Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 157
Текст из файла (страница 157)
лнваетсй еще большее число рабочих копий фотошзблона, как показано па рис. 1О. Чтобы представить себе требования предъявляемые к объективам, использующимся в производстве фотошаблонон, в табл. 2 показаны разре. шеиие и размеры рабочего поля в сочетании с размерами кристаллов н шириной линий. На этапе предварительного уменьшения, когда создается промежуточный дизпоэи!ив с уменьшекием 10: 1, требования к разрешаю.
щей способности довольно умеренные и редко превышают величину з 60 лнн/мм. Если размеры кристалла не больше 5,08 мм, размеры рабочего поля в 60,8Х50,8 мм вполне приемлемы. Этн требования па «анечной опе. ракии уменьшения значительно жестче. Следует отметить, что для того, чтобы воспроизвести линию шириной в 1 мкм, с ошибкой прн подрезании з 6)6 нлн менее, оригинал необходимо уменьшить, по крайней мере, з 600 раз.
Этого практически достигнуть не удается, если размеры кристал. яа гораздо больше н превышают возможности координатографа. При этом необходимо еще более строго сочетать разрешение яесколькнх сотен линий иа 1 мм с размерами рабочего поля, которые равны 50,8Х504 мм. Как уже известно, высокая разрешающая способность соответствует большей числовой апертуре, тогда как размеры рабочего полн выше для меньших значений апертур. Оптические системы с разрешением в несколько сотен лин/мм имеются в виде микроскопических объентнвов. Однако такие объективы имеют очень малое рабочее поле изображения и не пригодны для изготовления фотошзблояов (27, 36]. В качестве вспомогательных можно испольэовать объективы кинокамер 8 я 16 мм, но рабочее поле н этих объективов также очень малб н составляет всего ! — 2 мм [36).
Более пригодны объективы 3. Фечблитогрвфяя камер 36 мм н поэтому некоторые объективы такого типа камер используются в системах фотоповторения [27]. Тем не менее все вышеперечисленные типы объективов не удовлетворяют полностью требовзнням фото- уменьшения. Кроме того, требования к характеристикам объективов становятся все более и более жесткими.
Тенденция всевозрастающей степени интеграции требует все большего уменьшения ширины линий рисунка и увеличения размеров кристалла. В соответствии с этими требованиями были разработаны новые типы оптичесних устройств, в которых сделаны 737У«РР «Ваагг«тПЛ, Эг«и««гипзо лдлен «робо«г«г«ия,н« ва 75гаа а,5 цц ваа ь а,7 $ дв 1™ $ баа а 7[5 у 2 5 уа йа ва яга гаа Яиа«л«гд лхюл иро577«люния,«« рвс. и. зависимость резрсюсюмеа сиособиостн ог рнзмеран ноля нзабрсмения реиродукмнениык объективен.
кривые лля онтнческнх линз настроены тнббетсам и Внльчннскнм аля л бсбо д и уммеьюення !О: ! 1ЗЬ1. Треугольным» отметксмн папазяны рзбачне хзректернствкн взныли щюньнвлюи~ык ревролунцновныл объензинев 1371. 7 — хнрнктернстнкн мяламощвеьк вюзросюнюческнх объектююе [27, ЗЬ1: 2 — лнрсктернстнке Зб-миллннетровога фотообъективе 1271. попытки сочетать высоную рвзршищощую способность с большими разме.
рамя рабочего валю. Обыщо таяне устройства называют репродукционными объеятиенмн. В срввненяв с обычными фото- я кинообъективами репродукционные объективы корректируются для определенной длины волны. Если такие объективы предютзяачеяы для знсновяцнй на фотографических эиульсионных пластянах. аберрацки норректяруюггл на длине волны излучения ртути — 6460 А. При этом апертура сравнительно большая,обычноотГ/1,8до Р/3, Характер взаимозависимости разрешающей способности н размеров рабочего поля изображения иллюстрируется на рис. 11. Вид кривых Тиб.
йетса и Вильчинского [36] указывает на уменьшение разрешающей способности при увеличении контрастности. Величины измеренных характеристик промышленных репродукционных объективов [37] соответствуют величинам, полученным по расчетным крявым иэ работы [36]. Представля. ются перспективными работы, направленные иа увеличение верхнего пре. 19з 0,525 /,25 25 3,75 5,25 72,5 15 гааа ДУ ба ~% бгв 65 м ,,5 1 4а $ Гл, 7. Формирование рисунков в тонких пленках дела расчетных величин за счет увеличения апертур и фокусного расстояния [35, 38). Лля интегральных схем большой степени интеграции жела.
тельно иметь диаметр поля изображения от 25,4 мм до 100,16 мм при разрешающей способности, по крайней мере, в 200 лин/мм, т. е. выше чем достигнуто в настоящее время методамн проекционной печати для получения линий шириной в 1 мкм н менее [равд. 4В, 1]. Конструкции механической части камер прецизионного уменьшения рассмотрены Купермаиои [39). Камеры для первичного уменьшения, выпу. скаюшиеся промышленностью, описаны Мапле [27]. Основными элемента. ми конструкции таких камер явлшотся; каркас с объективом; осветительная система; оригиналодержатель и прецизионное фокусирующее устройство.
Обычно применяются объективы с фокусным расстоянием ат 105 до 155 мм, [40) с разрешающей способностью от 75 до 150 лин/мм [39). Хотя коэффициент уменьшения может н изменяться, объективы корректируются только на одно кзкое-то фиксированное расстояние до объекта, Размеры оригиналодержателя сочетзются с разиерамн самого оригинала н могут изменяться от 914,2;4914,2 мм до 1828,4Х!828,4 мм. Держатель должен обеспечивать совершенную плоскостность оригинала и освещение с обратной стороны, что создает более высокую контрастность, чем фотографиро. ванне в отраженном свете. Источники света большой площади, находящиеся за рассеивающим экраном, являются более аффективными в сравнении с точечными источниками, потому что при этом не требуется тщательного выравнивания источника, объектива и освещаемого объента.
Недостатком источи!псов света такого тяпа является потеря 95з/з световой энергии при просвечивании [33]. /!ля регулирования фокусирующего механизма обычно используют микроскоп с иикрометрнческии устройством Все эгн устройства крепятся на массивной металличесиой раме, которая должна быть внброустойчьзой и установлена жестко, что очень важно для подпер!канин заданных коэффициентов уменыпення и фокусного расстояния. На некоторых установках можно добню ся расстояния объект— объектив до 4,5 м [39). Установки мультнплицнрования снабжаются высокоточными камерами для уменьшения и координатными столами для размещения фотографической пластины относительно изображения.
Первая модель такой устанопчл была построена Хелмером и Неллем [41) в 1959 г. для специальных целей — изготовления микроминиатюриых масок. Вскоре после этого был разработан ряд промышленных моделей [2?). Обычно на таких установках достигалось уменьшение 1О; 1 или 4; 1 и, при этом использовалнсь объективы с фокусным расстоянием от 28 до 75 ми [40, 42, 43]. Рабочее поле изображения составляло около !О мм и менее, достигалось разрешение от 200 до 400 лин/мм, Диапозитивы с уменьшением !О: 1 (или 4:!) изготавливаются с нижней подсветкой от точечного источника света с системой отражательных конденсорных линз.
Устройство обеспечивает более однородное освещение и позволяет применять более короткие выдержки, чем при применении рассеянного света, но требует более точного совмещения по оптической оси. Фотопластина, закрепленная на координатном столе, перемешается в поперечном направлении с высокой точностью на направляющих, которые приводятся в движение с помощью направля!ощих винтов н двигателей.
Направляющие винты определяют точность контролируемого перемещения; нз некоторых установках больших размеров перемещение координатного стола составляет до 762 мм. с точностью повторной отметки от 5 до 25 мкм [25). При меньших перемещениях стола, например 50,8 мм, точность отсчета составляет ж0,13 мкм [43), Эти сведения, одна.
ко, вызывают большие сомнения. Последовательность операпий ионтролируется перфорированной лентой. Величина перемещений во взаимиоперпеи- 580 3. Фотолитография дикулврных направляющих координат, например, дополнительное перемещение на 12,5 мкм, остановка и выдержка между последовательными перемещениями определяются программой. Разработкой последующих лет является усовершенствованный фото- повторитель фирмы «Д. В.
Манн». В этой установке фотапластина перемещается под объективами, которые представляют собой обращенный микроскоп. На таких установках достигается очень высокая разрешающая пособность. Отличительной особенностью таких установок является очень короткое время выдержки, около 5 мкс, достигаюшееся за счет использования импульсной ксеноновой лампы.
Расстояние перемещения между отдельными интервалами настолько мало, что позволяет осуществлять непрерывные перемещения фотопластииы. Заданная продолжительность выдержки обеспечивается илн установлением необходимой скорости перемещения, или контролем перфорированной лентой. Точность перемещения по шагу составляет 1,25 мкм. Применение многолинзовых объективов позволяет обрабатывать одновременно несколько фотошаблонов на одной установке. Поскольку совмещение изображений в том случае, когда размеры приборов все время уменьшаются, стало особенно существенным, поэтому для преодоления этого затруднения были разработаны новые методы и аппаратура высоко чувствителького контроля перемещения координатного стола.
К ним относятся оптический метод сканирующего луча и лазерные ннтерферометры [25!. В частности, последний метод позволяет производить очень точные измерения длины на очень больших расстояниях. При этом достигается точность отсчета в ~0,25 мкм для интерферометрических систем с управлением от электронно-вычислительной машины [441.
На одном иэ таких фотоповторителей с применением лазера была достигнута точность отсчета менее 0,1 мкм [45!. Следующим этапом в направлении автоматизации изготовления фото- шаблонов является этап изготовления оригинала [46!. В установках такого типа отсутствует необходимость вырезания оригинала иэ листа слоистого пластического материала, а па заданной программе вычислительной машины создается непосредственно промежуточный диапозитив с умень. шекием 10: 1. Конструнция и принципы работы модели ганой установки описаны Куком и др, [47!. В основном же она состоит из проекционной намеры с координатным столом для крепления фотографической пластины.
Пучки света различного поперечного сечения комбинируются с помощью программирующего устройства, таким образом, чтобы на фотографической пластине в плоскости отверстия можно было создавать рисунки простой геометричесной формы. Комбинация соответствующих пучков света вместе с перемещением стола позволяет фотографическим методом создавать полностью рисунок схемы на кристалле при !О-кратном увеличении. Конечный диапозитив уменьшается и мультиплицируется в матрицу на фотошаблоне, на 10-позиционной мультипликационной установке. Изготовление оригинала этим методом осуществлиетси гораздо быстрее, чем обычными методами подрезания н эта более точный метод, потому что рисунок формируется оптическим методом, при 10-кратном увеличении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
