Fotolitografía de nueva generación

Las técnicas fotolitográficas se utilizan mucho en la industria de los circuitos integrados. Las nuevas normas del sector han creado la necesidad de crear características más pequeñas que permitan un menor consumo de energía. 

Los tamaños de las características que pueden conseguirse mediante prácticas litográficas dependen de la longitud de onda de la luz que se utilice. Dos longitudes de onda habituales son la línea g (435 nm) y la línea i (365 nm). La litografía de próxima generación (NGL) explora la posibilidad de alcanzar longitudes de onda más cortas para fabricar características más pequeñas. Sin embargo, las longitudes de onda más cortas también provocan una disminución de la absorción óptica y reflejos no deseados en el sustrato. Actualmente se están explorando y probando distintas técnicas de NGL para mejorar los procesos de fabricación fotolitográfica. Entre ellas se encuentran la litografía de rayos X, la litografía ultravioleta extrema y la litografía de proyección de iones.  

Proximidad de rayos X  

La litografía de rayos X (XRL) es un método de exposición a la sombra con máscaras de rayos X especializadas. Las máscaras de rayos X son mucho más finas que las fotomáscaras tradicionales utilizadas en fotolitografía. Las características de la máscara deben ser las mismas que las que se van a transferir a un material de sustrato. La máscara se expone a rayos X y la resolución de los rasgos depende del diámetro de la fuente de rayos X, de la separación entre la máscara y el sustrato y de la distancia entre la fuente de rayos X y la máscara. Las condiciones a las que se somete la máscara durante la exposición pueden provocar su deformación y flexión por vibración. Estas distorsiones afectan directamente a la alineación de la máscara y a los patrones de las características. Sin embargo, las longitudes de onda más pequeñas de XRL (0,4-5 nm) se utilizan para permitir un aumento de los componentes eléctricos, como los transistores, que caben en un sustrato.  

Litografía ultravioleta extrema 

En la litografía ultravioleta extrema (EUV) se utiliza una fuente de luz de plasma que penetra a través de una máscara reflectante. Las máscaras EUV reflejan la luz en lugar de transmitirla. La fuente de plasma se utiliza para crear fotones de 13,5 nm que se recogen en un colector óptico. Esta técnica utiliza sistemas ópticos reflectantes muy pequeños con longitudes de onda más cortas que las dimensiones deseadas. Los espejos multicapa, o reflectores de Bragg, se utilizan en la EUV para crear interferencias constructivas. La EUV permite crear características de diseño bidimensionales y múltiples patrones.  

Litografía por proyección de iones 

La litografía por proyección de iones (IPL) utiliza iones de hidrógeno acelerados para contrarrestar los problemas de difracción. La masa pesada de los iones produce menos dispersión, lo que da lugar a una mayor resolución de los patrones. Para reducir los daños causados por la radiación y absorber los iones liberados durante la exposición, se utilizan resistivos altamente resistentes a los rayos UV, como el PMMA. El material de la máscara suele consistir en una plantilla de silicio con un revestimiento de carbono para evitar el hinchamiento y las deformaciones del sustrato. Además, las máscaras suelen estar provistas de orificios para crear una máscara de estarcido. Se utilizan lentes electrostáticas para enfocar y desviar los iones acelerados. Aunque la IPL crea patrones de alta resolución, esta técnica es más cara que las técnicas litográficas convencionales. Además, los tiempos de procesamiento son más largos y puede producirse un hinchamiento del sustrato cuando se utilizan resistivos negativos.  

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