Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 165
Текст из файла (страница 165)
ияются в виде сильно разбавленных растворов для того, чтобы уменьшить скорость травления и избежать воздействия растворителя на вытравлнваемый материал под защитным рельефом иэ полимера. Поскольку чаще всего применяются водные растворы, иногда для замедления реакции за счет уменьшения дислокации химических реагентов или повышения вязко. сти этих растворов, к ним добавляются спирты, например, метиловый, или этнленгликоль, глицерин. Обычно более слабые трзвители создают меньшее подтравливание, чем сильные травителн. Если возможен выбор приме. няемых реактивов, то ионы металла, изменяющие валентное состояние, подобно железу 2Резт+ Сцвлениа = 2Ре+т+ Сн раствор предпочтительнее, чем окнслители, взаимодействующие с образованием газообразных веществ, как в случае, например, использования азотной кислоты 2НХОз+6Нт+ЗСпнненкз = 2ХОгаат 4Нз О+ЗСнрастиор Хотя ХΠ— газ и бесцветный, однако обычно происходит выделение коричнезыч паров, потому что при соприкосновении ХО с воздухом образуется ХОь Причиной предпочтения реакций предшествующего типа является то, что пузырьки газа часто прилипают к поверхности не полностью вытравленных пленок и таким образом предотвращают образование чистого четкого рельефа рисунка.
Другим критерием выбора реактивов и растворителей является их воздействие на защитный рельеф фотореэиста. К настоящеьсу времени накоплен большой опыт работы с травителями тонких пленок для различных материалов, однако опубликована была 3. Фотолитография только небольшая часть экспериментальных данных, потому что состаиы травителей зачастую не публиковались. Опубликованные обзоры о травнтелях поэтому являются далеко не полными и, кроме того, следует учесть, что перечисленные растворы могли изменяться по составу.
На практике стало наиболее удобным исследовать различные составы травнтслей, ре:улировать их и доводить до такого состоянии, пока пе будут получены наилучшие результаты, отвечающие в каждом отдельнои случае требованиям поставленной задачи. Что касается методов травления, то самым обычным является окунание с перемешивапием или без него. Травление пульверизацней имеет следующие преимущества: непрерывное контактирование поверхности пленки со свежим раствором постоянной концентрации; хорошее смачивание пространства между близко расположенными деталямн рельефа; быстрое удал ние продуктов реакции.
Часто считают, что для того, чтобы получить наилучшую разность и меньшее подтравливание, этот метод более пригоден, чем метод травления погружением. Однако следует отметить, что в этом случае необходимы хорошо вентилируемое рабочее помещение и коррозионно-стойкая аппаратура. Когда имеют дело со свежеосажденными и защищенными тонкнчн пленками, то применения специалыгых методов очистки, предшествующих травлению, в основном не требуется. Однако такая необходимость может возникнуть, когда многослойные пленки травятся последовательно в раз.
личных ваннах. Например, имеется пленка меди с нанесенной на нее пленкой хрома. После травления хрома поверхность слоя меди остается закрашенной, а в результате прн последующей операции травления стоя меди будет неровной. Обработка кислотой без окислителей уменьшает этот недостаток. Для очистки меди для этих целей в промышленности применяют растворы »!!итра-Клин» !фирма «Шиплн») н слабокислотные растворы, содержащие хелатные соединения. Все они, как правило, применяются разбавленными В случае, когда пленка металла, которая подвергаетси вытравливанию, имеет электрический контакт с другим металлом, который также подвергается обработке в электролите, более электроположительный металл становится анодом и переходит в раствор, а менее электроположительный металл выступает в качестве катода и просто разряжает ионы водорода. Таким образом, следует подобрать подходящие травители, которые в обычных условиях энергично взаимодействуют.
Эта ситуация аналогична положению, когда имеются тонкопленочные резисторы с контактами из различных металлов На самом деле, если поверхность контакта и покрыта пленкой фоторезиста, то это не исключает образования электролитической ячейки, потому что толщина пленки достаточна для того, чтобы обеспечить пассивацию пленки, Пример подобного типа, описанный одним из исследователей, относится к пассивацни пленок кермета Сг — 310 в феррицианид. ном травителе в присутствии молибдена. Можно наблюдать также и об ратное явление; корродирование пленок металла в растворах, обычно не реагирующих с этим металлом, из-за присутствия другого металла 1) Алюминий.
Пленки алюминия легко растворяются как в щелочных, так и в кислотных травителях. Имеются указания на то, что в случае применения фоторезиста КТгй, прокаленного при 120'С, подтравливание получается малым, но еще лучшие результаты получаются с использованием кислотных травителей применительна к $оторезисту А2-! 350. Использование водных растворов 20 4-ной гидроокиси натрия при температурах от 60 до 90'С описывается в 1831.
Этот, по-вндимому, быстродействующий травитель, для травления тонких пленок почти не применяется. Установлено, что смесь в равных соотношениях 269» вес водного раствора гндроокнси натрия и метилового спирта, при температуре около Гл. 7. Формирование рисунков в тепкнк пленках 30' С, является очень быстродайствующим травителем.
Подтравливание наблюдается в случае применения метода травления окунанием. Растворы НаОН изменяют адгезию защитного покрытия и приводят к образованию нечетких краев линии, особенно при более толстык покрытиях (около 1 мкм). Определенные затруднения также вызывают выделение газов в прилипание пузырьков к поверхности пленок. Имеются следующие составы травителей на основе хлористоводородной кислоты: ! часть концентрированной НС1+4 части Н«О 1821 н 20% НС1 при 80' С. Последний состав, как указывают различные авторы, при вытравливании тонких линий дает вполне удовлетворительные результаты. Рекомевдуют также применять смесь концентрированной НС1 с выпускающимся промышленностью раствором РеС!з (83), однако этот трави.
тель, по-видимому, для тонких пленок является слишком сильным. Другим, широко применяемым, кислотным травителем является система: от 80 ло 95 мл Н«РО„З мл Низ и от 0 до 20 мл НзО. Если процесс проводится при температуре около 40' С, скорость травлении изменяется в пределах 1500 — 2500 А мин-' в зависимости от содержания воды. Поскольку при этом происходит выделение газов, то для удалении пузырьков с поаерхно. сти применяют различные способы перемешиванкя.
2» Хром. Поведение хрома в кислотах характеризуется абразованнел~ иа поверхности пассивирующей пленки. Удаление пассивярующей пленке достигается созданием фнзяческого контакта с электроположительными металлами (алюмипиевая проволока (961, стержни или шарики из цинка), В результате происходит удвленве иодорода с поверхности хрома и последующее быстрое травление. Ионы Сг++ в водном растворе выполняют ту же самую роль, что я катодный потенциал.
Будучи однажды депассивиро. заикой. поверхйость хрома быстро растворяется почти во всех минераль. ных кислотах. Скорость растворения уменьшается в следующем порядке [97). НС1) Нвг) Нз БО, > НС)О,. Были опубликованы составы кислотных травителей, применявшиеся ив практике: в) 50 мл глицерина; 50 мл концентрированной НС1.
Скорость травления около 800 А мин-' 1981. Концентрированная НС1, когда в качестве депассиваторв используется цинковый стержень, обеспечивает скорость травления, равную 1500 А мин-' (65]. По.пиднмому, в данном случае учитывается и время депассивацпи; на самом же деле фактическая скорость травления может быть в 2 — 3 раза выше. б) 9 частей насыщенного раствора сернокнслаго церия; 1 часть кои.
центрнрованиой ННОз. Скорость травления около 800 А мин-' (961. Со. стев, аналогичный последнему, поставщики рекомендуют для травления плакированных металлом хромовых фотошабловов фирмы «Кодаке (99). а) 164,5 г нитрата аммония, содержащего четырехвалентный церпй; 43 мл концентрированной (70«6) хлорной кислоты и добавляется вола в таком количестве, чтобы общий объем раствора составил 1 л. Этот тра. вигель можно применять при температуре 50' С. Прн этом скорость травления в 3 раза выше, чем при комнатной температуре. Следующим травителем для пленок хрома, который дает удовлетворк. тельные результаты, является раствор: 454 г А1С!з 6Н«О: 135 г ЗпС1зг 30 мл Н«РО«,' 400 мл Н«0. В работе 183), опубликованной фирмой «Истмэи Кодака, приводится следующий щелочной ферроцианидвый трааптсль, при использовании которого отпадает необходимость в делассивацви при травлении хромовыз фотошаблонов.
$. Фотолитография 1 часть раствора, состоящего из 60 г НаОН н 100 мл дероннзованной воды, клюс 3 части раствора, состоящего мз 100 г Кэ[Ре(СН)э] н 300 мл деионизованной воды. Этот травитель следует использовать яри комнатной температуре. Скорость травления изменяется а пределак от 250 До !000 А мин '. 3) Пленки Сг — 81 н Сг — 8!О. Химические свойства пленок сложного состава, в основном, аналогичны свойствам основного компонента. До8уская, что компоненты пленки образуют две или более тонкодисперснме фазы, следует отметить, что растворение ооновной фазы происходит не.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
