2.2.3.Проблемы электронолитографии

Реализация высокой разрешающей способности при использовании ЭЛЛ во многом зависит от качества используемых злектронорезистов, которые должны обеспечивать получение однородной бездефектной плёнки на подложке с помощью таких простых методов, как центрифугирование, пульверизация, окунание.

Энергия, затрачиваемая электронным лучом на разрыв или образование химических связей в пленке электронорезиста (напряжение 10-20 кВ), очень велика по сравнению с энергией ультрафиолетового облучения, поэтому обычные фоторезисты непригодны для ЭЛЛ. В качества позитивного электронорезиста часто используют полиметилметаакрил (ПММА), позволяющий получить разрешение 0,1 мкм, однако имеющий недостаточную чувствительность и плохие динамические свойства. В настоящее время разработано много новых позитивных злектронорезистов, в том числе и на основе новолачной смолы, обладающих помимо высокой разрешающей способности термостойкостью, стойкостью при травлении и плазменной, обработке, высокой чувствительностью и простотой операции проявления.

При проведении процессов ЭЛЛ наблюдается целый ряд эффектов, которые также влияют на разрешающую способность процесса. Во-первых, это "эффекты близости". При проникновении электронного луча в резист и подложку электроны подвергаются рассеянию (Рис. 4).

Рис. 4 Эффекты рассеяния электронов в покрытом резистом подложке: 1 -электронный луч; 2 - формируемая полоса в резисте; 3 - действительное изображение в резисте; 4 – подложка.

При этом возможна передача энергии на несколько микрон от центра экспонирующего электронного пятна. Резист суммирует вклады энергии от всех окружающих областей, и суммарная поглощенная энергия зависит от близости соседних экспонируемых областей. Это явление и называют эффектом близости (Рис. 5).

Рис. 5. Эффекты близости при экспонировании: 1 - внешний; 2 – внутренний.

Из-за эффектов близости углы элементов не проявляются до положений, определяемых конструкцией. Такой эффект называют внутренним эффектом близости. При экспонировании близко расположенных линий проявляются эффекты, связанные с действием рассеянной энергии соседних областей. Это так называемые внешние эффекты. Снижение эффектов близости обеспечивается поправками топологического рисунка и использованием многослойных резистов.

Другой эффект - влияние искривления подложки, обусловленное воздействием технологических процессов и, в частности, термических обработок.

Наконец, третий эффект - электронно-оптическая дисторсия, приводящая к искажению размеров на границе поля сканирования. Снижение влияния этого эффекта обеспечивается использованием лазерного интерферометра для контроля перемещения столика и электронной коррекцией.

Диаметр пучка электронов также ограничивает разрешающую способность электронолитографии. Здесь есть противоречие, заключающее в том, что с уменьшением диаметра пучка повышается разрешающая способность электронолитографии, но увеличивается время экспонирования подложки лучом. Проблема повышения производительности экспонирования сканирующим электронным лучом полностью не решена и до настоящего времени.

Электронно-лучевое экспонирование обычно производят при относительно низких напряжениях (10-20 кВ).