Проявление.

Проявление скрытого изображения для негативных фоторезистов заключается в обработке фотослоя органическим растворителем. При этом участки, не подвергшиеся облучению, растворяются, а облучённые участки, где при поглощении ультрафиолетового излучения происходит разрыв межатомных связей и перестройка структуры (фотополимеризация), сохраняются.

В позитивных фоторезистах на участках, подвергшихся облучению, происходит разрушение структуры (деструкция) с образованием кислоты. Для перевода её в растворимые слои применяют раствор неорганического соединения со щелочными свойствами (KOH, NaOH и др).

После отмывки от следов проявителя и сушки полученную фотомаску подвергают тепловому задубливанию (120÷180°С в зависимости от марки фоторезиста), в результате чего окончательно формируются её защитные свойства. От характера изменения температуры во время сушки зависит точность передачи размеров изображений. Резкий нагрев вызывает оплывание краев, поэтому для точной передачи малых (1 - 2 мкм) размеров следует применять плавное или ступенчатое повышение температуры. Примерный режим сушки позитивного резиста ФП-383: 10 - 15 минут при комнатной температуре, 20 - 25 минут в термостате при 120 °С, затем переключение термостата и нагревание до 150 - 160 °С.

Травление.

Долгие годы для проведения травления использовались различные влажные химические процессы, которые имеют очень высокую селективность и с успехом используются при изготовлении микросхем с размерами микронного масштаба. Однако при травлении линий с субмикронным разрешением и одновременно с высоким отношением высоты линии к ее ширине влажные процессы перестают работать. Можно выделить следующие причины, лимитирующие применение влажных процессов.

1. Размер рисунка не может быть меньше 2 мкм.

2. Влажное травление – изотропный процесс, что приводит к формированию рисунка с наклонными стенками.

3. Влажное травление требует многоступенчатой промывки и сушки.

4. Используемые химикаты, как правило, сильноядовиты и токсичны.

5. Влажные процессы вносят дополнительные загрязнения.

Химический состав и концентрация травителя в растворе подбирается так, чтобы поверхностный слой растворялся активно, а нижележащий не растворялся.

В процессе травления имеют место отвод продуктов химической реакции от поверхности в раствор и подвод из раствора свежего травителя. В мелких элементах массообмен затруднён и скорость травления ниже, чем в крупных элементах. Поскольку технологическое время травления устанавливают по самому мелкому элементу, более крупные элементы получают "перетрав", т.е. большие погрешности размера. Для повышения точности травления, т.е. уменьшения разброса размеров элементов из-за растрава, необходимо динамическое воздействие травителя на обрабатываемую поверхность.

Существенное повышение точности травления достигается при использовании "сухих" методов травления, при которых разрушение слоя происходит механически за счёт бомбардировки потоком заряженных частиц. Методы сухого травления будут рассмотрены на будущих лекциях.