Майсел Л. - Справочник - Технология тонких плёнок (1051257), страница 177
Текст из файла (страница 177)
ние молекулярные веса: 60000 для полистирола и 32000 для поливинил. хлорида. Бомбарднрование электронами резистов с укороченными цепями в неупорядоченным расщеплением связей ведет к образованию экспоненциального распределения молекулярных весов, которые изменяются от очень малых до больших значений [152], Селективное раствооение облученных участков в проявителе требует большого различия растворимостей полимеров с укороченными и неукороченными цепями. Эзо может быть достигнуто только в том случае, когда распределение молекулярных весов двух продуктов заметно отличаются.
Следовательно, минимум дозы облучения зависиз не от первоначального молекулярного веса, а скорее от степени завершения радиационно-химической реакции в полимерном соединении. Именно это определяет необходимость большого количества электронов для достижения того состояния распределения продуктов расшеплення, которое было бы в достаточной степени меньше исходного распреде. пения молекулярныт весов. Для получения хорошего разрешения и умень. шения случаев образования проколов рекомендуют иметь высокие исходные молекулярные веса, т, е. 1 — 2 10' для полнметилметакрилата и полиметнлстнрола [152], 64! Гл. 7.
Форм»рева»не рясунков в тоякнх плешак Полимеры, которые могут быть пригодны в качестве позятнвных рва»- стоп, били исследованы Халлером н др. (82). Результаты нх исследований также приведены в табл. 15. Для успешного снятия неэкспоннрованных участков ревиста с укороченными пепямн необходнмо в качестве пронзя. телей эмпнрическн подобрать соответствующие смесн растворов. Из дан.
нык, представленных в последней графе табл. 15, можно узпдеть, что х». мическая устойчивость защитных покрытнй нз полистирола н способность этого матер»ала обеспечнвать разрешение тонких лннпй значнтельна отличается от др)тнх матернвлов. Было устаяовлено, что полнметнлмета. крнлат сочетает корошее разрешение линяй с хорошей стойкостью к кнс. лотным травителям.
Как было установлено, предварительяая сушка прн 150' С н окончательная сушка (задублнва»не) прн 130' С прнвадят к улучшению адгезнн н умеяьшенню подтравлнвання (подрезания) прн травле. нин пленок ЬРЭь Лнннн шнрнной 2 мкм с хорошо сформированным» краямп с успехом были получены в пленках 5!О, толщиной 2600 Л н пленках А) толщкной 1000 А. Прн этом маскнрующее покрытие легко снимается в ацетоне. Формярованне рисунка а слое ревиста с помощью экспонирования электронным лучом может быть выполнено тремя различными путями.
Рисунок может быть создан прн фнкснрованном положеннн луча н перемещен»я подложкн вместе с координатным столиком; подложке может оставаться в фнксированном положеннн, луч перемещается за счет его отклонепня системой управлення, В этом свучве для нроектнрования рисунка используется злектронный луч большого днаметра, который в теченне операция однао зкспоянровання покрывает всю поверхность подложнн иля ее ббльшую часть, Экспоняровапне электронным лучом с нснольэованнем механнческв правлаемого координатного стола было осуществлено Бреннеманом и др.
147). Схема такой установки представлена нв рнс. 21. Электронная пушка микроскота с помощью двух магкнтных лннз обеспечивает полученне сфокусврованяой точхн диаметром ! мкм. Точность отметки коордннат. ного столика ~125 мкм достигается нрн рабочей площади столика 50,85(50,8 мм; шаговый деягатель обеспечивает перемещение столика с помощью стальной ленты, перемещающейся прямолинейно. Рнсункн линий зычерчкваются за счет перемещеняя столнка под электронным лучом.
Двнженне столика управляется посредством магниткой нлн перфорарованной ленты вычнслнтельного устройства, как н прв использование светово.. го луча. Для пзготовлевия линий шириной 50 мкм, электронный луч фокуснруется в точке днаметром того же размере. Для получен»я более широких линий делаются повторные параллельные проходы. Были изготовлены а более узкие линни, шнриной 7,5 мкм, но несмотря на то, что апн была непрерывными, яз-за нзмененнй скорости перемешеннв шнрнна нх отклонялась а больших пределах.
Общее затруднение прн экспонирования электронным лучом состонт в достнженни точностн совмещенка прн последовательно проводящнхся операциях. Бреннеман н др. (!47) попользовали метод, требующий центрп рова»па подложки на координатном столе под микроскопом, чтобм обес. пенять движение по прямоугольннку. Совмещенне па установке экспонировання осуществлялось нанесением нэ поверхность подложек визуально наблюдаемых регнсграпнонных отметок.
Этн отметкн сканнровалнсь электронным лучом диаметром 1 мкм, з затем по отраженню вторичных электронов изображение можно было наблюдать на экране катодно-лучевой трубия (КЛТ). Исходная точка пря экспоннрованнн моглв быть такше образом выверена с точяоетью 2,5 мкм. Этот метод недостаточно эффектк. вен нз-за механнческого перемещения координатного стола. Длн соеднне. 4. Сиецаавьиые спосебы формирования рисунка ии группы схем иэ подложке диаметром 31,75 мм яеобходнмо 30 мвв. олвгвют, что это может быть достигнуто ирн скорости 12,7 м с '. Звиг шее тюле язобрзжения, обеспечиваемое коордянатным перемещающимся столом, представляет определенные преимуществе перед другнмн методвми экспонирования. Однако точность позиционировзиия координзтной сетки механического устройства не может обеспечить изготовления рисунка фотошвблонов с линиями субмикрониога размера, Рве.
ть Свана злевтревне-зтчезэя устввеззв эзсвававовавз» 1ИЦ. Второй способ формирования защитной маски в резисте основан на отклонение электронного луча для вычерчивания заданного рисунке. Некоторые авторы для этих целей испольэовали модифицированные сканирующие микроскопы 137, 149, 1151. Основной луч фокусируется на поверхности подложки в точке, обычно днзметром 1000 А, Для вычерчивания рисунка луч управляется катуюками развертки; дополнительные модуляционные катушки, отклоняющие луч от апертуры электроняых линз, поворачивают луч.
Рисунок в форме изображения хранится иа фотогрзфической пластине 137! нли в виде маски и пленке храме иа экране КЛТ. Изображение сканируется микроденситометром ~37! илн развертывающим устройством с бегущим лучом по оригиналу рясунка 115!! синхронно с отклонением основного луча. Одна нз таких установок позволяет изменять 643 Гл. 7. Формирование рисунков в тонких пленная изо5ражеиие иа обратное, так что вычерчиваемый рисунок может быть создан позитивным или негативным в сравнении с тем, который содержится на фотографической пластине ]149). Сканирующий генератор управляет катушками развертки второй КЛТ, которая воспроизводит сложный рисунок фотошаблона и поверхности подложки. Это облегчает совмещение фотошаблона и подложки с точностью выше 0,1 мкм при сиаяирова. ипи поверхности более 50Х50 мкм ]149]. Совмещение путем визуального иаблюления, изображения по отра.
жсияю вторичных электронов контрольного рисунка на подложке, покры. той слоем ревиста, представляет собой определенные трудности. Прежде всего, при попытке разместить контрольвые отметки возможно превышение максимальной дозы облучения. Делались попытки использовать другие методы совчещеивя, в которых используются фотоэлектрические сигналы от различных участков транзисторов с полевым эффектом или напряжение, противоположное создающемуся смещением кремниевой структуры и-типа с диффузионными областями р-типа 1151). Точность совмещения менее критична при изготовлении транзисторных структур, состоящих из узких линий пересекающихся под прямычи углами !15!] Сообщают, что .в некоторых случаях размеры отдельных деталей рисунка не превышают 1 мкм ]149, !5Ц. Экспонирование фаторезиста элсктропным лучом сравнительно трудоемкий способ, потому что луч должен пройти по асей поверхности изображения. Однако он сравнительно прост по оборудованию.
Некоторую часть технологического времени можно сэкономить за счет изготовления больших узлов рисунка обычными методами фотолитографии с экспонированием электронным лучом отдельных деталей с мелкими линиями ]149]. Этот метод видоизмеиеи таким образом, что формирование требуемого рисунка осуществляется непосредственно, без сканирования ]37, 149]. В этом методе прохождение лу~а управляется по программе с применением ЭВМ.
Недостаток метода отклонения луча, включающего сканирование, состоит в том, что при одпом экспонировании обрабатывается только небольшой участок поверхности, в несколько тысяч квадратных микрон. При больших углах отклоневия луча изображение искривляется. Поэтому экс. понирование достаточно большой поверхности для интегральных схем и матриц рисунков требует примеиеиия какого-либо другого способа мультиплицироваиия. Это вызывает необходимость тщательного совмсшеиия отдельных участков рисунка экспонированием и если эта операция выполняется вручиую, то она весьма трудоемка и непрактична. Этот недостаток можно преодолеть автоматизацией. Мияги и др.
дали описание установки экспонирования сканирующим электронным лучом с коорлииатиым столиком, перемещающимся с шагом 1 мкм ]153]. На соответствующей стадии процесса для отметки длины прохода и автоматической точной отметки используются интерфереиционные полосы. Минимальная ширина линий, как сообщают, составлиет 0.6 — 0,7 мкм, и оиа ограничивается разрешающей способностью пленки фоторезиста. Рабочая площадь изображения составляет 2 мм'.
Так как данные рисунка установка получает от вычислительной машины, то ие требуется ии фотошаблона, ии другой какой-либо пла. стивы с изображением. Третий способ экспонирования электронным лучом аналогичен способу формирования изображения оптическими методами. Для этого требуется металлический шаблон с вытравленным или вырезанным рисунком увеличенного размера, и для изготовления уменьшенного изображения исполь.
зуется электронный микроскоп [149). Недостаток этого метода — малая глубина резкости и ограничения, вносимые металлическим шаблоном. Ви. Список литературы доизменвнный метод, позволяющий за одно экспонирование обрабатывать большие плошади (около 25,4 мм диаметром), описан О'Киффи и ар. (!54]. Для этого требуется фотокатад, состоящий из стеклянной пластины с нанесенной на нее очень тонкой пленкой металла, на которой вытравливается вся,матраца рисунка. Облучение металлической пленки ультрафиолетовым светом вызывает излучение вторичных электронов. Электронное изображение без уменьшения формируется фокусированием электронов в коакснальном электромагнитном поле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
