386

Рис. 6. Зависимость скорости травления YBaCuO пленки от температуры при давлении пара, близком к насыщенному

Травление тонкой YBa2Cu3O7-x пленки происходит по реакции: (HCl·kH2O)m + YBa2Cu3O6,5+x Þ

YCl3 + 2BaCl2 + 3CuCl2 + 78H2O + 6,5H2O + 2x O2,

где k = 6, m = 13.

Продукты травления легко растворяются полярными раство- рителями в процессе снятия фоторезиста.

Дефекты при проведении процесса фотолитографии

Основными дефектами при проведении процессов фотолито- графии являются:

а) наличие проколов в пленке фоторезиста; б) неровности пленки фоторезиста по всей поверхности ВТСП

пленки; в) наличие клина в окисной пленке;

г) неровность края изображения пленки фоторезиста; д) изменение заданных геометрических размеров; е) наличие ореола по краю изображения.

Наличие проколов в пленке фоторезиста – наиболее распо-

страненный вид фотолитографических дефектов. Возникают эти де- фекты в результате использования некачественных или износивших- ся фотошаблонов, а также от наличия в фоторезисте пылинок, суб- полимерных частиц и других посторонних включений. Проколы в

пленке фоторезиста могут также возникнуть в результате перегрева этой пленки при экспонировании. Количество проколов в значитель-

ной степени зависит от качества смачивания поверхности рабочего образца фоторезистом. Плохое смачивание приводит к появлению большого числа проколов.

Неровности пленки фоторезиста по всей поверхности рабоче-

го образца определяются как способом нанесения фоторезистивной пленки, так и предварительной обработкой поверхности рабочего образца. Основными параметрами предварительной обработки, влияющими на неровность пленки фоторезиста, является чистота обработки поверхности (класс чистоты), плоскостность и плоскопа- раллельность. Однако даже при получении высоких показателей по предварительной обработке поверхности рабочего образца слой фо- торезиста может быть неравномерным. Это может быть обусловлено чрезмерной густотой фоторезиста, низкой скоростью вращения цен- трифуги, отклонением плоскости столика центрифуги от горизон- тальной плоскости. Неровности в пленке фоторезиста приводят к трудностям контактирования с фотошаблоном, выбора времени экс-

позиции и, как следствие этого, к дефектам в последующих техно- логических операциях.

Наличие клина в окисной пленке – один из часто встречающих-

ся в фотолитографическом процессе дефектов. Этот вид дефекта оказывает существенное влияние на размер создаваемой диффузи- онной области. Без клина в окисной пленке распространение диффу-

занта вбок строго определяется режимом диффузии и однозначно связано с глубиной диффузии. При наличии клина дополнительно увеличиваются размеры диффузионной области за счет проникнове- ния диффундирующей примеси через тонкую область клина в ис- ходный материал рабочего образца. Это происходит потому, что

толщина окисла в области клина является недостаточной для защиты рабочего образца от диффундирующей примеси. Поэтому, чем больше клин, тем шире его тонкая область и, следовательно, больше дополнительное неконтролируемое увеличение диффузионной об- ласти. Причинами, вызывающими появление клина в фотолитогра- фическом процессе, могут быть неправильно подобранная экспози- ция фоторезиста, наличие плохого контакта между пластиной и фо- тошаблоном при экспонировании, недостаточная оптическая плот- ность непрозрачных участков фотошаблона, неперпендикулярное падение света на фотошаблон, а также некачественное проявление фоторезиста после экспонирования.

Неровность края изображения пленки фоторезиста появляет-

ся в тех случаях, когда плохо подобраны режимы экспозиции и про- явления. Мельчайшие неровности края в виде периодических высту- пов и впадин могут возникнуть из-за наличия в фоторезистах субпо- лимерных частиц размером 0,3 – 0,5 мкм. Появление таких частиц

связано с неполной растворимостью сухого резиста в используемых составах. Более крупные и нерегулярные выступы и впадины обычно появляются при использовании некачественных фотошаблонов. Наиболее часто этот вид дефекта возникает при употреблении ме- таллизированных шаблонов, имеющих зубчатые края элементов изображения. Для предупреждения этого вида дефекта необходимо

тщательно фильтровать фоторезист и проверять качество используе- мого фотошаблона.

Изменение заданных геометрических размеров изображения имеет место при плохом контакте между рабочим образцом и фото- шаблоном. Плохой контакт между этими элементами приводит к по- явлению воздушного зазора, который при экспонировании изменяет характер и размер переносимого с фотошаблона изображения. Чем больше зазор между контактируемыми элементами, тем сильнее ис- кажается первоначальный рисунок изображения. Кроме того, на из-

менение геометрических размеров изображения могут оказывать существенное влияние неправильно подобранные режимы экспони- рования и проявления.

Наличие ореола по краю изображения связано с рассеянием света, проходящего через фотошаблон при экспонировании. Рассея- ние света приводит к образованию по краю изображения «нерезкой зоны», которая после проявления дает ореол. Этот вид дефекта при- водит к ухудшению геометрических параметров изображения и по- следующих технологических операций. Все перечисленные дефекты оказывают большое влияние на последующие технологические опе- рации изготовления приборов, ухудшая их электрические парамет- ры.