Электронная литография

Электронный литограф представляет собой модернизированный сканирующий электронный микроскоп фирмы Zeiss с электронной пушкой Supra. Предназначен для нанолитографии с размерами от 20 нм, создании промежуточных шаблонов для оптической литографии и сканирования поверхности образцов с большим увеличением в автоматическом режиме.



Специалисты:н.с. Насимов Д.А. (ТК к. 108 тел. 330-90-82)
м.н.с., к.ф.-м.н. Родякина Е.Е. (ТК к. 106, 108 тел. 330-90-82)
инж.-техн. Шалыгина Н.А. (ТК к. 108, 352)
инж. Уткин Д.Е. (ТК к. 108, 352)
аспирант Голобокова Л.С. (ТК к. 321)
Raith150 (Германия)
  • Оснащён большой вакуумной камерой, позволяющей загружать образцы размером до 150 мм.
  • Внутри камеры смонтирован роботизированный лазерный стол, позволяющий позиционировать образец размером до 150 мм с точностью до 20 нм.
  • Прибор оснащён генератором изображений, позволяющим производить автоматическую съемку поверхности образца.
  • Литограф оснащён тремя системами автоматической корректировки фокуса.
         - Корректировка при помощи пъезо-двигателей
         - С использованием объективной линзы
         - С использованием движения рабочего стола

Характеристики электронной пушки

  • Ускоряющее напряжение – 100 – 30000 V
  • Диаметр пучка – 2 нм при 20 кВ
  • Время жизни катода – более 2000 часов

Характеристики лазерного стола

  • Минимальных шаг – 2 нм
  • Воспроизводимоть положения << 50 нм
  • Точность позиционирования < 100 нм
  • Точность совмещения < 100 нм

Вакуумная система

  • Давление в рабочей камере < 1*10-6 Торр
  • Давление в пушке< 1*10-9 Торр

Примеры структур, созданных с помощью метода электронной литографии:

Четырёхзондовая станция с параметрическим анализатором

Активное развитие микро- и наноэлектроники привело к необходимости проведения точных и надёжных измерений на пластине, возможных только при осуществлении качественного, стабильного и надежного контакта, не разрушающего измеряемое устройство. Решение данных задач достигается за счёт применения зондовых станций, специально спроектированных под конкретный вид измерений, осуществляющих зондовый контроль. Станции проектируются специализированно для исключения внешних воздействий, собственных шумов и сохранения «чистоты» эксперимента. Качественное тестирование полупроводниковых приборов по постоянному току, а также в ВЧ и СВЧ диапазоне являются критически важными задачами для успешной разработки нового микроэлектронного устройства. В большинстве случаев эти измерения выполняются на полупроводниковых пластинах. Компания Agilent Technologies совместно с компанией Cascade Microtech предлагают решение, которое включает в себя измерительные приборы и программное обеспечение для автоматического проектирования компании Agilent, а также зондовые станции компании Cascade. Для измерений по постоянному току используется параметрический анализатор Agilent B1500A. Этот модульный прибор под управлением графической среды Agilent EasyExpert предназначен для измерений вольт-амперных (ВАХ) и вольт-фарадных (ВФХ) характеристик в непрерывном или импульсном режиме, управления матрицами коммутации, полуавтоматическими зондовыми станциями и другими приборами.

Специалист:  вед. инж.-техн. Живодков Ю.А.  (ТК к. 107, 108 тел. 330-90-82)


Ручная зондовая станция Cascade M150 (Cascade Microtech, США)

  • Четыре измерительных зонда
  • Измерение пластин размером до 150 мм
  • Оптический микроскоп
  • Столик с вакуумным держателем


Параметрический анализатор Agilent B1500A (Agilent Technologies, США)

Основные возможности

  • Прибор на базе ПК с операционной системой Windows и программным обеспечением EasyEXPERT
  • Одноприборное решение для измерения вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик, генерации импульсов и измерений во временной области
  • Десять гнезд для установки модулей источников питания/измерителей и модулей другого типа (модуль многочастотного измерителя емкости MFCMU, высоковольтного полупроводникового импульсного генератора HV-SPGU игенератора сигналов и быстродействующего измерителя WGFMU)
  • Автономный анализ данных и разработка тестов с помощью программного обеспечения Desktop EasyEXPERT
Измерительные возможности
  • Измерение вольт-амперных характеристик с разрешением 0,1 фA/0,5 мкВ
  • Измерение квазистатической вольт-фарадной (CV) характеристики и CV-характеристики в среднем диапазоне частот
  • Быстрое и точное измерение вольт-амперных характеристик и измерения во временной области для широкого спектра прикладных задач, включая измерение импульсных вольт-амперных характеристик, нестабильности порогового напряжения при отрицательном смещении (NBTI) и шума RTS
  • Генерирование высоковольтных импульсов (до ±40 В) для тестирования силовых устройств и ячеек памяти

Сканирующая электронная микроскопия

Эффективным и информативным методом структурного анализа поверхности является сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Этот метод, не являясь разрушающим методом, позволяет оперативно проводить количественный морфологический анализ и измерение линейных размеров микрорельефа поверхности твердотельных структур с разрешением до одного нанометра. Применение источника полевой эмиссий для формирования диагностического пучка, позволяет сканирующей электронной микроскопии визуализировать неоднородности рельефа в пределах одного монослоя, проводить анализ химического состава поверхности с помощью встроенного блока энерго-дисперсионного анализа, определять электрическую активность дефектов по методике наведенного тока и т.д.

Сканирующий электронный микроскоп LEO 1430 (LEO Electron Microscopy LTD, Англия)
  • Пространственное разрешение 3,5 нм;
  • Ускоряющее напряжение 200В÷30кВ
  • Ток пучка 1 пА÷1 мкмА
  • Увеличение 15х÷300кх
  • Угол наклона образца 0°÷90°
  • Давление в камере лучше, чем 2×10-6 Торр


Специалист:н.с. Гаврилова Т.А. (ТК к. 107, тел. 330-90-82)

Примеры изображений, полученные методом СЭМ:

Оптическая литография

Генератор изображения лазерный многоканальный ЭМ-5189-01 предназначен для непосредственного формирования топологических структур на полупроводниковых пластинах и изготовления промежуточных шаблонов при производстве БИС, СБИС и других изделий электронной техники. Изображение формируется по принципу растрового сканирования. В системе экспонирования используется непрерывный ультрафиолетовый аргоновый (криптоновый) ионный лазер с длиной волны 350,7 нм. Мощность лазера 300 мВт. Модель SP-2060 (SP-2060/65) фирмы Spectra Phisics.

Генератор изображения лазерный многоканальный ЭМ-5189-01 («КБТЭМ-ОМО», Республика Беларусь, г. Минск)

  • Производительность при изготовлении топологии 150 мм2/мин
  • Размер рабочего поля 215х215 мм2
  • Минимальный формируемый размер 600 нм
  • Равномерность(однородность) критического размера ±40 нм
  • Погрешность стыковок полос ±40 нм
  • Неровность края топологического элемента ±40 нм
  • Погрешность совмещения ±70 нм



Специалисты:


вед. инж.-техн. Сандырев В.К. (ТК к. 109, 351 тел. 330-78-86)
вед. инж.-прогр. Грачёв К.В. (ТК к. 351 тел. 330-78-86)
инж.-техн. Качанова М.М. (ТК к. 325)
инж.-техн. Живодкова Т.А. (ТК к. 321)
инж.-техн. Шевченко Г.Н. (ТК к. 321)

Установка фокусированных ионных пучков

Технология фокусированных ионных пучков (ФИП), развитая на базе двулучевых систем, совмещающих растровую электронную микроскопию с ионным пучком, широко применяется в современных полупроводниковых технологиях, научных исследованиях, а также для решения прикладных задач препарирования образцов для электронной микроскопии. Данная технология обеспечивает возможность локального прецизионного травления и ионно-стимулированного осаждения различных материалов (металлов, диэлектриков). Высокая локальность модификации поверхности подложек сфокусированным пучком высокоэнергетичных ионов используется для создания элементов микромеханики и микроэлектромеханических систем (MEMS).



Специалисты:


с.н.с. Косолобов С.С., ТК к. 108, т.330-90-82
вед. инж.-техн. Живодков Ю.А., ТК к. 108
Установка фокусированных ионных пучков CROSS BEAM1540XB ZEISS (Германия)
  • Электронная пушка
         - Рабочее расстояние 0-45 мм
         - Разрешение 1.1 нм @ 20 kV,2.5 нм @ 1 kV
         - Увеличение 20x - 900kx
         - Ток пучка 4 pA - 20 нA
         - Ускоряющее напряжение 0.1 - 30 кВ
         - Тип катода Thermal field emission type
         - Давление в пушке < 1*10-9 Торр
  • Ионная пушка (Ga+)
         - Рабочее расстояние 5 мм
         - Разрешение 5 нм достижимо
         - Увеличение 600x - 500kx
         - Ток пучка 1 pA - 50 нA
         - Ускоряющее напряжение 3 - 30 кВ
         - Тип катода Ga liquid metal ion source (LMIS)
         - Давление в пушке < 1*10-9 Торр
  • EDX анализ
  • Приставка для электронной литографии
  • Давление в камере Рост<10-6 Торр
  • Детекторы
         - In-lens: Annular type
         - Chamber: TV
         - SE
  • Система напуска газов. (До 5 газов для селективного травления, глубокого травления, осаждения металлов и диэлектриков)

СЭМ-изображения поверхностей и структур, полученные на CROSS BEAM1540XB: