Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 155
Текст из файла (страница 155)
Некоторое метолы совмещения были описаны Остапковичем Ф1. !) Изготовление оригинала рисунка. Изготовлению оригинала предшествует проведение инженерных расчетов принципиальной схемы в виде ма. кета. Прежде всего необходимо иметь состав всех элементов схемы и соединительных дорожек в их нормальноА форме и заданном расположении. Обычцо это осуществляется конструированием чертежа на чертежной бумаге'с координатной сеткой.
Размеры элементов и ширина лнннА должны быть установлены в соответствии с требованиями к рабочим электрическим характеристикам н нмеющебся площадью макета. Те же самые факторы яалагают ограничения на взаимное геометрическое расположение всех элементов схем. Эта очень сложная задача, требующая учета целого ряда эмпирических фундаментальных правил. Прн этом необходимо снизить до минимума размеры изображений элементов н расстояния между отдельными элемептамн, которые могут быть достигнуты только при использовании методов маскирования и травления и учете возможности взаимовлияния отдельных элементов и образования паразитных аффектов (см.
гл. 2!). Эта проблема не может быть решена сразу, а до того как должен быть получен дебствующнб макет. требует целого рида провероч. иых операций, как технически, так и с точки зрения электрическик харак. теристик. После этого макет полной схемы необходимо разделить иа макеты отдельных шаблонов. Каждый из макетов комплекта шаблонов содер. жит только те детали рисунка схемы, которые затем должны быть вытравлены на одной из отдельных операций в одном и том же слое нлеики. После этого макеты шаблонов изготавливаются в виде нзображениб рисунков увеличенного размера. Чтобы обеспечить высокую точность размероэ элементов, эти изображения увеличиваются обычно в 200 †!000 раз по сравнению с деАствительиымн размерами схемы.
Поскольку начерченные тушью изображения имеют сравнительно низкую контрастность, прн изготовлении рисунков в качестве основы применяется слоистыА пласгическиб материал. Такими материаламн являютсн майлар илн полиэфирные материалы, линебиые размеры которых не меняются в зависимости от ко- лебаниА окружающеА температуры и влажности. Основа состоит из чистого прозрачного слоя, покрытого пленкой красного фотоэащнтного материала. Заданныб рисунок аккуратно выреэаетсн в красном слое н подрезается по всему периметру [26].
Последнее может осуществляться вручную, каким. либо режущим инструментом. При этом достнгаегса точность от О,б до 1 мм, илн после 200-кратного уменьшения отклонение от заданного размера составляет 2 — 5 мкм. 672 Э. Фотплитпграфия Волее лучшие результаты получаются, когда для вырезания окон используют специальные установки высокой точности, называемые коордикатографам». Промышленные модели таких устаиовок оиисаиы в обзорной статье Мапла [27).
Прв применении координатографа вырезание можно осуществлять па ноордииатиом столике в ортогональной системе с точио. стью до ~25 мкм. В этом случае, пря изготовлении оригинала цвсле уменьшения в 200 раз статистическая ошибка снижается до О,! мкм. Обычно размеры стола коордииатографа составляют 1ОООХ1000 мм.
Эти разме. ры вполне достаточны для изготовления большинства макетов шаблоиов, когда необходимо 200.краткое умеиьшение. Для получения более высоких коэффициентов уменьшения или для изготовлении макетов для схем очеиь больших размеров имеются коордииатографы с размером стола 1270Х Х1270 мм и даже более. Современные установки оборудованы счетко-решающими устройствами, что позволяет запрограммировать операцию вырезания.
При изготовлении оригинала большов внимание должно быть уделено виду изображения. На каждой операции уменьшения и контактной печати рисупок претерпевает обратные изменения: позитив — негатив — и кзображеиие — зеркальное отображение, Поэтому в процессе изготовления фото- шаблона необходимо предусмотреть целый ряд операций для того, чтобы изпаговлеппый оригииал был позитивным или негативным, заданной поляр. ности, в соответствии с тем, каким должен быть конечный фотошаблок [28). При этом необходимо также учитывать тип фоторезиста [позитивный или иегативиый).
При выполнении отделькых деталей проекта макета каравдашом иа бумаге требуется особое внимание. На эту операцию затрачивается очень много времени. Для устранения недостатков ручного проектироваиия были разработаны методы проектирования оригииалов с помощью злектроиковыниелительиых машки [29, 80). В методе, описанном Стриклацдом п др. [29), применяется графическая система обработки, состоящая иэ малой вычислительной машины и индикаторного устройства с большим экраном н световым лучом, использующимся для проектирования чертежа схемы с помощью катодио-лучевой трубки [29).
В то же самое время рисунок схемы хранится в памяти вычислительной машины. В соответствии с згим, тре. буемый рисуиок оригинала размещается на экране катодко-лучевой трубка также при помощи светового луча. Таким образом макеты различных кои. фигураций могут быть проверены без утомительных операций подчистки и без перечерчввакия всего макета оригинала. Конечкый вариант макета, получениый иа экране, может быть преобразовав в чертеж пв бумаге с помощью специального устройства ортогонального типа, соединенного с вычислительной машиной, или макет оригинала может быть выполнен коордииатографом по цифровым данным.
Кроме того, этот метод позволяет сэкономить время. Проектирование с помощью ЭВМ имеет еще и то преимущество, что позволяет избежать ошибок за счет того, что при этом имеется возможность сверки данных макета с двииыми рисунка схемы, хранящимися в памяти ЭВМ, При этом внесение каких-либо изменеиий в расчеты осуществляется сравнительно легко. Изготовление орвтииала вырезанием и некоторые последующие операции умеиьшепип фотографпчвокимп методами ыожио исключить, если хранящийся в памяти сам рисунок становится оригиналом и сразу производится уменьшение его в 1О рэа фотографическим метолом. Волее подробно такие системы рассматриваются в равд. ЗЛ, 3).
2) Оптические прииципы уменьшения ивображепий. При цревращеиии оригинала в фотошаблоп с требуемыми конечными размерами необходимо значительно уменьшить изображение оригинала, Это операции осущест- 673 Гл. 7. Формирование рнсуиков в тонких ялеиках вляется фотографическим методом уменьшения изображений элементов оригинала. Требования, предъявляемые к технологии изготовления фото- шаблонов, как-то: разрешение рисунка, точность, контрастность н размеры поля изображения — становятся особенно строгил1и в микрофотографии. Эти требования послужили началом целого ряда усовершенствований а этом направлении.
Чтобы вонять все проблемы и ограничения, с которымн обычно при этом приходится сталкиваться, необходимо изучить параметры, характеризующие оптические характеристики объектов. Подробное описание основ микрофотографии приводится в книге Стевеиса [31). Пособиями по этому вопросу явля. ются монография Кодека [Зй[ в статьи Роттмана [33) н Альтмана [33а) глг зенит Уменьшенное изображение объекта получается в том случае, /ГЗЛШГЛ- когда объект и иэображение нахолгггггп дится в фокусе оптической линзы, 4~ уу кзк показано на рнс.
й. В соответ. ствнн с правнламн оптической гео. метрин коэффициент уменьшения равен Рне. Э. Пенуеенне уменеменнеге неназе женин. Р=(е!1! ()а ЕУ) 1!1 Решив уравнение (1) относительно расстояния между объективом в взо. браэсением, получим выражение 1~=!(1+'/н), которое показывает, чтэ для получения уменьшения 10: 1 или больше иэображение должно иахо. диться иа расстоянии, очень близком к фокусному расстоииию объектива 1. Расстояние же объекта от оптической линзы зависят от фокусного расстояния и коэффициента уменьшения.
Учитывая все изложенное, для уменьшения 100: 1, прн наличии объектива со сравнительно большим фо. кусным расстоянием в ) 100 мм, необходимо разместить объект на расстоянии в !О м. Это сопряжено с большими практическими трудностями, поскольку камеры для обеспечения достаточной точности при такой длине очень трудно построить, а еше труднее обслужить. Коэффициент уменьшения в 100 .
'! можно получить, если фокусное расстояние объектива уменьшить криблнзительио до 20 мм, но тогда рабочее поле изображения значительно уменьшится. Этот вопрос будет рассмотрен далее. Тания образом, коэффициент уменьшения в микрофотографии имеет свои пределы и связан с размерами поля изображения. Уменьшение в !О и ОО раз явля. ется обычным. Следовательно, уменьшение оригияала необходимо прово дить в две н более операции.
Оптические характеристики иэображения, его общий внешний вид необходимо оценивать с учетом трех свойств: разрешение, коитрзсткость и размеры рабочего поля изображения. Все онн зависят от параметров объектива, которые, кроме фокусного расатояния, внлючвют в себя еще и чис. ловую апертуру (относнтельное отверстие) н также тип н значимость абберразчй Числовая апертура (А) характеризует способность объектива передавать поток света приблизительно пропорционально размерам оптической линзы: диамет линзы двухфокусиое расстояние 3.
Фотолитография Величина числовой апертуры связана со значением параметра Г, который обычно выгравировывается на оправке объективов в виде А 1/2хР. Абберрацнн — это малейшие отнлонения световых лучей от идеального направления, в соответствии с правилами геометрической оптикй, Онн возникают по разным причинам, имеют различные фнзрческне принципы и требуют соответствуюшей коррекции, Одна группа аберраций возникает из-за того, что потоки света различной длины волны фокусируются аа разбичных расстояниях от линзы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
