Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 167
Текст из файла (страница 167)
Пленки двуокиси кремния, полученные терми. ческим окислением кремния нли осажденные методом ВЧ распыления чаще всего трааятсн буферными растворами фтористоводородной кислоты. Обычно травление осуществляется смесью 40зй-ного (по весу) раствора МН,Р с концентрированной (48э(р) НР. Соотношения, как правило, изменяются в пределах от 9 до 12 объемн. % НР и 88 — 91 объемн.
ай буферного раствора (например, [82!). Скорости травлении термически выращенного окисла и высококачественных пленок,.полученных методом ВЧ распыления, одинаховы и увеличиваются по мере увеличения содержания свободной кислоты. При концентрациях, укаэанных ранее, скорости травлении составляют б00 — 1200 А мнн '. Скорость травления, кроме того, зависит от при. месей, содержащихся в окисле, степени перемешивания и температуры растворителя '(!091. 609 20 зак. вэз Гл. 7.
Формирование рисунков в тонких пленках В качестве защитных покрытий могут быть использованы фоторезисты КТРЕ и КРК. Фотарезист КРЕ, а еще лучше, КРЕ2, которые дают возможность создавать более толстые покрытия, защищают неровности по. верхностн более надежно, чем обычные тонкие покрытия нз фоторезиста КТРЕ. Преимущества фоторезистов КРЕ и КРЕ2 состоят в более лучшей защите от проникновении травителя и образования проколов [см. равд.ЗЕ, 3) ]. Недостатком этих фоторезнстов обычно является неудовлетворительная адгезня, которая, как правило, в процессе травления ухудшаетсн, что в конечном счете ведет к образованию клина травления. Хорошо обработанные и задубленные пленки фоторезистов КТБЕ нлн КРЕ могут выдерживать погружение я буферные растворы НР при небольшом разрушении в течение примерно 10 — 12 мин [86, 1!О].
Если пленка ЯО, сравнительно толстая, то она требует более длительного времени травления. В этом случае следует травление пренратить, а покрытие прокалить. Позитивный фоторезист типа АХ 1350 танже пригоден для травления ЯОь Для этой цели поставщики рекомендуют буферные трзвители, состояи1ие из 389 г МН,Р, 140 мл НР, а деионнзованная вода добавляется в таком объеме, чтобы общий объем раствора составил 1 л. Сообщают, что скорость травления при этом составляет 1000 А мян Другим широко известным транителем для пленон 5!Оз является так называемый Р-травитель [111, 112].
Его состав: 15 мл 49% НР; ! 0 мл 70% ННОз., 300 мл НзО. Этот трааитсль имеет даа назначения, одно — контроль удаления очень тонких слоев 8!От при очень малых скоростях травления (120 А мин-' длн термически выращенного окисла); другое — чисто исследовательское, потому что скорость травления в значительной степени завн. сит от стехиоиетрии, порнстости и наличия примесей в пленках. Текин образом, посредством определения скорости травления П-травителем можно сделать примерную оценку качества пленок ЯО,.
13) Нитрид кремния. Пленки ЯзЫ4 химически ннертны и с большим трудом поддаются травлению. Наиболее подходящим травителем является концентрированная,[49зй) НР; прн этом скорость травления изменяется от 150 А мнн ' [110] до 500 и !000 А мни '![98], в зависимости от метода получения пленок и их толщины. Буферные растворы НР взаимодействуют с гораздо меньшей скоростью, около 15 А мин-' ![110]. Еше одним травнтелем может быть раствор, состоящий из 3 мл концентрированной НР н )0 мл концентрированной ННОз; травление осуществляется при темпе.
ратуре 70 С ~[!981. Общи!г недостаток всех этих реактивов состоит в том, что все существующие фоторезисты ие выдерживают взаимодействия с ними достаточно продолжительное время, чтобы вытравить несколько сотен ангстрем пленки 31зИь Для преодоления этого препятствия с помощью рельефа рисунка по покрытию фоторезиста изготавливают защитные пленки нз молибдена [110] нли сплава хром — серебро ~[98]. Эти металлы не взаимодействуют с НР и она не пронккает под пленки этих металлов, так что таним способом могут быть изготовлены сравнительно бездефектные рисунки. Сообщают об изготовлении таким способом отверстий диаметром около 7,5 мкм и прямых линий с четкимн н резкими нраями [110]. Известно, что в качестве маскирующего покрытия применяют пленки ЯОз и пленки 81зйь которые затем травятся горячей, концентрированной серной кислотой [113].
14) Серебро. Для травления пленок серебра применяют покрытие фоторезистом КТРЕ и водный раствор, 56зА вес, азотнокислого железа. Травление рекоменду!от проводить прн температуре от 43 до 49' С [83]. Однако один из авторов установил, что эта смесь является слишком быстрым 810 3. Фотолитография травителем для тонких пленок. Более пригодным является раствор, полу. ченный растворением 55 г Ее(ХОв)з в этиленгликоле, а к 100 мл такого раствора добавляется 25 мл воды. Гомогенизированная смесь, сразу после изготовления помещенная в сосуд коричневого цвета, может храниться в течение недели. Тем не менее это также довольно быстрый травитель.
При травлении распылением достигается скорость около 3000 А мнн-' Этот метод применять более целесообразно, потому что наблюдение за поверхностью при травлении окунанием затруднительно из-за непрозрачности раствора. Для того, чтобы предотвратить перетравление, при высоких скоростях травления необходимо быстрое промывание водой. Трави- тели, которые, как было указано ранее,предназначены для травлсшш меди и золота, КЛ вЂ” Лз, дают хорошие результаты и при травлении серебра.
Погружение образца пленки в травитель на 1 — 3 с, с последующим немедленным промыванием водой обычно вполне успешно позволяет удалять пленки толщиной 1 мкм и менее. Свойства других травителсй, состоящих нз равных количеств концен. трированной азотной кислоты и воды или азотной кислоты и глицерина (смеси концентрированной азотной кислоты и определенных органических соединений, например, спиртов, как известно, после продолжительного хранения самопроизвольно взрываются. Такие смеси хранить нельзя!), описаны Уотшем [98). Скорости травления пе приводятся, но можно цредполагать, что в этом случае получается очень хорошая четкость рисунка, потому что пленки серебра часто используют в качестве защитных при трав.
ленин ингрида кремния. Еще одним возможным, но еще не испытанным, составом для травления тонких пленок серебра являются растворы феррицианида с добавкой тиосульфата натрия, для того, чтобы предотвратить осажденне железосинеродистого серебра и железнстосннероднстого сереб. ра [69), 15) Тантал. Травление пленок тантала осуществляется обычно в смесях азотной и фтористоводородной кислот.
Для средних скоростей травления при комнатной температуре следует применять следующий состав [!!4): 2 части концентрированной НХОБ ! часть 48чй НЕ; 1 часть воды. Для получения более быстрого травнтеля воду можно не добавлять. Это целесообразно в том случае, когда пленки тантала содержат большое количество кислорода и когда наблюдается тенденция к разрушению фото- ревиста; если адгезня фоторезиста плохая, то быстрые травители, по-видимому, меньше разрушат слой фоторезиста, чеи более слабые травители при медленном растворении. Продолжительность операции травления необходимо очень тщательно выдерживать во избежание псретрааливання.
Ванду того, что в травнтеле присутствует фтористоводородная кислота, он взаимодействует также н с подложками, например, стеклянными или подложками, пасснпированными 3!Оз. Как сообщает Гроссыан н Герман,[115), взаимодействия с подложками можно избежать, если использовать щелочной травнтель. К нагретому до 90'С раствору, содержащему 9/!О частей 30ем-ного ИаОН или КОН, добавляется !/1О части 30 — 35-ной перекиси водорода.
Эта смесь травит тантал, нитрид тактала, окись тантала со скоростью 1000 — 2000 Л мин †'. Однако она взаимодействует также н с фоторезистом, поэтому в дополнение к фоторезнстам применяются металлопленочные маскирующие покрытия, например, золото. 16) Титан. В технических изданиях фирмы «Кодак» в качестве зашит- ного покрытия для титана рекомендуется фоторезист КТЕК и для травления приводятся два состава: 611 20ч Гл.
7. Формирование рисунков в тонких пленках 90 мл НзО; 10 мл 48сй НР. Скорость 12 мкм мин-' при 32' С и 70 мл НзО; 1О мл 48'й НР; 20 мл концентрированной НХОз Скорость 18 мкм мин-' при 32'С, являются слишком быстрыми травителями для тонких пленок. Д. Удаление защитного рельефа фоторезиста 1) Растворители фоторезиста. Окончательное удаление пленок полимера с поперечными связями — задача очень трудная, потому что эти соединения почти нерастворимы. Степень трудностей, возникающих при снятии фоторезиста, зависит от природы материала покрытия, его толщины и материала подложки, находящейся под покрытием. Как правило, удаление пленок фоторезиста становится более затруднительным при увеличении температуры окончательной сушки. Наиболее широко использующиеся методы удаления фоторезиста основываются на применении горячих хло.
рированных углеводородов для набухания полимера с одновременным применением кислот, для уменьшения адгезии пленки фоторезиста к подложке. Для разложения органических материалов могут быть использованы окислительиые реактивы, например, горячая Кз80ь однако коррозия пленки часто препятствует применению таких сильнодействующих реактивов н методов. Несмотря на широкие экспериментальные исследования, никакого практически эффективного, универсального способа удаления фоторезистов, найдено не было.
Наиболее общим является метод погружения в горячие активные растворители, которому иногда предшествует набухание в горячем трнхлорэтилеие, с последующим вытиранием тампоном млн кистями. Эта последняя операция необходима почти всегда для того, чтобы удалить прочно прикрепившиеся волокна и части фоторезистивного покрытия без механического повреждения пленочного рисунка, Не совсем удачным является и применение воздействия струей нз пульверизатора для смывания. Смеси растворителей, которые, как было установлено, являются более или менее эффективными, внлючают три-и тетрахлорэтилен, хлористый метилен, дихлорбензол, хлортолуол в различных соотношениях с муравьиной кислотой, трифторуксусиой н фосфорной кислотами пли феиолом, Обычно используются также кетоны, такие как циклогексанон, ацетон и бутираль ацетон, Различными авторами был опубликован целый ряд составов для снятия фоторезиста.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
