Исследование технологических особенностей процесса фотолитографии
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?вышения адгезии к подложке большинство фоторезистов нуждается в дополнительной сушке, температура которой обычно зависит от подбора растворителей (например, КТFR при 80 С в течение 10 мин; ФН-5ТК при 95-100 С в течение 25 мин; FК-11 при 80 С в течение 18 мин). Превышение температуры сушки может сопровождаться частичной тепловой полимеризацией пленки фоторезиста и ухудшением резкости края.
1.5 СОВМЕЩЕНИЕ И ЭКСПОНИРОВАНИЕ
Операции совмещения и экспонирования производятся на одной установке, которая состоит из следующих основных блоков:
устройства для совмещения, оборудованного микроскопом;
шаблона;
устройства для экспонирования.
Для совмещения на шаблоне и пластине формируется система меток, которые и надо совместить . Для .этого служит специальное устройств, позволяющее поворачивать друг относительно друга пластину и шаблон и перемещать их в горизонтальной плоскости, в результате чего происходит совмещение меток. Все операции производят под микроскопом.
После совмещения производится экспонирование (облучение).
Экспонирование пленки фоторезиста является одним из ответственнейших процессов качественного изготовления фотошаблонов.
Принципиально возможны три метода экспонирования при изготовлении рабочих копий фотошаблонов: контактное, проекционное и экспонирование с зазором.
В первые годы развития фотолитографии применялся только контактный метод экспонирования, при котором подложка со слоем фоторезиста плотно прижата к плоскости фотошаблона. Особенностью контактной фотопечати является ограничивающее влияние дифракции. Так как размеры изображений имеют тенденцию к дальнейшему снижению и становятся сравнимы с длиной волны актиничного света, в сильной степени сказывается воздействие неизбежного зазора между фотошаблоном и подложкой.
Разрешающая способность процесса экспонирования во многом зависит от степени контакта. Наименьший размер элемента, воспроизведенный при контактной печати - линия шириной 0,8 мкм, был получен при исключительной плоскостности поверхности подложки и фотошаблона (менее 0,5 мкм).
Наилучшие результаты практически получаются с использованием вакуумно-копировальной рамки, показанной на рис. 1.2 вместе со схемой осветителя.
Вакуумно-копировальная рамка вынимается из направляющих пазов и в перевернутом виде устанавливается на столе скафандра. На металлическую пластину 4, помещенную на резиновых прокладках 3, кладется фоторезистовая пластина 5, на которую эмульсионной стороной к фоторезисту прикладывается эталонный фотошаблон 7 и поджимается рамкой 8. Затем включается вакуумная система и начинается откачка воздуха из внутреннего объема рамки). В результате созданного разрежения резиновая диафрагма 2 плотно прижимает друг к другу эталонный шаблон и фоторезистовую пластину. Затем рамка вставляется в пазы корпуса 12, открывается затвор и осуществляется экспонирование фоторезиста.
Рис 1.2. Схема установки для контактной печати фотошаблонов:
-зажимное кольцо; 2-резиновая диафрагма; 3-резиновые прокладки; 4-металлическая пластина; 5-фоторезистовая пластина; 6-уплотняющее резиновое кольцо; 7-эталонный фотошаблон; 8-прижимная рамка; 9-конденсор; 10-лампа; 11-зеркало; 12-корпус.
Конструкция рамы обеспечивает отсасывание воздуха из зазора и значительное встречно-направленное давление на контактируемые пластины. Качество прижима в этой раме можно контролировать по количеству интерференционных колец в зазоре.
С точки зрения повышения разрешающей способности более перспективен проекционный метод экспонирования. Его отличие состоит в том, что фотошаблон не находится в контакте с пластиной. Его уменьшенное изображение проецируется на пластину с помощью линзы (рис. 1.3).
Рис 1.3 Схема процесса проекционного экспонирования:
-поток света; 2-конденсор; 3-фотошаблон; 4-объектив; 5-кремниевая пластина с фоторезистом.
Применение широкоугольных объективов с высокой разрешающей способностью исключает искажения размеров элементов на большом рабочем поле. Для установки различных совмещенных фотошаблонов может использоваться специальное оптическое устройство. Достигнутая в настоящее время разрешающая способность этого метода вдвое выше ширины линии двуокиси кремния (0,4 мкм) , чем при обычной контактной фотолитографии. Она не зависит от неровностей поверхности и случайных ее загрязнений, нарушающих контакт. Кроме того, при проекционном экспонировании удается избежать царапания слоя фоторезиста и повреждений самого фотошаблона. Срок службы фотошаблонов возрастает при этом в несколько десятков раз.
Разрабатываются электронно-лучевые системы экспонирования |с разрешающей способностью около 0,7 мкм. В системе используется метод развертки луча, охватывающей только область экспонирования. Таким образом, каждый элемент экспонируется отдельно, при этом система фиксируется механически.
Электронно-лучевой метод не требует фотошаблонов. Для получения конфигурации используются программирующие устройства развертки луча.
Третьим методом экспонирования является экспонирование с зазором.
Между фотошаблоном и пластиной остается зазор 20-30 мкм, что предотвращает истирание шаблона, но ухудшает точность переноса его рисунка в слой резиста из-за увеличившейся дифракции излучения.
.6 ФОТОШАБЛОН
Фотошаблоны - основной инструмент для ос?/p>