Раздел 5. Эффект близости в электронной литографии.

Вследствие рассеяния первичных и обратно-отраженных от подложки электронов в слое резиста на внешних границах зоны, соответствующей зоне геометрического пучка, происходит энерговыделение и инициируемые им процессы физико-химических и структурных изменений в резисте. При проявлении резиста формирование рисунка осуществляется в соответствии с этой выделившейся энергией и могут возникнуть непредсказуемые заранее искажения. Если при генерации изображения одного фрагмента энергия, выделившаяся вне зоны пучка на некотором расстоянии от него меньше удельной критической, то при проявлении резиста изменения зоны обработки на этом участке не произойдет, но если рядом будет располагаться другой фрагмент, который тоже даст энергетический вклад на этом участке, то их совместное воздействие приведет к образованию после проявления паразитного изображения. Возникновение искажений, обусловленных взаимным влиянием близко расположенных элементов изображения называется эффектом близости.

Эффекты близости разделяются на два типа. Межформенный эффект близости - вызванный взаимным влиянием рядом расположенных отдельных элементов рисунка и внутриформенный эффект близости - обусловленный взаимным влиянием отдельных элементов изображения друг на друга внутри самого изображения. Поскольку эффект близости связан с энерговыделением по всей толщине резиста на некотором удалении от границ пучка, то методов аналитического моделирования недостаточно, приходится сочетать их с машинными методами, использующими ЭВМ. При этом резист разбивается на ячейки и определяется средняя выделившаяся энергия в каждой ячейке. В случае превышения удельной критической энергии эта ячейка считается структурированной.

Современная вычислительная техника позволяет разбивать реальные технологические слои на ячейки сколь угодно малого размера. При этом вводятся некоторые особые понятия:

Зона формирования скрытого изображения- определяет минимальное расстояние между элементами изображения, полностью исключающее возможность образования нежелательных элементов рисунка, возникающих за счет перекрытия зон формирования скрытого изображения. Она определяет максимально возможное при самых неблагоприятных условиях экспозиции и самых плохих характеристиках используемых материалов распространение как первичных электронов, так и веера обратно-отраженных электронов в слое резиста за пределами зоны, соответствующей геометрии электронного пучка.

Зона эффекта близости- часть зоны геометрической тени, в которой выделившаяся энергия превышает удельную критическую, что приводит к уширению рисунка. При этом толщина образовавшейся пленки вследствие не идеальности КЧХ в зоне эффекта близости может быть меньше предварительно нанесенной, что приводит к сложному профилю получаемой линии. Граница зоны эффекта близости может смещаться до границ зоны формирования скрытого изображения, но ни при каких условиях не может выйти за ее пределы.

При экспонировании электронным лучом поверхности подложки, на которой в процессе изготовления образовалась ступенька, характер эффекта близости меняется и он является причиной искажения размеров рисунка и появления разорванных линий. Для компенсации и коррекции эффекта близости применяются различные методы. Компенсация внутриформенного эффекта близости осуществляется обычно посредством изменения интенсивности облучения при соответствующем разбиении рисунка и метод коррекции интенсивности облучения одного рисунка.

При этом в случае крупных рисунков необходимо обеспечить высокую скорость обработки данных ЭВМ. Возможно также изменение скорости сканирования рисунка электронным лучом, изменение размеров луча во время экспонирования или изменение плотности тока по сечению луча. Все методы коррекции эффекта близости требуют очень мощной вычислительной базы.