11.3.5. Ионная литография.
Ионная литография является способом формирования заданного рельефа или топологии с помощью ионного луча {пучка).
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 электро-нами той же энергии. Поэтому эффект близости в ионно-лучевой литографии не является серьезной проблемой. Поскольку ионы очень быстро теряют энер-гию, глубина их проникновения намного меньше, чем у электронов.
В ионно-лучевой литографии применяются легкие ионы, такие, как ион водорода (Н+) и ион гелия (He+). 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.
На рис. 11.3.12 приведены схемы установок ионно-лучевой литогра-фии. 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. 11.3.12,а).
М
етод
литографии остросфокусированным пучком
напоминает сканирующую электронолитографию
и характеризуется более точным управлением
пучком. Топология формируется
непосредственно резисте
и позволяет исключить использование
дорогостоящих ионов.
Большие потенциальные возможности имеют комбинированные темы 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 минималь-ный эффект близости, а большие области — более широким электронным пучком. Исходя из большой глубины проникновения электронов, остросфокусированный электронный пучок в такой системe 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 параллель-ному характеру процесса ионной проекционной литографии экспониро-вание одного чипа может составлять несколько секунд.