ליטוגרפית קרן אלקטרונים

ליטוגרפיה של קרן אלקטרונים (EBL) היא שיטה בה סריקת קרן אלקטרונים ממוקדת מייצרת צורות מותאמות אישית על גבי ציפוי רגיש לאלקטרונים הנקרא רזיסט (פולימר).[1] קרן האלקטרונים משנה את המסיסות של הרזיסט, ומאפשרת הסרה סלקטיבית של האזורים החשופים או הלא חשופים על ידי טבילה בממס (פיתוח). המטרה, כמו בפוטוליתוגרפיה, היא ליצור פיצ'רים קטנים מאוד אשר לאחר מכן ניתן לבצע העברת תצורה אל המצע, לעיתים קרובות על ידי איכול.

דוגמה למכשיר ליטוגרפיה של קרן אלקטרונים

היתרון העיקרי של ליטוגרפית של קרן אלקטרונים הוא שהיא יכולה לצייר דפוסים מותאמים אישית (כתיבה ישירה) עם רזולוציה של מתחת ל-10 ננומטר. לצורה זו של ליטוגרפיה נטולת מסכה יש רזולוציה גבוהה ותפוקה נמוכה, המגבילה את השימוש בה לייצור מסכות, ייצור בכמויות גדולות של מוליכים למחצה ומחקר ופיתוח.

המערכתעריכה

מערכות ליתוגרפיה של קרני אלקטרונים מסחריות הן מערכות כתיבה ייעודיות לקרני אלקטרוניים והן יקרות מאוד (> מיליון דולר). ליישומי מחקר, מקובל מאוד להמיר מיקרוסקופ אלקטרונים למערכת ליתוגרפיה באמצעות תוספים בעלות נמוכה יחסית (<100 אלף דולר). מערכות כאלו בעלות רזולוציה קווית של ~ 20 ננומטר (מאז 1990), בעוד שהמערכות הייעודיות הנוכחיות בעלות רזולוציה קווית בסדר גודל של 10 ננומטר או פחות.

ניתן לסווג מערכות ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים על פי צורת הקרן ואסטרטגיית הסטת הקורה. מערכות ישנות יותר השתמשו בקרניים גאוסיאניות וסריקת רסטר (הלוך ושוב). מערכות חדשות יותר משתמשות בקרניים מעוצבות, שיכולות להיות מוסטות למיקומים שונים בתחום הכתיבה (זה מכונה גם סריקת וקטור).

מקורות אלקטרוניםעריכה

ברזולוציות נמוכות נעשה שימוש במקורות תרמיונים. עם זאת, מערכות עם דרישה לרזולוציה גבוהה יותר נדרשות להשתמש במקורות של פליטת שדה, כגון W / ZrO 2. מקורות פליטה של שדה תרמי עדיפים על פני מקורות פליטת שדה, מכיוון שהם מאפשרים יציבות טובה יותר לאורך זמני כתיבה אופייניים של מספר שעות.

זמן כתיבת קרן אלקטרוניםעריכה

הזמן המינימלי לחשיפת אזור במינון נתון ניתן על ידי הנוסחה הבאה:[2]

 

כאשר   משך חשיפת האובייקט (ניתן לחלק לזמן חשיפה חלקי גודל צעד),   זרם הקרן,   הוא המינון ו   שטח האזור הנחשף.

ראו גםעריכה

קישורים חיצונייםעריכה

הערות שולייםעריכה

  1. ^ McCord, M. A.; M. J. Rooks (2000). "2". SPIE Handbook of Microlithography, Micromachining and Microfabrication. 
  2. ^ Parker, N. W. (2000). "High-throughput NGL electron-beam direct-write lithography system". Proc. SPIE. Emerging Lithographic Technologies IV 3997: 713. Bibcode:2000SPIE.3997..713P. doi:10.1117/12.390042.