Перспективы развития многоканальных лазерных генераторов изображений концерна «Планар», предназначенных для производства СБИС

1. Современный уровень и перспективы развития многоканальных лазерных генераторов изображений концерна «Планар», предназначенных

для
производства СБИС

2. Принцип развертки световых пятен

3. Оптическая схема проекционного канала.

4. Электрооптический дефлектор

Электрооптичес
кий затвор
Электрооптиче
ский дефлектор
А
А1
А2
диафрагма
анализатор
затвора
модулятор
затвора
Принцип работы
электрооптического затвора
П
ринципработы
электрооптическогодеф
лектора

5. Сравнительные характеристики проекционного канала

5089а,5089б
5189
5289
Длина волны (нм)
351
351
257
Апертура
0.4
0.6
0.75
100х
133х
200х
Размер пикселя
(нм)
400
300
160
Ширина пучка
(FWHM) (нм)
500
375
200
Число каналов
16
16
32
Увеличение

6. Формула распределения энергии в пятне

(U S P ) A (U S P ) A
u l
u
r ) Sin 2 ( U S );
I0 F (
0
2 P
2 P
2 P
u
u
u
2
I ( x, y, u )
Где
I
0
e
( x x )2
0
2
2
( y y )2
x
0
2
y
фон
Al
Мак. Амплитуда на отрицательных
напряжениях
U
напряжение
Ar
Мак. Амплитуда на положительных
напряжениях
S
смешение нуля
F0
Pu
полуволновое
напряжение
X0,Y0
Wx,Wy
Координаты центра пятна
Размеры пятен

7. Однородная сетка

s d
Однородная сетка
Sk S p
Ki
;
Sp
ASSSk f S p
Ki Ki
;
p
Sp
Градация интенсивности
пикселя (в серых тонах)
соответствует отношению
пересечения площади
пикселя и площади
фигуры, деленная на
площадь пикселя.
Белые пятна – основная сетка,
черные – вложенная сетка

8. «Вектор», «Открывающий вектор», «Закрывающий вектор», проекция вектора на сетку пикселей

s d
«Вектор», «Открывающий вектор», «Закрывающий
вектор», проекция вектора на сетку пикселей
ASSSk f S p
Ki Ki
;
p
Sp
Один открывающий вектор, и два
закрывающих вектора

9. Неоднородная сетка

Белые пятна – основная сетка,
черные – вложенная сетка

10. Аттестация проекционного канала по положению пятен

Направление сканирования пятна относительно
непрозрачных штрихов при аттестации по X

11. Аттестация проекционного канала по положению по Y

Направление сканирования пятна
относительно непрозрачных штрихов
при аттестации по X

12. Аттестация проекционного канала по интенсивности

Пример сигнала аттестации проекционного канала по
интенсивности

13. Прямоугольник в неоднородной сетке пикселей

14. Расчет неоднородной сетки для левых границ

Направление сканирования
полуплоскости
Количество шагов сканирования –
( размер пикселя по X )/ (дискрет)

15. Расчет неоднородной сетки для правых границ

Направление сканирования
Количество шагов сканирования –
( размер пикселя по X )/ (дискрет)

16. Расчет неоднородной сетки для нижних границ

Направление сканирования
полуплоскости
Количество шагов сканирования –
( ширина полосы ) / (дискрет)

17. Расчет неоднородной сетки для нижних границ

Направление сканирования
полуплоскости
Количество шагов сканирования –
( ширина полосы ) / (дискрет)

18. Математическое описание сетки пикселей

Массивом из 256 функций Гаусса
PG i каждая со след. параметрами
f0
фон
S
Смещение нуля
Pu
Полуволновое
напряжение
Al
Мак. Амплитуда
на
отрицательных
напряжениях
Ar
Мак. Амплитуда
на
положительных
напряжениях
Описанием сетки дискрет SD [ Ld. Rg.
Ug. Dg.]
Наимено
вание
обозначение Колво
Lgi j[dp,di]
Для левых
границ
256*
80
Rgi j[dp,di] Для левых
границ
256*
80
Ugi j[dp,di] Для левых
границ
256*
80
Dgi j[dp,di] Для левых
границ
256*
80
X0,Y0
Центры пятен
DP – поправка на номер пикселя
Wx,Wy
Размеры пятен
DI -
поправка на код интенсивн.

19. Формирование массива параметров пятен Гаусса (PG)

Аттестация по
положению X
Расчет параметров
пятен в направлении
оси X
Dx, Wx,
Аттестация по
интенсивности
Аттестация по
положению Y
Расчет коэффициентов
зависимости интенсивности
от напряжения
Расчет параметров
пятен в направлении
оси Y
F0, S, Pu, Al, Ar,
Dy, Wy
Файл APC.GS содержащий 256 пятен по Гауссу

20. Схема преобразования массива пятен Гаусса (PG) в массив с описанием сетки дискрет (SD)

Dx, Wx,
F0, S, Pu, Al, Ar,
Dy, Wy
Файл APC.GS содержащий 256 пятен по Гауссу
Модуль компиляции границ
Имя файла описания
сетки дискрет (SD)
Назначение файла
APC_11
Описывает сетку дискрет однопроходного режима
APC_21
Описывает сетку дискрет первого прохода двухпроходного режима
APC_22
Описывает сетку дискрет первого прохода двухпроходного режима
Файл формата MKN
с описанием
эталонного изделия
Модуль
интерполяции
векторов
Формирователь
напряжений
ЭО
Затвор

21. Меню юстировки проекционного канала

22. Меню юстировки команда “Масштаб”

23. Меню юстировки команда “Масштаб”, рекомендации по использованию корректоров при установке каналов по координате Y

24. Меню юстировки команда “Масштаб”, визуализатор сигнала

25. Меню юстировки команда “Фокус1”

26. Меню юстировки команда “Фокус16”

27. Меню юстировки команда “Затвор”

28. Меню юстировки команда “Дефлектор”

29. Меню юстировки команда “16*16”

30. Меню юстировки команда “Интенсивность”

31. Меню юстировки команда “Проверка интенсивности”

32. Меню юстировки команда “Настройка”

33. Проект шаблона.

34. Проект шаблона. Участки топологии

35. Аттестация координатного стола

Аттестация координатной системы предназначена для расчета и
устранения погрешностей расположения элементов топологии,
связанных с ошибками изготовления зеркал координатной системы.
Возможный вид искажений координатной системы приведен на Рисунке
А. Сплошной линией показано искажение зеркала координаты X.
Пунктирной линией показано искажение зеркала координаты Y,
состоящее из общей неплоскосности зеркала и местной ошибки
изготовления зеркала. Кроме искажений зеркал есть и
неперпендикулярность их установки. Одной клетке на чертеже
соответствует ошибка 0.3 мкм.
После проведения аттестации устраняются следующие искажения
координатной системы:
общие неплоскосности зеркал X и Y;
неперпендикулярность установки зеркал;
местные ошибки изготовления зеркал - уменьшаются.
Вид не скомпенсированных погрешностей после введения коррекции
приведен на Рисунке Б.
1
5
6.63
3.13
14.25
11.25
y0i 21.88
y1i 19.38
29.5
27.5
i
i
37.13
35.63
44.75
43.75
52.38
51.88
60
60 52.3844.7537.13 29.5 21.8814.25 6.63
i x0i
1
60
60 51.8843.7535.63 27.5 19.3811.25 3.13
i x1i
5

36. Последовательность действий в цикле экспонирования

1. Автоматическая аттестация
проекционного канала по интенсивности.
2. Измерение масштаба координатной
системы.
3. Последовательное изготовление
участков топологии.
4. Изготовление маркировки.

37. Пример искажения изображения. В неоднородной сетке пикселей.

Вертикальные линии шириной 0.8мкм
Без коррекции по результатам
аттестации.
С коррекцией по
результатам аттестации.

38. Пятно сдвинуто по координате Х на 0.2мкм

Неровность края из-за погрешности
расположения пятна по X.
Пятно сдвинуто по координате Х на 0.2мкм
Без коррекции по
результатам аттестации.
С коррекцией по
результатам аттестации.

39. Неровность края. Однородность размера.

Пятно сдвинуто по координате У на 0.1мкм
Без коррекции по
результатам аттестации.
С коррекцией по
результатам аттестации.

40. Погрешность неровности края и однородности размера вызванная неоднородностью интенсивности каналов.

Интенсивность пятна 80% от остальных
Без коррекции по
результатам аттестации.
С коррекцией по
результатам аттестации.

41. Структура схема взаимодействия модулей управляющих компонентов ЭМ-5189

Робот
манипулятор
Блок усилителей
мощности
Рабочая
Станция
Блок управления
столом и
фокусировкой
Управление
роботом
манипулятором
(Pentium IV)
VME
ЭВМ VP7 ( P III )
Платформа DOS
E T H E R N E T
Протокол TCP/IP
Управляющая ЭВМ P III
Платформа Windows 2000
Блок формирования изображения
Формирование эталонного изображения
Интерполяция границ областей экспонирования.
Платформа Windows NT
ЭВМ VP7 или VP9
P III или P4
VME
Заполнение областей экспонирования
UFI
1
UFI
2
UFI
3
UFI
4
Каналы
Каналы
Каналы
Каналы
1-4
5-8
9-12
13-16
ACPB
DAPC
Структура схема
взаимодействия
модулей
управляющих
компонентов
ЭМ-5189

42. Структура комплекса управляющего

Блок формирования изображения(6U)
ЭВМ
ИП
ИП
+5V
+3,3V
)
U
F
VP7 I
( P III )
)
U
F
I
U
F
I
)
U A
F C
I P
B
Блок вентиляторов(2U)
Блок управления координатным столом и фокусировкой(6U)
ИП
MPS 003/15
+5V-35А
+15V-5A
-15V-1,5A
ЭВМ
VP7
( P III )
P D D D U M M M M A
T I I I F C C P S U
N N N P C V P P F
A
C
P
Блок вентиляторов(2U)
Блок усилителей мощности (3U)
ИП
SPG 124
24B5.8A
ИП
SPG 124
24B5.8A
M
L
P
A2
M
L
P
A2
M
L
P
A2
M
L
P
A2
M
S
P
A2
M
H
V
A
M
H
V
A
M
H
V
A
Блок вентиляторов (2U)
Блок автоматики 3(U)
Источник питания бесперебойный (4U)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Структура
комплекса
управляющего

43. Структура внешнего программного обеспечения

44. Технология химической обработки заготовки

Операция
Примечание
Проявление
Резист Shipley, марка S-1805, S-1813
Проявитель 0.9% KOH
Время 20сек.
Температура 20
Травление
Состав на 100мл:
Уксусная кислота 35мл;
Аммоний церий нитрат 0,165кг.
Вода деионизированная до 1 литра
Время травления 30-40сек
Температура 20

45. Вертикальные линии шириной 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

46. Вертикальные линии шириной 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

47. Вертикальные линии шириной 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

48. Вертикальные линии шириной от 0.6 до 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

49. Вертикальные линии шириной от 0.6 до 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

50. Вертикальные линии шириной от 0.6 до 1мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

51. Топологические элементы шириной 0.4мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

52. Топологические элементы шириной 6.4мкм.

Фото выполнено на оптическом микроскопе Микро 200 с
увеличением 3000крат

53. Вертикальная линия шириной 2мкм.

Фото выполнено на SEM с увеличением 15000крат

54. Вертикальная линия шириной 0.8мкм.

Фото выполнено на SEM с увеличением 15000крат

55. Вертикальная линия шириной 1мкм.

Фото выполнено на SEM с увеличением 15000крат

56. Сравнительные характеристики ГИ 5189, ГИ 5289

Наименование
параметра
ЭМ-5189
ЭМ-5289
215х215
215х215
Минимальный формируемый
размер элемента, нм
600
350
Погрешность размера элемента, нм
40
25
Равномерность размера элемента,
нм
40
25
Погрешность совмещения, нм
50
50
Производительность, не менее,
мм2/мин
330
270
100нм
60нм
Площадь экспонирования, мм2
Совмещаемость второго слоя, не
хуже, нм