ва, пропорційна показнику заломлення середовища між об'єктом і об'єктивом. Звідси випливає, що для фотолітографії першорядне значення має довжина хвилі світла, за допомогою якого здійснюється перенесення зображення маски на пластину з фоторезистом. Відповідно до критерію Релея (3) мінімальна ширина лінії, одержуваної в зображенні, пропорційна довжині хвилі експонуючого світла. Для видимого світла (з довжиною хвилі ~ 0.4 мкм) мінімальна ширина лінії складає - 244 нм, що явно недостатньо для виготовлення квантових структур. Щоб досягти менших розмірів окремих деталей, в фотолітографії видиме світло замінюють ультрафіолетовим освітленням (довжина хвилі 193-365 нм). Ще одним достоїнством ультрафіолетової літографії є ??велика швидкість, так як час висвітлення менше, ніж для видимого світла. В даний час в промисловому виробництві в якості джерел світла використовують лазери ArF з довжиною хвилі 193 нм. Їх застосування дозволило реалізувати 90, 65 і навіть 45 нм технологічні процеси виробництва мікросхем (рис 14). Зараз для літографічних установок розробляються джерела світла, що використовують довжину хвилі 13 нм (Extreme Ultra Violet - EUV).
Елементарна оцінка за допомогою (3) показує, що для довжини хвилі світла 193 нм, числової апертури 1 і коефіцієнта k =0.61 дозвіл проекційної системи має бути 118 нм.
Малюнок 14 - Залежність технологічного процесу виготовлення мікросхем від довжини хвилі світла, використовуваного для літографії
Виникає питання: Яким чином вдається реалізувати 90, 65 і 45 нм технологічні процеси виробництва мікросхем застосовуючи таке джерело світла? Відповідь на нього міститься у виразі (3). Дійсно, при фіксованому значенні л для отримання менших розмірів a min можна спробувати зменшити k і збільшити числову апертуру N a . Для того, щоб зрозуміти яким чином вдається домогтися бажаного результату повернемося до схеми фотолітографії проекційної системи (рис. 14). Видно, що крім джерела світла до її складу входять ще два важливих елементи - фотомаскою і «лінза», яка насправді являє собою складний об'єктив, що складається з великого числа оптичних елементів.
Розглянемо шляхи підвищення роздільної здатності проекційної літографічної системи з використанням спеціальних фотошаблонів, званих Фазосдвігающій масками. Принцип їх дії ілюструється малюнком 15. У таких масках на одну з двох сусідніх прозорих ліній накладається фазовий фільтр, сдвигающий фазу проходить хвилі на 180 °. У результаті інтерференції хвиль в протифазі відбувається їх взаємне ослаблення в області між двома Експоновані лініями, що робить їх більш помітними і підвищує роздільну здатність, тобто зменшує коефіцієнт k.
Малюнок 15 - Порівняння просторового розподілу інтенсивності світлової хвилі що пройшла через звичайну маску і фазоссуваючу маску
Іншим способом поліпшення роздільної здатності проекційної літографічної системи є використання масок з оптичною корекцією створюваного малюнка (OPC або Optical Proximity Correction), де складна форма маски ісп?? льзуется для виправлення наслідків природної дифракції світла на краях (рис. 16).
Малюнок 16 - Схема, що ілюструє принцип оптичної корекції створюваного фотолітографічного малюнка
Застосування цієї корекції зменшує величину коефіцієнта k . Застосування фазосдвигающих масок з оптичною корекцією створюваного малюнка є необхідною умовою реалізації 45 нм технологічного процесу виробництва мікросхем.
Нарешті існує спосіб зменшення коефіцієнта k , пов'язаний з внеосевой освітленням шаблону і використанням складної апертури джерела світла (рис. 16).
- проста кругла апертура, b - кругла дипольная апертура, c - кругла квадрупольному апертура, d - проста кільцева апертура, e - кільцева дипольная апертура, f - кільцева квадрупольному апертура
Малюнок 16 - Основні типи апертури джерела світла і їх параметри
Всі апертури, крім простої круглої, використовуються при внеосевой освітленні.
Для підвищення просторового дозволу літографічного процесу широко використовується метод, заснований на збільшенні чисельної апертури Na. Він полягає в тому, що в литографическом процесі застосовують імерсійним об'єктиви. У цьому випадку між об'єктом і об'єктивом поміщають рідина з високим показником заломлення, наприклад, надчистих воду (рис. 17) [8].
Малюнок 17 - Іммерсійний об'єктив, застосовуваний в літографії
2. Оптичні властивості квантових ям
.1 Класифікація гетероструктур
В даний час склалася стійка термінологія низькорозмірних фізики напівпровідників. Перерахуємо і коротк...
