Способ получения фотошаблонных заготовок

Изобретение относится к электронной промышленности. Предлагается способ получения фотошаблонных заготовок, связанный со значительной экономией изопропилового спирта (ИПС), применяемого в качестве осушителя, путем введения в осушаемую смесь метилэтилкетона (МЭК). Технический результат - уменьшение расходов ИПС и трудоемкости процесса. Эффект достигается за счет образования тройной постояннокипящей (азеотропной) смеси ИПС-вода-МЭК, что позволяет удалять из рабочей зоны постоянно вносимые примеси воды, «отравляющие» осушитель. 1 табл.

 

Изобретение относится к электронной промышленности, а, именно к фотошаблонным заготовкам (ФШЗ), предназначенным для формирования рисунка микроизображения при изготовлении интегральных схем.

Известен способ получения ФШЗ (см. «Электронная промышленность», 1980 г., вып.8-9, стр.100), связанный с механической обработкой стеклянных пластин, отмывкой в щелочных и кислотных растворах, отмывкой в деионизованной воде, обезвоживанием в изопропиловом спирте (ИПС) и сушкой в парах ИПС или фреона, нанесением маскирующего слоя и слоя фоторезиста.

Недостатком этого метода является большой расход ИПС, многоступенчатость процесса и высокая трудоемкость.

Другим недостатком является применение фреона, что осложняет экологическую обстановку.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ФШЗ (см. пат. РФ 2208920 от 24.10.2001 г.), включающий механическую обработку стеклянных пластин, обработку в водных растворах органических кислот, в нейтральной водной среде с последующим обезвоживанием и сушкой в парах ИПС, контроль, обработку в водных растворах органических кислот, в нейтральной водной среде с последующим обезвоживанием и сушкой в ИПС, нанесение маскирующего слоя, контроль, обработку маскирующего слоя в водных растворах органических кислот, в нейтральной водной среде с последующим обезвоживанием в ИПС и сушкой в парах ИПС, нанесение резиста и окончательный контроль.

Недостатком этого метода является большой расход ИПС и многоступенчатость процесса.

В значительной мере это относится и к процессу обезвоживания и сушки в ИПС, который составляет по числу ванн более 50% от числа ванн процесса отмывки в целом. Длительность работы ванн с ИПС не превышает одной смены. Основной причиной снижения ресурса работы ванн с ИПС является их «отравление» примесями воды, которые вносятся вместе со стеклянными пластинами из предыдущих ванн с водными растворами органических кислот или с деионизованной водой. В процессе обезвоживания и сушки в ИПС стеклянные пластины предварительно методом окунания обезвоживаются в четырех последовательно расположенных ваннах с ИПС при комнатной температуре, и только после этого попадают в ванну с кипящим ИПС, в которой окончательно обезвоживаются и сушатся. Эти меры предосторожности применяются для того, чтобы исключить или замедлить процесс накопления воды в последней ванне. Однако практически через 7-8 ч происходит «отравление» ванны с кипящим ИПС. При этом на поверхности стеклянных пластин появляются дефекты в виде «точек», что приводит к массовому браку на последующих операциях. Устранить это явление можно только после полной замены ИПС во всех ваннах. В производственных условиях это занимает несколько часов и требует полной остановки линий отмывки, что приводит к дополнительным потерям.

Ситуация усложняется тем, что по мере накопления воды в ванне сушки с кипящим ИПС образуется постоянно кипящая (азеотропная) смесь ИПС-вода с температурой кипения 80,1°С (температура кипения ИПС составляет 82,5°С). Следовательно, в парах в первую очередь накапливается именно азеотроп, характеризующийся следующим составом: ИПС - 88 об.%, вода 12 об.%. Даже при малом содержании воды в ванне с ИПС в целом, в парах его воды будет содержаться гораздо больше. Этим в основном и объясняется преждевременное «отравление» ИПС.

Поставленная цель достигается тем, что при сушке дополнительно в ИПС вводят метилэтилкетон (МЭК) в количестве 3-4 мас.%.

При этом в рабочей зоне кипящего ИПС образуется тройная постояннокипящая азеотропная смесь ИПС-вода-МЭК с температурой кипения 72,4°С. Ванна с кипящим ИПС оснащена системой конденсации и возврата ИПС в непрерывный процесс обезвоживания и сушки. Эта система позволяет периодически отбирать конденсат и удалять воду из рабочей зоны ванны в виде азеотропа. Содержание компонентов тройного азеотропа характеризуется следующими данными: ИПС - 1% об.; вода - 11% об; МЭК - 88% об. Из этого соотношения видно, что потери ИПС незначительны, а вода выводится полностью.

Такой процесс позволяет существенно удлинить срок работы ванны с кипящим ИПС и сократить число предварительных ванн с ИПС для обезвоживания стеклянных пластин до одной.

Пример. Стеклянные пластины размером 127×127 мм в групповой таре по 18 шт. после механической обработки подвергаются отмывке на предварительной линии, содержащей последовательно ванну с водным раствором лимонной кислоты, оснащенную ультразвуком, ванну с деионизованной водой, ванну с водным раствором молочной кислоты, оснащенную ультразвуком, ванну с деионизованной водой, ванну с водным раствором уксусной кислоты, оснащенную ультразвуком, двухкаскадную ванну с деионизованной водой, ванну с ИПС, оснащенную ультразвуком, и ванну с кипящим ИПС. В каждой ванне пластины выдерживаются по 5 мин. Ванны с ИПС содержат по 16 кг ИПС, а последняя (с кипящим ИПС) дополнительно содержит 0,56 кг МЭК (3,5 мас.%). В течение смены периодически через 1,5-2 ч производится отбор конденсата из последней ванны в количестве 150-200 мл. Затем пластины направляются на финишную отмывку, состоящую из ванны с уксусной кислотой, оснащенной ультразвуком, ванны с деионизованной водой, ванны с изопропиловым спиртом, оснащенной ультразвуком, с кипящим ИПС, которая дополнительно содержит 0,56 кг МЭК. Пластины выдерживаются в каждой ванне по 5 мин. Из ванны с кипящим ИПС производится отбор конденсата по 150-200 мл через 1,5-2 ч. Далее пластины направляются на операцию нанесения маскирующего слоя с последующим контролем качества.

После контроля маскированные пластины подвергаются отмывке в линии отмывки маскирующего слоя, состоящей из ванны с лимонной кислотой, оснащенной ультразвуком, ванны с деионизованной водой, ванны с ИПС, оснащенной ультразвуком, которая содержит дополнительно 0,56 кг МЭК. Пластины выдерживаются в каждой ванне по 5 мин. Из ванны с кипящим ИПС проводится отбор конденсата в количестве 150-200 мл через каждые 1,5-2 ч работы линии отмывки. Далее на пластины наносится резист и проводится окончательный контроль.

Другие примеры в сравнении с прототипом приведены в таблице.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого способа позволило уменьшить расход ИПС более чем в два раза.

Таблица
№№ п/п	Предварительная отмывка	Финишная отмывка	Отмывка маскирующего слоя	Итого
	Содержание ИПС в ваннах обезвоживания, кг	Содержание ИПС и МЭК в ваннах сушки, кг	Содержание ИПС в ваннах обезвоживания, кг	Содержание ИПС и МЭК в ванне сушки, кг	Содержание ИПС в ваннах обезвоживания, кг	Содержание ИПС и МЭК в ванне сушки, кг	Общий расход ИПС, кг	Отмыто пластин шт.	Расход ИПС, кг на 1000 пл.
№1	№2	№3	№4	№5 ИПС	№5 МЭК	№1	№2	№3 ИПС	№3 МЭК	№1	№2	№3 ИПС	№3 МЭК
1	-	-	-	16	16	0,56	-	16	16	0,56	-	16	16	0,56	96	5904	16,26
2	-	-	-	16	16	0,48	-	16	16	0,48	-	16	16	0,48	96	5822	16,50
3	-	-	-	16	16	0,64	-	16	16	0,64	-	16	16	0,64	96	5400	17,78
4	-	-	-	16	16	0,40	-	16	16	0,40	-	16	16	0,40	96	5670	16,93
5	-	-	-	16	16	0,72	-	16	16	0,72	-	16	16	0,72	96	5418	17,72
Прототип	16	16	16	16	16	-	16	16	16	-	16	16	16	-	176	5274	33,37

Способ получения фотошаблонных заготовок, включающий механическую обработку стеклянных пластин, обработку в водных растворах органических кислот, обработку в нейтральной водной среде с последующим обезвоживанием и сушкой в парах изопропилового спирта (ИПС), контроль качества стеклянных пластин, повторную обработку в водных растворах органических кислот, обработку в нейтральной водной среде, обезвоживание и сушку в парах ИПС, нанесение маскирующего слоя, контроль качества маскирующего покрытия, обработку в водных растворах органических кислот, обработку в нейтральной водной среде, обезвоживание и сушку в парах ИПС, нанесение слоя резиста и окончательный контроль, отличающийся тем, что при сушке дополнительно в ИПС вводят метилэтилкетон в количестве 3÷4 мас.%.