Диссертация (1137121), страница 21
Текст из файла (страница 21)
4.3.1. Алгоритм поиска технических и технологических решений дляреализации технологического процесса ультрафиолетовой литографииудовлетворяющего техническому заданию (ТЗ)1)ТЗ соответствует один вариант разработанного ТП УФЛ;2)ТЗ удовлетворяет несколько вариантов ТП УФЛ;3)ТЗ не соответствует ни один разработанный вариант ТП УФЛ.149В первой ситуации задачу можно считать решенной, во второй – следуетпереходить к выбору оптимального варианта из полученного множества, втретьей ситуации происходит выбор варианта реализации технологическогопроцесса через поиск ближайшего порототипного литографического процесса,определенного в ТЗ, с последующей его модернизацией и добавлением вморфологическую таблицу. В случае если поиск не приносит положительногорезультатанеобходиморазработатьтехнологическоерешениепроцессаультрафиолетовой литографии, результат которого соответствовал бы ТЗ.
Внекоторых случаях, если это допустимо, возможен пересмотр ТЗ, с тем, чтобыснизить финансовые и временные затраты на проектирование [66].Вслучаееслисуществуютнесколькоспособовтехнологического процесса ультрафиолетовой литографииреализациис параметрамиопределенными в ТЗ, то описание дальнейших алгоритмов выбора оптимальногоспособа целесообразно начать с изображения организационной диаграммытехнологическогопоказывающейпроцессаультрафиолетовойлитографииэлементы автоматизированной системы(рис. 4.3.2),проектирования ивключающей ветви возможных альтернатив внутри элементов.Рис. 4.3.2.
Организационная диаграмма технологического процессаультрафиолетовой литографии150Как видно из диаграммы (рис. 4.3.2), главенствующим элементом приразработке технологического процесса ультрафиолетовой литографии являетсямногокритериальный выбор способа экспонирования фоторезиста. Это связано стем, процесс переноса топологии микроэлектронного изделия, представляет собойочень точную последовательность критически важных операций центральноеместо, в которых занимает создание структуры в фоторезистном слое.Вторым элементом является многокритериальный выбор способа нанесениярезистной плёнки на экспонируемую пластину.
Что, в свою очередь обусловленотем, что нанесение резиста являться фактором определяющим точностьвоспроизведения топологии микроэлектронного изделия.Выборсоставарезистнойплёнкиявляетсяследующимэлементомавтоматизированной системы поиска технологических решений при разработкелитографического процесса. Это обусловлено тем, что выбранные ранее способынанесения и экспонирования могут наложить определенные ограничения навозможность применения некоторых альтернативных материалов фоторезиста.Рассматривая третий этап поиска технологических решений процессаультрафиолетовой литографии, остановимся подробнее на многокритериальномвыборе материала фоторезиста (рис.
4.3.3). Существует достаточно многоразновидностей фоторезистных материалов и активных слоёв. Критериевформирования их выбора, также достаточно. Здесь можно выделить две группы:функциональные(адгезиякподложке,неравномерностьпокрытия,кислотостойкость, однородность, коэффициент отвержения, теплостойкость ит.д.) и экономические (стоимость и окупаемость использования).Выбороптимальноготехнологическомпроцессематериаладляультрафиолетовойфоторезистноголитографиислоявцелесообразнопроводить из множества альтернатив, удовлетворяющих ТЗ и принадлежащихмножеству Парето известных на основе известных критериев. Данный выборосуществляется с помощью сведения многокритериальной (многоцелевой) задачиоптимизации к нескольким задачам однокритериальной оптимизации [66].
Дляэтого в алгоритме используется модифицированный дискриминационный метод,151подробно рассмотренный ранее в главе 3.Рис. 4.3.3. Алгоритм выбора оптимального материала резистного слоя вультрафиолетовой литографической технологии.1524.4.Вариантытехническихрешенийдлятехнологииультрафиолетовой литографии4.4.1 Устройство для формирования изображенияВ основу технического решения положена задача обеспечить возможностьформирования уменьшенного изображения шаблона.Эта задача решается тем, что источник света выполнен в виде лазерногоисточника,собирающееотклоняющееасферическоеколлекторноезеркалоколлекторноевыполненывзеркаловидеиплоскоечередующихсячетвертьволновых слоёв двух пар материалов – молибдена и кремния (Mo-Si),проекционный объектив выполнен двухзеркальным, состоящий из большоговогнутого зеркала с центральным отверстием и малого вогнутого,причёмповерхность зеркал также выполнена многослойной в виде чередующихсячетвертьволновых слоёв двух пар материалов – молибдена и кремния(Mo-Si).Устройство дополнительно снабжено вакуумной камерой и средством откачки.Введение в устройство для формирования изображения лазерногоисточника, собирающего асферического коллекторного зеркала и плоскогоотражательного зеркала, проекционного объектива, вакуумной камеры и средстваоткачки, обеспечивает возможность формирования уменьшенного изображенияшаблона.Сущность технического решения поясняется на рис.
4.4.1 где показаноустройство для формирования изображения.Устройство для формирования изображения (рис. 4.4.1) содержит образец 1 сфоторезистом 2, источник света 3, собирающее асферическое коллектороноезеркало 4, плоское отражающее зеркало 5, маску – фотошаблон 6, ипроекционный объектив 7. Источник света 3 выполнен в виде лазерногоисточника 8, собирающее асферическое коллектороное153Рис. 4.4.1 Устройство для формирования изображениязеркало 4 и плоское отражающее зеркало 5 выполнены в виде чередующихсячетвертьволновых слоёв 9,10,11,12 двух пар материалов – молибдена и кремния(Mo-Si), проекционный объектив 7, выполнен двухзеркальным, состоящий избольшого вогнутого зеркала с центральным отверстием 13 и малого выпуклого14, причём поверхность зеркал также выполнена многослойной в видечередующихся четвертьволновых слоёв 15,16,17,18154двух пар материалов – молибдена и кремния (Mo-Si).
Устройство дополнительноснабжено вакуумной камерой 19 и средством откачки 20.Устройство для формирования изображения (4.4.1) работает следующимобразом.Лазерныйисточник8,обеспечиваетгенерациюэлектромагнитногоизлучения, которое отражается от чередующихся четвертьволновых слоёвсобирающего асферического коллектороного зеркала 4 а затем плоскогоотражающего зеркала 5, сфокусированным пучком, попадает на маскуфотошаблон 6, проходя которую, переносит изображение содержащее структурутопологии на малое выпуклое зеркало 14, проекционного объектива 7. Малоевыпуклое зеркало 14 отражает падающее излучение таким образом, что оно,попадаянабольшоевогнутоезеркалосцентральнымотверстием13проекционного объектива 7, фокусируется на подложке 1, экспонируя фоторезист2.
Отражение от многослойных зеркал 4,5,13,14 возможно благодаря тому, чтомалая часть падающего излучения отражается от каждой пары слоёв молибдена икремния (Mo-Si), причём толщина слоя в четверть волны подобрана так, чтобыотражённые волны при интерференции складывались. Процесс проходит ввакуумной камере 19 с поддержанием необходимого разряжения средствомоткачки 20.Применение предлагаемого устройства для формирования изображенияпозволяет обеспечить возможность формирования уменьшенного изображенияшаблона [86].1554.4.2 Устройство для формирования нанодорожек на подложкеВ основу технического решения положена задача обеспечить возможностьповышения производительности нанесения нанодорожек на подложку.Эта задача решается тем, что источник излучения выполнен в виделазерного источника, формирующего пучок лучей, расстояние l между которыми,составляет l = (5÷10) λ длин волн излучения λ, отражатель выполнен в видезеркала, состоящего из основы дифторида кальция (CaF2), на котором нанесенапленка родия (Rh), устройство дополнительно снабжено обращателем волновогофронта, выполненным в виде полого цилиндра с газообразным метаном,находящимся под давлением (5÷10) атмосфер, и полупрозрачным зеркалом.Введение в устройство для формирования нанодорожек на подложкеисточника излучения выполненного в виде лазерного источника, формирующегопучок лучей, расстояние l между которыми, составляетl = (5÷10) λ длинволн излучения λ, отражателя, выполненного в виде зеркала, состоящего изосновы дифторида кальция (CaF2), на котором нанесена пленка родия (Rh), идополнительное снабжение устройства обращателем волнового фронта, в видеполого цилиндра с газообразным метаном, находящимся под давлением (5÷10)атмосфер, и полупрозрачного зеркала обеспечивает возможность повышенияпроизводительности нанесения нанодорожек на подложку.Сущность технического решения поясняется на рис.
4.4.2, где показаноустройство для формирования нанодорожек на подложке.Устройство для формирования нанодорожек на подложке (рис. 4.4.2)содержит источник лазерного излучения 2 формирующий пучок лучей 6,отражатель 3, подложкодержатель 4, закрепленный на пьезоприводе 5, зеркало 7,состоящее из основы дифторида кальция (CaF2) 8, на котором нанесена пленкародия (Rh) 9, обращатель волнового фронта 10, выполненный в виде полого156цилиндра 11 с газообразным метаном 12 под давлением, и полупрозрачноезеркало 13.Рис.
4.4.2 Устройство для формирования нанодорожек на подложкеУстройство для формирования нанодорожек на подложке (рис. 4.4.2)работает следующим образом.157Лазерное излучение от источника 2, падая на отражатель 3 попадает в средус нерегулярными неоднородностями зеркала 7, где отражается от пленки родия 9и основы дифторида кальция (CaF2) 8, образует интерференционную картину,затем проходит сквозь полупрозрачное зеркало 13. Расходящиеся неоднородныепучки лучей 6 попадают в полый цилиндр 11 с газообразным метаном 12, меняютнаправление на противоположное, т.е. происходит обращение волнового фронталазерного излучения.Лазерное излучение, проходя через среду с газообразным метаном 12обращателя волнового фронта 10, становится идеально направленным всоответствии с эффектом Мандельштама – Бриллюэна. Тем самым искаженияволновогофронта,появившиесяпослепрохожденияотражателя3,компенсируются при прохождении пучком лучей обращателя волнового фронта10.Подложкодержатель 4 закрепленный на пьезоприводе 5 обеспечиваетвозможность ориентации подложки 1 перпендикулярно падающему излучению отзеркала 13.Использование эффекта обращения волнового фронта обеспечиваетсоздание высоконаправленных пучков, компенсируя искажения по всей трассепрохождения пучка лучей 6.Применение предлагаемого устройства для формирования нанодорожек наподложке позволяет обеспечить возможность повышения производительностинанесения нанодорожек на подложку [83].1584.4.3 Устройство для формирования квантовых ям на подложкеВ основу технического решения положена задача обеспечить возможностьформирования однородных и одноразмерных квантовых ям на волнистомпрофиле подложки.Эта задача решается тем, что в устройство дополнительно введенаплатформа, на которой закреплён источник лазерного излучения, на наружнойцилиндрической поверхности лазера установленадиэлектрическая втулка, навнешней поверхности которой закреплены конденсаторные пластины, междуконденсаторнымипластинамирасположеныцилиндрическиестержниизоптически прозрачного материала, наружный торец каждого стержня выполненсферическим, оси стержней параллельны конденсаторным пластинам, а ихнаружные торцы направлены перпендикулярно плоскости оси подложки,цилиндрические стержни установлены между двумя эластичными плёнками,внутри которых расположена электрореологическая жидкость, причём торцыстержней вынесены из плёнок, конденсаторные пластины, цилиндрическиестержни и две эластичные плёнки – герметизированы, устройство дополнительноснабжено источником подачи напряжения на конденсаторные пластины исистемой управления подачей напряжения.Введение в устройство для формирования квантовых ям на подложкеплатформы,источникалазерногоизлучения,диэлектрическойвтулки,конденсаторных пластин, цилиндрических стержней из оптически прозрачногоматериала,двухэластичныхэлектрореологическаяжидкость,плёнок,внутриобеспечиваеткоторыхвозможностьрасположенаформированияоднородных и одноразмерных квантовых ям на волнистом профиле подложки.Сущность технического решения поясняется на (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
