Промежуточный фотошаблон

Осциллограмма и (t), снятая с искрового промежутка разрядника при высокочастотном разряде, показана на 3.38, б [3.12].

Высокочастотный, высоковольтный источник создает пакеты импульсов частотой 1 МГц и напряжением 30 кВ. Сетевое напряжение 220 В увеличивается трансформатором высокого напряжения (ТВН на XI.4, а) до Uт — 6 кВ. Это напряжение через ограничивающие резисторы Кб заряжает конденсато Разрядник Р ток не пропускает и не влияет на заряд конденсатора. В момент времени <4 ( XI.4, 6} при напряжении, равном ир, напряжение ис на конденсаторе С становится достаточным для пробоя промежутка разрядника Р и в контуре LC возникают затухающие колебания с частотой 1 МГц ( XI.4, б). Пакеты таких колебаний возникнут также в

тельно отличается от импульсного пробивного напряжения искрового промежутка разрядника f/np- „. Одной из основных характеристик разрядника является остающееся напряжение разрядника ?/ост, т. е. напряжение при определенном токе (5—14 кА для разных ^ном), который называется током координации. Импульсное пробивное напряжение искрового промежутка разрядника и близкое к нему напряжение f/OCT должны быть на 20—25% ниже разрядного напряжения изоляции (координационный интервал).

где t/np^, — пробивное напряжение искрового промежутка разрядника при 50 Гц.

На рис, 18-7, б приведено построение зависимости up — f(t). До пробоя искрового промежутка разрядника напряжение на РВ равно еэкв. Момент пробоя определяется пересечением кривой еэкв(/) и вольт-секундной характеристики искрового промежутка разрядника (точка А). После этого вступает в силу совместное решение уравнений (18-6) и ир =/(гр)для различных мгновенных значений еэкв.

"пад — V' t. Падающая волна, дойдя до точки 2, отражается с тем же знаком, пока не будет достигнуто значение импульсного пробивного напряжения искрового промежутка разрядника ?/пр. „. После пробоя промежутка (момент ^) напряжение на разряднике практически стабилизируется и в момент времени tz отраженная голна меняет знак на обратный.

/ — напряжение в точке подключения разрядника; 2 — ток через разрядник; 3 — восстанавливающаяся прочность искрового промежутка разрядника.

его происходит пробой искрового промежутка разрядника Р и конденсатор С2 разряжается через обмотку дросселя ДОДр. Таким образом, создается импульс повышенного напряжения на обмотке ООДр, благодаря которому происходит зажигание лампы Л.

Трубка разрядника выполняется из материала, который под действием дуги разлагается с выделением большого количества газов. Давление, в канале трубки возрастает до нескольких десятков атмосфер, и газы с большой скоростью вырываются через открытый конец разрядника. Интенсивное продольное газовое дутье в трубке обеспечивает гашение дуги при первом переходе тока через нуль. Величина внутреннего промежутка разрядника выбирается опытным путем по условиям дугогашения. Наружный промежуток необходим для изолирования разрядника от длительного воздействия рабочего напряжения. Его величина определяется необходимым импульсным разрядным напряжением разрядника с учетом того обстоятельства, что при внутренних перенапряжениях трубчатые разрядники не должны срабатывать.

Зависимость времени пробоя искрового промежутка разрядника от приложенного напряжения называется вольт-секундной характеристикой. Расположение вольт-секундной характеристики (ее крутизна) определяется конструктивными особенностями искровых промежутков (их формой, размерами, расстоянием между ними).

Для надежного снижения перенапряжения вольт-секундная характеристика искрового промежутка разрядника должна быть ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции ( 2.155),

Изображение каждого технологического слоя вычерчивается с помощью координатографа — устройства, позволяющего перемещать рисующий инструмент по плоскости рисунка в строгом соответствии с координатной сеткой, общей для изображений всех слоев. Дело в том, что изображения отдельных слоев должны быть совмещаемыми. Наличие координатной сетки облегчает эту задачу. Полученное изображение, так называемый фото-оригинал, переснимается редукционной фотокамерой, затем оно уменьшается в определенное (20...50) число раз. В результате получается изображение на фотопластине с размерами сторон до 40...50мм. Это так называемый промежуточный фотошаблон. Чтобы получить окончательное изображение на фотошаблоне, необходима

а — первы!) пересъем U—осветитель; 2 — фотооригинал; 3 — фотообъектив; 4 — фотокассета; 5 — фотопластина (промежуточный фотошаблон); б — второй пересъем -к мультипликация (1 — лампа; 2 — промежуточный фотошаблон; 3 — фотообъектив; 4 — фотопластина (фотошаблон); 5 — координатный стол; 6 — привод стола с устройством отсчета и управления)

На следующем этапе изготовляют промежуточный фотошаблон с уменьшением в 50-100 раз по сравнению с оригиналом. Уменьшение производят с помощью редукционной камеры. На современном уровне развития аппаратуры промежуточный фотошаблон может быть изготовлен сразу с требуемой точностью, минуя стадию изготовления громоздкого первичного оригинала. При этом весь процесс сокращается на один этап при значительном уменьшении трудоемкости и рабочего времени.

ления промежуточного фотошаблона. Принцип действия такого генератора состоит в следующем. Луч (Не — Ne)-лазера модулируется по заданной программе, попадает на многогранное вращающееся зеркало и фокусируется в плоскости фотопластинки. Зеркало разворачивает световое пятно в линию, создающую скрытое изображение в фотослое пластинки. При смещении стола с фотопластинкой создается следующая линия, частично перекрывающаяся с предыдущей. Конфигурация изображения определяется длительностью световых импульсов, а также угловыми скоростями вращения зеркала и перемещения стола. Генератор со сканирующим лучом позволяет получить промежуточный фотошаблон средней сложности за 10—12 мин.

Линзовый растр 3 — это множительная оптическая система, состоящая из совокупности плосковыпуклых линз, расположенных в строгом порядке на поверхности пластины из оптического стекла. Чаще всего используют наборы сферических полистироловых линз, наклеенных оптическим клеем на пластину. Если перед линзовым растром поместить репродуцируемое изображение 2 (например, промежуточный фотошаблон), а в фокальной плоскости растра — фотопластинку 5, то при освещении / на нее спроецируются изображения 4, по коли-

промежуточный фотошаблон. Последний, в свою очередь, фотографируют с уменьшением, осуществляя мультипликацию (размножение) рисунков и получая эталонный фотошаблон с матрицей одинаковых рисунков в масштабе 1:1. Мультипликация производится в фотоповторителях (фотоштампах), где в промежутках между экспонированием каждого участка перемещают пластину эталонного фотошаблона с шагом, соответствующим размеру кристалла микросхемы. Существуют также многопозиционные фотоштампы с многолинзовыми объективами, дающие одновременно большое число изображений, что ускоряет процесс. С эталонного шаблона методом контактной печати изготовляют рабочие шаблоны, которые и используют в процессе фотолитографии. При наложении шаблона на полупроводниковые пластины его поверхность повреждается и шаблон изнашивается. После 50...100 наложений рабочий шаблон заменяется новым.

а — фотомеханическое многоступенчатое уменьшение; 6 — линзово-растровое одноступенчатое уменьшение; / — оригинал; 2 — первичное уменьшение; 3 — промежуточный фотошаблон; 4 — окончательное уменьшение и мультипликация; .5 — контактное перепечатывание: 6 — рабочий фотошаблон; 7 — одноступенчатое уменьшение и оптическая мультипликация.

мультипликации; 3 -- промежуточный фотошаблон; 4 — первичное уменьшение; 5 - оригинал; 6' — одноступенчатое уменьшение и оптическая мультипликация; 7 - рабочий фотошаблон; 8 -- линзо-раетрокан оптика

точностью и большим полем перемещения рабочего инструмента. Наличие линейно-кругового интерполятора, позволяет автоматически вырезать не только прямоугольные, но и криволинейные контуры. Координатограф имеет высокоскоростной следящий привод перемещения кареток на электродвигателях постоянного тока и систему непрерывной автоматической ориентации режущей кромки инструмента в направлении резания. Наличие специального устройства позволяет использовать координатограф для черчения световым лучом по фоточувствительному материалу (фоторезисту) при проектировании печатных плат и коммутации ИМС. Координатный стол обеспечивает высокую точность перемещения на всем рабочем поле благодаря жесткой конструкции, наличию фотоэлектрических датчиков и механизмов коррекции погрешностей винтов. Использование в координатографе фотоголовки позволяет производить съем координат точек по чертежу. Скорость перемещения рабочего инструмента 55 м/мин, точность обработки инструментов ±50 мкм. После изготовления оригиналов производят его репродукцию, т. е. фотографическое уменьшение. В результате репродукции получают промежуточный фотошаблон, для этого используют редукционные камеры ЭМ-503А, ЭМ-513 и др.

Во всех установках фотоэкспонирования используются фотошаблоны. При работе с полупроводниковыми пластинами диаметром 100 мм рисунок наносится на квадратные стеклянные или кварцевые пластины со стороной 125 мм, служащие фотошаблонами. При проецировании без изменения размеров на всю-поверхность пластины накладывается фотошаблон и на пластину переносится рисунок множества кристаллов. При проецировании с уменьшением размеров используется фотошаблон (называемый промежуточным) с изображением, в 2—10 раз (обычно в 10 и в 5 раз) большим реальных размеров рисунка кристалла. В первом из этих двух случаев проецирования сначала также изготавливается промежуточный фотошаблон с 10-кратным увеличением, который затем уменьшается, и с помощью камеры мультипликации изготавливается эталонный фотошаблон, по которому в устройстве с контактным экспонированием изготавливается множество рабочих фотошаблонов.

Промежуточный фотошаблон лет 10 назад изготавливался с помощью генератора рисунка, в котором рисунок формировался экспонированием заготовки фотошаблона вспышкой света через щель с механически изменяемыми размерами. Сама щель перемещалась по двум координатам. Затем следовало проявление. Однако развитие ИС с высокой степенью интеграции привело к положению, когда для создания одного промежуточного фотошаблона требовалось несколько десятков и сотен тысяч вспышек. Это занимало более 10 часов. Причем даже один сбой в системе управления засветкой приводил к неисправимому дефекту.

Положительно заряженные дырки 162 Пороговое напряжение 123, 124—129 Пошаговое экспонирование 216 Проекционное экспонирование 216 Промежуточный фотошаблон 211 Пространственная частота 216 Профиль легирования 190