Effets d'interférence des couches minces

Au cours du processus de photolithographie, les effets d'interférence des couches minces peuvent influencer les propriétés de la surface d'un substrat. Les effets d'interférence les plus courants sont l'effet d'onde stationnaire, l'encoche réfléchissante, la formation de bourrelets sur les bords et la cuisson insuffisante ou excessive. Les ingénieurs de Platypus Technologies ont amélioré nos procédures d'exploitation standard pour tenir compte des défauts potentiels causés par les effets d'interférence des couches minces.

Un phénomène connu sous le nom de l'effet d'onde stationnaire se produit lorsque la lumière réfléchie par un substrat interfère avec une onde lumineuse se déplaçant vers le bas, ce qui provoque un aspect ondulé sur un motif de résine photosensible. Lorsqu'une onde lumineuse frappe la surface d'une résine photosensible, la lumière est soit transmise, soit réfléchie. L'amplitude d'une onde stationnaire dépend de la réflectivité du substrat et de l'absorption de la résine. Il est possible de réduire la gravité des ondes stationnaires grâce à des revêtements antireflets et à une cuisson post-exposition (PEB). Les revêtements antireflets absorbent fortement la lumière incidente, ce qui peut contribuer à réduire la réflectivité à l'interface entre le substrat et la résine. L'efficacité des revêtements antireflets dépend de leur épaisseur, qui peut être augmentée ou diminuée en fonction de l'épaisseur de la résine photosensible. En outre, la cuisson après exposition peut être utilisée pour réduire et éliminer la formation d'ondes stationnaires. Les températures élevées utilisées pendant la cuisson post-exposition déclenchent la diffusion des produits photosensibles et non photosensibles dans la résine photosensible, créant ainsi une surface plus uniforme.

Encoche réfléchissante peut également se produire, entraînant une exposition dans des zones non désirées ainsi que des motifs irréguliers. Ce problème est souvent rencontré lorsque l'on travaille avec de l'aluminium, dont les propriétés de surface réfléchissantes provoquent des effets d'interférence. L'ajout d'un colorant dans la composition de la résine photosensible permet d'atténuer ce phénomène. Les revêtements antireflets contribuent également à réduire les réflexions.

Perles de bordure peuvent s'accumuler sur la surface d'un substrat pendant l'enduction par centrifugation en raison de la tension superficielle. La présence de perles de bord entraîne une contamination, une rupture de la plaquette, une augmentation des temps de traitement et un transfert imprécis du motif. La prévention des bourrelets de bord est réalisée en calculant les vitesses d'essorage appropriées en fonction de la viscosité de la résine photosensible. Un produit chimique d'élimination des perles de bord (EBR) peut être appliqué directement sur la zone affectée d'un substrat afin d'éliminer efficacement l'impureté.

Les cuisson douce et cuisson dure Les étapes du processus de photolithographie peuvent affecter l'adhésion entre la résine photosensible et le substrat. La cuisson douce est effectuée directement après l'enduction par centrifugation. La cuisson dure est généralement effectuée après l'exposition aux UV. Une cuisson insuffisante entraîne une adhésion insuffisante de la résine au substrat, tandis qu'une cuisson excessive peut provoquer des craquelures et un décollement. Le dépôt d'une couche d'adhérence métallique peut améliorer l'adhérence entre le substrat et le métal. Toutefois, le traitement à l'ozone UV constitue une solution plus rentable. Il a été démontré que l'ozone UV améliore l'adhérence du substrat en augmentant la force de liaison métal-substrat par la formation d'une monocouche sur la surface métallique [1]. Le traitement d'un substrat avant le dépôt de métal peut augmenter la mouillabilité et la rugosité de la surface, ce qui contribue à améliorer l'adhérence métal-substrat [1].  

Les ingénieurs de Platypus Technologies ont mené de nombreuses expériences de contrôle de qualité afin d'optimiser nos produits. photolithographie la transformation et la fabrication. Contactez nous dès aujourd'hui pour vous renseigner sur nos services de photolithographie !  

Ressources : 

[1] Hai Le-The, Roald M. Tiggelaar, Erwin Berenschot, Albert van den Berg, Niels Tas et Jan C. T. Eijkel. ACS Nano 2019 13 (6), 6782-6789. DOI : 10.1021/acsnano.9b01403