2013-07

2013-07Edit

Jeudi 04/07

BPC1_MAPMA6_5

BPC1_MAPMA6_6

XL30 250µC/cm2, 25keV, 28.056pA, 1.426µs / 3.3208µs WD 17mm
motif x2000_xnm_test-angle_horiz x7 centré en v=0
         x2000_xnm_1.2 x7 centré en v=100µm

Dev 1' MIBK + stopper IPA @ 19.8°C
1er champ (motif test-angle_horiz)localement surexposé (oublie mettre blancker electro-statique -rapide- juste avant lancer litho) visible à l'optique
obs optique -> ok
ion milling 10" 3ma 500V +/-25° sans évap
clivage scriber + pointe diamant Au/Pd
Sputtering - 15" x 3 pour une moitié de l'échantillon
                  - 15" pour l'autre moitié
Obs MEB XL40 sous angle
       motif x2000_xnm_1.2

vendredi 12/07

Mêmes motifs que précédemment
boites dosées à 0.4

MAPMA6_8
- expo XL30:
25keV, 250µC/cm2, WD=17mm, spot 1 28pA,
step size=4nm pour motifs principaux, step size=8nm pour undercut,
procédure standard depuis MAPMA6_3 (position list avec expo des undercuts dans position séparée -option STAY, QuantroMoveUV avec correction WD, blanker lent entre chaque mouvement)

NB: Depuis qu'on a commencé les lithos JJOXY avec raccord de champ, le champ x1000 et le champ x32 sont corrigés en shift (uniquement), et pas le champ x2000 (corrections enregistrées dans la session)

- Dev MIBK 1'+ stopper IPA 30" @ 20°C
- clivage scriber + fil -> 1 pour observation directe, l'autre après ion milling
-vieux canon
ion milling 10" +/-25° 3mA 500V

jeudi 17/07

Obs sous angle
Sputtering Au/Pd 30mA 3mb15"

Observations:
- épaisseur du masque PMMA: ~280nm (corrigé /angle) - versus 240nm pour MAPMA6_3
- épaisseur du bilayer: ~810nm (corrigé /angle) - versus 780nm pour MAPMA6_3
- Les undercut ne sortent pas bien sur la ligne x0.8 (alors que dosés idem sur toutes les lignes), en bord de champ: (ci-dessous image de gauche x0.8, motif 150nm à droite; image de droite x1.1, idem)

     -> il semble qu'il y ait un problème dépendant de la position dans le champ
    -> A priori le problème est sur tous les motifs, mais ne se voit bien qu'à 0.8 car dose limite (on peut le deviner à x1.1)

 - Les motifs sortent moins bien qu'aux tests précédents (seule différence: les undercut ne recouvraient pas le motif (latéraux) - sinon même wafer, même spin, même litho, même développement)
Par exemple, le motif x1.1_30nm ne sort pas, ni même la ligne, alors que pour les undercuts latéraux ça sortait.
Hyp 1: sur le bord des boites (dans la longueur), le faisceau passe plus de temps ? -> plus de bord = plus de dose
Hyp 2: Sur ce test, le PMMA est plus épais de 40nm. L'épaisseur du bilayer est un paramètre critique pour la traversée des électrons, et on est borderline avec cette épaisseur / cette tension?
Hyp 3: La couche a vieilli, durci (1er test ci-dessous à gauche= 01/07; NB: recuit seulement 5min). Peut expliquer la différence de profil de masque (rond versus carré), ainsi que le fait qu'elle soit moins soluble dans le développeur.
NB: flacons utilisés sont périmés depuis ?? 2010 ??

compar x1.1_x0.4_50nm sans ion milling, undercut latéraux à gauche (MAPMA6_3) vs recouvrants à droite (MAPMA6_8a).
En principe, a droite le motif principal est plus dosé puisque se paye la dose de l'undercut en plus. Il est en effet plus ouvert.

- L'effet de l'ion milling est multiple: rend surface plus rugueuse + tendance à affaisser légèrement le masque
ci-dessous, x1.1_70; à gauche sans ion milling, à droite avec:

vendredi 18/07

Nouveau test de dose @30keV, motif identique (une ligne en plus à dose x1.2)
- expo XL30
30keV, 300µC/cm2, WD=17mm, spot 1 I=29.67pA
step size 4nm motifs ppaux, 6nm undercuts
procédure standard

- dev
1' MIBK @ 19°C, 30" stop IPA

- clivage

- ECH A:  vieux canon
ion mill 3mA, 500V, +/-25°, 10s chaque angle
evap Au @ 1nm/s, +/-25° 30nm / 60nm

- ECH B:  vieux canon
ion mill 3mA, 500V, 0°, 10s x2
evap Au @ 1nm/s, 0°, 30nm / 60nm

- Observation sous angle XL40 (75°)
dimensions prises à la moyenne des ondulations (typ. taille de grain ~ qq 10-20nm) pour ouverture de masque et dimension du fil, et prise au bord du pied de l'undercut. Pied du fil (le haut du fil est parfois mesuré, mis entre parenthèses. Mesure imprécise)
En rouge, les valeurs "incohérentes" (probablement mal cotées). A comparer 2 à 2.
En vert les paramètres utilisables

- En moyenne le masque se ferme de 52nm +/- 6nm pour l'évap verticale de 90nm (différence entre le pied du fil et le haut du fil, sur ceux qui ont été mesurés)
La fermeture est sensiblement la même pour l'évap sous angle

- L'ouverture de masque restante est "intermédiaire" entre la taille du bas de fil et la taille du sommet du fil...
Sans doute cela provient du fait que les parties terminale du film d'or qui bouchent le masque sont de faible épaisseur et sont transparentes aux électrons (on ne les voit pas). En partie aussi, il y a le fait que l'observation ouvre le masque.
La différence entre l'ouverture observable du masque et le haut du fil est de 21+/-6nm (évap verticale)

- Problème d'angle dans l'évaporateur?
    Le premier fil sort toujours plus petit que le second, (/!\  mesure à +/-3nm, la différence n'est peut être pas significative). /!\ le premier fil est aussi moins épais. Peut-être bords transparents aux électrons donc on le mesure plus petit.
    Le fil évaporé verticalement semble un peu décalé (/!\  peut être un effet d'optique)
    Pourrait venir de ce que la source n'est par tout à fait au centre...

- On a toujours un léger problème de dose sur les bords de champ : certains undercut sortent plus petits au motif 150nm (tout en bord de champ) qu'à 130nm, alors que par proximité ça devrait être le contraire. L'effet sur le motif de ligne (à l'autre bout du champ) n'est pas facile à déterminer.

- Motif ligne : dose équivalente à motif de 40nm. La boite d'undercut sort beaucoup mieux que pour motif 30nm, et équivalent à 50nm, alors que le motif sort équivalent à celui de 30nm (quand celui à 30 sort, ce qui n'est pas toujours le cas)
    balayage déconnant ? NB: depuis le début des essais on est en mode de balayage 2-ways
    -> On peut en déduire l'effet de proximité pour une ligne (mais vaudrait mieux faire un vrai test)
    -> Peut être que pour un polygone il vaut mieux faire plusieurs lignes côte ầ côte qu'un dessin de polygone...

- On perce toujours en bout des boites d'undercut
     -> Eloigner le bout des boites du bout des motifs

- Les motifs qui sortent à la taille nominale sont dosés à 0.8 + 0.4 d'_
On présume donc que la dose correcte pour insoler le PMMA à 30keV est aux alentours de 300*(0.8+0.4) = 360µC/cm2

mercredi 24/07

Motif central avec lignes x0.8 pour bras jonction + polygone 150nm x0.9 pour island
Idem pour les jonctions seules
Motif (-10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 90nm pour island x1
Motif (10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 90nm pour island x1.1
Motif (-10µ,-10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 90nm pour island x1.2
Motif (10µ,-10µ) avec line x0.7 pour bras jonction + polygone 130nm x1.2 pour island
Les undercuts sont recouvrants, de 1µm large, et plus longs qu'avant pour éloigner le bout de boites du bout des lignes -> éviter de percer
Les pads de connexion du champ x2000 non recouverts d'un undercut sont dosés à x1.2 (NB: pas de test de dose sans undercut à 30keV, mais dans le test précédent la dose qui donne des motifs de taille nominale est x0.8 + _x0.4)
Idem pour le champ x1000, sauf que ce n'est pas dans le fichier, mais dans la position list
Pour champ x32 on applique ce facteur 1.2 auquel on rajoute 30% pour tenir compte du drift (dans position list) -> x1.56 
(Finalement dose nominale pourrait être 360µC/cm2, mais il faudrait alors modifier les coeff sur motifs + _ de la façon suivante:
0.4 -> 0.333
0.8 -> 0.666
0.9 -> 0.75
1 -> 0.833
1.1 -> 0.916
1.2 -> 1
)

JJ_OXY_2

- XL30
30keV, 300µC/cm2, 1200pC/cm
x2000 spot 1, 28.1pA -> area dwell time 1.709µs (step size 4nm), line dwell time 4.272µs (step size 1nm)
                                   _UC area dwell time 3.845µs (step size 6nm)
x1000 spot 4, 486pA -> area dwell time 1.999µs (step size 18nm)
x32 spot 7, 44nA (~30nA on sample) -> area dwell time 2.357µs (step size 188nm) (dose nom + 50% =450µC/cm2 pour tenir compte de la décroissance du courant au cours du temps)

- dev
MIBK 1' @ 18.8°C + 30" IPA

- vieux canon
Pompe 30'
ion mill +/-25°, 3mA 500V, 10" x2
flash Ti 10nm @ 0.5nm/s
30nm Al @ 1nm/s +25° (P=6e-7 pendant évap)
Oxydation 1' @ 175mb, repompe (met 2'30 à descendre à 1mb)
flast Ti 10nm @ 0.5nm/s
60nm Al @ 1nm/s +25° (P=6e-7 pendant évap)

jeudi 25/07

obs

- Les jonctions seules sont très bien sorties, avec presque les dimensions nominales
- Les motifs de fourchettes sont mal sortis: trop larges, et jonctions pas overlapées

Cela semble provenir d'un effet de proximité du pad de connexion à gauche qui surdose le bras gauche de la fourchette ainsi que le fil horizontal (future island)-> prochain design, repousse les plots de 1µm de chaque côté
Pas d'overlap: provient d'un essai sur l'undercut collé / pas collé (le bout des motifs est toujours surdosé à cause d'un problème de balayage du faisceau, donc j'ai tenté de supprimer l'undercut à ce niveau pour voir si ça résolvait le problème)
donc on a la réponse -> pas dégagé l'undercut à ce niveau quand gap de 150nm, malgré la surdose. Si on ne laisse pas de gap dans les undercut, il est bien dégagé, et les bouts des jonctions seules ne sont pas surdosés comme on aurait pu le craindre.

- globalement les motifs sortent plus gros qu'aux tests de dose
Proximité avec les plots de contact??

- parfois la ligne n'est pas connectée au plot...??? problème de dose à cet endroit?
- parfois le masque est distordu (cf fourchette ci-dessus), comme si le polygone avait été découpé en 2 parties insolées l'une après l'autre (surdose au bord des polygones + problème de raccordement)
NB: toujours au même endroit sur les différentes fourchettes ! ça n'a pas l'air d'être un hasard

- résistance de jonction 300K (avant recuit):
RJup = 73.3 kΩ (image de gauche 8140nm²) -> 597 Ω.µm²
RJdown = 75.3 kΩ (image de droite 6175nm²) -> 465 Ω.µm²

Modifications fichier:
- Espacement des plots de 1µm latéralement (de chaque côté) pour toutes les fourchettes
- Changement des tailles:
Motif central avec lignes x0.8 pour bras jonction + polygone 110nm(vs150) x0.9 pour island + électrode du haut à 150nm x1
Jonctions seules laissées telles quelles
Motif (-10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 80nm (vs90) pour island x1
Motif (10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 70nm pour island x1.1
Motif (-10µ,-10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 70nm pour island x1.2
Motif (10µ,-10µ) avec line x0.7 pour bras jonction + polygone 110nm x1.2 pour island

vendredi 26/7

JJOXY3

- XL30
30keV, 300µC/cm2, 1200pC/cm
x2000 spot 1, 26.1pA -> area dwell time 1.832µs (step size 4nm), line dwell time 4.272µs (step size 1nm)
                                 _UC area dwell time 4.581µs (step size 6nm)
x1000 spot 4, 480pA -> area dwell time 2.023µs (step size 18nm) (+dose factor x1.2)
x32 spot 7, 44.5nA (~35nA on sample) -> area dwell time 2.392µs (step size 188nm) (+dose factor x1.6)

OUBLIE de faire ORDER avant expo

- dev
1' MIBK @ 19.9°C
30" IPA

- vieux canon
pompage 13h-14h30

ion milling 3mA 500V, +/-25° 10s x2
flash Ti (env 100nm dont 10 avec shutter ouvert, sur le dos du porte échantillon): 
        Pi=1.9e-7 , Pf=4e-8 (7e-7mb sas)
+25° : Al 30nm @ 1nm/s. Pevap = 2.4e-7 (8e-7mb sas)
pas d'oxydation (mauvais réglage!)
flash Ti idem: Pi=1e-7 , Pf=3.6e-8 (6e-7 sas)
-25° : Al 60nm @ 1nm/s. Pevap = 2e-7 (8e-7mb sas)

- obs
Les motifs lignes ne sont pas ouverts jusqu'au bout -> recouvrement partiel avec l'island
Le bras gauche est systématiquement plus ouvert que le droit

Motif central
        avec lignes x0.8 pour bras jonction                -> 70nm à gauche, 60nm à droite (vs 55nm test dose)
        + polygone 110nm(vs150) x0.9                       -> 105nm (1st evap) (vs 60nm td)
Jonctions seules lignes x0.8 pour bras jonction     -> 80nm
        + polygone 150nm x0.9                                   -> 145nm (vs 100nm td)
Motif (-10µ,10µ) x1
        avec polygone 50nm pour bras jonction         -> 120nm à gauche, 94nm à droite (vs 100nm test dose)
        + polygone 80nm (vs90) pour island               -> 85nm à gauche, 65nm à droite (vs 35nm td)
Motif (10µ,10µ) x1.1
        avec polygone 50nm pour bras jonction         -> 111nm à gauche, 91nm à droite (vs 110nm test dose)
         + polygone 70nm pour island                         -> 70nm à gauche, 45nm à droite (vs 25nm td)
Motif (-10µ,-10µ) x1.2
        avec polygone 50nm pour bras jonction         -> 110nm à gauche, 95nm à droite (vs 110nm test dose)
        + polygone 70nm pour island                          -> 75nm à gauche, 50nm à droite (vs 25-30nm td)
Motif (10µ,-10µ)
        avec line x0.7 bras jonction                           -> 45nm à gauche, abs à droite
        + polygone 110nm x1.2 pour island               ->  100nm (vs 70-75nm td)

Modifications fichier: (A COMPLETER)
- plots de contact en trapèze pour motif central pour diminuer encore l'effet de prox
- Changement des tailles:
Motif central avec lignes x0.8 pour bras jonction + polygone 110nm x0.9 pour island + électrode du haut à 150nm x1
Jonctions seules laissées telles quelles
Motif (-10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 80nm pour island x1
Motif (10µ,10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 70nm pour island x1.1
Motif (-10µ,-10µ) avec polygone 50nm pour bras jonction + polygone 70nm pour island x1.2
Motif (10µ,-10µ) avec line x0.7 pour bras jonction + polygone 110nm x1.2 pour island

JJOXY4
expo XL30
comme précédemment
spot 1, 26.7pA
spot 4, ?pA
spot 7, 45nA

evap vieux canon

ion milling 3mA 500V, +/-25° 10s x2
flash Ti  Pi=2.9e-7 , Pf=4.5e-8 (7e-7mb sas)
+25° : Al 30nm @ 1nm/s. Pevap = 3.3e-7 (1e-6mb sas)
oxydation dynamique (en pompant avec la turbo sas), 2e-1 torr (~260µb) 5'
flash Ti  Pi=3.7e-7 , Pf=3.8e-8 (7e-7 sas)
-25° : Al 60nm @ 1nm/s. Pevap = 3e-7 (8e-7mb sas)

mesure probe station
(after SEM observation). Measured in 01/2014
- top junction 15.4kΩ
- bottom junction 16.3kΩ
left: top junction, right: bottom junction