Способ экспонирования фоторезиста и устройство для его осуществления

 

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 фоторезистра, 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

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 Н,05 К 3/00 (2 I ) 3431330/24-21

° (22) 23.04.82 (31) MPG02B/229 475; 56/154059 .(32) 24.04.81; 30,09.81(33) (46) !5.06.86. Бюл. У 22 (71) ФЕБ Карл Цайсс Йена (00) (72) Гудрун Дитц, Вальтер Гертнер (DD), Ясухиро Куазуми (JP), Вольфганг Гечке (DD) и Суачи Торисава (л ) . (53) 621. 382.002 (088.8) (56) Промышленное применение однопозиционного фотоповторителя в Японии."

Йенское обозрение, 1980, N 2,: с. 72-75.

Универсальный однопозиционный повторитель. — Йенское обозрение, 1977, У 4, с. 168-174. (54) СПОСОБ ЭКСПОНИРОВАНИЯ ФОТОРЕЗИСТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способу и устройству для повышения воспроиэ„„SU„„1238274 А 1 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 прн регулировании влажности и температуры газов. Устройство для реализации способа содержит двухкоординатный стол 1, на котором устанавливается кремниевая пластина 2, покрытая слоем,3 фоторезистра, тубус 4 с объективом 5, .маска-шаблон 6, на которой находится образец изображения, корпус 7, впуск- g ное 8 и выпускное 9 отверстия, трубопровод 10, соединяющийся с источником ll газообразного азота, редукционные клапаны 12 и 15, фильтр 13, теплообменники 14 и 18, пневматичес- Я кое фокусирующее устройство 19, элемент 20 перепада давлений, механизм

21 управления вертикальным перемещением тубуса 4. Узлы конструкции уст— Ю

1238274 ройства н варианты его выполнения по- описании изобретения. 2 с. и 2. э.п. казаны на чертежах, приведенных в Ф-лы, 9 ил.

Изобретение касается способа и устрайетва для экспонирования фоторезнста при изготовлении полупроводниковых;деталей и может быть использовано для повышения воспроизводимости и локальной равномерности фотохимических процессов превращения в фоторезисте.

Цель изобретения — повышение рав10 номерности экспонирования — достигается за счет того, что оптический перенос иэображения оригинала на поверхность детали осуществляют при регулировании влажности и температуры газов.

На фиг.l изображено устройс во, 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 двухкоординатный стол i на котором устанавливается изделие (кремниевая пластина) 2, покрытое слоем фоторезиста 3, над столом 1 ус-, тановлен тубус 4 с объективом 5, иад 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 отверстия.

Впускное отверстие 8 при помощи труб

10 соединено с источником 11 газообразного. азота (N ). Система трубопро3 водов содержит редукционный клапан

12, предварительный фильтр 13, первый теплообменник 14, второй редукционный клапан 15, увлажнитель )6, 40 фильтр 17 тонкой очистки; второй теплообменник 18 и пневматическое фокусирующее устройство 19. Пневматическое фокусирующее устройство 19 содержит элемент 20 перепада давлений, ко- 4

43 торый сравнивает давление газа (Й ) в корпусе 7 с опорным давлением. Фокусирующее устройство 19 снабжено

3 механизмом 21, который управляет вертикальным перемещением тубуса 4.

Увлажнитель 16 имеет пористый стеклянный 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 от.водящей трубки 26. Газ (N ) через: трубку 25 проходит в увлажнитель 16, фонтанирует через воду и пористый стеклянный слой до верхней части сосуда 23 и попадает s отводящую трубку 26. Проходя через воду, газ увлаж" няется. Увлажненный гаэ освобождается от капель, проходя через осадитель 28 змеевика 29.

Способ экспонирования осуществляется следующим образом.

Источник Il газа (Б ) подает его с относительной влажностью 57 и при давлении s несколько атмосфер. Давление газа в первом редукционном клапане 12 снижается до 0,15 ИПа. В предварительном фильтре 13 газ освобождается от загрязнений, в первом теплообменнике 14 он предварительно о нагревается до температуры 20 С, коО торая на 5 С ниже температуры в пространстве между объективом 5 и фоторезистом 3. Затем давление газа вовтором редукционном клапане 15 снижается до 0,1 ИРа, и гаэ 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 ноддержйвается постоянной . с точностью 0,1 С. Если, например, температура составляет 23 С и существует атмосферное давление 760 мм рт.ст.

1238274 ф тогда относительная влажность, которая поддерживается в газе, составляет около 35Х. Увлажненный и темперированный газ подводится к пневматическому фокусирующему меха- 5 низму 19, который работает при среднем измерительном давлении в 0,03 МПа.

Из фокусируюшего механизма 19 газ подается через вход 8 в корпус 7 в пространство между объективом 5 и фото- 10 резистом 3. При этих условиях вертикальное положение объектива управляется пневматическим фокусирующим механизмом 19.

Согласно фиг.8 устройство содер- 15 жит кондиционер 30,. который поддерживает температуру в камере постоянной на заранее заданном уровне. Кондиционер 30 состоит из впускного отверстия 31 для воздуха, наружного впуск- 20 ного отверстия 32, воздушного вентилятора 33, системы 34 регулирования температуры и воздушного фильтра 35.

Экспонирующий механизм 36 является оптической системой, которая имеет 25 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-311 резистом 45. На тубусе 40 закреплен корпус 46, который охватывает объектив 41 и изделие 44 и через,увлажнитель 47 и трубопровод 48 соединен с воздушной магистралью (не показана).

На фиг.9 показан пример выполнения экспонирующего устройства по методу контактной и близкой печати.

Пластина — изделие 49 с фоторезистом 50 установлена на столе 51. 40

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- 45 ткем 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-50 ну 49 с фотореэистом. Для снабжения газом корпус 56 и транспортирующее приспособление 60 посредством трубопроводов 61, 62 и 63 подключены к источнику 64 газа. В трубопроводе 62 N последовательно включены регулятор

65 давления, увлажнитель 66, фильтр

67 тонкой очистки, регулятор 68 температуры, трубопровод 62 имеет клапан 69 и реле 70 давления, а трубопровод 63 имеет клапан 7! и реле 72 давления.

Устройство работает следующим образом.

Воздух от источника газоподающего блока с относительной влажностью IOX или меньше и очищенный от пыли по трубопроводу 61 подается в увлажнитель 66 и регулируется до давления

0,15 ИПа. Удельная влажность и температура регулируются увлажнителем 66.

Фильтр 67 тонкой очистки удаляет загрязнения и в регуляторе 68 температуры температура регулируется до значения температуры фотореэиста 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

Способ экспонирования фоторезиста, включающий оптический перенос изображения оригинала на поверхность детали, покрытой фотореэистом, в среде газа, отличающийся тем, что, с целью повьппения равномерности экспонирования, оптический пе.ренос иэображения оригинала на поверхность детали, покрытой фоторезистом, осуществляют при регулировании 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 и.1, о т л и ч а ю— шийся 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 газоподающим блоком, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества изделия путем создания пространства с определенной влажностью в непосредственной блиэос1238274 ти 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 стала для изделия.

4. Устройство по п.3, о т л ив .ч а ю щ е е с я тем, что корпус газоподающего блока выполнен с возможностъю охвата обьектива или рабочей поверхности стола для изделия.

Приоритет по лунк5там:

30.09..81 по пп.l и 2, кроме признака из и. 1: причем влажность подведенного газа поддерживают на всей поверхности облучаемого участка фоторе-!

О . зиста в течение времени воздействия

: света, 24.04.81 по пп.3 н 4 н указанный признак иэ п.) .

1238274

08

02 ,0 — 08 — 04 — Об

6и2

020 дЮ д,дд

-070

-020

àiu

-ЮЮ

-ЮЩ

ЮЛУ

0М

0дд

-0 й7

1238274

70 ФУ 4

4ut.у

Составитель S. Тйтов, Техред М. Ходанич .

Корректор Л.йатая

Редактор М.Келемещ

Заказ 3307/59 Тираж 765 . Подписное

ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

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