La tegmetodoj de fotorezisto estas ĝenerale dividitaj en spina tegaĵo, trempa tegaĵo kaj rula tegaĵo, inter kiuj spina tegaĵo estas la plej ofte uzata. Per spintegaĵo, fotorezisto estas gutita sur la substrato, kaj la substrato povas esti rotaciita ĉe alta rapideco por akiri fotorezistan filmon. Post tio, solida filmo povas esti akirita varmigante ĝin sur varma telero. Spin-tegaĵo taŭgas por tegi de ultra-maldikaj filmoj (ĉirkaŭ 20nm) ĝis dikaj filmoj de ĉirkaŭ 100um. Ĝiaj karakterizaĵoj estas bona unuformeco, unuforma filmo dikeco inter oblatoj, malmultaj difektoj, ktp., kaj filmo kun alta tegaĵo rendimento povas esti akirita.
Spin-tega procezo
Dum spina tegaĵo, la ĉefa rotacia rapideco de la substrato determinas la filmdikecon de la fotorezisto. La rilato inter la rotacia rapideco kaj la filmdikeco estas kiel sekvas:
Spin=kTn
En la formulo, Spino estas la rotacia rapideco; T estas la filmo dikeco; k kaj n estas konstantoj.
Faktoroj influantaj la spinan tegprocezon
Kvankam la filmdikeco estas determinita de la ĉefa rotacia rapideco, ĝi ankaŭ rilatas al ĉambra temperaturo, humideco, fotorezista viskozeco kaj fotorezista tipo. Komparo de malsamaj specoj de fotorezistaj tegkurboj estas montrita en Figuro 1.
Figuro 1: Komparo de malsamaj specoj de fotorezistaj tegkurboj
La influo de ĉefa rotacia tempo
Ju pli mallonga la ĉefa rotacia tempo, des pli dika la filmo dikeco. Kiam la ĉefa rotacia tempo pligrandiĝas, des pli maldika fariĝas la filmo. Kiam ĝi superas 20'ojn, la filmo dikeco restas preskaŭ senŝanĝa. Tial, la ĉefa rotacia tempo estas kutime elektita por esti pli ol 20 sekundoj. La rilato inter la ĉefa rotacia tempo kaj la filmo dikeco estas montrita en Figuro 2.
Figuro 2: Rilato inter ĉefa rotacia tempo kaj filmdikeco
Kiam la fotorezisto estas gutita sur la substraton, eĉ se la posta ĉefa rotacia rapideco estas la sama, la rotacia rapideco de la substrato dum la gutado influos la finan filmdikecon. La dikeco de la fotorezista filmo pliiĝas kun la pliiĝo de la substrata rotacia rapideco dum la gutado, kio ŝuldiĝas al la influo de solva vaporiĝo kiam la fotorezisto estas disfaldita post gutado. Figuro 3 montras la rilaton inter la filmo dikeco kaj la ĉefa rotacia rapideco ĉe malsamaj substrataj rotaciaj rapidecoj dum la fotorezista gutado. Oni povas vidi el la figuro, ke kun la pliiĝo de la rotacia rapideco de la gutanta substrato, la filmo dikeco ŝanĝiĝas pli rapide, kaj la diferenco estas pli evidenta en la areo kun pli malalta ĉefa rotacia rapideco.
Figuro 3: Rilato inter filmdikeco kaj ĉefa rotacia rapideco ĉe malsamaj substrataj rotaciaj rapidecoj dum fotorezisto-disdonado
Efekto de humido dum tegaĵo
Kiam humido malpliiĝas, la filmo dikeco pliiĝas, ĉar la malkresko de humido antaŭenigas la vaporiĝon de la solvilo. Tamen, la distribuo de filma dikeco ne ŝanĝas signife. Figuro 4 montras la rilaton inter humideco kaj filma dikecdistribuo dum tegaĵo.
Figuro 4: Rilato inter humideco kaj filma dikeco-distribuo dum tegaĵo
Efiko de temperaturo dum tegaĵo
Kiam la endoma temperaturo pliiĝas, la filmo dikeco pliiĝas. Oni povas vidi el Figuro 5, ke la fotorezista filma dikecdistribuo ŝanĝiĝas de konveksa al konkava. La kurbo en la figuro ankaŭ montras, ke la plej alta unuformeco estas akirita kiam la endoma temperaturo estas 26 °C kaj la fotorezista temperaturo estas 21 °C.
Figuro 5: Rilato inter temperaturo kaj filma dikecdistribuo dum tegaĵo
Efiko de ellasrapideco dum tegaĵo
Figuro 6 montras la rilaton inter ellasrapideco kaj distribuo de filma dikeco. En foresto de ellasilo, ĝi montras ke la centro de la oblato tendencas densiĝi. Pliigi la ellasrapidecon plibonigos la unuformecon, sed se ĝi estas tro pliigita, la unuformeco malpliiĝos. Oni povas vidi, ke ekzistas optimuma valoro por la ellasrapideco.
Figuro 6: Rilato inter ellasrapideco kaj distribuo de dika filmo
HMDS-traktado
Por igi la fotoreziston pli tegebla, la oblato devas esti traktita kun heksametildisilazano (HMDS). Precipe kiam humideco estas alfiksita al la surfaco de la Si-oksida filmo, silanolo estas formita, kiu reduktas la adheron de la fotorezisto. Por forigi humidon kaj malkomponi silanol, la oblato estas kutime varmigita al 100-120 °C, kaj nebulo HMDS estas lanĉita por kaŭzi kemian reagon. La reagmekanismo estas montrita en Figuro 7. Per HMDS-traktado, la hidrofila surfaco kun malgranda kontaktangulo fariĝas hidrofoba surfaco kun granda kontaktangulo. Varmigo de la oblato povas akiri pli altan fotorezistadheron.
Figuro 7: HMDS-reaga mekanismo
La efiko de HMDS-traktado povas esti observita per mezurado de la kontaktangulo. Figuro 8 montras la rilaton inter HMDS-traktadotempo kaj kontakta angulo (traktadotemperaturo 110 °C). La substrato estas Si, la tempo de traktado de HMDS estas pli granda ol 1min, la angulo de kontakto estas pli granda ol 80°, kaj la efiko de kuracado estas stabila. Figuro 9 montras la rilaton inter HMDS-traktadotemperaturo kaj kontakta angulo (traktadotempo 60s). Kiam la temperaturo superas 120℃, la kontaktangulo malpliiĝas, indikante ke HMDS putriĝas pro varmo. Tial, HMDS-traktado estas kutime farita je 100-110 ℃.
Figuro 8: Rilato inter HMDS-kuractempo
kaj kontakta angulo (traktado temperaturo 110 ℃)
Figuro 9: Rilato inter HMDS-traktadotemperaturo kaj kontaktangulo (traktadotempo 60s)
HMDS-traktado estas farita sur silicia substrato kun oksida filmo por formi fotorezistan ŝablonon. La oksidfilmo tiam estas gravurita kun fluorida acido kun bufro aldonita, kaj estas trovite ke post HMDS-traktado, la fotorezistpadrono povas esti konservita de defalado. Figuro 10 montras la efikon de HMDS-traktado (ŝablona grandeco estas 1um).
Figuro 10: HMDS-traktada efiko (grandeco de la ŝablono estas 1um)
Antaŭbakado
Je la sama rotacia rapideco, ju pli alta estas la prebaking temperaturo, des pli malgranda la filmo dikeco, kio indikas, ke ju pli alta estas la prebaking temperaturo, des pli solventa vaporiĝas, rezultigante pli maldikan filmdikecon. Figuro 11 montras la rilaton inter la antaŭbakada temperaturo kaj la A-parametro de Dill. La A-parametro indikas la koncentriĝon de la fotosentema agento. Kiel videblas el la figuro, kiam la antaŭbakada temperaturo pliiĝas super 140 °C, la A-parametro malpliiĝas, indikante, ke la fotosentema agento malkomponiĝas je temperaturo pli alta ol ĉi tio. Figuro 12 montras la spektran transmitancon ĉe malsamaj antaŭ-bakaj temperaturoj. Je 160 °C kaj 180 °C, pliiĝo en transmitance povas esti observita en la ondolongo gamo de 300-500nm. Ĉi tio konfirmas, ke la fotosentema agento estas bakita kaj malkomponita ĉe altaj temperaturoj. La antaŭbaka temperaturo havas optimuman valoron, kiu estas determinita de malpezaj trajtoj kaj sentemo.
Figuro 11: Rilato inter antaŭ-bakada temperaturo kaj A-parametro de Dill
(mezurita valoro de OFPR-800/2)
Figuro 12: Spektra transmitance ĉe malsamaj antaŭbakaj temperaturoj
(OFPR-800, 1um filmdikeco)
Mallonge, la spina tegmetodo havas unikajn avantaĝojn kiel preciza kontrolo de filma dikeco, alta kosto-rendimento, mildaj procezaj kondiĉoj kaj simpla operacio, do ĝi havas signifajn efikojn en reduktado de poluado, ŝparado de energio kaj plibonigo de kosto-rendimento. En la lastaj jaroj, spina tegaĵo akiris kreskantan atenton, kaj ĝia aplikado iom post iom disvastiĝis al diversaj kampoj.
Afiŝtempo: Nov-27-2024