Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 164
Текст из файла (страница 164)
Поскольку излучение от любых источников света в какойто степени рассеиваетси, то в соответствии с геометрическими правилами оптики любой зазор между слоем эмульсии в поверхности фотошаблона и слоем фоторезиста приводит к расширению экспонированного участке. Степень влияния этих эффектов на начество рисунка зависит от возможностей установки; рисширение линий пропорционально величине зазора между фотошаблоном и подложкой.
В одном из конкретных случаев уширеиие линии с обоих краев составило около 6 мкм, тогда как расстояние между фотошаблоном н подложкой было преднамеренно установлено в 25 мкм ,[93], При условии совершенно гладкин поверхностей фотошаб- 60! Гл. 7. Формирование рисунков в теиких плепкак лоиа и подложки этот эффект можно уменьшить применением вакуумного держателя. При этом имеет место упругая деформация фотошаблоиа.
Особенностью фотореэистов КМЕ)г/КТР)( является тзк называемый кислородный эффект. Ои возникает в том случае, когда сеисибилизатор разлагается без образования поперечных связей в полимере и экспонирование осуществляется в присутствии кислорода (62). Эта реакция по существу происходит в тонких слоях фоторезиста, около свободной воверхиости, и поэтому эта часть остается растворимой в проявителе. Если ие прибегагь к изменению продолжительности экспонирования, то при работе со слоями фоторезиста около 1 мкм и более кислородный эффект становится не заметным.
Однако при работе со слоями толщиной 0,5 мкм и менее, эти слои могут быть уменьшены за счет кислородного эффекта настолько, что покрытия ие обеспечат достаточную защиту поверхности пленки при последующем травлении. Избежать появления кислородного эффекта лучше всего удается в том случае, когда вакуумный держатель с фотошаблопом и подложка устанавливаются таким образом, что поаерхиость раздела фоторезист — фотошаблои находится под пониженным давлением. Если в этом случае ие удается избежать возникновения кислородного эффекта, то рекомеядуют над поверхностью слоя фоторезнста продувать азот (55).
Одпако эта менее эффективно, чем применение вакуума. Лаже прп свмом тесном контакте фотошаблоиа и подложки, в случае пониженного давления остается оптический промежуток между слоем фотореэиста и шаблоиом, Для уменьшения этого промежутка экспопированпе осуществляют в жидкой среде с соответствующим коэффициентом отражения. Было осуществлено экспонирование при погружеяии в масло.
Уста. иевлево, что в этом случае в рисунке на слое фоторезиста образуется меньше дефектов, потому что царапины в стеклянном фотошаблоие прп этом делаштся невидимыми (62). Тем ие менее этот метод иа практикеширакого раопростраиеиия ие получил. 3) Проявлеиие и окоичательиая сушка фогорезпсга.
Хотя проявление рисунка рельефа в слое фоторезиста п мажет быть выполнено окунанием, с последующим замачиванием при одновременном слабом встряхиваиии, однако более широко применяют и обычна рекомендуют разбрызгивание проявителя на поирытие подложки. Так как в этом случае проясходит непрерывное обновление растворителя и умеренное механическое воздействие струи на покрытие, все это ведет к сокращеиию продолжительности проявлекия и, следовательно, к уменьшению иабухеиия коллоидибй системы, а зиачит, и лучшему поддержанию требуемых размеров деталей'в рельефе и в покрытии (Щ.
При этом чаще всего применяют короткие выдержки (от 1О до 60 с), с многократным последующим опрыскиванием безводными составами. Остаточный растворитель сдувается с поверхности чистым ежа. тым воздухом пли азотом. Эту операцию удобнее всего проводить в управляемых, автоматических установках для проявления. Такие установки выпускаются промышленностью. В этих установхвх можно обрабатывать одиовремеино весколько подложек с автоматическим циклироаанием проявления и промывания. Растворители наносятся через сопла, встроенные в распылитель, в тот момевт, когда подложки удерживаются вакуумными держателями. Во всех различных методах проявлепия фотореэистов изготовителями предусматривается примеиеиие комплекта выпускаемых ими реактивов (см. табл.
3 и 7). В даииом случае представляют интерес иекоторые квдаизмеиеиия методов и опыт работы, оиубликоваииые в печати. Фоторезист КРК, например, может быть также проявлен в парах трихлорзтилена с помощью прппцюоблепии, снабженного насадкой для распыления. Очень важно выдерживать заданную продолжительность процесса (около 16 с), 002 потому что э этом растворителе покрытие из фоторезиста вспучивается и очень сильно размягчается. Этот способ, безусловно, нецрнменим для фоторезнстов КМЕВ/КТРВ.
Последующая промывка фоторезиста КРВ осуществляется проявителем в смеси с особо чистым этнловым или изопропиловым спиртом [24[. Фоторезнст КМЕВ может быть проявлен в ксилоле [55) в смеси растворителя Стоддарта (легкие фракции нефти с высокой температурой кипения) и коппола [85[ нли в проявителе КМЕВ с добавкой 40%-го днпропнлкорбонате [87[. Как утверждают, последний раствор обеспечивает очень высокое разрешение линий.
Промывочными растворами являются смеси рззбавнтеля КМЕВ с этиловым нлн изопропиловым спиртом или 907З-НЫМ РаствоРом Стоддарта с 10$,-ным раствором изопропнлового спирта [85). Несмотря на то, что фоторезист КТО по свойствам н составу очень похож на КМЕВ, однако его нельзя подвергать действию растворителя КМЕВ, потому что последний является очень сильным растворителем я процесс происходит очень быстро.
Выпускаемый промышленностью проявитель КТРВ тоже содержит некоторое количество ксилола, но разбавляется он продуктамн перегонки нефти. Аналогом этого проявителя является растворитель Стоддорта. В этом случае подходящим раствором для промывки является смесь растворителя Стоддарта с изопропнловым спиртом или бутиловым эфиром уксусной кислоты [62[. Обычная продолжительность проявления слоев фотарезиста АЕ.!350, нанесенных центрифугированием, с применением нонцентрироваиных волных растворов проявителя АЕ, составляет 5 с, если проявление осуществляется при температуре от 16 до 22' С, как вто указано в инструкциях поставщика. Для того, чтобы более точно установить продолжительность операции, это время может быть увеличено почти в 10 раз, если применяются разбавленные растворы проявителя.
Продолжительность проявления зависит от толщины покрытия. После проявления поверхность промывается деионизованной водой. В случае негативных фоторезнстов имеет место явление выщелачивания. Оно возникает в связи с тем, что небольшое количество фоторезиста иа некоторых участках остается и ие растворяется полностью из-за недодержкн при экспонировании. Это явление проявляется более резко в слу. чае более толстых покрытий, а также в тех случаях, когда при проявлении и дальнейшей обработке применяются более активные растворители, например, трихлорэтилен.
Отделение волокон непрочного слоя полимера от набухшего рельефа может распространяться дальше, на участки, которые должны оставаться чистыми. Промывание нерастворяющнми растворамн, например, спиртами, приводит довольно быстро к усадке набухшего рельефа н способствует разрастанию выщелачиваемой поверхности. Окончательная сушка проявленного рельефа в слое фоторезиста, в ос. новиом, проводится для того, чтобы удалить остатки растворителя н увеличить химическую стабильность полимерного покрытия, а следовательно, и его вдгезию к находящимся под иим материалам.
Так же как и длч предварительной сушки, поставщики рекомендуют свои режимы [241. На практике имеется тенденция превысить рекомендуемые температуры. Лучшие рекомендации могут быть сделаны толька на основании опыта после. довання особенностей поведения различных систем.
Температура эадубливания (окончательной сушки), как правило, должна быть выше температур предварительной сушки поверхности полложек перед нанесением па. крытия. Это необходимо для того, чтобы избежать десорбции газов нз границе раздела, которая ведет к потере адгезин [55[. Рекомендуемые по мннзиальным значениям оптимальные режимы окончательной сушки фоторезистов КРВ, КРВ2, КМЕВ и КТРВ составляют 603 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленках 1О мин при температуре 120 С.
Термически наиболее устойчивы покрытия из фоторезистов КРГс. Они могут выдерживать обработку до 6 мин прн температуре сушки 260'С 1241. Довольно обычным является иагревание в течение 30 мин и 1 ч при температуре 160'С и выше, а Келли проводил сушку дзже при 190'С 1941. Поставщики рекомендуют прн окончательной сушке фоторезистов КМЕК и КТРГс не превышать температуру 148'С, потому что выше этой температуры начинается процесс окисления 1241. Тем не менее, окончательная сушка в течение !Π— 20 мин при 160'С яв. лвзтся безопасной и даже придает слоям довольно хорошие свойства [62~. В литературе, касающейся фоторезнста АЕ.1360, имеются указания ив то, что нет необходимости проводить сушку слоя в том случае, если ис. пользуются слабые химические реактивы.
Преимушеством такого процесса является свободное удаление полимера после травления. Когда применяются более сильные травители, например, буферные растворы фтористоводородной или азотной кислот, все же окончательную сушку при темпера. туре 150' С в течение 30 мин проводить необходимо. Йанболее высокаи химическая стойкость достигается прокаливанием при 200' С, однако посла этого удаление полимера для создания защитного рельефа весьма затруднено 1951. Г.
Химические травители для тонких пленок Реактивы, которые обычно применяются для вытравливания рисуниов в тонких пленках, в основном состоят из тех же самых химических ве. шеста, которые, как известно, растворяют материалы в объемно-плотном состоянии. Для травления тонких пленок эти химические реактнвм приме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
