Травление - пленка
Cтраница 3
Разрешающая способность используемых в фотолитографии фоторезистов весьма высокая - до 1500 - 2000 лин / мм. Однако более правильно говорить о разрешающей способности фотолитографического процесса в целом, которая определяется после травления пленки. [31]
Несмотря на то, что традиционные методы фотолитографии, перечисленные в предыдущих разделах, весьма универсальны, тем не менее по ряду причин все эти методы имеют пределы их возможного применения. Одно из таких ограничений обусловлено тем, что органические фоторезисты не выдерживают воздействия сильных окислительных реактивов, применение которых просто необходимо для травления пленок стойких инертных материалов. Для преодоления подобных затруднений были разработаны два метода: создание негативного защитного рельефа и катодное травление. [32]
 |
Дефекты упаковки в эпитаксиальной пленке. [33] |
Если на границе с подложкой область рассогласовывания кристаллических решеток может считаться точечной, то с увеличением толщины пленки очертания этой области принимают форму равностороннего треугольника, а размеры ее постепенно растут. В выращенной эпитаксиальной пленке дефект упаковки имеет форму правильного тетраэдра, вершина которого расположена на границе с подложкой, а основание - на поверхности пленки. При травлении пленки дефекты упаковки проявляются в виде треугольных углублений. При высокой плотности этих дефектов они могут сливаться друг с другом, а треугольники - накладываться один на другой. По размерам выявленных на поверхности пленки треугольников можно очень точно определить ее толщину. На рис. 6 - 16 показано, как выглядят дефекты упаковки на поверхности эпитаксиальной пленки. [34]
Одним из очень немногих реагентов, которые взаимодействуют с платиной, является свободный хлор. Как и в случае травления пленок золота, продолжительность этой операции является очень критичной, потому что покрытия фоторезиста разрушаются. [35]
Подтразливание как результат плохой адгезии слоя фоторезиста следует отличать от перетравлпвания. Перетравливание происходит при продолжительном боковом растравливании, после того как экспонированные участки пленки были уже растворены. Это может произойти при травлении пленок металла, когда не установлены толщина пленки и скорость травления. Перетравливанне проявляется в виде глубоко и неровно растравленных краев линий и в большинстве случаев происходит по-видимому, при использовании очень быстрых травителей. В этом случае очень трудно точно установить продолжительность травления. Увеличение продолжительности бокового растравливания обусловлено тем, что молекулы травящего раствора сцепляются с поверхностью образца; ограничить продолжительность растравливания можно быстрым исключением воздействия травителя помещением подложки в стоп-ванну. Раствор в этой ванне должен иметь такой состав, который немедленно бы остановил химическую реакцию, возбужденную травителем. Примером может служить прекращение действия кислотного травителя алюминия при погружении образца в ванну с разбавленным щелочным раствором. Одним из других методов является уменьшение скорости травления разбавлением травителя, лучше всего вязкими жидкостями, подобными полиспиртам. В этом случае следует резко уменьшить обмен свежего и отработанного раствора травителя на краях линий. Этот метод иногда целесообразно применять и при травлении распылением, потому что экспонированные участки пленки более эффективно обрабатываются травителем, и промывочным раствором, чем края линяй. [36]
Согласно современным представлениям поверхностные слои пленок имеют более рыхлую структуру, меньшую плотность и большее количество дефектов. С увеличением степени кристалличности уменьшается общая доля аморфной фазы и происходит залечивание дефектов в аморфной фазе. Все это приводит к получению менее шероховатых поверхностей при травлении пленок высокой степени кристалличности. Наибольшее число микродефектов находится на глубине 25 - 30 мкм, что и обусловливает максимальную шероховатость при стравливании именно этого слоя. [37]
Если коэффициенты термического расширения пленки и подложки значительно различаются, то могут быть получены пленки толщиной лишь 10 - 80 мкм. Содержание углерода в микрокристаллическом кремнии не влияет на окисление, однако травление пленки происходит более или менее трудно в зависимости от количества углерода в форме карбида. При высоком содержании углерода для этой цели может быть успешно использован расплав солей, например смесь КОН-KNOi - KF. [38]
В течение некоторого времени не было известно никаких приемлемых травителей для SiO. По-видимому, этот трави-тель должен содержать какое-то количество HF для того, чтобы обеспечивать растворение двуокиси кремния. Однако выяснилось, что одна только фтористоводородная кислота не обеспечивает однородности травления пленок SiO, и в этом случае остаются островки и образуются края линий совершенно неправильной формы. Он состоит из 10 - 12 молей водного раствора NH4F с NH. Если этот раствор использовать при температуре 80 - 90 С, то скорость травления составит примерно 5000 А мин-1. При использовании такого метода в сочетании с обычными негативными фоторезистами получают пленки с чистой поверхностью, края линий резкие и ровные, без следов подтравливания. [39]
Уменьшение отношения поперечного размера отверстия в носителе информации при записи Ь к толщине носителя информации приводит к уменьшению электронного потока, прошедшего сквозь это отверстие. Это влияние сказывается сильнее при увеличении угла отклонения электронного пучка и угла схождения. Кроме того, при записи информации обычными способами не удается получить большое отношение толщины пленки к поперечному размеру отверстия. При записи, например, способом электронной литографии травление пленки, из которой выполнен носитель информации, сквозь резистную маску приводит к подтравливанию краев пленки. Поэтому поперечный размер отверстия получается одного порядка с толщиной пленки. Для оценки предельных параметров записи примем, что поперечный размер отверстия приблизительно равен толщине пленки. [40]
В описываемом методе есть еще один недостаток, состоящий в том, что атомы распыляемого металла отскакивают от маски и вновь осаждаются на участках в междусеточном пространстве рисунка. Все эти методы требуют введения дополнительной операции металлизации в процессе формирования рисунка для изготовления маскирующего слоя. Если все эти дополнительные операции приемлемы, то всегда можно подобрать подходящий материал для создания маскирующего слоя с последующим химическим травлением. Этот процесс занимает довольно мало времени и экономически более выгоден [ см. например, травление пленок Si3N4, разд. ЗГ, 13) или тантала, разд. [41]
Рассмотренные методы управления и стабилизации параметров ПМП являются составной частью технологического процесса вакуумного напыления. Эти методы усложняют процесс изготовления пленок. Эффективность каждого метода оценивают, как правило, косвенным путем или путем прямого контроля пленок после их окончательного получения. С этой точки зрения представляет интерес метод управления коэрцитивной силой Нс путем химического травления поверхности пленок после их осаждения и извлечения из вакуумной установки. Различная скорость травления пленки на участках с неоднородной кристаллической структурой приводит к изменению ее толщины и повышению Нс. В качестве травителя используют 1 % - ный раствор H2SO4, в который непосредственно перед применением вводят 2 % - ный раствор натриевой соли изобутилнафталинсульфокислоты. Метод травления позволяет вести прямой контроль изменения величины Нс пленок с помощью осциллографической установки. [42]
Изменение бокового травления ( М на рис. 16 6 и в) называют подтравливанием, а отношение толщины пленки к расстоянию растравливания - коэффициентом травления или клином травления. Отсюда следует, что нормальным подтравливанием ( коэффициент травления равен примерно 1) считают такое, при котором ширина растравливания линии вдвое больше толщины пленки. Нередко бывают случаи, когда коэффициент травления значительно меньше единицы, как это показано на рис. 16 в. Прямая наклонная линия в профиле - случай идеальный, на самом же деле она искривлена. Случаи сильного подтравливаыия такого типа наиболее вероятно встречаются при травлении пленок растворами фтористоводородной кислоты. В результате этого линии рисунка получаются искривленными, и для преодоления этого недостатка приходится потратить много усилий на выяснение причин такого явления. Так как явлению предпочтительных скоростей бокового растравливания трудно найти объяснение, его обычно оценивают по постепенному отслаиванию покрытия фоторезиста, из-за чего экспонируемая поверхность, подвергаемая травлению, увеличивается. Отделению полимерного покрытия от поверхности окисла должна предшествовать постепенная потеря адгезии под действием травителя. [43]
 |
Структуры диффузионного резистора и пленарного транзистора в полупроводниковой ИС. [44] |
Формирование в кремниевой пластинке отдельных участков разных типов проводимости производят с помощью диффузии примесей через окна, образованные в пленке двуокиси кремния. Для образования таких окон, как правило, применяется метод фотолитографии, включающий в себя нанесение на поверхность кристалла тонкого слоя светочувствительного полимера - фоторезиста. На фоторезист затем проектируется нужный рисунок, и полученное таким образом изображение проявляется. В результате одни участки фоторезиста полимеризуются и прочно сцепляются с основанием, другие - неполимеризованные - удаляются. Через окна, полученные таким образом в слое фоторезиста, производится травление пленки двуокиси кремния. [45]
Страницы: 1 2 3 4