К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Кроме того, при адднтивном методе уменьшаются внутренние напряжения и деформации мембран. Так, измерения остаточных напряжений и накопленных искажений структуры рисунка РШ, изпповлениых этим методом, показывают, что на поле площадью 40 х 40 мм мембраны диаметром 70 мм искажения рисунка не превьлпают 0,2 мкм, а при субтрактианом методе — 0,4 мкм. Для компенсации напряжений, возникающих в барьерном слое, легированном В, используется совместное легирование В и Ое.
Выбор Ое в качестве компенсатора обьясняется тем, что его ковэлентный радиус больше, чем у Я. В результате наращивания эплтаксиальных слоев толщиной 2 - 3 мкм в химической системе ЯНУС(з — ВзНз — ОН4 - Нз при Т = 1080 'С и скорости роста 0,9 мкм/мин можно контролировать напряжения, действующие в такой пленке.
При концентрации бора 10Ю атом/смз происходит полная компенсация напряжений, а при легиро ванин шрманием полная компенсация напряжений происходит при концентрации 11 10юатом/смз. На скомпенсированных таким образом мембранах зддитивным методом формируется рисунок из шльваиически выращенного Ап. При этом в опорном трехкомпонентном слое вместо Та наносят слой Т! (20 нм) и слой Сг (10 нм), который служит защитой Ап при траююлил рисунка в кислородной плазме. Резисты в рянпенолнтозрафии долины, в первую очередь, удовлетворять требованиям, общим для всех типов резистов при любых литозрафических процессах: высокая интегральная чувствительность к энертетическому спектру используемого излучения; высокая селективнооп воздействия проявителей при обработке экспонированных пленок с целью удаления облученных нли необлученных участков; способность формировать тонкие покрытия, обладающие однородностью, минимальной дефектностью, стабильностью во времени, хорошей ад~ваней к применяемой подложке, устойчивоспю к воздейсплпо шрессивных сред; способность реализовывать потенциальные возможности используемой ренттенолнтографической системы по разрешению.
Поглощение рентгеновских лучей резистом сопровождается инжекцией электронов, обладающих энертней (1,6 - 4,8) 10ом Дж, которая зависит от длины волны излучения. Торможение этих электронов до энергии тепловото движения (8 10 ~з Дж) характеризует, с одной стороны, колнчеспю попюшенной полимером энергии, а о друтой, -, разрешающую способность ревиста на данной длине волны МРИ.
Образующиеся в результате облучензш фото- и Оже-электроны и соответствующие дырки после торможения рекомбинируют, образуя радикалы и возбулденные фрагменты молекул, результатом взаимодейошия которых являются химичеокие изменения в резисте. Однако в отличие от поглощения квантов света в фотолитографии рентгеновские кванты поглощаются не специфическими отрезками полимерной цепи, а любым атомом молекулы.
Поэтому при создании рентгенорезисзов в молекулы полимеров вводят атомы элементов с высокими значениями коэффициентов поглощения излучения, например Ва, РЬ, Те, Сз, Та и др. Друюця Методом снижеиия необходимой дозы облучения ренпеноре вистов яюш ется синтез полимеров, обладающих высокой химической активностью и большой молекулярной массой, поскольку минимальная доза телеобразовзния для негативных резистов (или растворения экспонированных участков для позитивных) обратно пропорциональна молекулярной массе полимера. Поскольку потлощение рентшновското кванта атомом метюша сопровоидается выбросом фотоэлехтрона и нескольких Оже-электронов, то с ростом концентрации введенных в резист сенсибилизируюших элементов добавочшш экспозиция пропорционально увеличивается до значения, которое может в несколько раз превосходить "собственную" экспозицию ревиста.
В табл. 2.5.5 приведены значения чувствительности (плотность энергии излучения) некоторых релтгенорезистов при воздействии на них релтшновского излучения. Из таблицы видно, что введение в резист металлов (Ва, РЬ, Те) существенно увеличивает чувствительность позитивных резистов к рентгеновскому излучению. Так как чувстшпельность ренпенорезиста зависит от слектральното состава используемого излучения, состава проввнтеля и режима проявления, то один и тот же резист будет иметь разную чувсшнтельнооть на разных длинах волн и сравнивать экспериментальные данные следует с осторожностью. При использовании СИ разлеты обладают более высокой чувстаительноопю, чем при использовании элиаронно-лучевых источников, поскольку в спектре СИ имеется большая доля длииноволнового рентгеновского излучения, хорошо поглощаемого резистами.
Это же относится и к негативному резисту на основе сополимера глицидлл метакрилата и зтилметахр илаха. Кроме чувствительности, дпя ремпенолитозрафии важно значение контраста и разрешающей способности ревиста. Для позитивных резистов контраст обычно больше единицы, юш неппивных, как правило, примерно равен единице, поэтому при экспонировании 152 Гавра 2.5. РЕНТГЕНОВСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ ЛУЧИ В ЭЛЕКТРОННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ 2.5.5. Характеристики позитивных и негативных ревтгеиорезистов Чувегмпззьпос2ь, мДи/см2 Материал ренггенорезиста 0,834 0,834 0,834 1000 100 2,5 П П Н 0,01 0,1 0,3 Н П 0,834 0,834 5,2 2,8 0,3 0,2 0,834 2,5 0,2 П 0,460 15 0,3 П 0,541 0,1 52 Н 1,3 1,5 0,2 * П вЂ” позитивные, Н - негативные.
2.5.2. Физико-ткхничкгжик ОснОВы ПРНМКНКНИЯ ЛАЗКРОВ В пвккионном мзшинострокиии Полиметилметакрнлат (ПММА) Полибутенсульфон Сополимер пгицидил метакрилата и зтилакрилата Элоксидированный полибуидиен С о полимер меппметакр плата и метакрипата (мас, доля Те - 28 %) Смесь диакрилата бария (мас. доля — 80 %) и диакрилага ~винца (мас. доля — 20 %) Сополимер глицидилакрилата и 2,3-дибром-1-пропилакрилата (мол. доля - 60 %) Поли-(2,2,3,4,4,4- гексафторбутялметакр ипат) Полнхлорпропилакрилат и крем- ний органический мономер негативных резистов требуются более контрастные шаблоны.
Если для позитивного ревиста ПММА достаточна толщина маскирующего слоя Ап на шаблоне окало 0,2 мкм, то для негативного ревиста необходима толщина маскирующего слоя около 0,3 мкм. Разрешающая способность резистов в реитгенолитографии определяется длиной эффективного пробега 1 фф в резисте фото- и Оже-электронов, возникающих при поглощении рентгеновских квантов в самом резисте, подложке и шаблоне. При использовании СИ 1,фф, как правило, значительно меньше, чем при использовании обычных источников излучения.
Кроме того, при экспонировании с помощью СИ меньшее влияние на разрешение оказьпает фото- и Оже-элекгроны из подложки и шаблона. При использовании излучения Ага (0,834 нм) и А81. (0,415 нм) сказывается юпиние вторичных электронов из подложки: 1 фф = 0,06 МКМ дпя ИЗЛУЧЕННя А12 И 1 фф и = 0,1мкм д|и излучения Ахц Поскольку механизм воздействия на резист вторичных электронов, возникающих непосредственно в резисте, и электронов, вьпеппощих из подложки, одинаков, можно сделать взвод, что разрешающая способность ренпенопитографии с применением СИ с длиной волны более 0,8 нм лучше 0,05 мкм. Благодаря технологическим преимуществам рентгенолитографии перед друпгми методами формирования топологичесхнх резистивных масок в основном она применяется в микроэлектронике при массовом изготовлении супер сложных С БИС на уровне ЗУ более 64 Мбит, т.е. при размерах элементов менее 0,3 мкм, когда общие производственные затраты окупаются большими функциональными возможностями таких устройств.
формируются новые направления микромеханики, в которой рентгенолигография может использоюпъся ди формирования целых систем из датчиков, логических устройств и элементов привода. Трехмерная структура таких систем содержит топологические элементы с большим отношением высоты к ширине. Это также открьпиет широкие возможности для применения синхротронного излучения.
Лазерные системы позволяют генерировать световые пучки в широком диапазоне двины волн и плотности потока излучения. Поглощение мощного светового излучения сопровождается процессами тепло- и массопереноса, развитие которых зависит от энермтических и щюстранственио-временных характеристик излучения. При действии сфокусированного мощного лазерного излучения на поверхность материала еещеспо нщревается, гпавится, частично испаряется и ионизируется.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
