L_10 (1063188), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Water has anindex of refraction n = 1.47, absorption of <5% at working distances of up to6mm, is compatible with photoresist and lens and in it’s ultrapure form is noncontaminating.Next Generation Lithography (NGL)1.Экстремальная УФ литография2.Электронно-лучевая литография3.Ионная проекционная литография4.Рентгеновская литография5.Совершенно новые видыЭкстремальный УФИсточник 13.4 nmТолько отражающая оптикаПроекционное уменьшение(до 4 раз)Step and scan printingИспользуются стандартныеоптические возможности:облучение не по оси, фазосдвигающие маски, OPCФункционирует в вакуумеLaser plasma sourceVery expensive systemЭкстремальный УФИзготовление масок(на отражение) –наиболее сложнаязадачаЭлектронно-лучевая литографияДифракционный предел не влияет на разрешение (l < 1 Å for 10-50 keVelectrons)oРазрешение определяется рассеянием электронов и размерами пучка(can reach ~ 5 nm)oДве операционные моды:oПрямое «рисование» сфокусированным пучкомoЭлектронная проекционная литография :EPLoПроблемы:o Прямая: маленькая скорость, только для НИРoПроекционные сканеры (under development)oИзготовление масок (under development)oОбратное рассеяние электронов – уменьшение разрешения-6 –10-10 torr) –медленно и дорогоoУльтравысокий вакуум (10oПроекционная система с уменьшением изображенияЭлектронно-лучевая прямая литографияПреимущества:(1) Разрешение субмикронное(2) Автоматизированная иконтролируемая с высокойточностью(3) Большая глубина фокуса(4) Без масокНедостатки:Крайненизкийвыход:(approximately 5 wafers / hourat less than 0.1 µ resolution).Использование:НИРИзготовление фотомасокЭлектроны рассеиваютсяна резисте и в подложкеРассеянные электронытакже «засвечивают»резистВзаимодействиеэлектронов сподложкой&резистомприводит к увеличениюразмеров элементов:100 Å e-beam become 0.2µm line«Прямая» е-литография по резистуDevice is just like an SEM with– On-off capability– Pixelation– Accurate positioning– E-beam blurИсточники для электронной литографииThermionic emitters:Electrons “boiled” off the surfaceby giving them thermal energy toovercome the barrier (workfunction)Field Emitters:Takes advantage of the quantummechanical properties ofelectrons.Electrons tunnel out when thesurface barrier becomes verynarrowPhoto Emitters:Energy given to electrons byincident phtonsOnly photo-electrons generatedclose to the surface are able toescapeОГРАНИЧЕНИЯ ПРОЕКЦИОННОЙ ЭЛЛ:1.Термический нагрев маски.2.
Большие числовые апертуры.Понимание ограничений адсорбционной ЭЛЛпривело к появлению новых проекционных ЭЛЛсистем, одна из которых получила названиеSCALPEL. Главное отличие новых систем отпредыдущих заключается в использовании новоготипа масок. Маска системы SCALPELпредставляет собой набор мембран,изготовленных из легких элементов, с высокойпроницаемостью для электронов.
Рисуноксоздается пленками из тяжелых элементов сбольшой отражательной способностью.SCALPEL® (SCattering with Angular Limitation ProjectionElectron-beam Lithography)EPL is e-baem with a mask for high-throughputThe aspect of SCALPEL which differentiates it fromprevious attempts at projection electron-beam lithographyis the mask.
This consists of a low atomic numbermembrane covered with a layer of a high atomicnumber material. While the mask is almost completelyelectron-transparent at the energies used (100 keV),contrast is generated by utilizing the difference in electronscattering characteristics between the membrane andpatterned materials.Электроны проходящие через мембраны рассеиваютсяна малые углы, тогда как рисунок рассеиваетэлектроны на большие углы. Апертура, расположеннаяв обратной фокальной плоскости полевой оптическойсистемы пропускает электроны, рассеянные на малыеуглы и не пропускает электроны, рассеянные набольшие углы, что приводит к формированию наподложке высококонтрастного изображения.
При этомв маске не происходит значительного поглощенияэлектронного потока, что минимизирует тепловуюнестабильность маски.Рентгеновская литографияРентгеновская литография является разновидностью оптической бесконтактной печати,в которой длина волны экспонирующего облучения лежит в диапазоне 0.4 - 5 нм. Несмотряна то, что при рентгеновской литографии используется бесконтактная экспонирующаясистема, проявление дифракционных эффектов уменьшено за счет малой длины волнырентгеновского излучения.Основная цель разработки метода рентгеновской литографии заключалась ввозможности получения высокого разрешения и в то же время высокойпроизводительности оборудования. Кроме того, за счет малой величины энергии мягкогорентгеновского излучения уменьшается проявление эффектов рассеяния в резистах иподложке, следовательно, нет необходимости в коррекции эффектов близости.Поскольку рентгеновские лучи практически не поглощаются загрязнениями, состоящими изкомпонентов с малым атомным номером, то наличие загрязнений на шаблоне не приводитк возникновению дефектов рисунка на резисте.
Кроме того, вследствие низкогопоглощения рентгеновского излучения рентгеновский резист большой толщины можетбыть однородно экспонирован на всю толщину, в результате чего в его объеме у оконформируются вертикальные стенки, точно повторяющие рисунок шаблона.Так как изготовление рентгеновских оптических элементов связано с определеннымитрудностями, применение рентгеновской литографии ограничено теневой (негативной)печатью.
Разрешение, получаемое при использовании метода рентгеновской литографии,ограничено геометрическими эффектами.Next Generation Lithography: xRaysX-ray lithography employs a shadowprinting method similar to opticalproximity printing. The x-raywavelength (4 to 50 Å) is much shorterthan that of UV light (2000 to 4000 Å).Hence, diffraction effects are reducedand higher resolution can be attained.For instance, for an x-ray wavelength of5 Å and a gap of 40 µ, R is equal to 0.2µ.Becamse very important in MEMS:LIGADespite huge efforts seems abandonedGrenoble Synchrotronfor NGL for nowNext Generation Lithography: xRaysTypes of x-ray sources:– Electron Impact X-raysource– Plasma heated X-ray source» Laser heated» E-beam heated– Synchrotron X-ray sourceNext Generation Lithography: x-RaysMask: Needs a combination ofmaterials that are opaque(heavy element, e.g.
Au) andtransparent (low atomic massmembrane, e.g. BN or S3N4) tox-raysMask written by e-beamDiffraction is not an issue(shadowing is, see nextviewgraph)Masks difficult to make due toneed to manage stressDust less of a problem becausethey are transparent to x-raysNext Generation Lithography: x-RaysOn account of the finite size ofthe x-ray source and the finitemask-to-wafergap,apenumbral effect results whichdegrades the resolution at theedge of a feature.An additional geometric effectis the lateral magnification errordue to the finite mask-to-wafergap and the non-verticalincidence of the x-ray beam.The projected images of themask are shifted laterally by anamount d, called runout. Thisrunouterrormustbecompensated for during themask making process.Next Generation: Ионная литографияРассеяние ионов гораздоменьше, чем электронов,поэтому достижимобольшее разрешениеПроблемы:– Источники ионов (e.g.Gallium)– Маски– Фокусировка– На сегодня менееразвиты, большаястоимостьIon sourceIon beamMaskElectrostaticlens system(4:1 reduction)ReferenceplateStep-and-scanwafer stageVacuum chamberNext Generation: Ионная литографияРазрешение ионной литографии выше, так как дифракционный пределдальшеРезисты боле чувствительны к ионам, чем к электронамВозможна прямая (безрезистная) литографияСегодняшнее применение: корректировка масокУширение пучка наглубине 0.4 мкм порядка100 нмНовые типы литографии•Нано-пресс-литография•Dip-pen•зондовыеНано-Пресс-литографияSoft lithography:– Replication of a “masterpattern” using PDMS(stamp)– Inking the stamp withmolecules (thiols,thioethers, alkoxysilanes,chlorosilanes, etc.)– Contact the stamp with thesubstrate surface– Monolayer formation atregions of contactНано-Пресс-литография.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
