Tuning Photoresist Adhesion with HMDS : Deep Dive into Photolithography (en anglais seulement)

Dans les domaines de la fabrication de semi-conducteurs et de la microfabrication, la photolithographie est une technique essentielle qui permet de créer des motifs complexes sur les surfaces des substrats. Le processus de création de motifs est fréquemment utilisé dans l'électronique, la microfluidique et les capteurs et crée une couche protectrice contre les processus de fabrication supplémentaires et l'usure mécanique au cours de l'application finale. Pour créer ces motifs, un masque et une résine photosensible sont appliqués sur le substrat et exposés à la lumière. Après l'exposition, la résine photosensible est développée à l'aide d'une solution chimique et les parties non exposées de la résine photosensible sont dissoutes, ce qui permet d'obtenir le motif souhaité.

Les résines photosensibles sont essentielles à la photolithographie car elles permettent un contrôle précis des objets développés. Non seulement elles protègent les zones du substrat qui ne doivent pas être exposées à la lumière, mais elles aident également à créer le motif sur la surface du substrat. Toutefois, les résines photosensibles doivent être associées à une adhérence appropriée pour adhérer aux substrats et créer des motifs précis. Dans certaines circonstances, adhérence de la résine photosensible peut avoir besoin d'être améliorée en raison de facteurs tels que les méthodes de nettoyage, les variations de température et la qualité de la résine photosensible. Pour ce faire, il est possible de modifier les étapes de cuisson pendant la fabrication, ou d'utiliser un promoteur d'adhérence. Maintenant que nous avons donné un aperçu de la photolithographie, des résines photosensibles et de l'adhérence, nous expliquons comment l'adhérence des résines photosensibles peut être améliorée à l'aide d'un composé chimique connu sous le nom d'hexaméthyldisilazane (HMDS).

Comment le HMDS peut-il favoriser l'adhérence de la résine photosensible ?

Le HMDS a plusieurs utilisations scientifiques, mais ses rôles principaux sont ceux de solvant dans la synthèse organique et de promoteur d'adhésion dans la photolithographie. Il s'agit d'un composé chimique essentiel à de nombreux processus, car il contribue à protéger divers matériaux et à améliorer l'adhérence de la résine photosensible. Mais comment ? Voyons cela de plus près.

L'utilisation du HMDS pour améliorer l'adhérence de la résine photosensible est un processus chimique en deux parties qui comprend la déshydratation et une réaction au HMDS. La surface d'une plaquette de silicium est hydrophile car elle retient une couche d'eau à son stade de production en raison de l'humidité ambiante. Cependant, une résine photosensible ne peut pas adhérer à une surface de silicium hydratée, c'est pourquoi un processus de déshydratation doit être effectué sur la surface avant que l'adhésion ne se produise. 

Le processus requis est connu sous le nom de cuisson de déshydratation, au cours de laquelle la couche d'eau est éliminée de la surface de la plaquette. Mais comme l'état naturel de la surface d'une plaquette de silicium est encore hydrophile, le HMDS est nécessaire. Pour réaliser la réaction HMDS, la plaquette est placée dans une chambre à vide poussé remplie de vapeur HMDS et d'azote comme gaz porteur. La réaction chimique qui se produit implique que le HMDS se lie aux molécules OH et aux trois groupes méthyle (Si(CH3)3) à la surface de la plaquette, ce qui donne une couche hydrophobe qui augmente l'adhérence à la résine photosensible et réduit le risque qu'elle absorbe de l'eau.

Technologies Platypus et photolithographie

Platypus Technologies est composé de scientifiques qui se consacrent à l'avancement des solutions en matière de science des surfaces. Nous nous concentrons principalement sur les capteurs biologiques, la culture cellulaire, l'électrochimie, les revêtements métalliques et la nanotechnologie, et la photolithographie n'est qu'un des services que nous offrons.

Contactez-nous dès aujourd'hui pour en savoir plus sur l'adhérence des HMDS ou sur l'utilisation des HMDS. photolithographie en général.

Références et lectures complémentaires

1. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=21442