Принципиальная схема установки для рентгеновской литографии
Принципиальная схема установки для рентгеновской литографии
На рис. 1 показан общий вид рентгеновской установки экспонирования. Электронная пушка генерирует электронный пучок, фокусируемый на охлаждаемой водой мишени (часто используется палладиевая мишень). Напряжение на аноде составляет 25 кВ, потребляемая мощность 4-6 кВт. В результате анод испускает рентгеновские лучи с длиной волны 0.437 нм, которые через бериллиевое окно попадают в камеру экспонирования.
Образец (подложка) вместе с шаблоном загружаются в камеру экспонирования (шлюзовую камеру), заполненную гелием, имеющим малое значение коэффициента поглощения рентгеновского излучения. По мере необходимости образец извлекается из камеры для проведения процессов совмещения с шаблоном. Между шаблоном и подложкой устанавливается зазор около 40 мкм.
Описанная выше схема, не позволяет достичь максимально возможного разрешения ввиду геометрических ограничений (см. рис. 2). Рассмотрим ситуацию, когда источник рентгеновских лучей диаметром Ф расположен на расстоянии L от рентгеновского шаблона, который в свою очередь отстоит на расстояние g от покрытой резистом пластины. Протяженность источника приводит к размытию края изображения на резисте на величину d= h(g/L). Для типичных величин h= З мм, g= 40 мкм и L= 50 см размытие изображения составляет величину порядка 0.2 мкм.
Другим геометрическим эффектом, проиллюстрированным на рис. 2, является погрешность, связанная с увеличением размеров элемента в боковом направлении, которая вызвана расходимостью рентгеновского луча от точечного источника и существованием зазора конечной величины между шаблоном и пластиной. Изображение шаблона сдвигается в боковом направлении на величину d, определяемую из соотношения d= r(g/L), где r - расстояние, измеренное в радиальном направлении от центра пластины. Погрешность равна нулю в центре пластины и линейно возрастает к краям пластины. Эта погрешность ухода изображения может достигать величины 5 мкм на краю пластины диаметром 125 мм при величинах g= 40 мкм и L= 50 см.
В принципе ошибка может быть скомпенсирована во время процесса изготовления шаблона. Однако отклонения величины зазора между шаблоном и пластиной, как вдоль пластины, так и от уровня к уровню шаблона вносят значительные погрешности ухода изображения. В связи с этим может возникнуть необходимость регулировки зазора перед каждым экспонированием.
