um)
Prebaking
Sa parehong bilis ng pag-ikot, mas mataas ang temperatura ng prebaking, mas maliit ang kapal ng pelikula, na nagpapahiwatig na mas mataas ang temperatura ng prebaking, mas maraming solvent ang sumingaw, na nagreresulta sa isang mas manipis na kapal ng pelikula. Ipinapakita ng Figure 11 ang kaugnayan sa pagitan ng pre-baking temperature at Dill's A parameter. Ang A parameter ay nagpapahiwatig ng konsentrasyon ng photosensitive agent. Tulad ng makikita mula sa figure, kapag ang pre-baking temperatura ay tumaas sa itaas 140°C, ang A parameter ay bumababa, na nagpapahiwatig na ang photosensitive agent ay nabubulok sa isang temperatura na mas mataas kaysa dito. Ipinapakita ng Figure 12 ang spectral transmittance sa iba't ibang temperatura ng pre-baking. Sa 160°C at 180°C, ang pagtaas ng transmittance ay maaaring maobserbahan sa wavelength range na 300-500nm. Kinukumpirma nito na ang photosensitive agent ay inihurnong at nabubulok sa mataas na temperatura. Ang temperatura ng pre-baking ay may pinakamainam na halaga, na tinutukoy ng mga katangian ng liwanag at sensitivity.
Figure 11: Relasyon sa pagitan ng pre-baking temperature at Dill's A parameter
(sinusukat na halaga ng OFPR-800/2)
Figure 12: Spectral transmittance sa iba't ibang temperatura ng pre-baking
(OFPR-800, 1um na kapal ng pelikula)
Sa madaling salita, ang pamamaraan ng spin coating ay may natatanging mga pakinabang tulad ng tumpak na kontrol ng kapal ng pelikula, mataas na pagganap ng gastos, banayad na mga kondisyon ng proseso, at simpleng operasyon, kaya ito ay may makabuluhang epekto sa pagbabawas ng polusyon, pagtitipid ng enerhiya, at pagpapabuti ng pagganap ng gastos. Sa mga nagdaang taon, ang spin coating ay nakakakuha ng pagtaas ng pansin, at ang aplikasyon nito ay unti-unting kumalat sa iba't ibang larangan.
Oras ng post: Nob-27-2024