5. Ионная литография.

Ионная литография является спо­собом формирования заданного рельефа или топологии с помощью ионного луча (пучки). По сравнению с электронами ионы такой же энергии более эф­фективно экспонируют резист, и, при этом, значительно уменьшает­ся эффект близости. Хотя ионы гораздо эффективнее создают вто­ричные электроны, средняя энергия вторичных электронов и, соот­ветственно, их диффузионная длина значительно меньше, чем в случае облучения электронами той же энергии. Поэтому эффект близости в ионно-лучевой литографии не является серьезной про­блемой. Поскольку ионы очень быстро теряют энергию, глубина их проникновения намного меньше, чем у электронов.

В ионно-лучевой литографии применяются легкие ионы, такие, как ион водорода (Н⁺ ) и ион гелия (Не⁺). Источником ионов в про­екционных системах обычно служит дуоплазмотрон на легких ионах (Н⁺ или Не⁺). Более тяжелые ионы обычно не применяются, так как их проникновение в резист ограничено намного сильнее, чем легких ионов.

Для создания рисунка в резисте используются три метода: использование коллимированных ионных пучков; использование сфокусированных ионных пучков; использование ионных проекционных систем.

Рис.2.23. Схема установок ионно-лучевой литографии с использованием ионно-проекционной системы (а) и коллимированных ионных пучков(б):

1-источник ионов; 2-ионный пучок;

3-шаблон; 4-коллимирующая система;

5- фокусирующая система; 6-пластина.

На рис. 2,23 приведены схемы установок ионно-лучевой литогра­фии. В ионно-лучевой литографии с маскированием коллимирован­ный пучок ионов направляется на покрытую резистом подложку че­рез шаблон-маску. Слабый эффект близости, высокая чувствитель­ность резиста к ионам и параллельный характер обработки позволяет создавать рисунки с высоким разрешением без потери производительности (рис. 2.23а).

Метод литографии остросфокусированным пучком напоминает сканирующую электронолитографию и характеризуется более точ­ным управлением пучком. Топология формируется непосредственно на резисте и позволяет исключить использование дорогостоящих шаблонов.

Большие потенциальные возможности имеют комбинированные системы с фокусированным ионным и электронным пучками. Напри­мер, с учетом взаимодополняющих свойств ионов и электронов ком­бинированная система могла бы использоваться в литографическом процессе, в котором небольшие элементы экспонировались бы ионным лучом, обеспечивающим минимальный эффект бли­зости, а большие области — бо­лее широким электронным пуч­ком. Исходя из большой глубины проникновения элект­ронов, остросфокусированный электронный пучок в такой сис­теме можно было бы применять для целей совмещения.

Ионно-лучевая литография может быть совмещена с про­цессами локального легирова­ния с целью направленного из­менения типа проводимости.

Система ионной проекцион­ной литографии с очень корот­кой эффективной длиной вол­ны частиц практически не ограничивает разрешающую способность системы. Получено разрешение лучше 100 нм в пределах поля раз­мером 3 мм. В таких системах достигается плотность ионного тока порядка 1 мА/см² по сравнению с плотностью 1 А/см² в системах острофокусной ионно-лучевой литографии. Благодаря параллельно­му характеру процесса ионной проекционной литографии экспони­рование одного чипа может составлять несколько секунд.

Добавить из других книг.