Удаление фоторезистов и очистка подложек

Завершение цикла фотолитографических операций заключается в удалении пленки фоторезиста с поверхности подложки. При выборе метода удаления фоторезиста прежде всего следует исходить: из химического строения, растворимости в определенном круге растворителей, характера прошедших фотохимических или термических процессов, возможности применения механического воздействия и устойчивости материалов подложки к режимам удаления. Для удаления фоторезистов в настоящее время приме-няются различные физико-химические методы.

Химические методы. Основными технологическими приемами удаления фоторезистов являются либо их обработка в соот­ветс­т­вующих растворителях, либо комплексная обработка с применением окислителей. Наиболее легко удаляются пленки позитивных фоторезистов обычным растворением в ацетоне, диоксане, диметилформамиде или водно-щелочных растворах. Однако если процессу травления предшествовала достаточная для термолиза температурная обработка, то процесс удаления фоторезистов значи-тельно усложняется и вызывает необходимость применения окис­лителей либо механического воздействия.

Негативные фоторезисты, структурированные под действием света, не растворяются при обработке растворителями, поэтому их удаление с помощью последних всегда связано с применением механического воздействия. Наиболее широко распространенным методом для негативных фоторезистов является погружение в хлорированные углеводороды при температуре 80–175 °С для набуха-ния, а затем в растворы кислот для ослабления адгезии пленки с подложкой. Окисляющие агенты могут быть использованы также для разрушения пленок фоторезистов, однако их применение весьма ограничено возможной коррозией материалов подложки. Несмотря на многообразие предлагаемых химических средств для удаления фоторезистов, универсальное до настоящего времени не найдено.

Для позитивных фоторезистов, температура сушки которых до травления не превышала 95 °С, предложен метод, заключающийся в предварительном облучении ультрафиолетом для превращения о-нафтохинондиазидов в инденкарбоновые кислоты и последующем удалении (растворении) в слабощелочных растворах. Для пленок, обработанных при температуре до 120 °С, желательна обработка при температуре 50–100 °С.

Плазмохимический метод. В настоящее время широкое распространение получило удаление фоторезистов плаз-мохимическим методом. Этот метод заключается во взаимодействии фоторезиста с атомарным кислородом плазмы, в результате которого образуется двуокись углерода, вода и другие летучие окислы.

Метод плазменного окисления основан на использовании тлеющего разряда в реакционной газовой камере. Поскольку температура электронов намного выше температуры газа, температура всей системы довольно низкая. Основной «возбуждающий» элемент холодной плазмы – атомарный кислород, поэтому окисление органических материалов происходит быстро при температурах примерно 50–100°С. Для полупроводниковой промышленности особенно существенны достоинства этого метода:

· удаление фоторезиста слабо зависит от его предварительной обработки;

· реакция происходит при неглубоком вакууме с участием только кислорода, что упрощает удаление примесей из системы.

Вместо кислорода можно использовать водородную плазму, которая удаляет пленки фоторезиста за счет реакции гидрогенизации, и образования газообразных углеводородов метана и этана. Можно также использовать азотно-водородную и аммиачную плазму.

Контрольные вопросы

1. Какова роль фотолитографии в технологии изготовления интегральных схем?

2. Какие требования предъявляются к фоторезистам?

3. Какие методы нанесения фоторезистов известны?

4. Какие физические явления имеют место при экспонировании фоторезистов актиничным излучением?

5. Какие типы фотошаблонов вам известны?

6. В чем преимущества цветных фотошаблонов?

7. Поясните назначение позитивных и негативных фоторезистов.

8. Какие методы удаления фоторезистов вам известны?

9. Для чего проводится сушка фоторезистов?

10. В чем преимущества ИК- и СВЧ-сушки перед обычной термической?

11. Перечислите особенности проявления позитивных и негативных фоторезистов.

12. Перечислите способы удаления фоторезистов.

Дата добавления: 2015-07-26