直接写入光刻用于纳米技术开发活动的所有阶段。在研究中，它用于产生纳米结构，该结构可以在纳米级上图案化功能材料。亚博网站下载在流程开发中，直接图案允许灵活地创建具有不同功能的设备来优化行为。在半导体和数据存储装置的制造中，具有聚焦光束的直接写入曝光为诸如光刻和纳米印记光刻的过程提供主图案。
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更小的设备推动对光刻的需求
更小的器件的制造上推动光刻技术的需求。特征尺寸和密度是这个政权的两个主要因素。离子束写入减小邻近效应提供了优点 - 允许理想地为更高特征密度，如通常由光刻半节距定义（半最密集特征之间的距离）。离子束的写作也提供了更高的灵敏度。传统的FIB，基于液态金属离子源，不提供足够小的探针，使最小的功能，从而利用其优势。电子束直写可以提供更小的探测器，因此一直是平版印刷的主导技术。
猎户座+氦离子显微镜用于直写光刻的能力
氦离子显微镜(HIM)提供了一种结合了电子束系统中可用的小尺寸和离子的良好邻近效应的探针。事实上，氦离子的束流-样本相互作用的性质不同于用于FIB的任何其他粒子，这应该允许在写作中更多的局部化。一些HIM用户已经开始对直写光刻进行表征，我们将在这里重点介绍一些成果，以说明可以做些什么，并指出未来的研究机会。本文所描述的工作是由荷兰代尔夫特理工大学的Vadim Sidorkin及其同事和荷兰代尔夫特的TNO科学与工业研究所完成的。亚博老虎机网登录
光刻应用需要两个基本组件。第一次需要是材料的薄膜（抗蚀剂），其在用束照射时改变化学，成为在显影步骤（阴性）期间溶解或变得更可溶的（阳性调）。第二需要是根据需要写入的图案来解决光束的方法。orion®Plus提供了两种实现这一方法的方法。系统软件为用户提供一个接口，以设置定义曝光的所有参数。可以使用几个测量单元中的一种来设置施加的总剂量，其中光束电流从离子塔中的束消隐单元提供。用户定义具有任意大小和方向的矩形扫描区域。可以在盒子内设置像素密度或间距。扫描模式也是用户可选择的，栅格和蛇形扫描在盒内的任何方向上。人们还可以在操作期间获取成像信号。 The scan parameters can also be saved as presets, for quick recollection and re-use. It is also possible within the user interface to import a bitmap with 256 gray levels to drive the scan. In this case, the relative dose at each pixel is defined by the gray level of the bitmap. For more complex patterns, or for more flexibility, the system is capable of being driven by an external pattern generator. There are several commercially available generators that offer advanced functionality and which have already been successfully implemented on the microscope.
对于这里描述的工作，的初始特性的抗蚀剂下的氦离子写入行为进行了。氢倍半硅氧烷（HSQ）抗蚀剂厚度的薄膜从〜70 nm的在硅衬底上制备5纳米。第一测量的抗蚀剂灵敏度和对比度。这是通过HIM下暴露正方形区域用75 pA的电子束电流进行，结果显示于图1中示出了这种归一化的厚度在该负性其余显影后的抗蚀剂，作为剂量的函数。抗蚀剂成为完全的剂量暴露比电子束曝光，在SEM中进行少4.4×。对比度是两个梁相似，使“写”之间的门槛“不写”的状态抵御在HIM相同的性能。
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图1。在他+和电子曝光HSQ的响应。
有趣的应用程序结果是写密集功能的能力。图2显示了在5 nm厚的HSQ中写入点数组的结果。每点100μSEC曝光时间的1Pa波束实现6nm±1nm的点写尺寸。最有意思的是，点大小因阵列的密度而没有可测量的邻近效应，甚至降至7nm的半间距。这意味着约25％的区域可以用6nm分辨率暴露。为了说明这一点的吞吐量能力，可以在大约70秒内用这种像素密度写入10μm×10μm区域。对于较厚的抗蚀剂层，点尺寸确实生长。图3显示了薄抗蚀剂中获得的6nm点，与较厚的样品中的14nm点相比。然而，后一种情况下，抗蚀剂是10倍，因此所产生的特征的纵横比从1.3增加到3.9。这可以为3D结构提供更大的灵活性。
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图2。HSQ中的点曝光。a）48nm沥青，b）24nm间距，c）14nm间距，d）点直径与沥青的曲线图。
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图3。HSQ中的点曝光。左：5纳米厚的抗蚀剂。右：55纳米厚的抗蚀剂。
概括
我们在结论中看到，由HIM光刻是一种可行的方法，有希望实现高分辨率、高密度的图案制作。该工具还具有编写复杂扫描所需的硬件和软件功能，包括外部模式生成接口。我们感谢TNO和代尔夫特理工大学Van Leeuwenhoek实验室的研究小组，感谢他们允许在这里使用他们的数据和分析，该实验室是由荷兰教育和经济事务部bsik NanoNed项目资助的。感谢Raith GmbH提供的ELPHY Plus图案发生器，在研究中使用。
应用程序
在抗蚀剂直接写光刻的创造高特征密度结构与零下10纳米的关键尺寸。这是适用于纳米技术的研究，模板制造和设备原型。
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