Устройство для совмещения и экспонирования

Номер патента: 1817659

Авторы: Витовтова, Чиркунов

ZIP архив

Текст

(22) 28,02.91 15 фг,ф, . - .:г Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(56) Установка полуавтоматическая совмещения и экспонирования УПСЭДЕМ2.207.010. Техническое описание и формуляр.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯИ ЭКСПОНИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к микроэлектронике и может быть преимущественноиспользовано прн изготовлении прецизионных микросхем, например фильтров наповерхностных акустических волнах, методом фотолитографии, Целью изобретенияявляется повышение качества экспонирования эа счет обеспечения более равномерного 13 (11) 181765 Н 05 К 3/ОО н плотного прижатия подложки к фотошаблону. В устройстве для совмещения и экспонирования после разме 1 псния подложки 9 на столике 3 и установки фотошаблона 0 между фотошаблоном и столиком образуется гермнтичная полость, сообщающаяся со средством создания вакуума. В столике в месте размещения подложки выполнено гнездо 4 для размещения подложки, связанное через отверстие 3 с внешней средой и загерметизированное сверху эластичной мемб " 5 жестко закрепленной в боковых раноистенках по периметру гнезда 4 столика 3, Расстояние между боковыми стенками гнезда 4 столика 3 и боковой поверхностью подложки 9 составляет не менее 21, где 1- толщина эластичной мембраны 5. 2 ил.Изобретение относится к микроэлектронике и может быть преимущественно использовано при изготовлениипрецизионных микросхем, например фильтрое ца поверхцостцых акустических волнах, методом фотолитографии,Известны устройства совмещения иэкспоцированил, содержащие столик дляустановки подложки, кинематически связанный с механизмом его вертикального перемещеция, фотошэблоц, устацовлецныйнзд подложкой с возможностью его линейного и углового перемещений, а также осветитель, оптический прибор длявизуального контроля, В указацных устройствах, реализующих метод контактной фотолитографии, прихим подложки кфотошаблону осуществляется механическим поджатием столика в подложкой к фотошаблоцу, 20Известна такте конструкция установкисовмещения и экспонирования, в которойдля усиления прижима подложки к фотошаблону используется давление атмосферного воздуха путем создания разрежения 25между фотошаблоцом и столиком с зафиксированной ца нем вакуумом подложкой, Вэтой установке подложка укладывается наштифованцую поверхность металлическоголостолика, затем закрывается шаблоном, закрепленцым в шаблонодержателем. Приэтом между шаблоном и столиком с установленной ца нем подложкой образуется герметичная полость, сообщающаяся сосредством создания вакуума, После откачки З 5воздуха из пространства под фотошаблоном усиливается прижэтие к фотошаблонувсего столика с закрепленной подлоккой, ане собственно подложки. В результате подложка оказывается зажатой большим усили- ч 0ем между фотошаблоном и столиком. Таккак поверхности подложки и поверхностьстолика не имеют идеальной плоскостности, то подложка будет плотно прижата кшаблону только выступающими частями. На 45качество прижима влияет и плоскостьностьповерхности столика, причем дальнейшееувеличение усилия прижатия столика неприводит к улучшению контакта подложки сфотошаблоном, а только увеличивает износ 50последнего. Кроме того, наличие постоянного усилия прижатия столика к фотошаблону приводит к ухудшению контакта из-запрогиба шаблона, тем большему, чем больше это усилие. 55Таким образом, при малом усилии прижатия не обеспечивается плотный контакт.хотя шаблон практически це деформирован,э при большом усилии прижатия плотногоконтакта по всей поверхности подложки нет из-за прогиба фотошаблонз, Кэк известно, цеплотнге прилегацие подложки к фото- шаблону приводит к снижению качества экспоциоования из-за дифракционцых явлений, приводящих к искажению воспроизводимого на подложке рисунка,Целью изобретения является повышение качества экспонирования за счет обеспечения более равномерного и плотного прижатия подложки к фотошаблону,Указанная цель достигается тем, что в устройстве для совмещения и экспонирования, содержащем столик для установки подложки, кицематически связанный с механизмом его вертикального перемещения, фотошаблоц, установленный с возможностью линейного и углового перемещений относительно поверхности столика и с образованием при установке на него подложки герметичной полости, связанной со средством откачки воздуха, а также осветитель и оптический прибор для контроля совмещения, в столике в месте установки подложки выполнено углубление, связанное через отверстие в столике с внешней средой и загерметизированное сверху эластичной мембраной, размеры которой превышают размеры устанавливаемой на нее подложки, причем минимальное расстояние между точками внутреннего контура крепления мембраны и блихайшим к ним точками подл хки составляет не менее 2 т, где 1 - толщина мембранььНаличие эластичной мембраны над углублением в столике, с соблюдением перечисленных выше конструктивных особенностей и условий по ее размеру, обеспечивает после откачивания герметичной полости под фотошаблоном равномерную передачу сил атмосферного давления, воздействующих на мембрану. На подложку, благодаря согласованию формы эластичной мембраны с поверхностью подложки. В результате подложка и фотошаблон показываются прижатыми друг к другу равномерно распределенными силами атмосферного давления, направленными навстречу друг другу. Кроме того, благодаря углублению в столике под мембраной исключается резкое хесткое прикатив шаблона к подложке при отсутствии гарантированного начального зазора, так как прогиб мембраны в зону углубления демпфирует механические воздействия на подложек при ее касании фото- шаблона.Условие, что млнимальное расстояние мехду точками внутреннего контура крепления мембраны и ближайшими к ним точками подлокки составляет не менее 21 (где- толщица мембраны)выбрано исходя изфизических свойств упругих эластичных ма- ем микроскопа 2 и механизма линейного и териалов (натуральных и синтетических ре- углового перемеще ий 11 производится зин и сходных с ними по свойствам точноесовмещсниерисуикафотошаблоиас полимеров) и проверено экспериментально, подложкой. После этого через трубопровод Проверка подтвердила, что заявленное ус 15 производитсяоткацкавоздухаизполости ловие обеспечивает равномерность прижа- между фотошаблоном 10 и мембраной 5. В тия мембраной подложки к фотошаблону результате действия давления ат 0 яосфериопрактически без зависимости от толщины го воздуха, гароиикающего в полость через эластичной мембраны в широком диапазо- отверстие 6. зластицная резиновая мембране толщин последней. 10 на 5, согласуясь с поверхностью подложкиТак как силы атмосферного давления, 9, равиомерноприжимаетее кфотошаблону действующие на шаблон сверху, и силы, 10(см. фиг. 2), Усилие прижатия можно редействующие на шаблон через эластичную гулировать путем изменения степени мембрану и подложку снизу, равны по вели- разрежения. Максимальное удельное усичине, но противоположны по направлению, 15 лие прижатия может составлять 10 Н/см тоонивзаимнокомпенсируются,Благодаря ( 1 кг/см), что для подложки размером этому обеспечивается эффект плотного рав х 48 мм составит приблизительно 290 Н номерного прилегания подложки всей (-29 кг), При этом следует отметить, что атсвоей поверхностью к плоскому недефор- мосферноедавлеиие, производя всесторонмированному фотошаблону, чем достигает нее сжатие, оказывает аналогичное по ся цель изобретения - повышениекачества величине, ио противоположное па направэкспонирования, лению воздействие на шаблон сверху, ВНа фиг. 1 показано предлагаемое уст- итоге шаблон оказывается под действием ройство в исходном состоянии; на фиг, 2 - практически равных по величине, но протиположение элементов после откачки герме воположных по направлению сил, в результичной полости между шаблоном и мембра- тирующее воздействие практически равно ной. нул ю. Это исключает деформацию фотошабУстройство содержит осветитель 1, мик- лона и улучшает условия для более плотного роскоп для визуального контроля 2, столик контакта фотошаблоиа и подложки.3 с углублением 4, над которым натянута 30 Далее, убедившись, цтотоциостьсовмеэластичная резиновая мембрана 5. В дне щения не нарушена, производятэкспаиирополости, образованной междумембраной и вание с помощью осветителя 1, По дном углубления, выполнено отверстие 6, окончании экспонирования в герметичную связывающее полость с внешней средой, полость 14 под фотошаблоном через труСтолик 3 связан с механизмом вертикально бопровод 15 напускается воздух, что позвого перемещения 7, который поэволяетрегу- ляет снять фотошаблон 10 и извлечь лировать начальный зазор 8 между проэкспонированную подложку 9.подложкой 9, установленной на мембрану 5, За счет обеспечения более равномерно- и фотошаблоном 10, С помощью резиновой го и плотного прижатия подложки к шаблопрокладки 13 образована герметичная по ну, снижающего дифракцию светового лость 14, связанная трубопроводом 15 со потока, улучшается качество зкспонировасредством откачки воздуха. ния, которое выражается в повышении точУстройство работает следующим обра- ности передачи размеров и увеличении зом. На эластичную резиновую мембрану 5 разрешающей способности. Благодаря этостолика 3 устанавливается подложка 9 так, 45 му появляетсл возможность методом оптичтобы ни одна точка подложки не была рас- ческой контактной фотолитографии положена от точки крепления мембраны получать элементы с меньшими, чем иа суближе, чем на расстояние, равное двум тол- ществующем оборудовании, размерали, щинам мембраны (что при толщине эластич- Устройство обладает значительно меньной мембрайы 1 мм составляет не менее 2 50 шей критичностью к качеству обработки расс). В шаблонодержателе механизма линей- бочей поверхности подложки и практически ного и углового перемещений 11 эакрепля- полной некритичностью к качествуобработется фотошаблон 10 и устанавливается на ки и плоскостности нерабочей стороны подшлифованную поверхность корпуса 2. С по- ложки, Наличие на последней отдельных мощью механизма вертикального перема дефектов, в цастности выступов, не влияет щения 7 устанавливается необходимый для на качество прижима подложки к шаблону, точного совмещения зазор между подлож- Заявляемое устройство может зиацикойи фотошаблоном, Как правило, величина тельно улучшить контакт с фотошаблоиом, а зазора выбирается минимальной и не пре- следовательно, и качество зкспоиироваиия аышает 00100 мкм, Затем с иснольаоаани- подложек с некоторымн откос неннкмн фор, отличающееся тем, что, с целью повышения качества экспонирования, оно 20 снабжено эластичной мембраной, в столике выполнено гнездо с отверстием для соединения с внешней средой, эластичная мембрана жестко закреплена по периферии столика, а минимальное 25 расстояние между внутренним контуромкрепления эластичной мембраны и боковой поверхностью подложки составляет не менее двух толщин эластичной мембраны.30 ав гСоставитель А.ЧиркуноТехред М,Моргентал Корректор А Козор Бельс едак АТираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, ж, Раушская наб., 4/5 аказ 4 но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Произво мы своих поверхностей. В первую очередь это относится к относительно тонким подложкам, имеющим отклонение от плоскостности поверхностей типа "подушка" или "бочка" (в первом случае толщина центральной части подложки больше, чем периферийных, во-втором - наоборот),Испытания изготовленного опытного образца подтвердили значительное улучшение качества экспонирования в сравнении с качеством экспонирования на известном оборудовании. Испытания проводились сравнением результатов экспонирования на промышленной установке совмещения и экспонирования типа УРСЭи опытном Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ СОВМЕЩЕНИЯ И ЭКСПОНИРОВАНИЯ, содержащее столик для установки подложки, кинематически связанный с механизмом его вертикального перемещения, размещенный над столиком фотошаблон, установленный с возможностью линейного и углового перемещений относительно поверхности столика и с образованием при установке на него подложки герметичной полости. связанной со средством откачки воздуха, осветитель и оптичеобразце заявляемого устройства, При этом для получения более точных сравнительных данных при экспонировании подложек на опытном образце заявляемого устройства 5 использовался осветитель установки УПСЭ - 3, а все партии однотипных подложек были разделены на равные части. Измерение тестовых образцов показало. что на подложках, проэкспонированных на опытном 10 образце заявляемого устройства, удалосьдостигнуть стабильного получения элементов с размерами 1 мкм вместе 23 мкм на серийной установке УПГСЭ. Кроме того, значительно улучшились ровность и проф иль фоторезистивного рисунка.

Смотреть

Заявка

04914986, 28.02.1991

Центральный научно-исследовательский институт "Гранит"

Чиркунов А. И, Витовтова А. Н

МПК / Метки

МПК: H05K 3/00

Метки: совмещения, экспонирования

Опубликовано: 27.03.1996

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1817659-ustrojjstvo-dlya-sovmeshheniya-i-ehksponirovaniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для совмещения и экспонирования</a>

Похожие патенты