¿Qué es un Equipo de Litografía por Haz de Electrones?
Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan para dibujar patrones de circuitos en circuitos LSI (integración a gran escala).
Los componentes de circuitos electrónicos semiconductores llamados LSI se incorporan a equipos electrónicos como teléfonos móviles y PC.
Tras diseñar un circuito LSI, el patrón del circuito debe grabarse en una retícula (equivalente a la película en la fotografía de haluro de plata) mediante un haz de electrones.
En este momento, los errores dimensionales y posicionales deben mantenerse dentro de 2-5 nm.
Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan para grabar el patrón del circuito en la retícula con esta precisión.
Usos de los Equipos de Litografía por Haz de Electrones
Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan en el proceso de cocción de los circuitos ultrafinos empleados en las LSI. Los LSI son un componente esencial de los equipos electrónicos. Por ejemplo, los LSI se utilizan como componentes en teléfonos móviles, PC, videoconsolas y cámaras.
El diseño de los LSI varía en función de la aplicación, y los hay adecuados para diversos campos, como los equipos de comunicación, las fuentes de alimentación, el procesamiento acústico, el procesamiento de imágenes, los sensores y la IA.
Para dar cabida a una amplia gama de patrones de diseño de LSI, los patrones de circuito diseñados mediante CAD (diseño asistido por ordenador) se graban en retículas con equipos de litografía por haz de electrones.
Principios de los Equipos de Litografía por Haz de Electrones
El proceso LSI se divide en gran medida en las etapas de diseño, front-end y back-end.
El patrón del circuito se dibuja en una retícula en la fase de diseño. El circuito electrónico se forma de forma altamente integrada en una oblea de silicio en la fase de front-end, y el semiconductor se corta de la oblea, se fija y se sella en su lugar en la fase de back-end.
En la fase de diseño, el patrón de circuito fino de la LSI se graba convencionalmente en el retículo mediante transferencia óptica, de forma similar a la fotografía de haluro de plata.
Sin embargo, la luz (luz visible) tiene una longitud de onda de entre 400 y 700 nm, por lo que los circuitos más finos que la longitud de onda de la luz no pueden grabarse en el retículo.
A medida que los LSI se han ido haciendo más grandes con el tiempo, el tema de investigación era cómo concentrar un gran número de circuitos en un LSI pequeño.
La longitud de onda de un haz de electrones es de 0,012 nm a una tensión de aceleración de 10 kV, por lo que puede dibujar patrones de circuitos mucho más finos que la luz.
Sin embargo, para dibujar patrones de circuitos muy finos, se necesita un dispositivo que pueda apuntar el haz de electrones con gran precisión.
Los equipos de litografía por haz de electrones se desarrollaron como un dispositivo de este tipo.
Existen dos tipos de equipos de litografía por haz de electrones: sistemas de barrido de trama (que alinean “puntos” como los píxeles de televisión) y sistemas de barrido vectorial (que rellenan formas como círculos y rectángulos).
Estos equipos de litografía por haz de electrones permiten dibujar patrones de circuitos de alta definición en retículas.