ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5
Если две щели размещены на некотором расстоянии друг от
друга, то неэкспонируемый участок частично экспонируется по сле-
дующим причинам:
1) дифракция;
2) глубина фокуса объектива;
3) низкоконтрастный фоторезист;
4) стоячие волны (отражение от подложки);
5) преломление света в фоторезисте.
Изображение неточечного источника в фокальной плоскости
идеального объектива никогда не бывает истинной точкой, а распре-
деляется в дифракционную картину диска Эйри. Таким образом, не-
экспонируемый промежуток частично экспонируется дифрагиро-
вавшим и отраженным от подложки излучением. Вследствие внут-
реннего эффекта близости изолированные экспонируемые линии об-
лучаются недостаточно и должны экспонироваться с большей дозой,
что ведет к искажению изображений линий размером более 3 мкм
или неэкспонируемых промежутков размером менее 3 мкм, или про-
являться с потерей толщины фоторезиста в неэкспонируемых про-
межутках.
Таким образом, задача фотолитографии заключается в том,
чтобы обеспечить совмещение и воспроизвести в фоторезисте дву-
мерный рисунок фотошаблона с точностью в пределах ±15% от но-
минального размера его элементов и с 5%-ным допуском на требуе-
мый наклон краев. Послойное совмещение приборных структур
должно осуществляться с точностью не хуже ±25% от размера ми-
нимального элемента.
Используемые в фотолитографии источники экспонирующего
излучения бывают как точечными (лазеры), так и протяженными
(ртутные и Xe дуговые лампы). Спектр излучения этих источников
лежит в трех основных спектральных диапазонах:
– Дальний УФ от 100 до 200-300 нм;
– Средний УФ 300-360 нм;
– Ближний УФ от 360-450.
6
Существует 3 основных типа фотолитографических устройств:
1) контактная печать;
2) проекционные с преломляющей оптикой;
3) проекционные с отражательной оптикой.
При контактной печати шаблон, выполненный в масштабе 1:1,
находится в физическом контакте с подложкой или отдален от нее на
несколько микрометров в случае печати с зазором. Главными недос-
татками контактной печати являются повреждения шаблона и огра-
ниченная совместимость.
В проекционных системах используются линзы или зеркала,
позволяющие проецировать рисунок фотошаблона (масштаб 10:1,
5:1 или 1:1) на квадратное поле (20х20) или полоску (1,5 мм), кото-
рая затем сканируется по пластине.
Контактная печать. В принципе сколь угодно высокое раз-
решение может быть получено при физическом контакте шаблона и
подложки, а также методом прямого молекулярного осаждения. Од-
нако на практике молекулярный контакт трудно осуществить, а шаб-
лон после десятка проходов при совмещении и печати повреждается.
Перемещения и шаблона, и пластины в процессе совмещения вызы-
вают ошибки оператора и ограничивают точность совмещения при-
мерно до ±1 мкм. На ранних этапах развития литографии контактная
печать служила основным методом для получения изображений с
размерами 3–10 мкм. Поскольку для жидкостного травления важен
не профиль изображения в резисте, а его ширина, уход размеров в
пределах ±1 мкм при жидкостном проявлении совместим с отклоне-
ниями ±1 мкм при печати.
При использовании соответствующего контактного шаблона
или двухслойных резистов могут быть получены изображения раз-
мером вплоть до 0,1 мкм. При использовании коротковолнового УФ-
излучения метод печати с зазором позволяет получать рисунки с
шириной линии 1 мкм. Если зазор Z между шаблоном и пластиной
превышает френелевский предел (±5%-ный допуск для интенсивно-
Если две щели размещены на некотором расстоянии друг от Существует 3 основных типа фотолитографических устройств:
друга, то неэкспонируемый участок частично экспонируется по сле- 1) контактная печать;
дующим причинам: 2) проекционные с преломляющей оптикой;
1) дифракция; 3) проекционные с отражательной оптикой.
2) глубина фокуса объектива; При контактной печати шаблон, выполненный в масштабе 1:1,
3) низкоконтрастный фоторезист; находится в физическом контакте с подложкой или отдален от нее на
4) стоячие волны (отражение от подложки); несколько микрометров в случае печати с зазором. Главными недос-
5) преломление света в фоторезисте. татками контактной печати являются повреждения шаблона и огра-
ниченная совместимость.
Изображение неточечного источника в фокальной плоскости В проекционных системах используются линзы или зеркала,
идеального объектива никогда не бывает истинной точкой, а распре- позволяющие проецировать рисунок фотошаблона (масштаб 10:1,
деляется в дифракционную картину диска Эйри. Таким образом, не- 5:1 или 1:1) на квадратное поле (20х20) или полоску (1,5 мм), кото-
экспонируемый промежуток частично экспонируется дифрагиро- рая затем сканируется по пластине.
вавшим и отраженным от подложки излучением. Вследствие внут-
реннего эффекта близости изолированные экспонируемые линии об- Контактная печать. В принципе сколь угодно высокое раз-
лучаются недостаточно и должны экспонироваться с большей дозой, решение может быть получено при физическом контакте шаблона и
что ведет к искажению изображений линий размером более 3 мкм подложки, а также методом прямого молекулярного осаждения. Од-
или неэкспонируемых промежутков размером менее 3 мкм, или про- нако на практике молекулярный контакт трудно осуществить, а шаб-
являться с потерей толщины фоторезиста в неэкспонируемых про- лон после десятка проходов при совмещении и печати повреждается.
межутках. Перемещения и шаблона, и пластины в процессе совмещения вызы-
Таким образом, задача фотолитографии заключается в том, вают ошибки оператора и ограничивают точность совмещения при-
чтобы обеспечить совмещение и воспроизвести в фоторезисте дву- мерно до ±1 мкм. На ранних этапах развития литографии контактная
мерный рисунок фотошаблона с точностью в пределах ±15% от но- печать служила основным методом для получения изображений с
минального размера его элементов и с 5%-ным допуском на требуе- размерами 3–10 мкм. Поскольку для жидкостного травления важен
мый наклон краев. Послойное совмещение приборных структур не профиль изображения в резисте, а его ширина, уход размеров в
должно осуществляться с точностью не хуже ±25% от размера ми- пределах ±1 мкм при жидкостном проявлении совместим с отклоне-
нимального элемента. ниями ±1 мкм при печати.
Используемые в фотолитографии источники экспонирующего При использовании соответствующего контактного шаблона
излучения бывают как точечными (лазеры), так и протяженными или двухслойных резистов могут быть получены изображения раз-
(ртутные и Xe дуговые лампы). Спектр излучения этих источников мером вплоть до 0,1 мкм. При использовании коротковолнового УФ-
лежит в трех основных спектральных диапазонах: излучения метод печати с зазором позволяет получать рисунки с
– Дальний УФ от 100 до 200-300 нм; шириной линии 1 мкм. Если зазор Z между шаблоном и пластиной
– Средний УФ 300-360 нм; превышает френелевский предел (±5%-ный допуск для интенсивно-
– Ближний УФ от 360-450.
5 6
