Исследование влияния условий подачи озоно-воздушной смеси на процесс удаления фоторезиста с поверхности кремниевой пластины

Работа посвящена изучению зависимости результатов обработки фоторезистивных пленок на поверхности кремниевых пластин в среде озона от условий и параметров проведения процесса. Высокий окислительный потенциал озона обосновывает возможность его применения для удаления органических пленок в условиях атмосферного давления. Эксперименты выполнялись с использованием разработанного исследовательского стенда, в котором варьировался режим и способ нагрева пластины, а также способ подачи газа к поверхности фоторезиста. В качестве экспериментальных образцов выступали кремниевые пластины со сформированным слоем фоторезистивной маскирующей пленки толщиной 1,35 мкм. Было установлено, что для обеспечения равномерности нагрева пластины по всей ее поверхности целесообразным является использование керамического инфракрасного нагревателя. При подаче озоно-воздушной смеси в центр нагретого образца наблюдалось наличие остатков удаляемого фоторезиста, связанное с перепадом температуры в его приповерхностной области. Для решения данной проблемы были рассчитаны компьютерные модели температурных режимов элементов реакционного объема, которые показали, что рассеяние потока рабочего газа по поверхности кремниевой пластины позволяет значительно увеличить эффективность удаления фоторезиста, а при качественном подборе режима обработки обеспечивает полное снятие фоторезистивного материала. Полученные данные были экспериментально подтверждены путем использования сепаратора потока озоно-воздушной смеси. Проведены эксперименты по исследованию влияния расстояния от поверхности пластины до места ввода рабочего газа на скорость удаления фоторезиста, показавшие, что уменьшение расстояния способствует сокращению потерь озона в результате термического разложения и, соответственно, повышению скорости удаления материала.

1. Huynh C.K., Mitchener J.C. Plasma versus ozone photoresist ashing: Temperature effects on processinduced mobile ion contamination. Journal of Vacuum Science & Technology B. 1991;9(2):353-356. DOI: 10.1116/1.585574.

2. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. Москва: Изд-во МГУ; 1998.

3. Разумовский С.Д., Заиков Г.Е. Озон и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм). Москва: «Наука»; 1974.

4. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование в процессах очистки воды. Москва: ДеЛи принт, 2007.

5. West A., Schans M., Xu C., Cooke M., Wagenaars E. Fast, downstream removal of photoresist using reactive oxygen species from the effluent of an atmospheric pressure plasma Jet. Plasma Sources Sci. Technol. 2016;25:02LT01. DOI: 10.1088/0963-0252/25/2/02LT01.

6. Miura T., Kekura M., Horibe H., Yamamoto M. Photo-resist Removal using Highly Concentrated Ozone Gas – Removal Characteristics of Various Resists: Journal of Photopolymer Science and Technology. 2008;21(2):311-316. DOI: 10.2494/photopolymer.21.311.

7. Gardner W.L., Baddorf A.P., Holber W.M. Temperature and concentration effects on ozone ashing of photoresist. Journal of Vacuum Science & Technology A. 1997;15(3):1409-1412. DOI: 10.1116/1.580551.