Qu’est-ce qu’un système de lithographie par faisceau d’électrons ?
Les systèmes de lithographie par faisceau d’électrons sont utilisés pour dessiner des schémas de circuits sur les circuits LSI (Large Scale Integration).
Les appareils électroniques tels que les téléphones portables et les ordinateurs intègrent des composants électroniques semi-conducteurs appelés LSI.
Après avoir conçu un circuit LSI, le schéma du circuit doit être gravé sur un réticule (équivalent du film dans la photographie aux halogénures d’argent) à l’aide d’un faisceau d’électrons.
À ce stade, les erreurs de dimension et de position doivent être maintenues dans une fourchette de 2 à 5 nm.
Les systèmes de lithographie par faisceau électrons sont utilisés pour graver le schéma du circuit sur le réticule avec cette précision.
Utilisations des systèmes de lithographie par faisceau d’électrons
Les systèmes de lithographie par faisceau d’électrons sont utilisés dans le processus de gravure des circuits ultrafins utilisés dans les LSI.
Les LSI sont des composants essentiels des équipements électroniques.
Par exemple, les LSI sont utilisés comme composants dans les téléphones portables, les PC, les consoles de jeu et les appareils photo.
La conception des LSI varie en fonction de l’application, et il existe des LSI adaptés à divers domaines, tels que les équipements de communication, les alimentations, le traitement acoustique, le traitement de l’image, les capteurs et l’intelligence artificielle.
Afin de répondre à une large gamme de modèles de conception LSI, les modèles de circuits conçus par CAO (conception assistée par ordinateur) sont gravés sur des réticules à l’aide d’un équipement de lithographie faisceau d’électrons.
Principe des systèmes de lithographie par faisceau d’électrons
Le processus LSI est largement divisé en processus de conception, d’avant-plan et d’arrière-plan.
Les schémas de circuit sont dessinés sur des réticules au stade de la conception, les circuits électroniques sont formés en haute densité sur des plaquettes de silicium au stade de la production, et les semi-conducteurs sont découpés sur les plaquettes, fixés et scellés en place au stade de la production.
Au stade de la conception, le modèle de circuit fin du LSI est traditionnellement gravé sur le réticule par transfert optique, comme pour la photographie aux halogénures d’argent.
Cependant, la lumière (lumière visible) a une longueur d’onde d’environ 400 nm à 700 nm, de sorte que les circuits plus fins que la longueur d’onde de la lumière ne peuvent pas être gravés sur le réticule.
Comme les LSI sont devenues plus grandes au fil du temps, le sujet de recherche était de savoir comment concentrer un grand nombre de circuits sur une petite LSI.
C’est là qu’intervient le faisceau d’électrons.
La longueur d’onde d’un faisceau d’électrons est de 0,012 nm à une tension d’accélération de 10 kV, ce qui lui permet de dessiner des circuits beaucoup plus fins que la lumière.
Toutefois, pour dessiner des circuits très fins, il faut un dispositif capable de diriger le faisceau d’électrons avec une grande précision.
Les systèmes de lithographie par faisceau d’électrons ont été développés comme un tel dispositif.
Il existe deux types de systèmes de lithographie par faisceau électrons : les systèmes de balayage par trame (qui alignent des “points” comme les pixels d’un téléviseur) et les systèmes de balayage vectoriel (qui remplissent des formes telles que des cercles et des rectangles).
Ces systèmes de lithographie par faisceau électrons permettent de dessiner des schémas de circuits haute définition sur des réticules.