Щука А.А. Электроника (2005) (1152091), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Эти установки именж относительно простые системы совмещения, где ис- з пользуются чувствительные (- 5 Дж)см ) негативные ретягеаорешюшы со временем экс. понирования более 1 мин. На таких установках возмозкно получение линии рисунка с характерным размером 0,5 — -1,0 мкм. Одновременно ведутся исследования, направленные на разработку установок литографии на основе синхротронных источников рентгеновского излучения очень высокой интенсивности. Их применение позволит резко повысить производительность. Однако в этом случае необходимы более сложные системы совмещения, а также менее чувствительные з позитивные рентгенорезисты (-300 Дж)см ).
Прн этом возможно изготовление многослойных структур статических неоднородностей с размерами элементов 0,05 — 0,5 мкм. Установки с пошаговой мультнптпкаяяен изображены на рис. 5,10. В установках этого класса используются излучатели с аращанлцимися анодами из меди, алюминия, молибдена, кремния, пвлладия, серебра. Сфокусированный на такой анод пучок электронов, взаимодействуя с материалом анода, генерирует рентгеновское излучение.
При этом анод обязательно охлаждается водой. Пройдя через рснтгсношаблон, излучение формирует на подложке рисунок. а) б) Рнс. бдо. Схема с пошаговой мультнппнквцнен (а) н рентгеношвбпон на основе кремния (б)' 1 — анод; 2 — устройство вращения анода; 3 — пучок рентгеновского излучения; 4 — рентгеношабпон; б — подложка Излучатель размещен в специально сконструированной вакуумной камере с бериллиевым окном. Ввиду отсутствия эффективных сне~ем формирования рентгеновского излучения используется расходящийся пучок излучения. Геометрические параметры установк~ оптимизируют таким образом, чтобы сократить время экспонирования и получить минимальную размытость изображения (В.=ЬЫ)Л) и искажение геометрии рисунка ()у =б). ) ъ 4).
Время экспонирования на каждом шаге в рензтенографии обычно на дв" порядка больц~е, чем в фотолито~рафии. В метоле рентгенолитографии отсутствуют про блемы фокусировки и эффекты отражетцзя и рассеяния, которые ограничивают возможн~ сти фото- и электронной литографии. Этот метод позволяет получать топологию с верти- кальными стенками. в" б, Технология производства интегральных схем 313 Одной из важных задач в рентгенографии является изготовление шаблонов (рис.
5 10, б). к(атсриаль> подложек и защитных слоев выбираются с учетом соответствия их спектральных характеристик свойствам рентгеновского <алучения, применяемого в установке с ~аданным материалом анода. Так, материалом подложек могут служить Вс. В>й Я>)ч„ЯО>, д(>О> и органические полимерные материачь< типа майлара и полиамила. В качестве заШитных слоев Рекоменлуется использовать Ац, Р<, Ве, Ег и т. д. Особенностью конструкции рентгеношаблона является использование в качестве подло-,кек мембран микронной толщины.
Это позволяет обеспечить достаточно хорошее пропускание излучения, но существенно усложняет технологию изготовления, а также использования рентгеношаблонов. Рентгеношаблоны изготавливаются методом электронной литографии. В рентгенолитографии с сияхротрот>ыж полю <явися> имучеяия вместо обычного источ><ика Х-лучей используется излучение релятивистских электронов, циркулирующих по замкнутой орбите в ускорителе-синхротроне или электронном накопительном кольце.
Синхротронное излучение возникает при движении релятивистских электронов в магнитном поле по круговым орбитам. энергия электронов должна быть большой величины Е ьэ Вз — л>ос.. где я>,- — масса покоя электрона, с — скорость света. Достигнув нужной энергии, электроны выводятся из синхротрона. Спектр синхротронного излучения зависит от энергии электронов. Синхротрон><ое излучение характеризуется высокой интенсивностью Е = 10" эВ и малой расходимостью пучка. Установка рентгенолитографии с синхрогронным источником показана на рис.
5.11. в) а) б) рис. бд<, установка рентгвнолитографии с сиихротронным источникам: > — накопительное кольцо с орбитами электронов; 2 — сканирующее зеркало; 3 — гепиевая камера, 4 — берилпиевое окно, 6 — реитгеношаблон; 6 — кремниевая пластина; т — электронные орбиты, 6 — зона экспонирования ~сгочником интенсивного Х-излучения является электронное накопительное кольцо. Оно "редставляет собой замкнутые (как правило, круговые) орбиты электронов, По этим орбитам циаме~ром й 10 м электроны циркулируют в течение десятков часов, накапливая 'энергию. На ~акопительнь>е кольца имеют октагональную конфигурацию и могут генерировать разичные пучки излучения. Пучок генерируемого излучения — длительный и узкий ("нс 5.11, б).
Если воздействоват>, на него магнитным полем и придать электронам волнообразное даня<ение, то можно увеличить ширину пучка излучения (рис. 5.11, е). Часть П. Микроэлектроника Вще одним источником рентгеновского излучения может служить лазерная плазма, воз п»кающая при воздействии интенсивного лазерного излучения на металлическую мишень, Сравнительные характеристики источников рентгеновско~о излучения приведены табл. 5.3. Таблица 5.3 Яркость, 2 размер мкм фотон!(ем е) Источник 0,83 Непрерывьчлй 2х10н 0,3 0,8 Трубка с Л! катодом !Р и 0,25 кВт) ол.
-» > 1 0' ! 0,3 — 0,8 0,1 — 0,8 Импульсныи ! 1епрерывный 2х!О Синхротропнос излучение ! 0,3 (Е и 1,5! эВ) 5.3.4. Ионная литография Ртоппал лвпюграфвя представляет собой современный высокоразрешающий ътгод созда ния топологии микроструктур с использованием ионных или протонных пучков излуче ния. Масса ионов значительно больше массы электронов, поэтому пучки протонов или ионов значительно меньше подвержены влиянию паразитных электрических полей. По этой же причине ионные пучки легче фокусировать и коллимировать. Из-за отсутствия эффекта близости ионно-оптическая фокусировка позволяет хорошо фокусировать изображение и исключать возникновение полутеневых искажений. Вследствие большого сечения пучка протонов и высокой чувствительности позитивного резиста к протонному излучению экспонирование происходит за доли секунды, что позволяет создать процессы высокой производительности, Известны три метода ионно-лучевых литографических (ИЛЛ) процессов: использование коллимированных управляемых ионных пучков; использование сфокусированных ионных пучков !ФИП); использование ионно-проекционных систем, Схема ИЛЛ с коллмвкроеаппыл копнет пучкоэ< аналогична системе рентгенолигографни с зазором и приведена на рис, 5.12.
Пластина, на которой необходимо создать заданную топологию, покрывается слоем роз" ста и экспонируется через шаблон, помещенный возле нее с небольшим зазором. Экс~~ нирование производится путем сканирования коллимированным протонным пучком.
Т" Ток пучка с сечением 1 см достигает ! мкА, энергия протонов в пучке составляет !50 -50 кэВ. При такои энергии протоны имеют малую длину пробега в материале ионоша шаб- лона и ионы сильно поглощаются. Наиболее удооен ионошаблон с отверстиями на ьзе~ экспонируемых участков. ! Метол литографии остросфокуснрованного пучка напоминает сканирующую элелгрон но- литографию, однако отличается более точным управлением пучком с применением эле" 5. Технология производства интегральных схем 315 тросгатических систем !Рис.
5.12, б). Топология создается непосредственно на резисте, что позволяет исключить изготовление шаблонов. Основными проблемами реализации этого метода ИЛЛ являются эффекты расхождения пучка из-за высокой плотности тока, яркости ионных источников, а также хроматической аберрации, б) Рис. ба 2, Схема установок ИЛЛ с использованием коллимированиых ионных пучков !а) и ионне-проекционной системой ! — источник ионов; 2 — ионный пучок; 3 — ионошабпон; 4 — колпимирующая система, б — фокусярующая система; б — подложка Метод ИЛЛ с4окусирооаяиых тбчхое может быть использован для изготовления масок для рснтгенолнтографии и вполне конкурентоспособен, например, с электронно-лучевой литографией. Созланные технологические установки позволяют получить ширину линии 0,4 — О,! мкм.
Системы ИЛЛ со сфокусированным пучком могут объединяться с электронно-лучевыми системами литографии. Принцип работы систем ионне-лучевой проекционной литографии аналогичен принципу работы проекционных ус~ановок фотолитографии с пошаговым экспонированием. Ионные пучки могут быть использованы не только для экспонирования, но и для одновременного проведения процессов имплантационного легирования, ионного травления, а также в ряде других процессов создания субмикронных структур.
$.3.5. Лазерная литография Среди рассмотренных видов излучения, используемых в литографии, весьма перспективным является лазерное когерентное излучение. Оно обладает высокой спектральной яркостью, возможностью концентрации энергии до высоких уровней (ы 10 Вт!см). Однако пионерские разработки лазерного оборудования в области литографии еше недостаточно зарекомендовали себя в производстве. В настоящее время применение лазеров в литографических технологических процессах и оборудовании происходи~ по нескольким направлениям: установки непосредственного экспонирования фоторезиста; лазерные установки для изготовления промежуточных шаблонов; голографические системы контроля и ретуши фотошаблонов. Перспективными разработками стали фотолитографические установки на основе эксимерных лазеров, генерирующих в УФ-области спектра излучения.
Часть!б Микроэлектроника 5.4. Процессы локального изменения свойств полупроводников 5.4.1. Эпитаксий Эпппгакспп (от греческого ер/ — — на, над и гати — расположение) представляет собой процесс наращивания монокристаллических слоев вещества на подложку (кристалл), при котором кристаллографическая ориентация наращиваемого слоя повторяет кристш1ло графическую ориентацию подложки. различают гетероэпитаксию и гомоэпитаксию. Процесс гамоэтппаксип или автоэпптаксаи позволяет получать наращиваемые слои с составом, аналогичным подложке или отличающимся только от нее примесными свой ствами. Процесс гггпераэнишаксип позволяет получать слои с различными относительно подлож- ки свойствами как по химическому составу, так и по кристаллической структуре.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
