فوٹو ریسسٹ کے کوٹنگ کے طریقوں کو عام طور پر اسپن کوٹنگ، ڈِپ کوٹنگ اور رول کوٹنگ میں تقسیم کیا جاتا ہے، جن میں اسپن کوٹنگ سب سے زیادہ استعمال ہوتی ہے۔ اسپن کوٹنگ کے ذریعے، فوٹو ریزسٹ کو سبسٹریٹ پر ٹپکایا جاتا ہے، اور فوٹو ریزسٹ فلم حاصل کرنے کے لیے سبسٹریٹ کو تیز رفتاری سے گھمایا جا سکتا ہے۔ اس کے بعد، ایک ٹھوس فلم کو گرم پلیٹ پر گرم کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ اسپن کوٹنگ انتہائی پتلی فلموں (تقریباً 20nm) سے لے کر تقریباً 100um کی موٹی فلموں تک کوٹنگ کے لیے موزوں ہے۔ اس کی خصوصیات اچھی یکسانیت، ویفرز کے درمیان یکساں فلم کی موٹائی، چند نقائص وغیرہ ہیں، اور اعلی کوٹنگ کی کارکردگی والی فلم حاصل کی جاسکتی ہے۔
اسپن کوٹنگ کا عمل
اسپن کوٹنگ کے دوران، سبسٹریٹ کی مرکزی گردش کی رفتار فوٹو ریزسٹ کی فلم کی موٹائی کا تعین کرتی ہے۔ گردش کی رفتار اور فلم کی موٹائی کے درمیان تعلق مندرجہ ذیل ہے:
Spin=kTn
فارمولے میں، سپن گردش کی رفتار ہے؛ T فلم کی موٹائی ہے؛ k اور n مستقل ہیں۔
اسپن کوٹنگ کے عمل کو متاثر کرنے والے عوامل
اگرچہ فلم کی موٹائی کا تعین مرکزی گردش کی رفتار سے ہوتا ہے، لیکن اس کا تعلق کمرے کے درجہ حرارت، نمی، photoresist viscosity اور photoresist قسم سے بھی ہوتا ہے۔ فوٹو ریزسٹ کوٹنگ کروز کی مختلف اقسام کا موازنہ تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 1: فوٹو ریزسٹ کوٹنگ کروز کی مختلف اقسام کا موازنہ
مرکزی گردش کے وقت کا اثر
مرکزی گردش کا وقت جتنا کم ہوگا، فلم کی موٹائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ جب مرکزی گردش کا وقت بڑھایا جاتا ہے، تو فلم اتنی ہی پتلی ہوتی جاتی ہے۔ جب یہ 20s سے تجاوز کر جاتا ہے، تو فلم کی موٹائی تقریباً کوئی تبدیلی نہیں ہوتی۔ لہذا، مرکزی گردش کا وقت عام طور پر 20 سیکنڈ سے زیادہ ہونے کے لیے منتخب کیا جاتا ہے۔ مرکزی گردش کے وقت اور فلم کی موٹائی کے درمیان تعلق کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔
شکل 2: مرکزی گردش کے وقت اور فلم کی موٹائی کے درمیان تعلق
جب فوٹو ریزسٹ کو سبسٹریٹ پر ٹپکایا جاتا ہے، یہاں تک کہ اگر اس کے بعد کی مرکزی گردش کی رفتار یکساں ہو، ٹپکنے کے دوران سبسٹریٹ کی گردش کی رفتار فلم کی آخری موٹائی کو متاثر کرے گی۔ فوٹو ریزسٹ فلم کی موٹائی ٹپکنے کے دوران سبسٹریٹ کی گردش کی رفتار میں اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، جس کی وجہ سالوینٹ بخارات کے اثر و رسوخ کی وجہ سے ہے جب ٹپکنے کے بعد فوٹو ریزسٹ کو کھولا جاتا ہے۔ تصویر 3 فوٹو ریزسٹ ٹپکنے کے دوران مختلف سبسٹریٹ گردش کی رفتار پر فلم کی موٹائی اور مرکزی گردش کی رفتار کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹپکنے والے سبسٹریٹ کی گردش کی رفتار میں اضافے کے ساتھ، فلم کی موٹائی تیزی سے تبدیل ہوتی ہے، اور فرق اس علاقے میں زیادہ واضح ہوتا ہے جہاں مرکزی گردش کی رفتار کم ہوتی ہے۔
شکل 3: فوٹو ریزسٹ ڈسپنسنگ کے دوران مختلف سبسٹریٹ گردش کی رفتار پر فلم کی موٹائی اور مرکزی گردش کی رفتار کے درمیان تعلق
کوٹنگ کے دوران نمی کا اثر
جب نمی کم ہوتی ہے تو، فلم کی موٹائی بڑھ جاتی ہے، کیونکہ نمی میں کمی سالوینٹ کے بخارات کو فروغ دیتی ہے۔ تاہم، فلم کی موٹائی کی تقسیم نمایاں طور پر تبدیل نہیں ہوتی ہے۔ شکل 4 کوٹنگ کے دوران نمی اور فلم کی موٹائی کی تقسیم کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔
شکل 4: کوٹنگ کے دوران نمی اور فلم کی موٹائی کی تقسیم کے درمیان تعلق
کوٹنگ کے دوران درجہ حرارت کا اثر
جب اندرونی درجہ حرارت بڑھتا ہے، تو فلم کی موٹائی بڑھ جاتی ہے۔ یہ شکل 5 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ فوٹو ریزسٹ فلم کی موٹائی کی تقسیم محدب سے مقعد میں بدل جاتی ہے۔ اعداد و شمار میں وکر یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ سب سے زیادہ یکسانیت اس وقت حاصل کی جاتی ہے جب اندرونی درجہ حرارت 26 ° C اور فوٹو ریزسٹ درجہ حرارت 21 ° C ہوتا ہے۔
شکل 5: کوٹنگ کے دوران درجہ حرارت اور فلم کی موٹائی کی تقسیم کے درمیان تعلق
کوٹنگ کے دوران اخراج کی رفتار کا اثر
شکل 6 اخراج کی رفتار اور فلم کی موٹائی کی تقسیم کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتی ہے۔ اخراج کی غیر موجودگی میں، یہ ظاہر کرتا ہے کہ ویفر کا مرکز گاڑھا ہو جاتا ہے۔ اخراج کی رفتار کو بڑھانے سے یکسانیت میں بہتری آئے گی، لیکن اگر اسے بہت زیادہ بڑھایا جائے تو یکسانیت کم ہو جائے گی۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ اخراج کی رفتار کے لیے ایک بہترین قدر موجود ہے۔
شکل 6: اخراج کی رفتار اور فلم کی موٹائی کی تقسیم کے درمیان تعلق
ایچ ایم ڈی ایس کا علاج
فوٹو ریزسٹ کو زیادہ کوٹ ایبل بنانے کے لیے، ویفر کا علاج ہیکسامیتھائلڈیسیلازین (HMDS) سے کرنے کی ضرورت ہے۔ خاص طور پر جب سی آکسائیڈ فلم کی سطح سے نمی جڑی ہوتی ہے، تو سائلانول بنتا ہے، جو فوٹو ریزسٹ کے چپکنے کو کم کرتا ہے۔ نمی کو دور کرنے اور سلانول کو گلنے کے لیے، ویفر کو عام طور پر 100-120 ° C پر گرم کیا جاتا ہے، اور کیمیاوی رد عمل پیدا کرنے کے لیے دھند HMDS متعارف کرائی جاتی ہے۔ رد عمل کا طریقہ کار تصویر 7 میں دکھایا گیا ہے۔ HMDS علاج کے ذریعے، ایک چھوٹے رابطہ زاویہ کے ساتھ ہائیڈرو فیلک سطح ایک بڑے رابطہ زاویہ کے ساتھ ہائیڈروفوبک سطح بن جاتی ہے۔ ویفر کو گرم کرنے سے اعلی فوٹوورسٹ آسنجن حاصل کیا جاسکتا ہے۔
شکل 7: HMDS ردعمل کا طریقہ کار
رابطہ زاویہ کی پیمائش کرکے HMDS علاج کا اثر دیکھا جا سکتا ہے۔ شکل 8 HMDS علاج کے وقت اور رابطہ زاویہ (علاج کا درجہ حرارت 110 ° C) کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ سبسٹریٹ سی ہے، HMDS علاج کا وقت 1 منٹ سے زیادہ ہے، رابطہ زاویہ 80° سے زیادہ ہے، اور علاج کا اثر مستحکم ہے۔ شکل 9 HMDS علاج کے درجہ حرارت اور رابطہ زاویہ (علاج کا وقت 60s) کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ جب درجہ حرارت 120 ℃ سے تجاوز کر جاتا ہے، تو رابطہ زاویہ کم ہو جاتا ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ HMDS گرمی کی وجہ سے گل جاتا ہے۔ لہذا، HMDS کا علاج عام طور پر 100-110℃ پر کیا جاتا ہے۔
شکل 8: HMDS کے علاج کے وقت کے درمیان تعلق
اور رابطہ زاویہ (علاج کا درجہ حرارت 110 ℃)
شکل 9: HMDS علاج کے درجہ حرارت اور رابطہ زاویہ کے درمیان تعلق (علاج کا وقت 60s)
ایچ ایم ڈی ایس کا علاج ایک سلیکون سبسٹریٹ پر آکسائیڈ فلم کے ساتھ کیا جاتا ہے تاکہ فوٹو ریزسٹ پیٹرن بنایا جا سکے۔ اس کے بعد آکسائیڈ فلم کو ہائیڈرو فلورک ایسڈ کے ساتھ ایک بفر شامل کیا جاتا ہے، اور یہ پایا جاتا ہے کہ HMDS کے علاج کے بعد، فوٹو ریزسٹ پیٹرن کو گرنے سے روکا جا سکتا ہے۔ شکل 10 HMDS علاج کا اثر دکھاتا ہے (پیٹرن سائز 1um ہے)۔
شکل 10: HMDS علاج کا اثر (پیٹرن سائز 1um ہے)
پری بیکنگ
اسی گردش کی رفتار پر، پری بیکنگ کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، فلم کی موٹائی اتنی ہی کم ہوگی، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ پری بیکنگ کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، سالوینٹ زیادہ بخارات بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں فلم کی موٹائی پتلی ہوتی ہے۔ شکل 11 پری بیکنگ درجہ حرارت اور Dill's A پیرامیٹر کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ A پیرامیٹر فوٹو حساس ایجنٹ کے ارتکاز کی نشاندہی کرتا ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے، جب بیکنگ سے پہلے کا درجہ حرارت 140 ° C سے اوپر بڑھ جاتا ہے، تو A پیرامیٹر کم ہو جاتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ اس سے زیادہ درجہ حرارت پر فوٹو حساس ایجنٹ گل جاتا ہے۔ شکل 12 مختلف پری بیکنگ درجہ حرارت پر سپیکٹرل ٹرانسمیٹینس کو ظاہر کرتا ہے۔ 160°C اور 180°C پر، 300-500nm کی طول موج کی حد میں ترسیل میں اضافہ دیکھا جا سکتا ہے۔ یہ اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ فوٹو سینسیٹو ایجنٹ اعلی درجہ حرارت پر سینکا ہوا اور گل جاتا ہے۔ بیکنگ سے پہلے کا درجہ حرارت ایک بہترین قدر رکھتا ہے، جس کا تعین روشنی کی خصوصیات اور حساسیت سے ہوتا ہے۔
شکل 11: بیکنگ سے پہلے کے درجہ حرارت اور Dill's A پیرامیٹر کے درمیان تعلق
(OFPR-800/2 کی پیمائش شدہ قدر)
شکل 12: بیکنگ سے پہلے کے مختلف درجہ حرارت پر سپیکٹرل ٹرانسمیٹینس
(OFPR-800، 1um فلم کی موٹائی)
مختصراً، اسپن کوٹنگ کے طریقہ کار کے منفرد فوائد ہیں جیسے فلم کی موٹائی کا درست کنٹرول، زیادہ لاگت کی کارکردگی، ہلکے عمل کے حالات، اور سادہ آپریشن، اس لیے اس کے آلودگی کو کم کرنے، توانائی کی بچت، اور لاگت کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں اہم اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ حالیہ برسوں میں، اسپن کوٹنگ بڑھتی ہوئی توجہ حاصل کر رہی ہے، اور اس کا اطلاق آہستہ آہستہ مختلف شعبوں میں پھیل گیا ہے۔
پوسٹ ٹائم: نومبر-27-2024