Energy dependence of proximity parameters investigated by fitting before measurement tests

Abstract

Articles you may be interested inPerformances by the electron optical system of low energy electron beam proximity projection lithography tool with a large scanning field Experimental optimization of the electron-beam proximity effect forward scattering parameter J. Vac. Sci. Technol. B 23, 2769 (2005); 10.1116/1.2062431 3D proximity effect correction based on the simplified electron energy flux model in electron-beam lithography Completion of the β tool and the recent progress of low energy e-beam proximity projection lithography Low energy electron-beam proximity projection lithography: Discovery of a missing link Some years ago a method for fast and accurate experimental evaluation of the proximity parameters ␣, ␤, was suggested ͓S. V. Dubonos et al., Microelectron. Eng. 21, 293 ͑1993͔͒.The method, called the fitting before measurement procedure, is used for regular measurements of ␤ and in a wide energy range for different bulk substrates ͑Si, SiO 2 , mica, ZrO 2 , Al 2 O 3 , InAs, GaAs͒ and of ␣ as function of resist thickness and energy. An empirical relation from the fitting procedure allows one to extrapolate the ␤ and values to other substrates and energies. It is demonstrated that a resist of micron thickness can remarkably reduce the resolution of e-beam lithography. It is important that the reducing could not be improved by accurate focusing of the beam but could be overcome only by using a higher accelerating voltage. A phenomenological relation helps to predict resolution as function of resist thickness and electron energy.

Desenvolvimento de processo litográfico tri-dimensional para aplicação em microóptica integrada.

“…Para um filme de PMMA de 0,5µm sobre Si, α ≈ 75nm, β ≈ 3,9µm e η ≈ 0,7 [17]. total, respectivamente) [20] ou Λ tot / Λ el [22].…”

“…Para a escolha da abertura, tentou-se medir inicialmente o valor de α para um filme espesso (~4,5µm) de resiste SU-8 10 e compará-lo com os valores reportados para o PMMA (α ≈ 75nm e β ≈ 3,9µm para um filme de 0,5µm sobre Si e tensão de aceleração do feixe de elétrons de 30keV [17]), dado que há uma literatura mais extensa sobre este resiste. A abertura tem influência direta sobre o diâmetro do feixe e α é uma função do mesmo.…”

“…Como dito anteriormente, os padrões de teste utilizados na determinação dos parâmetros de proximidade são formados por linhas verticais paralelas subdivididas em retângulos com doses e larguras diferentes, sendo que os arquivos de exposição de α têm estruturas de teste em que as linhas mais à esquerda do padrão são subdivididas em retângulos com largura menor do que α, e as linhas centrais das estruturas para determinação β têm largura inferior a 100nm (enquanto as de η possuem dimensões da ordem de micra e não representam limitação ao sistema). Ao mesmo tempo, as doses de exposição são atribuídas a cada um dos retângulos como uma porcentagem de uma dose de referência (normalmente próxima à de saturação), Adotando-se o mesmo valor de α 0 e interpolando os dados experimentais de [17] para o PMMA (A I = 7,62keV 2 /µm a 30keV) faz-se uma comparação gráfica dos valores de α para ambos os resistes para a aproximação de espalhamento em pequeno ângulo -figura 4.5.…”

“…α descreve a extensão de espalhamento direto em cada plano horizontal ao longo da profundidade do resiste (corresponde ao valor de r em que a dose alcança 1/e devido apenas ao espalhamento direto). Em planos horizontais próximos à superfície do resiste, o valor de α se aproxima do raio do feixe de elétrons do sistema de litografia (por exemplo, 100nm).Conforme se avança ao longo da profundidade do resiste, o espalhamento dos elétrons vai se tornando mais significativo e se soma à dimensão finita do feixe (α pode atingir ~0,5µm para ~2µm de resiste), de acordo com a aproximação de espalhamento em ângulos pequenos[17] h a espessura do filme, E 0 , a energia de aceleração, α 0 , o raio do feixe (seguindo-se adefinição α de largura na intensidade 1/e, ou calculando-se o equivalente a meia altura, FWHM) quando incide sobre a superfície do filme e A I , uma constante fenomenológica. Além da posição vertical no resiste, α depende da composição química do mesmo, da tensão de aceleração dos elétrons (maior confinação com maior tensão) e do foco do feixe.…”

“…Conclui-se que tanto a espessura, quanto o material do resiste (além da tensão de aceleração do feixe) alteram a resolução da litografia por feixe de elétrons. Considerando que β >> α ou que a menor estrutura a ser produzida, assume-se que o parâmetro de retroespalhamento tem influência apenas sobre o controle dos níveis de altura ao longo da estrutura e não tem efeito sobre a resolução lateral, sendo esta determinada exclusivamente por α. NanoMaker (software para correção do efeito de proximidade adotado neste trabalho).Em[16,17], coloca-se que o valor de η é função do material do substrato e deveria depender fracamente da espessura (ou profundidade) do filme de resiste, além de não variar com a tensão de aceleração na faixa de 10-40keV. A variação encontrada para η pode ser explicada pelo fato de o método de determinação ser válido para filmes finos, e que podem ocorrer erros nas medições de η e β quando o mesmo é aplicado para resistes espessos.…”