Удаление фоторезиста

I этап. Поверхность подложек предварительно очищают, чтобы удалить загрязнения с поверхности и обеспечить высокую смачиваемость поверхности фоторезистом и адгезию (сцепляемость с поверхностью) фоторезиста.

Затем на подложки тонким слоем наносят фоторезист и сушат его для удаления из него растворителя:

I I этап. Совмещение и экспонирование – это две различные операции, но выполняются на одной установке. На операции совмещения рисунок на подложке (полученный на предыдущей фотолитографии) совмещают с рисунком на фотошаблоне

(фотошаблон - стеклянная пластина с нанесённым на неё непрозрачным плёночным рисунком). На операции экспонирования слой фоторезиста засвечивают через фотошаблон ультрафиолетовым светом:

На операции проявления под действием проявителей вымываются участки фоторезиста. Если фоторезист позитивный –вымываютсязасвеченные ультрафиолетовым светом участки;

если фоторезист негативный –вымываются незасвеченныеучастки:

а) Позитивный фоторезист б) Негативный фоторезист

Затем слой фоторезиста задубливают (термообрабатывают), чтобы повысить химическую стойкость и адгезию фоторезиста.

Ш этап. На операции травления под действием травителя травятся участки технологического слоя, не защищенные фоторезистом:

а) б)

После травления технологического слоя фоторезист удаляется, а на подложке остаётся рельефный рисунок технологического слоя, переданный с фотошаблонапри помощи фоторезиста:

Подготовка поверхности подложки. Нанесение фоторезиста.

Сушка фоторезиста.

Подготовка поверхности подложки.

Оптимально подготовленной к фотолитографии поверхностью является поверхность, которая:

1. Очищена от загрязнений (технологически чистая)

2. Хорошо смачивается фоторезистом, т.е. поверхность гидрофильна к фоторезисту

( θ_{фоторезиста}→0° )

3.Плохо смачивается водой, т.е. поверхность гидрофобна к воде ( θ_воды→180° )

Если поверхность подложки гидрофильна к воде (т.е. гидрофобна к фоторезисту), адгезия фоторезиста будет плохой. В этом случае необходима термообработка (отжиг) в сухом инертном газе, в вакууме или специальная гидрофобизирующая обработка (наиболее распространена обработка в парах гексаметилдисилазана ГМДС ).

Нанесение слоя фоторезиста.

Фоторезисты - это светочувствительные вещества, изменяющие под действием ультрафиолетового света свою растворимость, стойкие к воздействию травителей.

В состав фоторезистов входят: светочувствительные и плёнкообразующие вещества, а также растворители.

Нанесённый на поверхность подложек слой фоторезиста должен быть однородным по толщине, без проколов, царапин и иметь хорошую адгезию к подложке.

Для нанесения слоя фоторезиста на подложки используют методы центрифугирования, пульверизации, электростатический, окунания и полива. Кроме того, применяют накатку плёнки сухого фоторезиста.

Метод центрифугирования:

Подложка располагается на диске центрифуги и удерживается при вращении вакуумным присосом. Фоторезист подаётся капельницей-дозатором. Когда диск (столик) приводится во вращение, фоторезист под действием центробежных сил растекается по поверхности подложки тонким слоем ( от 0,4 до 3 мкм ), а его излишки сбрасываются с неё. При вращении центрифуги с большой частотой ( от 2000 до 15000 об/мин ) происходит испарение растворителя и вязкость фоторезиста быстро возрастает.

Толщина нанесённого слоя h зависит от вязкостиv фоторезиста и частоты вращения центрифуги w:

где k-коэффициент, зависящий от типа фоторезиста

Достоинства метода: простота и отработанность оборудования, возможность нанесения тонких слоев фоторезиста.

Недостатки метода: трудность нанесения толстых слоев фоторезиста ( более 3 мкм ), необходимость тщательного контроля вязкости фоторезиста и режимов работы центрифуги.

Сушка слоя фоторезиста.

Для окончательного удаления растворителя из слоя фоторезиста его сушат. При этом уплотняется структура слоя и повышается адгезия фоторезиста к подложке.

Для удаления растворителя подложки нагревают до температуры ~ 100 °С. Время сушки выбирают оптимальным для конкретных типов фоторезистов.

Существует четыре метода сушки фоторезиста: