3.2. Свойства фоторезиста
Фоторезистивная пленка после нанесения на подложку и высушивания должна быть изотропной и однородной. Она должна иметь не только постоянную толщину (как в микро- так и в макро-масштабе) по всей используемой площади, но и быть химически изотропной, чтобы ее реакция на экспонирование и проявление была однородной по всей поверхности. Особое внимание должно быть уделено устранению радиального изменения толщины (в виде расходящихся лучей звезды), которое может возникать при нанесении резиста на центрифуге.
Т.к. величина оптического поглощения - важная характеристика резиста, следует удовлетворить некоторым требованиям. Оптическое рассеяние должно быть настолько малым, чтобы оптические свойства резиста могли полностью описываться показателем преломления и коэффициентом поглощения .
Показатель преломления в комплексном виде записывается следующим образом:
,
где n
- действительная часть показателя
(n=1,68
для фоторезиста типа AZ1350J
и длины волны 404,7 нм), k
- коэффициент затухания:
k=/4, k=0,002 для резиста типа AZ1350J при 404,7 нм. Поэтому падающий на резист свет ослабляется на каждый микрометр пути на величину, характеризуемую множителем
(14.11)
После экспонирования концентрация ингибитора существенно уменьшается, причем эффективный фактор ослабления защитных свойств обычно составляет около 0,10 мкм. Поэтому для большей части времени экспонирования резист можно считать прозрачным.
Т.к. ингибитор вносит главный вклад в процесс поглощения света, обычно считают, что кривые спектра поглощения и спектральной чувствительности для позитивного резиста эквивалентны.
3.3. Экспонирование.
Концентрация ингибитора обычно составляет около 30% сухой фоторезистивной пленки. Сильное поглощение, связанное с фоточувствительностью резиста, приводит к значительному оптическому поглощению на длине волны экспонирования. По мере разрушения ингибитора поглощение уменьшается. Для описания этого процесса можно использовать понятие относительной стойкости М(Z, t), характеризующее концентрацию ингибитора для любой координаты z. и времени экспонирования t по отношению к его концентрации перед экспонированием. Большинство фоторезистивных пленок имеет слабое рассеяние, поэтому постоянная поглощения - определяется соотношением
=AM(z,t)+B (14.12)
где А и В - экспериментально определяемые параметры материала, характеризующие соответственно зависящую и не зависящую от экспозиции части постоянной поглощения.
Скорость разрушения ингибитора зависит от интенсивности света в данной точке I(z, t), концентрации ингибитора и экспериментально определяемой чувствительности С:
(14.13)
где А,В и С - коэффициенты, зависящие от типа фоторезиста и длины волны света.
Изменение интенсивности света в бесконечно толстом слое резиста или пленки, покрывающей подложку определяется соотношением
(14.14)
При отсутствии внутренних отражений распределение ингибитора не зависит от толщины резиста, что делает вычисления справедливыми для пленок толщиной до 2 мкм. Отметим, что даже для этих относительно простых условий концентрация ингибитора не остается постоянной, а непрерывно изменяется с момента начала экспонирования.
Обычно уравнения (14.13) и (14.14) решаются методами численного интегрирования относительно М(z,t) и I(z,t) при заданных параметрах А, В, С и I0. Методы экспериментального определения коэффициентов А, В и С, используемые в такой модели формирования изображения, описаны в научно-технической литературе.