ફોટોરેસિસ્ટની કોટિંગ પદ્ધતિઓ સામાન્ય રીતે સ્પિન કોટિંગ, ડીપ કોટિંગ અને રોલ કોટિંગમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, જેમાંથી સ્પિન કોટિંગનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. સ્પિન કોટિંગ દ્વારા, ફોટોરેસિસ્ટને સબસ્ટ્રેટ પર ટપકવામાં આવે છે, અને ફોટોરેસિસ્ટ ફિલ્મ મેળવવા માટે સબસ્ટ્રેટને વધુ ઝડપે ફેરવી શકાય છે. તે પછી, તેને ગરમ પ્લેટ પર ગરમ કરીને ઘન ફિલ્મ મેળવી શકાય છે. સ્પિન કોટિંગ અતિ-પાતળી ફિલ્મો (આશરે 20nm) થી લગભગ 100um ની જાડી ફિલ્મો સુધી કોટિંગ માટે યોગ્ય છે. તેની લાક્ષણિકતાઓ સારી એકરૂપતા, વેફર્સ વચ્ચે એકસમાન ફિલ્મની જાડાઈ, થોડી ખામીઓ વગેરે છે, અને ઉચ્ચ કોટિંગ પ્રદર્શનવાળી ફિલ્મ મેળવી શકાય છે.
સ્પિન કોટિંગ પ્રક્રિયા
સ્પિન કોટિંગ દરમિયાન, સબસ્ટ્રેટની મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિ ફોટોરેસિસ્ટની ફિલ્મ જાડાઈ નક્કી કરે છે. પરિભ્રમણ ગતિ અને ફિલ્મની જાડાઈ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે:
સ્પિન=kTn
સૂત્રમાં, સ્પિન એ પરિભ્રમણ ગતિ છે; ટી ફિલ્મ જાડાઈ છે; k અને n સ્થિરાંકો છે.
સ્પિન કોટિંગ પ્રક્રિયાને અસર કરતા પરિબળો
જોકે ફિલ્મની જાડાઈ મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તે ઓરડાના તાપમાન, ભેજ, ફોટોરેસિસ્ટ સ્નિગ્ધતા અને ફોટોરેસિસ્ટ પ્રકાર સાથે પણ સંબંધિત છે. ફોટોરેસિસ્ટ કોટિંગ વળાંકના વિવિધ પ્રકારોની સરખામણી આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે.
આકૃતિ 1: વિવિધ પ્રકારના ફોટોરેસિસ્ટ કોટિંગ વણાંકોની સરખામણી
મુખ્ય પરિભ્રમણ સમયનો પ્રભાવ
મુખ્ય પરિભ્રમણનો સમય જેટલો ઓછો, ફિલ્મની જાડાઈ જેટલી વધારે છે. જ્યારે મુખ્ય પરિભ્રમણ સમય વધારવામાં આવે છે, ત્યારે ફિલ્મ પાતળી બને છે. જ્યારે તે 20 થી વધી જાય છે, ત્યારે ફિલ્મની જાડાઈ લગભગ યથાવત રહે છે. તેથી, મુખ્ય પરિભ્રમણનો સમય સામાન્ય રીતે 20 સેકન્ડ કરતાં વધુ સમય માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. મુખ્ય પરિભ્રમણ સમય અને ફિલ્મની જાડાઈ વચ્ચેનો સંબંધ આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યો છે.
આકૃતિ 2: મુખ્ય પરિભ્રમણ સમય અને ફિલ્મની જાડાઈ વચ્ચેનો સંબંધ
જ્યારે ફોટોરેસિસ્ટને સબસ્ટ્રેટ પર ડ્રિપ કરવામાં આવે છે, પછીની મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિ સમાન હોય તો પણ, ટપક દરમિયાન સબસ્ટ્રેટની પરિભ્રમણ ગતિ અંતિમ ફિલ્મની જાડાઈને અસર કરશે. ટપક દરમિયાન સબસ્ટ્રેટના પરિભ્રમણની ઝડપમાં વધારો થવા સાથે ફોટોરેસિસ્ટ ફિલ્મની જાડાઈ વધે છે, જે ટપક્યા પછી જ્યારે ફોટોરેસિસ્ટ ખુલે છે ત્યારે દ્રાવક બાષ્પીભવનના પ્રભાવને કારણે થાય છે. આકૃતિ 3 ફોટોરેસીસ્ટ ટપક દરમિયાન વિવિધ સબસ્ટ્રેટ પરિભ્રમણ ઝડપે ફિલ્મની જાડાઈ અને મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે. તે આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે ટપકતા સબસ્ટ્રેટની પરિભ્રમણ ગતિમાં વધારો સાથે, ફિલ્મની જાડાઈ ઝડપથી બદલાય છે, અને નીચી મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિવાળા વિસ્તારમાં તફાવત વધુ સ્પષ્ટ છે.
આકૃતિ 3: ફોટોરેસિસ્ટ ડિસ્પેન્સિંગ દરમિયાન વિવિધ સબસ્ટ્રેટ પરિભ્રમણ ઝડપે ફિલ્મની જાડાઈ અને મુખ્ય પરિભ્રમણ ગતિ વચ્ચેનો સંબંધ
કોટિંગ દરમિયાન ભેજની અસર
જ્યારે ભેજ ઘટે છે, ત્યારે ફિલ્મની જાડાઈ વધે છે, કારણ કે ભેજમાં ઘટાડો દ્રાવકના બાષ્પીભવનને પ્રોત્સાહન આપે છે. જો કે, ફિલ્મની જાડાઈનું વિતરણ નોંધપાત્ર રીતે બદલાતું નથી. આકૃતિ 4 કોટિંગ દરમિયાન ભેજ અને ફિલ્મની જાડાઈના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે.
આકૃતિ 4: કોટિંગ દરમિયાન ભેજ અને ફિલ્મની જાડાઈના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ
કોટિંગ દરમિયાન તાપમાનની અસર
જ્યારે ઇન્ડોર તાપમાન વધે છે, ત્યારે ફિલ્મની જાડાઈ વધે છે. આકૃતિ 5 પરથી જોઈ શકાય છે કે ફોટોરેસિસ્ટ ફિલ્મની જાડાઈનું વિતરણ બહિર્મુખથી અંતર્મુખમાં બદલાય છે. આકૃતિમાં વળાંક એ પણ દર્શાવે છે કે જ્યારે ઘરની અંદરનું તાપમાન 26 ° સે અને ફોટોરેસિસ્ટ તાપમાન 21 ° સે હોય ત્યારે સૌથી વધુ એકરૂપતા પ્રાપ્ત થાય છે.
આકૃતિ 5: કોટિંગ દરમિયાન તાપમાન અને ફિલ્મની જાડાઈના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ
કોટિંગ દરમિયાન એક્ઝોસ્ટ ઝડપની અસર
આકૃતિ 6 એક્ઝોસ્ટ ઝડપ અને ફિલ્મની જાડાઈના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે. એક્ઝોસ્ટની ગેરહાજરીમાં, તે દર્શાવે છે કે વેફરનું કેન્દ્ર ઘટ્ટ થવાનું વલણ ધરાવે છે. એક્ઝોસ્ટ સ્પીડ વધારવાથી એકરૂપતામાં સુધારો થશે, પરંતુ જો તે વધુ પડતો વધારવામાં આવે તો એકરૂપતા ઘટશે. તે જોઈ શકાય છે કે એક્ઝોસ્ટ ઝડપ માટે શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય છે.
આકૃતિ 6: એક્ઝોસ્ટ ઝડપ અને ફિલ્મની જાડાઈના વિતરણ વચ્ચેનો સંબંધ
HMDS સારવાર
ફોટોરેસિસ્ટને વધુ કોટેબલ બનાવવા માટે, વેફરને હેક્સામેથિલ્ડિસિલાઝેન (HMDS) વડે સારવાર કરવાની જરૂર છે. ખાસ કરીને જ્યારે સી ઓક્સાઇડ ફિલ્મની સપાટી સાથે ભેજ જોડાયેલ હોય, ત્યારે સિલાનોલ રચાય છે, જે ફોટોરેસિસ્ટના સંલગ્નતાને ઘટાડે છે. ભેજને દૂર કરવા અને સિલેનોલને વિઘટિત કરવા માટે, વેફરને સામાન્ય રીતે 100-120 ° સે સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે, અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા પેદા કરવા માટે ઝાકળ HMDS દાખલ કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ આકૃતિ 7 માં દર્શાવવામાં આવી છે. HMDS સારવાર દ્વારા, નાના સંપર્ક કોણ સાથેની હાઇડ્રોફિલિક સપાટી મોટા સંપર્ક કોણ સાથે હાઇડ્રોફોબિક સપાટી બની જાય છે. વેફરને ગરમ કરવાથી ઉચ્ચ ફોટોરેસિસ્ટ સંલગ્નતા મેળવી શકાય છે.
આકૃતિ 7: HMDS પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિ
HMDS સારવારની અસર સંપર્ક કોણ માપીને જોઈ શકાય છે. આકૃતિ 8 HMDS સારવાર સમય અને સંપર્ક કોણ (સારવાર તાપમાન 110°C) વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે. સબસ્ટ્રેટ Si છે, HMDS સારવારનો સમય 1 મિનિટ કરતા વધારે છે, સંપર્ક કોણ 80° કરતા વધારે છે અને સારવારની અસર સ્થિર છે. આકૃતિ 9 HMDS સારવાર તાપમાન અને સંપર્ક કોણ (સારવારનો સમય 60s) વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે. જ્યારે તાપમાન 120 ℃ થી વધી જાય છે, ત્યારે સંપર્ક કોણ ઘટે છે, જે દર્શાવે છે કે HMDS ગરમીને કારણે વિઘટિત થાય છે. તેથી, HMDS સારવાર સામાન્ય રીતે 100-110℃ પર કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ 8: HMDS સારવાર સમય વચ્ચેનો સંબંધ
અને સંપર્ક કોણ (સારવાર તાપમાન 110℃)
આકૃતિ 9: HMDS સારવાર તાપમાન અને સંપર્ક કોણ વચ્ચેનો સંબંધ (સારવારનો સમય 60s)
HMDS ટ્રીટમેન્ટ ફોટોરેસિસ્ટ પેટર્ન બનાવવા માટે ઓક્સાઇડ ફિલ્મ સાથે સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ પર કરવામાં આવે છે. પછી ઓક્સાઇડ ફિલ્મને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ સાથે બફર ઉમેરવામાં આવે છે, અને તે જાણવા મળે છે કે HMDS સારવાર પછી, ફોટોરેસિસ્ટ પેટર્નને પડતી અટકાવી શકાય છે. આકૃતિ 10 HMDS સારવારની અસર દર્શાવે છે (પેટર્નનું કદ 1um છે).
આકૃતિ 10: HMDS સારવાર અસર (પેટર્નનું કદ 1um છે)
પ્રીબેકિંગ
સમાન પરિભ્રમણ ગતિએ, પ્રીબેકિંગ તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, ફિલ્મની જાડાઈ જેટલી ઓછી હોય છે, જે દર્શાવે છે કે પ્રીબેકિંગ તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, તેટલું વધુ દ્રાવક બાષ્પીભવન થાય છે, પરિણામે પાતળી ફિલ્મની જાડાઈ થાય છે. આકૃતિ 11 પ્રી-બેકિંગ તાપમાન અને Dill's A પેરામીટર વચ્ચેનો સંબંધ દર્શાવે છે. A પરિમાણ પ્રકાશસંવેદનશીલ એજન્ટની સાંદ્રતા દર્શાવે છે. આકૃતિમાંથી જોઈ શકાય છે, જ્યારે પકવવા પહેલાનું તાપમાન 140 °C થી ઉપર વધે છે, ત્યારે A પરિમાણ ઘટે છે, જે દર્શાવે છે કે પ્રકાશસંવેદનશીલ એજન્ટ આના કરતા વધુ તાપમાને વિઘટિત થાય છે. આકૃતિ 12 વિવિધ પૂર્વ-પકવવાના તાપમાને સ્પેક્ટ્રલ ટ્રાન્સમિટન્સ બતાવે છે. 160°C અને 180°C પર, 300-500nmની તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં ટ્રાન્સમિટન્સમાં વધારો જોઇ શકાય છે. આ પુષ્ટિ કરે છે કે પ્રકાશસંવેદનશીલ એજન્ટ ઊંચા તાપમાને શેકવામાં આવે છે અને વિઘટિત થાય છે. પકવવા પહેલાનું તાપમાન શ્રેષ્ઠ મૂલ્ય ધરાવે છે, જે પ્રકાશની લાક્ષણિકતાઓ અને સંવેદનશીલતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ 11: પ્રી-બેકિંગ તાપમાન અને Dill's A પરિમાણ વચ્ચેનો સંબંધ
(OFPR-800/2 નું માપેલ મૂલ્ય)
આકૃતિ 12: બેકિંગ પહેલાના વિવિધ તાપમાને સ્પેક્ટ્રલ ટ્રાન્સમિટન્સ
(OFPR-800, 1um ફિલ્મની જાડાઈ)
ટૂંકમાં, સ્પિન કોટિંગ પદ્ધતિમાં વિશિષ્ટ ફાયદાઓ છે જેમ કે ફિલ્મની જાડાઈનું ચોક્કસ નિયંત્રણ, ઊંચી કિંમતની કામગીરી, હળવી પ્રક્રિયાની સ્થિતિ અને સરળ કામગીરી, તેથી તે પ્રદૂષણ ઘટાડવા, ઉર્જા બચાવવા અને ખર્ચ કામગીરી સુધારવામાં નોંધપાત્ર અસરો ધરાવે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, સ્પિન કોટિંગ વધુ ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યું છે, અને તેનો ઉપયોગ ધીમે ધીમે વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ફેલાયો છે.
પોસ્ટનો સમય: નવેમ્બર-27-2024