Лекции по наноматериалам и нанотехнологиям
жүктеу/скачать 12,63 Mb. Pdf көрінісі
|
Nanomateriali i nanotehnologii bak
| 2.8.3. Нанолитография
Нанолитографией (литография на нанометровом масштабе) называется нанесение на подложку рисунка, один из размеров которого лежит в нанодиапазоне до 100 нм. Литографией в микроэлектронике называют различные методы микрогравировки диэлектрических, металлических и полупроводниковых слоев, используемых при изготовлении интегральных микросхем (ИМС). Основным методом в технологии ИМС в настоящее время является фотолитография - фотохимический метод микрогравировки. Кроме оптической литографии, в зависимости от источника излучения, используются рентгенолитография, электронолитография и ионолитография. Это лучевые и пучковые методы литографии. Оптическая проекционная литография: изображение фотошаблона (маски) проектируются на поверхность фоторезиста с помощью специальной оптической системы. см. рис. 2.10. Рис. 2.10. Взаимное расположение элементов проекционной системы. [6] Разрешающая способность . Разрешающая способность метода фотолитографии называется число линий N одинаковой ширины min a разделенных промежутками той же ширины, которое можно получить на 1 мм поверхности резиста min 1000 2 N a мкм . На практике под разрешающей способность подразумевается характеристика min a . Фотолитография имеет физический предел разрешающей способности. Он определяется для проекционной системы дифракционным критерием Рэлея (изображение двух близко расположенных точек видны раздельно) min sin k a n , где 0,3 0, 6 k для УФ –излучения, -длина волны излучения n -показатель преломления, -половина апертурного угла выхода, sin n -числовая апертура. Проекционная система работает с уменьшением рисунка шаблона (обычно4:1), см. рис. 2.10. 112 При данной длине волны можно отобразить детали на поверхности фоторезиста размером до половины длины волны. До 2003 г. в фотолитографии применялась длина волны 248 нм излучения фторкриптонного KrF - эксимерного (активная среда – молекулы галогены инертных газов) лазера, чему соответствует min 120 a нм . Нанолитография в дальнем экстремальном вакуумном ультрафиолете (ЭУФ) . Излучение (ЭУФ) лежит в диапазоне 10-50 нм, и граничит с мягким рентгеном 0,5-10 нм. Эта нанолитография предназначена для изготовления микропроцессорных интегральных микросхем сверхвысокого уровня интеграции до 10 8 -10 10 элементов на кристалле. Принцип действия ЭУФ – нанолитографа. Пошаговое экспонирование чипов при помощи проекционной отражательной оптической системы с последующим сканированием, схема на рис. 2.11. Рис. 2.11. Принципиальная схема ЭУФ - нанолитографа [6] Устройство состоит из четырех главных блоков. 1.Источник УФ излучения - это 50-100 микронное облачко вещества мишени (источник 6) в плазменном состоянии при температуре 10 6 К, ионизированное до 10-20 крат. Плазма создается импульсным лазерным излучением 1 при его взаимодействии с мишенью, используют излучение ксенона 10 Хе . 2.Узел маски.3. Поверхность шаблона - плоское зеркало с брэгговским покрытием. На его поверхности наносится поглощающий слой вольфрама, таллия, хрома , , W Ta Cr , в котором гравируется увеличенный рисунок ИМС. 3.Оптическая система состоит из конденсора 2, объектива 4, Конденсор направляет излучение на шаблон 3. Объектив переносит уменьшенное изображение рисунка маски шаблона на поверхность пластины 5, покрытой резистом. Зеркала конденсора и объектива имеют расчетную кривизну и брэгговские покрытия, состоящие из нескольких десятков чередующихся слоев молибдена и кремния толщиной / 4 . Покрытия обеспечивают высокий 113 коэффициент отражения, максимум которого достигается при длине волны 13.4 нм. 8-зеркальный промышленный ЭУФ-литограф сможет обеспечить апертуру 0, 4 и разрешение 20 нм . 4.Образец с нанесенным резистом 5 на рис. 2.11. Здесь необходимы специальные резисты с высоким контрастом и чувствительностью. Например, кремний - водородные (силановые) полимеры, неорганические резист селенид мышьяка ( AsSe ). Рентгенолитография позволяет достигать разрешения до 15 нм при использовании источника излучения с длиной волны 1 нм. Электронно-лучевая литография для построения рисунка использует пучок электронов. Это медленный последовательный процесс в отличии фотолитографии, в которой рисунок наносится сразу на всю поверхность. жүктеу/скачать 12,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|