163752. lajstromszámú szabadalom • Eljárás maszkok előállítására févezető eszköz gyártásánál
3 163752 4 felületén, vagy pedig a szubsztrátumon előzetes eljárási lépések folyamán létrehozott takarórétegen lakk-anyagú maszkot állítunk elő és gázkisülésben létrehozott katódporlasztás segítségével mind lakkmaszkra, mind pedig a lakkmentes felületre Si02 -réteget viszünk fel, majd a kisülés vezérlésével az Si02 -réteg meghatározott vastagságánál a lakk-maszkot részlegesen elbontjuk, a fölötte található Si02 réteget felszakítjuk és a kisülés lekapcsolása után a szubsztrátumot a lakkmaszk számára oldható oldószerrel - például triklóretilénnel - kezeljük, míg a lakkmaszk el nem bontott részeit ezáltal megduzzasztjuk, az Si02 réteg e fölött fekvő részeit a széleken leszakítjuk és ultrahangos kezelés után a lakk-maszk maradványaival együtt eltávolítjuk. A megmaiado SiÜ2 -réteg most már mint kész maszk, az előző lakk-maszknak pontos negativját képezi anélkül, hogy az alámaratásokhoz hasonló befolyásolások keletkeznének az oxidszéleken. A találmány szerinti eljárás lényeges előnye az, hogy elmaradnak az alámaratások és az ebből eredő hátrányok. A találmány tárgyának egy változatát kapjuk, ha Si02 helyett egy SiO x (1< x <2) vegyületet porlasztunk rá. A találmány tárgyának egy további változatánál az Si02 -t sziliciumnitriddel, vagy sziliciumnitridtartalmú rétegekkel helyettesítjük. A találmány tárgyát az alábbiakban diffúziós maszkok előállításának példáján, rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajz metszeteket ábrázol. Az 1. ábra a félvezető szubsztrátumot mutatja. A 2. ábra lakk-maszkkal ellátott szubsztrátumot szemléltet. A 3. ábra lakk-maszkkal ellátott szubsztrátumot mutat, amelyre Si02 -réteg van ráporlasztva. A 4. ábra a szubsztrátumot mulatja duzzadó lakk-maszkká! és fölszakított Si02 -réteggel. Az 5. ábra a szubsztrátumot mutatja, a készre kialakított Si02 -diffúziós maszkkal. A jobb szemléltetés érdekében különösen a vékony rétegeket, azaz a lakk-maszkot és az Si02 -réteget, nem ábrázoltuk léptékhűen Amint a rajzon látható, a maszkkal ellátandó 1 szubsztrátumot, például polírozott Si -tárcsát, szokásos módon nagytisztaságú oldószer alkalmazásával megtisztítjuk és ezt követően „clean room" (tiszta szoba)-föltételek mellett, ugyancsak ismert módon, 2 lakk-maszkkal látjuk el, amelynek a mindenkori alkalmazási célnak megfelelő mintázata van. A szokásos követelmények mellett, amelyek a pórusmentességre és a szélek jó élességére vonatkoznak, a 2 lakk-maszknak lehetőleg meredek élekkel kell rendelkeznie és nem lehet érzékeny ion és elektron becsapódásokkal szemben, l-mellett mint pozitív, mind pedig negatív lakk alkalmazható. Mindamellett kitűnt, hogy nem célszerű a lakk-maszk kikeményítése, illetőleg temperálása az előhívási folyamat után, mert ezáltal a lakk duzzadóképessége csökken. A találmány értelmében mind a 2 lakk-maszkra, mind pedig az 1 szubszírátum lakktól mentes 5 felületére Si02 -ből készült 3 réteget viszünk fel katódporlasztás útján. Hz az eljárás eléggé ismert elrendezésekben történik, amelyek nem képezik találmányunk tárgyát és vagy nagyfrekvenciás, vagy pedig egyenfeszültségű katódporlasztó készülékekként lehetnek kialakítva. A továbbiakban az eljárás lefolyását nagyfrekvenciás katódporlasztás föltételezésével ismertetjük. Az itt megadott feszültségek olyan elrendezésre vonatkoznak, amelynél a mágneses indukció a kisülési 5 tartományban 10 és 100 Gauss között van. Egy külső tekercs által előállított mágnestér a villamos térrel párhuzamos lehet, vagy pedig erre merőleges. Target-ként (célelektród) előnyösen nagy tisztaságú kvarctárcsát alkalmazunk. A fűthető és hűthető 10 szubsztrátumtartó a targettal szemben, attól 2-5 cm távolságban van. Miután ,i s/uhsztiátumtartol lakkal maszkolt 1 szubsztrátumokkal megtöltöttük, először nag> vákuumot állítunk elo, amíg a maradék nyomás a 15 mindenkori célnak megfelelő szükséges értéket eléri, amely 1.10 s és 1.10 7 torr közötti érték-tartományban van. Nagy tisztaságú munkagáz, például Ar, vagy 02, vagy N 2 , vagy ezen gázok tetszőleges keverékének bebocsátása által és ha szükséges a diffúziós szivattyú fojtásával, ezt követően előállítjuk a készülékben a szükséges munkanyomást, amely 2.10 4 és 1.10 - torr érték között van. Ezután a gázkisülés bekapcsolásával megkezdődik a 3 Si()2 -ré-25 teg ráporlasztása. Eközben a nagyfrekvenciás feszültség amplitúdó semmi esetre sem lépheti túl az 1 kV amplitúdó értéket, mert különben a 2 lakk-maszk szétroncsolódik. A pontos érték a lakk fajtájához és a plazma sűrűségéhez igazodik. Ha a 3 SiO,-réteg vastagsága elérte a 100 nm értéket, a gyorsabb ráporlasztás érdekében a nagyfrekvenciás feszültséget 1,5 kV-ra lehet emelni. Miután a 3 Si02 -réteg kívánt vastagságát 35 többnyire 0,3 és 2.0 ßm értékek között elértük, amit a porlasztás folyamán optikai rétegvastagságmérő készülékkel ellenőrzünk, a kisülési feszültséget 3 4 kV értékre növeljük. Ezáltal az 1 szubsztrátuniokra a gázkisúlésekből igen erősen csapódnak be 40 elektronok és ionok és ezenkívül nagy mértékben növekszik a plazma által kisugárzott energia. Ennek az a következménye, hogy gázfejlődés mellett a 2 lakk-maszk bomlásnak indul és a felette található 3 45 Si02 réteget felszakítja. Hogy elkerüljük a 2 lakk-maszk lelületi roncsolásánál nagyobb mértékű roncsolását, a feszültségnovelés rövid ideig történik. Ezután a kisülést azonnal lekapcsoljuk. Már említettük, hogy a megadott feszültségek 50 akkor érvényesek, ha a kisülési tartományban meghatározott mágneses indukciós viszonyok vannak. Ezek a feszültségek emellett függnek ínég a 2 lakkmaszk minőségi tényezőitől és minden lakkfajta 55 számára, valamint egyéb feltételek tekintetében az egyes munkafázisokhoz külön elővizsgálatokkal kell őket meghatározni. Elvileg ugyanilyen módon történik a porlasztás akkor is, ha a kvarc targetot Sitargettal helyettesítjük, hogy SiQ> (]< x <2) vagv 60 Si, N , anyagot vagy pedig ezen kettő keverékét porlasztjuk fel reaktív úton. A katódporlasztas után az I szubsztrátumokat kivesszük a vákuumkészülékből és a lakk számára 65 alkalmas oldószerbe, például triklóretilénbe helyezzük. Az oldószer behatolását azáltal gyorsítjuk, ha mindjárt kezdetben 10 30 mp-ig tartó ultrahangos kezelést alkalmazunk. Miután a 2 lakk-maszk eléggé megduzzadt amel> 70 állapotot kb. 5-30 perc alatt éri el még további ultrahangos kezelés következik, amelynek időtartama 1-3 perc. Ezután a 2 lakk-maszk maradványai és a lolotte található ráporlasztott 3 Si02 -réteg könnyei: 75 eltávolítható letörlés útján. Ezt követően kevés port 2
