Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 171
Текст из файла (страница 171)
В практической работе не удается полностью избежать ни образования отверстий в непрозрачных участках эмульсионного слоя фотошаблонов, ии образования темных точек в прозрачных участках. Образование тз1чек является наиболее часто встречающимся дефектом, особенно после многократкпго использовании фото. шаблонов.
Поэтому негативные фоторезисты предпочтительнее применять для растравливания линий рисунков в плотной металлической пленке. когда основным затруднением явлиется образование мостиков между линиями, а позитивные фоторезисты — для получения отверстий небольшою размера в окисной пленке. В этом случае, по-видимоиу, будет образовы- Гл. 7. Формирование рпсуиков в твикик пленкак ваться меньше проколов. В дополнение к дефектам, образующимся от некачественного фотошаблопа нли неточной выдержки при экспонировании, в слоях фоторезиста могут образовываться проколы н по другим причинам, напрямер, из-за наличия частиц инородного материала, внелрившинсв з слой фоторезиста, и острых выступов на поверхности тонкой пленки, лежащей под этим слоем фоторезиста.
В таких точках толщина слоя фоторезнста гораздо меньше заданной, а это создает возможность проникновения траэишего раствора под покрытие защитного рельефа. Это особенно нежелательно, когда такие дефекты образуются при травлении окисла, потому что это, в свою очередь, ведет к образованию проколов. Так как проколы очень малы и не поддаются визуальному наблюдению, было затрачено много сил на разработку методов их обнаружения. Эти исследования относятся к пленкам 5!Ое на кремнии, которые покрывались слоем нега. тивного фоторезиста, экспонировались, проявлялись, подвергались травлению в буферном травителе фтористоводородной кислоты.
Проколы можно подсчитать несколькими методами. Сюда входят и методы, основанные на электрических испытаниях, и химические методы обнаружения лефекгов. Для злектрофнзических методов необходимо на поверхность слоя двуокиси кремния напылить большое число очень малых размеров площадок пленок металла, с тем чтобы образовать конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика служит слой двуокиси кремния [85].
Каждый закороченный конденсатор будет указывать ца наличие в диэлектрике, кан минимум, одного прокола. Химические методы включают в себя диффундирование сквозь проколы газообразных электрически активных примесей, удаление окисла и протравливание поверхности кремния, нанесение гальаанохимнческиы методом меди нв участки поверхности кремния, экспонироваиные через проколы. Более простым методом пвляется увеличение дефектов за счет продолнгительного растравливаняя поверхности кремния. которое ведет к растравливаиию краев и делает проколы видимыми под микроскопом.
Обычно широко применяется воздействие иа образец газообразных хлора вшн хлорнстоводородной кислоты прн температуре около 900' С [94, ь25]. Такая обработка не оказывает влияния на пленку двуокиси кремщш, э то время кзк кремний взаимодействует с образованием ле. тучка хлврядов. Таням образом, проколы выявляются в виде амон травления в поверхности кремния под слоем двуокиси кремния. Недостатком этого метода является воздействие довольно высокой температуры на подложку в высоно агрессивной среде. Этот недостаток был устранен в методе, описанном Силливаном, который для травлении испольэовал водные растворы, содержащие органические реактивы, например: 17 мл этнлендиачина (35,6Тз мол.), 3 г пнрокатехина (4,1чь мол.), 8 мл воды (60,3гй мол.) для выявления ямок травления при температуре !!5'С [1!6]. Необкодимая продолжительность травлении 6 ч. Как указывают, зтнм методом выявляют гораздо бо.(шпее количество проколов, чем методом обработки хлором, нв пленках сравнимого начества.
Данные расчетов количества проколов, приведенные различными авторами, приводятся в табл. 12. Очень трудно осуществить сравнение этих данных пз-зв отклонемий пленок ЯОз по толщине в каждом отдельно!з случае, различия концентрации травителей, чистоты окружающей среды и, наконец, методов обнаружения проколов. Тем ие менее в любом случае совершенно очевидно, что количество проколов уменьшается при увеличении толщины слоя фоторезиста, Обычно слой фоторезиста толщиной менее 0,5 икм пе обеспечивает необходимой защиты пленки ЬУОз от проникновенна травнтеля н образования проколов. Попперт [125) считает, что для того чтобы количество проколов было менее !00 см-', необходимо, чтобы толщина слоя фоторезиста была не менее ! мкм.
Это согласует- 622 4. Специальные снесобы формировашш рисунка Таблица 12 Количество проколов в плевках двуокиси кремния защищенных слоем фоторезиста н подвергнутых воздействию буферного травитела (фторнстоводородной кнслотЫ) методом окунание Слой фоторсввств толшекв, мкм Прососы Автор в лнтсратурвмй естовакв количест- во, см метод КРИ КР)с -2 КТГН Кй(Е)( КТРН КТРН КР)1 0,1 0,4 0,48 1,8 0,2 0,5 0,15 Хлорное травление То же в Травление жидким траентелем То же 155 0 1 — 2 0 2000 250 6200 Келли [94) То же в Попперт [125) в Салливан [116) ИТТИ КРН-2 То же 0,18 0,4 2000 420 ся с ланными Лоусона [85), полученными методом испытаний конденсаторов, при толщине диэлектрического слон двуокиси кремнии 0,4 мкм.
Ои нашел, что выхол годных микросхем резко возрастает, когда толщина слоя фогорезиста КМЕН более 1 мкм. Тейлор получил этому подтверждение прн испытаниях слоев фаторезиста при толщине от 1,9 до 2,2 нкм. Поскольку не каждый прокол в пленке окисла приводит к образованию короткого замыкания, представляет интерес установить количественную коррелицню между плотностью дефектов — проколов и количеством электрических дефектов — коротких замыканий. Этот вопрос был изучен Лоусоном [!30], который установил логарифмическую зависимость следующего вида между плотностью проколов и выходом годных микросхем: !ои (выход годных) сопз!Х (плотность проколов).
Это справедливо, если счвтэть, что распределение проколов но поверхности не подчиняется определенной закономерности, а является случайным. Числовое значение кон. станты в уравнении зависит от различных операций технологического процесса н относительных размеров металлизированных и неметаллизнроеанвых участков по поверхности слоя окисла. 4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ РИСУНКА Несмотря на то, что традиционные методы фотолитографии, перечне. ленные в предыдуших разделах, весьма универсальны, тем ие менее по ряду нричнп все зтн методы имеют пределы нх возможного применения. Одно нэ таких ограничений обусловлено тем, что органические фоторезисты ие выдерживают воздействия сильных окислительных реактивов, применение которых просто необходимо для травления пленок стойких инертных материалов.
Для преодоления подобных затруднений были разрабо. тани два метода; создание негативного защитного рельефа н катодное травление. Другого рода ограничении возникают прн использовании фото- шаблонов, изготовленных из фотопласоин с эмульсией иа основе галондов Гл. 7, Формирование рисунков в тонких пленках серебра, для перенесения рисунка изображения на подложку. Одним из способов увеличения разрешающей способности рисунков и увеличения нзносостойкости фотошаблонов прн контактной печати, является применение хромированных фотошаблонов )см.
раза. ЗА, 6)). В этом направлении достигнуты большие успехи в формировании рисунка в слое фоторевиста с применением проекционных методов и голографии, не требующих применения фотошаблонов для контактной печати, но в этом случае необходимо вытравлннать диапозитивы с рисунков увеличенного размера. Вы. сокая разрешающая способяость и устранение влияния дефектов в фото. шаблоне достигается применением световых н электронно-лучевых методов создания рисунка. Эти методы отличаются дополнительным преимуше.
ством — использованием при расчете и конструировании рисунка вычислительных машин, благодаря чему устраняются трудоемкие, продолжительные и дорогостоящие операции изготовления оригинала. Все зти методы возникли сравнительно недавно, некоторые из них, на. пример катодное травление, довольно быстро и широко нашли применение. Другие, а именно, применение хромированных фотошаблойов для контактной печати, проекционное экспонирование, создание рисунка световым лучом, находятся, по-видимому, на переходной стадии, между лабо. раторными разработками и применением з промышленном масштабе. Тем не менее совершенствование этих методов продолжается, и поэтому естественно ожидать различных изменений в отдельных операциях и особенно в конструкциях применяемого оборудования. А.
Создание негатнпного защитного рельефа В обычной фотолитографии слой фоторезнста наносится поверх слоя пленки, которая затем подвергается травлению и представляет собой по. зитивное изображение рисунка, который в дальнейшем должен быть из. готовлен. Существуют также и обратные методы, когда негативный зашитный рельеф сначала создается прямо на подложке, после чего уже на него осаждается, например, пленка металла. В результате этого пленка осаждается непосредственно на подложке только в незащищенных участ. ках, Последующие операции приведены на рис. )7. На конечной операции защитный рельеф удаляется растворителем, который взаимодействует только с материалом защитного слоя, но не с материалом пленки.
Для того, чтобы этот метод мог быть применим, необходимо хорошее сцепление с подложкой. 1) Обратнав фотолитография. Простейшим способом создания зашит- ного негативного рельефа является использование для этой цели фоторе. виста. Методы создания защитного рельефа те же, что и в обычной фото.
литографии. После осаждения пленки рельеф фотореэиста может быть удален со всех участков поверхности подложки с помощью набухания фоторезиста в соответствующих органических растворителях н осторожного механического удаления этого рельефа. Для того, чтобы сохранить пленку на боковых участках (участок 5 на рис. )7), чтобы она была здесь тоньше или даже с разрывом, толщина за|нитного рельефа должна быть больше, чем толщина пленки.
Это позволяет растворителю проникать к защитному рельефу под пленкой, взаимодействовать с ним, при этом легче вымываются выступающие над поверхностью участки пленки. Основное преимушество обратной фотолитографии состоит в том, что в этом случае отпадает необходимость в применении сильнодействующих химических реактивов, которые обычно необходимы для вытравливания материала пленки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
