ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проявление из "Светочувствительные полимерные материалы " После экспонирования в слое резиста возникает скрытое изображение, которое необходимо проявить для образования рельефа. Проявление — визуализация скрытого изображения — процесс комплексный он оказывает влияние прежде всего на качество рельефа, четкость краев и возможное возникновение вуали. [c.48] Самопроизвольное растворение аморфных полимеров протекает только при условии, что энергия Гиббса системы, определяемая как AG = АН — TAS отрицательная [76]. Это условие может быть выполнено в двух случаях. Если АН С О, это означает, что энергия, выделяющаяся при образовании сольватной оболочки растворителя вокруг макромолекулы превышает энергию связи между молекулами как растворителя, так и полимера. Условие А5 О выполняется практически всегда вследствие того, что неупорядоченность молекул полимера в растворе больше неупорядоченности его отдельных компонентов макромолекула в растворе может принимать в результате повышенной подвижности сегментов большее число конформаций, чем макромолекула в твердой фазе. Отсюда следует и тот факт, что полимеры с гибкой цепью растворяются легче, чем полимеры с жесткой цепью, так как полимеры первой группы могут иметь в растворе большее число конформаций. Повышение температуры растворения увеличивает значение энтропийного члена T AS, что отвечает росту скорости растворения. [c.49] Растворение линейных аморфных полимеров в отличие от низкомолекулярных веществ начинается с набухания [76]. Молекулы растворителя проникают в полимерную структуру посредством диффузии и образуют набухший поверхностный слой между растворителем и исходным полимером. В случае позитивных резистов достигается минимальная деформация рельефа из-за слабого набухания области, соседней с экспонированной, которая удаляется растворителем. В случае негативных резистов желательно минимальное набухание облученных областей при экстракции растворимой фракции (золя) полимера из структурированной нерастворимой фракции (геля). В результате набухания и увеличения объема полимера происходит распрямление макромолекул и диффузия сольватированных полимерных клубков в растворитель. Скорость набухания и растворения уменьшается с ростом ММ полимера. Коэффициент диффузии оказывает влияние на кинетику растворения, а термодинамический параметр растворимости — на толщину набухшего слоя [77]. Скорость растворения и степень набухания определяются концентрационной зависимостью коэффициента диффузии растворителя в полимер [78]. Факторы, определяющие подвижность растворителя в полимерной матрице (тактичность, и характер термообработки полимера, размер молекул растворителя), влияют на растворимость полимера нередко больше, чем его ММ [79]. [c.50] Существенное влияние на проявление негативного резиста оказывают температура и наличие влаги в растворителе [4]. Еще сильнее это проявляется у позитивных резистов, для большинства которых добиваются различной растворимости экспонированных и неэкспонированных полимерных слоев с одинаковой ММ. Присутствие воды в растворителях при проявлении негативных резистов может стать причиной возникновения вуали, особенно на поверхности диоксида кремния, который адсорбирует воду в процессе проявления в. местах, где локальная концентрация полимера в проявляющем растворе как раз наибольшая. Промышленные растворители, такие, как ксилол и бензин, имеют непостоянное содержание воды, но и относительно сухие растворители могут абсорбировать влагу из воздуха. Избирательная сорбция воды может приводить к ее диффузии в сшитые участки слоя резиста и к поверхности диоксида кремния и снижать тем самым адгезию этих слоев. [c.50] Ионы Металлов, входящие в состав проявителя, могут адсорбироваться на поверхности подложки и при последующей термодиффузии примесей в подложку вызывать дефекты полупроводниковых структур. Для сверхбольших интегральных схем отрицательное влияние удерживания подвижных ионов металлов особенно велико и повышается с ростом плотности элементов схемы. Поэтому необходимо, чтобы максимальное содержание ионов Na+ и К+ в резисте составляло 0,2—5 млн-. Поскольку проявление позитивных резистов проводится растворами щелочей, требуется хорошая промывка подложки после проявления. Заметна тенденция использовать растворители, не содержащие ионов металлов, и для проявления позитивных резистов, так как при этом меньше вносится всевозможных загрязнений. Примером таких проявителей могут служить MF-314 Shipley, а также системы па основе водных растворов аминов [2] и смесей этаноламинов с глицерином [79]. [c.51] Необходимо строго выдерживать время проявления, так как при длительном действии растворителя происходит растворение и неэкспонированных областей резиста. Тонкие слои резиста при использовании менее концентрированного проявителя дают пленки меньшей пористости. [c.51] Однако для получения хорошо воспроизводимых схем с субмикронными размерами элементов каждую пластину обрабатывают в отдельности, используя специальные поточные линии. [c.52] Пульверизация обычно дает лучшие и более воспроизводимые результаты, так как имеется возможность лучшего контроля времени и температуры, непрерывно используется чистый растворитель, который можно при этом фильтровать. Расход растворителя и пожароопасность при пульверизации значительно выше, чем при окунании. Поэтому часто используется комбинация обоих методов. При окунании образуется набухший гель, который затем растворяется или частично смывается при промывке пульверизацией. Преимуществом окунания является однородный контакт растворителя с пленкой фоторезиста, однако контроль времени проявления менее точен, потому что эта операция обычно проводится вручную. При пульверизации необходимо правильно установить сопло, чтобы вся поверхность подложки обрабатывалась однородно. В результате испарения растворителя при пульверизации понижается температура, поэтому ее необходимо корректировать это можно осуществлять автоматически. [c.52] Патентуется аппаратура и метод проявления резиста, при котором экспонированная пластина вводится в контакт с парами растворителя, которые конденсируются на слое резиста, проявляя рельеф (яп. пат. 58-52645). [c.52] Основным требованием воспроизводимости процесса проявления является поддержание постоянного времени действия проявителя, температуры, концентрации и состава растворов, чистоты. На этой стадии обработки резисткый рельеф особенно чувствителен к загрязнениям, поэтому требуемая степень чистоты отвеч ет классу 100. Колебания температуры не должны превышать 0,5 °С, относительной влажности воздуха 2%. Постоянства всех параметров легче всего достичь при использовании боксов. [c.52] Сушка рельефа после проявления и промывки обычно проводится в потоке сухого и теплого воздуха или азота в центрифуге с частотой вращения примерно 100 об/мин. Испарение растворителя понижает температуру подложки и рельефа в зависимости от типа растворителя вплоть до 10 °С, что может привести к конденсации на поверхности резиста влаги. Поэтому последнюю промывку проводят в растворителе, способном удалять воду, например изопропиловом спирте [16]. При изготовлении хромовых масок воздействие воды приводит к образованию пятен при травлении. [c.53] Перед доотверждением желательно устранить возмол ную вуаль и провести коррекцию формы краев рельефа, прежде всего у рельефов на основе негативных резистов. Целесообразно использовать несильное плазменное травление, которое хотя и удаляет слой толщиной около 10 нм на всей поверхности, но не оказывает влияния на функционирование резиста при травлении. Этим способом устраняются последствия набухания негативного резиста, деформация краев рельефа и при доотверждении [82]. [c.53] Вернуться к основной статье