Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 162
Текст из файла (страница 162)
нз. Удаление частиц н остатков органических веществ обычно достигается промывкой такими растворителями, как трнхлорэтилен. Подложки можно либо погружать в растворитель, либо в парах растворителя опрыскивать или обезжирзвзть. Остатки растворителя рекомендуется сдувать чистым сухим сжатым воздухом. При необходимости хранить некоторое время подложки оии должны быть очищены таким образом, чтобы скопленяе пыли или адсорбции влаги были исключены. Чтобы обеспечить получение сухой поверхности, перед нанесением фотореаиста обычно рекомендуется нагреть подложку до 200' С. Если десорбция летучих адсорбентов пронсходит, когда сушится подложка с уже нанесенным покрытием, адгезия пленки фоторезиств, вероятно, будет нарушена. Как только достигается получение чистой н сухой поверхности, сразу надо нанестн покрытие фоторезистом.
Меры предосторожности, перечисленные в предыдущем разделе, в ос. новном обеспечивают хорошее качество поверхности для немедленного осаждения топках пленок. Том не менее, если нанесению слоя фоторезиста 696 Гл. 7. Формирование рисунков в тонкия пленках предшествовала химическая обработка, поверхность пленки может быть такова, что хорошую адгезию с покрытием достигнуть невозможно. В основном хорошую адгезию обеспечивают: обработка кислотами и высокотемпературный отжиг, см. равд.
ЗЕ, 2). Щелочная обработка зачастую че обеспечивает хорошую адгезию с фоторезистивным покрытием и позточу после нее необходимо промывание разбавленными кислотными растворами всегда, если это только возможно. Ранее указывалось, что наиболее широкое применение нашли комплек. ты [готозые формы) фоторезистов КМЕ))/КТРК и КР)!)Крй-2. Позлпее более широкое признание завоевал фоторезист АЕ-)350 из-за его качества и высокой разрешающей способности. Выбор того или иного фоторезиста зависит оч материала, который подвергается вытравливанию, применяемых реагентов и даже от предпочтения разработчика.
Для выбора фоторезиста существует несколько общих правил. Одно из них, например, состоит н том, что фаторезисты группы КМЕк/КТРВ нельзя использовать вместе с медью нли медными сплавами, потому что при соприкосновении с по. верхностью, этого металла ухудшается стабильность сенсибилизатора [83]. Фоторезисты КМЕВ, котя и являются аналогами КТРВ, однако опи менее чистые, из-за более высокого содержания гелей и инородных частиц.
Следовательно, фотарезист КМЕВ перед использованием необходимо под. вергнуть тщательной очистке. Метод очистки приводится в работе Харел. ла [78]. Сообгцается, что фоторезист КТРВ является более стойким па от. ношению к сильным щелочным и кислотным растворам, чем КРК, и, кроме того, он может выдерживать достаточно долго даже воздействие царской водки, что обеспечиваег вытравливание тонких пленок золота [62]. Позитивные фоторезисты группы АЕ недостаточно стойки к воздействию щелочных травителей, котя их проявление осуществляется в разбавленном растворе гидроокисн натрия.
Стойкость фоторезиста АЕ-!350 по отношению к щелочным травителям может быть улучшена прокаливанием при тем. пературах приблизительно 200' С, но в этом случае значигелыго затрудця. ется удаление проработанного рисунка. Автопозитивный фоторезнст КАР-3 фирмы «Кодак» тоже нельзя использовать вместе со шелочными травяшн. ми растворами, !) Нанесение фоторезистов. В том виде, в каком фоторезнсты получэ!ат от поставщика, они содержат различные от партии к партии количества гелей и инородных частиц.
Если эти примеси попадают в нанесенный слой фоторезиста, то они в з»ачительиой степени ухудшают качество проявленного рисунка. Поэтому в любом случае перед использованием рекомендуется фоторсзисты подвергать фильтрации [84 — 85]. Обычно это осуще. ствляется с помощью фильтров с очень мелкими порами, стойких к воздей. стаию растворигелсй. Материалы такого типа имеются в промышленности. Это найлон, целлюлоза, а также тефлон с размерами пор от )4 до 0,25 мкм.
Обычно во избежание засорения, операцию фильтрации проводят з две стадии. Нв первой стадии на установках сравнительно грубой очистки под действием силы тяжести или рабочего давления фильтра удаля!ется боль. шие частицы. После этого проводится тщательная фильтрация под данае.
кием через фильтры тонкой очистки, с размерами пор нли отверстий шириной около ! мкм. Широко применнется метод, в котором фильтры тонкой очистки всчранва!отея в установки, с помощью которых фоторезисты наносятся на поверхность подложек. Видоизмененный метод очистки, н котором для удаления сферических частиц из фоторезнстов типа КМЕВ применен электрофорез, описан Тейлором [87]. Самый эффективный метод очи. стки был разработан одним из поставщиков интегральных микросхем [78]. Этот метоп состоит из двух операций химической обработки — экстракцин жидкости жидкостью с последующим цеитрифугированием, Тши- 8.
Фотолитография тельный анализ очищенных продуктов показал, что этим методам удаля. ются как скопления частиц вещества, так и следы примесей металлов. Металлов в фотарезисте КМЕй содержится до 60 частей на миллион, а в фоторезисте КТРЕ менее ! части на миллион. При таком методе обработки распределение молекулярных весов и концентрация сенсибилизаторз в очищенных фоторезистах це изменяется. Это легко установить методом затемненного поля нли исследованием а электронном микроскопе 188].
Наиболес успешно этот метод применяется, в частности, для очискти фоторезистов типа КМЕЕ, для очистки же фоторезистов КТРР прнменяютсч в основном обычные методы фильтрации, Очищенные таким образам растворы обеспечивают получение из фоторезистов покрытий высокого качества. Другим важным свойством растворов фоторезистов, выпускаемых промышленностью, которое перед их использованием часто изменяется, явля. ется содержание сухого продукта. Как показано на рис. !4, содержание сухого продукта определяет вязкость растворов фоторезистов, а следава. тельно, и текучесть. Чтобы получить покрытия контролируемой, и одинако. вой по площади толщины, часто желательно иметь наименьшую вязкость раствора фоторезиста. Поставщики, как правило, выпускают соответствую.
щие разбавляющие составы (разжижителн), но в некоторых лабораториях потребителей предпочитают применить чистые растворителя, например, толуол, ксилол н целлозольв. При разбавления очень важно избежать появления пузырьков воздуха, потому что удаление захваченных аязиим раствором газов, происходит очень медленно. На практике обычно считают самыми вязкими растворы фоторезистов КМЕТЫ/КТРВ. Рвзбавителн для фоторезистов типа АХ.1350 также выпускаютси промышленностью, но они применяются очень редко, потому что вязкость этого фоторезиста ниэ кая, что обусловливается природой самого вещества, Разбавление обычно производится смешиванием фоторезиста с соответствующим разбавителем в определенном, эмпирически установленном соотношении.
Более объектив ный контроль достигается тогда, когда в качестве контрольного параметра берется вязкость разбавленного продукта, Это требует очень точного поддержания температуры, поточу что, например, вязкость фоторезнста КТРР изменяется примерно на 2ей на !' С !86]. Методы нанесения фоторезнста на подложки могут быть различными: окунание, полив, разбрызгивание и прокатывапие [24], В технологии производства тонкопленочных схем соз.
дание покрытия центрифугированием стало наиболее распространенным методом, потому что этот метод обеспечивает получение одинаковых и вес. производимых по толщине пленок. Это достигается помещением подложки в металлический столик и иреплением его с помощью вакуумной присоски, Затем чаша приводится во вращение от электродвигателя, а поверхность подложки поливается жидким фоторезистом, после этого электродвигатель выключается. За счет центробежных сил вязкая жидкость равномерно распределяется по поверхности подложки задолго до того, как произойдет испарение растворителя.
Избыток раствора отбрасывается иа края подложки. Не рекомендуется наносить фоторезист нв падложйу во время вращения, так как эта приводит к образованию неравномерного по толщине покрытия. При использовании квадратных или прямоугольных, подложек рекомендуется применять низкие скорости центрифугирования, в пределах 50 †!000 об/мин. В этих условиях образуется окончательно сформированное покрытие фоторезиста КРЕ толщиной 2,5 мкм при 75 об/мнн !24]. Бо. аее толстое покрытие образуется на краях н в углах подложки.
Основная масса подложек, применяемых в технологии получения тонкопленочных схем, имеет круглую форму. Эти подложки покрываются при высоких скоростях вращения центрифуг. На имеющихся центрифугах можно одновре- 692 Гл. 7. Формирование рисунков в твиких пленная пенно производить нзнесеиие фоторезисгов не одну или несколько подложек, полученных от различных постзвщнков. Чаще всего применяются скорости вращения в пределвх 2000 — 6000 об/мии, Получзющаяси толщине слоя фоторезиств ээвиснт от нязкости растворе, скорости вращения н ускорения центрифуги. Толщина слоя представляет собой унпарболическую функцию скорости вращения, кдк это показано нв рнс.
!6. Аяэлогнчные сведения предстввлены н другими авторами !66!. Прн применении более разбавленных составов талщинэ слоя фоторезистз претерпевает меньшие УРО 2О 55 Ог5 О 5 УО 15 2О 25 [ЪА дщудтго сснозо ноарснто, Рьг '4 О 2 О 5 Ю ЕО я СкоРость ОРащения «енотоьЗХуии, об/ианк УООО Рис. 14. Завнсиыость вязкости фатере- вистов фнрыы Кодак от содержания сукоге вродуктв (88!. Рнс. 18. Зввисныость тоящииы иокрытня фоторвзнста КТРИ от скорости вращения Ыентрнфугн. Нв «ривык указаны различные соот1гоше. иня фоторезист — рззбввитезь !88!. изменения при изменении скорости вращения, в вращение со скоростямя выше 6000 обйянн практически не окязыв8ет влияния на качество покрытия.
Демон !69! провел обширные исследования толшнн слоев, полученных на пяти рэзличиых центрнфугзх, в мзкснмально идентичных условиях н установил большие расхождения полученных результатов. Таким обра. зом, было установлено, что ускорение центрифуги тзкже является важным контрольным параметром. Время достижения макснмзльиой скорости врзщения колеблется в пределах примерно от О,! до 3,6 с для различных цептрифуг. При более высоких ускорениях покрытие получаются более гоикимн, но, что еще более важно, более одинаковой толщины, по всей поверхности подложки. Этот эФфект был обнаружен текже н Шварцем [661.
И, нзкоиец, утолщение слоя и крею подложки уменьшается с использованием более высоких ускорений г69!. Следовательно, наиболее яредпо. По везера»урным Хвв- Ревемевзаввв изгпеоеезелеа ~ вым, мавеимапаиые твп ватаев»вета !О мин пря 120'С [24! 1О мнн при 120'С [24) Мяннмум 20 мнн при Ь2'С; сушка выше 104'С может ухудшать адгезню [24) 5 — 30 мнн прн 50пьб5'С 30 мнн прн 1!О'С 30 мнн прн 120'С КРз[, КРВ-2 КМЕТЫ КТГ[! 15 мвн пря 100'С АЕ 1350 2) Экспоянроввняе фоторезистивных покрытнй.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
