Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 65
Текст из файла (страница 65)
как технологический процесс больших потенциальных возможностей электронолитогра. фия получила признание во второй половине 60-х годов, а практические работы относятся к концу 70-х — началу 50-х годов (рис. 5.4, кривая 5). В основе электронолитографии лежит явление негермического воздействия электронных лучей на материал ревиста, чувствительного к потоку электронов. Метод элелтронолитографии представляет собой комплекс технологических приемов, позволя!ощий создать технологический рисунок на пластине. Сделать это можно двумя путями. Г!ервый путь заключается в последовательном экспонировании каждого элемента топологии. Этот метод получил название последовательной или сканир)довгей элекшронной лншографии.
Второй путь предусматривает передачу на пластину полного изображения шаблона с помощью электронных лучей. Этот метод называется нраекинанной элекзнрсннсй ляпсграфией. В обоих методах используется экспонирование резиста пучком электронов с его посз!едующим проявлением.
При этом резист должен быть чувствителен к электронному потоку. Известно, что длина волны двимгушегося электрона (в нм) определяется соотно!пением: ЗР9 5 уехнология производства интегральных схем положению обрабатываемых пластин, что особенно важно для технологии пластин боль- Л1ОГО ДИаМЕтра.
В процессе электронной литографии из производства исключается изготовление промс- гугочных шаблонов, что существенно упрощает технологию, повышает производнгсль„ость труда, расширяет конструктивные возможности и снижает стоимость производства. Дело в том, что при электронно-лучевом экспонировании локализация процесса азанмодеггсгвия безынерционных электронов на резисте осуществляется с помощью электрнчекнх и магнитных полей, управляемых встроенной ЭВМ.
Поэтому в процессе обработки ,ожно мгновенно н с большой точностью выбирать любую точку обрабатываемой поверхносги , Эдектроны в пучке характеризуются малой ш1иной волны излучения, но значительной кинетической энергией. Поэтому электронными потоками можно экспонировать как обычные фоторезисты,так и электронорезисгы. гкагггх)зукэглол электродная лгглгогрпг)ггя являезся непосредственным методою генерирования топологии с высокой разрешающей способностью. В этом методе рисунок топологии вычерчивастся с помощью электронного луча малого сечения, управляемого микропроцсссором. Электронно-лучевые системы метода сканирования имеют две подсистемы: подсистему формирования н отклонения луча и подсистему генерирования рисунка и управления движением.
В подсистеме формирования луча создастся круглый луч с гауссовым распределением плотности энерщги илн специально расформированный луч с квадратным сечением (рис. 5.7). В подсистемах, формирующих электронный луч с гауссовым распределением (рис. 5Л, а), используется обычный подход, принятый для формирования электронного зонда в растровом сканирующем микроскопе.
На поверхности пластины получается уменьшеннос изображение. Возможности такого луча достаточно широки и определяют изменения фокусного расстояния линз. Диаметр луча вьюирается равным примерно четверти минимальной ширины нужной топологической линии на рисунке. е) б) рис. 8.7. Схемы формирования пуча с гауссовым распределением энергии по сечению (е) 2— и специальным сформированным лучом (б) квадратного сечения; 1 — электронная пушка, — апертура рассеяния, 3 — квадратная формирующая апертура.
и — первая коиденсор~ая линзе; 8- — пеРвая уменьшающая линза, 8 — устройство гашения луча, г — вторая кондеисорнзя линза, — апертура, ограничивающая пуч; р — вторая уменьшающая линза 10 — отклоняющие устройства; 11 — оконечная линза, 12 — стоп с пластиной Часть 0. Микроэлектроника 310 В подсистемах с квадратным сечением луча (рис. 5.7, б) источник электронов освещае~ квадратное отверстие в центре конденсированной линзы 3, которая создает изображение на входном зрачке конденсорной линзы 7. Использование уменьшающей линзы 9 и око. печной линзы 11 позволяе~ создать на пластине луч квадрат»»ого сечения. Размер квадратного луча обычно приближают к нормальной топологической ширине. Методы сканирования луча приведены на рис. 5.8.
б) а) а) рис. 8.8. методы сканирования пуча растровый (а) и векторный (б), векторно-растровый (в), векторное сканирование с дополнительным оконтуриванием (г) Высокое качество изображения па пластине постоянно контролируется и оперативно регулируется относительно электронного луча. Совмещение изображения осуществляется сканированием специальных маркерных знаков, представляющих собой прямоугольники или кресты из материала с большим атомным номером. Момен~ пересечения маркерного знака электрическим лучом фиксируется соответствующим детектором электронов.
П)»оек»1»»о»»»»ол электрош»оя литография использует широкий электронный пучок, проходящий через шаблон и воспроизводящий его изображение на покрытой слоем резиста пластине. Г!Роекцио»»нь»е системы конструктивно проще потому, как данные о топологии для кажлой экспозиции хранятся не а управляющем электронном устройстве, а заложены в маске.
Разработаны два типа проекционных систем: с сохранением масштаба (1:1) и с редуцированием (1О:1) и мультипликацией. В проекционных системах с сохранением размеров используется принцип высокоразрешающего оптико-электронного преобразователя. Фотокатод или фотошаблон, с которого переносится изображение, предварительно изготовляется с помощью сканирующих сис- тем (рис. 5.9, а).
Фотокатол, маскируемый тонким металлическим рисунком, эмитирует электроны, которые ускоряются высокил» напряжением (20 кВ). Однородное магнитное поле фокусирует фогоэлектроны на анод (образец-пластина). Положение изображения определяется путем собирания характеристического рентгеновского излучения отметок на пластине, В этом случае фогокатод маскирую~ так, что освещенными остаются только метки совмещения. Редукционная система с уменьшением масштаба изображения представляет собой элек тронно-оптический аналог редукционной проекционной оптической камеры (рпс. 5.9, б) Пучок электронов из электронной пушки 7 формируется электродами 8 и кондеисорным»» линзами 9 в широкий поток, попадающий на маску 10 из фольги. Проекционные линзы 11 " зпертура позволяют сформировать на пластине б уменьшенное изображение.
РазмеР поля ограничиваешься величиной порядка нескольких миллиметров, и для экспозиции очс Рваного участка производится шаговое перемещение пластины. Маска представляет собой своболпо подвешенную металлическую фолыу. для совмеше ния в установке используегся сканирующий режим работы, при котором освещающий 5, 1ехнологил производства интегральных схем луч фокусируегся на маске и пронзволит се сканирование.
Изготовление маски являешься ~есьма трудоемкой операцисгэ и по существу определяет успех дела. В качестве маски ,ожно испол~зоват~ сочетания фотокатода с ускоряющей структурой. Рис. 9.9. Электронные проекционные системы с сохранением масштаба (а) и с редуцированием изображения (б).
1 — обмотка магнита, 2 — детекторы рентгеновского излучения; 3 — фотокатод с маской; 4 — электроны; 5 — УФ-источник; б — спой электронного ревиста на брппастиие, т — электронная пушка; 6 — электроды гашения пуча; 9 — конденсорные линзы; 10 — маска; 11 — проекционные линзы, 12 — апертура и катушка совмещения При проекционном способе переноса изображения с уменьшением поле изображения невелико и трудно преодолеть искажения формы изображения, вызываемые внешними и внутренними паразитными электрическими и магнитными полями.
Этот способ следует рассматривать как перспективный лишь для создания топологии в устройствах, где не требуется высокой точности совмещения. Для проекционных установок радиус пятна г( выражается соотношением г( = Е, ( (1. где Е,, — энергия эмитированных электронов (- 0,1.—.0,2 эВ), 15 — напряженность электрического поля (-1О В!см). В этом случае возможно получение размера пучка порядка 4 -2 бх(0 мкм и разрешения — 0,2 мкм. Соответственгю такого жс размера можно получить и линии рисунка.
Проекционная электронолитография более производительна, чем сканирующая. По разрешающей способности сканирующая электронолитография превосходит проекционную. К тому же шаблоны для проекционной элехтронолитографии конст- РУктивно слоэкны и трудоемки в изготовлении. Электронная литография в области субмикронной технологии может конкурировать фотолитографией, несмотря на значительную стоимость установок (рис. 5.4, кривая 4). ц 3.3. Рентгенолитография енпмеяолггпгогриг(г~гэг представляет собой современный высокоразрешагоший метод создания топологии микроструктур с использованием рентгеновского излучения. Это тот метод напоминает фотолитографическую контактную печа~ь с зазором н использует ко Ротковолновое рентгеновское излучение с длиной волны й — 0,4 — 2,5 нм.
На рентгенолитографических установках моя<от бьшь получено разрешение — 0,05 — 0,5 мкм. Малая Часть П.Микроэлектроника „нергия мягкото рентгеновского излучения позволяет избежать рассеяния и поглощения, зЛетод нечувствителен к частицам пыли вещества с малым атомным номером, к электрическому заряду на шаблоне или подложке. работы по созданию технологических установок рентгенолитографии развиваются по двум независимым направлениям. Первое направление связано с конструированием установок пошагового мультиплицирования с использованием традиционных источников рентгеновских излучений в диапазоне О 4 — 1,3 нм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
