Nanolitografia
description
Transcript of Nanolitografia
NanolitografiaBc. Marián KURUC
Obsah prezentácie:
1. Úvod
2. Optická litografia
3. Litografia v extrémne ultrafialovej oblasti
4. Röntgenová litografia
5. Elektrónová litografia a SCALPEL
6. Iónová litografia
7. Záver
Úvod:• 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
Optická litografia
• 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
Litografia v extrémne ultrafialovej oblasti (E-UV)
• 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)
• 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
Röntgenová litografia
• 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
• výhody:• použitie jednovrstvových rezistov
• vysoká reprodukovateľnoť
• nevýhody:• cena
• neexistencia zariadenia s dostatočnou priepustnosťou na vytváranie vzorov na maskách
• nestabilita masiek po niekoľonásobnom ožiarení
Elektrónová litografia
• 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
• 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
SCALPEL(Scattering with angular limitation projection)
• 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
Iónová litografia
• 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
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