УСТРОЙСТВО ФОТОЛИТОГРАФИИ

УСТРОЙСТВО ФОТОЛИТОГРАФИИ
Техническое решение относится к области фотолитографии, а именно к устройствам контактной фотолитографии и может быть применено для совмещения изображений фотошаблона и подложки и переноса изображения с фотошаблона на подложку экспонированием фоторезистивного слоя подложки при фотолитографических процессах изготовления интегральных схем и полупроводниковых приборов.
Наиболее близким по технической сути является «УСТРОЙСТВО ЭКСПОНИРУЮЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ ФОТОЛИТОГРАФИЧЕСКОЙ ПЕЧАТИ» по патенту РФ на изобретение №2072737 от 22.04.1994, опубл. 27.01.1997, МПК G03B 27/16, содержащее лампу, отражатель, светофильтр, коллимирующий элемент с заданным диапазоном выходных апертурных углов, расположенные в кожухе с системой искусственного охлаждения, при этом отражатель выполнен цилиндрическим симметричным и содержит продольно-щелевое отверстие, лампа имеет прямую трубчатую горелку с длиной светящейся части, по меньшей мере равной длине указанного продольно-щелевого отверстия, устройство содержит дополнительно механизм двустороннего линейного перемещения системы лампа-отражатель-светофильтр-коллимирующий-элемент-кожух в направлении, перпендикулярном оси симметрии отражателя, и механизм углового перемещения последней системы относительно оси симметрии отражателя.
Задачей предлагаемого технического решения является создание нового устройства контактной фотолитографии.
Поставленная задача решена за счет устройства фотолитографии, содержащего рабочий столик, выполненный с возможностью фиксации подложки и управляемого перемещения в вертикальной плоскости, шаблонодержатель, установленный над рабочим столиком, микроскоп и светодиодное ультрафиолетовое осветительное устройство; рабочий столик установлен с возможностью изменения угла рабочей поверхности по отношению к шаблонодержателю и фиксации положения; рабочий столик установлен с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным координатным осям и по угловой координатной оси; микроскоп выполнен с возможностью подключения видеокамеры; шаблонодержатель, установлен над рабочим столиком с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным координатным осям и по угловой координатной оси; микроскоп, выполнен с возможностью управляемого перемещения по трем взаимно перпендикулярным координатным осям; осветительное устройство снабжено устройством охлаждения; устройство фотолитографии дополнительно снабжено пневмоэлектрической системой управления; устройство фотолитографии снабжено блоком управления осветителя, выполненным с возможностью выбора режима его работы и контроля состояния.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 - устройство контактной фотолитографии.
На фиг. 1 изображены рабочий столик 1, шаблонодержатель 2, подложка 3, шаблон 4, микроскоп 5, светодиодное ультрафиолетовое осветительное устройство 6, устройство 7 охлаждения, блок 8 управления осветителя.
Устройство контактной фотолитографии выполнено следующим образом.
Устройство контактной фотолитографии содержит рабочий столик 1, выполненный с возможностью фиксации подложки 3 и управляемого перемещения в вертикальной плоскости вверх и вниз. Возможность фиксации подложки 3 реализуется, например, за счет создания разряжения на рабочей поверхности рабочего столика 1, снабженной концентрическими бороздами. Рабочий столик 1 опционально установлен также с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным горизонтальным координатным осям и угловой координатной оси. Возможность управляемого перемещения рабочего столика 1 обеспечивается за счет его установки при помощи винтовых приводов. Над рабочим столиком 1 установлен шаблонодержатель. Шаблонодержатель 2 опционально выполнен с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным координатным осям и по угловой координатной оси. Рабочий столик 1 установлен шарнирно с возможностью изменения угла рабочей поверхности по отношению к шаблонодержателю 2 и фиксации положения. Для контроля совмещения изображения шаблона 4 и подложки 3 устройство контактной фотолитографии снабжено микроскопом 5, опционально установленным с возможностью управляемого перемещения по трем взаимно перпендикулярным координатным осям. Устройство контактной фотолитографии содержит светодиодное ультрафиолетовое осветительное устройство 6, опционально снабженное устройством 7 охлаждения. Устройство контактной фотолитографии дополнительно снабжено пневмоэлектрической системой управления, обеспечивающей взаимное перемещение компонентов устройства, а так же блоком управления пневмоэлектрической системой. Устройство снабжено блоком управления 8 осветительного устройства 6, выполненным с возможностью выбора режима его работы и контроля состояния. Микроскоп 5 выполнен с возможностью подключения видеокамеры.
Устройство контактной фотолитографии работает следующим образом.
Работа установки заключается в перенесении изображений шаблона 4 на подложку 3 методами контактного экспонирования без зазора и экспонирования с зазором. На шаблоне 4 имеются прозрачные и непрозрачные элементы, которые по специальным знакам совмещаются с соответствующими элементами на подложке 3. На подложку 3 нанесен слой фоторезиста, который при экспонировании через шаблон 4 меняет свои химические свойства под прозрачными и непрозрачными элементами шаблона 4 и благодаря этому обеспечивает проведение дальнейших технологических операций.
Шаблон 4 устанавливают на шаблонодержатель 2, фиксируют и ориентируют таким образом, чтобы знаки совмещения на шаблоне 4 находились в поле зрения объективов микроскопа 5. Управление перемещением элементов устройства осуществляют при помощи манипуляторов. Подложку 3 укладывают на рабочий столик 1 и удерживают на нем вакуумом. Рабочий столик 1 вместе с подложкой 3 поднимают вертикально вверх до упора подложкой 3 в шаблон 4, при этом, за счет изменения угла рабочей поверхности столика 1, происходит выравнивание подложки 3 в плоскости, параллельной рабочей плоскости шаблона 4, установленного на шаблонодержатель 2. Рабочий столик 1 с подложкой 3 опускают вниз и останавливают на необходимом расстоянии от шаблона 4. Совмещение рисунков шаблона 4 и подложки 3 производят путем перемещения рабочего столика 1 с подложкой 3, зафиксированной на нем вакуумом, наблюдение за процессом совмещения производится с помощью микроскопа 5. По окончании совмещения производят экспонирование фоторезистивного слоя подложки 3, для чего включают светодиодное ультрафиолетовое осветительное устройство 6, предварительно выбрав режим его работы при помощи блока 8 управления. В процессе работы осветительное устройство 6 охлаждается при помощи устройства 7 охлаждения. После окончания экспонирования столик 1 с подложкой 3 опускают в исходное положение, затем снимают подачу вакуума, вследствие чего подложка 3 отпускается от столика 1. Применение в качестве источника света ультрафиолетового осветителя 6, обладающего относительно небольшим весом, малыми габаритами и практически не требующего дополнительного обслуживающего его оборудования, позволяет снизить вес всего устройства фотолитографии. Небольшой вес основных компонентов устройства позволяет применять для их взаимного перемещения пневмоэлектрическую систему управления, обладающую небольшим весом и габаритами.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является расширение арсенала средств устройств контактной фотолитографии за счет устройства фотолитографии, содержащего рабочий столик, выполненный с возможностью фиксации подложки и управляемого перемещения в вертикальной плоскости, шаблонодержатель, установленный над рабочим столиком, микроскоп и светодиодное ультрафиолетовое осветительное устройство; рабочий столик установлен с возможностью изменения угла рабочей поверхности по отношению к шаблонодержателю и фиксации положения; рабочий столик установлен с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным координатным осям и по угловой координатной оси; микроскоп выполнен с возможностью подключения видеокамеры; шаблонодержатель, установлен над рабочим столиком с возможностью управляемого перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным координатным осям и по угловой координатной оси; микроскоп, выполнен с возможностью управляемого перемещения по трем взаимно перпендикулярным координатным осям; осветительное устройство снабжено устройством охлаждения; устройство фотолитографии дополнительно снабжено пневмоэлектрической системой управления; устройство фотолитографии снабжено блоком управления осветителя, выполненным с возможностью выбора режима его работы и контроля состояния.