3. Нанолитография.

Под литографией понимают совокупность фотохимических и физи­кохимических процессов, используемых для послойного формиро­вания топологического рисунка элементов интегральных схем, а также элементов наноструктур. В процессе литографии осуществляется перенос изображения от шаблона или программы его описывающей к поверхностным слоям планарных подложек.

1. Разрешающая способность.

Из общей физики известно, что при формировании изображения определяющим является разрешающая способность оптической системы. Под разрешающей способностью будем понимать способность приборов, формирующих изображение, давать раздельное изобра­жение двух максимально близких точек исходного объекта.

Еще в 1879 году Дж. У. Релей, исходя из дифракционной теории света, сформулировал критерий (получивший его имя), в соответст­вии с которым изображение двух точек можно видеть раздельно, ес­ли центр дифракционного пятна каждого из них пересекается с кра­ем темного кольца другого (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Распределение освещенности Е в изобра­жении двух точечных источников света.

Источники света расположены так, что угловое расстояние меж­ду максимумами освещенности Δφ равно угловой величине радиуса центрального дифракционного пятна Δθ. В этом случае критерий Релея запишется в виде

Угловое расстояние между центрами дифракционных пятен, или, что тоже, между максимумами освещенности, определяется выражением

где λ - длина волны излучения, D — апертурная диафрагма системы (для линзы –диаметр окна через которое проникает свет).

Если оп­тическая система имеет фокусное расстоя­ние f, то линейная величина предела раз­решения δ определится как

где К₁ называют коэффициентом Релея.

Разрешающая способность растет с уменьшением длины волны излучения λ и с увеличением апертуры D.

В процессах литографии большое значение играет величина, на­зываемая глубиной резкости h, определяемая как

Расстояние вдоль оптической оси в зоне объекта в пределах которого все выглядит резко.

Безразмерные коэффициенты К₁ и К₂ играют существенную роль в литографических процессах. Так уменьшение значения К₁ позволяет повысить разрешающую способность системы, работая в области дифракционных ограничений объектива.

В современных степперах путем совершенствования объективов, фоторезисторов, процессов экспонирования и проявления удается достичь значения К₂ = 0,25 - 0,35.

В зависимости от длины волны излучения и способов получения излучения различают оптическую фотолитографию, электронную литографию, ионную литографию и рентгеновскую литографию. Именно технические параметры процессов литографии, производи­тельность литографических процессов и их экономичность опреде­ляют сегодня стоимость изделий микроэлектроники, а завтра будут определять эффективность производства изделий наноэлектрони­ки — конечно же, при условии использования литографических процессов не только в планарной технологии, но и в создании объ­емных наноструктур при групповой технологии производства.

В современном микроэлектронном производстве работают высо­копроизводительные (~ 100 пластин/час) степперы-сканеры с по­шаговым экспонированием изображения на чип. В них используется оптическое излучение в области глубокого ультрафиолета.