Rev. Phys. Appl. (Paris) 20, 99-108 (1985)
DOI: 10.1051/rphysap:0198500200209900

Lithographie par faisceaux d'ions : simulations et résultats expérimentaux

L. Karapiperis, D. Dubreuil, P. David et D. Dieumegard

Thomson-CSF, Laboratoire Central de Recherches, Domaine de Corbeville, 91401 Orsay, France

Abstract
The advantages offered by Ion Beam Lithography compared to other lithographic techniques in use today are discussed. The lithographic resolution achievable with light (H+) and heavy (Ga+) ions is studied experimentally. Patterns of dimensions less than 100 nm are transferred in a resist (PMMA) by exposure to light and heavy ions through special thin-membrane masks. The effect of recoil atoms created by focused heavy ion beams in the resist on lithographic resolution is demonstrated with the aid of a computer simulation program of ionstopping in amorphous materials. Computer-simulated developed profiles in resist after ion exposure are pre sented. The use of focused ion-beam systems employing liquid metal sources for lithographic applications is discussed.

Résumé
Cet article décrit une nouvelle technique de lithographie qui utilise des faisceaux d'ions. Les avantages de cette technique sont discutés, et comparés à ceux présentés par d'autres méthodes lithographiques couramment utilisées. La résolution de la lithographie ionique est étudiée expérimentalement par irradiation de résine PMMA à l'aide d'ions légers (H+) et d'ions lourds (Ga+). Des motifs géométriques de dimensions inférieures à 100 nm ont été transférés dans la résine (PMMA) à partir de masques adaptés (membranes minces à trous). L'effet, sur la résolution, des atomes de recul créés pendant l'irradiation est mis en évidence à l'aide d'un programme de simulation du freinage des ions dans la matière amorphe. Des profils de développement de la résine après irradiation aux ions Ga+ sont simulés sur ordinateur. L'utilisation, pour la lithographie, de machines ioniques à sources d'ions à métaux liquides est discutée.

PACS
2550 - Semiconductor device technology.
2550G - Lithography semiconductor technology.

Key words
ion beam lithography -- Ion Beam Lithography -- lithographic resolution -- thin membrane masks -- recoil atoms -- focused heavy ion beams -- resist -- computer simulation program -- ion stopping -- amorphous materials -- focused ion beam systems -- liquid metal sources