Фоторезисты с высокой адгезией

Фоторезисты ФП-383 и ФП-25 имеют высокую адгезию к различным поверхностям, благодаря введению в состав резиста резольных смол. Фоторезисты ФП-10Ф, ФП-15Ф, ФП-20Ф проявляют хорошую адгезию к металлам.

Обработка подложки

Важную роль играет подготовка поверхности. На силы адгезии сильно влияют загрязнения и химическая модификация поверхности.

Подложки,загрязненные органическими веществами следует сначала очистить ацетоном и ополоснуть изопропиловым спиртом. Если это не помогает необходимо использовать специальный сниматель органических пленок, например СПР-01Ф.

В случае значительных органических и металлических загрязнений кремниевые подложки требуют специальных способов очистки с применением травителей, например RCA-очистка.

Адгезия пленки фоторезиста сильно зависит также от полноты удаления окиси кремния SiO₂ в процессе травления. После тщательного удаления SiO₂ поверхность кремния проявляет очень хорошую адгезию, тогда как присутствие остаточной SiO₂ часто приводит к очень плохой адгезии.

Металлы, такие как алюминий и титан обычно проявляют хорошую адгезию, тогда как смачивание и адгезия благородных металлов является недостаточной.

Мы предлагаем для улучшения адгезии фоторезиста прайм-агент Сил-А-01 для обработки поверхности окисленных кремниевых подложек перед нанесением жидких фоторезистов.

Для обработки необходимо:

1. Нанести прайм-агент на подложку (по режиму нанесения фоторезиста);
2. Выдержать подложку на воздухе в течении 20 минут;
3. Нанести фоторезист на подложку.

Иногда возникают проблемы со смачиванием поверхности подложки в процессе центрифугирования.

Это может быть связано с несколькими причинами:

• На подложке присутствуют органические загрязнения или не полностью удалена окись кремния.
• В резисте присутствуют механические частицы или пузырьки воздуха.
• Недостаточное ускорение скорости вращения центрифуги Приемлемое ускорение - 1.000-2.500 оборот/сек². На гладкой поверхности малое ускорение может привести к образованию комет. Наоборот, на шероховатой поверхности (с сильно развитой топологией) слишком высокое ускорение может вызвать разрывы пленки фоторезиста. В этом случае целесообразно распределить фоторезист на подложке на очень малых скоростях вращения с последующим постепенным увеличением скорости вращения.

Термообработка и адгезия фоторезиста

Во время термообработки коэффициент диффузии растворителя в фоторезисте падает с уменьшением концентрации остаточного растворителя. Поэтому вблизи подложки пленка резиста обогащена остаточным растворителем по сравнению с поверхностью пленки, что ухудшает адгезию. Для того чтобы минимизировать остаточную концентрацию растворителя, рекомендуется термообработка на горячей плите при 95 ⁰С в течение 1 минуты для каждого 1 мкм толщины пленки резиста.

Для толстых фоторезистов, например ФП-25, после термообработки не следует резко охлаждать подложку во избежание появления трещин в пленке резиста.

Прилипание резиста к фотомаске во время экспонирования

Иногда наблюдается прилипание пленки резиста к фотомаске в процессе выравнивания или экспонирования, что сопровождается отслаиванием пленки от подложки. В этом случае целесообразно несколько увеличить время термообработки.

Образование пузырьков во время экспонирования

Для резистов на основе нафтохинондиазида плохая адгезия может быть следствием интенсивного образования пузырьков молекул азота (N₂) во время экспонирования. В этом случае можно рекомендовать несколько уменьшить интенсивность падающего ультрафиолетового света и пропорционально увеличить время экспонирования.

Отслаивание малых элементов во время проявления

Отслаивание мелких элементов изображения от подложки на конечной стадии проявления может быть вызвано следующими причинами:

• При плохой адгезии резиста, набухание резиста при проникновении проявителя может привести к отрыву фоторезиста.
• Напряжения в толстой пленке резиста (механическая деформация в процессе удаления растворителя при термообработке, образования пузырьков N₂ во время экспонирования). В процессе проявления такая пленка может частично оторваться от подложки.
• При высоких дозах экспонирования, УФ - прозрачные подложки (стекло, кварц, многие полимеры, толстый SiO₂) обеспечивают боковое (по толщине подложки) прохождение света и таким образом вызывают экспонирование резиста вблизи подложки, что делает его растворимым в проявителе.

Отслаивание мелких элементов изображение во время травления

Отслаивание мелких элементов во время жидкостного изотропного травления указывает на подтравливание резиста и, как следствие, уменьшение площади контакта между резистом и подложкой. Порой это сопровождается локальным повышением температуры и образованием пузырьков газа

Отслаивание пленки резиста при жидкостном травлении

Жидкостные травители, особенно HF, диффундируют в пленку резиста. Это приводит и к набуханию пленки, и к подтравливанию подложки, покрытой фоторезистом. В обоих случаях пленка может отслоиться от подложки либо в процессе травления, либо при последующем ополаскивании. Эта проблема может быть решена увеличением толщины пленки.

на основании материалов фирмы MicroChemicals