फोटोरेसिस्ट की कोटिंग विधियों को आम तौर पर स्पिन कोटिंग, डिप कोटिंग और रोल कोटिंग में विभाजित किया जाता है, जिनमें से स्पिन कोटिंग का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। स्पिन कोटिंग द्वारा, फोटोरेसिस्ट को सब्सट्रेट पर टपकाया जाता है, और फोटोरेसिस्ट फिल्म प्राप्त करने के लिए सब्सट्रेट को उच्च गति से घुमाया जा सकता है। इसके बाद इसे गर्म प्लेट पर गर्म करके एक ठोस फिल्म प्राप्त की जा सकती है। स्पिन कोटिंग अल्ट्रा-थिन फिल्मों (लगभग 20nm) से लेकर लगभग 100um की मोटी फिल्मों तक कोटिंग के लिए उपयुक्त है। इसकी विशेषताएं अच्छी एकरूपता, वेफर्स के बीच एक समान फिल्म की मोटाई, कुछ दोष आदि हैं, और उच्च कोटिंग प्रदर्शन वाली फिल्म प्राप्त की जा सकती है।
स्पिन कोटिंग प्रक्रिया
स्पिन कोटिंग के दौरान, सब्सट्रेट की मुख्य रोटेशन गति फोटोरेसिस्ट की फिल्म की मोटाई निर्धारित करती है। घूर्णन गति और फिल्म की मोटाई के बीच संबंध इस प्रकार है:
स्पिन=kTn
सूत्र में, स्पिन घूर्णन गति है; टी फिल्म की मोटाई है; k और n स्थिरांक हैं।
स्पिन कोटिंग प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कारक
हालाँकि फिल्म की मोटाई मुख्य रोटेशन गति से निर्धारित होती है, यह कमरे के तापमान, आर्द्रता, फोटोरेसिस्ट चिपचिपाहट और फोटोरेसिस्ट प्रकार से भी संबंधित होती है। विभिन्न प्रकार के फोटोरेसिस्ट कोटिंग वक्रों की तुलना चित्र 1 में दिखाई गई है।
चित्र 1: विभिन्न प्रकार के फोटोरेसिस्ट कोटिंग वक्रों की तुलना
मुख्य घूर्णन समय का प्रभाव
मुख्य रोटेशन का समय जितना कम होगा, फिल्म की मोटाई उतनी ही अधिक होगी। जब मुख्य रोटेशन का समय बढ़ाया जाता है, तो फिल्म उतनी ही पतली हो जाती है। जब यह 20s से अधिक हो जाता है, तो फिल्म की मोटाई लगभग अपरिवर्तित रहती है। इसलिए, मुख्य रोटेशन का समय आमतौर पर 20 सेकंड से अधिक चुना जाता है। मुख्य रोटेशन समय और फिल्म की मोटाई के बीच संबंध चित्र 2 में दिखाया गया है।
चित्र 2: मुख्य रोटेशन समय और फिल्म की मोटाई के बीच संबंध
जब फोटोरेसिस्ट को सब्सट्रेट पर टपकाया जाता है, भले ही बाद की मुख्य रोटेशन गति समान हो, टपकने के दौरान सब्सट्रेट की रोटेशन गति अंतिम फिल्म की मोटाई को प्रभावित करेगी। टपकने के दौरान सब्सट्रेट रोटेशन की गति में वृद्धि के साथ फोटोरेसिस्ट फिल्म की मोटाई बढ़ जाती है, जो टपकने के बाद फोटोरेसिस्ट सामने आने पर विलायक वाष्पीकरण के प्रभाव के कारण होती है। चित्र 3 फोटोरेसिस्ट टपकने के दौरान विभिन्न सब्सट्रेट रोटेशन गति पर फिल्म की मोटाई और मुख्य रोटेशन गति के बीच संबंध दिखाता है। यह चित्र से देखा जा सकता है कि टपकने वाले सब्सट्रेट की रोटेशन गति में वृद्धि के साथ, फिल्म की मोटाई तेजी से बदलती है, और कम मुख्य रोटेशन गति वाले क्षेत्र में अंतर अधिक स्पष्ट है।
चित्र 3: फोटोरेसिस्ट डिस्पेंसिंग के दौरान विभिन्न सब्सट्रेट रोटेशन गति पर फिल्म की मोटाई और मुख्य रोटेशन गति के बीच संबंध
कोटिंग के दौरान नमी का प्रभाव
जब आर्द्रता कम हो जाती है, तो फिल्म की मोटाई बढ़ जाती है, क्योंकि आर्द्रता में कमी विलायक के वाष्पीकरण को बढ़ावा देती है। हालाँकि, फिल्म की मोटाई वितरण में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है। चित्र 4 कोटिंग के दौरान आर्द्रता और फिल्म की मोटाई वितरण के बीच संबंध दिखाता है।
चित्र 4: कोटिंग के दौरान आर्द्रता और फिल्म की मोटाई वितरण के बीच संबंध
कोटिंग के दौरान तापमान का प्रभाव
जब घर के अंदर तापमान बढ़ता है, तो फिल्म की मोटाई बढ़ जाती है। चित्र 5 से देखा जा सकता है कि फोटोरेसिस्ट फिल्म की मोटाई का वितरण उत्तल से अवतल में बदल जाता है। चित्र में वक्र यह भी दर्शाता है कि उच्चतम एकरूपता तब प्राप्त होती है जब इनडोर तापमान 26°C होता है और फोटोरेसिस्ट तापमान 21°C होता है।
चित्र 5: कोटिंग के दौरान तापमान और फिल्म की मोटाई वितरण के बीच संबंध
कोटिंग के दौरान निकास गति का प्रभाव
चित्र 6 निकास गति और फिल्म मोटाई वितरण के बीच संबंध दिखाता है। निकास की अनुपस्थिति में, यह दर्शाता है कि वेफर का केंद्र मोटा हो जाता है। निकास गति बढ़ाने से एकरूपता में सुधार होगा, लेकिन यदि इसे बहुत अधिक बढ़ा दिया जाए तो एकरूपता कम हो जाएगी। यह देखा जा सकता है कि निकास गति के लिए एक इष्टतम मूल्य है।
चित्र 6: निकास गति और फिल्म मोटाई वितरण के बीच संबंध
एचएमडीएस उपचार
फोटोरेसिस्ट को अधिक कोट करने योग्य बनाने के लिए, वेफर को हेक्सामेथिलडिसिलज़ेन (HMDS) से उपचारित करने की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से जब नमी सी ऑक्साइड फिल्म की सतह से जुड़ी होती है, तो सिलेनॉल बनता है, जो फोटोरेसिस्ट के आसंजन को कम कर देता है। नमी को हटाने और सिलेनॉल को विघटित करने के लिए, वेफर को आमतौर पर 100-120 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, और रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा करने के लिए धुंध एचएमडीएस पेश किया जाता है। प्रतिक्रिया तंत्र चित्र 7 में दिखाया गया है। एचएमडीएस उपचार के माध्यम से, छोटे संपर्क कोण वाली हाइड्रोफिलिक सतह बड़े संपर्क कोण वाली हाइड्रोफोबिक सतह बन जाती है। वेफर को गर्म करने से उच्च फोटोरेसिस्ट आसंजन प्राप्त हो सकता है।
चित्र 7: एचएमडीएस प्रतिक्रिया तंत्र
संपर्क कोण को मापकर एचएमडीएस उपचार का प्रभाव देखा जा सकता है। चित्र 8 एचएमडीएस उपचार समय और संपर्क कोण (उपचार तापमान 110 डिग्री सेल्सियस) के बीच संबंध दिखाता है। सब्सट्रेट Si है, HMDS उपचार का समय 1 मिनट से अधिक है, संपर्क कोण 80° से अधिक है, और उपचार प्रभाव स्थिर है। चित्र 9 एचएमडीएस उपचार तापमान और संपर्क कोण (उपचार समय 60s) के बीच संबंध दिखाता है। जब तापमान 120℃ से अधिक हो जाता है, तो संपर्क कोण कम हो जाता है, जो दर्शाता है कि एचएमडीएस गर्मी के कारण विघटित हो जाता है। इसलिए, एचएमडीएस उपचार आमतौर पर 100-110℃ पर किया जाता है।
चित्र 8: एचएमडीएस उपचार समय के बीच संबंध
और संपर्क कोण (उपचार तापमान 110℃)
चित्र 9: एचएमडीएस उपचार तापमान और संपर्क कोण के बीच संबंध (उपचार समय 60s)
एचएमडीएस उपचार एक फोटोरेसिस्ट पैटर्न बनाने के लिए एक ऑक्साइड फिल्म के साथ सिलिकॉन सब्सट्रेट पर किया जाता है। इसके बाद ऑक्साइड फिल्म को एक बफर के साथ हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड से उकेरा जाता है, और यह पाया जाता है कि एचएमडीएस उपचार के बाद, फोटोरेसिस्ट पैटर्न को गिरने से बचाया जा सकता है। चित्र 10 एचएमडीएस उपचार के प्रभाव को दर्शाता है (पैटर्न का आकार 1um है)।
चित्र 10: एचएमडीएस उपचार प्रभाव (पैटर्न का आकार 1um है)
पहले से पकाना
समान घूर्णन गति पर, प्रीबेकिंग तापमान जितना अधिक होगा, फिल्म की मोटाई उतनी ही कम होगी, जो इंगित करता है कि प्रीबेकिंग तापमान जितना अधिक होगा, उतना अधिक विलायक वाष्पित होगा, जिसके परिणामस्वरूप फिल्म की मोटाई पतली होगी। चित्र 11 बेकिंग से पहले के तापमान और डिल के ए पैरामीटर के बीच संबंध को दर्शाता है। ए पैरामीटर प्रकाश संवेदनशील एजेंट की एकाग्रता को इंगित करता है। जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, जब प्री-बेकिंग तापमान 140 डिग्री सेल्सियस से ऊपर बढ़ जाता है, तो ए पैरामीटर कम हो जाता है, जो दर्शाता है कि फोटोसेंसिटिव एजेंट इससे अधिक तापमान पर विघटित हो जाता है। चित्र 12 विभिन्न प्री-बेकिंग तापमानों पर वर्णक्रमीय संप्रेषण को दर्शाता है। 160°C और 180°C पर, 300-500nm की तरंग दैर्ध्य सीमा में संप्रेषण में वृद्धि देखी जा सकती है। इससे पुष्टि होती है कि फोटोसेंसिटिव एजेंट उच्च तापमान पर पकाया और विघटित होता है। प्री-बेकिंग तापमान का एक इष्टतम मूल्य होता है, जो प्रकाश विशेषताओं और संवेदनशीलता द्वारा निर्धारित होता है।
चित्र 11: बेकिंग से पहले के तापमान और डिल के ए पैरामीटर के बीच संबंध
(ओएफपीआर-800/2 का मापा गया मूल्य)
चित्र 12: विभिन्न प्री-बेकिंग तापमानों पर वर्णक्रमीय संप्रेषण
(ओएफपीआर-800, 1um फिल्म मोटाई)
संक्षेप में, स्पिन कोटिंग विधि में फिल्म की मोटाई का सटीक नियंत्रण, उच्च लागत प्रदर्शन, हल्की प्रक्रिया की स्थिति और सरल संचालन जैसे अद्वितीय फायदे हैं, इसलिए प्रदूषण को कम करने, ऊर्जा की बचत करने और लागत प्रदर्शन में सुधार करने में इसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। हाल के वर्षों में, स्पिन कोटिंग पर ध्यान बढ़ रहा है, और इसका अनुप्रयोग धीरे-धीरे विभिन्न क्षेत्रों में फैल गया है।
पोस्ट करने का समय: नवंबर-27-2024