Устройство регулирования экспозиции Советский патент 1985 года по МПК G01J1/00 G03B27/72 

wm/m

СП

к onimnvooHy

3omeopf

Од

а

U fl dt

Ийобретение относится к приборо строению, а именно к устройствам регулирования дозы оптического из лучения, в частности к устройствам регулирования экспозиции фоторезиста в фотолитографии.

Известно устройство регулирования экспозиции, в котором оптимальный уровень экспозиции определяется по относительному изменению в процессе экспонирования коэффициента пропускания светочувствительного слоя ij.

Недостатком этого устройства является то, что в случае применения материала с иными светотехническими характеристиками это устройство не позволит выбрать оптимальньй уровень экспозиции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является усгройство регулирования, содержащее расщепитель светового потока, оптически связанный с ним фотоприемник, и компаратор, выход которого связа1н1 с ключевым устройством, .

управляющим оптическим затвором 1.2. I

Недостатком известного устройства

является то, что оно не позволяет автоматизировать выбор оптимального уровня экспозиции для каждого образ- да непосредственно в процессе экспонирования. Это объясняется тем, что фотоприемник регистрирует часть

светового потока, поступающего от источника излучения, который не несеТ

в себе информации о степени засветки облучаемого материала и поэтому не может служить критерием для определения оптимального уровня экспозиции. При этом требуемая величина экспозиции определяется опытным путем для каждого конкретного случая по нескольким контрольным образцам из партии с пленками фоторезистов разных типов и различной толщины, а также для подложек с различными коэффициентами отражения оптического излучения из области спектральной чувствительност фоторезиста. Это приводит к снижению производительности экспонирования и качества фотолитографического процесса, так как величина экспозиции, определенная опытным путем для нескольких образцов, не может соответствовать оптимальному значению для каждого образца из-за неизбежного технического разброса параметров пленок фоторезиста, нанесенных на

подложки. Кроме того это влечет за собой дополнительный расход материалов (подложек, фоторезиста, проявителя), необходимых для изготовления контрольных образцов.

Целью изобретения является повышение производительности.экспонирования и точности определения зкспозиции.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве, содеркащем расщепитель светового потока, оптически связанный с ним фотоприемник, и компаратор, выход которого через ключевой блок соединен с оптическим затвором, фотоприемник установлен в оптическом тракте светового потока, прошедшего через экспонируемый светочувствительный слой, а выход фотопри- емника подключен к компаратору через дифференцирующий блок.

На чертеже показана функциональная схема устройства.

Устройство состоит из расщепителя I светового потока, оптически связант ного с ним фотоприемника 2, установленного так, что он может регистрировать часть отраженного от облучаемой поверхности светового потока, выход фотоприемника подключен череа дифференцирующий блок 3 к первому входу компаратора 4, второй вход которого подключен к источнику постоянного напряжения (на чертеже не показан) а выход компаратора соединен с ключевым блоком 5, управляющим оптическим затвором (на чертеже не показан).

Устройство работает следующим образом.

В процессе экспонирования световой поток от источника излучения (на чертеже не показан) проходит через расщепитель 1 светового потока, попадает на экспонируемый светочувствительный слой С пленку фоторезиста) 6, проходит через него и частично отра жается от подложки 7.

Отраженная от подложки и прошедшая вновь через светочувствительный слой часть светового потока направляется расщепителем 1 светового потока на фотоприемник 2.

В процессе экспонирования оптическое пропускание пленки фоторезиста изменяется во времени по кривой с нacьш eниeм в соответствии с законом Бугера-Ламберта-Беера. При этом момент наступления насыщения соответствует оптимальному уровню экспозиции. Интенсивность светового потока, поступающего на фотоприемни 2 изменяется в процессе экспонирования по такому же закону. Фотоприемник 2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный интенсивности падающего на него светового потока и повторяющий его изменения во времени. В момент достижения оптимального уровня экспонирования, т.е. в момент наступления насыщения скорость изменения интенсивности светового потока, поступающего на фотоприемник 2, уменьшится до нулевого уровня. При этом величина электрического сигнала на выходе дифференцирующего блока 3 становитс меньще уровня срабатывания компаратора 4, что вызывает переключение компаратора. Уровень срабатывания компаратора задается величиной постоянного напряжения, подаваемого на его второй вход от источника постоянного напряжения. Выходной сигнал компаратора 4 поступает на ключевой блок, который управляет закрыванием оптического затвора (на чертеже не показан ). В случае, когда сигнал на выходе фотоприемника

2 имеет очень малую величину, между фотоприемником 2 и дифференцирующим блоком 3 в схему может быть введен усилитель постоянного тока (на чертеже не показан).

Изобретение позволяет автоматизировать процесс выбора оптимального уровня экспозиции для пленок фоторе3и сто в независимо от их типа и тол1ЦИНЫ, а также от коэффициентов жения подложек. При этом оптимизация уровня экспозиции происходит на основе анализа изменения под действием облучения физических характеристик светочувствительного материала (пленки фоторезиста ) непосредственно в процессе экспонирования каждого образца и тем самым исключается субъективная погрешность, неизбежно возникающая при других методах определения оптимального уровня экспозиции. Кроме того, использование изобретения приведет к повьш1е-

нию производительности труда и экономии материалов (фоторезиста, подложек, проявителя ) за счет исключения проведения экспериментальных работ для определения оптимального

уровня экспозиции.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКСПОЗИЦИИ, содержащее расщепитель светового потока, оптически связанный с ним фотоприемник и компаратор, выход которого через ключевой блок соединен с оптическим затвором, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности экспонирования и точности определения экспозиции, фотоприемник установлен в оптическом тракте светового потока, прошедшего через экспонируемый светочувствительный слой, а выход фотоприемника подключен к компаратору через дифференцирухиций , Х9 блок. (Л