A comparison of the performance of high resolution lithographic tools is presented here. The authors use extreme ultraviolet interference lithography, electron beam lithography, and He ion beam lithography tools on two different resists that are processed under the same conditions. The dose-to-clear and the lithographic contrast are determined experimentally and are used to compare the relative efficiency of each tool. The results are compared to previous studies and interpreted in the light of each tool-specific secondary electron yield. In addition, the patterning performance is studied by exposing dense lines/spaces patterns, and the relation between critical dimension and exposure dose is discussed. Finally, the lumped parameter model is employed in order to quantitatively estimate the critical dimension of lines/spaces, using each tool specific aerial image. Our implementation is then validated by fitting the model to the experimental data from interference lithography exposures and extracting the resist contrast.

1.
D. R.
Herriott
,
J. Vac. Sci. Technol.
20
,
781
(
1982
).
2.
K.
Wilder
,
C. F.
Quate
,
B.
Singh
, and
D. F.
Kyser
,
J. Vac. Sci. Technol., B
16
,
3864
(
1998
).
3.
S. Y.
Chou
,
P. R.
Krauss
, and
P. J.
Renstrom
,
Appl. Phys. Lett.
67
,
3114
(
1995
).
4.
W. L.
Brown
,
T.
Venkatesan
, and
A.
Wagner
,
Nucl. Instrum. Methods
191
,
157
(
1981
).
5.
S.
Hirscher
,
R.
Kaesmaier
,
W.-D.
Domke
,
A.
Wolter
,
H.
Loeschner
,
E.
Cekan
,
C.
Horner
,
M.
Zeininger
, and
J.
Ochsenhirt
,
Microelectron. Eng.
57
,
517
(
2001
).
6.
M.
Chan
,
R. R.
Kunz
,
S. P.
Doran
, and
M.
Rothschild
,
J. Vac. Sci. Technol., B
15
,
2404
(
1997
).
7.
V.
Bakshi
,
EUV Lithography
, 1st ed. (
SPIE
,
Bellingham, WA
,
2009
), pp.
42
43
.
8.
J.
Notte
,
B.
Ward
,
N.
Economou
,
R.
Hill
,
R.
Percival
,
L.
Farkas
, and
S.
McVey
,
AIP Conf. Proc.
931
,
489
(
2007
).
9.
V.
Sidorkin
,
E.
van Veldhoven
,
E.
van der Drift
,
P.
Alkemade
,
H.
Salemink
, and
D.
Maas
,
J. Vac. Sci. Technol., B
27
,
18
(
2009
).
10.
C. A.
Sanford
,
L.
Stern
,
L.
Barriss
,
L.
Farkas
,
M.
DiManna
,
R.
Mello
,
D. J.
Maas
, and
P. F. A.
Alkemade
,
J. Vac. Sci. Technol., B
27
,
2660
(
2009
).
11.
D.
Winston
 et al,
Nano Lett.
11
,
4343
(
2011
).
12.
F. H. M.
Rahman
,
S.
McVey
,
L.
Farkas
,
J. A.
Notte
,
S.
Tan
, and
R. H.
Livengood
,
Scanning
34
,
129
(
2012
).
13.
E. A.
Dobisz
,
H. W. P.
Koops
,
F. K.
Perkins
,
C. R. K.
Marrian
, and
S. L.
Brandow
,
J. Vac. Sci. Technol., B
14
,
4148
(
1996
).
14.
M. P. C.
Watts
,
J. Vac. Sci. Technol., B
3
,
434
(
1985
).
15.
C. A.
Mack
,
A.
Stephanakis
, and
R.
Hershel
,
Kodak Publ.
(
G-155
),
228
(
1987
).
16.
Z.
Liu
,
F.
Bouamrane
,
M.
Roulliay
,
R. K.
Kupka
,
A.
Labèque
, and
S.
Megtert
,
J. Micromech. Microeng.
8
,
293
(
1998
).
17.
A.
DeHon
,
IEEE Trans. Nanotechnol.
2
,
23
(
2003
).
18.
E.
Buitrago
,
R.
Fallica
,
D.
Fan
,
T. S.
Kulmala
,
M.
Vockenhuber
, and
Y.
Ekinci
,
Microelectron. Eng.
155
,
44
(
2016
).
19.
D.
Fan
and
Y.
Ekinci
,
J. Micro/Nanolithogr. MEM
15
,
033505
(
2016
).
20.
T. H. P.
Chang
,
J. Vac. Sci. Technol.
12
,
1271
(
1975
).
21.
S. A.
Rishton
and
D. P.
Kern
,
J. Vac. Sci. Technol., B
5
,
135
(
1987
).
22.
M.
Osawa
,
K.
Takahashi
,
M.
Sato
,
H.
Arimoto
,
K.
Ogino
,
H.
Hoshino
, and
Y.
Machida
,
J. Vac. Sci. Technol., B
19
,
2483
(
2001
).
23.
H.
Duan
,
V. R.
Manfrinato
,
J. K. W.
Yang
,
D.
Winston
,
B. M.
Cord
, and
K. K.
Berggren
,
J. Vac. Sci. Technol., B
28
,
C6H11
(
2010
).
24.
D. C.
Joy
and
S.
Luo
,
Scanning
11
,
176
(
1989
).
25.
D.
Cohen-Tanugi
and
N.
Yao
,
J. Appl. Phys.
104
,
063504
(
2008
).
26.
D.
Winston
 et al,
J. Vac. Sci. Technol., B
27
,
2702
(
2009
).
27.
G.
Hlawacek
,
V.
Veligura
,
R.
van Gastel
, and
B.
Poelsema
,
J. Vac. Sci. Technol., B
32
,
020801
(
2014
).
28.
N.
Kalhor
,
W.
Mulckhuyse
,
P.
Alkemade
, and
D.
Maas
,
Proc. SPIE
9425
,
942513
(
2015
).
29.
D.
Winston
,
J.
Ferrera
,
L.
Battistella
,
A. E.
Vladár
, and
K. K.
Berggren
,
Scanning
34
,
121
(
2012
).
30.
C.
Mack
,
Fundamental Principles of Optical Lithography
(
Wiley
,
Chichester
,
2007
), pp.
286
287
.
31.
T.
Kozawa
,
K.
Okamoto
,
A.
Saeki
, and
S.
Tagawa
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
48
,
056508
(
2009
).
32.
L.
Scipioni
and
D.
Winston
, Helium Ion Beam Lithography in the ORION® PLUS, Zeiss Whitepaper, July 2009.
33.
B. W.
Ward
,
J. A.
Notte
, and
N. P.
Economou
,
J. Vac. Sci. Technol. B
24
,
2871
(
2006
).
34.
D.
Maas
,
E.
van Veldhoven
,
A.
van Langen-Suurling
,
P. F. A.
Alkemade
,
S.
Wuister
,
R.
Hoefnagels
,
C.
Verspaget
,
J.
Meessen
, and
T.
Fliervoet
,
Proc. SPIE
9048
,
90482Z
(
2014
).
35.
D. F.
Kyser
,
N. K.
Eib
, and
N. W. M.
Ritchie
,
J. Micro/Nanolithogr. MEMS
15
,
033507
(
2016
).
36.
T. G.
Oyama
,
A.
Oshima
, and
S.
Tagawa
,
AIP Adv.
6
,
085210
(
2016
).
37.
S.
Bhattarai
,
A. R.
Neureuther
, and
P. P.
Naulleau
,
Proc. SPIE
9779
,
97790B
(
2016
).
38.
J.
Stowers
,
A.
Telecky
,
M.
Kocsis
,
B. L.
Clark
,
D. A.
Keszler
,
A.
Grenville
,
C. N.
Anderson
, and
P. P.
Naulleau
,
Proc. SPIE
7969
,
796915
(
2011
).
39.
L. D.
Bozano
,
P. J.
Brock
,
H. D.
Truong
,
M. I.
Sanchez
,
G. M.
Wallraff
,
W. D.
Hinsberg
,
R. D.
Allen
,
M.
Fujiwara
, and
K.
Maeda
,
Proc. SPIE
7972
,
797218
(
2011
).
40.
T.
Kozawa
and
S.
Tagawa
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
49
,
030001
(
2010
).
41.
J. K. W.
Yang
,
B.
Cord
,
H.
Duan
,
K. K.
Berggren
,
J.
Klingfus
,
S.-W.
Nam
,
K.-B.
Kim
, and
M. J.
Rooks
,
J. Vac. Sci. Technol., B
27
,
2622
(
2009
).
42.
R.
Fallica
,
J. K.
Stowers
,
A.
Grenville
,
A.
Frommhold
,
A. P. G.
Robinson
, and
Y.
Ekinci
,
J. Micro/Nanolithogr. MEMS
15
,
033506
(
2016
).
43.
A.
Langner
,
H. H.
Solak
,
R.
Gronheid
,
E.
van Setten
,
V.
Auzelyte
,
Y.
Ekinci
,
K.
van Ingen Schenaud
, and
K.
Feenstrad
,
Proc. SPIE
7636
,
76362X
(
2010
).
You do not currently have access to this content.