CS225446B1 - Removal of the photoresists and the surface cleaning of the silicon oxides and silicon in the planar technology of the production of microelectronic elements and integrated circuits - Google Patents

Description

- 2 - 223 446

Vynález sa týká sposohu edstraňovania fotorezistu a čisténiapovrchov kysličníka křemičitého a kremíka v planárnej technologiivýroby mikroelektronických prvkov a integrovaných obvodov· Základnými operáoiami aplikovanými v planárnej technologiivýroby mikroelektronických prvkov a integrovanýoh obvodov sú tie-to ; ovrstvenie masky oxidu křemičitého rezistorom foto- aleboelektronovým, jeho expozícia elektromagnetickým žiarením alebo zváz-kom elektrónov, vyvolanie záznamu optickej informácie vo formě mi-kroreliéfneho zobrazenia podlá předlohy difúznym procesom rozpúšťa-nia, leptania do oxidu křemičitého cez reliéfnu štruktúru vymedzova-cieho filmu rezistu alebo nečistot z povrchu oxidu křemičitého, respkremíka·

Kvalita a funkčnost finálneho produktu sú významné ovplyvňo-vané stupnom účinného odstránenia zvýškov rezistov, resp, nečistotz povrchu oxidu křemičitého, připadne kremíka· K tomuto účelu, akoznáme sa používájú buÓ ”suché procesy" postupnej deštrukcie rezis-tu účinkom nízkoteplotněj plazmy Og, Ng, Gí^» připadne inertnýchplynov, alebo takzvané "mokré procesy" založené na energickom oxidačnomštiepení, destrukci! a hydrolýze účinkom zmesí silných kyselina peroxidov, najšastejšie zmesi koncentrovanej /kyseliny sírevej aperoxidu vodika pri teplotách okolo 140 C.fotochemická variantamokrého procesu

Si spočívá 1 v postupnej oxidačnej destrukcii fotorezistu účinkomsingletového kyslíka ^Og, ozónu 0^, alebo atomárneho kyslíka, ktorévznikajú pri teplote 90 až 140 °0 fotochemickou cestou v prostředíkoncentrovanej kyseliny sírovej z absorbovaného kyslíka a prítomnejvody účinkom světelného žiarenia, a v následnej hydrolýze vzniknu-tých karbonylovýoh zlúčenín účinkom prítomnej zmesi HgSO^ + HgO< 3 ~ 22S 446

Nevýhodou suchých procesov je velká investičná náročnostína přístrojová techniku, velká spotřeba energie a požiadavka vy-sokočistých plynov* V případe mokrých procesov sa za nevýhodupovažuje velká spotřeba chemikálií vysokého stupňa čistoty ”prepolovodiče”, ako aj pracností operácií pri vyšších teplotách. V©bidvoch případech expozícia opracovávaného systému pri vyššejteplete raóže mátí za následek urýchlenie nežiaducich difúznych amechanických dislokačných procesov.

Uvedené nevýhody sa neuplatňujú u spósobu odstraňovania fo-tí orezistu a čistenia povrchov oxidu křemičitého a kreraíka v pla-nárnej technologii výroby mikroelektronických prvkov a integro-vaných obvodov podlá vynálezu, kterého podstatou je, že na foto-rezist situovaný na povrchu doštičiek oxidu křemičitého, kremíka,resp. na iných, tuhých povrohoch sa pósobí 70*98 % kyselinou sírovou pri teplote 20 až 50 ®C za súčasného sýtenia fázového roz-hrania “rezist/HgSO^” plynnou zmesou kyslíka a dusíka, obsahujúce-ho 0,1 až 3 % obj. ozónu.

Postupovat sa móže aj tak, že do kyseliny sírovej sa pridajúsenzibilizátory zo skupiny aromatických aldehydov, ako je s výho-dou benzaldehyd, organických peroxidov, ako je benzoylperoxid, di-benzoylperoxid, kumenhydroperoxid a óalej organických farbív, akoje kongočerven, kryštálova violetí, patentná modra A, kyselina an-trachinón - 2 - sulfonová. Postup možno vykonávat 1 až 12 násobnétak, že sa zabezpečí cirkulácia a recirkulácia reakčnej zmesi, prí-pa-dne i stabilizátorov.

Ozón je v sústave stripovaný tak, aby opakovatelné saturovalpovrch rezistu a vedla svojho fotochemického účinku, t.j. generá-cie sihgietového kyslíka ^Og a atomárneho kyslíka 0, zabezpečovalintenzívně premiešavanie roztoku a narušovanie nepohyblivéj vrstvykvapaliny situovanej na povrchu deštruovaného tuhého telesa rezistu.

Spósob odstraňovania fotorezistu a čistenia povrchov podlávynálezu je založený na súbežnora alebo jednotlivom posobení singletovýmkyslíkom Og, ozonom 0^ alebo atomárnym kyslíkom, ktoré vznikajú/102 a 0/ alebo sú privádzané /najma 0^/ na povrch rezistu za dennéhosvětla alebo aj v trne. Pri tomto procese účinkuje fotorezist ako senzi-bilizátor urýchlujúci proces vlastnéh© štiepenia ozónu na ^Og a 0proces fotochemickej oxidácie retíazca polymérnej zložky fotorezistu. 4 223 446 Súbežne s týmito procesmi sa vo vlastnom objeme HgSO^ generujekyselina peroxisírová HgSO^ prispievajúoa svojim oxidačným účin-kom k procesu postupnej povrchovej oxidácie a hydrolýzy fotore-zistu. Katalytický účinok stopových kvant přechodných kovov nemož-no vylúciť v tomto procese ani pri aplikáoii kyseliny sírovéj čis-toty ”pre polovodiče". Výhody sposohu podlá vynálezu sú v dosiahnutí vysokéhe stup-ňa Čistoty povrchu oxidu křemičitého, resp. kreraíka. Na dosiahnu-ťie tohto efektu je potřebná kratšia doba ako pri klasickom postu-pe s kyselinou Caroovou a predovsetkým je výhodou práca za normál-nej laboratórnej teploty /20 °0/· Přitom s výhodou možno aplikovaťskupinové opracovanie doštičiek situovaných v teflonovom držiaku,čím sa podstatné znižuje spotřeba kyseliny sírovéj na jednu doštič-ku a zvyšuje produktivita práce a šetria pracovné sily. Nemenej významná je íalej vyššia bezpečnost? práce a zníženie rizika znečiste-nia pracovného prostredia škodlivými exhalátmi, ako aj nižšie pre-vádzkové náklady v porovnaní s klasickými mokrými i suchými prooes-mi,doteraz používanými. Nakolko v procese podlá vynálezu nedochádzak výraznému zníženiu konoentrácie HgSO^, jej jednoduchá regeneráciaod zvyškových nečistot znižuje významné jej spotřebu.

Predmet vynálezu ilustrujú nasledujúce příklady prevedenia : Příklad 1

Do křemenného reaktora - absorbéra primeraného objemu podlá počtuopracovávaných doštičiek sa umiestni priraeranó množstvo kyselinysírovej čistoty "pre polovodiče", "Pre analýzu" alebo "čistej" -podlá náročnosti výroby /napr. na 80 doštičiek "Si/SiOg/rezist" opriemere 37 mm 500 ml H9SOZ 96 %-nej . Předložená kyselina sa temperuje samovolné na teplotu 20^22 C. Za súčasného otáčaniakruhového zásobníka s doštičkami sa od dna reaktora stripuje zmesozónu a molekulárneho kyslíka, obsahujúca 0,1 až 3 % objemové 0^po dobu 15 minút. Proces odstraňovania rezistu je sprevádzaný pos-tupným zvyšováním optickéj hustoty kvapalného kontinua ako taavnu-tie. Po skončení operácie sa zásobník doštičiek opatrné vysunie zkyseliny a okamžité ponoří do kadičky s čistou vodou /čistoty "MOS"p.a., alebo "čistá"/ a premýva tečúcou vodou až do odštránenia zvyš - 5 - 225 446 kov kyseliny. Po desať minútovom praní dáme doštičky opláchnut?čistým alkoholom a vysušíme v odstredivke. Tento postup bol apli-kovaný na doštičky ”/Si/SiOg/rezist/” so svetlocitlivými vrstva-mi SCR-3-3 /Lachema η·ρ. Brno/, Izopóly /USA/, KMR 752 /Kodak Ltd.USA/ s dobrými výsledkami· Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 a tým rozdielom, že kyselinu siro-vu uvedenej koncentrácie nasýtime před ponořením zásobníka doš-tičiek prebublávaním plynnou zmesou 0·}/02/3/ΐ00 objemové/ za den-ného světla, připadne za tmy po dobu 5 minut. Do takto priprave-nej reakčnej zmesi ponoříme zásobník s doštičkami na 14 minut,pricora týmto sústavne otáčame, čím sa zabezpečí účinné premieša-vanie sústavy. Stripovanie ozonu sa koná po celu dobu odstranova-nia rezistu. Příklad 3

Do jednolitrovóhó křemenného reaktora premiestime 500 ml H^SO^ 96 %-nej, ktorú vy temperujeme na teplotu 50 °G. Naviac v kyse-lině rozpustíme 0,002 až 5 g organického senzibilizátora stáléhov prostředí H^SO^, kongočerveň a sústavu premiešavame prebubláva-ním kvapaliny zmesou O^/Og/Hg/pomer obj. 0,5/20/79,5/ za la- boratorně j teploty /25 ®C/ po dobu 12 minut. Potom ponoříme dokvapalnej sústavy HgSO^ kruhový zásobník s doštičkami ’’Si/SiO2/rezisť', ktorým otáčame za súčasného přívodu plynnej zmesi ozónupo dobu 3 minúty. Dalej doštičky premývame vhodným postupom akov příklade 1· Příklad 4

Postup zhodný ako v příklade 3 s tým rozdielom, že namiesto orga-*niokého farbiva předložíme do HgSO^ rovnaké množstvo benzaldehy-du. Sálej postupujeme ako v příklade 3· Příklad 5

Postup, podmienky a zloženie roztoku HgSO^ totožné s príkladom4 s tým rozdielom, že namiesto benzaldehydu použijeme benzoylpe-roxid· Příklad 6

Postup, podmienky a zloženie zhodné ako v příklade 3 s tým rozdie-lom, že ako senzibilizátor použijeme kuménhydroperoxid v rovnakom ·* 6 «> množstve. Příklad 7 22« 44β

Postup, podmieňky a zloženie zhodné ako v příklade 5 s týmrozdielom, že namiesto benzaldehydu použijeme dibenzoylperoxidv rovnakom množstve. Příklad 8

Postup zhodný s niektorým postupom uvedeným v príkladoch 1 až4» vygaaau-j-úoi eatým« žer proces odstranovania rezistu je doplnený kontinuálnym postupem odstranovania produktov fotooxidač-ně j deštrukcie a reoirkuláciou kyseliny sírovej, ktorej zlože-nie sa udržuje na konštantnej hodnotě, pokial ide o obsah HgSOa senzibilizátorov.

Claims (3)

1. 7 PREDMBT VYNÁLEZU 225 446 1· Spósob odstraňovania fotorezistu a čistěnía povrchov oxidukřemičitého a kremíka v planárnej technologii výroby mikro-elektronických prvkov a integrovaných obvodov vyznačujúci satým, že na fotorezist situovaný na povrchu oxidu křemičitého,kremíka alebo na iných tuhých povrchoch sa pósobí 70 38 %-nou kyselinou sírovou za súčasného sýtenia fázového rozhrania"rezíst/HgSO^” plynnou zmesou kyslíka a dusíka, obsahujúcou0,1 až 3 % obj. ozonu za teploty 20 až 50 °C. 2· Spósob podlá bodu 1 vyznačený tým, že do kyseliny sírovej<· sa pridajú senzibilizátory zo skupiny aromatických aldehydov,ako je s výhodou benzaldehyd, organických peroxidov, ako je ben-zoylperoxid, dibenzoylperoxid, kuménhydroperoxid a lalej orga-nických farbív, ako je kongočerveň, kryštálová violeť, patentnámodrá A, kyselina antrachinon-2-sulfonová. 3· Spósob podlá bodu 1 alebo bodu 2 vyznačený tým, že postup JO;vykonává 1 až 12 násobnez pryčen* sa zabezpečí cirku- lácia a regenerácia reakčnej zmesi kyseliny sírověj a případnýchsenzibilizátorov♦