Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 159
Текст из файла (страница 159)
В тех случаяк, когда применяются фатошаблоны, на которых имеются одновременно и большие, и очень маленькие по размерам линии, сравнимые с дифракцнонной картиной в оптических системах, правильный выбор выдержки при экспонировании очень затруднен. Если считают, что изображение линий состоит из сплошного ряда колец Эйри, то это надо понимать так, что для широких линий выдержка должна быть меньше, чем для узних, потому что в первом случае перехлестывается большее число колец, чем а последнем. Кроме того, узкие линии шириной порядка 1О мкм или менее будут иметь сравнительно большие отклонения по размерам и зависимости от интенсивности света и продолжительности экспонирования.
Причина этого явления состоит в том, что количество света, днфрагнрующего ка неосвещаемом участке и в области, смежной с освещаемой, ничтожно в сравнении с тем количеством света, которое попадает на неосвешаемые участки. Таким образом, увеличение продолжительности экспоии. роваиия приводит к расширению линий, а недодержка — к сужению. Влияние дифракциь, обусловленной апертурой оптической системы, на ширину линий прн размерах от 1 до 15 мкм очень убедительно продемонс~рировано а работе [32]. Чтобы уменьшить до минимума влияние дифракцни, пластины типа ВР обычно подвергаются проверке на оптимальную резкость и четкость самых тонких линий на рисунке. Если такие линии рассматривать под микроскопом при 1200-кратном увеличении, то можно установить, что оии состоит из отдельных частиц серебра размером около 0,25 мкм [55].
Поскольку теоретически тонкие слои фоторезиста могут такую структуру растворить для предотвращения образования разрывов в линиях обычно использу. ются слабо рассеянный поток света, а также эффекты рассеяния. Однако в оптимальных условиях получения узких линий более широкие линии по продолжительности экспонирования передержизаются и поэтому этн линни имеют недостаточную четкость, вокруг них образуетси ореол, который становится еще болес заметным после экспонированвя фаторезиста через такой фотошаблои [55]. Фотографирование тонких линий вблизи предела образования дифрак.
ционной картины рассмотрено Альтманом [56]. Предполагаются два метода решения этой задачи: либо перед фотографированием позади широких линий ставить нейтрально-плотный фильтр [маскирование), либо фотографирование производить последовательно, по участкам фотошаблона с различной продолжительностью экспонирования. Хотя первый метод и был экспериментально осуществлен, однако для практического применения ни тот, ни другой не пригоден. Ханс [57] всю поверхность оригинала покрыл пленкой окрашенного фоторезнста, чем обеспечил создание однородного фона с низкой плотностью. Затеи с участков, на которых находились ма.
ленькие отверстия и тонкие, узкие линии, зта пленка была удалена. Фотопластинки с высоной разрешающей способностью нмеют очень малую механическую прочность и потому легко разрушаются или повреждаются. Прн получении ат поставщика они могут быть загрязнены волокнамя различных материалов и требуют очень тщательной очистки [58]. Для уменьшения потерь прн производстве перед применением рекомендуется пластины подвергать строгому контролю [59]. Методы очистки и соответствующее им лабораторное оборудование описаны Левиным [60].
Особые меры предосторожности следует соблюдать при обращении с контрольным диапозитивом на пластине, потому что повреждение на нем,влечет зз собой необходимость изготовления целиком нового комплекта фото- 585 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленяак шаблонов, чтобы обеспечить требуемое совмещение. Необходимо соблюдать все правила при контактной печати, которые рассмотрены Гайкасом и Аб лом [6Ц. Ими также был изучен вопрос образования дефектов из-за плохой плоскостности пластин. Рабочие пластины в процессе работы подвергаются значительному износу и повреждениям, потому что они находятся в тесном контакте с подложками В процессе контактного печатания они прижимаются со стороны, противоположной той, яа хоторой находится слой фоторезиста, что зачастую приводит к тому, что частицы фоторезиста попадают в эмульсиоииый слон маски. Это намного ухудшает качество масок, потому что частицы фоторезнста удалить чрезвычайно трудно.
Другими причинамв являются царапины в эмульсионном слое, нанесенные твердыми частицами, или структурное несовершенство пленок, полученных методом напыления или катодного распыления. В результате эти дефекты прокалывают слой фоторезиста. Таким образом, продолжительность службы фотошзблонов ограничивается 20 — 50 операциями контактного печатания, в зависимости от типа подложек н мер предосторожности при обращении с фотошаблона. ми. Имеются сообщения об отдельных методах увеличения срока службы эмульсионных фоташаблонов. Некоторые из таких методов состоят в создании поверх эмульсионного слоя — защитного слоя из обычного воска илв мягкой тонкой пластической пленки [261. Это предотвращает воздействие на него дефектных точек и бугорков, находящихся на подложке.
Однако эти методы не получилн широкого распространения. В проиышленкости фотошаблоны выпускаются различными поставщн. ками. Если закаэчиком поставляется оригинал, то фотошаблон может стоить от 50 до 200 дол., в зависимости от сложности и размеров рисунка, количества их на одном шаблоне, расположения и т. д. Копии фотошаблонов стоят около 5 дол. за штуку. Полный комплект фотошаблонов дла изготовления интегральных схем стоит от 20000 до 50000 дол. вместе с изготовлением оригинала [451. Такой комплект состоит из 4 — 20 фото- шаблонов, а чаще всего нз 7 — 10 различных фотошаблонов, Таким образом, изготовление фотошаблонов вносит существенный вклад в стоимость интегральных схем.
О новых усовершенствованиях в производстве эмульснонных фото- шаблонов сообщали Кервин и Станиоинс [63~. Это метод интеграции изображения, потому что он позволяет сложное фотографическое изображе. ние воспроизвести за несколько последовательных операций. Носителем изображения является стеклянная пластина с эмульсией из желатиновой основы. Сенсибнлизатор и соли металла вводятся погружением этих пластин в растворы. После выдержки н проработки создается рисунок из амальгамы серебра. Предположительно этот метод используется следующим образом: совмещением опытных фотошаблонов комплекта путем изготовления сложного рисунка, применением ряда последовательных экспонирований, фреэероваиием отверстий в темных участках фотошаблонов, видоизменениями рисунка и посредством добавления новых деталей в имыошихся фотошаблонах.
6) Металлизирвииниые фнтошиблвиы. Когда оптические системы были разработаны для условий производства эмульсионкых фотошаблонов н фоторезистов с высокой разрешающей способностью, естественно, стали задумываться о создании фотошаблоиов, в которых рисунок был бы вытравлен в тонкой пленке металла. В опубликованных работах в значительной степени все сводилось к применению для этих целей хрома, хотя это и не единственный металл, кспорый имеет хорошую адгезню и дает высокопрочные пленка. О первых разработках хромовых фотошаблонов сообщалось в работе Стелтэра [641 О технологии производства сообщали также Рагель [66[ н фирма «Кодака [66).
Металл напыляется в высоко- вакуумной установке на тщательно очищенную ровную стеклянную пластину. Некоторые рекомендуют наносить хром в дза слоя с тщательной зачисткой поверхности пленки после нанесения первого слоя для того, чтобы предотвратить образование возможных проколов в точках слабого сцепления пленки с подложкой. Металлнзированная пластина затем покрывается слоем фоторезиста, после чего она готова для экспонирования, Такие пластины с металлом, покрытые слоем фотореэнста или не покрытые нм, широко выпускаются промышленностью. Толщина пленок хрома обычно составляет 700 А, и оптическая плотность прн этом равна более 2,х [66) Металлизированные хромом пластины, покрытые слоем фоторезнста, могут подвергаться экспонированию либо методом контактной печати вместе с фотошаблонами с эмульснонным слоем галоидов серебра, либо онн врвменвются для создания изображений проекционным методом непосред.
ственно на пластине [64, 66, 68[. В обоих случаях оптические системы, созданнме для энспоннроваиия фотошабловов с эмульсионным слоем галоидов серебра, не могут использоваться без дополнительных изменений и присно. собленнй, потону что онн спроектированы для работы в области длинных волн, эа пределзмн чувствительности большинства фоторезистов.
Поскольку самым подходящим источником света являются ртутные лампы, необ. ходнмо создание оптических фильтров, пропускающих излучение на длине волны 4358 А нлн 4047 А. Объективы фотокамер должны бытб откоррек. тнрованы соответствующим образом. Если для экспонирования пластин со слоем хрома применяются шабланм с галовдвой эмульсией, то никакого выигрыша в увеличении разреше. ния получить не удастся, Тем иа менее, применяя соответствующее экспо.
ннрованне на эмульсионном шаблоне, можно воспроизвести рисунок без нзмеиення оптической плотности на краях линий. Пленку хрома или вы. травлнвают полностью, нлн поддерживают ее первоначально заданную тол. шину в защвщениых участках, благодаря чему хромовые фотошаблоны обеспечивают получение хорошей контрастности и четкой проработки края Необходиыо отметить, что это не всегда удается, потому что оптические дефекты в эмульсионном фотошаблоне могут повторяться в процессе печа тания. Многие дефекты эмульсионных фотошаблонов имеют нлн ничтожно малые размеры, нли очень маленькую оптическую контрастность н поэтому не могут быть проявлены фоторезистом.
Основное преимущество металлп знроианных хромом фотошаблоноз — нх высокая износостойкость. Свойствами, которые обеспечивают их долговечность, являются твердость, хо рошая адгезия и хиинческая инертность металлической пленки. Первое свойство уменьшает возможность образования царапни на рисунке, следую. щие два обеспечивают воэможность удаления фоторезнста такими растворителями, которые будут растворять изображения в эмульсионном слое. Обычно продолжительность использования хромовых фотошаблопоз оцени. вают от 100 до 500 контактных экспонирований, в зависимости от условий работы и искусства оператора. Пленки фоторезиста, которые защищают пленки хрома в процессе вытравливания, примерно в !О раз тоньше слоя змульсии галоида серебра и по сваей природе они не зернистого строения. Поэтому хромовые фотошаблоны потенциально обладают большей разрешающей способностью, чем лнппмановские пластины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
