2007_03_66 (Раздаточные материалы), страница 2

4а представлены основные источники размытости кромок ФР. На подложкуили защищенную пленку 3 нанесен ФР 2,к которому плотно прижат ФШ 1 (праваячасть его не пропускает ультрафиолетовый(УФ) свет). Свет в затемненную областьФР может попасть за счет дифракции 4, диффузионного рассеивания в слое 5 и за счет отражения от подложки 6. Негативные и позитивные ФР будут по-разному реагироватьна эти явления.

Верхняя часть слоя негативных ФР, частично засвеченная вследствиедифракции и рассеивания света, не окажетсущественного влияния, т. к. при проявлении она в основном будет вымыта (рис. 4б).Наоборот, нижняя часть слоя ФР, засвеченная в результате отражения от подложкии рассеивания, сохранится, поскольку она достаточно прочно удерживается адгезией.Таким образом, у подложки толщина слояокажется убывающей (рис. 4б). В позитивных ФР верхний слой в результате дифракции и рассеивания будет частично засвечени вымыт при проявлении, т.

е. будет округленной верхняя кромка (рис. 4в). Отражениеи рассеивание света также вызовут частичноеразрушение нижнего слоя ФР, однако вследствие адгезии проявитель лишь незначительно вымоет эту область.Разрешающая способность процесса ФЛснижается также из-за бокового подтравливания материала подложки под слоем ФР награницах защитного рельефа (рис. 5).

Оноувеличивается при использовании толстыхпленок. На рис. 6 изображена зависимостьразрешающей способности процесса ФЛРис. 5. Боковое подтравливание под слоем ФР:1 — фоторезист; 2 — пленка, подлежащаятравлению; 3 — подложка; D — глубина травления;e — боковое подтравливаниебвРис. 4. Основные источники размытости кромокФР (a); верхняя часть слоя негативных ФР (b);то же — у позитивных ФР (в): 1 — фотошаблон;2 — фоторезист; 3 — подложка; 4 — дифракция;5 — диффузионное рассеивание; 6 — отражениелучей от подложкиРис. 6.

Зависимость разрешающей способностипроцесса ФЛ и ФР от толщины ФР: 1 — областьрастравливания; 2 — разрешающая способностьслоя ФР (после проявления); 3 — разрешающаяспособность процесса (после травления)и одного из часто применяемых негативныхФР от толщины слоя ФР. Из рисунка видно,что при достаточно тонких пленках фоторезиста (порядка 0,3 мкм) разрешающаяспособность процесса составляет около200 лин./мм, что соответствует ширинелинии примерно 3 мкм.Разрешающая способность процесса во многом определяется совершенством применяемых ФШ и источников УФ-излучения.Устойчивость к химическим воздействиям.ФР должны обладать высокой устойчивостьюк воздействию кислот и щелочей, так как в процессе травления или электролитического осаждения защитный рельеф значительное время(до нескольких минут) контактирует с концентрированными кислотами (плавиковой,азотной, соляной, ортофосфорной, серной)и щелочами (едкими калием и натром).

Кислотостойкость ФР во многом определяется химическим составом его полимерной основы.Для повышения кислотостойкости в составФР вводят различные кислотостойкие добавки, например, хлорированный новолак, эпок-Таблица 1. Технологические характеристики позитивных и негативных ФРСравниваемые характеристикиФоторезистНегативныйПозитивныйВлияние экспонированияДостаточная полимеризациядля формирования рисункаХимическая стойкость резиста,формирующего рисунок, химические изменения происходят в областях, не участвующихв формировании резистивной маскиЧувствительность к кислородуЧувствителен, что создает трудностипри экспонированииНе чувствителенУдаление резистаТрудно удаляется, так как материал имеетвысокую относительную молекулярную массуЛегко удаляется, так как не содержиткомпонентов с высокой относительноймолекулярной массойХимическая стойкостьНезначительная химическая стойкость,низкая скорость фильтрацииВысокая химическая стойкостьи скорость фильтрацииПроявлениеПроявитель — органический растворитель;рисунок набухает; удаление отходов затрудненоПроявитель на основе воды: рисунокне нарушается; удаление отходов простоеТолщина ФРДолжна составлять не более 1/3минимального размера рисункаМожет быть равна минимальному размерурисунка или превышать егоПокрытие ФР ступенек рельефаПлохое из-за ограниченийпо толщине покрытияОтличное, так как можно использоватьотносительно толстое покрытие (2—3 мкм)68www.finestreet.ruTEP#15(3):TvEP.qxd24.04.200710:21Page 69Электронные и ионные технологииТаблица 2.

Характеристики некоторых фоторезистовМарка ФРРазрешающаяспособностьпри толщине слоя1 мкм, лин./ммКислотостойкостьпо плотностидефектов мм–2,не болееСтойкостьв проявителе, сКинематическаявязкость Хпри 20 °С, сСтФП-3075000,35906ФП-3094000,5–6ФП-3304000,75605,9ФП-3335000,21806ФП-3344000,26004,5ФП-3834000,21806–6,5ФП-РН-7400ФП-617500ФП-617ПФП-6260,2ХХ402–2,50,0530ХХ21–265000,00540ХХ8–155000,00530ХХ20,5–25,5ФН-1062000,04–7ФН-1084000,25–3,5• стойкость композиций и их составляющихпри хранении;• нетоксичность;• простота применения и др.Осуществить выбор типа резиста для заданной технологии можно путем сравненияосновных технологических характеристик позитивных и негативных ФР (табл.

1).Сравнение характеристик, приведенноев таблице 1, объясняет преимущества позитивных ФР, все шире применяющихся в технологии ИМС благодаря их более высокойразрешающей способности.Свойства некоторых, применяемых в отечественной промышленности ФР приведеныв таблице 2. В наименовании марки ФП обозначает фоторезист позитивный, ФН — фоторезист негативный [3].ХВ состоянии поставки.Фактор фоторастворимости в проявляющем растворе (не менее) — отношение скорости растворения экспонированныхи неэкспонированных участков.ХХсидные смолы и др.

Высокой кислотостойкостью обладают резисты на основе каучуков.Кислотостойкость ФР часто оценивают фактором травления:K = Δ/e, (1)где Δ — глубина травления; e — боковое подтравливание.Некоторые позитивные ФР отличаются невысокой щелочеустойчивостью, котораяобъясняется наличием в композиции фенольных смол, растворяющихся в щелочахна необлученных участках защитного рельефа при проявлении.

Стойкость таких резистов повышается замещением части фенольных гидроксилов радикалами, инертными кщелочам.Устойчивость фоторезиста к химическимвоздействиям зависит также от толщины и состояния фоторезистивного покрытия.Травители на защищенных участках рельефа локально пропускают дефекты в пленкефоторезиста (сквозные поры — «проколы»,пыль, пустоты).

Они возникают в результатемеханических напряжений в процессах нанесения слоя, его сушки, экспонирования и задубливания. При этом чем тоньше слой резиста, тем вероятнее образование подобных дефектов.Стойкость фоторезистивного покрытия зависит также от адгезии слоя к подложке. Чемона лучше, тем меньше e, и, следовательно,при данном Δ выше кислотостойкость (1).Адгезия ФР определяется физико-химическими свойствами компонентов, входящих в егосостав, и условиями проведения процессовФЛ (нанесение слоя, сушка, экспонирование,термообработка и т. д.).Равномерность ФР покрытия рассматривается как на отдельно взятой подложке(градиентная погрешность), так и при переходе от одной подложки к другой (воспроизводимость покрытия). Градиентная погрешность толщины ФР и невоспроизводимость ее в серии подложек ухудшаютсветочувствительность и кислотостойкостьwww.finestreet.ruи в конечном итоге приводят к снижениюпроцента выхода годных изделий, точностии стабильности их параметров.Равномерность ФР-слоя зависит от методаи условий его формирования и определяетсятакими физико-химическими свойствами ФР,как вязкость, плотность, смачиваемость им подложки.Помимо перечисленных выше имеется ещеряд требований, которые необходимо выполнять при выборе фоторезиста:• обеспечение минимального загрязнения изделий продуктами фотохимических реакций;• недефицитность материалов;69Литература1.

Черняев В. Н. Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров.М.: Радио и связь. 1987.2. Блохин В. Г. Технологии производства микроэлектронной аппаратуры: Лекции. М.: РГТУМАТИ им. К. Э. Циолковского. 2004–2005.3. Малышева Н. А. Технология производства микроэлектронных устройств. М.: Высшая школа,1991.4. Энциклопедия машиностроения. Том III-8.Технологии, оборудование и системы управления в электронном машиностроении / Подред. Ю. В.

Панфилова. М.: Машиностроение.2000..