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匀胶时旋涂速度对胶层的影响(上)
根据不同的光刻工艺需求,将光刻胶按一定的比例和均匀性要求涂抹到芯片表面的工艺过程,通常是采用旋转式匀胶的方法来完成工艺。这种方式的匀胶较为均匀,光刻胶在旋转离心力和表面张力的作用下,在芯片上形成一层均匀薄膜。工艺参数控制主要通过光刻胶的粘度和匀胶机的转速、时间和加速度来控制胶膜的厚度以及均匀性,胶膜的厚度通常控制在1μm以下,片内胶膜厚度误差应小于5%,该方法为旋转涂胶法。
旋涂概述
旋涂作为一种制备薄膜的方法已经使用了几十年。一个典型的过程是将一小块液态材料沉积在基板的中心,然后高速旋转基板。离心加速度将导致树脂在基材上扩散,留下一层材料薄膜。最终膜厚取决于流体材料特性(粘度、干燥速率、固体百分比、表面张力等)和旋转工艺参数(转速、加速度和排风)。旋涂过程中最重要的因素之一是可重复性,因为定义旋涂过程参数的细微变化可能会导致涂层的剧烈变化。
当进行匀胶操作时,旋涂速度对胶层的影响
旋涂速度是影响旋涂质量的重要因素之一。转速(rpm)影响施加在树脂上的离心力的程度以及树脂上方空气的湍流。在此阶段相对较小的速度变化可能导致较大的厚度变化。薄膜厚度在很大程度上是施加在向基材边缘剪切流体树脂的力与树脂干燥速率之间的平衡。随着树脂干燥,粘度增加,直到旋转过程的径向力不再能使树脂在表面上移动。在这一点上,薄膜厚度不会随着自旋时间的增加而显著减小。
1. 旋涂速度越高,胶层的厚度通常会越薄。这是因为在高旋涂速度下,向心力和溶液的表面张力会共同作用,使液体涂层被拉成更薄的覆盖层。
2. 旋涂速度的改变对胶层的厚度影响较为显著。
3. 旋涂速度适配于均匀的膜厚,主要取决光刻胶的粘度,粘度越高,需要的转速越高。
4. 旋涂速度通常会受到材料溶解度的限制。对于高溶解度材料(100 mg/ml 或更高),可以实现>1μm的厚度。同时对于一些低溶解度的共轭聚合物(几毫克/毫升),厚度可能限制在20 nm左右。
综上所述,旋涂速度在匀胶过程中对胶层的影响是多方面的。在实际操作过程中,需要根据实际情况和需要调整旋涂速度,以得到理想的胶层效果。