CS262115B1

CS262115B1 - A method for detecting the adhesion of layers to a substrate in liquids or vapors and apparatus for performing the same

Info

Publication number: CS262115B1
Application number: CS871485A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Prof Ing Drsc Rysanek
Original assignee: Rysanek Vladimir
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS148587A1

Abstract

Jedná se o způsob a zařízení umožňující kvantitativní hodnocení adheze, zejména malých objektů. Na dno válcové nádoby (5) je uložena nepohyblivě podložní destička s nanesenými oblastními vrstvami zkoušeného materiálu. Oblastní vrstvy mají velikost rovnou nebo blízkou velikosti nejmenších ploch, používaných pro danou aplikaci a rozteč rovnou nebo větší, než je tato velikost. Válcová nádoba je uzavřena těsně upraveným víkem s průchozím otvorem uprostřed pro přívod kapaliny či páry. Vespod uprostřed je nádoba přes hřídel spojena s hnacím motorem. Na oblastní vrstvy se působí odstředivou silou. Po skončení jejího působení se adheze zjišťuje porovnáním velikosti průměrů zůstatkových ploch s oblastními vrstvami u jednotlivých zkoušených vrstev v závislosti na velikosti odstředivé síly.This is a method and device enabling quantitative assessment of adhesion, especially of small objects. A stationary base plate with applied area layers of the tested material is placed on the bottom of a cylindrical container (5). The area layers have a size equal to or close to the size of the smallest areas used for a given application and a pitch equal to or greater than this size. The cylindrical container is closed with a tightly fitted lid with a through hole in the middle for the supply of liquid or steam. At the bottom in the middle, the container is connected to a drive motor via a shaft. Centrifugal force is applied to the area layers. After the end of its action, adhesion is determined by comparing the size of the diameters of the residual areas with the area layers for the individual tested layers depending on the size of the centrifugal force.

Description

Vynález se týká způsobu zjišťování adheze vrstev k podložce v kapalinách nebo parách, a to zejména u malých objektů a zařízení k jeho provádění.The invention relates to a method for detecting the adhesion of layers to a substrate in liquids or vapors, particularly for small objects and apparatus for carrying out the same.

Zjišťování adheze vrstev k podložce je důležité zejména u přesných a malých obrazců vytvořených pomocí vrstev, například u fotdlitografie, elektronové litografie nebo rentgenové litografie. Dosavadní způsoby zjišťování adheze vrstev se prováděly na vrstvách připravených ve velkých plochách a po jejich zpracování a vysušení, případně vytvrzení se adheze zjišťovala kvalitativně na obrazcích optických pozorováním při jejich zvětšení. Toto optické vyhodnocování je nepřesné a zdlouhavé.Determination of the adhesion of the layers to the substrate is particularly important for accurate and small patterns formed by layers, for example photdlitography, electron lithography or X-ray lithography. Existing methods for determining the adhesion of layers were carried out on layers prepared in large areas and after their treatment and drying or curing, the adhesion was qualitatively determined on optical images by observation at their magnification. This optical evaluation is inaccurate and time consuming.

Protože při používání tekutých vývojek a leptadel u malých objektů, kde působí ve značné míře podleptání a proudění kapaliny nebylo možné určit hlavní nepříznivé vlivy, působící na zmenšení a tím i porušení obrazce, vycházelo se pro hodnocení procesů ze subjektivního, nepřesného pozorování. Podobně se neprovádělo ani měření adheze v parách.Since the use of liquid developers and etchers in small objects, where there is a high degree of undercutting and fluid flow, it was not possible to determine the main adverse effects of shrinkage and hence image distortion, the subjective, inaccurate observation was used to evaluate processes. Similarly, vapor adhesion measurements were not performed.

Kvantitativní hodnocení adheze běžnými metodami, které užívají například pohyblivý hrot nebo počítání odloupnutí okének obrazce nebylo u velmi malých objektů pro hodnocení adheze použitelné.Quantitative evaluation of adhesion by conventional methods, such as using a movable tip or counting window peel counts, was not applicable to very small objects for evaluation of adhesion.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob a zařízení ke zjišťování adheze vrstev k poldložce v kapalinách nebo parách podle vynálezu. Podstatou způsobu zjišťování adheze je, že na podložce se vytvoří oblastní vrstvy z materiálu, jehož adheze k podložce se zjišťuje. Oblastní vrstvy mají shodnou velikost rovnou nebo blízkou velikosti nejmenších ploch, používaných pro danou aplikaci. Jejich rozteč je rovna nebo větší, než je jejich velikost. Na takto vytvořené oblastní vrstvy se působí v prostředí s kapalinou nebo párou odstředivou silou. Po ukončení působení odstředivé síly se adheze zjišťuje porovnáním velikosti průměrů zůstatkových ploch s oblastními vrstvami u jednotlivých zkoušených vrstev v závislosti na velikosti odstředivé síly.The aforementioned drawbacks are overcome by a method and apparatus for detecting adhesion of layers to a pad in liquids or vapors of the invention. The essence of the method for detecting adhesion is that on the substrate, regional layers are formed of a material whose adhesion to the substrate is detected. The area layers have an equal size equal to or close to the size of the smallest areas used for the application. Their pitch is equal to or greater than their size. The region layers thus formed are subjected to centrifugal force in a liquid or vapor environment. At the end of the centrifugal force, the adhesion is determined by comparing the diameter of the residual surfaces with the area layers of the individual layers tested, depending on the magnitude of the centrifugal force.

Podstatou zařízení k provádění tohoto způsobu je, že sestává z válcové nádoby, na jejíž dno se ukládá měřená podložní destička s nanesenými oblastními vrstvami. Válcová nádoba je opatřena se zhora víkem, které může být s výhodou průhledné a v jehož středu je vytvořen průchozí otvor pro přívod kapaliny nebo páry. Zespodu je válcová nádoba ve svém středu opatřena hřídelí, spojenou s hnacím motorem.The essence of the device for carrying out this method is that it consists of a cylindrical vessel, on the bottom of which the measured substrate plate is deposited, with the applied regional layers. The cylindrical vessel is provided with a lid from above, which may preferably be transparent and in the center of which there is a through hole for the liquid or steam supply. From below, the cylindrical vessel is provided in its center with a shaft connected to the drive motor.

Výhodou tohoto způsobu a zařízení ke zjišťování adheze vrstev k podložce v kapalinách nebo parách je, že umožňuje kvantitativní určení adheze přímo v kapalině nebo v páře, která se při zpracování vrstev používá. Tím tento způsob umožňuje zjistit vliv dílčích operací na adhezi a optimalizovat je.An advantage of this method and apparatus for detecting the adhesion of layers to the substrate in liquids or vapors is that it allows quantitative determination of adhesion directly in the liquid or vapor used in the processing of the layers. Thus, this method makes it possible to determine the influence of the partial operations on adhesion and to optimize them.

Příklad zařízení padle vynálezu je schematicky znázorněn na obr. 1. Obr. 2 demonstruje způsob zjišťování adheze.An example of a device according to the invention is shown schematically in Fig. 1. 2 demonstrates a method for detecting adhesion.

Zařízení je tvořeno válcovou nádobou 5. Tato válcová nádoba 5 je uzavřena těsně upraveným víkem 6, s výhodou průhledným, v jehož středu je vytvořen průchozí otvor pro přívod kapaliny nebo páry do vnitřního prostoru 8 válcové nádoby 5. Zespodu, ve svém středu, je válcová nádoba 5 opatřena hřídelí 9, která je spojena s hnacím motorem 10.The device consists of a cylindrical vessel 5. This cylindrical vessel 5 is closed by a sealed lid 6, preferably transparent, in the center of which is a through hole for supplying liquid or steam to the interior 8 of the cylindrical vessel 5. the container 5 is provided with a shaft 9 which is connected to a drive motor 10.

Na dnd válcové nádoby 5 se uloží podložní destička 1 se shodnými malými oblastními vrstvami 2, u které se zkoumají adhezní vlastnosti. Podložní destička 1 je ve válcové nádobě 5 uchycena tak, aby se nemohla volně otáčet, což lze zajistit například zarážkou na jejím obvodu. Velikost 3 oblastních vrstev 2 je blízká nebo rovná nejmenším plochám, které se prakticky pro danou aplikaci využívají, například 3 ^m. Počet oblastních vrstev 2 se volí tak, aby byla mezera 4 mezi nimi rovna nebo větší, než je velikost 3 samotných oblastních vrstev 2. Průchozím otvorem 7 v těsném víku se do prostoru 8 válcové nádoby 5 přivádí kapalina nebo pára, určená jako působící látka na adhezi oblastních vrstev 2 k podložní destičce 1. Působením otáčivého pohybu válcové nádoby 5 pomocí hnacího motoru 10 a hřídele 9 na oblastní vrstvy 2 nanesené na podložní destičce 1 se odstředivou silou odtrhnou okrajové oblastní vrstvy 2. Na podložní destičce 1 pak zbyde zůstatková plocha o průměru 11 s oblastními vrstvami 2. Adheze se pak zjišťuje porovnáním průměrů 11 zůstatkových ploch s oblastními vrstvami 2 v závislosti na velikosti odstředivé síly. Adhezi lze kvantitativně hodnotit buď porovnáním průměrů 11, získaných při stejných otáčkách hnacího motoru 10 nebo určením počtu otáček, potřebných k dosažení určitého průměru 11, kde nastává odtržení oblastních vrstev 2, pozorováním přes těsné víko 6.On the dnd of the cylindrical vessel 5, a backing plate 1 with identical small regional layers 2 is examined, in which the adhesive properties are examined. The backing plate 1 is mounted in a cylindrical container 5 so that it cannot rotate freely, which can be secured, for example, by a stop on its circumference. The size 3 of the area layers 2 is close to or equal to the smallest areas practically used for the application, for example 3 µm. The number of region layers 2 is selected such that the gap 4 between them is equal to or greater than the size 3 of the region layers 2 themselves. Through the through hole 7 in the tight lid, the liquid 8 is introduced into the space 8 of the cylindrical vessel. adhesion of the regional layers 2 to the base plate 1. By rotating the cylindrical vessel 5 by means of the drive motor 10 and the shaft 9 to the regional layers 2 deposited on the base plate 1, the peripheral surface layers 2 are torn off by centrifugal force. The adhesion is then determined by comparing the diameters 11 of the residual surfaces with the regional layers 2 depending on the magnitude of the centrifugal force. The adhesion can be quantitatively evaluated either by comparing the diameters 11 obtained at the same speed of the drive motor 10 or by determining the number of revolutions needed to reach a certain diameter 11 where the tear-off of the regional layers 2 occurs by observing through the tight lid 6.

Claims

A method for detecting adhesion of layers to a substrate in liquids or vapors, characterized in that on identical area layers of the material whose adhesion is evaluated to be equal to or almost equal to the size of the smallest areas used for a given application, which are applied to the substrate, with a spacing equal to or greater than their size, the centrifugal force is applied in a liquid or vapor environment, and after the centrifugal force has ceased, adhesion is determined by comparing the diameters of the residual surfaces with the area layers of the

INVENT the individual test layers depending on the magnitude of the centrifugal force.

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a cylindrical container (5) provided with a lid (6) from above, in the center of which a through hole (7) is provided for supplying liquid or steam to the interior space (8). a cylindrical vessel (5) and a shaft (9) connected to the drive motor (10) from below in its center.

Device according to claim 2, characterized in that the lid (6) is transparent.

1 sheet of drawings