Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 174
Текст из файла (страница 174)
ЗА, 2), максимальное теоретическое разрешение, ограничиваемое появлением дифракции, для объективов обратно пропорционально длине волны света. Таким образом, объективы, откорректированные для я- или Н-линий, обеспечивают получение теоретического разрешения на 25 — Збеуз лучше, чем объективы с такой же апертурой, но откорректированные для длины волны в 5460 А. Эффективность при экспонировании светом с длиной волны е 4368 А и 4047 А была изучена Бжавой с сотрудниками [34] и Ловерингом [140].
Очень важныи является создание однородного поля при осве. шенин с интенсивностью пе менее 100 мВт/смз для обеспечения, как это чаще всего необходимо на практике, выдержек минимальной продолжительности (1 — 10 с), В зависимости от размеров поля изображения обычно используют ртутно-дуговые лампы мощностью от 200 до 1000 Вт в сочетании с оптическими системами с большой апертурой. Систематизированное изложение различных возможностей проектирования изображений на подложки, покрытые фоторезистом, впервые было проделано Шутцем н Хеннингом [68]. Три основных принципа иллюстрируются на рис. 19, В каждом случае для проектирования изображения необходим увеличенный обычно в !О раз в сравнении с конечными размерами промежуточный диапозитив.
Диапозитив может быть изготовлен путем уменьшения оригинала, изготовленного вырезанием, или непосредственно на установке для изготовления оригиналов с управлением от ЭВМ ~[ем. равд, ЗА, 3)]. Выбор метода проектирования зависит от требований к разрешению и размерам рабочего поля. Как было показано на рнс. И, максимальное разрешение и размеры рабочего полн объективов являются и некоторой степени взаимоисключающими характеристиками, и на практике приходится выбирать компромиссное решение. Если необхо- 631 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленках Юолеисаи нолабтаояяаигиися оисунон йони иг мн иестал янеен оисунна аоигинолг пеадое уиенригениее ау-Фух йаэентиг 1оатаиллауити Мул сгони я!нДииауритиб Отваре уненьшенаер гггх минеас ал или грягент~д иэгтоаллиа тпа. Муле л; ~,' елЯяы Подлоу они, лондмопля рьяпапеэиатон ' у л' Рос.
ГЭ. Моголи орорэаоо азоарювевоо дэя оеоосрелстосооосо эссоооероосеос 4юто- реэостс. затруднения, так как глубина резкости изображения обратно пропорциональна квадрату числовой апертуры. Следовательно, объективы, обеспечивающие разрешение линий шириной ! мкм н меньше уже имеют глубину резкости 1 мкм или меньше. Это означает, что необходимо для фокуси. рования имети очень точный механизм, для того, чтобы поверхность изображения на подложке была плоской и не выходила бы за пределы отклонения от плоскостности на 1 мкм и даже меньше, а покрытие фоторезиста должно быть очень однородным, беэ зернистости и толщиной менее 1 мкм. Такие ограничения были установлены целым рядом последователей, которым успешно удавалось вытравливать линии шириной 1 мкм и меньше в тонких пленках нз различных материалов.
Взаимосвязь параметров в обычном процессе проекционного экспонирования линий субмикронных размеров приведена в табл. 14. Самые большие затруднения при изготовлении рисунков мнкронных размерол появляются из-за явлений интерференции при экспонировании в монохроматнческом свете. Многократные отражения на границах раздела фоторезист — воздух и фоторезист — подложка приводят к образованию отклонений интенсивности света в слое фоторезиста в направлении, димо очень высокое разрешение, приходится поступиться размерами поля. Этот случай проиллюстрирован на рис. 19,п.
Высококачественные микроскопические объективы обеспечивают очень высокое разрешение, от 600 лнн/мм н выше, но размеры поля при этом составляют менее ! мм. Проекционные установки, в которых применяются различные микроскони. ческпе объективы, были описаны ранее 114!!. Разрешенне линии, тем выше,чем больше .коэффициент уменьшения, для чего в свою очередь необходимо иметь большие числовые апертуры. Как раэ это и вызывает 4.
Специальные способы формирования рисунка Таблица 14 Основные параметры процесса проецирования и экспонирования линий субмикронных размеров (разрешение, размеры поля и толщина пленки фоторезиста) Источник (бб] 1]921 (бз] 1. Объектив: Н. А. Числовая аппаратура 2. Коэффициент уменьшения: Ширина, мкм Диаметр рабочего поля, мм 3.
Вытравливаемая пленка: Материал Толщина, А 0,45 25 з 1 0,32 0,65 10]1 25]1 0,32 0,63 0,9 20:1 25]1 63з! 0,55 0,36 Нет данных 1,0 Нет данных 1,0 0,6 0,4 2,3 0,7 0,3 5]оз ! 500 ЗООО 4500 АЕ-1350 600 †20 Хром 700 Тантал, нихром 300 †5 4. Пленка фоторезиста: Тип Толщина, А КТРК ' Нет данных АЗ-1350 3000 М Поверхность облучелвеь азатам прм внсооннравеннн во избежание воздействия нв фоторезнсг кнслородв. 21 Эвк.
922 633 перпендикулярном к поверхности. Образующееся в результате этого пространственное распределение интенсивности света было изучено Альтма. ном и Шмиттом [142[. Это распределение характеризуется наличием максимумов и минимумов на различной глубине в зависимости от толщины слон фоторезиста, его коэффициента отражения и отражательной способности материала пленки, лежащей под этим слоем фоторезиста. Такие одноразмерные распределения интенсивности, сравнимые с рисунком стоячей волны, распространяются з боковые стороны на небольшие расстояния за счет дифракции, см, равд. ЗА, 2) и ЗА, 5). Систематизированные экспериментальные исследования при экспонировании линий микрониых размеров и соответствующих явлений интерференции были проведены Миддлечеком [122).
Эти исследования относятся к покрытиям фоторезиста на термически выращенных пленках ЗК)з] при этом одной из поверхностей отражения была граница раздела окисел — кремний. Миддлечек установил, что, применяя негативный фоторезист КТгК, получить разрешение линий рисунков шириной 1 мкм не представляетси возможным из-за того, что нли глубина достаточно эффективно экспонированных поперечных связей ревиста была очень небольшой, чтобы обеспечить защиту в процес.
се травления (недодержка), или из-за того, что в пространство между линиями попало достаточно большое количество отраженного света, что препятствовало получению четкого рисунка в проявителе (передержка). В случае применения позитивного фоторезиста АЕ-1350 недодержка ведет к тому, что только часть слоя фоторезиста становится растворимой и как Гл. 7. Формярованяе рисунков в тонкях плевках следствие — полное удаление фоторезиста з требуемых участках не представляется возможным; зеленке передержка завнснт от гпубнмы слон фоторезиста, на которой нмепг место максимум ннтенсмвнпстп света. Если это происходит у самой поверхности раздела фоторезнсз — БЮ*.
то ннжнне слои фоторезнста становятся рэстворнмымн в непосредственной блнзости к участкам, которые должны оставаться нерастворимыми; в этом случае весь рисунок полностью вымывается в проявителе. В том же случае, когда макснмум ннтенсивностн находктса у самой поверхности раздела фоторезист — воздух, защищающие участки покрытия фоторезнста становятся растворимыми только у самой поверхности и рнсунок можно получить, но только он будет нметь заметно меньшую толщину па срав. нению с заданной.
Проекционное экспонирование слоев фоторезиста, находвщяхся на отражательной поверхности, было исследовано Альтманом н Шмнттом 11421. Этн исследователи сумели получить рисунки с линиями мнкромных размеров в тонкнх пленках хрома экспонированием светом ртутно-дуговой лампы без применения фнльтров фоторезиста КТРй.
Однако верхняя часть покрытия фоторезиста отделялась от нижних слоеэ около аленин хрома, а затем оседала на участках, которые должны былв прн травления оставаться чистыми. Таким образом а противоположность оригнналу рисунке в промежутках между ляннямп абразовывалнсь невытравленные участки пленкн хрсчча. Причиной этого является опять же образование стоячнх волн в слое фоторезяста, ведущих в свою 'очередь, к образованию слоистой структуры с неполным образованием поперечных связей, я следовательно, и нерэстэорнмой.
Те же авторы обнаружили в результате передержки эяачвтельное расширение лнннй. Увеличение выдержки прн экспоннрованян вдвое относительно оптимальной, например, для линий шириной 5 мкм, прнводнт к увеличенню ширнны этих линий'на 253ь. Было устанош лено, что такое расширение линий обусловлено больше анфракционными калениями, чем многократными отражениями в слое фоторезнста. Эти выводы н последующие нсследования подтверждают, что при создание рисунков с лннкямн микронных размеров для проекционного экспоннрованяя предпочтительнее использовать позитивный фсторезнст, потому что в случае применения негатнвного фоторезвста КТО будут дополнительнме трудности, связанные с отрицателъяын воздействием кяслорода.
Тем не менее, необходимо обеспечить очень тщательное сочетание толщин тонких пленок и покрытий фоторезнста, с тем чтобы нятерференцноиные авлепня световых волн прн зкспоннровакни могли бы имать место только около поверхности раздела фоторезист — воздух. Кроме того, поскольку толщина остаточного слоя фоторезяста очень мала, толщтша пленок, которые могут вытравлвяаться, весьма огранвчена. Мнддлечек установнл следующие совместимые толшнны; фоторезкст АЕ-1350 — ст 600 ло 2060А; 514ы — 1500, 3000 и 4500 А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
