Photoresist-en estaldura-metodoak, oro har, spin-estaldura, murgiltze-estaldura eta roll-estalduratan banatzen dira, eta horien artean biraketa-estaldura da erabiliena. Bira estalduraren bidez, photoresist substratuaren gainean tantaka botatzen da, eta substratua abiadura handian biratu daiteke fotoresist film bat lortzeko. Horren ondoren, film solido bat lor daiteke plaka bero batean berotuz. Spin estaldura egokia da film ultrameheetatik (20nm inguru) 100um inguruko film lodietara estaltzeko. Bere ezaugarriak uniformetasun ona, obleen arteko film lodiera uniformea, akats gutxi, etab. eta estaldura errendimendu handiko filma lor daiteke.
Spin estaldura prozesua
Bira estalduran, substratuaren biraketa-abiadura nagusiak fotoresistaren film-lodiera zehazten du. Errotazio abiaduraren eta filmaren lodieraren arteko erlazioa honako hau da:
Bira=kTn
Formulan, Spin biraketa-abiadura da; T filmaren lodiera da; k eta n konstanteak dira.
Spin estaldura prozesuan eragiten duten faktoreak
Filmaren lodiera biraketa-abiadura nagusiaren arabera zehazten den arren, giro-tenperaturarekin, hezetasunarekin, fotoresist biskositatearekin eta fotoresist motarekin ere lotuta dago. Photoresist estaldura kurben mota desberdinen konparaketa 1. irudian ageri da.
1. irudia: fotoresist estaldura-kurben mota ezberdinen konparazioa
Errotazio denbora nagusiaren eragina
Zenbat eta laburragoa izan biraketa denbora nagusia, orduan eta lodiera handiagoa izango da filmaren lodiera. Errotazio denbora nagusia handitzen denean, filma zenbat eta meheagoa bihurtzen da. 20s gainditzen dituenean, filmaren lodiera ia aldatu gabe geratzen da. Hori dela eta, biraketa denbora nagusia 20 segundo baino gehiagokoa izan ohi da. Errotazio denbora nagusiaren eta pelikularen lodieraren arteko erlazioa 2. irudian ageri da.
2. Irudia: Errotazio denbora nagusiaren eta filmaren lodieraren arteko erlazioa
Photoresist substratuaren gainean tantaka botatzen denean, nahiz eta ondorengo biraketa-abiadura nagusia berdina izan, tantaka zehar substratuaren biraketa-abiadurak azken filmaren lodieran eragingo du. Photoresist filmaren lodiera handitzen da substratuaren biraketa-abiadura igotzean tantaka, hau da, disolbatzailearen lurrunketaren eraginez, fotoresist-a tantaka egin ondoren zabaltzen denean. 3. Irudiak filmaren lodieraren eta errotazio-abiadura nagusiaren arteko erlazioa erakusten du substratuaren biraketa-abiadura desberdinetan fotoresist-tantaketan zehar. Irudian ikus daiteke tantaka substratuaren biraketa-abiadura handituz gero, filmaren lodiera azkarrago aldatzen dela eta aldea nabariagoa dela biraketa-abiadura nagusi txikiagoa duen eremuan.
3. Irudia: Filmaren lodieraren eta biraketa-abiadura nagusiaren arteko erlazioa substratuaren biraketa-abiadura desberdinetan fotorresistentea banatzean
Hezetasunaren eragina estalduran
Hezetasuna jaisten denean, filmaren lodiera handitu egiten da, hezetasuna gutxitzeak disolbatzailearen lurrunketa sustatzen duelako. Hala ere, filmaren lodieraren banaketa ez da nabarmen aldatzen. 4. irudiak estalduran zehar hezetasunaren eta film-lodieraren banaketaren arteko erlazioa erakusten du.
4. Irudia: Hezetasunaren eta film-lodieraren banaketaren arteko erlazioa estalduran zehar
Tenperaturaren eragina estalduran
Barruko tenperatura igotzen denean, filmaren lodiera handitzen da. 5. irudian ikus daiteke film fotorresistenten lodieraren banaketa ganbiletik ahurra aldatzen dela. Irudiko kurbak, gainera, uniformetasun handiena barneko tenperatura 26°C-koa denean eta fotorresistentearen tenperatura 21°C-koa denean lortzen dela erakusten du.
5. Irudia: Estalduran zehar filmaren lodieraren banaketaren arteko erlazioa
Estalduran ihes-abiaduraren eragina
6. irudiak ihes-abiaduraren eta film-lodieraren banaketaren arteko erlazioa erakusten du. Ihesik ezean, oblearen erdigunea loditzeko joera duela erakusten du. Ihes-abiadura handitzeak uniformetasuna hobetuko du, baina gehiegi handitzen bada, uniformetasuna gutxitu egingo da. Ihes abiaduraren balio optimoa dagoela ikus daiteke.
6. Irudia: Ihes-abiaduraren eta film-lodieraren banaketaren arteko erlazioa
HMDS tratamendua
Fotorresistentea estalgarriagoa izan dadin, ostia hexametildisilazanoarekin (HMDS) tratatu behar da. Batez ere Si oxidoaren filmaren gainazalean hezetasuna atxikitzen denean, silanola sortzen da, eta horrek fotoresistaren atxikimendua murrizten du. Hezetasuna kentzeko eta silanola deskonposatzeko, oblea normalean 100-120 °C-ra berotzen da, eta HMDS lainoa sartzen da erreakzio kimikoa eragiteko. Erreakzio-mekanismoa 7. Irudian ageri da. HMDS tratamenduaren bidez, ukipen-angelu txikia duen gainazal hidrofiloa ukipen-angelu handia duen gainazal hidrofobiko bihurtzen da. Ostia berotzeak fotoerresistentzia atxikimendu handiagoa lor dezake.
7. irudia: HMDS erreakzio-mekanismoa
HMDS tratamenduaren eragina ukipen-angelua neurtuz ikus daiteke. 8. irudiak HMDS tratamendu-denboraren eta kontaktu-angeluaren arteko erlazioa erakusten du (tratamendu-tenperatura 110 °C). Substratua Si da, HMDS tratamenduaren denbora 1min baino handiagoa da, ukipen-angelua 80° baino handiagoa da eta tratamenduaren efektua egonkorra da. 9. irudiak HMDS tratamenduaren tenperatura eta kontaktu-angeluaren arteko erlazioa erakusten du (tratamendu-denbora 60s). Tenperaturak 120 ℃ gainditzen dituenean, ukipen-angelua gutxitzen da, HMDS beroaren ondorioz deskonposatzen dela adierazten du. Hori dela eta, HMDS tratamendua 100-110 ℃-tan egiten da.
8. irudia: HMDS tratamendu-denboraren arteko erlazioa
eta kontaktu-angelua (tratamendu-tenperatura 110 ℃)
9. irudia: HMDS tratamenduaren tenperatura eta kontaktu-angeluaren arteko erlazioa (tratamendu-denbora 60s)
HMDS tratamendua oxidozko film batekin siliziozko substratu batean egiten da fotorresistentzia-eredua osatzeko. Oxido-filma azido fluorhidrikoarekin grabatzen da, buffer bat gehituta, eta ikusten da HMDS tratamenduaren ondoren, fotoresist eredua eror ez dadin. 10. irudiak HMDS tratamenduaren eragina erakusten du (ereduaren tamaina 1um da).
10. Irudia: HMDS tratamenduaren efektua (ereduaren tamaina 1um da)
Aurrez erretzea
Errotazio-abiadura berdinean, zenbat eta altuagoa izan aurrelabeketa-tenperatura, orduan eta txikiagoa izango da filmaren lodiera, eta horrek adierazten du zenbat eta handiagoa izan labeketa-tenperatura, orduan eta disolbatzaile gehiago lurruntzen dela, eta ondorioz filmaren lodiera meheagoa da. 11. irudian labean aurreko tenperaturaren eta Aneta A parametroaren arteko erlazioa ikusten da. A parametroak agente fotosentikorren kontzentrazioa adierazten du. Irudian ikusten denez, labean aurreko tenperatura 140°C-tik gora igotzen denean, A parametroa txikiagotu egiten da, agente fotosentikorra hau baino tenperatura altuagoan deskonposatzen dela adieraziz. 12. irudian transmisio espektrala labean aurreko tenperatura desberdinetan ikusten da. 160 °C eta 180 °C-tan, 300-500 nm-ko uhin-luzera tartean transmitantziaren igoera ikus daiteke. Horrek baieztatzen du agente fotosentikorra tenperatura altuetan labean eta deskonposatzen dela. Labean aurreko tenperaturak balio optimoa du, argiaren ezaugarriak eta sentikortasunak zehazten duena.
11. Irudia: Labe aurreko tenperaturaren eta Aneta A parametroaren arteko erlazioa
(OFPR-800/2 balio neurtua)
12. Irudia: Transmitantzia espektrala labearen aurreko tenperatura desberdinetan
(OFPR-800, 1um filmaren lodiera)
Laburbilduz, spin-estaldura-metodoak abantaila paregabeak ditu, hala nola filmaren lodieraren kontrol zehatza, kostu handiko errendimendua, prozesu-baldintza leunak eta funtzionamendu sinplea, beraz, eragin garrantzitsuak ditu kutsadura murrizteko, energia aurrezteko eta kostuen errendimendua hobetzeko. Azken urteotan, spin estaldura gero eta arreta handiagoa hartzen ari da, eta bere aplikazioa apurka-apurka hainbat esparrutara zabaldu da.
Argitalpenaren ordua: 2024-12-27