Fotorezistin örtük üsulları ümumiyyətlə spin örtüyə, daldırma örtüklü və rulon örtüyə bölünür, bunlar arasında spin örtüyü ən çox istifadə olunur. Spin örtüklə, fotorezist substrata damcılanır və fotorezist film əldə etmək üçün substrat yüksək sürətlə döndərə bilər. Bundan sonra, isti bir plitə üzərində qızdırmaqla möhkəm bir film əldə edilə bilər. Spin örtük, ultra nazik filmlərdən (təxminən 20nm) təxminən 100um qalınlıqdakı filmlərə qədər örtük üçün uyğundur. Onun xüsusiyyətləri yaxşı vahidlik, vaflilər arasında vahid film qalınlığı, bir neçə qüsur və s. və yüksək örtük performansına malik bir film əldə edilə bilər.
Spin örtük prosesi
Spin örtüyü zamanı substratın əsas fırlanma sürəti fotorezistin film qalınlığını təyin edir. Fırlanma sürəti ilə film qalınlığı arasında əlaqə aşağıdakı kimidir:
Spin = kTn
Düsturda Spin fırlanma sürətidir; T - film qalınlığı; k və n sabitlərdir.
Spin örtük prosesinə təsir edən amillər
Film qalınlığı əsas fırlanma sürəti ilə müəyyən edilsə də, o, həm də otaq temperaturu, rütubət, fotorezistin özlülüyü və fotorezist növü ilə bağlıdır. Müxtəlif növ fotorezist örtük əyrilərinin müqayisəsi Şəkil 1-də göstərilmişdir.
Şəkil 1: Fotorezist örtük əyrilərinin müxtəlif növlərinin müqayisəsi
Əsas fırlanma vaxtının təsiri
Əsas fırlanma müddəti nə qədər qısa olarsa, film qalınlığı bir o qədər qalın olar. Əsas fırlanma müddəti artırıldıqda, film daha incə olur. 20 saniyədən çox olduqda, film qalınlığı demək olar ki, dəyişməz qalır. Buna görə də, əsas fırlanma vaxtı adətən 20 saniyədən çox seçilir. Əsas fırlanma vaxtı ilə film qalınlığı arasındakı əlaqə Şəkil 2-də göstərilmişdir.
Şəkil 2: Əsas fırlanma vaxtı ilə film qalınlığı arasındakı əlaqə
Fotorezist substrata damcılandıqda, sonrakı əsas fırlanma sürəti eyni olsa belə, damlama zamanı substratın fırlanma sürəti son film qalınlığına təsir edəcəkdir. Fotorezist plyonkasının qalınlığı damlama zamanı substratın fırlanma sürətinin artması ilə artır, bu da damlamadan sonra fotorezist açıldıqda həlledicinin buxarlanmasının təsiri ilə əlaqədardır. Şəkil 3, fotorezistin damcılanması zamanı müxtəlif substrat fırlanma sürətlərində film qalınlığı ilə əsas fırlanma sürəti arasındakı əlaqəni göstərir. Şəkildən görünür ki, damcı substratın fırlanma sürətinin artması ilə plyonka qalınlığı daha tez dəyişir və əsas fırlanma sürəti aşağı olan sahədə fərq daha aydın görünür.
Şəkil 3: Fotorezist paylanması zamanı müxtəlif substrat fırlanma sürətlərində film qalınlığı ilə əsas fırlanma sürəti arasında əlaqə
Kaplama zamanı rütubətin təsiri
Rütubət azaldıqda, film qalınlığı artır, çünki rütubətin azalması həlledicinin buxarlanmasına kömək edir. Bununla belə, film qalınlığının paylanması əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmir. Şəkil 4 örtük zamanı rütubət və film qalınlığının paylanması arasındakı əlaqəni göstərir.
Şəkil 4: Kaplama zamanı rütubət və film qalınlığının paylanması arasında əlaqə
Kaplama zamanı temperaturun təsiri
Daxili temperatur yüksəldikdə, film qalınlığı artır. Şəkil 5-dən görünür ki, fotorezist plyonka qalınlığının paylanması qabarıqdan konkavəyə dəyişir. Şəkildəki əyri də göstərir ki, ən yüksək vahidlik daxili temperatur 26°C və fotorezist temperatur 21°C olduqda əldə edilir.
Şəkil 5: Kaplama zamanı temperatur və film qalınlığının paylanması arasında əlaqə
Kaplama zamanı egzoz sürətinin təsiri
Şəkil 6 egzoz sürəti ilə film qalınlığının paylanması arasındakı əlaqəni göstərir. Egzoz olmadıqda, vafli mərkəzinin qalınlaşmağa meylli olduğunu göstərir. Egzoz sürətinin artırılması vahidliyi yaxşılaşdıracaq, lakin çox artırılsa, vahidlik azalacaq. Egzoz sürəti üçün optimal bir dəyər olduğu görülə bilər.
Şəkil 6: Egzoz sürəti ilə film qalınlığının paylanması arasında əlaqə
HMDS müalicəsi
Fotorezisti daha çox örtülmüş etmək üçün vafli heksametildisilazan (HMDS) ilə müalicə edilməlidir. Xüsusilə nəm Si oksid filminin səthinə yapışdıqda, fotorezistin yapışmasını azaldan silanol əmələ gəlir. Rütubəti aradan qaldırmaq və silanolun parçalanması üçün vafli adətən 100-120°C-yə qədər qızdırılır və kimyəvi reaksiyaya səbəb olmaq üçün dumanlı HMDS tətbiq edilir. Reaksiya mexanizmi Şəkil 7-də göstərilmişdir. HMDS müalicəsi vasitəsilə kiçik təmas bucağı olan hidrofilik səth böyük təmas bucağı ilə hidrofobik səthə çevrilir. Gofretin qızdırılması daha yüksək fotorezist yapışma əldə edə bilər.
Şəkil 7: HMDS reaksiya mexanizmi
HMDS müalicəsinin təsiri təmas bucağını ölçməklə müşahidə edilə bilər. Şəkil 8-də HMDS müalicə müddəti ilə təmas bucağı (müalicə temperaturu 110°C) arasında əlaqə göstərilir. Substrat Si, HMDS müalicə müddəti 1 dəqiqədən çox, təmas bucağı 80 ° -dən çox və müalicə effekti sabitdir. Şəkil 9 HMDS müalicə temperaturu ilə təmas bucağı (müalicə müddəti 60s) arasındakı əlaqəni göstərir. Temperatur 120℃-dən çox olduqda, təmas bucağı azalır, bu HMDS-nin istilik səbəbindən parçalandığını göstərir. Buna görə də, HMDS müalicəsi adətən 100-110 ℃ temperaturda aparılır.
Şəkil 8: HMDS müalicə müddəti arasında əlaqə
və təmas bucağı (müalicə temperaturu 110 ℃)
Şəkil 9: HMDS müalicə temperaturu ilə təmas bucağı arasında əlaqə (müalicə müddəti 60s)
HMDS müalicəsi fotorezist nümunəsi yaratmaq üçün oksid filmi olan silikon substratda aparılır. Oksid filmi daha sonra bufer əlavə edilmiş hidrofluor turşusu ilə işlənir və HMDS müalicəsindən sonra fotorezist nümunəsinin düşməsinin qarşısını almaq olar. Şəkil 10 HMDS müalicəsinin təsirini göstərir (naxış ölçüsü 1um-dur).
Şəkil 10: HMDS müalicə effekti (naxış ölçüsü 1um-dur)
Əvvəlcədən bişirmə
Eyni fırlanma sürətində, qabartma temperaturu nə qədər yüksək olarsa, plyonka qalınlığı da bir o qədər kiçik olar ki, bu da onu göstərir ki, əvvəlcədən bişirmə temperaturu nə qədər yüksək olarsa, həlledici daha çox buxarlanır və nəticədə nazik təbəqə qalınlığı yaranır. Şəkil 11-də bişirmə qabağı temperatur və Dill-in A parametri arasında əlaqə göstərilir. A parametri işığa həssas agentin konsentrasiyasını göstərir. Şəkildən göründüyü kimi, bişirmə qabağı temperaturu 140°C-dən yuxarı qalxdıqda, A parametri azalır və bu, fotohəssas agentin bundan yüksək temperaturda parçalandığını göstərir. Şəkil 12, müxtəlif pişirmə temperaturlarında spektral keçiriciliyi göstərir. 160°C və 180°C-də 300-500nm dalğa uzunluğu diapazonunda keçiriciliyin artması müşahidə oluna bilər. Bu, fotosensitiv agentin yüksək temperaturda bişdiyini və parçalandığını təsdiqləyir. Pişirmə əvvəli temperatur işıq xüsusiyyətləri və həssaslığı ilə müəyyən edilən optimal dəyərə malikdir.
Şəkil 11: Çörəkdən əvvəl temperatur və Şüyüdün A parametri arasında əlaqə
(OFPR-800/2-nin ölçülən dəyəri)
Şəkil 12: Çörəkdən əvvəl müxtəlif temperaturlarda spektral keçiricilik
(OFPR-800, 1um film qalınlığı)
Bir sözlə, spin örtük üsulu film qalınlığına dəqiq nəzarət, yüksək qiymət performansı, mülayim proses şəraiti və sadə əməliyyat kimi unikal üstünlüklərə malikdir, buna görə də çirklənmənin azaldılması, enerjiyə qənaət və xərc göstəricilərinin yaxşılaşdırılmasında əhəmiyyətli təsirlərə malikdir. Son illərdə spin örtüyə daha çox diqqət yetirilir və onun tətbiqi tədricən müxtəlif sahələrə yayılır.
Göndərmə vaxtı: 27 noyabr 2024-cü il