Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 43
Текст из файла (страница 43)
В системе автофокусировки данной установки используются акустические ультразвуковые датчики 10 (рис. 7.31). Три таких датчика контролируют положение базовой поверхности 6, семь датчиков — рабочей поверхности подложки 1. Подложкодержатель включает гибкую пластину 2, опорная поверхность которой выполнена в виде пирамидальных выступов, а обратная поверх ность в периферийной части соединена стержнями 3 с жесткой опорой 4. В свою очередь, опора 4 аналогичными стержнями 5 соединена с тремя мембранными сильфоннымн пневмоприводами 7, два из которых показаны на рис.
7.31. При изменении давления в пневмоприводах они через опору 4 перемешают пластину с подложкой на требуемое расстояние. Для устранения влияния локальных деформаций подложки могут также использоваться дополнительные пневмопрнводы 8, закрепленные на опоре 4 и связанные с гибкой пластиной 2 стержнями 9. Принцип действия ультразвуковых датчиков состоит в следующем. Через мультиплексор МП1, обеспечивающий работу нескольких параллельных каналов, на все передающие излучатели датчиков подаются ультразвуковые электрические импульсы частотой 1,=450 кГц (на рис.
7.31 лишь один центральный датчик 20о импульсов, счетчик регистрирует двоичное число, характеризующее расстояние от датчика до контролируемой поверхности. Информация, поступающая от каждого датчика, передается счетчиком в память мини-ЭВМ, где она сравнивается с эталонными значениями для выработки сигналов рассогласования. Эти сигналы подаются в блок электромагнитных клапанов, изменяющих давление воздуха в пневмоприводах 7 и 8. Рис.
7.31. Схема системы автофокусировки показан соединенным с мультиплексором МП1). Пьезоэлектрический преобразователь излучателя формирует акустическую волну, которая, отразившись от поверхности базовой плиты или подложки и изменив при этом свою фазу, попадает в приемник датчика Происходит обратное преобразование акустических сигналов от каждого датчика в электрические сигналы, которые через мультиплексор МП2 раздельно подаются в смеситель 1)Е1. В смеси- тель подается также частота 1е —— 440 кГц, поэтому на его выходе формируется сигнал частотой 10 кГц, подаваемый в усилитель А1.
Аналогичные сигналы с частотами 1, и 1о подаются генератором 01 в смеситель 1322 и далее в усилитель А2. Полосовые фильтры Х1 и Х2 удаляют из этих сигналов шумы и подают их на входы компараторов АЗ и А4, преобразующих форму сигналов из синусондальной в прямоугольную. Преобразованные сигналы поступают па входы однотактных мультивибраторов О2 и ОЗ и далее па входы КБ-триггера Т. Выходной сигнал включающего входа триггера и сигнал частоты 1, через логический элемент И подаются на счетчик РС1. Счетчик подсчитывает число битов формируемых частотой 1, за то время, которое триггер Т находится во включенном состоянии, обеспечивая срабатывание схемы И.
Поскольку время включения триггера Т определяется временным интервалом или сдвигом фаз подаваемого к поверхности н отраженного от нее 206 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Перечислите варианты процессов формирования изображений ИС в мнкролитографии, 2. Опишите конструкции координатографа и редукционной фотокамеры. 3. Объясните назначение основных элементов оптической схемы осветителя оптико-механических установок.
4. Перечислите основные методы генерирования изображений, опишите оптико-механическое устройство н оптическую схему геяератора изображений. 5. Объясните назначение основных узлов фотоповторителя, опишите его оптическую схему. 6. Перечислите, пользуясь принципиальной схемой и циклограммой, основ. ные этапы работы устаяовии контактного размножения рабочих фотошаблонов. 7. Назовите осиовяые узлы установки совмещения и экспонирования каи. тактиого типа, охарактеризуйте назначение и варианты построения узлов установки. 8. Объясните назначение основных узлов установки проекционного помодульного экспонирования, опишите схему координатного стола, координатной измерительной системы, систем совмещения и автофокусировки.
9. Перечислите основные элементы оптической схемы проекционной установки се скаяированием изображения, опишите работу датчика автофокусировки. Гл а в а 8 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ МИКРОЛИТОГРАФИИ 8.1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОР1 ЛИТОГРАФИИ Электронолитография предназначена для формирования топологических рисуяков в чувствительных к электронам резистах.
Электронно-лучевые установки (ЭЛУ) могут проводить экспонирование электронорезиста тонко сфокусированным пучком электронов, отклоняемым электрическими и магнитными полями по программе от ЭВМ. Электронно-оптические системы позволяют также проводить одновременный перенос изображения шаблояа или маски иа участок электронорезиста. При формировании изображений с микрометровыми размерами элементов диаметр электронного пятна на резисте должен быть 2 ... 5 мкм, а в случае нанометровых размеров — 0.01 ... 0,06 мкм с плотностью тока в пятне 10 ...
207 а) 8/ а) 4 б) 208 Рис. 8.1. Конструкция электронных пушек: ! — катод; З вЂ” упраааающка электрод: 3 — аяод !00 А/см'. Большинство термоэмиссионных источников электронов обеспечивает ток, ие превышающий 10 А/см' при диаметре катода 1О ... 100 мкм. Таким образом, ЭЛУ должна содержать электронно-оптическую систему (ЭОС), значительно уменьшающую диаметр электроняого пучка. Кроме того, ЭОС должна включать отклоняющие элементы, тонио направляющие сфокусироваииый электронный луч в требуемую точку, Кроме ЭОС установки электронной литографии содержат также прецизионный коордияатиый стол, вакуумную систему, устройство загрузки-выгрузки заготовок, ЭВМ или микропроцессор, управляющий работой всех систем, источники стабилизированного питания, различные контрольяые системы.
Важяейшим функциональным узлом ЭОС является электроняая пушка, содержащая источник электронов. В электронной литографии используются электронные пушки (рис. 8.1) мощностью до 1 кВт, которые должны обладать высокой яркостью, максимальной плотностью тока и минимальными (до нескольких ианометров) размерами поперечных сечений пучка. Источники электронов выполняются в виде катодов трех типов: термокатодов из чистого вольфрама, гексаборида лантаиа и автоэмиссиоииых катодов, Прямоканальный Ч-образный вольфрамовый термоэмиссианный катод (рис. 8.1,а) при температуре 3000 К (работа выхода 4,5 эВ) обеспечивает плотность тока 10 А/см' и электронную яркость около 10' А см-'ср — '.
Вольфрамовые катоды имеют небольшой срок службы — ие более 10... 50 ч. Эмиттер с повышенной яркостью выполняется в виде стержня из гексаборида лантана (рис. 8.1,6) с заостренным концом (радиус закругления ! ... 10 мкм). Работа выхода такого эмиттера составляет 2,4 эВ, а температура разогрева 2000 К, при этом выходные параметры такого катода иа порядок выше, чем у вольфрамового: плотность тока эмиссии 100 А/сма, яркость— примерно 10" А см-'ср-'.
При поддержании в электронной пушке вакуума ие хуже 10-' Па срок службы таких эмиттеров составляет несколько сотея часов. Автоамиггионпый источник электронов (рис. 8.1,в) выполняется в виде заостренного вольфрамового стержня с радиусом закругления 0,1 ... 1 мкм, иа- Рис, 8.2. Электронно-оптические системы (ЭОС) для формирования круглого электронного пучка с гауссовским распределением плотяости тока (а), пучка квадратного сечения (б)„ круглого сечения (в) и переменного прямоугольного сечения (г) пряженнасть электрического поля на острие составляет 3 !О' В/см. При этом плотность тока превышает 100 А/см', а электронная яркость достигает 10а А см-'ср '. Автоэмнттер из вольфрама, покрытого цирконием, нагреваемый в вакууме 2 1О-' Па до 1400 К, обеспечивает плотность тока эмиссии да 10' А/сма и яркость 10' ..
10'а А см — а ср-'. Построение н компоновка ЭОС определяются принципом формирования электронного пучка. Наиболее часто используется тонко сфокусироваииый пучок электронов, называемый зондом. Схема ЭОС, разработанной на основе сканирующего электронного микроскопа, показана на ряс. 8.2,а.
Электронный пучок, соадаваемый источником электронов, проецируется на заготовку тремя уменьшающими линзами (коиденсора. ми) с двумя промежуточными плоскостями изображении — А и В. Ограничивающие апертуры, установленные сразу за источником и после второго коиден. сора, задерживают периферийные электроны. Это необходима для того, чтобы онн не ударялись о стенки колонны ЭОС и не создавали вокруг основного электронного пятна на заготовке размытую область. На.чичие поперечной составляющей теплового движении электронов в пучке приводит к распределению 14 — 8281 209 плотности тока в электронном пятне по закону Гаусса. ЭОС такого типа позволяют получить электронный луч с минимальным диаметром 0,01 мкм.
Основным отличием ЭОС, показанной на рис. 8.2,6 является возможность формирования луча не с круглым, как в предыдущей системе, а с квадратным нли прямоугольным сечением. Это значительно упрощает прорисовку топологии ,ИС, составленной обычно из прямоугольных элементов. Квадратное сечение луча образуется апертурой, встроенной в первую линзу. После прохождения двух уменьшающих линз квадратное пятно электронов проецируется на заготовку, прн этом фокусировка изобрамгения сопровождается поворотом траекторнн движения электронов. Для предотвращения вращения квадратного пятна на заготовке необходимо тщательно подбирать и стабилизировать токи в катушках линз, расположенных после апертуры.
Схема, изображенная на рнс. 8.2,в. аналогична ранее рассмотренной, однако в ней использована апертура с круглым отверстием. Это позволяет упростить ЭОС, так как не требуется стабилизация углового положения пятва. Данная схема может применяться в тех случаях, когда требуется получить относительно большой диаметр электронного пятна (2 ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
