Продукция >> Специальные разработки >> Литография

Решения TESCAN для электронно-лучевой литографии

Процесс электронно-лучевой литографии, TESCAN

Введение в электронно-лучевую литографию

Название «литография» происходит от греческих слов lithos (камень) и grapho (пишу) и означает нанесение текста или графики на пригодный для этого материал. В настоящее время литография — это одна из самых востребованных технологий для создания микро- и наноструктур различных форм, размеров и композиционного состава. Метод основан на облучении тонкой пленки, осажденной на подложку. В зависимости от типа источника облучения литографические методы делятся на фотолитографию, электронно-лучевую литографию, литографию ионным пучком и проч. Методы отличаются пространственным разрешением, воспроизводимостью, скоростью, простотой использования, стоимостью оборудования и обслуживания и т.д.

Литография электронным пучком – это технология, принципиально не требующая масок. Литографическая структура создается напрямую движением узкосфокусированного электронного пучка по резисту, нанесенному на положку, согласно литографическому шаблону, записанному в цифровом виде на компьютере. Затем селективно удаляются (проявляются) облученные участки либо, наоборот, необлученные участки (первый вариант для позитивного резиста, второй для негативного). Целью является нарисовать на резисте чрезвычайно малую структуру в нанометровом диапазоне размеров, которая впоследствии будет перенесена на материал подложки (для переноса используют, как правило, проявку, осаждение металлов и удаление резиста). Микроскопы TESCAN оснащаются быстродействующими и мощными аппаратными средствами, позволяющими организовать экспозицию электронным пучком с частотой 50 МГц и разрядностью цифро-аналоговых преобразователей 16 Бит. Программное обеспечение DrawBeam — это гибкий и удобный инструмент для построения или импорта файлов векторной графики типа CAD, которые будут использоваться в качестве литографических шаблонов. Процесс экспонирования электронным пучком полностью автоматизирован, а его параметры могут гибко подбираться в широком диапазоне значений. Литографический шаблон может быть как векторным файлом, так и растровым.

Программно-аппаратный пакет TESCAN EBL (Electron Beam Lithography)

TESCAN, один из ведущих мировых производителей сканирующих электронных микроскопов, также предлагает целостное решение для литографии электронным пучком. Пакет EBL (Electron Beam Lithography) изначально возник как инструмент для создания структур в наноразмерном диапазоне на фоторезисте. Затем метод был усовершенствован, чтобы быть применимым в задачах спинтроники, для получения оптоэлектронных структур, для использования производителями микроэлектронных устройств и в других приложениях. Основу метода составляет засветка подложки с нанесенным на нее резистом с помощью контролируемого экспонирования электронным пучком внутри колонны сканирующего электронного микроскопа. TESCAN обеспечивает экстраординарную точность и эффективность при решении задач литографии, опираясь на собственные разработки сканирующих электронных микроскопов с непревзойденными характеристиками. Программно-аппаратный пакет EBL, будучи установленным, является неотъемлемой составляющей сканирующего электронного микроскопа TESCAN. Решение для литографии TESCAN EBL обладает наилучшим соотношением цена/возможности по сравнению с предложениями конкурентов, что вообще характерно для микроскопов марки TESCAN.

Пакет TESCAN EBL (Electron Beam Lithography) включает в себя:

Программный модуль DrawBeam Advanced для создания/импорта/экспорта литографических шаблонов в векторном (типа CAD) или растровом виде, а также для гибкого выбора параметров экспонирования и контроля этого процесса.

Offline-лицензию на программный модуль DrawBeam для работы с векторной графикой, не занимая приборное время.

Электростатический прерыватель зонда (Beam Blanker) — главная аппаратная часть модуля EBL, которая делает возможным процесс электронно-лучевой литографии. Служит для программируемого, мгновенного, полного перекрывания пучка электронов, скорость срабатывания 10 МГц.

LithoBox — базовый набор аксессуаров для электронно-лучевой литографии, чтобы можно было запускать процессы электронно-лучевой литографии уже в день инсталляции прибора.

Руководство пользователя, которое будет полезно как экспертам, так и новичкам в деле электронно-лучевой литографии, и позволит всем пользователям изучить и начать пользоваться всеми достоинствами методик, заложенных в пакет TESCAN EBL.

Характеристики и преимущества использования микроскопа TESCAN как инструмента для электронно-лучевой литографии

  1. Генератор развертки с частотой 50 МГц, что делает возможным минимальное время экспонирования одной точки равным 20 нс.
  2. Скорость срабатывания электростатического Прерывателя зонда 10 МГц.
  3. Разрядность цифро-аналогового преобразователя 16 Бит. Это означает, что единичное поле может быть разбито на 65 536 × 65 536 шагов пучка электронов.
  4. Удобный и гибкий инструмент для создания литографических шаблонов DrawBeam, позволяющий работать как с векторной, так и с растровой графикой. Помимо конструирования собственных графических примитивов (а также инверсных фигур к ним) в DrawBeam могут быть импортированы файлы GDSII и DXF (AutoCAD).
  5. В стандартной поставке также DrawBeam Offline для работы с векторной графикой вне программы управления микроскопом.
  6. Возможна работа с несколькими полями для экспонирования, multi write field.
  7. Для каждого объекта можно задавать индивидуальные параметры облучения (ток пучка электронов, шаг пучка, время экспонирования одного пикселя, тип резиста и проч.).
  8. Возможны параллельное или последовательное сканирование объектов. В последовательном режиме сперва одна фигура облучается целиком, потом экспонируется следующая. В параллельном режиме за каждый акт сканирования облучаются понемногу сразу все фигуры, это позволяет избежать порчи предыдущих фигур из-за переосаждения материала резиста при изготовлении последующих.
  9. Ведется база данных материалов: резиста и подложки. В каждом случае в зависимости от энергии падающего пучка сохраняется/редактируется скорость процесса с тем, чтобы лучше предсказывать время на процесс и глубину травления резиста.
  10. Все микроскопы TESCAN поставляются с запатентованной технологией In-Flight Beam Tracing, которая отслеживает параметры пучка электронов в реальном времени. В данном случае удобство этой технологии заключается в том, что оператор в любой момент времени знает расчетную ширину первичного пучка электронов в нм (этот размер меняется сложным образом в зависимости от тока и энергии пучка, от других настроек микроскопа). Знать размер пучка удобно при планировании литографических экспериментов, например, чтобы адекватно подобрать шаг сканирования при засвечивании резиста.
  11. В процессе экспонирования время облучения каждого пикселя может меняться от пикселя к пикселю. Это свойство – ключевое для Коррекции эффекта близости.
  12. Эффект близости – ситуация, когда часть электронов первичного пучка рассеивается в материале подложки и выходит наружу из образца на некотором удалении от точки попадания первичного пучка. Эти обратно отраженные электроны засвечивают резист там, где не надо. Доля обратно отраженных электронов велика, так что этим неприятным эффектом нельзя пренебрегать. TESCAN имеет собственную встроенную функцию коррекции эффекта близости!