GENERACION DE PATRONES EMPLEANDO LITOGRAFIA POR HAZ DE ELECTRONES

M. CLAUDIA MARCHI; LÍA I. PIETRASANTA

Buenos Aires

Congreso; 2do Congreso Argentino de Microscopía SAMIC; 2012

SAMIC

El NPGS J.C. Nabity (Nanometer Pattern Generation System) está diseñado para proveer la delineación de estructuras complejas cuyo tamaño va de los nanómetros al campo de observación del SEM. El proceso de generación del patrón cuenta con tres etapas básicas: ?diseño del patrón, ?creación del archivo con los parámetros de escritura y ?escritura del patrón. Después de la escritura, los patrones son obtenidos al finalizar los procesos de: revelado, metalizado y lift-off. Los patrones son creados usando el programa DesignCAD, que permite el diseño de formas diversas y con la opción de ajustar los parámetros de exposición individualmente (dosis, espaciado de puntos de exposición, corriente del haz, magnificación del microscopio, etc.). La dosis puede ser por área, línea o punto. El programa permite tiempos de exposición entre 0.2 µseg hasta 1 h por punto, con una resolución del 0.25% o mejor para todo tiempo de exposición. Antes de escribir un patrón, se debe ser optimizar cuidadosamente el SEM, en particular realizar la corrección del astigmatismo con una muestra standard de oro. Luego se mide la corriente del haz y se escribe el patrón a partir de una marca de referencia realizada sobre el sustrato, colocando la magnificación del SEM en concordancia con el valor del archivo de escritura generado con el programa. Existen diferentes polímeros que son sensibles al haz de electrones, el más usado es el PMMA, un resist positivo que permite obtener patrones de alta performance [1]. Otra posibilidad es escribir los patrones empleando una monocapa autoensamblada (SAM, self-assembler monolayer) de tioles que dependiendo de la dosis pueden actuar como resist positivo o negativo [2]. La determinación de la dosis correcta para la escritura de un patrón involucra mucho más que la sensibilidad del resist que se esté usando. Dado que la dosis real que actúa sobre el polímero depende de diversos factores, entre ellos: contribución de los electrones primarios y secundarios (efecto de proximidad), energía del haz, composición del sustrato, ancho de línea y densidad del patrón. ?Una mayor energía del haz causa una mayor penetración en el sustrato entonces menos electrones secundarios alcanzan la superficie. El efecto es similar a tener un sustrato muy delgado. En este caso se obtienen líneas mas finas que al usar menor energía de haz y sustratos gruesos. ?Un material con alto número atómico (Z) presenta menor penetración del haz primario y más electrones secundarios son creados cerca de la superficie, entonces necesita una dosis menor que un elemento de menor Z. ?La magnitud de la corriente del haz afecta el spot size. El menor spot size corresponde a la condición de mayor voltaje de aceleración y menor corriente de haz. En este trabajo se presenta la fabricación de patrones mediante Litografía por Haz de Electrones (EBL, electron beam lithography) empleando un microscopio electrónico de barrido Zeiss SUPRATM 40 que cuenta con un cañón de electrones por emisión de campo (FE, field emission). Se utilizaron distintos tipos de sustratos, se optimizaron la geometría de los patrones y los parámetros de la escritura por EBL. Los patrones obtenidos se caracterizaron por técnicas de microscopía avanzada.     REFERENCIAS [1] E. A. Dobisz et al. J.Vac.Sci.Technol. B 18(2000)107 [2] T. Weimann et al. Microelectronic Engineering 57-58 (2001) 903