Травление технологического слоя

Задубливание фоторезиста

Проявление фоторезиста

Урок

Проявление - это процесс удаления лишних в фоторезисте участков. Если фоторезист позитивный - вымываются засвеченные ультрафиолетовым светом участки; если фоторезист негативный - вымываются незасвеченные участки (см. рисунки в первой теме "Фотолитография. Назначение основных операций").

После проявления на поверхности подложек остается защитный рельеф - фоторезистивная маска нужной конфигурации.

Проявителями позитивных фоторезистов являются слабые водные и водно-глицериновые щелочные растворы КОН, NaOH.

Проявителями негативных фоторезистов являются органические растворители: бензол, толуол, трихлорэтилен и др.

Дня каждого фоторезиста существуют оптимальные сочетания времени экспонирования и времени проявления, обеспечивающие наилучшее качество проявленного рисунка. Увеличение времени экспонирования уменьшает время проявления. С ростом температуры скорость проявления растет.

Проявление осуществляют погружением в раствор, выдержкой в парах проявителя или распылением на вращающуюся подложку.

После проявления следует операция тщательной промывки подложек в протоке деионизованной воды.

При контроле проявленного рисунка под микроскопом проверяют точность совмещения, размеры элементов рисунка и качество их контура, плотность микродефектов. При неудовлетворительном качестве проявленного рисунка фоторезист удаляют с подложки и повторяют все операции фотолитографии.

Задубливание (вторая сушка) проводится для повышения химической стойкости фоторезиста к травителю и улучшения адгезии фоторезиста к подложке.

При повышенных температурах в слое фоторезиста затягиваются мелкие отверстия, поры, дефекты.

Чтобы не произошло ухудшения качества фотомаски, задубливание проводят в два- три этапа с постепенным подъемом температуры до максимальной. Для большинства фоторезистов максимальная температура задубливания - 150°С, общее время 1-1,5 часа.

Более высокие температуры вызывают разрушение слоя фоторезиста: поверхность покрывается мелкими трещинами и рельеф полностью теряет свои защитные свойства.

Задубливание слоя фоторезиста выполняют на том же оборудовании и теми же методами, что и первую сушку.

Урок

Операция фотолитографии " Травление технологического слоя " - это удаление участков технологического слоя, не защищенных маской фоторезиста (см. рисунки в первой теме "Фотолитография. Назначение основных операций").

Травление является ответственной операцией, так как брак после травления неисправим.

Требования, предъявляемые к травителю:

1. Травитель должен быть избирательным (селективным), т.е. должен травить только нужный технологический слой, не взаимодействуя с подложкой и фоторезистом.

2. Травитель не должен образовывать продуктов реакции, способствующих
отслаиванию фоторезиста и подтравливанию.

3. Травитель должен обеспечивать оптимальную скорость травления (чтобы, с одной стороны, было минимальное количество дефектов, а с другой стороны, чтобы можно было точно контролировать время травления).

Травление бывает жидкостным и сухим.

В состав жидкостного травителя входят:

1. Окислитель - для образования окисла на поверхности технологического слоя;

2. Растворитель - для растворения и удаления образовавшегося окисла,

3. Замедлитель (или ускоритель) реакции.

Процесс жидкостного травления изотропен, т.е. имеет одинаковую скорость травления во всех направлениях, поэтому возникает боковое подтравливание технологического слоя под маской фоторезиста (образуется клин травления), что приводит к изменениям размеров элементов рисунка:

Изменение размеров элементов рисунка не должно превышать указанных допусков! При плохой адгезии фоторезиста травитель может проникать под него на значительное расстояние, в этом случае боковое подтравливание становится недопустимо большим.

. Основными параметрами жидкостного травления являются время травления, температура и концентрация травителя.

Для травления пленок SiO₂ применяют плавиковую кислоту HF и травители на ее основе (например, буферный травитель HF: NH₄F: Н₂О =1: 3: 7)

Для травления пленок Si₃N₄ используют травители на основе ортофосфорной кислоты Н₃РO₄.

Для травления пленок алюминия применяют как кислотные, так и щелочные травители.

Примечание: сухое травление смотри в теме "ПХТ".