Nanolitografia

1. Nanolitografia Bc. Marián KURUC

2. Obsah prezentácie: • Úvod • Optická litografia • Litografia v extrémne ultrafialovej oblasti • Röntgenová litografia • Elektrónová litografia a SCALPEL • Iónová litografia • Záver

3. optická litografia – kľúčový element CMOS technológií možnosť využiť pre 100nm technológiu vyžaduje komplexnejšie masky a procesy => veľké náklady na vybavenie litografia „ďalšej generácie“: litografia v extrémne ultrafialovej oblasti röntgenová litografia elektrónová projekčná litografia iónová projekčná litografia paralelné technológie - konvenčná optická litografia sériové technológie technika skenovania sondou jednolúčová elektrónová litografia Úvod:

4. dominantná expozičná technika rozlíšenie: R=k1/NA hĺbka ostrosti: S=k2/(NA)2 zmenšovanie použitím svetla s menšou vlnovou dĺžkou: ortuťová G-čiara – 436nm ortuťová I-čiara – 365nm excimérový laser KrF – 248nm excimérový laser ArF – 197nm bezchybné optické šošovky s veľkými hodnotami NA fyzikálne možnosti využitia pre 100nm technológiu Optická litografia

5. nástupca konvenčnej litografie využíva vlnové dĺžky 10 až 15 nm potreba vhodnej reflexnej optiky a masiek využitie pre technológiu 90nm možnosť ísť až na 40nm zdroj E-UV žiarenia – musí mať dostatočný výkon synchrotrónové žiarenie plazmový laserový zdroj Litografia v extrémne ultrafialovej oblasti (E-UV)

6. veľké nároky kladené na optiku využitie multivrstvových kolektorov a zrkadiel zrkadlá aj masky reflexné výroba depozíciou kovu na multivrstvu následné vytvarovanie dôsledná kontrola defektov mutlivrstiev počas rastu Litografia v extrémne ultrafialovej oblasti (E-UV)

7. využíva vlnové dĺžky približne 1nm neexistencia vhodnej rontgenovej optiky => expozícia 1:1 zdroj žiarenia: synchrotrónové žiarenie plazmový laserový zdroj masky z relatívne hrubých štruktúr – materiály s vysokým atómovým číslom Röntgenová litografia

8. výhody: použitie jednovrstvových rezistov vysoká reprodukovateľnoť nevýhody: cena neexistencia zariadenia s dostatočnou priepustnosťou na vytváranie vzorov na maskách nestabilita masiek po niekoľonásobnom ožiarení Röntgenová litografia

9. využíva vlastnosti elektrónu možnosť vychyľovania modulácia elektrickým a magnetickým poľom limit rozlíšenia pod 10nm spôsoby využitia: skenovanie lúča na vytvorenie vzoru vytvorenie vzoru cez masku súčasné systémy – limitované skenovacou rýchlosťou elektrónového lúča Elektrónová litografia

10. zlepšenie priepustnosti – matica paralelných elektrónových lúčov veľké požiadavky na jednotlivé lúče a na optiku elektróny nesmú poškodzovať vzorku (E<300eV) spôsoby vytvorenia poľa elektrónových lúčov: mikrostĺpce – neplanárna technológia mikropušky – planárna technológia Elektrónová litografia

11. rozptylová projekcia s uhlovou limitáciou masku tvorí : membrána – atómy s nízkym atómovým číslom vzory vytvorené atómmi s vysokým atómovým číslom projekcia 4:1 využitie pre technológiu pod 100nm SCALPEL(Scattering with angular limitation projection)

12. využíva fokusovaný iónový lúč sériová technika príliš pomalá pre veľkoobjemovú produkciu využitie projekčného systému a masky na zvýšenie priepustnosti projekcia 8.7:1 dosiahnutá rozlíšiteľnosť 50nm – možnosť ísť až na 20nm Iónová litografia

13. Záver • optická litografia – kľúčová pre paralelné spracovanie • nástupcovia optickej litografie: • litografia v extrémne ultrafialovej oblasti – problém masiek a zrkadiel • röntgenová litografia - cena • elektrónová a iónová litografia – pomalé pre veľkoobjemovú produkciu