스핀코터 선택시 고려사항

스핀코팅시 고려할사항2

-스핀코팅시 최종적인 필름 두께와?특성은 수지의 속성(점성, 건조율, 응고율, 표면 장력 등)과 스핀 프로세스에 선택된 매개변수에 따라 달라집니다. 스핀 속도, 가속 및 건조도 같은 요인들이 영향을 미칩니다.

-스핀 코팅에서 가장 중요한 요인은 유니포머티(균일도)와 repeatability(반복성)입니다.

-스핀 프로세스를 구성하는 매개변수의작은 변이가 코팅필름에서는 큰차이를 가져올 수 있습니다.

-일반적인 스핀 프로세스는 액체 수지를 기판 표면에 증착하는 디스펜스 스텝, 수지를 펴기 위한 고속스핀 스텝, 남아 있는 용제를 필름에서 제거하기 위한 건조 스텝으로 이루어집니다.

-일반적으로 디스펜스에는 정적 디스펜스와 동적 디스펜스, 두 가지가 있습니다. .정적 디스펜스는 소량의 액체를 기판의 중앙부에 증착하는 것만 수행합니다. .액체의 양은 그 점성과 코팅할 기판의 크기에 따라 1-10 cc 정도입니다. .점성이 높아질수록 또는 기판이 커질수록 고속 스핀 동안 기판의 전체 면을 커버할 수 있도록 액체의 양을 늘려야 합니다.

-동적 디스펜스는 기판이 저속으로 회전하는 동안 액체를 증착하는 프로세스입니다. .이 스텝에서는 보통 약 500rpm의 속도가 사용됩니다. .보통 기판의 전체 표면이 젖을 만큼 많은 양의 액체를 증착할 필요가 없기 때문에 .기판 위에 액체를 코팅하여 수지가 가장 적게 남도록 합니다. .기판 자체가 잘 젖지 않을 때 유용한 방법으로, 그렇지 않을 경우 생길 수 있는 틈을 제거할 수 있습니다.

- 디스펜스 스텝 후, 높은 속도로 가속하여 액체가 원하는 최종 두께로 펴지게 만듭니다. . 이 스텝에서의 일반적인 스핀 속도는 기판과 액체의 특성에 따라 1500-6000 rpm 정도입니다. . 이 스텝에는 10초에서 몇 분 정도의 시간이 걸릴 수 있습니다. . 이 스텝에서 선택하는 스핀 속도와 시간이 보통 최종 필름 두께를 정의합니다. . 일반적으로 스핀 속도가 높고 스핀 시간이 길수록 필름의 두께가 더 얇아집니다.

-스핀 코팅에는 무시되기 쉬운 여러가지 변수가 일어날 수 있는데, 이를 위해 충분한 시간을 주는 것이 가장 좋습니다.

- 때때로 고속 스핀 스텝 이후 필름을 좀 더 건조시키기 위해 별도의 건조 스텝이 추가됩니다. . 이는 필름의 안정성을 높이기 위해 취급 전에 긴 건조 시간을 필요로 하는 두꺼운 필름에 적합합니다.

-건조스텝을 거치지 않으면 취급 중 스핀 볼에서 꺼낼 때 기판의 측면이 벗겨지는 것과 같은 문제점이 발생할 수 있습니다. . 이 경우, 고속 스핀 속도의 약 25%인 중간 스핀 속도는 필름 두께를 바꾸지 않고도 필름을 건조하는데 충분합니다.

Polos스핀 코팅 장비의 각 프로그램에는 개별프로세스 스텝을 무제한으로 세밀하게 구성할수 있습니다.

스핀 속도
-스핀 속도는 스핀 코팅의 가장 중요한 요인 중 하나입니다.
. 기판의 속도(rpm)는 액체 수지에 적용되는 원심력과 상단부 공기의 속도 및 난류에 영향을 미칩니다.
.특히, 고속 스핀 스텝은 최종 필름 두께를 정의합니다.

이때 코팅된 수지가 벽에 맞고 튀어나와 시료에 다시 붙게 되는 경우기 있는데 이는 코팅막의 균일도를 저하하게 됩니다.

**Polos스핀코터는 Bowl 설계 시 보울에 부딪친 코팅물질이 시료에 다시튀기는 것을 방지 하는 튀김 방지 설계가 되어 있습니다.

Polos스핀 코팅 시스템은 고정밀 독일제 디지털 스텝핑 모터가 장착되어 있어 속도의 제어및 균일도가 우수합니다. 정밀도는 ±1.0 rpm입니다.

?가속
-최종 스핀 속도로의 기판 가속은 코팅된 필름의 특성에도 영향을 줄수 있습니다.
- 수지는 스핀 사이클의 첫번째 파트에서 건조되기 시작하므로, 정확하게 가속을 제어하는 것이 중요합니다.
- 일부 프로세스에서는 수지의 용제 중 약 50%가 프로세스의 처음 5초 동안에 증발하여 사라집니다.

- 또한 가속은 패턴식 기판의 코팅 특성에서도 중요한 역할을 차지합니다.
- 많은 경우 기판은 이전 프로세스의 토포그래프적 특성을 그대로 보유합니다.
- 따라서, 표면 위에 균등하게 수지를 코팅하는 것이 중요합니다.
- 스핀 프로세스가 수지에 원심력(바깥쪽)을 제공하는 동안, 가속은 수지에 회전력을 제공합니다.
- 이러한 회전력은 수지를 표면에 고르게 분포시켜, 액체 수지로 인해 기판에 음영 부분이 발생하지 않도록 해줍니다

Polos스핀코터의 가속은 30,000RPM/sec 로? 1.0 rpm/초의 분해능으로 프로그래밍할 수 있습니다.

건조
-스핀 프로세스 중 액체 수지의 건조율은 액체 자체의 특성(사용된 용제 시스템의 휘발성)과 스핀 프로세스 중 기판 주위 공기에 의해 결정됩니다.
. 젖은 옷이 습한 날씨보다 바람이 부는 건조한 날에 더 잘 마르는 것처럼, 수지도 주위 공기에 따라 건조 속도가 달라집니다.
. 공기 온도 및 습도와 같은 요인이 코팅된 필름 특성을 결정하는 데 커다란 역할을 한다는 것은 잘 알려진 사실입니다.
. 또한, 스핀 프로세스 중 공기 흐름과 기판 위의 난류를 최소화하거나 최소한 난류를 일정하게 유지하는 것도 매우 중요합니다.

Polos스핀 코팅 장비는 밀폐형 보울 설계를 사용하고 있으며 필요한 용도에따라 뚜껑을 분리 가능하게 설계되어 있습니다.

-밀폐형 프로세스의 장점은 스핀 프로세스 동안 원하지 않는 임의적 난류를 최소화 할수 있습니다

.즉, 액체 수지의 건조를 늦추어주고 주위 습도에 따른 영향을 최소화하는것입니다.
.건조 속도를 낮출수록 기판 전체의 필름 두께가 균등해집니다.

 

-스핀 프로세스 동안 액체 수지는 기판의 가장자리 쪽으로 이동하면서 건조됩니다.
.이 경우 기판의 중심부에서 멀어지면서 액체 수지의 점성이 변화하므로 방사상 두께가 균일하지 않게 될 수도 있습니다.
이 때, 건조 속도를 늦추면 기판 전체의 점성을 일정하게 유지시킬 수 있습니다.

Polos스핀 코팅 장비는 N2Purge 기능이 있어 회전시 부필요한 소용돌이 현상을 최소화 할수 있습니다.

-건조율 및 최종 필름 두께는 주위 습도의 영향도 받습니다.
-상대 습도가 약간만 달라져도 필름 두께에 큰 변화가 생길 수 있습니다.
-밀폐형 보울에서 스핀을 하면, 수지 자체의 용제에서 생기는 증기가 보울에 갇히게 되어 작은 습도 변화에 의한 영향이 줄어들게 됩니다.

-예를 들어, 일반적인 청정실에는 분당 약 100 피트(30m/min)로 공기가 지속적으로 아래로 흐릅니다.
.여러가지 요인이 이러한 공기 흐름의 특성에 영향을 미칩니다.
.보통 이러한 높은 공기 흐름에 의해 난류와 소용돌이 전류가 발생합니다.
.환경 특성을 조금만 변화시켜도 공기의 하강을 크게 변화시킬 수 있습니다.
. 부드러운 덮개로 보울을 닫으면, 스핀 프로세스에서 조작자나 다른 장비에 의해 발생하는 변이와 난류를 제거할 수 있습니다.

프로세스 동향 챠트
-다음 챠트는 여러가지 프로세스 매개변수의 일반적인 성향을 보여줍니다.
-대부분의 수지에서 최종 필름 두께는 스핀 속도 및 스핀 시간과 반비례합니다.
-최종 두께는 배출량에 비례하지만, 배출 흐름이 너무 높아서 스핀 프로세스 중 난류가 필름의 균일한 건조를 방해하면 균일성을 잃게 됩니다.

스핀 코팅 프로세스의 문제점 해결

스핀 코팅 장비
-앞에서 설명했듯이, 코팅 프로세스에 영향을 미치는 주된 요인은 스핀 속도, 가속, 스핀 시간 및 배출 등입니다.

다음은 특정한 프로세스 문제에 대해 고려해야 할 사안의 목록입니다.

필름이 너무 얇을경우
-스핀 속도가 너무 높음 더 낮은 속도를 선택하십시오.
-스핀 시간이 너무 김 고속 스텝 중 시간을 줄이십시오.
-수지 선택이 부적절함 수지 제조업체에 문의하십시오.

필름이 너무 두꺼움
-스핀 속도가 너무 낮음 더 높은 속도를 선택하십시오.
-스핀 시간이 너무 짧음 고속 스텝 중 시간을 늘리십시오.



웨이퍼 표면의 기포
-디스펜스된 수지의 기포
-디스펜스 팁이 불균등하게 절단되었거나 끝이 말렸거나 결함이 있습니다.



코멧, 스트리크 또는 플레어가 생길경우
-액체의 속도(디스펜스율)가 너무 높습니다.
-스핀 보울 배출율이 너무 높습니다.
-스핀 이전 레지스트가 웨이퍼에 너무 오래 놓여 있었습니다.
-스핀 속도와 가속 설정이 너무 높습니다.
-디스펜스 이전에 기판의 표면에 불순물이 있습니다.
-수지가 기판 표면의 중앙에 디스펜스되지 않습니다.



소용돌이 패턴
-스핀 보울 배출율이 너무 높습니다.
-수지가 기판 표면의 중앙부를 벗어나 디스펜스됩니다.
-스핀 속도와 가속 설정이 너무 높습니다.
-스핀 시간이 너무 짧습니다.



코팅되지 않은 영역이 생길경우
-디스펜스 용액양이 충분하지 않습니다.

싱글프로세스용 스핀코터 :Spin150i
   용도 :cleaning, drying, coating, developing and/or etching of up to Ø160mm substrates:

• 가능사이즈: up to Ø160mm wafer,100mm x 100mm
• 재질      : Full 플래스틱 하우징(NPP) -옵션으로 테플론 재질 선택가능
• RPM      :0-12,000RPM,
• Accuracy :+ - 1RPM, APT German DC Servo Motor
• Step      :무한스텝 및 메모리 (Unlimited Step &Memory)
• Acceleration / Deceleration : 1-30,000rpm/sec, step별로 설정가능
• 회전방향 변동가능 : (CW, CCW, puddling)
• Time      : 0.1~99999sec
• 컬러터치스크린을 통한 쉬운 단계별 메모리 프로그램 가능
• 글로브 박스내 설치가 용이한 최소형 사이즈 : 274mm(W) x 250mm(H) x451(D) mm :
                                             키패드분리시 : 274mm(W) x 250mm(H) x300mm(D)-키보드분리형
  
  
•   Vacuum On/Off
• 3 Programmable Dry Contacts: for automated control of Dispense unit, Nitrogen diffuser, etc.
•   고정밀 독일제 DC 서보 모터 사용 :최고의 Coating Thickness Uniformaty 가능
    - Digitally controlled Motor with digital incremental speed signal feed back
•   투명한 뚜껑및 :중앙에 디스펜싱용 시린지 홀더용 Hall :수동 디스펜싱 or오토디스펜싱(추가키트 필요) 가능
•   Automatic safety lid lock with sensor interlock
•   분리 가능한 컨트롤러(컨트롤패드)
•   N2 diffuser for N2 purge during process
•   Structured and password protected recipe storage for easy and safe management
    

포함 : standard Vacuum Chuck A-V36-S45-PP-HD, Ø45mm for up to Ø6“ wafers.
     
       Drain connection 1” male NPT