Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 173
Текст из файла (страница 173)
Исследования проводились прн из. мененнн плотности энергии в пределах О,б — 4 Вт/см-а. Механизм нейтрализации заряда, при котором удается в высокочастотном тлевшем разряде распылять изолнцнонные материалы, подробно рассматривается в равд. 3 н 4, Снорость удаления материала при катодном травлении в ВЧ разряде пропорционально подводнмой мощности, как показано на рис. 13. В табл. 13 приведенм скорости катодного травления металлических и диэ- 0 2Ж ослу Югз эуритггрглгэ, йлт рис. ЭЗ. Зависимость скеростеа высокочастотного «атаднего травлении слоев Фото.
ревиста ктрн, пленок яО н сг — 3!О от подводимоа мощности гшт1. лектрнческих пленок большинство которых с трудом поддается химнче. скому травлению [139]. Скорости травления остаются постоянными в течение продолжительного времени травления. Тсуи [!391 отметил, что скорости травления имеют тенденцию к возрастанию, если температура поверхности пленок превышает 200'С. Окончание процесса удаления пленок устанавливают по изменению отражательной способности или по цвету поверхности. В некоторых случаях удаляемый материал совершенно отчетливо придает тлеющему разряду различный оттенок.
Например, в процессе катодиого травления пленок Сг — 31О плазма имеет голубоватый отте. нок, который при полном удалении пленки изменяется и становится багрово-красным Точное время окончания процесса установить трудно из-за того, что скорость травления в отдельных локальных участках хотя н в незначительной степени, но все же отклоннется от определенного зна. кения. Вместе с тем, сильное перез равлнвание н удаление тонких слоев ма- 4.
Специальные способы формировании рнсуяка териала находящегося под пленкой, редко приносит вред. Явления, обусловленные лучеиспусканием при катоднок травлении в ВЧ тленнцем разряде были полностью исследованы и установлено, что на характеристики биполярных кремниевых транзисторов они влияния не оказывают ,[139). Разрешакнцая способность рисунков прн кзтодном травлении в ВЧ тлеющем разряде характеризуется исключительно разрешающей способностью защитного фоторезнста, поэтому подтравливания практически не Таблица 13 Скорость катодного травления пленок в тлеющем разряде по Тсуи [139[ Скорость трввленнн, А мнн Метернел 120 120 120 60 20 — 50 70 — 300 ЯОт (термически выращенная) ЯО, (ВЧ катодное распыление) Плавленый кварц 3!вХ4 (пиролнтическое разложение) А1тОв (сапфир) КТРВ (экспонированный ультра- фиолетовым светом) А2-340 А! (напыление) Ац (напыление) %Сг (распыление) Сц (напыление) % Условия травления: Мощность 1,6 Вт см т, Напряжение 1,5 кВ, Давление 11 10-в, мм рт, ст., Расстояние между электродами 2 см, подложка — кварц, температура подложки около 190' С 100 — 350 1Ю вЂ” 160 200 — 350 70 — 100 200 — 350 50 — 75 обяаружявается.
Тсуи вытравливал отверстия диаметром 25 мкм в пленках ЗРОв толщиной 5,5 мкм с использованием двойного покрытнн фоторевистом КТРЯ и получил стенки отверстий, почти яерпендвкулярные к по. верхности подложки, а коэффициент травления был равен йГЫ=4 (см. рис. 16) [1Щ. Прн этом ему также удавалось вмтравлнзать н канавка шириной 3 мкм в пленках 510в, толщиной 6000 А. Давидзе сообщил о получении линий шириной 2 мкм [137). Высокочастотное катодное травление обычно применяется для изготовления прецизионных тонкопленочных резисторов Сг — ЯО с шириной линий до 12 мкм [93).
!Метод католного травления в ВЧ тлекпцем разряде имеет н свои недо. статки. По данныи, приведенным на рнс. 18 и в табл. 13, скорость катод- ного травления защитного покрытия фоторезиста колеблетси в широких пределах, з в целом ее величина превышает скорости травления большинства других материалов. Поэтому защитные покрытия должны быть существенно толще цлеикн, подвергаемой травлению. Скорость катодного травления фоторезнстов сильно зависит от температуры подложки, особенно при ее увеличении, и от присутствия остаточных газов. Тсуи установил, 629 Гл.
7. Формирование рисунков в тонких пленках что при преднамеренном напусканни в камеру травления кислорода нли водорода снорость удаления фоторезнста КАП увеличивается в 15 раз, а скорость травления пленок 8!Оз при этом уменьшается примерно в 10 раз, т. е. ионы инородных элементов, по-видимому, очень сильно взаимодействуют с молекулами полимера, тогда как эффективность этого взаимодействия значительно меньше при катодном травлении плевок Б!Оз н других материалов. Поскольку ионы и кислорода, н водорода могут образовываться мз паров воды, десорбированиых стенками системы, уровень остаточных газов в вакуумной камере и чистота атмосферы (аргона], в которой осуществляется катодное травление, оказывают существенное влияние на скорость удалении и продолжительность службы защитного покрытия фоторезнста.
Чрезвычайно высокие скорости, приведенные иа рис. !8 для слоев фоторезиста, пс полностью подвергнутых задубливанню, вероятнее всего, обусловлены температурой и степенью чистоты рабочего газа. Без учета этих факторов покрытия фоторезиста КТВД толщиной в ! мкм вполне достаточно, чтобы травить пленки толщиной до 2000 А !137), Аналогичные выводы можно сделать и для позитивных фоторези.
стон. В более жестких условиях (при повышении плотности мощности) оба типа фоторезистов ухудшают свои защитные свойства, а перед улетучиванием происходит обугливаиие. Удаление защитного покрытия фоторезиста после катодного травления — очень сложная задача. При экспонировании в тлеющем разряде, по-видимому, в негативных фоторезистах, происходит дальнейшее образо. ванне поперечных связей и это делает защитное покрытие практически не растворимым в органических растворах, применяемых для снятия фото.
ревиста. Для удаления полимера необходимо его подвергнуть кабуханию в горячих растворах с последующим интенсивным стиранием тампоном. В позитивных фоторезистах, хотя и ие образуются поперечные связи, одна. ко они тоже становятся нерастворимыми. Этот недостаток можно уменьшить, если температуру окончательной сушки снизить насколько это возможно, чтобы только высушить и обезгаэить пленку фоторезиста, поскольку задачи обеспечения хорошей адгезии с подложкой в этом случае ие стоит.
Тем не менее зто полностью не снимает необходимости операции механического воздействия на пленку для ее снятия. Для облег. чения снятия фоторезиста можно в конце катодного травления применять принудительное напускание кислорода или водорода (см. равд. ЗД, 2)). В. Формирование рисунка без контакта с фотошаблонами Г1о иере совершенствования интегральных схем в направтении уве. личения кристаллов и усложнения рисунков увеличиваются технологиче. ские потери, обусловленные наличием дефектов в рисунке. Поскольку одины из основных источников образования дефектов является операция контактной печати, устранение этой операции, по-видимому, сулит значи тельные экономические выгоды. Исследовались нехоторые методы, напри. мер, проекционное экспонирование и формирование рисунков лучом [37).
Большинство этих методов имеют дополнительные преимущества; более высокая разрешающая способность линий, устранение операции изготовления оригинала и возможность автоматизации процесса формирования рисунка. 1) Проекционные способы формирования рисунка. Защитный рельеф фоторезиста для травления тонких пленок может быть создан без нонтак. та с фотошаблоном, если уменьшенное изображение промежуточного диапозитива, применяющегося в обычной технологии изготовления фотошаб- 4.
Специальные способы формирования рисунка попов (см. рис. 1О), спроектировать на подложку с нанесенным на нее покрытием фоторезиста. Оптические принципы построения, которые ограничивают максимально достигаемые разрешающую способность я размеры рабочего поля в проекционной печати, остаются теми же самыми, которые рассматривались в равд. ЗА, 2), а существенные отличия возникают по трем причинам. Одна из них — недостаточная чувствительность фоторези.
стов иа длине волны света, применяемой обычно для экспонирования с использованием фотопластии с эмульсией на основе галоидов серебра (5460 А). Вторая причина — это явление интерференции при изготовлении линий шириной в 1 мкм и менее при экспонировании в мопохромати. ческом свете. Третья — это то, что операция мультиплицирования, исполь. зуюшаяся в обычной технологии изготовления фотошаблонов, отличается большой продолжительностью и стоимостью применительно к отдельным подложкам.
Чувствительность фотарезистов требует применения экспонирования светом с длиной волны менее 4о00 А. Чтобы достичь максимально возможного разрешения линий, объективы для проекционного экспонирования должны быть откорректированы так, чтобы абберации были минимальными, а это в свою очередь ограничивается возникновением явлений дифракции. Это вызывает необходимость использовать монохроматнческий свет, прн котором объективы должны быть откорректированы для одной выбранной длины волны. Дуговые ртутные лампы излучают свет нескольких длин волн в ультрафиолетовом диапазоне спектра.
В проекционных системах используются две линии спектра с высокой интенсивностью— 4368 и 4047 А. Для удобствз их часто называют д — линия (4368 А) и Н-линия (4047 А), что указывает на близкое сходство этих линий с соответствующими линиями в спектре Фраунгофера [35]. Конструкция и характеристики объективов, предназначенных для использования на этих двух длинах волн, были рассмотрены различными авторами [34, 36, 38]. Как было указано в равд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
