Процессы экспонирования, совмещения и проявления фоторезиста

 

В настоящее время для переноса рисунка с фотошаблона на п/п пластину в м/э применяются 2 основных способа. Контактная фотолитография, когда фотошаблон непосредственно прижимается к п/п пластине. В этом случае масштаб элементов на фотошаблоне составляет масштабных элементов, которые необходимо получить на кристалле. Проекционная фотолитография, в этом случае размер элементов на фотошаблоне больше размера элементов на кристалле.

Рассмотрим упрощенную схему установки для проведения совмещения и экспонирования контактным методом.

1 Стол подвижный

2 П/п платина

3 Диэлектрическая плёнка

4 Фоторезист (ФП)

5 Фотошаблон

6 Непрозрачный слой на фотошаблоне

7 Лампа с ртутными парами для УФ

8 Оптический конденцатор, обеспечивающий

прямолинейное падение лучей по все площади

фотошаблона

 

 

Время экспонирования задается специальной электромагнитной диафрагмой. Обычно фотошаблон закреплен неподвижно, а совмещение топологии, полученной на пластине с фотошаблоном осуществляется путем перемещения фотошаблона по пластине. В данной установке предусмотрено перемещение пластины вдоль двух осей, находящихся в плоскости стола (1), а так же вращение вдоль координаты, перпендикулярно данному столу. Совмещение топологии, сформированной на п/п пластине с элементами, находящимися на фотошаблоне осуществляется в 2 этапа. На 1-м этапе проводится грубое совмещение по тестовому модулю или специальному печатному модулю. Для точного совмещения на 2-м этапе на периферии каждого кристалла располагают знаки совмещения, представляющие собой геометрические фигуры, вписывающие друг в друга с некоторым зазором.

При проектировании знаков совмещения предпочтительным является, если в светлое поле на кристалле вписывается темное поле на фотошаблоне.

Для более точного совмещения подгонку шаблонов к знакам совмещения, расположенных на кристалле, осуществляют в двух различных областях пластины.

Для контроля размеров элементов, полученных в результате фотолитографии процесса на периферии кристалла помимо знаков совмещения располагают контрольные элементы.

 

 

Упрощенная схема установки для проекционной фотолитографии

1 Стол подвижный

2 П/п платина

3 Диэлектрическая плёнка

4 Фоторезист

5, 6 Проекционный фотошаблон

7 Лампа с ртутными парами для УФ

8 Оптический конденцатор, обеспечивающий

прямолинейное падение лучей по все площади

фотошаблона

9 система проекционных линз

 

 

Обычно изображение элементов на фотошаблоне при проекционной фотолитографии выполняют увеличением в10 раз. За счёт проекционных линз (9) осуществляется уменьшение изобретения с фотошаблона до заданного размера и перенос на поверхность пластины. Изображение кристалла по всей поверхности пластины обеспечиваемого путем пошагового переноса рисунка (мультиплицирование) Проекционная фотолитография позволяет значительно повысить разрешающую способность фотолитографического процесса. При проекционной фотолитографии обеспечивается автоматическое совмещение путем создания в Si специальных меток на нулевой фотолитографии.