Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 176
Текст из файла (страница 176)
Праекиионняя устиновне епспонировання. г — Регулятор фокусировки; г — ультрафиолетовая ламин; 3 системз коидепснрующик линз; С вЂ” квадратичная зпертура; 3 — управляемая заслонке; 6 — рзсщепнтель лучв; у — линзе; З вЂ” пластине; Р— регулнруеммв подложко.держатель с вакуумным присосом; /0 — матовые приводы управления Х вЂ” У стола; Ы - ираекцноннып зкраи. метод более пригоден для изготовлении линий шириной 50 мкм и более. Хотя вен подложка может зкспонироватьсв без ограничений, вносимых размервмн поля изображении, но учитывая продолжительность времени, необходимого длн обработки каждой отдельной подложки, следует отметить, что этот метод в некоторой степени непрактичен. Осйовное преимущество этого метода состоит в возможности формирования линий рисунка с помощью команд от вычислительной машины.
Разнообразие геометриче. ской формы светового луча может значительно увеличиться, если например, одна апертуре, похвэаинав иэ рис, 20, эвмеикется набором апертур 637 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленках различной формы на фотографической пластине. Путем автоматического выбора различных форм апертур можно создать весь рисунок схемы [47]. Применение этого принципа для изготовленяя фотошаблонов привело к созданию установок для изготовления оригиналов с помощью вычислительяых машин, как это описано в равд. ЗА, 3). 3) Электронно-лучевые способм.
Так как предел разрешения линий в фотолитографии обусловливается длиной волны ультрафиолетового све. та, а а последнее время все больший интерес представляет вопрос изго. тсвления рисунков в пределэх 1 мкм, поэтому внимание исследователей все больше привлекает метод экспонирования фоторезистов с помощью злектронного луча. Электронный луч можно очень быстро сфокусировать в точку диаметром 1000 А и даже 100 А [148]. На четкость изображения дифракция не оказывает влияния, потому что обычно используются злект.
роны с энергией !О кВ с длиной волны йе Бройля — порядка нескольких десятков ангстрем. Диаметр точечного изображения ограничен сферическими аберрациями электромагнитных линз, а это сказывается весьма незначительно, поскольку углы наклона пучков электраноз очень малы, По этой же причине, глубина резкости для объектов субмикронных размеров больше !О мкм [!49]. Важной предпосылкой для экспонирования злектронныч лучом является наличие подходящих фоторезистов. Энергия ионизируюшей радиации электронов, например, 10 кВ много больше, чем энергия ультрафиолетового света.
Взаимодействие таких электронов с ор. ганическими полимерамн не ограничивается образованием хромофориых групп, и в молекулах могут произойти еще какие-то явления. В результате взаимодействия в макромолекулах могут образоваться временно разрушенные связи, что может привести к появлению поперечных связей с образованием трехмерных полимерных структур или к насыщению разрушенных связей с образованием мельчайших агрегатов.
В первом случае растворимость облученного продукта уменьшается, тогда как разделение макромолекул ведет к увеличению растворимости. Оба этих процесса имеют место в большинстве органических полимеров. В зависимости от преобладания поперечных связей или их разрушения, одни данные предусматривают использование негативных, а другие позитивяых фоторезистов. Обычные фоторезисты, а также другие полимерные системы были испытаны иа пригод. ность их в качестве резистов для электронно-лучевого метода. Ряд таких материалов и их свойства представлены в табл. !5. Экспонирование электронныи лучом обычнык иегатквкых фоторези. стон приводит к образованию поперечных связей, и как следствие— к нерастворимости, как и в случае экспонировзния светом [150].
Однако реакции, вызвоиные в полимерах, не очень точно поддаются контролю н оня не завершзются в непосредственной близости к молекулам сеиснбнлнзатора. Следовательно, облученные участки впоследствии снять трудно. Крома того, злектроны рассеиваются в покрытии фпторезиста и отскакивают обратно от поверхности подложки.
Поэтому образование поперечных связей происходит также и в участках, смежных с облученными. Пекоторые авторы сообщают о значительном расширении линий [147, !49] или об обраэоваяпи сиатоп шириной до 2 мкм вдоль краев линий [82]. Таким образом, высозюе разрешение электронного луча яз-за трудности контроля операции экспонирования легко реализовано оыть ие может. Пожзтивный фоторезнст АУ-1359, по-видимому, пад воздействием элентрпнного луча очень сильно подвергается расщеплению и поэтому его растворимость увеличивается, а рабочие характеристики сохраняются. Его чувствительность к облучению несколько меньше, чем у негативных фотореэнстов. Это установлено ио дозе облучения, иоторую выдерживают один и другой. Это вмк раз можят быть и причиной того, что некоторые нссле- 4.
Сивнкалвивюв сиесавы формирования рисунка икивохви вявдссесахии хОЗ х л ВЗво 5И- х'3 иххоа,. Дй Хи ь их! о„ о ю~ Д х о ~х, Н х ни х > мъ со '~ с4я я Фэ и» вжвсаки со о о о о с х й х 3 и ;з,,з",зл ьс со хм к~о и и 3 3 3 Й й Хх о $~ ~хо Х ~ Л (инквиаэ кннивваанон о) рякаиьвлвН ~~И ~Яйся ~ь1~ б 14 х ф До о х Ецй и х и 34 кб Ях х хан сь ~.о В Й и й И Гл. 1.
Фврмироввнне пнсупквв в твнвив плвннвв ххх»сс»в Вххсссесеехц -'х »ОУ" 'ЙЗ ~в~с~а хдо В ~ й с о о о», о х О х О" х С'Фыоохво»' ха хх ех ах».д ао хх Е'»С йИ якое а Иохооодхх дх ы ххх до.нхд ан о хооа х сеххдь сч еь с х а» В х ех в х с х хх 'Х хх Х ЯЯЯИ с» с» хс ае х П» 'еен .»жхсхем оооо со оо и д х ь »1 <- х с- о ох к о 'О ь о х Б "е с 6 » с' ь ю3 3 3 о х» ы х д О. О Е х х 'о о од х х» до о О. Од о 1 "»с Л ь х (ннвпвп ннмннвводо»с о) нмивнснеоц в40 Ъ о е», х ,3 'с.
х с ххй 5»ьс с» с.,е сяхс .е .;»»х 1""з х а х»' х х х» с хй„ои ххах о ы х Ооххсо д д о ао х до, 3дю и хе д ад н од ихх ххин х хасс„ асаооа о о 'х'х д х о „до О д ОД Поди р ох о с» о. ео д х д О ОД оьо доо О. Д хьо хо» д Ю д о.х х 1 е" ь о д о Оь а д сО о ".х 2 д да о» О. ь х д О О х о д д х о НДО О. д 1 Оно х ~! ~$й о и дьдхаь х х а до с дх ох ох 5йоа»Х ххЕх и и хыы ЭХХО й"„: ~ аю" ыо оба о 1 ы о ь .д ю 'в и д о ео хь о О О ь ь х о $» ь и сод Ыхо х ь х о Ы О.,е ы,х о о Зах д ах 4.
Специальные способы формирования рисунка донатели добились большего успеха при разрешении линий шириной в 1 мкм, именно на позитивном фоторезисте АЕ-1350 [149, 151]. Трудности, встреченные при использование обычных фоторезистов, привели некоторых исследователей к разработке других систем фоторезнстов, даюших меньшее расширение линий и не чувствительных к воздействию рассеянного ультрафиолетового света. Были найдены н негативный [152], и позитивный [82] фоторезисты.
Принципиальное различие между ними при использовании зависит от плошади поверхности, которая дол.киа быть вытравлена. В случае, когда вытравливаются небольшие участки, позитивные фоторезнсты предоочтительиео. Прн вытравлнванин узких полос негативный фоторезист имеет то преимушество, что в этом случае ассеянные электроны имеют тенденцию уменьшать ширину отверстий.
ри применении в этом случае позитивного фоторезнста наблюдается противоположный эффект [149]. Необходимо рассматривать два свойства фотарезистов — расширение линий и стойкость к химическим травителям Негативные фоторезисты, пригодные для обработки электронным лучом, были исследованы Кю и Скала (152], а их составы приведены в табл. 15. Для каждого полимера была установлена минимальная до~а облучения, необходимая для удовлетворительного экспонирования, и было найдено, что оиа обратно пропорциональна среднему молекулярному весу полимера в исходном растворе. Установленный в результате исследований физический смысл этого заключается в том, что чем меньше поперечных свчзей необходимо для образования керастворимой трехмерной структуры, тем длиннее должна быть цепочка у исходного полимера.
!Тля того, чтобы проявить зкспонированный рисунок, необходимо иметь растворитель, ко. торый па.разному бы реагировал с полимерами без цепей с поперечными связями и агрсгатаия с поперечными связями. Таким образом, проявители, в этом смысле, представляют собой то же самое или почти то же самое, что н растворы, которые используются для разбавления резистов. Перво. начально желательно иметь весьма высокие молекулярные веса, для того, чтобы достичь высокой эффективности радиациокио.хнмической реакции. Хотя и нет необходимости, чтобы состав был моцодисперсным, да это практически н недостижимо, все же распределение молекулярных вссаа н узких пределах обеспечивает преимущество улучшения контроля ширины линии и уменьшает возможность образования проколов. Кю и Скала [152] установили, что получение хороших результатов обеспечивают сред.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
