стин на трех установках 4 в горячей азотной кислоте при тем* пературе 110°С, перекисно-аммиачной смеси (70°С) и промывка деионизованной водой. После отмывки и сушки на установке 5 пластины проходят гидромеханическую отмывку (установка 7). Окончательно обработанные пластины поступают на установку визуального контроля 8. Значительная экономия деионизованной воды достигается за счет применения установок очистки и регенерации деионизованной воды 3, 6, собирающих ее со всей линии. Транспортировка и подача реактивов на рабочие места осуществляется двумя установками 9.

Установки комплекса Лада-1 Электроника обеспечивают проведение всех операций в обеспыленной (не более двух частиц размером 0,5 мкм в 1 дм3 воздуха) среде, при этом исключается контакт рук оператора с обработанными пластинами благодаря применению многоместных унифицированных кассет.

Несмотря на разнообразие методов, применяемых при химической обработке подложек, химико-технологические установки различного назначения имеют общую структурную схему и включают ряд однотипных узлов. В их число входят рабочий стол, блок пылезащиты, технологические ванны и камеры, блоки гидравлической, пневматической и контрольно-измерительной аппаратуры.

Рассмотрим в качестве примера принцип действия и устройство установки химической обработки пластин, а также установки отмывки и сушки.

Установка химической обработки (рис. 3.2,а, б) содержит четыре ванны, закрепленные на поддоне 5. Три ванны 1, выполненные из фторопласта и снабженные фторопластовыми крышками, служат для химической обработки пластин, а трехсекционная ванна 4 из полипропилена - для каскадной отмывки пластин в деионизованной воде. В каждой ванне могут размещаться две унифицированные 25-местные кассеты.

7 Z 3 4 5

Рис. 3.3. Принципиальная схема (а) и общий вид (б) установки отмывки и сушки

При подготовке установки к работе ванны 1 заполняются реактивом за счет соединения установки транспортировки и подачи реактива электромагнитным клапаном 8 с магистралью сжатого воздуха. Температура реактива в ваннах регулируется электронагревателями 2 в диапазоне 50...120°С с погрешностью +5°С. Для удаления отработанных реактивов используются насосы-эжекторы 3, в которых разрежение создается потоком воды с давлением более 0,4 МПа. При откачке реактива он смешивается с водой в пропорции 1 : 2.

Подача воды в каскадную ванну 4 ведется снизу через дно и решетку левой по чертежу секции, а слив воды - через решетку и дно правой секции. Секции разделены разновысокими перегородками, что обеспечивает перелив воды слева направо. Кассеты с пластинами перемещаются в обратном направлении, поэтому промывка завершается в секции с наиболее чистой водой. Управление подачей деионизованной воды в ванну 4 и водопроводной воды в эжекторные насосы производится вентилями 7.

Для периодической промывки ванн деионизованной водой используются краны-рассеиватели 6; поддон 5, облицованный полипропиленом, соединен со сливом для удаления остатков воды и реактивов. Не занятая ваннами площадь поддона закрыта перфорированными решетками, через которые продукты химических реакций отсасываются в вытяжную вентиляцию.

Поддон выполнен в виде столешницы в верхней части унифицированного стола 10 (рис. 3.2,6), на передней панели которого установлены регистрирующие приборы и ручки управления, а в задней части - воздухопровод для подключения к вытяжной вентиляции. В основании стола размещается блок пневмогидравли-ческой аппаратуры. Над столом С ваннами расположен блок обеспыливания 9, создающий вертикальный ламинарный поток

очищенного воздуха, преграждающего поступление воздуха из помещения к технологическим ваннам.

Установка отмывки и сушки (рис. 3.3) последовательно осуществляет струйную обработку пластин деионизованной водой и сушку горячим азотом при одновременном центрифугировании.

Блок отмывки и сушки выполнен в виде цилиндрической камеры 1 (рис. З.З.а), через дно которой введен вал центрифуги 6. Привод вращения центрифуги 7 Содержит электродвигатель постоянного тока с регулируемым числом оборотов и клиноремен-ную передачу. На валу центрифуги закреплена крестовина с гнездами для установки четырех кассет и с пластинами. Камера закрывается сверху откидной крышкой 2, которая в рабочем состоянии прижимается к торцу камеры через прокладку с помощью пневматического затвора 5. В центре крышки закреплен патрубок 3 с форсунками, через которые подается вода для струйной обработки и азот для сушки. Подача воды и азота управляется последовательным включением электромагнитных клапанов 8, причем в магистрали подачи азота установлен электрический нагреватель 9, подогревающий его до 60°С. В дне камеры выполнено сливное отверстие, сбоку расположен патрубок для соединения с вытяжной вентиляцией.

Блок отмывки и сушки размещается в верхней части унифицированного стола 10 (рис. 3,3,6), на лицевой панели которого расположен пульт управления установкой. Над столом установлен унифицированный блок обеспыливания 11.

Установка позволяет одновременно обрабатывать 100 пластин диаметром 60 и 75 мм или 50 пластин диаметром 100 мм. Время отмывки и сушки регулируется автоматически в диапазоне 50... ... 240 с. Частота вращения центрифуги при отмывке пластин составляет 20...500 мин-1, при сушке 1200... 1400 мин-1.

3.2. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ МИКРОЛИТОГРАФИИ

Микролитография применяется для создания в диэлектрических и металлических пленках на поверхности подложки рельефа требуемой конфигурации. Для этого на поверхность подложки наносят суши резиста, способного под действием излучения определенной длины волны изменять свою стойкость по отношению к проявителям. Далее слой резиста экспонируют (чаще всего через шаблон) требуемой дозой излучения. В результате локального воздействия излучения свойства резиста меняются, что позволяет при проявлении удалить ненужные участки пленки и образовать на подложке защитную маску с заданным расположением элементов. Вскрытые в пленке резиста окна могут в дальнейшем использоваться для травления технологических слоев подложки.

В соответствии с этапами технологического процесса комплект оборудования для микролитографии должен включать установки: для очистки поверхности подложек, для нанесения резиста и его термообработки, для совмещения очередного рисунка топологического слоя с ранее полученным на подложке и его экспонирования, для проявления и термообработки фоторезиста, для травления технологических слоев.

Таким образом, комплект оборудования для микролитографии является сложным технологическим комплексом, включающим разнородное по принципу действия оборудование: механическое, химико-технологическое, термическое, оптико-механическое.

Химико-технологические и непосредственно связанные с ними термические установки составляют наибольшее число единиц оборудования в комплексе микролитографии и во многом определяют его производительность и качество формируемых слоев.

Оборудование для локального экспонирования резистов является самостоятельным классом оптико-механического оборудования, оно рассмотрено в гл. 7 и 8.

Наиболее распространенным видом микролитографии является фотолитография.

Линия фотолитографии Лада-125 предназначена для формирования рельефа в слое фоторезиста на подложках диаметром 76, 100, 125 мм в условиях массового производства ИС. Оборудование линии позволяет также контролировать качество получаемого рельефа и проводить отмывку фотошаблонов с размерами 102X102, 127X127 мм.

Линия имеет модульную структуру и состоит из отдельных автоматических установок с индивидуальными постами загрузки-выгрузки пластин в кассеты.

Участок химико-технологической обработки линии Лада-125 показан на рис. 3.4. Все установки размещены в пылезащитных шкафах 1. Устройство загрузки-выгрузки 2 размещается в начале каждого участка линии и производит перегрузку пластин в унифицированные технологические кассеты. Кассета емкостью 25 пластин вручную переносится в автомат гидромеханической отмывки 3, выходя из которого пластины автоматически перегружаются на ленту установки 4 для ИК-термообработки. Осушен-

Рис. 3.4. Участок химико-технологической обработки линии Лада-125

ные пластины автоматически загружаются в приемные кассеты и вручную переносятся в автомат нанесения фоторезиста 5. Далее следует сушка нанесенного слоя и кассеты с пластинами передаются на установки совмещения и экспонирования (подробнее см. в § 7.5). Кассеты с экспонированными пластинами устанавливаются в загрузочное устройство автомата проявления 6, после которого следует задубливание (вторая сушка) фоторезиста в печи 4.

В структуре линии можно выделить три основных агрегата: очистки пластин, нанесения фоторезиста и его проявления. Каждый агрегат включает модуль для выполнения соответствующей технологической операции и модуль для термообработки пластин. Использование этого принципа позволило широко применять в линии унифицированные механические узлы, блоки управления, гидропневматическую аппаратуру, легко переналаживать оборудование при изменении диаметра обрабатываемых пластин.

Агрегаты очистки пластин, нанесения и сушки фоторезиста включают по два независимых однопозиционных автомата периодического действия, образующих на линии два параллельно работающих трека.

Рабочие позиции каждого автомата включают центрифугу для вращения пластины, ловушку продуктов обработки, соединенную с вытяжным коллектором.

В автомате гидромеханической отмывки использовано моющее устройство, показанное на рис. 3.5,а. После автоматической за-

Рис. 3.5. Рабочие позиции химико-технологических установок:

а - автомат гидромеханической отмывки; б - наиесеиия фоторезиста

грузки и фиксации на вакуумном столике центрифуги 1 очередной пластины 5 ловушка 3 с помощью пневмоцилиндра 19 перемещается вверх до упора отражателя 2 в амортизатор 4. Верхний торец ловушки через крышку 7 стыкуется с кольцом 8, закрепленным на корпусе 17. Шток пневмоцилиндра 16 и планка 15 идут вверх, рычаг 12 вращается против часовой стрелки (по чертежу), опуская моющую цилиндрическую щетку 11 в положение отмывки. Вращение щетки осуществляется от электродвигателя с помощью пафиков через промежуточный ролик (не показаны). Насадки 9, закрепленные с помощью кронштейна 10 на кольце 8, подают сначала моющий раствор (синтанол), затем промывающий - спирт, далее дионизованную воду и азот (для сушки пластин). В крышке 7 установлен отражатель 6, предотвращающий попадание на пластину капель моющих растворов, сброшенных с нее при центрифугировании. В полость, образованную отражателем 2 и нижней поверхностью пластины, нагнетается азот. Создаваемая при этом зона повышенного давления препятствует попаданию рабочих растворов на обратную сторону пластины.

После завершения очистки пластины вращение щетки прекращается, шток пневмоцилиндра 16 вращает рычаг 12 по часовой стрелке, отводя щетку в исходное положение. Одновременно ванна 14 поворачивается по часовой стрелке. В положении, показанном штриховой линией, щетка 11 размещается внутри ванны 14, в которой установлена трубка с отверстиями для подачи моющего раствора и деионизованной воды, необходимых для промывки щетки.

После отвода щетки включается промывка поверхности пластины струей реактива, а затем сушка центрифугированием.

В корпусе 17 выполнена полость 13, стыкующаяся с вентиляционным трубопроводом 18 и открывающаяся сверху над пластиной, что обеспечивает бортовой отсос продуктов обработки из рабочей зоны.

В автомате нанесения фоторезиста используется метод центрифугирования фоторезиста, распыленного на поверхность пластины. Рабочая позиция автомата (рис. 3.5,6) во многом аналогична ранее рассмотренной. После загрузки очередной пластины 5 ловушка 3 поднимается вверх до контакта крышки 7 с кольцевой насадкой 20, выполняющей функции вытяжного коллектора. На верхней крышке насадки 20 закреплены форсунки 21 для подачи фоторезиста и азота, необходимого для предварительной обдувки пластины и последующей сушки нанесенного слоя.

В автомате проявления фоторезиста аналогичная конструкция используется для обработки вращающейся подложки распыленной струей реактива, двукратной промывки и сушки пластины в струе азота.

Показанная на рис. 3.6 центрифуга является базой для компоновки автоматов гидромеханической отмывки, нанесения фото-