4. Wie ist die optimale Substratvorbehandlung für Photoresists?

Die Haftung zwischen Substrat und Lack ist für eine sichere Resistverarbeitung von großer Bedeutung. Geringste Veränderungen des Reinigungsprozesses oder der Technologie können signifikante Auswirkungen auf die Haftfestigkeit haben. Im Allgemeinen weisen Silizium, Siliziumnitrid, Nichtedelmetalle (Aluminium, Kupfer) eine gute Lackhaftung auf, während die Haftung auf SiO2, Glas, Edelmetallen, wie Gold und Silber, sowie auf Galliumarsenid schlechter ist. Hier sind unbedingt Maßnahmen zur Verbesserung der Haftfestigkeit erforderlich. Zu hohe Luftfeuchtigkeit (> 60 %) verschlechtert die Haftung deutlich. Bei Verwendung neuer Substrate ist ein Ausheizen bei etwa 200 °C (3 min, hot plate) zur Trocknung ausreichend. Jedoch sind die Substrate im Anschluss daran schnell zu verarbeiten. Es empfiehlt sich eine Zwischenlagerung in einem Exsikkator zur Verhinderung der Rehydrierung.

Organisch verunreinigte oder schon verwendete Wafer erfordern vorherige Reinigungen in einfachen Fällen in Aceton und nachfolgend in Isopropanol oder Ethanol mit nachfolgender Trocknung. Dadurch verbessert sich die Lackhaftung. Wird nur Aceton zur Reinigung verwendet, sollte das Substrat unbedingt im Trockenschrank getrocknet werden, um die kondensierte Luftfeuchte zu entfernen.

Werden die Wafer in einer Technologie mehrfach prozessiert und unterschiedlichen Einflüssen ausgesetzt, empfiehlt sich eine intensive Reinigung. Diese ist jedoch stark substrat- (inklusive der schon aufgebrachten Strukturen) und prozessabhängig. Der Einsatz von Removern oder Säuren (z.B. Piranha) mit anschließender Spülung und Trocknung ( 1. Abschnitt) kann erforderlich sein. Eine Unterstützung durch Ultra- oder Megaschall hilft in schwierigen Fällen.

Zur Verbesserung der Haftung dienen Haftvermittler, wie z.B. der Adhäsionspromotor AR 300-80, der unmittelbar vor der Lackbeschichtung mittels Spincoating als dünne, ca. 15 nm dicke Schicht aufgetragen wird. Es kann auch HMDS auf die Substrate gedampft werden, dabei wirkt die monomolekulare Schicht auf der Waferoberfläche haftverbessernd, weil sie hydrophob ist und den Resist besser anlagert.

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