2.3. Регистрирующие материалы для электроно- и рентгенолитографии

Возможности современной электронолитографии ограничены в большой степени свойствами резистов и последующими операциями технологического процесса.

К резистивным материалам для электронолитографии предъявляются специфические требования: высокая чувствительность к облучению электронами, нечувствительность к видимому и ультрафиолетовому свету, высокое разрешение, позволяющее получать субмикронные элементы структур приборов. Разрешающая способность обычных фоторезистов недостаточна при электронолитографии, электроночувствительность фоторезистов также весьма низка из-за отсутствия селективности поглощения электронов.

Чувствительность электронорезистов к ускоренным электронам к измеряется в кулонах на квадратный сантиметр. Тогда время t, необходимое для экспонирования фоторезиста с чувствительностью к электронным пучком, обладающим плотностью тока j, определится соотношением t=k/j.

Таким образом, чем меньше к, тем меньше электронов требуется для экспонирования. Поскольку величина поглощения и отражения электронов зависит от их энергии, то чувствительность к зависит также от энергии ускоренных электронов. В Таблица 1.приведены характеристики некоторых электронорезистов.

Таблица 1.

Чтобы эффективно использовать преимущества электронолитографии, целесообразно усовершенствовать последующие операции технологического процесса и в первую очередь исключить химические операции. В этом плане представляют определенный интерес специальные резисты типа полиметилциклосилоксана, которые, обладая чувствительностью порядка 1.5 Кл/м², способны в результате электронного облучения после соответствующей обработки и отжига в азоте при температуре 1173 К образовывать защитную маску, экранирующую кремниевую пластину в процессе последующих операций диффузии. Получают развитие работы по вакуумному проявлению — удалению резиста во время экспонирования, что исключает процесс последующего проявления растворением. В этом случае фотохимическое действие электронного пучка заменяется локальным термическим, приводящим к удалению легколетучего материала — маски.

Наиболее перспективными являются процессы радиационной литографии, в результате которых образуются не защитные рельефы для получения элементов микросхем, а непосредственно сами эти элементы. Например, фотохимическое разложение солей серебра приводит к образованию серебряного токопроводящего покрытия. В случае применения лазерного луча может непосредственно образоваться токоведущая дорожка. При разложении электронным лучом некоторых кремнийорганических соединений может образоваться непосредственно покрытие из двуокиси кремния на заданных участках подложки. Во всех этих случаях становятся излишними многие обычные ступени фотолитографического процесса.

Кроме того, в плане гибкости управления процессом представляют интерес попытки локального светового, электронного и ионного воздействия для селективного осаждения или изменения свойств материалов. Именно методы локальной активации протекания физико-химических процессов технологии микроэлектроники могут изменить смысл фотолитографии —как инструмента создания рисунка ИС. Локализация ряда процессов с использованием различных излучений может изменить привычную схему: фоторезистмаскаструктура ИС на фоторезистструктура ИС или при дальнейшем совершенствовании маскаструктура ИС и в перспективе— непосредственно создание структуры ИС под действием локальных источников излучений.