Спектр излучения ртутных ламп, используемых для экспонирования фоторезистов содержит три основные линии в ближнем УФ-свете. Эти линии в фотолитографии носят названия g - линия (длина волны 436 нм), h - линия (длина волны 405 нм) и i - линия (длина волны 365 нм). (см рис.)

Спектр поглощения фоторезистов должен находиться в диапазоне эмиссии ртутных ламп, чтобы обеспечить необходимую спектральную чувствительность. (см. рисунок, жирная линия)

Все предлагаемые позитивные фоторезисты соответствуют спектру излучения ртутных ламп. По специальному заказу могут быть изготовлены фоторезисты с более узкой спектральной чувствительностью, которые чувствительны h - и i - линиям, но не чувствительны к g - линии.

Для получения наилучшего качества изображения (высокое разрешение, контраст и т.д.) необходимо контролировать интенсивность падающего света. При этом разброс интенсивности УФ - света в поперечном сечении не должен превышать 10%.

Для измерения интенсивности УФ - необходимо использовать УФ - радиометры, чувствительные в ультрафиолетовом свете. Такие радиометры есть в продаже. Люксметры, часто используемые на предприятиях электроники, непригодны для этой цели, поскольку спектральная чувствительность люксметров находится в видимой области спектра.

Светочувствительность фоторезиста является важной характеристикой, которая указывается в паспорте на фоторезист. Этот параметр, являющийся, по сути, дозой экспонирования, представляет собой произведение интенсивности света на время экспонирования. На практике при определении оптимальной дозы экспонирования необходимо учитывать следующие данные:

1. Является ли источник света широкополосным или монохроматическим?
2. Чувствителен ли УФ - радиометр к широкополосному излучению или отдельно к g -, h - , и i - линиям?
3. К какому спектральному диапазону относится паспортная светочувствительность фоторезиста?

Для позитивных фоторезистов паспортная светочувствительность дается, как правило, к интегральному спектру излучения (g -, h -, и i - линиям). Поэтому при определении параметра светочувствительность фоторезиста следует использовать УФ - радиометр с чувствительностью к сплошному УФ - спектру.

Часто, в производственных условиях контролю дозы экспонирования пленки фоторезиста не уделяют достаточного внимания. Результатом этого является либо плохое качество изображения, либо невозможность вообще получить рисунок. Особенно важен контроль дозы экспонирования для контрастных фоторезистов, обеспечивающих субмикронное разрешение. Так, фоторезист ФП-383, который выпускался до 1999 г. был слабоконстрастным, стойкость пленки в проявителе не превышала 5-6 минут, а разрешение 2-х микрон. Современный фоторезист ФП-383 имеет контраст изображение примерно в 10 раз выше, а разрешающая способность составляет около 0,5 мкм. Это один из лучших фоторезистов, обеспечивающий высокое разрешение, адгезию и кислотостойкость.

Переэкспонирование фоторезиста приводит к ухудшению разрешения, из-за дифракционных эффектов на маске, недоэкспонирование фоторезиста не позволяет проявить пленку. Недоэкспонирование часто пытаются компенсировать использованием сильного проявителя (большая концентрация щелочи). Однако при этом не только ухудшается разрешение, но, что еще хуже уменьшается толщина пленки. В результате пленка не выдерживает травление.

Существует простой эмпирический способ для оценки оптимального времени экспонирования. Рекомендуется экспонировать в течение различного времени ряд пленок фоторезиста и определить времена их проявления. После определенной дозы экспонирования дальнейшее увеличение времени экспонирования не меняет времени проявления. Эта доза является оптимальной, но на практике для стабильности процесса используют время экспонирования на 20% выше оптимального.

Последствия недостаточного контроля дозы экспонирования сведены в таблицу:

Под стандартным проявителем понимается проявитель, рекомендованный в технических условиях и прошедший контроль концентрации проявляющего вещества. Однако на практике очень трудно обеспечить стандартизацию условий приготовления и контроля проявителя в условиях предприятия электроники. По этой причине целесообразно использовать готовые буферные концентраты проявителей, предлагаемые поставщиками фоторезистов. Подобным проявителем является универсальный проявитель для фоторезистов УПФ-1Б, поставляемый нашим предприятием и пригодный для проявления любых типов позитивных фоторезистов, как отечественных, так и импортных (Проявление фоторезистов).

На основании материалов фирмы MicroChemicals