Metodat e veshjes së fotorezistit ndahen në përgjithësi në veshje me rrotullim, veshje me zhytje dhe veshje me rrotull, ndër të cilat veshja me rrotullim është më e përdorura. Me veshjen me centrifugim, fotorezisti derdhet mbi nënshtresë dhe nënshtresa mund të rrotullohet me shpejtësi të lartë për të marrë një film fotorezistues. Pas kësaj, një film i fortë mund të merret duke e ngrohur në një pjatë të nxehtë. Veshja me rrotullim është e përshtatshme për veshjen nga filma ultra të hollë (rreth 20 nm) deri te filmat e trashë rreth 100um. Karakteristikat e tij janë uniformiteti i mirë, trashësia uniforme e filmit midis vaferave, pak defekte, etj., dhe mund të merret një film me performancë të lartë veshjeje.
Procesi i veshjes me rrotullim
Gjatë veshjes me rrotullim, shpejtësia kryesore e rrotullimit të nënshtresës përcakton trashësinë e filmit të fotorezistit. Marrëdhënia midis shpejtësisë së rrotullimit dhe trashësisë së filmit është si më poshtë:
Spin=kTn
Në formulë, Spin është shpejtësia e rrotullimit; T është trashësia e filmit; k dhe n janë konstante.
Faktorët që ndikojnë në procesin e veshjes së centrifugimit
Megjithëse trashësia e filmit përcaktohet nga shpejtësia kryesore e rrotullimit, ajo lidhet gjithashtu me temperaturën e dhomës, lagështinë, viskozitetin e fotorezistit dhe llojin e fotorezistit. Krahasimi i llojeve të ndryshme të kurbave të veshjes së fotorezistëve është paraqitur në Figurën 1.
Figura 1: Krahasimi i llojeve të ndryshme të kurbave të veshjes së fotorezistit
Ndikimi i kohës së rrotullimit kryesor
Sa më e shkurtër të jetë koha kryesore e rrotullimit, aq më e trashë është trashësia e filmit. Kur rritet koha kryesore e rrotullimit, aq më i hollë bëhet filmi. Kur kalon 20 sekonda, trashësia e filmit mbetet pothuajse e pandryshuar. Prandaj, koha kryesore e rrotullimit zakonisht zgjidhet të jetë më shumë se 20 sekonda. Marrëdhënia midis kohës së rrotullimit kryesor dhe trashësisë së filmit është paraqitur në Figurën 2.
Figura 2: Marrëdhënia midis kohës së rrotullimit kryesor dhe trashësisë së filmit
Kur fotorezisti hidhet mbi nënshtresë, edhe nëse shpejtësia e mëpasshme e rrotullimit kryesor është e njëjtë, shpejtësia e rrotullimit të nënshtresës gjatë pikimit do të ndikojë në trashësinë përfundimtare të filmit. Trashësia e filmit fotorezist rritet me rritjen e shpejtësisë së rrotullimit të nënshtresës gjatë pikimit, e cila është për shkak të ndikimit të avullimit të tretësit kur fotorezisti shpaloset pas pikimit. Figura 3 tregon marrëdhënien midis trashësisë së filmit dhe shpejtësisë kryesore të rrotullimit me shpejtësi të ndryshme të rrotullimit të nënshtresës gjatë pikimit të fotorezistit. Nga figura shihet se me rritjen e shpejtësisë së rrotullimit të nënshtresës pikuese, trashësia e filmit ndryshon më shpejt dhe dallimi është më i dukshëm në zonën me shpejtësi më të ulët të rrotullimit kryesor.
Figura 3: Marrëdhënia midis trashësisë së filmit dhe shpejtësisë kryesore të rrotullimit me shpejtësi të ndryshme të rrotullimit të nënshtresës gjatë shpërndarjes së fotorezistit
Efekti i lagështisë gjatë veshjes
Kur lagështia zvogëlohet, trashësia e filmit rritet, sepse ulja e lagështisë nxit avullimin e tretësit. Sidoqoftë, shpërndarja e trashësisë së filmit nuk ndryshon ndjeshëm. Figura 4 tregon marrëdhënien midis lagështisë dhe shpërndarjes së trashësisë së filmit gjatë veshjes.
Figura 4: Marrëdhënia midis lagështisë dhe shpërndarjes së trashësisë së filmit gjatë veshjes
Efekti i temperaturës gjatë veshjes
Kur temperatura e brendshme rritet, trashësia e filmit rritet. Mund të shihet nga Figura 5 se shpërndarja e trashësisë së filmit fotorezist ndryshon nga konveks në konkave. Lakorja në figurë tregon gjithashtu se uniformiteti më i lartë arrihet kur temperatura e brendshme është 26°C dhe temperatura e fotorezistencës është 21°C.
Figura 5: Marrëdhënia midis temperaturës dhe shpërndarjes së trashësisë së filmit gjatë veshjes
Efekti i shpejtësisë së shkarkimit gjatë veshjes
Figura 6 tregon lidhjen midis shpejtësisë së shkarkimit dhe shpërndarjes së trashësisë së filmit. Në mungesë të shkarkimit, tregon se qendra e vaferës tenton të trashet. Rritja e shpejtësisë së shkarkimit do të përmirësojë uniformitetin, por nëse rritet shumë, uniformiteti do të ulet. Mund të shihet se ka një vlerë optimale për shpejtësinë e shkarkimit.
Figura 6: Marrëdhënia midis shpejtësisë së shkarkimit dhe shpërndarjes së trashësisë së filmit
Trajtimi HMDS
Për ta bërë fotorezistencën më të lyer, vaferi duhet të trajtohet me heksametildisilazan (HMDS). Sidomos kur lagështia ngjitet në sipërfaqen e filmit të oksidit Si, formohet silanoli, i cili redukton ngjitjen e fotorezistit. Për të hequr lagështinë dhe për të dekompozuar silanolin, vafera zakonisht nxehet në 100-120°C dhe mjegulla HMDS futet për të shkaktuar një reaksion kimik. Mekanizmi i reagimit është paraqitur në figurën 7. Nëpërmjet trajtimit HMDS, sipërfaqja hidrofile me një kënd të vogël kontakti bëhet një sipërfaqe hidrofobike me një kënd të madh kontakti. Ngrohja e meshës mund të marrë ngjitje më të lartë fotorezistente.
Figura 7: Mekanizmi i reagimit HMDS
Efekti i trajtimit HMDS mund të vërehet duke matur këndin e kontaktit. Figura 8 tregon lidhjen midis kohës së trajtimit HMDS dhe këndit të kontaktit (temperatura e trajtimit 110°C). Nënshtresa është Si, koha e trajtimit HMDS është më e madhe se 1min, këndi i kontaktit është më i madh se 80° dhe efekti i trajtimit është i qëndrueshëm. Figura 9 tregon lidhjen midis temperaturës së trajtimit HMDS dhe këndit të kontaktit (koha e trajtimit 60 sekonda). Kur temperatura kalon 120℃, këndi i kontaktit zvogëlohet, duke treguar që HMDS dekompozohet për shkak të nxehtësisë. Prandaj, trajtimi HMDS zakonisht kryhet në 100-110 ℃.
Figura 8: Marrëdhënia ndërmjet kohës së trajtimit HMDS
dhe këndi i kontaktit (temperatura e trajtimit 110℃)
Figura 9: Marrëdhënia midis temperaturës së trajtimit HMDS dhe këndit të kontaktit (koha e trajtimit 60 sekonda)
Trajtimi HMDS kryhet në një substrat silikoni me një shtresë oksidi për të formuar një model fotorezistues. Filmi i oksidit më pas gdhendet me acid hidrofluorik me një tampon të shtuar dhe zbulohet se pas trajtimit HMDS, modeli i fotorezistit mund të ruhet që të mos bjerë. Figura 10 tregon efektin e trajtimit HMDS (madhësia e modelit është 1um).
Figura 10: Efekti i trajtimit HMDS (madhësia e modelit është 1um)
Parapjekja
Me të njëjtën shpejtësi rrotullimi, sa më e lartë të jetë temperatura e parapjekjes, aq më e vogël është trashësia e filmit, gjë që tregon se sa më e lartë të jetë temperatura e parapjekjes, aq më shumë tretës avullohet, duke rezultuar në një trashësi më të hollë të filmit. Figura 11 tregon lidhjen midis temperaturës së parapjekjes dhe parametrit Dill's A. Parametri A tregon përqendrimin e agjentit fotosensiv. Siç shihet nga figura, kur temperatura e parapjekjes rritet mbi 140°C, parametri A zvogëlohet, gjë që tregon se agjenti fotosensiv dekompozohet në një temperaturë më të lartë se kjo. Figura 12 tregon transmetencën spektrale në temperatura të ndryshme para pjekjes. Në 160°C dhe 180°C, mund të vërehet një rritje e transmetimit në intervalin e gjatësisë valore prej 300-500 nm. Kjo konfirmon që agjenti fotosensitiv është pjekur dhe dekompozuar në temperatura të larta. Temperatura e parapjekjes ka një vlerë optimale, e cila përcaktohet nga karakteristikat e dritës dhe ndjeshmëria.
Figura 11: Marrëdhënia midis temperaturës së parapjekjes dhe parametrit Dill's A
(vlera e matur OFPR-800/2)
Figura 12: Transmetimi spektral në temperatura të ndryshme para pjekjes
(OFPR-800, trashësi filmi 1um)
Shkurtimisht, metoda e veshjes me centrifugim ka avantazhe unike si kontrolli i saktë i trashësisë së filmit, performanca me kosto të lartë, kushtet e buta të procesit dhe funksionimi i thjeshtë, kështu që ka efekte të rëndësishme në uljen e ndotjes, kursimin e energjisë dhe përmirësimin e performancës së kostos. Vitet e fundit, veshja me centrifugim ka marrë vëmendje në rritje dhe aplikimi i saj është përhapur gradualisht në fusha të ndryshme.
Koha e postimit: Nëntor-27-2024