1 / 48

Parametry litografu BS600 dosažené při modernizaci 200 5 / 6

GA ČR 102/05/2325 Elektronová litografie pro přípravu nano struktur. Parametry litografu BS600 dosažené při modernizaci 200 5 / 6. Jiřina Matějková Tomáš Radlička Michal Urb ánek Lukáš Daněk Stanislav Král. Vladimír Kolařík Bohumila Lencová Svatopluk Kokrhel František Matějka

milek
Download Presentation

Parametry litografu BS600 dosažené při modernizaci 200 5 / 6

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. GAČR 102/05/2325 Elektronová litografie pro přípravu nano struktur Parametry litografu BS600dosažené při modernizaci 2005/6 Jiřina Matějková Tomáš Radlička Michal Urbánek Lukáš Daněk Stanislav Král Vladimír Kolařík Bohumila Lencová Svatopluk Kokrhel František Matějka Miroslav Horáček Brno, 6.2.2007

  2. Přehled • Úvodem • Zvýšení rozlišení litografu • Zvýšení rychlosti expozice • Metodika vyhodnocení struktur • Případové studie • Související aspekty

  3. (1) Úvodem • Elektronová litografie • expozice (rozptyl elektronů) • vyvolávání (citlivost rezistu) • následné procesy (replikace) • Struktura v substrátu: přímé maskování • Maska: optická replikace • Master: mechanické replikace

  4. Rozptyl energie: dopředný rozptyl + zpětně odražené e- pro 15 kV a rezist tloušťky 500 nm: Rozptyl elektronů

  5. Modulační přenosová funkce: MTF=fce (periody)

  6. Simulace rozptylu – velké a malé razítko

  7. Vyvolávání rezistu Kontrast Citlivost

  8. Typ reliéfu • binární: • tenký rezist (do dna) • reliéfní: • tlustý rezist (na povrchu)

  9. (2) Zvýšení rozlišení • Zpřesnění velikosti razítka • zvýšení rozlišení D/A převodníku tvarovacího systému • změna nastavení zmenšovací čočky • Zpřesnění pozice razítka • zvýšení rozlišení D/A převodníku vychylovacího systému • diagonální krok 70 nm • SW korekce pozice: dvojexpozice + nastavení časů • snížení šumu

  10. Zmenšení razítka (TZ): analýza • Výpočet optické soustavy ELG (Prof. Lencová) • Analýza Coulombovských interakcí (Tomáš Radlička) • Závěr: • možnost zmenšení rozměru svazku na 50% • otočení tvaru razítka o –45° vzhledem k vychylování

  11. TZ - „Simulace simulace“ původní návrh    výsledek v režimu TZ

  12. TZ – rozměr razítka (optika)

  13. TZ – rozměr razítka (AFM)

  14. TZ: tvar razítka razítko 500 x 500 nm razítko 750 x 250 nm

  15. Vychylování svazku • Krok vychylování: 25 – 50 – 100 – 200 nm Analýza šumu vychylování: sigmaX 50 nm sigmaY 80 nm

  16. (3) Zvýšení expoziční rychlosti • Zkrácení expoziční režijní doby • komunikační modul DSP mezi řídícím PC a elektronikou litografu • Zvýšení citlivosti rezistu • chemicky aktivovaný rezist (FEP-171) • Zvýšení proudové hustoty svazku • v režimu zmenšeného razítka zvýšení 4x • Zkrácení/upřesnění doby ustálení vychylovacího systému • nový D/A převodník a tabulka časů • Zvýšení proudu katody • možné, ale problematické

  17. FEP - citlivost citlivost: 6-8 uC/cm2

  18. FEP - technologie • + promotor adheze hexa-metyl-disilazan (HMDS) • + post-exposition baking (PEB) • tloušťka rezistu 200-300 nm • ředění: 70-120 nm

  19. FEP – binární struktura

  20. Doba reálné expozice

  21. (4) Metodika vyhodnocení struktur • optická mikroskopie • elektronová mikroskopie (SEM) • mikroskopie skenovací sondou (AFM)

  22. AFM – 4 snímané signály

  23. AFM - kalibrace X: ~ +1% --- Y: ~ +10% --- Z: -2.8%

  24. AFM – rozlišení v ose z

  25. SEM vs. AFM (anizotropní lept Si) + rozměry X-Y - informace o hloubce Z + informace o hloubce Z - artefakty (hrany)

  26. (5) Případové studie • Binární reliéf • Stupňovitý reliéf • Kombinované mřížky

  27. Test dvojčar (FEP, TZ) Čáry délky 1 um Rozteč 500 a 800 nm Hloubka 80 nm

  28. Měření čar (FEP, TZ)

  29. Reliéfní mřížkysimulace tvaru reliéfu

  30. Měření tvaru reliéfu (PMMA, V11)

  31. Víceúrovňová struktura

  32. Vyhlazená struktura

  33. Kombinovaná mřížka - simulace reliéf difrakce

  34. Kombinovaná mřížka (PMMA/V11)

  35. Křížová mřížka

  36. (6) Související aspekty • Katody • SW pro nastavení čoček • EXPO SW • Negativní chování rezistu FEP • Dolet BS elektronů • Litografie AFM

  37. katoda ELG (SEM)

  38. Katody - parametry • Základní požadavky: • plošná homogenita • časová stálost • Proudová hustota: • 0.1 A/cm2: extrémně nízká • 0.3 A/cm2: dolní limit • 1.0 A/cm2: optimum (10-8 A/um2) • 3.0 A/cm2: horní limit (křižiště!) • Proud v segmentu 6.3x6.3 um : • 0.4 uA (při 1A/cm2) • Proud v primárním svazku (6x): • 2.4 uA (odhad)  ~ 23 mA/sr • Produkce: cca 6 katod / rok

  39. SW pro nastavení čoček • Řízení optické soustavy litografu (Miroslav Horáček) • SW na expozičním PC • Uložení nastavených parametrů

  40. FEP – negativní chování (TZ) A: neexponovaná oblast B: negativní chování v oblasti přeexpozice primárními elektrony C: pozitivní chování v oblasti expozice zpětně odraženými elektrony

  41. FEP – negativní chování (pokr.) charakterizace citlivosti binární + reliéfní struktury

  42. Dolet BS e-

  43. AFM litografie - hrot AFM (SEM)

  44. AFM litografie - struktury vpichy, rozteč 300 nm hloubka +/- 10 nm rýhy, poloměr 1000 nm hloubka +/- 40 nm opotřebení hrotu  hroty s povrchovou úpravou

  45. Závěr

More Related