Очистка
Если
поверхность является чистой (кремний со свежим окислом), то достаточно прогреть
подложку при 120 - 140 0С в течение нескольких минут для удаления
абсорбированных молекул воды. Нанесение фоторезиста следует осуществить
немедленно после охлаждения подложки, чтобы избежать реабсорбции воды.
Поверхность,
загрязненная частицами и/или органическими веществами, можно промыть сначала
ацетоном, а затем изопропиловым спиртом. Ацетон удаляет органические вещества,
а изопропиловый спирт удаляет загрязненный ацетон. Оба растворителя должны быть
класса ОСЧ.
Травитель Каро и RCA очистка
В случае
значительных загрязнений органическими веществами или металлами кремниевую
подложку следует многоступенчато очистить кислотой Каро (Пиранья-травление) и
затем подвергнуть очистке смесями RCA (Radio Corporation of America)
- Обработка
кислотой Каро проводят при температуре 130 0С в течение 10-15 минут.
Эта стадия часто носит название Пиранья травление из-за способности кислоты
Каро "прожорливо" удалять органические примеси. Кислота Каро представляет собой
смесь 25%-ой перекиси водорода (H2O2) и 98%-ой серной кислоты (H2SO4
) в соотношении 1:2. При воздействии серной кислоты
органические примеси восстанавливаются до углерода. Углерод взаимодействует с
кислородом, образующимся при диссоциации перекиси водорода. В результате
выделяется окись углерода СО2., вязкость раствора в травильном
резервуаре увеличивается.
- При
травлении кислотой Каро нарастает окись кремния (SiO2) вглубь кремния ("естественный
окисел"). Этот окисел следует удалить в разбавленном растворе HF (1-5%) в
течение нескольких минут.
- Смесь Каро удаляет
органические слои, но не удаляет металлы. По этой причине пластину следует
обработать в смеси RCA-1 при температуре 70-750C в течение 10 минут.
Смесь RCA-1 представляет собой раствор,
состоящий из 25%-ой H2O2, 25%-ой NH4OH и H2
O в соотношении 1:1:5. при обработке смесью
RCA-1 вновь нарастает окисел кремния толщиной примерно 10-15 ангстрем.
- Образовавшийся окисел кремния
следует удалить разбавленным HF
- Следующая стадия обработка
пластины смесью RCA-2 при температуре 80 0С в течение 10
минут. Смесь RCA-2 представляет собой раствор, состоящий из 30%-ой HCI, 25%-ой H2O
2 и H2O в соотношении 1:1:8
- Последняя
стадия удаление появившегося окисла кремния (SiO2) погружением в разбавленный
раствор HF
Следует
отметить, что после каждой стадии очистки необходимо осуществлять тщательную
отмывку пластин деионизованной водой.
Адгезия фоторезиста после травления окиси кремния в HF
После
стравливания окиси кремния (SiO2) погружением в раствор HF адгезия фоторезиста сильно
зависит от полноты удаления окисла кремния. При полном удалении SiO2
поверхность чистого кремния проявляет очень
хорошую адгезию, в то время как остаточный окисел кремния приводит к очень плохой
и не воспроизводимой адгезии. Адгезия может быть восстановлена нагреванием
пластины до температур свыше 700 0С
Адгезия фоторезиста на металлах
Металлы, такие как алюминий и титан проявляют очень
хорошую адгезию к резисту, тогда как смачивание и адгезия фоторезиста на
благородных металлах часто является плохой. В этих случаях следует использовать
фоторезисты типа ФП-383 или ФП-25 с повышенной адгезией.
Промотирование адгезии
На
поверхности SiO2 и многих
металлов абсорбируется вода из атмосферы и образованием полярных физически
связанных OH - групп. Такие группы
являются гидрофильными, т.е. хорошо смачиваются водой, но не смачиваются
неполярными резистами. Сущность промотирования адгезии состоит в проведении
химической реакции гидроксильных OH - групп на поверхности подложки с промотором адгезии, например с
гексаметилдисилазаном (CH3)3SiNHSi(CH3)3 (ГМДС).
При обработке ГМДС OH - группы замещаются на группы
О-Si(CH3)3 и поверхность становится гидрофобной, обеспечивая очень хорошую адгезию
фоторезиста.
Важно
корректно проводить обработку ГМДС подложки. Как правило, в промышленности при
массовом производстве эта реакция проводится в автоматическом режиме с помощью
потока азота (N2) осушенного и
насыщенного ГМДС через камеру с подложкой, нагретой до 80-120 0С.
Для улучшения адгезии фоторезиста мы предлагаем Усилитель адгезии фоторезистов Сил-А-01
- прайм-агент для обработки поверхности окисленных кремниевых подложек перед нанесением жидких фоторезистов.
Для обработки необходимо:
- Нанести прайм-агент на подложку (по режиму нанесения фоторезиста);
- Выдержать подложку на воздухе в течении 20 минут;
- Нанести фоторезист на подложку.
|