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Synthèse
De Plus Petites Exigences de Poussées de Dispositifs vis-à-vis de la Lithographie
Les Capacités De l'ORION PLUS le Microscope d'Ion d'Hélium pour Direct Écrivent la Lithographie
Résumé
Application
Synthèse
Direct écrivent la lithographie est utilisée en toutes les phases des activités de développement de nanotechnologie. Dans la recherche, elle est employée pour produire les nanostructures dans lesquels des matériaux fonctionnels peuvent être modelés sur la nano-échelle. Dans le développement de processus, la structuration directe permet à la création flexible des dispositifs avec les configurations variables d'optimiser le comportement. À la fabrication des semi-conducteurs et des dispositifs de stockage de données, directe écrivez l'exposition avec les poutres orientées fournit les configurations principales pour des procédés tels que la lithographie de photolithographie et de nano-empreinte.
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De Plus Petites Exigences de Poussées de Dispositifs vis-à-vis de la Lithographie
La fabrication des dispositifs toujours plus petits pousse les exigences vis-à-vis de la lithographie. La taille et la densité de Caractéristique technique sont les deux considérations principales dans ce régime. L'écriture de faisceau d'ions offre des avantages dans des effets de proximité réduits - tenant compte idéalement d'une densité plus élevée de caractéristique technique, comme est souvent défini par la moitié-hauteur de son lithographique (moitié de la distance entre les caractéristiques techniques le plus en masse bourrées). Le faisceau d'ions écrivant également offre une sensibilité plus grande. Le BOBARD Traditionnel, basé sur la source d'ions liquide en métal, n'offre pas à un petit assez de sonde pour effectuer les plus petites caractéristiques techniques et par conséquent pour tirer profit de ses avantages. L'écriture de faisceau d'électrons peut fournir une plus petite sonde et a été ainsi la technologie dominante pour la lithographie.
Les Capacités De l'ORION PLUS le Microscope d'Ion d'Hélium pour Direct Écrivent la Lithographie
Le microscope d'ion d'hélium (HIM) fournit une sonde combinant la petite taille disponible dans des systèmes de faisceau d'électrons avec les effets de proximité favorables d'un ion. En fait, la nature des interactions de poutre-échantillon pour un ion d'hélium est différente de celle de n'importe quelle autre particule utilisée pour le BOBARD, qui devrait tenir compte de bien plus de localisation par écrit. Certains qu'IL des utilisateurs ont commencé à faire la caractérisation de direct écrivent la lithographie, et nous mettrons en valeur certains des accomplissements ici comme illustration de ce qui peut être fait et également indiquer les futures opportunités de recherches. Le travail décrit dans le présent a été mené à bien par Vadim Sidorkin et collègues de l'Université De Technologie de Delft Et de la Science et d'Industrie de TNO à Delft, Pays-Bas.
Une application de lithographie exige deux composantes de base. Le premier besoin est un film mince de matériau (résistez) qui modifiera chimiquement quand irradié avec la poutre, devenant résistante à dissoudre pendant la phase de développement (son négatif) ou à devenir plus de soluble (son positif). Le deuxième besoin est une méthode pour adresser la poutre selon une configuration qui est désirée pour être écrite. L'ORION® PLUS des offres deux méthodes pour accomplir ceci. Le logiciel système offre à l'utilisateur une surface adjacente pour régler tous les paramètres qui définissent une exposition. Toute la dose appliquée peut être réglée utilisant un de plusieurs ensembles de mesure, avec l'actuel de poutre étant fourni de la poutre masquant l'ensemble dans le fléau d'ion. L'utilisateur définit une zone de balayage rectangulaire avec la taille et l'orientation arbitraires. La densité ou l'écartement de pixel peut être réglée dans le cadre. La configuration de lecture est également choisie par l'usager, avec la trame et les échographies serpentines dans n'importe quelle orientation dans le cadre. On peut également saisir le signe de représentation pendant le fonctionnement. Les paramètres d'échographie peuvent également être enrégistrés en tant que préréglages, pour le souvenir et la réutilisation rapides. Il est également possible dans l'interface utilisateur d'importer une correspondance de bits avec 256 niveaux gris pour piloter l'échographie. Dans ce cas, la dose relative à chaque pixel est définie par le niveau gris de la correspondance de bits. Pour des configurations plus complexes, ou pour plus de souplesse, le système est capable d'être piloté par un générateur de configuration externe. Il y a plusieurs générateurs disponibles dans le commerce qui offrent la fonctionnalité avancée et qui déjà ont été avec succès mis en application sur le microscope.
Pour le travail décrit ici, la caractérisation initiale de résistent au comportement sous l'écriture d'ion d'hélium a été effectuée. Le silsesquioxane d'Hydrogène (HSQ) résistent à des films d'épaisseur de 5 nanomètre à 70 que le nanomètre ont été préparés sur des substrats de silicium. Les premières mesures étaient de résistent à la sensibilité et au contraste. Ceci a été effectué en exposant des zones carrées sous LUI avec un courant de poutre de la PA 75, avec les résultats affichés sur le Schéma 1. Ceci affiche que l'épaisseur normale demeurant dans ce son négatif résistent après développement, en fonction de la dose. La résistance est devenue entièrement exposée à un × de la dose 4,4 moins que pour l'exposition de faisceau d'électrons, effectué dans le SEM. Le contraste est assimilé pour les deux poutres, de sorte que le seuil entre les conditions « écrites » et « non écrites » de la résistance ait la performance égale dans LUI.
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Le Schéma 1. Réaction de HSQ sous He+ et exposition d'électron.
Le résultat intrigant d'application est la capacité d'écrire les caractéristiques techniques denses. Le Schéma 2 donne le résultat d'écrire un alignement de points dans 5 le nanomètre HSQ épais. Une taille d'écriture de point de ± de 6 nanomètre 1 nanomètre a été réalisée d'une 1 poutre de PA à la durée d'exposition de 100 µsec selon le point. Le plus intéressant est le fait que la taille de point n'a remarqué aucun effet de proximité mesurable de la densité de l'alignement, même en baisse à une moitié-hauteur de son de 7 nanomètre. Ceci signifie que cela environ 25 % de la zone pourrait être exposé avec la définition de 6 nanomètre. Pour illustrer la capacité de débit de ceci, 10 une zone de µm du × 10 de µm peut être écrite avec une telle densité de pixel en environ 70 secondes. Pour plus profondément résistez aux couches, la taille de point se développe. Le Schéma 3 affiche que 6 points de nanomètre obtenus en mince résistent par rapport à 14 points de nanomètre dans l'échantillon plus épais. La résistance, cependant, est le × 10 plus profondément dans ce dernier cas, ainsi le rapport hauteur/largeur des caractéristiques techniques produites a élevé de 1,3 à 3,9. Ceci a pu offrir une souplesse plus grande en structurant 3D.
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Le Schéma 2. expositions de Point dans HSQ. a) hauteur de son de 48 nanomètre, b) 24 hauteurs de son de nanomètre, c) hauteur de son de 14 nanomètre, d) traçage de diamètre de point contre l'hauteur de son.
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Le Schéma 3. expositions de Point dans HSQ. Gauche : 5 nanomètre résistent profondément. Droite : 55 nanomètre résistent profondément.
Résumé
Nous voyons en conclusion que la lithographie par LUI est une méthode viable qui retient la promesse pour la création de haute résolution et à haute densité de configuration. L'outil a également les caractéristiques techniques de matériel et de logiciel requises, y compris la surface adjacente externe de générateur de configuration, pour écrire des échographies complexes. Nous remercions les organismes de recherche de TNO et de la TURQUIE Delft chez Van Leeuwenhoek Laboratory, financé par le programme de NanoNed de bsik des Ministères De L'éducation Néerlandais Et des Affaires Économiques, pour que l'autorisation utilise leurs données et analyses ici. Des Remerciements sont également exprimés à Raith Gmbh qui a fourni l'ELPHY Plus le générateur de configuration utilisé pendant la recherche.
Application
Direct écrivent la lithographie résiste dedans pour produire les structures élevées de densité de caractéristique technique avec des cotes critiques en-dessous de dix nanomètres. Ce s'applique dans la recherche en matière de nanotechnologie, la fabrication de descripteur, et le prototypage de dispositif.
Source : « Lithographie de Faisceau D'ions D'Hélium dans l'ORION® PLUS » par Carl Zeiss
Pour plus d'informations sur cette source, rendez visite s'il vous plaît à Carl Zeiss.