Устройство для экспонирования толстых слоев фоторезистов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПОНИРОВАНИЯ ТОЛСТЫХ СЛОЕВ ФОТОРЕЗИСТОВ(71) Заявитель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(72) Авторы Агейченко Александр Степанович Васильев Алексей Андреевич Зуев Владимир Павлович(73) Патентообладатель Научно-производственное республиканское унитарное предприятие КБТЭМ-ОМО(57) Устройство для экспонирования толстых слоев фоторезистов, содержащее широкополосный источник экспонирующего света, осветительную систему с апертурной диафрагмой, ретикл с топологическим рисунком, полихроматический проекционный объектив с апертурной диафрагмой, координатный стол для размещения экспонируемой пластины, а также первый и второй интерференционные фильтры, установленные в плоскости двух указанных апертурных диафрагм соответственно и выполненные с возможностью задания заранее определенного размера каждой диафрагмы при условии обратной пропорциональности величины ее площади чувствительности используемого фоторезиста для каждой длины волны экспонирующего света и интенсивности линии указанной волны в спектре источника света. 11179 1 2008.10.30 Изобретение относится к областям электронной промышленности, где требуется проводить процесс фотолитографии для толстых слоев фоторезиста. Известна экспонирующая система, в которой для получения в слое резиста требуемого пространственного изображения экспонируемой топологии, в осветительной системе и проекционном объективе используется апертурная диафрагма переменного размера 2. Для получения требуемого профиля боковых стенок резиста предлагается также использовать возможность проекционной экспонирующей системы изменять положение плоскости фокусировки в пределах толщины резиста в процессе экспонирования. Известно также решение, когда для увеличения разрешения и глубины фокуса проекционной экспонирующей системы используется кольцевая засветка апертурной диафрагмы 3. Прототипом предлагаемого изобретения является устройство экспонирования 1. Данное устройство состоит из источника света, осветительной системы с апертурной диафрагмой изменяемого размера, ретикла с топологическим рисунком, проекционного объектива с апертурной диафрагмой изменяемого размера, системы управления размером апертурных диафрагм и координатного стола с экспонируемой пластиной. В данном устройстве получение требуемого наклона боковых стенок резиста достигается изменением размера апертурных диафрагм в осветительной системе и в проекционном объективе в процессе экспонирования каждого кадра. Недостатком прототипа является низкая производительность из-за необходимости подбора параметров системы управления размером апертурных диафрагм для резистов с разной толщиной и чувствительностью, а также снижение производительности устройства экспонирования из-за уменьшения количества света при уменьшении размера апертурных диафрагм в осветительной системе и в проекционном объективе в процессе экспонирования. Задачей изобретения является повышение производительности устройства экспонирования и получение в проявленных слоях толстых резистов максимально вертикальных боковых стенок. Поставленная задача достигается тем, что устройство для экспонирования толстых слоев фоторезистов содержит широкополосный источник экспонирующего света, осветительную систему с апертурной диафрагмой, ретикл с топологическим рисунком, полихроматический проекционный объектив с апертурной диафрагмой, координатный стол для размещения экспонируемой пластины, а также первый и второй интерференционные фильтры, установленные в плоскости двух указанных апертурных диафрагм соответственно и выполненные с возможностью задания заранее определенного размера каждой диафрагмы при условии обратной пропорциональности величины ее площади чувствительности используемого фоторезиста для каждой длины волны экспонирующего света и интенсивности линии указанной волны в спектре источника света. Суть изобретения поясняется чертежом, где приведено устройство экспонирования. Устройство для экспонирования толстых слоев фоторезистов содержит широкополосный источник экспонирующего света 1, осветительную систему 2 с апертурной диафрагмой 3, ретикл с топологическим рисунком 4, полихроматический проекционный объектив 5 с апертурной диафрагмой 6, координатный стол с экспонируемой пластиной 7, два интерференционных фильтра 8, 9, один из которых расположен в плоскости апертурной диафрагмы 3 осветительной системы, а второй - в плоскости апертурной диафрагмы 6 проекционного объектива 5, которые создают заданный размер и форму апертурной диафрагмы для каждой длины волны света экспонирования. Устройство экспонирования толстых слоев фоторезистов работает следующим образом. В источнике света 1 поток излучения ртутной лампы высокого давления 10 трех спектральных линий ртути -365 нм (-линия), 405 нм (-линия) и 436 нм (-линия) - отражает 2 11179 1 2008.10.30 ся от эллиптического отражателя 11, плоского зеркала 12 и попадает в осветительную систему 2. В осветительной системе 2 излучение трех спектральных линий последовательно проходит через линзу 13, блок растровых линз 14, апертурную диафрагму 3 с интерференционным фильтром 8, далее через линзу 15, отражается от зеркала 16, проходит через линзу 17 и попадает на ретикл с рисунком 4. Проекционный объектив 5 строит изображение топологии ретикла 4 в плоскость пластины 7, при этом часть света, прошедшая через прозрачные участки ретикла 4, попадает в проекционный объектив 5, где проходит через линзы объектива 5 и апертурную диафрагму 6, интерференционный фильтр 9 и попадает на экспонируемую пластину 7, покрытую слоем фоторезиста. Конкретная форма и размер апертурной диафрагмы для трех главных длин волн экспонирования выбирается из спектральной чувствительности, толщины и контрастных свойств используемого фоторезиста. Предложенное техническое решение позволяет получить требуемый наклон боковых стенок в толстых слоях фоторезистов путем выбора оптимального размера и формы полихроматической апертурной диафрагмы (фильтра апертурной диафрагмы) и оптимального распределения спектральной интенсивности широкополосного света экспонирования для конкретного фоторезиста. Использование широкого спектра экспонирования позволяет снизить время экспонирования толстых и низкочувствительных слоев фоторезистов и,следовательно, увеличить производительность устройства экспонирования. Хроматическая апертура в осветительной системе может использоваться для экспонирования толстых фоторезистов не только в проекционных, но и в контактных устройствах экспонирования или устройствах экспонирования с зазором. В этом случае хроматическая диафрагма устанавливается в плоскости апертурной диафрагмы осветительной системы устройства экспонирования. Источники информации 1.6333802 А, 1994. 2. Патент США 5622418. 3. Патент Японии 5315226. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3