Способ экспонирования фоторезиста и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК H05K3/00 

1238274

ройства и варианты его вьтолнения по- описании изобретения. 2 с. казаны на чертежах, приведенных в ф-лы, 9 ил.

.

Изобретение касается способа и устройства для экспонирования фоторезиста при изготовле нии полупроводниковых; деталей и может быть использовано для повьшения воспроизводимости и локальной равномерности фотохимических процессов превращения в фоторезисте.

Цель изобретения - повышение равномерности экспонирования - достигается за счет того, что оптический перенос изображения оригинала .на поверхность детали осуществляют при регулировании влажности и температуры газов.

На фиг. изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - увлажнитель, разрез; на фиг.3-7 --графики результатов измерений светочувствительности и ширины структурных линий; на фиг.8 и 9 - схематическое изображение других вариантов устройства.

Устройство для экспонирования содержит двзгхкоординатный стол 1, на котором устанавливается изделие (кремниевая пластина) 2, покрытое слоем фоторезиста 3, над столом 1 установлен тубус 4 с объективом 5, над которым размещена маска-шаблон 6, на которой находится образец изображения. Объектив 5 окружен корпусом 7, закрепленным на тубусе 4, и имеет впускное 8 и выпускное 9 отэзерстия. Впускное отверстие 8 при псжощи труб 10 соединено с источником 11 газообразного, азота (N ). Система Tpiy6onpo- водов содержит редукционный клапан 12, предварительный фильтр 13, первый теплообменник 14, второй редукционный клапан 15, зпвлажнитель 16, фильтр 17 тонкой очистки, второй теплообменник 18 и пневматическое фокусирующее устройство 19. Пневматическое фокусирующее устройство 19 содержит элемент 20 перепада давлений, который сравнивает давление газа (N) в корпусе 7 с опорным давлением. Фокусирующее устройство 19 снабжено

и 2 .

механизмом 21, который управляет вер- тикальньм перемещением тубуса 4. Увлажнитель 16 имеет пористый стек- i лянный слой 22, пропускающий газы и

жидкости, который установлен вблизи дна сосуда 23 и закрыт пробкой 24. Увлажнитель снабжен трубкой 25, проходящей через стеклянный слой 22, и . отводящей трубкой 26, подведенной к

верхней части сосуда 23. Сосуд 23 наполнен деионизированной водой 27, уровень которой находится над пористым стеклянным слоем 22, но ниже отводящей трубки 26. Газ (Nj) через:

25 проходит в увлажнитель 16, фонтанирует через воду и пористый стеклянный слой до верхней части сосуда 23 и попадает в отводящую трубку 26. Проходя через воду, газ увл жняется. Увлажненный газ освобождается от капель, проходя через осади- тель 28 змеевика 29.

Способ экспонирования осуществляется следующим образом.

Источник 11 газа (N) подает его с относительной влажностью 5% и при давлении в несколько атмосфер. Давление газа в первом редукционном клапане 12 снижается до О,15 ШТа. В

предварительном фильтре 13 газ освобождается от загрязнений, в первом теплообменнике 14 он предварительно нагревается до температуры 20 С, которая на ниже температуры в пространстве между объективом 5 и фоторезистом 3. Затем давление газа во втором редукционном клапане 15 снижается до 0,1 МРа, и газ попадает в увлажнитель 16. После этого газ

фильтруется через фильтр 17 тонкой очистки и направляется во второй теплообменник 18, где его температура сравнивается с температурой в пространстве между объективом 5 и фоторезистом 3 и поддерживается постоянной . с точностью i0,1°С, Если, например, температура составляет и существует атмосферное давление 760 мм рт.ст.

тогда относительная влажность, которая поддерживается в газе, составляет около 35%. Увлажненный и темперированный газ подводится к пневматическому фокусирующему меха- низму 19, который работает при среднем измерительном давлении вО,ОЗМПа Из фокусирующего механизма 19 газ подается через вход 8 в корпус 7 в пространство между объективом 5 и фото- резистом 3. При этих условиях вертикальное положение объектива управляется пневматическим фокусирующим механизмом 19,

Согласно фиг.8 устройство содер- жит кондиционер 30,. который поддерживает; температуру в камере постоянной на заранее заданном уровне. Кондицио нер 30 состоит из впускного отверстия 31 для воздуха, наружного впуск- ного отверстия 32, воздушного вентилятора 33, системы 34 регулирования температуры и воздушного фильтра 35. Экспрнирующий механизм 36 является оптической системой, которая имеет несущую плиту 37, двухкоординатный стол 38, который закреплен на плите, источник 39 света, тубус 40, объектив 41, маску-шаблон 42. На столе 43 закреплено изделие 44, покрытое фото резистом 45. На тубусе 40 закреплен корпус 46, который охватьгоает объектив 41 и изделие 44 и через,,увлажнитель 47 и трубопровод 48 соединен с воздушной магистралью (не показана).

На фиг.9 показан пример вьтолне- ния экспонирующего устройства по методу контактной и близкой печати.

Пластина - .изделие 49 с фоторезистом 50 установлена на столе 51. С помощью подъемного устройства 52 стол 51 может перемещаться вверх или вниз. В той же плоскости что и двухкоординатный стол 51 установлен стол 53 с наклонными соплами 54 и отверс- тием 55. Устройство содержит также корпус 56 с отверстием 57, в котором установлена маска 58. Экспонирующее устройство 59 переносит оптическим путем изображение маски 58 на пласти ну 49 с фоторезистом. Для снабжения газом корпус 56 и транспортирующее приспособление 60 посредством трубопроводов 61, 62 и 63 подключены к источнику 64 газа. В трубопроводе 62 последовательно включены регулятор 65 давления увлажнитель 66, фильтр 67 тонкой очистки, регулятор 68 тем 5 . О 12382744

пературы, трубопровод 62 имеет клапан 69 и реле 70 давления, а трубопровод 63 имеет клапан 71 и реле 72 давления.

Устройство работает следующим образом.

Воздух от источника газоподающего блока с относительной влажностью 10% или меньше и очищенный от пыли по трубопроводу 61 подается в увлажнитель 66 и регулируется до давления 0,15 МПа. Удельная влажность и температура регулируются увлажнителем 66. Фильтр 67 тонкой очистки удаляет загрязнения и в регуляторе 68 температуры температура регулируется до значения температуры фоторезиста 50. Клапан 69 регулирует подачу сжатого воздуха, который выходит из сопл 54. Трубопровод 63 подает влажный и отрегулированный температурой воздух через клапан 71 в корпус 56.

Формула изобретения

1.Способ экспонирования фоторезиста, включающий оптический перенос изображения оригинала на поверхность детали, покрытой фоторезистом, в среде газа, отличающийся тем, что, с цепью повьппения равномерности экспонирования, оптический перенос изображения оригинала на поверхность детали, покрытой фоторезистом, осуществляют при регулирований влажности газов в диапазоне 10-40% относительной влажности, причем влажность подведенного газа поддерживают на всей поверхности облучаемого участка фоторезиста в течение времени, воздействия света.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью поддержания определенной величины относительной влажности подведенных газов, оптический перенос изображения оригинала на поверхность детали, покрытой фоторезистом, осуществляют при температуре газов 10-40 С.

3.Устройство для экспонирования фоторезиста, содержащее стол для изделия, оптическую систему для создания изображения оригинала, соединенную с газоподающйм блоком, отличающееся тем, что, с целью повьшения качества изделия путем создания пространства с определенной влажностью в непосредственной близости от слоя фоторезиста, оно снабжено регулятором влажности с регулятором температуры, а газоподающий блок снабжен пневматическим фокусирующим

механизмом, соединенным с регулятором влажности и выполненным в виде сопл, направленных на поверхность стола для изделия.

4. Устройство поп.З, отли- ,чающееся тем, что корпус га- зоподающего блока вьтолнен : возможностью охвата объектива или рабочей поверхности стола для изделия.

Приоритет по пунк- а м:

30.09.81 по пп.I и 2, кроме признаки из П.1: причем влажность подведенного газа поддерживают на всей поверхности облучаемого участка фоторезиста в течение времени воздействия света;

24.0А.81 по пп.З и А и указанный признак из Q.1.

Смт) 5.305.205.10- « f о«8

t,90IWH

I

f.70

4,60

0/jatKHMu N2 ia5(omHocuniefft fta/t в/fотмоешь 0%

Ь с

(c

Ь с

(c

-30 -20 40 в

Фиг 3

10 20 30 mmJ KffOpffuftambi образца

(jum} 0,20.

О JO- 0,00. -OJO-о.го

l-1-i I 1 I

- B- O-JS-W-SB-yj-fS-lO-S о 5 10 r$ № № 30 9S -W7 45 //w/77/

Фие.

l-1-i I 1 I

Изобретение относится к способу И устройству для повьшения воспроиз § водимости и локальной равномерности фотохимических процессов превращения В фоторезисте. Цель изобретения - повышение равномерности экспонирования - достигается за счет того, что оптический перенос изображения оригинала на поверхность детали осуществляется согласно данному способу при регулировании влажности и температуры газов. Устройство для реализации способа содержит двухкоординатный стол 1, на KOTopwf устанавливается кремниевая пластина 2, пок1%1тая слоем .3 фо- торезистра, тубус 4 с объективом 5, маска-шаблон 6, на которой находится образец изображения, корпус 7, впускное 8 и вьшускное 9 отверстия, трубопровод 10, соедийякщийся с источнике П газообразного азота, редукционные клапаны 12 и 15, фильтр 13, теплообменники 14 и 18, пневматическое фокусирующее устройство 19, элемент 20 перепада давлений, механизм 21 управления вертикальным перемещением тубуса 4. Узлы конструкции устi (Л к СА 00 to 4; // fut.t

- O Зi 0- 5-fO-i$ fO- 0 Ъ Ю fSM gS S 4 ffnmJ ff,3fft. uf.S

0.20. OJO 0,00 -ff.fff

tf

- 5 - W-f5 20 f9-lO $ 0 S Jff f9 70 tS УЗ Д#

ftt/g. 7

tf

Фиг.в

К

Т 4

ffff fS

п

Редактор М.Келемеш Заказ 3307/59

Фиг.9

Составитель В.Титов;

Техред М.Ходанпич Корректор Л.Патай

Тираж 765Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4