К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Сила тока в накопителе 1 опредюшст интенсивность СИ, не юпшя при этом на форму спектра. Такой оптимизированный источник СИ хорошо удовлетворяет спектральным требованиям рентгенолнтографии. Качество и эффеативносп литографического процесса лри использовании излучения с длиной волны 3,, определяется тремя характеристиками: прозрачностью маскирующего слоя шаблона Тю прозрачностью подложки шаблона Тл и поглощением рентгенорезиста Ад.
В оптимальной рентгенолнтографической сисюме длину волны и материалы выбирают тах, ~тобы фактор Табл н колтрастносгь ЦТА были максимальными. На рнс. 2.5.3 видно хорошее соответствие спектральных требований ренпенолитографии н спектра СИ оптимизированного накопительного кольца. Удельная мощность потока рентгеновского излучения прн длине волны 1 - 10 нм, создаваемого накопительным кольцом на рассгоянии 10 мм от источника составляет около 0,5 Вт/смт.
При такой интенсивности излуче- Ю~ Юл р 7 с б р ю Дланя йми( де Рас. 2.5.3. Сасатр СИ всаещслльволо ыиьца ара В = 0,8 ГоВ, 2Г= рбв аА/и в 1 0,1 А (3). Зааасанесть от дианы виан фаююра ТзАя в аатсавьавосвс л'лла ПММА товагваой 1 нам а Ывнвасвюй аодзовав маблоаа теащввей 1 ыаы (3), лля ПММА тозвгащй 1 иса в найзароаой щяао~ товюиой 1 нам (3) ния для экспонирования ПММА через кремниевый шаблон толщиной 1 мкм требуется менее 10 с.
Однако для более сложных условий экспонирования (в атмосфере юлия, лри наличии вакуумных окон, фильтров и т.д.) желателен запас мощности, который можно обеспечить при силе тока пучка электронов 1 А. Разработкой оборудования для рентинолнтографии с применением СИ заняты многие страны: Япония, США, Германия и др.
Одна из первых рентгенографическнх установок на базе компактного кольцевого ускорителя накопвтельного типа СОЕУ (Сошрасг Зулйпо(гоп) создана в Берлине и имеет приведенные ниже характеристики. 146 Гааза 25. РВВТТВВОВСКВВ В ОВТВЧВСКВВ ЛУЧИ В ЭЛВКТРОНЯОЫ МАщй НОСТРОВНВИ Время экспонирования (при экспозицни ревиста 100 мДж/смз) ...... 2 с на тпощади поти 30х30 250 20х20 90х90 0,05 20-100 2.5.4.
Характеристики источников МРИ Давление газов в камере всточнюса, Па Эффекптвлость преобразоаанва енерала в мри, % Выход взаучетив, мкйт Вт ср Спектральный диапазон взлучеваа, вм ность Им- пульса лзаучсива, с 10.7 - 10.7 Гб 3 5.105 1- 10 1-10 Микропинче- вые и шзо- плазменные источники Лазер-плаз- менный источ- ник Синхротрон- иое излучение Цт-з 107 1- 10 3-4 100 0,01 Ц)-7 0,5 — 200 400 мВт/смт (уд.
мощность) 55 60 19 10 10 1,0 0,8 1,4 0,8 0,16 0,4 0,8 '1,38 Электронно- лучевой с вра- щающимся анодом Электронно- лучевой со стационарным анодом А1к 0,834 81к 0,713 Сат. 1,334 "тум 0 7 Рбь 0,436 Моь 0 540 ЪУм 0,7 Слт. 1,334 Сх 4,47 10-4 0,001 Непрерыв- иый 68 53 19 40 Характеристики накопительного кольца Критическая длина волны, нм ...., 1,2 Максималыьи энергия электронов, МэВ .................................................
630 Радиус кривизны, см .......,...,,,... 44 Время накопления, ч ...................... 10 Время ловторното заполнения, мин .................................................. 15 Удельная мощносп излучения (на расстоянии 5 и), мВт/смз ............... Геометрические размеры, м: длина ............................... 4 ширина ............................ 2 Занимаемая площадь (вюпочая инжектор и экран, но исключая выносные источники питашш), мз,. 30 Характеристики установки пошыовото экспонирования для СОВУ Диаметр пластин, мм ......,..............
200 Площадь рабочето паля, ммз минимальная .....,............. максимальная .................. Потрешность совмещения, мкм ..... Зазор, мкм Занимаемая площадь (без блока управления), мз ...............,...,.....,.. 1,5 Время оовмещения, с ..................... 1 Время омены рабочето поля, с ....... 1 Непроизводительные затраты времени (вюпочая смену плаотнны), с 10 В Японии на основе аналогичных систем, на отличающихся более прецизионными устройспюми совмещения и базирования (потрешность совмещения 0,01 - 0,02 мкм), с начала 90-х годов приступили к выпуску СВИС с, информационной емкостью 64 Мбит и разработке технологии изтотовления схем до 10 Гбит. Таким образом, из различных источников МРИ, пригодных для ренпенотр афин (табл. 2.5.4), несмотря иа доротовизну и техническую сложность изтотовления и эколлуатации, наиболее перспективно синхротронное излучение.
Разрешающая способность литотрафическото процесса определяется модуляцией ту1 введенной в резист энергии в зависимости от ширины линии периодического рисунка с равными линиями и промежутками. Š—.Е и Е +Е1 РЕНТ ГЕИОЛИТО ГРАФ ИЯ 147 й( г йэ Варма азии, юв Рве. 2.5.4.
Заввсаиесгь иазувяавв эвершв, авевеавея ° уезват, ат вырван ивана два уазввчвиз авдее ввтегуафвв: 1 - звтсградввг с применением сввхуатравиага излучения; 1- и~твчегиав литография а лаюагавии совмещением в экспонированием; Я - уанпенахкгаграфвя а раахаввшвиая источником изаучеюи; 4 - звакгравазвтагра(аи где Еюах - максимальная энерпи в экспонированных зонах; Е 1 - минимальная энергия в неэкспонированных зонах.
На риа. 2.5Д показаны зависимости М от ширины линии для различных литографических процессов. Липпрафия а применением СИ позволяет достичь наиболее высокого разрешения благодаря малой расходимости пучка, непрерывности спектра и относительно небольшого свободного пробега фотозлекгронов. На практике для удовлетворительного экспонирования ревиста модуляция должна быль 50 - 60 %. Отсюда очевидно решюощее влияние на изготовление топологических рисунков с проектными нормами менее 0,2- 0,1 мкм степени точности систем совмещения. Требования к точности систем позиционирования и совмещения чрезвычайно высокие, так как число послойных топологий с такими Размерами элементов в современных ИС больше десяти.
Существуют несколько способов, позволяющих получить общее рассовмещение рисунков не более 0,05 - 0,1 мкм лри погрешности совмещения маркерных знаков на ренпеношаблоне х(0,01 ... 0,02) мкм. Один из лучших способов основан на применении меток в виде кольцевых нли прямолинейных зоииых пластинок Френеля иа ренпеношаблонах и линейных дифракционных решеток на полупроводниковой пластине. Метки на пластине вытравливаютая, как правило, на линии скрайбирования, но при сложных знаках они могут располагаться на специальньи площадях. Зонные пластинки имеют фокусное расстояние, равное зазору между шаблоном и поверхноспю ревиста. При облучении лазером ванные пластины фокусируют его в линшо на поверхности пластины.
Световой поток, отраженный дифракционной решеткой, дифрагирует и достигает пикового значения при пол- ном совмещении. Блыодаря равенству зазора и фокусного расстояния сигнал совмещеши используют для установки пластины по вертикали с погрешностью З(0,3 ...
0,5) мкм. Поскольку метки совмещения имеют одномерную структуру, для совмещения в плоскости по координатам Х Т, 0 требуются три комплекта меток. Конфигурация трех маток яюиется юпоцентрированной и не подвершется действию линейных относительных искажений между шаблоном и пластиной. Она всегда обеспечивает единственное положение совмещения с погрешностью з(0,02 ... 0,05) мкм в процессе всего цикла экспонирования. Каждый комплект меток имеет атдюгьный оптический канал и аобатвенный лазер. В оптическом канапе могут детекгировазъся два отраженных сигнала, что позволяет испольэовать два различных периода решетки на пластине или две различных длины волны двя большей пгбкости совмещения.
Структура линейных френелевских ванных пластин очень проста. Каждая пластина содержит параллельные прямоугольные полоски (рис. 2.5.5) различной ширины, раапаложенные с различными промюкутками. У волной пластины, например с 21 полосой и фокусным расстоянием 20 мкм, при использовании гелий-неонового лазера наименьшая ширина линии 0,56 мкм. Полная ширина такой мепи 42 мкм. Типичная длина 500 мкм. Рисунок волной пластины соадается в слое поглотителя рентгеношаблона путем чередования прозрачных и непрозрачных полосок.
Для обеспечения максимальной эффективности в фокусе первого порядка центральная область линейной зонной пластины выполняется прозрачной. Типичная ширина метки на пластине 1,5 мкм, а ее длина равна длине метки на шаблоне. Метки можно вытравливать непосредспюнно в кремниевой пластине, создавая фезова-контрастную решепгу, нлн в схемных слоях, создавая комбинацию фазового контраста и контрааш отражения. Как и во всех системах совмещеши, основанных на лазерной а) Рве.
2.5.5. Струатууа метек савиеиевва ва ревтгевеыаблаве (е) в вваегвве (5): 1 - глад нвтувла куеиниа; 2- азад тагана; 3 - алой золота; 4- слой диоксида куемвва; У - слой куемнвв 140 Глава 25. РЕНТГЕНОВСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ дифракцни, природа и толщина слоев, использованных дпя меток, оказывают сильное влияние на интенсивносп сигнала совмещения. Достаточно широко распространен метод определения рассовмещения ренпеношаблона н пластины, основанный на оптикогетеродинной технике. Система дифрюшионных решеток — две с одинаковым периодом в метке шаблона и одна с периодом в 1,5 раза большим, на пластине - облучается когерентным светом с двумя ортогонально поляризованными компонентами с частотами ГГ и Г2.
Интенсивность сжтовых сигналов изменяется с частотами УГ и /2 после поляризаторов. Относительное рассовмещение измерягот по разности фаз мюкду сигналами биения. Разрешение системы измерения рассовмещения составляет 0,0025 мкм, достнпюмая точность совмещения меток шаблона и пластины лри зазоре между ними 30 мкм составщет 0,01 мкм при работе в вертикальной плоскости (при литографии в СИ пластина и шаблон располагаются вертикально, так как пучок горизолтален). Применение этого метода для горизонтальных установок пошыового рентгеномультиплицирования обеслечивает более высокую точность совмещения. Еше более высокая точность совмещения (погрешность до Я 0,002 мкм) достишется на установках, в которых используется свстооптическая техника совмещения, оонованная в большей степени на средствах обработки изображения и его распознавания, чем на интерферометрической технике.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
