Характеристики процессов совмещения и экспонирования

В планарной технологии с помощью фотолитографического процесса создается геометрия полупроводникового прибора (его активных областей, соединений, контактов и др.). Однако задача фотолитографии в планарной технологии состоит не в простой передаче изображения фотошаблона на подложку, но и в последовательном совмещении системы изображений на одной подложке.

На одной установке выполняются две операции, неразрывно связанные между собой:

1) точное совмещение изображения элементов на фотошаблоне с изображением на подложке, полученным ранее на предыдущей фотолитографии;

2) передача изображения элементов полупроводникового прибора с фотошаблона на подложку, покрытую пленкой фоторезиста.

Конструкция установки совмещения и экспонирования определяется способом передачи изображения. Изображение может быть передано посредством проекции рисунка фотошаблона через объектив на пленку фоторезиста (проекционное экспонирование) либо непосредственно путем плотного контакта фотошаблона с пленкой фоторезиста (контактное экспонирование).

Отличительной особенностью проекционного экспонирования является высокая разрешающая способность получаемых изображений при малых размерах рабочего поля, поэтому оптическую проекцию сочетают с механическим перемещением подложки. Практически этот способ реализуют на установках помодульного проекционного экспонирования, перенося на подложку уменьшенное изображение топологии (модуля) шаблона методом шаговой мультипликации. Такие установки используются в производстве БИС и СБИС, обеспечивая воспроизведение топологических элементов с размерами 0,6 — 0,8 мкм.

Контактное экспонирование передачи изображений в настоящее время широко используется в планарной технологии изготовления полупроводниковых приборов. Этот способ, несмотря на существенный недостаток — вероятность механического повреждения как дорогостоящего фотошаблона, так и пленки фоторезиста, — не имеет каких-либо серьезных ограничений по размерам рабочего поля. Предельное разрешение контактного экспонирования ограничивается законами волновой оптики (дифракцией, образованием стоячих волн и интерференцией в пленке фоторезиста) и может составлять не более 0,3 — 0,4 мкм, т.е. теоретически возможно воспроизводить минимальные элементы структур, размеры которых сравнимы с длиной волны света. В условиях производства на серийных установках контактного экспонирования реализуются в настоящее время размеры до 1,0 — 2,0 мкм с отклонением около 0,3 мкм.

Прецизионное воспроизведение элементов рисунка пленкой фоторезиста определяется по условию

                                                   ½zш – zр½ = b® 0,                                                            (1)

где zш — геометрический размер элемента на фотошаблоне; zр — геометрический размер, воспроизведенный пленкой фоторезиста; b — отклонение геометрических размеров.

При прецизионном воспроизведении геометрических размеров очень важно и точное взаимное расположение элементов микросхем в плоскости подложки. Погрешность расположения элементов в микросхеме зависит от:

1) погрешности изготовления фотошаблонов Dш, определяемой точностью координат элементов Dк и угловой точностью (разворотом элементов фотошаблона) Dу :

Dш = Dк + Dу;

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector