Способ обработки поверхности силикатных подложек Советский патент 1983 года по МПК C03C17/245 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ СИЛИКАТНЫХ ПОДЛОЖЕК

., Изобретение относится к способам подготов ки силикатных, в частности ситалловых, подложек преимущественно для тонкопленочной технологии микросхем и может быть использовано в злектронной и электротехнической промышленности для повышения химической стойкости силикатных подаожек в прот цессе фотолитографии при создании рисунка схем. Известен способ обработки силикатных изделий, HanjHiMep оптических стекол, для повы шения их химической устойчивости в кислых растворах, содержащих плавиковую кислоту, посредством обработки в уксусно-кислом растворе с последующим прогревом в расплаве парафина 1. Наиболее близким к изобретению по техн ческой сущности является способ получения покрытия окиси олова иа поверхности стеклянной подложки, включающий очистку поверхности контактирование ее с газооб1язной смесью, «одержадцей пары воды и четыреххлористое олово, при температуре вьпие ЗОО-С и давлении 253-1013 Па 2. Недостатком данного способа является сравнительно высокая дисперсность получаемого покрытия, в результате чего его защитные свойства получаются удовлетворительными только при толщине не менее 0,1 мкм, а существенное увеличение рельефа поверхности при таких толщинах снижает качество злементов и точность воспроизведения рисунка схемы. Цель изобретения - повышение химической устойчивости и качества поверхноста силикатных подложек. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему очистку и нанесение слоя двуокиси олова, слой наносят попеременной обработкой поверхности парами воды, триэтиламина и тетрахлорида олова при температуре 200-350° С и давлении 1-10 Па с промежуточным удалением избытка реагента и продуктов реакции. Предварительно очищенные силикатные (например, ситалловые иля стеклянные) подложки помещают в вакуумную камеру и прогревают при давлении остаточных газов 398 при 200- 350°С 10-15 мин. Затем попеременно обрабатываются парами воды (Р (l Па), триэтиламина (f 1-10 Па) и тетрахлорида олова (РзпСРл 10-10 Па) с промежуточным удалением (откачкой) избытка реагентов после выдержки в его парах 0,5-3 мин и продуктов реакции до первоначального давления. При каждом цикле обработки парами воды и хлорида олова на поверхности формируется тонкий слой ( г 3 Л ) монослой окисла олова, связанный с поверхностью прочными химическими связями. Промежуточный напуск паров триэтиламина катализирует взаимодействие четыреххлористого олова с гидроксильными группами поверхности, после обработки парами воды, обеспечивая более полное протекание реакции образования оксида олова на поверхности, что позволяет снизить температуру подложки до 200°С. При более низких температурах (1 200° С) на поверхности остается значшельное количество сорбированных реагентов, что приводит к формированию ры лого, некомпактного оксида. При Т 350°С количество хемосорбированных реагентов на I поверхности недостаточно для образования сплошного слоя. Аналогичным образом определяется и диапазон используемых давлений. Обработку повторяют до 30 раз до получения слоя двуокиси олова необходимой толщины (до 10 им), обеспечивающей достаточно защитные свойства. На подготовленную предлагаемым способом поверхность напыляют в: вакууме слой SnOj и далее проводят процесс фотолитографии.

11 римечание. Обработка по прототипу проводится при Т 350°С и Рн., 2,0-10 Па.

24 64 Пример 1. Пощюжки из ситалла СТ-50-1 тщательно отмытые и обезжиренные парах пропилового спирта помещают в вакуумную камеру и при давлении остаточных паров Па прогревают 15 мин при 200° С. Затем осуществляют попеременный напуск паров воды ( Па) триэтиламина (РТЭД i) хлорида олова (.p 5-10 Па) с вьщержкой в парах реагентов 1 мин. Обработку повторяют 20 раз. Результаты по химической устойчивости приведены в таблице. П р и м е р 2. Снталловые подложки марки СТ-50-1, прошедшие предварительную очистку, подвергают обработке аналогично примеру 1 при 350° С 10 раз с выдержкой в парах реагентов 3 мин. Обработку повторяют 10 раз. Результаты по химической устойчивости приведены в таблице. Пример 3. Ситалловую подложку марки СТ-38-1 подвергают обработке аналогично примеру 1 при 250° С. Результаты по химической устойчивости приведены в таблице. Пример 4. Подложку из стекла марки К-8 тщательно отмытую и обезжиренную помещают в вакуумную камеру и при давлении Ь 10 Па, и температуре 360°С прогревают 10 мин. Затем при той же температуре подложки попеременно обрабатываются «оды (Рк. Па), триэтиламина (P-j-Зд Г Па) и хлорида олова (,j.) (Р-гад 1 Па) и хлорида олова с выдержкой в парах реагента 3 юш. Обработку повторяют 30 раз. Результаты испытаний на химическую стойкость силикатных подложек в растворах плавиковой кислоты различной концентрации (ГОСТ 10134-62) представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемая обработка уже при толщине слоя двуокиси олова порядка б-Ю мкм (60 X) не вызывает растравливание ситалла в растворах концентрацией до 10% в течение 3 мин. В менее концентрированных растворах потери веса, а следовательно я растравливание поверхности почти на порядок ниже.

Предлагаемая обработка, в результате яспользования слоев SnOt малых толщин (до 10 им), практически не ухудшает хорошие диэлектрические .свойства подложки, одновременно повышает качество поверхности, вследствие залечивания макропор, хрещян и хорошей галогенизации, вызванной высокой сплошностью слоя.

Предлагаемый способ подготовки силикатных, например ситалловых подложек, вследствие повышения их химической устойчивости в растворах травителей, содержаших плавиковую кислоту, позволяет практически исключить растравливание подложки в процессах

фотолитографии, тем самым повысить качество и точность воспроизведения рисунка схемы.

Формула изобретения

Способ обработки поверхности силикатных подложек, включающий очистку и нанесеиие слоя двуокиси олова, отлячающийс я тем, что, с целью повышения химической устойчивости н качества поверхности, слой двуокиси олова наносят попеременной обработкой поверхности парами воды, триэтиламина и тетрахлорида олова при температуре ZOO-SSOC и давлении 1-10 Па с промежуточным удалением избытка реагента и продуктов реакции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. С 03 С 17/245, опублик. 1981 (прототип).