Способ обработки поверхности силикатных подложек

 

Ю. К. Ежовский, С. И. Кольцов, А. В. Ели в Й,Л. -В: Иванова- у

Я

Ленинградский ордена Октябрьскои Революции и орина Трудовогр

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета-. /

Ю изобретения (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ СИЛИКАТНЫХ ПОДЛОЖЕК

Изобретение относится к способам подготов-ки силикатных, в частности ситалловых, подложек преимущественно для тонкопленочной технологии микросхем и может быть использовано в электронной и электротехнической промышленности дйя повышения химической стойкости силикатных подложек в лроцессе фотолитографии при создании рисунка схем.

Известен способ обработки силикатных изделий, например оптических стекол, для повышения их химической устойчивости в кислых растворах, содержащих плавиковую кислоту, посредством обработки в уксусно-кислом растворе с последующим прогревом в расплаве парафина й1.

Наиболее близким к изобретению по техни. ческой сущности является способ получения покрытия окиси олова на поверхности стеклянной подложки, включающий очистку поверхности контактирование ее с газообразной. смесью, содержащей пары воды и четыреххлористое олово, при температуре выше

300 С и давлении 253 — 1013 Па (2).

Недостатком данного способа является сравнительно высокая дисперсность получаемого покрытия, в результате чего его защитные свойства получаются удовлетворительными только при толщине не менее 0,1 мкм, s а существенное увеличение рельефа поверхности при таких толщинах снижает качество элементов и точность воспроизведения рисунка схемы.

Цель изобретения — повышение хнмичес<0 кой устойчивости и качества поверхности силикатных подложек.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему очистку и нанесение слоя двуокиси олова, слой наносят попеременной обработкой поверхности парами воды, триэтиламина и тетрахлорида олова при температуре 200 — 350 С и давлении 1 — 104 Па с промежуточным удалением избытка реагента и . продуктов реакции.

Предварительно очищенные силикатные

20 (напрнмер, ситалловые илв стеклянные) подложки помещают в вакуумную камеру и про гревают при давлении остаточных газов

9887

На подготовленную предлагаемым способом поверхность напыляют в: вакууме слой SnO

-и далее проводят процесс фотолитографии.

Тип подложки

Способ Толщина Потери веса -10 г/см слоя

®10з

1% HF 5% HF 10% HF 40% HF Ситалл

СТ-50-1

Прототип

0,9

< 0,01

1,8

4,8

<0,3

5,6

0,5

C0,01

0,3 (О 01

0,6

Предлагаемый 6

Прототип 3, Ситалл

СТ-50-1

Ситалл

Предлагаемыи 3

Прототип 6

< 0,01

0,8

0,07

1,3

0,6

2,8

1,1

13,5. СТ вЂ” 38-1

Стекло

Предлагаемый 6

Прототип 10 (0,01

0,01 (0,01

0,08

0,2

0,2

0,9

1,0

К-8

Предлагаемый 10

Прототип 10 (0,01 (0,01

< 0,01

0,09

<0,01

0,3

0,02

1,3

Ситалл

СТ-32-1

< 0,01 (0,01

Предлагаемый 10 (0,01

"0,03

П р и м е ч а н и е, Обработка по прототипу проводится при Т = 350 С и Рн p с — — 2,0 ° 10 Па, и

10 — 10 Па при 200 — 350 С 10 — 15 мии.

Затем попеременно обрабатываются парами воды (Р11 p=1 — 10" Па), триэтиламина (Р =

1 — 10 Па) и тетрахлорида олова (PS

П

10 — 104 Па) с промежуточным удалением (откачкой) иээбытка реагентов после выдержки в его парах 0,5 — 3 мин и продуктов реакции до первоначального давления, При каждом цикле обработки парами воды и хлорида олова на поверхности формируется тонкий" 1д слой (3 Л ) монослой окисла олова, связанный с поверхностью прочными химическими связями. Промежуточный напуск паров ! триэтиламина катализирует взаимодействие четыреххлористого олова с гидрокснльными группами поверхности, после обработки парами воды, обеспечивая более полное протека-. ние реакции образования оксида олова на поверхности, что позволяет снизить температуру подложки до 200 С. При более низких температурах (t (200 С) на поверхности остается значительное количество сорбированных реагентов, что приводит к формированию рыхлого, некомпактного оксида. При Т > 350 С количество хемосорбированных реагентов на поверхности недостаточно для образования

i сплошного слоя. Аналогичным образом определяется и диапазон используемых давлений.

Обработку повторяют до 30 раз до полу- ЗО чения слоя двуокиси олова необходимой толщины (до 10 нм), обеспечивающей достаточно защитные свойства.

86 4

Пример 1, Подложки иэ ситалла °

СТ-50-1 тщательно отмытые и обезжиренные в парах пропилового спирта помещают в вакуумную камеру и при давлении остаточных паров 5 ° 10 Па прогревают 15 мин при

200 С. Затем осуществляют попеременный напуск паров воды (PH Оф10з Па) триэтил2 амина (Рт а = 10 Па) и хлорида олова (Р Р =5 ° 10 Па) с выдержкой в парах

4 реагентов 1 мин. Обработку повторяют 20 раз.

Результаты по химической устойчивости приведены в таблице.

Пример 2. Ситалловые подложки марки СТ-50-1, прошедшие предварительную очистку, подвергают обработке аналогично примеру 1 при 350 С 10 раз с выдержкой в парах реагентов 3 мин. Обработку повторяют 10 раз. Результаты по химической устойчивости приведены в таблице.

Пример 3. Ситалловую подложку марки СТ-38-1 подвергают обработке аналогично примеру 1 при 250 С. Результаты по химической устойчивости приведены в таблице.

Пример 4. Подложку из стекла марки К-8 тщательно отмытую и обезжиренную помещают в вакуумную камеру и при давлении 1. 10 Па, и температуре 360 С прогревают 10 мин, Затем при той же температуре подложки попеременно обрабатываются парами воды (Р1120=50 Па), триэтиламина (РЕЙЗА = 1 Па) и хлорида олова (Р „ -10 Па) с выдержкой в парах реагента 3 ьпй. Обработку повторяют 30 раз.

Результаты испытаний на химическую стойкость силикатных подложек в растворах плавиконой кислоты различной концентрации (ГОСТ 10134-62) представлены в таблице. слоя двуокиси олова, о т л и ч а ю щ и й10 с я тем, что, с целью повышения химической устойчивости н качества поверхности, слой двуокиси олова наносят попеременной обработкой поверхности парами воды, триэтиламина и тетрахлорида олова при температуре 200 — 350 С и давлении 1 — 10 Па с промежуточным удалением избытка реагента и продуктов реакции.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе щ 1. Ястребова Л. С. Защита силикатных оптических стекол от химического разрушения. М., Оборонгиз, 1958, с. 36.

2. Заявка Франции У 2456077, кл. С 03 С 17/245, опублик. 1981 (прототип).

Предлагаемая обработка, в результате использования слоев 3пОа малых толщин (до 10 нм), практически не ухудшает хорошие диэлектрические .свойства подложки, одновременно повышает качество поверхности, вследствие залечивания макропор, трещин и хорошей галогенизации, вызванной высокой сплошностью слоя.

Предлагаемый способ подготовки силикатных, например ситалловых подложек, вследствие повышения их химической устойчивости в растворах травителей, содержащих плавиковую кислоту, позволяет практически исключить растравливание подложки в процессах б

Составитель О. Самохина

Техред Ж.Кастелевич

Корректор Г. Решетник

Редактор Т. Митрович

Тираж 484

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 10979/30

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 988786 6

Таким образом, предлагаемая обработка фотолитографии, тем самым повысить качестуже при толщине слоя двуокиси олова поряд- во и точность воспроизведения рисунка схемы. ка 6 ° 10э мкм (60 Х) не вызывает растравливание ситалла в растворах концентрацией до 10% в течение 3 мин. В менее концент- Формула изобретения рнрованных растворах потери веса, а следовательно и растравливание поверхности почти Способ обработки поверхности силикатных

/ на порядок ниже. подложек, включающий очистку и нанесение