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Eine Studie der Elektronenstrahllithographie auf UV3-Positivresists
Nov 17, 2017
  1. Kurze Einführung von Elektronenstrahl-Lithographiesystem und UV-3-positivem Resist


Japan JEOL's JBX-5000LS Elektronenstrahlbelichtungssystem Elektronenkanonenquelle für die LaB6-Wärmefeldemission; Belichtungsverfahren für das Doppelgaußsche Vektorabtastdirektschreiben; Elektronenstrahlbeschleunigungsenergie fixiert 25 keV und 50 keV zwei Dateien, führt zu einem kreisförmigen Strahlfleckdurchmesser 8 nm; Expositionsgrenze von 30 nm; Grafische Überlagerungsgenauigkeit ± 60 nm (3 σ); Identifizierte Ausrichtungen markiert als konkave Mulden und erhabene Metallstreifen mit einer Positionsgenauigkeit von weniger als 0,1 μm; Steuerung Die Maschine ist ein DEC V AX System.


Die Funktion des Resists besteht darin, das belichtete Muster aufzuzeichnen und zu übertragen, bei dem es sich üblicherweise um ein organisches Polymer handelt, das sich in Lösung löst. Zu den gebräuchlichen Indikationen für Resist im Prozess gehören Auflösung, Empfindlichkeit, Kontrast, Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität, Haftung auf dem Substrat und einfache Lagerung. Der traditionellste Elektronenstrahlresist ist PMM A (Polymethylmethacrylat).


  

PMM Ein positiver Resist, eine hohe Auflösung, der üblicherweise bei der Mikroherstellung im Nanobereich verwendet wird. Aber sein größter Nachteil ist ungeduldig Plasma-Ätzen, Hochtemperatur-Gel leicht fließen, und die Empfindlichkeit ist sehr niedrig, die kritische Dosis als andere resists mehr als 10 mal.


Daher ist PMMA nicht geeignet für Bulk-Silizium-Rezessionen CMOSFinFET-Bauelemente und Schaltungsherstellung, die mit Mainstream-CMOS-Prozessen kompatibel sind. Aufgrund der gleichen grundlegenden Eigenschaften von Elektronenstrahlresists wie denen von allgemeinen Resists können viele der Resists, die in optischen Sub-Submikron-Belichtungssystemen verwendet werden, in Elektronenstrahlbelichtungen verwendet werden. Der UV-3-Positivresist der USA Shipley ist eine modifizierte lösliche chemische Verstärkung, die früher für DUV-Belichtung mit einer nominalen Auflösung von 0,25 um verwendet wurde.


UV 3 enthält ein Copolymer aus Hydroxystyrol und t-Butylacrylat und weist daher eine hohe thermische Stabilität auf, reduziert die Empfindlichkeit gegenüber luftgetragenen Verunreinigungen, die durch das Gel diffundieren, und unterdrückt die Bildung von Photosäureerzeugern. Beeinflussen die Empfindlichkeit von Kunststoff. In dieser Veröffentlichung wird UV-3-Positiv-Resist zur Elektronenstrahllithographie verwendet, um ein Rillenmuster auf einem CMOS-FinFET mit Bulk-Siliziumaussparung herzustellen. Das Ziel des Prozesses ist, dass die Breite eines Rillenmusters auf einem 100 mm Siliziumwafer 150-200 nm beträgt, was nahe bei 90 Grad einer geraden Trogoberfläche liegt.


Darüber hinaus besteht das neue Silizium-CMOS-FinFE-T-Gerät aus zwei feinen Mustern: der konvexen Linie (Linie) und der konkaven Nut (DI TCH). Da die direkte Belichtung mit Elektronenstrahl eine Technik mit geringer Effizienz ist, ist es wichtig, die Belichtungszeit zu reduzieren. Dies ist der einfachste Weg, um die tatsächliche Fläche der Elektronenstrahl-Direktschreibbelichtung zu reduzieren; Gleichzeitig ist der gesamte Grafikbereich viel kleiner als der Rest der freien Fläche.


Daher sind die Verwendung von negativem Resist für gedruckte konvexe Linienmuster und die Verwendung von Positivresist in Drucknutmustern die Grundvoraussetzungen für die direkte Belichtung mit Elektronenstrahlen auf großflächigen Siliciumwafern. In dieser Veröffentlichung werden Rillenmuster unter Verwendung von UV-3-positivem Resist hergestellt.