旋涂技術(shù)的工作原理是什么

旋涂是應(yīng)用最廣泛的將光刻膠和其他材料均勻分配到基板。旋涂用于生產(chǎn)所需材料的薄膜，具有高水平的過(guò)程控制和可重復(fù)性。

光刻基礎(chǔ)知識(shí)庫(kù)文檔中討論的光刻膠對(duì)光刻工藝至關(guān)重要。

通常，光刻膠是一種高粘性材料，其涂層的均勻性對(duì)可靠性起著重要作用任何光刻工藝，以及可實(shí)現(xiàn)的分辨率。旋涂是一種廣泛使用的技術(shù)研究、開發(fā)和工業(yè)過(guò)程，以生產(chǎn)特定的均勻薄膜涂層。

旋涂的原理是將幾毫升的光刻膠分散到基板上?；迨侨缓笠?500 – 4000 rpm 范圍內(nèi)的高速旋轉(zhuǎn)。然后選擇光刻膠的粘度以保持在最佳范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)產(chǎn)生所需膜厚的涂層。這些參數(shù)通常是由抗蝕劑制造商指定并且特定于所使用的抗蝕劑。這些信息的另一個(gè)來(lái)源參數(shù)是研究有關(guān)光刻的大量文獻(xiàn)，并使已發(fā)布的工藝適應(yīng)您的需要。

在旋轉(zhuǎn)之前將光刻膠分配在基板的中心，這稱為靜態(tài)分配。一個(gè)對(duì)此的替代方法是動(dòng)態(tài)分配，其中晶圓已經(jīng)以所需的速度旋轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行分配光刻膠。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度超過(guò) 1000 rpm 時(shí)，這是更常用的技術(shù)。

在這些高旋轉(zhuǎn)速度下，離心力導(dǎo)致粘性溶液向外擴(kuò)散并流向晶圓的邊緣。在邊緣處，材料會(huì)逐漸增加，直到克服光刻膠溶液的表面張力，在抗蝕劑從旋轉(zhuǎn)晶片中彈出的點(diǎn)。

該薄膜的厚度由多個(gè)定義參數(shù)：旋轉(zhuǎn)速度、濃度、粘度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間。

對(duì)均勻性的要求對(duì)紡絲工藝要求很高，因?yàn)楸∧さ馁|(zhì)量對(duì)紡絲至關(guān)重要

轉(zhuǎn)移圖案中缺陷的數(shù)量和大小。光刻工藝可能需要高均勻性，無(wú)論是跨越單個(gè)晶圓并從盒中的一個(gè)晶圓到另一個(gè)晶圓。典型的光刻膠薄膜厚度為 2 μm，這是±1.0%的均勻性要求。

為了達(dá)到這種高公差的均勻結(jié)果，必須精確控制旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間，以及晶片加速到指定的旋轉(zhuǎn)速度。在某些情況下，建議使用多速自旋協(xié)議由抗蝕劑制造商，這是為了確保最終的抗蝕劑厚度得到精細(xì)控制并在公差范圍內(nèi)需要進(jìn)一步處理。

進(jìn)一步控制旋涂光刻膠層的厚度是通過(guò)在升高的溫度下烘烤襯底來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

溫度，大約 90°C - 130°C。此烘烤步驟會(huì)蒸發(fā)多余的溶劑或水溶液，這些溶劑或水溶液用于涂布前分散光刻膠。隨著溶劑蒸發(fā)，涂層厚度減小。在這種情況下，在一些較厚的抗蝕劑和工藝中，制造商通常建議采用多溫度烘烤工藝。

審核編輯：湯梓紅