វិធីសាស្រ្តនៃថ្នាំកូតនៃ photoresist ជាទូទៅត្រូវបានបែងចែកទៅជា ថ្នាំកូតវិល ថ្នាំកូតជ្រលក់ និងថ្នាំកូតវិល ដែលក្នុងចំនោមនោះ ថ្នាំកូតវិលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ច្រើនបំផុត។ ដោយការស្រោបស្រោប សារធាតុ photoresist ត្រូវបានស្រក់លើស្រទាប់ខាងក្រោម ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមអាចត្រូវបានបង្វិលក្នុងល្បឿនលឿន ដើម្បីទទួលបានខ្សែភាពយន្ត photoresist ។ បន្ទាប់ពីនោះខ្សែភាពយន្តរឹងមួយអាចទទួលបានដោយកំដៅវានៅលើចានក្តៅ។ ថ្នាំកូតវិលគឺសមរម្យសម្រាប់ថ្នាំកូតពីខ្សែភាពយន្តស្តើងបំផុត (ប្រហែល 20nm) ទៅខ្សែភាពយន្តក្រាស់ប្រហែល 100um ។ លក្ខណៈរបស់វាគឺឯកសណ្ឋានល្អ កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តឯកសណ្ឋានរវាង wafers, ពិការភាពតិចតួច។ល។ ហើយខ្សែភាពយន្តដែលមានសមត្ថភាពថ្នាំកូតខ្ពស់អាចទទួលបាន
ដំណើរការថ្នាំកូតវិល
កំឡុងពេលស្រោបស្រោប ល្បឿនបង្វិលសំខាន់នៃស្រទាប់ខាងក្រោមកំណត់កម្រាស់ខ្សែភាពយន្តរបស់ photoresist ។ ទំនាក់ទំនងរវាងល្បឿនបង្វិល និងកម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្តមានដូចខាងក្រោម៖
បង្វិល = kTn
នៅក្នុងរូបមន្ត Spin គឺជាល្បឿនបង្វិល។ T គឺជាកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត; k និង n គឺជាថេរ។
កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់ដំណើរការថ្នាំកូតវិល
ទោះបីជាកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តត្រូវបានកំណត់ដោយល្បឿនបង្វិលចម្បងក៏ដោយ វាក៏ទាក់ទងទៅនឹងសីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់ សំណើម viscosity photoresist និងប្រភេទ photoresist ផងដែរ។ ការប្រៀបធៀបប្រភេទផ្សេងគ្នានៃខ្សែកោងថ្នាំកូត photoresist ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។
រូបភាពទី 1: ការប្រៀបធៀបប្រភេទផ្សេងគ្នានៃខ្សែកោងថ្នាំកូត photoresist
ឥទ្ធិពលនៃពេលវេលាបង្វិលសំខាន់
ពេលវេលាបង្វិលសំខាន់កាន់តែខ្លី កម្រាស់ខ្សែភាពយន្តកាន់តែក្រាស់។ នៅពេលដែលពេលវេលាបង្វិលសំខាន់ត្រូវបានកើនឡើង ខ្សែភាពយន្តកាន់តែស្តើង។ នៅពេលដែលវាលើសពី 20 ឆ្នាំ កម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្តនៅតែស្ទើរតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ ដូច្នេះ ពេលវេលាបង្វិលចម្បងជាធម្មតាត្រូវបានជ្រើសរើសឱ្យលើសពី 20 វិនាទី។ ទំនាក់ទំនងរវាងពេលវេលាបង្វិលសំខាន់ និងកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។
រូបភាពទី 2: ទំនាក់ទំនងរវាងពេលវេលាបង្វិលមេ និងកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត
នៅពេលដែល photoresist ត្រូវបានស្រក់ទៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម ទោះបីជាល្បឿនបង្វិលចម្បងជាបន្តបន្ទាប់គឺដូចគ្នាក៏ដោយ ល្បឿនបង្វិលនៃស្រទាប់ខាងក្រោមកំឡុងពេលស្រក់នឹងប៉ះពាល់ដល់កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តចុងក្រោយ។ កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត photoresist កើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃល្បឿនបង្វិលស្រទាប់ខាងក្រោមកំឡុងពេលរសាត់ ដែលបណ្តាលមកពីឥទ្ធិពលនៃការហួតសារធាតុរំលាយនៅពេលដែល photoresist ត្រូវបានលាតចេញបន្ទាប់ពីស្រក់។ រូបភាពទី 3 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត និងល្បឿនបង្វិលចម្បងនៅល្បឿនបង្វិលស្រទាប់ខាងក្រោមខុសៗគ្នា កំឡុងពេល photoresist dripping ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតួលេខថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃល្បឿនបង្វិលនៃស្រទាប់ខាងក្រោមស្រក់ កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តបានផ្លាស់ប្តូរលឿនជាងមុន ហើយភាពខុសគ្នាគឺកាន់តែច្បាស់នៅក្នុងតំបន់ជាមួយនឹងល្បឿនបង្វិលមេទាប។
រូបភាពទី 3៖ ទំនាក់ទំនងរវាងកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្ត និងល្បឿនបង្វិលមេនៅល្បឿនបង្វិលស្រទាប់ខាងក្រោមផ្សេងៗគ្នា កំឡុងពេលបញ្ជូន photoresist
ឥទ្ធិពលនៃសំណើមកំឡុងពេលលាប
នៅពេលដែលសំណើមថយចុះ កម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្តកើនឡើង ពីព្រោះការថយចុះនៃសំណើមជំរុញឱ្យមានការហួតនៃសារធាតុរំលាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តមិនផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងទេ។ រូបភាពទី 4 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងសំណើមនិងការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តកំឡុងពេលលាប។
រូបភាពទី 4: ទំនាក់ទំនងរវាងសំណើមនិងការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តកំឡុងពេលលាប
ឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពកំឡុងពេលលាប
នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះកើនឡើង កម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្តកើនឡើង។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបភាពទី 5 ដែលការបែងចែកកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត photoresist ផ្លាស់ប្តូរពីប៉ោងទៅជា concave ។ ខ្សែកោងនៅក្នុងរូបភាពក៏បង្ហាញផងដែរថាឯកសណ្ឋានខ្ពស់បំផុតត្រូវបានទទួលនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពក្នុងផ្ទះគឺ 26 ° C និងសីតុណ្ហភាព photoresist គឺ 21 ° C ។
រូបភាពទី 5: ទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាព និងការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តកំឡុងពេលលាប
ឥទ្ធិពលនៃល្បឿនហត់នឿយកំឡុងពេលលាប
រូបភាពទី 6 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងល្បឿនហត់នឿយ និងការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត។ អវត្ដមាននៃការហត់នឿយវាបង្ហាញថាកណ្តាលនៃ wafer មាននិន្នាការទៅក្រាស់។ ការបង្កើនល្បឿននៃការហត់នឿយនឹងធ្វើអោយឯកសណ្ឋានមានភាពប្រសើរឡើង ប៉ុន្តែប្រសិនបើវាកើនឡើងច្រើនពេក នោះឯកសណ្ឋាននឹងថយចុះ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាមានតម្លៃល្អបំផុតសម្រាប់ល្បឿនហត់នឿយ។
រូបភាពទី 6: ទំនាក់ទំនងរវាងល្បឿនហត់នឿយ និងការចែកចាយកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត
ការព្យាបាល HMDS
ដើម្បីធ្វើឱ្យ photoresist អាចស្រោបបានកាន់តែច្រើន wafer ត្រូវតែត្រូវបានព្យាបាលដោយ hexamethyldisilazane (HMDS) ។ ជាពិសេសនៅពេលដែលសំណើមត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងផ្ទៃនៃខ្សែភាពយន្ត Si oxide, silanol ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលកាត់បន្ថយការ adhesion នៃ photoresist នេះ។ ដើម្បីយកសំណើម និងបំបែកសារធាតុ silanol ជាធម្មតា wafer ត្រូវបានកំដៅដល់ 100-120°C ហើយអ័ព្ទ HMDS ត្រូវបានណែនាំដើម្បីបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មគីមី។ យន្តការប្រតិកម្មត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7. តាមរយៈការព្យាបាល HMDS ផ្ទៃ hydrophilic ដែលមានមុំទំនាក់ទំនងតូចមួយក្លាយជាផ្ទៃ hydrophobic ដែលមានមុំទំនាក់ទំនងធំ។ កំដៅ wafer អាចទទួលបាន photoresist adhesion ខ្ពស់ជាង។
រូបភាពទី 7៖ យន្តការប្រតិកម្ម HMDS
ប្រសិទ្ធភាពនៃការព្យាបាល HMDS អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយការវាស់មុំទំនាក់ទំនង។ រូបភាពទី 8 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងពេលវេលាព្យាបាល HMDS និងមុំទំនាក់ទំនង (សីតុណ្ហភាពព្យាបាល 110°C)។ ស្រទាប់ខាងក្រោមគឺ Si ពេលវេលាព្យាបាល HMDS ធំជាង 1 នាទី មុំទំនាក់ទំនងធំជាង 80° ហើយប្រសិទ្ធភាពព្យាបាលមានស្ថេរភាព។ រូបភាពទី 9 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាពព្យាបាល HMDS និងមុំទំនាក់ទំនង (ពេលវេលាព្យាបាល 60s)។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពលើសពី 120 ℃ មុំទំនាក់ទំនងថយចុះ ដែលបង្ហាញថា HMDS រលាយដោយសារកំដៅ។ ដូច្នេះការព្យាបាល HMDS ជាធម្មតាត្រូវបានអនុវត្តនៅ 100-110 ℃។
រូបភាពទី 8: ទំនាក់ទំនងរវាងពេលវេលាព្យាបាល HMDS
និងមុំទំនាក់ទំនង (សីតុណ្ហភាពព្យាបាល 110 ℃)
រូបភាពទី 9: ទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាពព្យាបាល HMDS និងមុំទំនាក់ទំនង (ពេលវេលាព្យាបាល 60s)
ការព្យាបាល HMDS ត្រូវបានអនុវត្តនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីដដើម្បីបង្កើតលំនាំ photoresist ។ ខ្សែភាពយន្តអុកស៊ីតត្រូវបានឆ្លាក់ដោយអាស៊ីត hydrofluoric ជាមួយនឹងការបន្ថែមសតិបណ្ដោះអាសន្ន ហើយវាត្រូវបានរកឃើញថាបន្ទាប់ពីការព្យាបាល HMDS គំរូ photoresist អាចត្រូវបានរក្សាទុកពីការធ្លាក់។ រូបភាពទី 10 បង្ហាញពីប្រសិទ្ធភាពនៃការព្យាបាល HMDS (ទំហំលំនាំគឺ 1um) ។
រូបភាពទី 10៖ ប្រសិទ្ធភាពព្យាបាល HMDS (ទំហំលំនាំគឺ 1um)
ការដុតនំ
ក្នុងល្បឿនបង្វិលដូចគ្នា សីតុណ្ហភាព prebaking កាន់តែខ្ពស់ កម្រាស់របស់ខ្សែភាពយន្តកាន់តែតូច ដែលបង្ហាញថាសីតុណ្ហភាព prebaking កាន់តែខ្ពស់ សារធាតុរំលាយកាន់តែហួត ដែលនាំឱ្យកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តកាន់តែស្តើង។ រូបភាពទី 11 បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាពមុនដុតនំ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រ A របស់ Dill ។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ A បង្ហាញពីកំហាប់នៃភ្នាក់ងាររស្មីសំយោគ។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាព នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពមុនដុតនំកើនឡើងដល់លើសពី 140 អង្សាសេ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ A ថយចុះ ដែលបង្ហាញថាភ្នាក់ងាររស្មីសំយោគរលាយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងនេះ។ រូបភាពទី 12 បង្ហាញពីការបញ្ជូនវិសាលគមនៅសីតុណ្ហភាពមុនដុតនំខុសៗគ្នា។ នៅ 160 ° C និង 180 ° C ការកើនឡើងនៃការបញ្ជូនអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងជួររលកនៃ 300-500nm ។ នេះបញ្ជាក់ថាភ្នាក់ងាររស្មីសំយោគត្រូវបានដុតនំ និងរលួយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ សីតុណ្ហភាពមុនដុតនំមានតម្លៃល្អបំផុតដែលត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈពន្លឺនិងភាពប្រែប្រួល។
រូបភាពទី 11: ទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាពមុនដុតនំ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រ A របស់ Dill
(តម្លៃវាស់នៃ OFPR-800/2)
រូបភាពទី 12: ការបញ្ជូនវិសាលគមនៅសីតុណ្ហភាពមុនដុតនំខុសៗគ្នា
(OFPR-800, កម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត 1um)
សរុបមក វិធីសាស្ត្រនៃការស្រោបស្ប៉ាមានគុណសម្បត្តិពិសេសដូចជា ការគ្រប់គ្រងភាពជាក់លាក់នៃកម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត ការចំណាយខ្ពស់ លក្ខខណ្ឌនៃដំណើរការស្រាល និងប្រតិបត្តិការសាមញ្ញ ដូច្នេះវាមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកាត់បន្ថយការបំពុល ការសន្សំថាមពល និងការកែលម្អដំណើរការចំណាយ។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ថ្នាំកូតវិលកំពុងទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍កាន់តែខ្លាំងឡើង ហើយកម្មវិធីរបស់វាបានរីករាលដាលបន្តិចម្តងៗទៅកាន់វិស័យផ្សេងៗ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៧ ខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ ២០២៤