Электронно-лучевая литография с использованием SiO₂ в качестве чувствительного слоя

Изучены возможности и некоторые особенности прямой электронно-лучевой литографии с использованием слоя диоксида кремния SiO₂ (выращенного термическим окислением) в качестве резиста, чувствительного к действию электронного луча, и проявляющего состава на основе водного раствора разбавленной буферизованной плавиковой кислоты. Найдены дополнительные факторы, влияющие на результат литографии (существование первоначального периода усиления эффекта экспонирования). Для объяснения данной особенности предложена гипотеза о механизме влияния внедренного в слой SiO₂ (в процессе экспонирования) электрического заряда на процесс дальнейшего проявления скрытого изображения. В качестве меры, устраняющей проявления контаминационных явлений, предложен подход с использованием жертвенного слоя меди, наносимого на период проведения экспозиции. Приведено обоснование выбора металла жертвенного слоя на основе экспериментальных наблюдений и гипотезы о возможном химическом составе контаминационных пятен в экспонированных областях. Уточнены известные из литературы параметры процесса прямой литографии на SiO₂. Найден нелинейный характер эффекта воздействия электронного луча на слой диоксида кремния, и предложены простые эмпирические зависимости, позволяющие количественно описать результат процесса литографии для случая крупномасштабных структур. Показано, что даже при использовании жертвенного слоя меди возможно достижение разрешения литографического процесса не хуже 30 нм.