Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 175
Текст из файла (страница 175)
В каждом отдельном случае, для других сочетаянй толшна тонких пленок н фоторезнстов, нх пеобходямв уствнавлннать экспо именталыго. Р рп использовання мвкроскопнческях объективов, пз-зя очень малмх размеров рабочего поля нзображеняя, одповремеяпое эксгюнированке рисунка всей схемы не представляется возможным. Обычные размеры кристаллов интегральных схем, широко применяемых в яастоящее время, составляют от 2,54 до 56,6 мм', а это означает, что рабочее поле иэображении должно быть равно 5 — 7 мм в диаметре. В соответствнп с днаграм. мой, представленной на ркс. 11, тахке размеры рабочего поля позволщог получать минимальную ширину лнннй в 1,5 — 2 мкм, что в большвнстве случаев вполне удовлетворяет конструкторов схем. 1эепродукцппнные объектнвы, предназяаченкые для 1О-кратяого уменьшення, имеют апертуры 334 4.
Спецмальныа способы формирования рисунка от /г/Ъ/З ао г!3,0, фокусное расстояние 25 — 30 мм я глубину резкости 3 6 мкм [34) Если такие репродукцвоаиые объективы используются вместо мнкрообъектаэов„как поназаио ца рис. 19,п, то можно одновременна проецировать матрицу рисунков нвтегреаьной схемы. Поскольку повторное зкспояировааие отдельных подложек является трудоемкой операцией, этот метод более пригоден прн изготовлении хромовых фотошаблонои. Долговечность и бездефектность в некоторой степенв компенсируют более высокую стоимость этого метода изготовления шаблонов.
Прязншенне увеличенных шаблонов с матряпей рисунков для обработка всей подложки пря одном экспонировании иллюстрируется иа рис 19.б. При этом яеобходнмо, чтобы промежуточный диапозитив одной ячейки оригинале был повторно церефотографирозая на змульсионяую пластину болынпх резмероз. Этз пластина должна затем проецироваться через объективы с большим рабочим полем.
Рабочее поле должно иметь диаметр около Зй мм при обработке кремниевых структур диаметром 30 мм в пра этом можно достичь минямальной ширины линий в 2,5 мкм. Обычно объ. активы, предяазнзченные для уменьшения пзображення в 10 раз, имеют апертуры от г/2,0 до г/3,0, фокусное расстояние 100 †2 им, а глубину резкости около !О мкм. Шута в Хеннинг [68) приводят следуюшпе данные векоторых оптических систем: ширина линяй — 3 мкм, диаметр поля нзоб.
ажениа — 28 мм, уменьшение 1О: 1; Бжау н др. [34): ширина лявий— мкм, диаметр поля язображения — 18 мм, уменъшеяие 4:!. Такие оптвческие системы пригодны для проецярованнв болыпих, иеповторяющихся рисунков, покрываюшнх всю поверхность подложки, кек показано на рнс. 19, в.
Поскольку в проекционной печати с использованием большого поля в«обрзжения, когда необходима только одна операцкя экспонирования на подложке, не применяются контактные шаблоны, етот метод представляет большой практический интерес. Первые промышленные установки аля проекционного экспонирования уже появились.
Одна из моделей (фирма «Кулик энд Соффа Индастри», США, модель 688) обеспечивает проецвро. ванне днапозитивоз при уменьшении 2: 1 на подложка диаметром 31,75 мм с разрешением линий шириной 2 мкм. Одна яз фотоповторителей [фирма «Дэвид Манн», США, модель !595), позволяет осуществлять иепосредственйое зкспаннроваиие фоторезиста. Самым новым методом для непосредственного экспонирования фоторе. апета без прииенення шаблона является голографический. Этот метод был описан Лю [143). Увеличенный диапозитив рисунка шаблона проецирует ся через голограмму системы узходиафрагмовых коллиматоров, При этом получаются даа изображекнн реальных размеров. Оин состоят нэ целого рада умеиьшенньи рисунков шаблона, подобных матрице, получвюшейся при растровом способе, [см.
равд. ЗА, 4)). Лю [143) сообщал о получении разрешения линий более 3 мкм прн диаметре рабочего поля 70 мм. Сотрудники фирмы «Белл телефон лабораторид» [144) считают, что таким способом можно получить разрешение линий шириной 1 мкм яри диаметре рабочего поля изображения 70 мм. Таням образом. голографическое мультиплициронаиие изображения позволяет обеспечить боаае удачноесочетание раарешения и размеров поля без применения дорогостояших объективов.
В настояшее время серьезные затруднания вызывает соотношение интенсивности сигнал изображения — помеха. Помехи возникают из-за нелинейности принимающего сигнал материала, искривления поверхности диаграммы и нз-зз дифрлкцпц Это проаилается после воспроизведения изображения в виде зернистости и дифракцяовных колец. Эти Гл. 7.
Формирование рисунков в тонких пленкая вопросы, а так ке получение фоточувствительных материалов для изготов пения голограмч детально рассматриваются Леем и Харрелем !37]. В дополнение к исследованным проекционным методам с применением защитньж покрытий фоторезиста более широко были опробованы методы формирования тонкопленочных рисунков без вытравливания маскирующих покрытий. Первый пример такого метода описал Каплан !145~, который проецировал хорошо сфокусированное изображение в пучке ультрафиолетового света прямо на тонкую пленку свинца. Удаление экспонированных участков пленки выполнялось в атмосфере нитрометана, у кото. рого 'со свинцом происходит фотохимическая реакция с образованием летучего тетраметилсвинца. Была достигнута скорость травления около 15 А мин-'.
Салливан и Колб !46 достигли скоростей травлеиия ат 100 до 1000 А мнн-' при фотохимическом травлении пленок германия в га. зообразном броме с образованием лету)его ОеВгь Им удалось получить разрешевие линий шириьой 5 мкм. Широкое применение этих методов ограничивается тем, что не с любым материалом пленки возможно осуществление фотохимической реакции с образованием летучих соединений. 2) Формирование рисунка световым лучом.
Лля методов проекционного экспонирования, описанных в предыдущем разделе, необходимо наличие увеличенного фотошаблоиа полупроводниковой интегральной схемы. Необходимость в промежуточном диапозитиве устраняется, если рисунки, которые надо вытравить, вычерчиваются непосредственно на покрытии фоторезиста, нанесенного на подложку, посредством программного управ. ления световым лучом. Схема такой установки экспонирования световым лучом была описана Бреннеманом и др. [!47! и приводится на рис.
20. Световой луч формируется квадратной апертурой, изображение его умень. шается в 10 раз и фокусируется на поверхности покрытия фоторезиста, нанесенного иа подложку. Освещение желтым светом позволяет наблюдать за поверхностью образца и пятном света на экране при 200-кратном увеличении, что облегчает совмещение. Подложка крепится на координатном столике с прецизионным механизмом для перемещения, позволяющим устанавливать подложку с точностью ~6 мкм.
Формирование рисунка осуществляется с помощью устройства, управляемого по программе, записанной на магнитной ленте. С магнитной ленты подаютсн сигналы открытия или закрытия задвижки; с ее помощью также устанавливаются продолжительиссть экспонирования и направление перемещения. Апертура для изменения размеров и геометрической формы зкспонируемых участков может регулироваться вручную. В экспериментах, описанных в работе, экспонировались квадраты размером 50уч50 мкм !147'!. Столик перемешался с шагом в 25 мкм, образуя таким образом линии с перекрытием и удвоенными, по продолжительности экспонирования, квадратами, При таком режиме работы продолжительность зкспоннрова. ния на концах линий — меньше требуемой, а на углах — больше.
Были предприняты попытки компенсировать эти недостатки соответствующим построением программы, но при этом на рисунках в конце линий и в углах наблюдались небольшие неравномерности из-за того, что выдержка в этих участках была неоптимальной из-за механических отклонений от уставов- ленных значений за счет «прискоков».
Ширина линий более 50 мкм достигалась проведением повторных параллельных проходов. Последующие операции проявления и травления фоторезиста осуществлялись обычными методами. Такие установки применялись для создания линий рисунков в пленках алюминия толщиной 1 мкм. Осуществлялось это достаточно быстро, Установка в принципе обеспечивает зкспонирование линий длиной около 127 мм/с: По сравнению с формированием рисунка электронным лучом 4.
Специвльные способы формировзния рисунка преимущества формирования сзетоеыы лучом в более пилкой стоимости аппаратуры и возможности обработки подложен в обычных условиях окружающей среды. При изготовлении линий шириной б мкм были достигнуты вполне удовлетворительные результаты, однако с точки зрения уменьшения дефектов ш днфракции и отнлоиений от заданной ширины линий за счет изменений продолжительности выдержки счнтзют, что этот Рис, ВЕ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
