1.5.5. Перенос изображения контактной маски на подложку

Перенос изображения осуществляется химическим или плазменным травлением или осаждением необходимого материала в окна маски.

Химическое жидкостное травление основано на растворении в химических реагентах незащищенных участков и состоит из следующих стадий:

диффузия молекул травителя к поверхности подложки с последующей адсорбцией;

химическая реакция;

десорбция продуктов реакции и удаления их в раствор.

При этом, скорость травления определяется наиболее медленной стадией.

Процесс переноса изображения должен обеспечивать:

минимальное искажение геометрических размеров;

полное удаление материала с пробельных мест;

селективность травителей (возможно меньшее их взаимодействие с материалами не подлежащими травлению).

В состав любого травителя как правило входят:

окислитель – для образования оксидов на поверхности;

растворитель – для растворения и удаления образовавшихся оксидов;

замедлитель или ускоритель реакции.

Наибольшее распространение в технологии производства ПП получили травители на основе водных растворов хлорного железа с плотностью порядка 1,4 г/см³. Скорость травления в свежеприготовленном растворе составляет 40 мкм/мин. Травитель не пригоден для ПП, покрытых металлорезистами на основе олова. В этом случае рекомендуется применять раствор на основе хромовой кислоты или окиси хрома.

1.5.6. Удаление фоторезиста

При выборе метода удаления фоторезиста исходят из его химического строения, растворимости в определенном круге растворителей, прошедших термических процессов, устойчивости материалов подложки к режимам удаления.

Удаление сухого пленочного фоторезиста с поверхности сформированного рисунка ПП обычно осуществляется в щелочных растворах, ацетоне.

2. Экспериментальная часть

2.1. Оборудование и материалы

1. Вытяжной шкаф 2Ш – НЖ.

2. Установка сушки и дубления фоторезиста УСДФ – 1.

3. Установка совмещения и экспонирования ЭМ – 517.

4. Люксметр Ю –16.

5. Р_Н – метр.

6. Сухой пленочный фоторезист СПФ – ВЩ.

7. Растворы для декапирования, проявления, травления, снятия фоторезиста, химического оловянирования.

8. Ванна для электрохимического осаждения никеля.

2.2. Порядок выполнения работы

Перед выполнением лабораторной работы необходимо:

изучить теоретический материал;

получить допуск к выполнению работы;

пройти инструктаж по ТБ.

1. Получить у преподавателя заготовки для ПП.

2. Ознакомиться с наличием рабочих растворов и материалов.

3. Произвести подготовку поверхности заготовок к ламинированию сухим пленочным фоторезистом СПФ – ВЩ:

очистить поверхность заготовок шлиф-порошком с помощью войлочного диска;

тщательно промыть под проточной водой;

декапировать в 5% растворе HCl;

просушить заготовки сжатым воздухом;

выдержать заготовки при температуре 100^оС в течении 10 минут.

4. Подготовить фоторезист для ламинирования:

отрезать пленку фоторезиста на 0,5 см больше, чем заготовка по всем сторонам;

отделить защитную пленку от светочувствительного слоя с одного края пинцетом;

расположить ее светочувствительным слоем к заготовке и прикатать валиком, одновременно удаляя защитную пленку.

5. Совместить заготовку с фотошаблоном: положить ламинированную заготовку в кассету для экспонирования;

сверху наложить фотошаблон эмульсионной стороной к фоторезисту, прижать стеклянной пластиной и закрепить в кассете с помощью винтов.

6. Замерить освещенность люксметром Ю–16, рассчитать величину экспозиции.

7. Экспонировать заготовки 35 с, 45 с, 60 с.

8. Проявить заготовки, предварительно удалив защитную пленку с фоторезиста, в 0,5 % растворе КОН, наблюдая визуально за процессом удаления фоторезиста с пробельных участков.

9. Промыть заготовки и высушить сжатым воздухом.

10. Замерить ширину проводников на фотошаблоне с помощью микроскопа БМИ или МБС−9.

11. Проконтролировать качество полученного рельефа под микроскопом МБС-9 и замерить ширину проводников на микроскопе.

12. Полученные результаты занести в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Режимы операций фотолитографии и результаты замеров химического негативного метода

№ заготовки	Метод изготовления ОПП
	Химический негативный
	Время эксп, с	Время проявл, с	Время травл, с	Размер после проявл, мкм	Размер после травл, мкм	Размер на фотошаб- лоне, мкм	Величина бокового подтравл, мкм	Глубина. травл, мкм

13. Половину заготовок потравить в растворе FeCl₃, контролируя время травления и используя для каждой заготовки свежую порцию травителя одинакового объема.

14. После окончания травления заготовки тщательно промыть и декапировать.

15. Нанести финишное покрытие, в ванне для химического оловянирования в течение 3–5 мин, промыть и посушить заготовки, произвести замеры ширины проводников, результаты занести в таблицу 2.1.

16. Оставшиеся заготовки экспонировать через фотошаблон, предназначенный для химического позитивного метода, 35 с, 45 с, 60 с.

17. Проявить, промыть и декапировать заготовки.

18. Нанести металлорезист в ванне для электрохимического никелирования.

19. Удалить фоторезист.

20. Приготовить селективный травитель состава:

CrO₃ – 150 г/л;

HNO₃ – 35 мл;

HCl – 10 мл;

H₂O – 1000мл.

и провести травление образцов.

21. Замерить ширину проводников на микроскопе БМИ.

22. Полученные данные занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Режимы операций фотолитографии и результаты замеров химического позитивного метода

№ заготовки	Метод изготовления ОПП
	Химический негативный
	Время эксп, с	Время проявл, с	Время травл, с	Размер после проявл, мкм	Размер после травл, мкм	Размер на фотошаб- лоне, мкм	Величина бокового подтравл, мкм	Глубина. травл, мкм

23. Подготовить отчет о проделанной работе