Performance of the XR 1541 negative e-beam resist in the e-beam lithography for chosen substrate materials

Performance of the XR 1541 negative e-beam resist in the e-beam lithography for chosen substrate materials

 

In this paper the negative HSQ (hydrogen silsesquioxane) XR 1541 electron beam resist is investigated in terms of its performance in the e-beam lithography for chosen substrate materials, namely for silicon, Ag on Si substrates, and GaAs based heterostructures. The purpose is to discuss its application in the fabrication of periodic structures (lines, pillars or holes). The contrast of the resist which is determined by the nature of the development process, is expressed by the γ value, calculated from an exposure wedge test. Extracted γ and dose-to-clear numerical parameters for the XR 1541 were γ = 3.9 (at 130 μCcm-2) for Si, 2.2 (at 50 μCcm-2) for GaAs and 2.4 (at 85 μCcm-2) for Ag/Si substrate and 40 kV accelerating voltage, respectively. These parameters for the Si substrate but for varying energies of electrons, were as follows: γ = 2.5 (at 23.5 μCcm-2) at 20 keV, 4.7 (at 61.5 μCcm-2) at 30 keV, and 3.9 (at 130 μCcm-2) at 40 keV, respectively. Typical achieved periods for the exposed patterns ranged from 500 to 1000 nm, and the minimal diameter of the patterns was cca 100 nm.

 

В тази работа негативният HSQ (водород силсескюиоксан) XR 1541 електронно лъчев резист се изследва от гледна точка на ефективността му при електроннолъчева литографията за избраните материали на подложката, а именно за силиций, за Ag върху Si подложка, и за GaAs базирани хетероструктури. Целта е да се обсъди прилагането му в производството на периодични структури (линии, колони или дупки). Контрастът на защитното покритие, което се определя от естеството на процеса на проявяване, се изразява чрез γ стойност, изчислена от тест „експозиция – клин”. Извлечените γ и „доза-до-изчистване” числени параметри за XR 1541 са γ = 3.9 (при 130 μCcm-2) за Si, 2.2 (при 50 μCcm-2) за GaAs и 2.4 (при 85 μCcm-2) за Ag / Si субстрат и 40 kV ускоряващо напрежение, съответно. Тези параметри за субстрата Si, но за различни източници на електрони, са както следва: γ = 2.5 (при 23.5 μCcm-2) при 20 KeV, 4.7 (при 61.5 μCcm-2) при 30 KeV, и 3.9 (при 130 μCcm-2) при 40 KeV, съответно. Типични периоди постигнати за експонираните рисунъци варират от 500 до 1000 nm, а минималният диаметър на изображенията е 100 nm.

 

Download PDF full text