Установка совмещения и экспонирования

   Амплитуда вибрации  прецизионного оборудования на  участках фотолитографии и изготовления фотошаблонов не должна превышать 5 мкм при 5 Гц и 0,5 мкм при 20 Гц. Поэтому и прецизионное оборудование на жтиз участках должно устанавливаться на виброгасящие фундаменты или должны быть предусмотрены другие мероприятия по защите от вибраций.

   Для того чтобы уровень шума не превышал значений, должны быть осуществлены следующие мероприятия:

-форвакуумные насосы, создающие  вибрацию и шум, нобходимо выделять  в отдельные помещения.

- щиты управления для  обслуживающего персонала необходимо  устанавливать в кабинах , огражденных  звукоизолирующими перегородками.

- использование мягких вставок  между вентиляторами, воздуховодами  и между центробежными насосами и трубопроводами. 

- устройство шумоглушителей.

                                       

 

 

Совмещение и экспонирование.

Точность полученного в поцессе  фотолитографии топологического рисунка  в первую очередь определяется прецизионностью  процесса совмещения.

   Передача изображения с  фотошаблона на подложку должна  выполняться с точностью до десятых долей минимального размера элемента, что обычно состовляет 0,1-0,5 мкм. Поэтому процессы совмещения и экспонирования проводят на одном рабочем месте одновременно на одной установке, не допуская даже малой вибрациифотошаблона и подложки.

   Совмещение и экспонирование  являются наиболее ответственными  операциями процесса фотолитографии.

   Перед экспонированием слоя  фоторезиста фотошаблон следует  правильно сориентировать относительно подложки и рисунка предыдущего слоя. Дляполного формирования структуры полупроводникового прибора или ИМС необходим комплект фотошаблонов со строго согласованными топологическими рисунками элементов. 

   При первой фотолитографии, когда поверхность подложек еще однородна, фотошаблон ориентируют относительно базового среза подложки. При последующих фотолитографиях, когда на подложках сформированы топологические слои, рисунок фотошаблона ориентируют относительно рисунка предыдущего слоя.

   Совмещают рисунки шаблона  и пдложки в два этапа. На  первом этапе с помощью реперных  модулей – «пустых кисталлов»  выполняют грубое совмещение  в пределах всего поля подложки. На втором этапе с помощью  микроскопа в пределах единичного  модуля по специальным знакам  – фигурам совмещения, предусмотренным  в рисунке каждого топологического  слоя, выполняют точное совмещение. Форму фигур совмещения (кресты, круги, квадраты) выбирают в зависимости от типа используемого при фотолитографии фоторезиста. (рис 1. а - в).

 

                                                                                           

 

   Сложность операции совмещения, состоит в том, что приходится  с высокой точностью совмещать элементы малых размеров на большой площади. Для этого увеличение микроскопа должно быть не менее 200 раз. Современные установки обеспечивают точность совмещения 0,25 – 1 мкм. Точность совмещения последовательных рисунков зависит от следующих факторов:

       точности совмещения  фотошаблонов в комплекте;

       точности воспроизведения  форм и размеров элементов  рисунков в процессе фотолитографии;

       качества подложек  и слоев фоторезиста;

       совершенства  механизма совмещения установки;

       разрешающей способности  микроскопа;

       соблюдения температурного  режима.

   Существуют два метода  совмещения фотошаблонов с подложками:

   - визуальный, при котором,  выполняя совмещение, наблюдают  за контрольными отметками в микроскоп; при этом точность совмещения составляет 0,25 – 1 мкм и зависит от возможностей установки;

  - автоматизированный фотоэлектрический  с помощью фотоэлектронного микроскопа, обеспечивающий точность совмещения 0,1 -0,3 мкм.

   При контактной фотолитографии  операцию совмещения выполняют  с помощью специального механизма совмещения микроизображений (рис. 2), основными элементами которого являются предметный шаровой столик 1 со сферическим основанием – гнездом 2, рамка 16 для закрепления фотошаблона 15  и устройство перемещения рамки и поворота предметного столика.

   Предварительно подложку  размещают на предметном столике  так, чтобы слой фоторезиста был сверху и закрепляют фотошаблон в подвижной рамке над поверхностью подложки 14. Между подложкой и фотошаблоном должен быть зазор для свободного перемещения рамки. Для совмещения рисунков на фотошаблоне и подложке передвигают рамку с фотошаблоном в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости подложки и поворачивают предметный столик с подложкой вокруг вертикальной оси.

   Современные установки сомещения  и экспонирования представляют  собой сложные оптико – механические комплексы. Точность совмещения  и поизводительность зависят от выбранного метода совмещения – визуального или фотоэлектрического.