Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Редукциониая камера го на экране. Фотопластина 7 закрепляется в держателе 8, который с помощью каретки на шариковых направляющих 9 и микровинтов 5 может перемещаться в плоскости изображения по взаимно перпендикулярным направлениям с погрешностью 1... ...2 мкм. Перемещения каретки можно использовать для многократного отсъема (мультипликации) оригинала или для получения изображений двух разных оригиналов на одном фотопгаблоне, т. е.
для их стыковки. Объектив 1О должен обладать высокой разрешающей способностью (300... 500 лии(мм) и обеспечивать диаметр поля изображения 20...50 мм. Обычно редукционные камеры имеют набор объективов, обеспечивающих требуемые условия съемки. Качество изображения (резкость, масштаб) контролируется с помощью микроскопа 6, для точной наводки объектива на резкость используется микровинт 4. Управление работой камеры ведется с пульта 3.
Повышение уровня интеграции ИС и одновременное увеличение размеров модулей выявили недостатки и ограничения рассмотренных методов изготовления промежуточных оригиналов. К ним прежде всего относится малая производительность, необходимость увеличения размеров оригиналов свыше 2 м, аберрация широкопольных объективов редукционных камер и необходимость по этой причине применения слишком громоздких конструкций, Этим объясняется ограниченное использование координатографов и редукционных камер в литографических процессах производства ИС. Наиболее широко для изготовления ПО используются оптические и электронно-лучевые генераторы изображений, которые позволяют непосредственно получить в масштабе 10" изображение одного или нескольких модулей топологического чертежа.
162 1 7 57 5 М 15 Ж а) 51 е/ Я ыв~ $.Щ Рис. 7.4. Схемы осветителей: а — проекниониой установки; б — распределение освынеиностиг в — ус в — становки контактного тина; г-блок линзовых растров; д, е — линзовые злементы в виде шестигранной н четырехграпвой призм Мультипликация ПО и формирование изображения ЭФШ производится на проекционных оптических установках — фотоповторителях. Дальнейшее тиражирование (размножение) ЭФШ для получения РФШ выполняется иа контактных или проекционных установках.
Наконец, фотолитография па полупроводниковых пластинах может проводиться с использованием РФШ или ПО на установках соответственно контактного или проекционного типа. Несмотря на существенные различия в конструкциях перечисленных оптико-механических установок в их структуре можно выделить ряд общих элементов, Это прежде всего относится к блоку осветителя. На рис.
7.4 показаны в наиболее общем виде оптические схемы осветителей для установок проекционного и контактного фото- экспонирования. В обеих схемах в качестве источника 1 ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн 0,33...0,45 мкм используются ртутно-кварцевые (ртутно-ксеноиовые) лампы мощностью 250... ...500 Вт. Для получения излучения в коротковолновой ультрафиолетовой области (Л=0,16... 0,26 мкм) применяются также 1Гз 163 безэлектродные лампы ВЧ-возбуждения с наполнением ртутью, фосфором, кадмием и буферным газом ксеноном, Источник излучения помещается в фокусе рефлектора 2, который собирает возможно большую часть общего потока источника и тем самым повышает эффективность осветителя.
В качестве рефлектора в основном используются эллиптические зеркала (рис. 7.4,а, в), применяются также сферические рефлекторы и линзовые коллекторы. Из-за наличия в центре зеркала отверстия для установки лампы при выходе из рефлектора в плоскости А наблюдается неравномерное кольцевое распределение освещенности с минимумом в центре. Во втором фокусе рефлектора (плоскость В) интенсивность пучка имеет вид острого пика, однако после коллектора 3, который проецирует изображение светящегося тела источника на бесконечность, освещенность в плоскости С вновь приобретает кольцевое распределение.
Далее световой поток поступает в интегратор 4, который создает многократно повторенные изображения источника. В качестве интегратора могут использоваться матовые стекла, призмы, зеркала, однако наиболее широко применяются линзовые растры, которые представляют собой наборы микролинз, выполненные литьем или прессованием на одной из сторон стеклянной пластины (рис.
7.4,г). Применяются также наборы стеклянных столбиков с выпуклыми сферическими торцами, выполняющими функции микролинз. Столбики обычно имеют вид шестигранных призм (рис. 7.4,д), однако при необходимости освещения рабочего поля прямоугольной формы могут применяться четырехгранные призмы (рис. 7.4,е). Пара пластин с множеством входных и выходных микролинз или набор столбиковых линзовых элементов со сферическими торцевыми микролинзами образуют блок растров. Независимо от конструкции растрового блока входные и выходные микролиизы блока размещаются соосно в фокальных плоскостях друг друга. Поэтому входные микролинзы изображают участки плоскости С на выходных микролинзах, а те, в свою очередь, проецируют изображения входных линз на бесконечность.
В плоскости Р формируются световые пятна, являющиеся изображениями отдельных участков плоскости С и воспроизводящие кольцевое распределение освещенности в этой плоскости. Лииза 5 строит изображение микролинз растрового блока 4 в плоскости Е второго растрового блока 7. Высокая равномерность освещенности в этой плоскости достигается за счет наложения и суммирования изображений, создаваемых микролинзами первого растрового блока 4.
Коллимироватшые линзой 6 световые потоки проходят блок растров 7, давая на выходе (плоскость Р) пХт изображений плоскости Р, где и и т — числа сопряженных пар микролинз в растровых блоках 4 и 7 соответственно. 164 Рис. 7.6. Дифракционное распределение интенсивности приконтактномакспоииро- вании точечным источником (а), двумя точечными источниками (б), множеством точечных источников (в) Выходная линза 8 и кондеисор 9 переносят изображения всех пуггп изображений источника в виде световых пятен в плоскость О и производят их наложение друг на друга. Этим обеспечивается высокая равномерность освещенности расположенного в этой плоскости промежуточного оригинала 10. В плоскости входного зрачка Н объектива 11, ограниченного диафрагмой 12, распределение освещенности по форме такое же, как в сопряженной с ней плоскости Г.
Аналогично плоскость 1 подложки 13 равномерно освещена, как и плоскость О промежуточного оригинала. Показанная на рис. 7.4,в оптическая схема осветителя для контактного фотоэкспонирования во многом аналогична ранее рассмотренной, элементы 1...8 обеих схем выполняют одинаковые функции, Контактное фотоэкспонирование ведется параллельным пучком лучей, поэтому в осветителе использован конденсор 14 для коллнмирования лучей, выходящих из второго растрового блока, Конденсор проецирует пХгп изображений источника, осуществляя их наложение в плоскости фотошаблона 15 и обеспечивая этим его равномерное освещение при экспонировании подложки 16. Контактное экспонирование проводится в общем случае при наличии между шаблоном и подложкой микрозазора.
Он может возникать из-за неплоскостности пластин, попадания между ними микрочастиц и т, д. В связи с этим лучи от точечного источника 1 (рис. 7.5,а) дифрагируют на краях 2 непрозрачных элементов ри- 166 сунка шаблона, давая характерное неравномерное распределение интенсивности 3.
Применение растровых блоков, создающих ' многократно повторенные изображения источника света, позволяет уменьшить влияние дифракционных явлений. При оптическом нмитировании увеличения числа источников получаются два (рнс. 7.5,б) или множество (рис. 7,5,в) сходных распределений интенсивности, несколько сдвинутых относительно друг друга, Результирующий профиль 4 становится более равномерным по сечению за счет усреднения дифракциониых максимумов и минимумов отдельных распределений. В осветителях для контактного фотоэкспонирования могут применяться диафрагмы 5 для регулирования апертурного угла источника в пределах 1.. T и непрозрачные экраны 6, вырезающие центральные, практически неотклоненные лучи, приводящие к пику в центре кривой распределения интенсивности (рис.
7.5,в). вклю Оптические системы оптико-механического оборудовани вк ючают также фильтры, отделяющие длинноволновую (ИК) я часть спектра, «холодные зеркала», отражающие УФ-нзлучение и прозрачные для ИК-лучей, датчики интенсивности излучения, затворы и ряд других деталей и узлов. Их использование в оптком ханических системах изготовления фотошаблонов и фотоли- итографии рассмотрено в последующих разделах.
7.2. ОПТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ИЗОБРАЖЕНИЙ Методы генерирования изображений делятся на два вида: сканирование и фотонабор. П ри сканировании луч света построчно сканирует (обегает) поверхность пластины аналогично развертке изображения в телевизоре (рис. 7.6,а), Включение и выключение луча, необходимое для получения заданного топологического рисунка, управляется ЭВМ. Развертку луча осуществляют перемещением стола или отклонением луча системой вращающихся зеркал. Фотонабор состоит в последовательном экспонировании на фотопластине наборных элементов — квадратов, прямоугольников и других фигур (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
