Электронно-лучевая литография

В основе электронно-лучевой литографии лежит избирательное экспонирование чувствительного маскирующего покрытия (электронорезиста) потоком электронов. Длина волны электронов изменяется от 0,01 до 0,1 нм. Электронорезисты позволяют изготовлять элементы с минимальным размером 0,05 мкм. При достаточной энергии электроны способны разрывать межатомные и межмолекулярные связи в позитивном резисте или их объединять в негативном. В электронолитографии используются те же резисты, что и в рентгенолитографии. Электронные пучки управляются магнитными и электрическими полями. Отсюда следует возможность избирательного экспонирования резиста без использования шаблонов, что обусловливает высокую разрешающую способность.

Существует три варианта электронной литографии: проекционная, сканирующая растровая, сканирующая векторная.

При проекционной электронолитографии используется вакуумная камера, внутри которой расположена электронная пушка. Электронная пушка представляет собою трехслойный фотокатод. Основу фотокатода составляет кварцевая пластина, которая прозрачна для ультрафиолетовых лучей. На поверхности кварцевой пластины в масштабе 1:1 образован рисунок из слоя, непрозрачного для ультрафиолетового излучения (хрома, диоксида титана). Поверх этого слоя нанесена пленка материала с высокой фотоэмиссией (палладий, иодид цезия). Фотокатод со стороны кварцевой пластины облучают ультрафиолетом, вследствие чего с участков противоположной стороны, не покрытых маскирующей пленкой, излучаются фотоэлектроны. Далее они ускоряются электрическим полем и с помощью фокусирующей системы проецируют изображение фотокатода на слой электронорезиста. Возможно проекционное экспонирование с уменьшением. При уменьшении размеров элементов возрастает время экспонирования, так как луч небольшого сечения возможно получить только при маленьких токах луча.

Сканирующая электронная литография осуществляется сфокусированным электронным лучом. Теоретически возможно получить луч диаметром около 1 нм, но из-за несовершенства фокусирующих систем, его диаметр значительно больше.

При растровом сканировании луч перемещается по всей поверхности кадра. Он включается и выключается в нужных местах в зависимости от запрограммированной топологии.

Более производительным является метод векторного сканирования: луч перемещается, включается и выключается только в местах, соответствующих элементу топологии.

Основными преимуществами методов сканирующей электронной литографии является: высокая разрешающая способность (0,2...0,3 мкм), которая ограничена свойствами электронорезистов; точность совмещения 0,05 мкм, возможность корректировки эффектов, вызванных искривлением пластин.

Основной недостаток этих методов – низкая производительность вследствие большого времени экспонирования. При уменьшении диаметра луча необходимо снижать его ток и увеличивать количество строк сканирования.

Дата добавления: 2014-01-15