फोटोरेसिस्टच्या कोटिंग पद्धती सामान्यतः स्पिन कोटिंग, डिप कोटिंग आणि रोल कोटिंगमध्ये विभागल्या जातात, त्यापैकी स्पिन कोटिंग सर्वात सामान्यपणे वापरली जाते. स्पिन कोटिंगद्वारे, सब्सट्रेटवर फोटोरेसिस्ट ड्रिप केले जाते आणि फोटोरेसिस्ट फिल्म मिळविण्यासाठी सब्सट्रेट उच्च वेगाने फिरविला जाऊ शकतो. त्यानंतर, गरम प्लेटवर गरम करून एक घन फिल्म मिळवता येते. स्पिन कोटिंग अल्ट्रा-थिन फिल्म्स (सुमारे 20nm) पासून सुमारे 100um च्या जाड फिल्म्सपर्यंत कोटिंगसाठी योग्य आहे. त्याची वैशिष्ट्ये चांगली एकसमानता, वेफर्समधील एकसमान फिल्म जाडी, काही दोष इ. आणि उच्च कोटिंग कामगिरीसह फिल्म मिळवता येते.
स्पिन कोटिंग प्रक्रिया
स्पिन कोटिंग दरम्यान, सब्सट्रेटची मुख्य रोटेशन गती फोटोरेसिस्टची फिल्म जाडी निर्धारित करते. रोटेशन गती आणि फिल्मची जाडी यांच्यातील संबंध खालीलप्रमाणे आहे:
स्पिन=kTn
सूत्रानुसार, स्पिन हा रोटेशनचा वेग आहे; टी ही फिल्मची जाडी आहे; k आणि n स्थिरांक आहेत.
स्पिन कोटिंग प्रक्रियेवर परिणाम करणारे घटक
जरी चित्रपटाची जाडी मुख्य रोटेशन गतीने निर्धारित केली जाते, तरीही ती खोलीचे तापमान, आर्द्रता, फोटोरेसिस्ट चिकटपणा आणि फोटोरेसिस्ट प्रकाराशी संबंधित आहे. विविध प्रकारच्या फोटोरेसिस्ट कोटिंग वक्रांची तुलना आकृती 1 मध्ये दर्शविली आहे.
आकृती 1: विविध प्रकारच्या फोटोरेसिस्ट कोटिंग वक्रांची तुलना
मुख्य रोटेशन वेळेचा प्रभाव
मुख्य रोटेशनची वेळ जितकी कमी असेल तितकी फिल्मची जाडी जास्त. जेव्हा मुख्य रोटेशन वेळ वाढविला जातो, तेव्हा चित्रपट पातळ होतो. जेव्हा ते 20s ओलांडते, तेव्हा चित्रपटाची जाडी जवळजवळ अपरिवर्तित राहते. म्हणून, मुख्य रोटेशन वेळ सहसा 20 सेकंदांपेक्षा जास्त निवडली जाते. मुख्य रोटेशन वेळ आणि फिल्मची जाडी यांच्यातील संबंध आकृती 2 मध्ये दर्शविला आहे.
आकृती 2: मुख्य रोटेशन वेळ आणि फिल्मची जाडी यांच्यातील संबंध
जेव्हा फोटोरेसिस्ट सब्सट्रेटवर ड्रिप केले जाते, त्यानंतरची मुख्य रोटेशन गती समान असली तरीही, ड्रिपिंग दरम्यान सब्सट्रेटच्या फिरण्याच्या गतीचा परिणाम फिल्मच्या अंतिम जाडीवर होतो. ड्रिपिंग दरम्यान सब्सट्रेट रोटेशन गती वाढल्याने फोटोरेसिस्ट फिल्मची जाडी वाढते, जे ड्रिपिंगनंतर फोटोरेसिस्ट उघडल्यावर सॉल्व्हेंट बाष्पीभवनाच्या प्रभावामुळे होते. आकृती 3 फोटोरेसिस्ट ड्रिपिंग दरम्यान वेगवेगळ्या सब्सट्रेट रोटेशन वेगाने फिल्मची जाडी आणि मुख्य रोटेशन गती यांच्यातील संबंध दर्शवते. आकृतीवरून असे दिसून येते की ड्रिपिंग सब्सट्रेटच्या रोटेशन गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, फिल्मची जाडी वेगाने बदलते आणि कमी मुख्य रोटेशन गती असलेल्या भागात फरक अधिक स्पष्ट आहे.
आकृती 3: फोटोरेसिस्ट डिस्पेंसिंग दरम्यान वेगवेगळ्या सब्सट्रेट रोटेशन स्पीडमध्ये फिल्मची जाडी आणि मुख्य रोटेशन गती यांच्यातील संबंध
कोटिंग दरम्यान आर्द्रता प्रभाव
जेव्हा आर्द्रता कमी होते, तेव्हा फिल्मची जाडी वाढते, कारण आर्द्रता कमी झाल्यामुळे द्रावणाचे बाष्पीभवन होते. तथापि, चित्रपटाच्या जाडीचे वितरण लक्षणीय बदलत नाही. आकृती 4 कोटिंग दरम्यान आर्द्रता आणि फिल्म जाडीचे वितरण यांच्यातील संबंध दर्शविते.
आकृती 4: कोटिंग दरम्यान आर्द्रता आणि फिल्म जाडीचे वितरण यांच्यातील संबंध
कोटिंग दरम्यान तापमानाचा प्रभाव
जेव्हा घरातील तापमान वाढते, तेव्हा फिल्मची जाडी वाढते. आकृती 5 वरून हे दिसून येते की फोटोरेसिस्ट फिल्म जाडीचे वितरण बहिर्वक्र ते अवतल मध्ये बदलते. आकृतीमधील वक्र हे देखील दर्शविते की जेव्हा घरातील तापमान 26°C असते आणि फोटोरेसिस्ट तापमान 21°C असते तेव्हा सर्वोच्च एकसमानता प्राप्त होते.
आकृती 5: कोटिंग दरम्यान तापमान आणि फिल्म जाडीचे वितरण यांच्यातील संबंध
कोटिंग दरम्यान एक्झॉस्ट गतीचा प्रभाव
आकृती 6 एक्झॉस्ट वेग आणि फिल्म जाडी वितरण यांच्यातील संबंध दर्शविते. एक्झॉस्टच्या अनुपस्थितीत, हे दर्शविते की वेफरचे केंद्र घट्ट होते. एक्झॉस्ट वेग वाढवल्याने एकसमानता सुधारेल, परंतु जर ती खूप वाढली तर एकसमानता कमी होईल. हे पाहिले जाऊ शकते की एक्झॉस्ट गतीसाठी इष्टतम मूल्य आहे.
आकृती 6: एक्झॉस्ट वेग आणि फिल्म जाडी वितरण यांच्यातील संबंध
एचएमडीएस उपचार
फोटोरेसिस्ट अधिक कोटेबल बनवण्यासाठी, वेफरवर हेक्सामेथिल्डिसिलाझेन (HMDS) उपचार करणे आवश्यक आहे. विशेषत: जेव्हा सी ऑक्साईड फिल्मच्या पृष्ठभागावर आर्द्रता जोडली जाते, तेव्हा सिलॅनॉल तयार होते, ज्यामुळे फोटोरेसिस्टचे आसंजन कमी होते. ओलावा काढून टाकण्यासाठी आणि सिलॅनॉलचे विघटन करण्यासाठी, वेफर सामान्यतः 100-120°C पर्यंत गरम केले जाते आणि रासायनिक प्रतिक्रिया घडवून आणण्यासाठी धुके HMDS ची ओळख करून दिली जाते. प्रतिक्रिया यंत्रणा आकृती 7 मध्ये दर्शविली आहे. HMDS उपचाराद्वारे, लहान संपर्क कोन असलेली हायड्रोफिलिक पृष्ठभाग मोठ्या संपर्क कोनासह हायड्रोफोबिक पृष्ठभाग बनते. वेफर गरम केल्याने जास्त फोटोरेसिस्ट आसंजन मिळू शकते.
आकृती 7: HMDS प्रतिक्रिया यंत्रणा
एचएमडीएस उपचाराचा परिणाम संपर्क कोन मोजून पाहिला जाऊ शकतो. आकृती 8 HMDS उपचार वेळ आणि संपर्क कोन (उपचार तापमान 110°C) यांच्यातील संबंध दर्शवते. सब्सट्रेट Si आहे, HMDS उपचार वेळ 1 मिनिटापेक्षा जास्त आहे, संपर्क कोन 80° पेक्षा जास्त आहे आणि उपचार प्रभाव स्थिर आहे. आकृती 9 HMDS उपचार तापमान आणि संपर्क कोन (उपचार वेळ 60s) यांच्यातील संबंध दर्शविते. जेव्हा तापमान 120 ℃ पेक्षा जास्त होते तेव्हा संपर्क कोन कमी होतो, हे दर्शविते की HMDS उष्णतेमुळे विघटित होते. म्हणून, HMDS उपचार सहसा 100-110℃ वर केले जातात.
आकृती 8: HMDS उपचार वेळेतील संबंध
आणि संपर्क कोन (उपचार तापमान 110℃)
आकृती 9: HMDS उपचार तापमान आणि संपर्क कोन यांच्यातील संबंध (उपचार वेळ 60s)
फोटोरेसिस्ट पॅटर्न तयार करण्यासाठी ऑक्साईड फिल्मसह सिलिकॉन सब्सट्रेटवर HMDS उपचार केले जातात. नंतर ऑक्साईड फिल्म हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडसह बफर जोडून कोरली जाते आणि असे आढळून आले की एचएमडीएस उपचारानंतर, फोटोरेसिस्ट पॅटर्न पडण्यापासून रोखता येतो. आकृती 10 HMDS उपचाराचा परिणाम दर्शविते (नमुना आकार 1um आहे).
आकृती 10: HMDS उपचार प्रभाव (नमुना आकार 1um आहे)
प्रीबेकिंग
त्याच रोटेशनच्या वेगाने, प्रीबेकिंग तापमान जितके जास्त असेल तितकी फिल्मची जाडी कमी असेल, जे दर्शवते की प्रीबेकिंग तापमान जितके जास्त असेल तितके जास्त दिवाळखोर बाष्पीभवन होईल, परिणामी फिल्मची जाडी पातळ होईल. आकृती 11 पूर्व-बेकिंग तापमान आणि Dill's A पॅरामीटरमधील संबंध दर्शविते. A पॅरामीटर प्रकाशसंवेदनशील एजंटची एकाग्रता दर्शवते. आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, जेव्हा प्री-बेकिंग तापमान 140°C च्या वर वाढते, तेव्हा A पॅरामीटर कमी होतो, हे दर्शविते की प्रकाशसंवेदनशील घटक यापेक्षा जास्त तापमानात विघटित होतो. आकृती 12 वेगवेगळ्या पूर्व-बेकिंग तापमानात वर्णक्रमीय संप्रेषण दर्शवते. 160°C आणि 180°C वर, 300-500nm च्या तरंगलांबी श्रेणीमध्ये संप्रेषणात वाढ दिसून येते. हे पुष्टी करते की प्रकाशसंवेदी एजंट उच्च तापमानात भाजलेले आणि विघटित आहे. प्री-बेकिंग तापमानात इष्टतम मूल्य असते, जे प्रकाश वैशिष्ट्ये आणि संवेदनशीलता द्वारे निर्धारित केले जाते.
आकृती 11: प्री-बेकिंग तापमान आणि डिलचे ए पॅरामीटर यांच्यातील संबंध
(OFPR-800/2 चे मोजलेले मूल्य)
आकृती 12: वेगवेगळ्या प्री-बेकिंग तापमानात स्पेक्ट्रल ट्रान्समिटन्स
(OFPR-800, 1um फिल्म जाडी)
थोडक्यात, स्पिन कोटिंग पद्धतीचे विशिष्ट फायदे आहेत जसे की फिल्म जाडीचे अचूक नियंत्रण, उच्च किमतीची कार्यक्षमता, सौम्य प्रक्रिया परिस्थिती आणि साधे ऑपरेशन, त्यामुळे प्रदूषण कमी करणे, ऊर्जा वाचवणे आणि खर्चाची कार्यक्षमता सुधारणे यामध्ये महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. अलिकडच्या वर्षांत, स्पिन कोटिंगकडे लक्ष वेधले जात आहे आणि त्याचा वापर हळूहळू विविध क्षेत्रांमध्ये पसरला आहे.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-27-2024