PERSONAL DE APOYO
MARCHI Maria Claudia
congresos y reuniones científicas
Título:
GENERACION DE PATRONES EMPLEANDO LITOGRAFIA POR HAZ DE ELECTRONES
Autor/es:
M. CLAUDIA MARCHI; LÍA I. PIETRASANTA
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; 2do Congreso Argentino de Microscopía SAMIC; 2012
Institución organizadora:
SAMIC
Resumen:
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