Способ удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол

Способ удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технологии изготовления изделий оптической техники, конкретно к способу удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол, служащих в качестве основной маски при формировании микроэлементов на их поверхности. Операция по удалению пленки фоторезиста является самой массовой при формировании микроэлементов на поверхности, ею завершаются все фотолитографические процессы по формированию необходимых микроизображений.

Известны различные физические и химические способы удаления тонких фоторезистивных пленок. Основными требованиями, предъявляемыми к этой операции, являются полное удаление пленки фоторезиста без вторичного загрязнения и разрушения поверхности подложки.

К химическим способам удаления фоторезиста относятся способы снятия пленки путем деструкции полимеров в смесях различных кислот или органических растворителей, выбор состава которых определяется веществом исходной поверхности подложки и составом фоторезиста. Например, в соответствии с патентом РФ 2318267 (МПК H01L 21/306, G03F 7/26, опубл. 27.02.2008), химическая деструкция фоторезиста осуществляется в смеси перекиси водорода и серной кислоты при температуре 125°C. Согласно патенту CN 104252103 (МПК G03F 7/42; H01L 21/3065, опубл. 2014-12-31) остаточный фоторезист удаляют плавиковой кислотой, пероксидом серы и пероскидом амония. В патенте RU 2551841 (МПК G03F 7/42, H01L 21/02, опубл. 27.05.2015) заявлена композиция, состоящая из одновалентного органического растворителя, гидроксида четвертичного аммония и воды.

Недостатком данных способов является высокая агрессивность травителя, его токсичность и трудность утилизации отходов, а также невозможность использования таких способов для удаления пленки фоторезиста с металлизированных поверхностей.

Для удаления фоторезиста с металлизированных поверхностей применяется, например, в соответствии с патентом РФ 2575012 (МПК H01L 21/31, G03F 7/42, C11D 1/62, C11D 7/50, C11D 7/60, C11D 3/30, опубл. 10.02.2016), состав на основе триэтаноламина.

Недостатком этого способа, содержащего органические вещества, являются легкая воспламеняемость, токсичность и проблема нейтрализации отработанных отходов.

Указанные недостатки устраняются с помощью различных физических методов удаления фоторезистивных пленок.

Широко известен способ плазмохимического удаления фоторезиста, посредством которого удаление пленки осуществляется в низкотемпературной кислородной плазме. Физическую химию процесса можно сравнить с химией горения пленки фоторезиста в кислороде. Данный метод широко применяется в микроэлектронике, особенно в кристальном производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известно изобретение по патенту РФ 2318231 (МПК G03F 7/26, опубл. 27.02.2008), которое относится к способам удаления слоя фоторезиста с поверхности кремниевых подложек методом плазмохимического травления. В способе травления слоя фоторезиста, включающем плазмохимическое травление слоя фоторезиста с кремниевых пластин обработкой газовой смесью элегаза и кислорода, травление проводят при расходе элегаза (SF₆) и кислорода (O₂) соответственно 7 и 0,8 л/ч, при рабочем давлении, равном 20±5 Па, температуре 30±5°C, мощности 1±0,5 кВт, в течение 2±1 минут, при этом разброс по толщине слоя фоторезиста составляет 3,5÷4,0%. Техническим результатом изобретения является получение равномерного стравленного слоя фоторезиста по всей поверхности пластин.

Наиболее близкое изобретение по патенту CN 104345581 (МПК G03F 7/42, опубл. 2015-02-11), взятое за прототип, раскрывает способ удаления фоторезиста с помощью плазмы под действием высокоактивных ионов и окислительных молекул. В способе низкочастотный источник радиочастотной мощности применен вместо высокочастотного для продвижения кислородосодержащего реакционного газа для активации плазмы, что позволяет избежать проблемы с разной скоростью травления на разных участках подложки из-за неравномерного распределения бескислордных радикалов.

В случае снятия фоторезиста с поверхности габаритных по площади и толщине оптических стекол существуют весьма большие технические трудности возбуждения над их поверхностью низкотемпературной плазмы газового разряда с обеспечением достаточной ионной бомбардировки пленки фоторезиста с целью ее нагрева для дальнейшей деструкции. Хорошо известно, что процесс плазмохимического удаления фоторезиста тесно связан с температурой разогрева пленки в процессе ее деструкции.

Зависимость скорости травления фоторезиста от температуры осуществляется по экспоненциальному закону. На практике это означает, что при температуре пленки ниже 150-180°C скорость деструкции ничтожно мала и возрастает на порядки по величине в случае повышения ее до 220-250°C. Дальнейшее повышение температуры тоже нежелательно, так как приводит к эффекту так называемого «науглевоживания» поверхности, что означает выделение из пленки фоторезиста свободного углерода, который при этих условиях не взаимодействует с активным кислородом и накапливается на поверхности в качестве нежелательного осадка.

Целью настоящего изобретения является разработка способа, обеспечивающего быстрое и качественное снятие пленки фоторезиста с поверхности оптических стекол.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении высокой скорости удаления фоторезистивной пленки с поверхности габаритных по площади и толщине оптических стекол без науглевоживания поверхности.

Технический результат достигается за счет того, что в способе удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол, включающем плазмохимическое травление пластины низкотемпературной плазмой в присутствии атомарного кислорода, согласно изобретению обрабатываемой пластиной является оптическое стекло, а нагрев фоторезистивной пленки до оптимальной температуры травления осуществляется инфракрасным излучателем, расположенным под поверхностью обрабатываемой пластины.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ удаления фоторезиста с поверхности оптических стекол.

Основные функции, обеспечивающие деструкцию фоторезиста (выделение активного кислорода) и разогрев пленки резиста, разделены. С помощью электродов специальной конструкции над поверхностью оптической заготовки с резистивной пленкой создается плотный низкотемпературный плазменный разряд, в котором осуществляется процесс диссоциации молекулярного кислорода до его молекулярного состояния.

Расположенный под стеклом излучатель, испускает мощное излучение, которое проходит через кварцевое стекло практически без потерь и полностью поглощается пленкой фоторезиста. В результате поглощения излучения пленка фоторезиста разогревается до заданной температуры, и возможно автоматически стабилизировать температуру путем изменения мощности излучения. Таким образом, формируется управляемый технологический процесс деструкции пленки фоторезиста, обеспечивающий ее качественное удаление с поверхности оптических изделий без науглевоживания поверхности.

Способ удаления фоторезистивных пленок с поверхности оптических стекол, включающий плазмохимическое травление пластины низкотемпературной плазмой в присутствии атомарного кислорода, отличающийся тем, что обрабатываемой пластиной является оптическое стекло, а нагрев фоторезистивной пленки до оптимальной температуры травления осуществляется инфракрасным излучателем, расположенным под поверхностью обрабатываемой пластины.