11. Електронно-променева літографія

В основі електронолітографії лежить вибіркове експонування чутливого маскуючого покриття ( електронорезиста ) потоком електронів. Існує три варіанти електронної літографії: з одночасним експонуванням всього шаблону, растровим або векторним скануванням. Всі три варіанти базуються на взаємодії пучка електронів з фото- чи електронорезистом, яка приводить до збудження та іонізації молекул резистів.

При електронно-променевому експонуванні рисунку застосовують вакуумні установки з внутрікамерною електронною гарматою, яка є тришаровим фотокатодом, що виконує одночасно роль джерела електронів і роль шаблону. Цей вид електронолітографії називається проекційним. Для виготовлення фотокатода використовується полірована кварцева пластина, на поверхню якої в масштабі 1:1 наноситься рисунок з діоксиду титану.

На діоксид титану наноситься суцільний шар ( до 4 мкм ) паладію. Електрони прискорюються електричним полем і з допомогою фокусуючої системи зображення проектується на шар фоторезиста.

Суміщення шаблону з пластиною проводиться з допомогою відхиляючої системи, яка дозволяє зміщувати проектоване зображення в площині пластини. Схема електронно-променевої літографічної установки показана на рис. 2.

Рисунок 2 - Спрощена схема установки для електронно-променевої літографії:

1 - електронна гармата; 2 - переривач променя; 3 - відхиляючі котушки лінзи; 4 - вакуумна камера; 5 - підкладка з нанесеним електрорезистом; 6 - столик.

Суміщення шаблону з пластиною проводиться з допомогою відхиляючої системи, яка дозволяє зміщувати проектоване зображення в площині пластини.

Основними перевагами методу електронної літографії є: висока виділяюча здатність ( 0,2-0,3 мкм ), яка обмежена властивостями електронорезистів; точність суміщення до 0,05 мкм; можливість корекції дефектів, пов'язаних з викривленням пластин.

Недоліком методу є висока вартість обладнання і низька продуктивність, зумовлена великим часом експонування, що частково усувається при використанні багатопроменевих установок для проведення електронної літографії.

12. Іонна і голографічна літографія

Технологія іонної літографії перебуває на ранній стадії впровадження, хоч перші установки з'явились ще у 1980 році. Вона дозволяє отримувати тонші лінії, ніж з допомогою відомих літографічних методів. На відміну від Х - променевих, іонні промені можуть бути легко сфокусовані, що підвищує роздільну здатність. Іонна літографія з використанням іонно-проекційних систем із сфокусованих пучків має ряд переваг. Пучки протонів значно менші, ніж електронні, і не зазнають впливу паразитних електронних полів через свою велику масу.

Метод іонної літографії аналогічний нанесенню рисунка з допомогою скануючого електронного променя і відзначається точнішим керуванням. Додатковою перевагою є створення рисунка безпосередньо на резисті.

Перевагами методу іонної літографії перед вищеописаними є: вища виділяюча здатність ( до 0,03 мкм ); повна сумісність його з основними операціями виготовлення ІМС і ВІС ( іонним травленням, імплантацією домішок в пластину ), висока продуктивність процесу за рахунок високої чутливості іонорезистів; наявність розробленого і порівняно дешевого іонно-променевого обладнання.

Голографічна літографія, яка стала застосовуватися з удосконаленням лазерної техніки для експонування рисунків, які мають періодичну чи квазіперіодичну структуру. Базується вона на принципі отримання інтерференції на пластині від двох лазерних променів, спрямованих під кутом до нормалі пластини. В результаті отримується модульована інтенсивність опромінення. Там, де більша інтенсивність, негативний резист полімеризується ( зшивається ), а неопромінений резист усувається травленням з поверхні пластини. Сформовані таким чином дифракційні ґратки можуть бути використані, як фокусуючі елементи для формування зображення з малими розмірами - біля 10 нм.