БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

кафедра ЭТТ

РЕФЕРАТ на тему:

«Электрополитография. Рентгенолитиграфия»

МИНСК, 2008

Электрополитография

Электронолитография основана на непосредственном создании или проекционном переносе изображения с помощью пучка электронов.

Этот метод наиболее перспективен для формирования элементов изображения, размеры которых составляют менее микрометра, и имеет несколько существенных отличий от фотолитографии.

Электронный пучок, ускоренный электрическим полем при разности потенциалов U (В), характеризуется длиной волны (нм) актиничного излучения

 (1)

Так, при разности потенциалов 15 000 В длина волны составит 0,01 нм, что более чем в десять тысяч раз меньше длины волны актиничного излучения, используемого в фотолитографии. Следовательно, даже при формировании элементов размером менее 1 мкм дифракционные явления не будет оказывать существенного влияния.

Энергия кванта светаЕ у = hcfh, а при прохождении ускоряющей разности потенциалов U энергия электрона

Ее = тес + е U (2)

где h =6,62 • 10-34 Вт • с - постоянная Планка; т = 9,1 х 10-28 г - масса электрона; с = 3 • 108 м/с —скорость света в вакууме; е=1,6•10-19Кл- заряд электрона.

Таким образом, при λ = 0,4 мкм энергия кванта света Еу = = 5 • 10"19 Дж, а при U=15 000 В энергия электрона Ее = 8,33 х10-14 Дж.

Столь высокая энергия актиничного излучения (в сто тысяч раз большая энергии кванта света) позволяет применять в электронолитографии специальные чувствительные полимерные составы, называемые электронорезистами. Электронорезисты характеризуются коэффициентом чувствительности, который определяется зарядом, образующимся при их экспонировании пучком электронов на единицу площади (Кл/см2).

Сравнительные характеристики фото- и электронорезистов при экспонировании их электронным пучком приведены В таблице 1.

Характеристики экспонирования резистов Табли ц а1.

Актиночувствительная Разрешающая способ- Коэффициент чувст композицияность, линий/мм вительности при U=

 = 15 000 В, Кл/см2

Фоторезисты:

позитивные           600               6 • 10-4

негативные            300            (5…8) • 10-5

Электронорезисты на

основе:

метакрилатов       1000          10-s - 5 • 10-6

силиконов            1250           10-s -10-6

При экспонировании электронорезиста происходит рассеяние электронов пучка на ядрах его атомов и орбитальных электронах. Так как толщина слоя электронорезиста обычно мала (0,3 - 1,0 мкм), пучок электронов проходит через него и рассеивается в нижележащем слое и подложке (Рисунок 1). При этом наблюдается прямое и обратное рассеяние электронов, суммарное действие которого расширяет область экспо­нирования по сравнению с первичным пучком. Так, при диаметре пучка d0 = 50 нм, толщине слоя электронорезиста 0,5 мкм и энергии 20 кэВ диаметр рассеянного пучка электронов будет равен 200 нм. Естественно, что чем тоньше слой электронорезиста, тем больше его разрешающая способность.

При попадании электронного пучка в тонкий полимерный слой электроны при упругих и неупругих столкновениях теряют свою энергию. Эти процессы и называют рассеянием электронов. При таком рассеянии возникает поперечный поток электронов в направлении, перпендикулярном направлению падающего пучка. ............