Al FIB stiamo lavorando per fare EBL con il nostro DualBeam. Erano già stati fatti alcuni tentativi diversi mesi fa, con risultati discreti, tenuto conto che il tutto era fatto in maniera piuttosto grossolana. Ora abbiamo ripreso con un approccio più accurato.
Il resist utilizzato è il classico PMMA, 950K in soluzione al 3% in clorobenzene. Il PMMA è depositato per spinning a 2000 rpm e scaldato su piastra a 170 °C per 1 minuto. L'impressionamento viene fatto con un fascio elettronico a 30 kV, 250 µC/cm2 di dose, dopo di che si procede allo sviluppo, deposizione del metallo e lift off finale. I primi risultati ottenuti sono molto incoraggianti, come si può vedere dalle immagini SEM riportate di seguito.
Queste riportate, sono le immagini SEM di un substrato di Si con il PMMA impressionato e sviluppato; non è stato fatto il lift-off, ma solo una metallizzazione (8 nm di oro) per poter osservare meglio al SEM il risultato. La gap misurata tra le due punte è di 209 nm.
Il passo successivo è stato metallizzare i substrati con 5nm di cromo e 30nm d'oro e poi procedere al lift-off. Le immagini SEM qui riportate mostrano il risultato.
La gap tra le due punte è inferiore ai 100 nm. Quello che però si osserva dall'immagine a 150 kX è che sulla punta di destra è ben visibile un doppio layer. Non siamo ancora sicuri dell'origine di questo doppio strato, molto probabilmente è dovuto ad un effetto d'ombra durante l'evaporazione dei metalli. L'impressionamento delle strutture riportate nelle immagini è stato effettuato in tre steps: un primo pattern è stato impressionato ad un ingrandimento elevato (circa 15 kX) per avere la risoluzione necessaria ad ottenere delle strutture inferiori ai 100 nm; sono seguiti un step intermedio a 7 kX ed uno step finale, a circa 1 kX, per impressionare aree più vaste (i pads dell'immagine a 2.5 kX sono 25 × 50 µm2). Con delle strutture di queste dimensioni è poi possibile allinearsi con il mask aligner per fare fotolitografia ed ottenere i pads sufficientemente grandi e robusti per essere bondati.
Con il software del FIB è possibile importare pattern in formato bitmap, quindi, in linea di principio, è possibile disegnare qualunque geometria si desideri. Dopo aver importato il pattern, si deve calcolare l'ingrandimento a cui è necessario lavorare per avere le dimensioni desiderate e i tempi d'impressionamento per ottenere la dose necessaria. Durante la fase di disegno del pattern bisogna tenere in conto che il blanking del fascio elettronico è molto lento e questo può far sì che il fascio stazioni sul substrato un tempo sufficiente ad impressionare il resist, creando così strutture indesiderate. Nell'immagine SEM qui riportata si vede bene una struttura circolare tra le due punte, non presente nel patter originale, dovuta allo stazionamento del fascio elettronico in quella posizione.
