电子束光刻系统参数要求
JEOL9300电子束光刻系统及其工艺介绍
High acceleration voltage (100kV) electron-beam lithography on ultra-thin silicon nitride substrate provide the excellent tool in determining the intrinsic resolution of the novel chemically amplified resists. Novel EUV resist shows the inherent resolution in patterning 30 nm half pitch line/sapce array with low CD variation and LER.
Patterns on nitride membrane
20 um
3.5nm gap
Film thickness: 75nm Shot pitch: 10nm Current: 2nA; Dose: 120 uC/cm2
30 nm half pitch pattern on novel EUV resist
8/16/06 4
Chemically Amplified Resist for Nanoscale Patterns
Researcher: Cheng-Tsung Lee, Cliff Henderson
Georgia Tech Chemical and Biological Engineering
1.0 0.5
M/MS
20 um
0.0 -0.5
3.5nm gap
Top lead
-1.0 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
H (kOe)
电子束光刻仪的使用中常见问题解析
电子束光刻仪的使用中常见问题解析电子束光刻技术是当今微电子制造领域中最重要的工艺之一。
而电子束光刻仪作为这一技术实现的核心设备，在微纳加工领域扮演着无可替代的角色。
然而，由于电子束光刻仪的复杂性和敏感性，其使用过程中常常会遇到一些问题。
本文将针对这些常见问题进行解析，帮助读者更好地了解电子束光刻仪的使用。
首先，我们来解析电子束光刻仪中常见的波形问题。
在使用电子束光刻仪进行曝光时，波形的形状对曝光结果有着重要影响。
常见的波形问题包括边界不清晰、倾斜、过曝和欠曝等。
边界不清晰通常是由于电子束光刻仪对光刻底片的曝光没有达到预期的精度造成的，这可能是由于电子束光刻仪的光学系统存在问题，可以通过检查光刻底片的曝光介质和栅线间距来确定。
倾斜问题则可能由于样品旋转台或电子束束流方向的偏移引起，可以通过检查电子束光刻仪的样品旋转台或对光刻底片进行精确定位来解决。
过曝和欠曝问题可能是由于光刻底片的曝光剂量设置不当造成的，可以通过调整曝光参数来解决。
其次，我们来解析电子束光刻仪中常见的杂散辐射问题。
杂散辐射是电子束光刻仪在曝光过程中产生的额外辐射，会导致光刻底片的曝光结果失真。
常见的杂散辐射问题包括散射、透射和反射等。
散射问题通常是由于电子束与样品之间存在的碰撞引起的，可以通过调整曝光参数或采用较小的束斑来减少。
透射问题则可能是由于光刻底片的透光性不佳造成的，可以通过选用高质量的光刻底片来解决。
反射问题可能是由于电子束光刻仪的照明系统存在问题，可以通过检查照明系统的组件或设置来解决。
再次，我们来解析电子束光刻仪中常见的对位误差问题。
对位误差是指光刻底片上的芯片图案与设计图案之间的偏移，会导致曝光结果与设计要求不符。
常见的对位误差问题包括旋转、平移和缩放等。
旋转问题可能是由于样品旋转台或电子束束流方向的偏移引起，可以通过调整电子束光刻仪的样品旋转台或对光刻底片进行精确定位来解决。
平移问题则可能是由于样品台的机械结构或电子束光刻仪的坐标系存在不匹配引起，可以通过校准仪器的坐标系或更换样品台来解决。
电子束曝光系统的调试方法与参数选择
电子束曝光系统的调试方法与参数选择随着科技的快速发展，电子束曝光系统在半导体制造和微电子领域的应用越来越广泛。
电子束曝光系统作为一种高精度的曝光技术，其准确性和稳定性对于产品质量起着决定性的影响。
在电子束曝光系统的调试过程中，正确的方法和合理的参数选择至关重要。
本文将介绍一些常用的电子束曝光系统的调试方法和参数选择策略，并深入探讨其原理与应用。
一、调试方法1. 校准电子束系统在开始调试之前，首先要确保电子束系统的准确性和稳定性。
校准电子束系统需要考虑以下几个方面的因素：i. 高精度定位系统的校准：通过确定电子束与样品表面之间的距离，并调整定位系统使其与理想位置保持一致，以确保曝光结果的准确性。
ii. 电子束均匀性的校准：通过调整电子束发射器和透镜系统，使电子束的发射均匀性达到最优状态，以避免曝光过程中的不均匀现象。
iii. 背散射电子的抑制：通过调整电子束的能量和打照时间，降低电子束与样品表面发生背散射的概率，从而提高曝光的清晰度和精度。
2. 参数选择与优化在调试电子束曝光系统时，选择和优化适当的参数对于获得高质量的曝光结果至关重要。
以下是一些常用的参数选择策略：i. 曝光时间的选择：曝光时间的选择取决于样品的材料和厚度。
通常，较薄的样品需要较短的曝光时间，较厚的样品则需要较长的曝光时间。
ii. 加速电压的选择：加速电压的选择会影响电子束的能量和穿透力。
对于较厚的样品，较高的加速电压可提供更好的穿透能力，从而实现更深入的曝光效果。
iii. 扫描速度的选择：扫描速度的选择取决于样品的尺寸和复杂度。
较小和简单的样品可以选择较快的扫描速度，而较大和复杂的样品则需要较慢的扫描速度以确保曝光的均匀性。
二、参数选择与应用1. 参数选择的理论基础在电子束曝光系统中，参数选择的基础是对电子束与样品相互作用的理解。
电子束与样品表面发生相互作用时，会发生多种物理过程，包括散射、吸收、反射和透射等。
为了获得理想的曝光结果，需要掌握这些物理过程的特性，并合理选择参数以最大程度地实现所需的曝光效果。
电子束光刻系统与工艺
Nanopatterning required beam profile
Low quality beam profile
Position Beam scattering
Position
High beam energy System designation
Exposed resist & substrate cross section
9
History of JEOL E-Beam Lithography System Development
SPOT BEAM VARIABLE SHAPED BEAM
1966
JBX-2A/2B JBX-4A/4B JBX-5A
Mapping area
Drawing area Shot ranks Conv. JEOL52
21
Figures
Calibration
Condition selection
Calibration Procedure
22
Exposure
Arrangement of patterns Pattern Selection
电子束在抗蚀剂中发生前散射造成电子曝光轨迹向邻近区域扩展 ：抗蚀剂越厚，前散射扩展范围越大。 实践证明由前散射造成的邻近效应可波及100~200nm，而且强度 大，是影响百纳米级图形分辨率和成像质量的主要因素。
30
5keV 10keV 15keV 25keV
500nm
50 0n m
50keV
100keV
1986
Lab6
JBX-5D JBX-5DII JBX-5A6 JBX-5R
8 电子束光刻Electron beam lithography_2
Kinetic energy of ejected electron: Ekin = ECore State − EB − EC'
ECore State, EB, EC': core level (here n=1), first outer shell (n=2), second outer shell (n=2) electron energies. (ECore State − EB is the same energy as the characteristic x-ray energy)
X-ray region for EDX
(x-ray is actually produced wherever primary electron goes. It travels/ penetrates even farther than BSE)
Best spatial resolution for SEM
Back-scattered electron (BSE) region for imaging
(Again, BSE is actually produced wherever primary electron goes. It has higher energy, so travel longer than SE)
Electron energy (eV)
• AES is good for light element (e.g. Li) where Auger electron dominate x-ray emission yield. • It is for surface analysis, able to analyze only the top surface (2-5nm). • Scanning Auger Microscope (SAM) is a type of AES, but with focused electron beam to give high resolution spatial information of element distribution.
电子束光刻技术
电子束光刻技术随着现代科技的迅猛发展，电子束光刻技术作为一种高精度微细加工工艺，已经在半导体、光学器件、液晶显示等领域得到广泛应用。
本文将介绍电子束光刻技术的原理、应用以及面临的挑战。
一、电子束光刻技术原理：电子束光刻技术是一种利用电子束将所需图形迅速而精确地瞬时投射到待加工物体表面的方法。
该技术主要涉及到以下几个方面的关键要素：1. 电子枪：电子束光刻设备中最核心的部件，它负责产生高速电子束。
电子枪通过高电压电场和热释电发射材料中的热量，从而使部分原子电离产生自由电子。
2. 聚焦系统：用于将电子束聚焦到极小的直径，以确保加工的精度。
聚焦系统通常采用磁场透镜或者电场透镜，利用透镜的聚焦效应将电子束的直径控制在纳米级别。
3. 排线系统：排线系统的作用是将待加工的信息从控制系统传输到电子束光刻机。
通常使用高精度的电子束曝光器，通过电脑图形数据处理软件将设计好的布图数据转换为电子束所需的运动轨迹。
4. 笔直信息的确定：电子束光刻技术中的一个重要环节是作为电子束信息的数据载体的光刻胶层。
通过在光刻胶层上照射高能电子束，可以形成微细图形。
然后，通过后续的显影和其他加工工艺，最终得到所需的器件。
二、电子束光刻技术的应用：电子束光刻技术凭借其高分辨率、微细制造等优势，广泛应用于半导体和微电子器件领域。
主要应用包括：1. 半导体芯片制造：电子束光刻技术是制造半导体芯片的核心工艺之一。
电子束光刻机可准确地将微小的电子线路图案投射在硅片表面，为芯片的制造提供了必要的图形信息。
2. 光学器件制造：光学器件制造对于精度和分辨率的要求非常高，电子束光刻技术能够满足这些需求。
通过该技术，可以制造出高精度的光栅、衍射元件等光学器件。
3. 液晶显示制造：在液晶显示领域，电子束光刻技术通常用于制造液晶面板上的微小图形和线路。
这些微小的图形和线路是构成LCD显示效果的关键元素。
三、电子束光刻技术面临的挑战：尽管电子束光刻技术有着广泛的应用前景，但仍然面临一些挑战：1. 成本问题：目前，电子束光刻设备的成本较高，限制了其在大规模生产中的应用。
电子束刻蚀技术的使用技巧总结
电子束刻蚀技术的使用技巧总结电子束刻蚀技术是一种在半导体制造和纳米加工领域广泛应用的高精度加工技术。
它利用聚焦的电子束对材料表面进行刻蚀，可以实现极高的加工精度和分辨率。
本文将从不同角度总结电子束刻蚀技术的使用技巧和注意事项。
1. 材料选择和准备在使用电子束刻蚀技术之前，首先要对待刻蚀的材料进行评估和选择。
不同的材料具有不同的刻蚀特性，包括刻蚀速率、选择比等。
选择合适的材料可以提高刻蚀效率和加工质量。
此外，材料的制备也非常重要。
表面必须光洁、无尘，并且需要进行适当的清洗和处理，以确保刻蚀时的稳定性和可重复性。
2. 设计和控制参数在进行电子束刻蚀之前，需要进行详细的设备和工艺参数的设计和调优。
重要的参数包括电子束聚焦、束流密度、加速电压、扫描速度等等。
这些参数的选择和调整需要考虑到材料特性、刻蚀深度和加工精度的要求。
此外，还需要注意尽量减少电子束对样品的损伤，控制电子束的加热效应，以及优化刻蚀的速率和选择比。
3. 图案设计和掩膜制备电子束刻蚀通常用于制作微/纳米尺度的图案。
因此，图案的设计和掩膜的制备非常关键。
掩膜通常采用电子束光刻或者其他光刻技术制备，要求具有高分辨率和高对比度。
此外，掩膜的稳定性和耐刻蚀性也需要考虑。
好的图案设计和掩膜制备能够保证刻蚀图形的精度和可重复性。
4. 刻蚀过程监控和反馈控制刻蚀过程中的监控和反馈控制对于保证加工质量至关重要。
常用的监测手段包括电子显微镜、表面轮廓仪等。
通过实时监控刻蚀过程中样品表面的形貌变化，可以调整刻蚀参数和优化刻蚀效果。
此外，对于一些复杂的结构或者材料，还可以结合模拟和仿真进行辅助调试和优化。
5. 后处理和表征刻蚀结束后，还需要进行一系列的后处理和表征工作。
这包括样品的清洗和干燥，以及对刻蚀结果的表征和评估。
常用的表征手段包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、荧光显微镜等。
这些手段可以帮助确认刻蚀结果的质量和精度，并进行进一步的分析和优化。
总结：电子束刻蚀技术作为纳米尺度加工的重要手段，应用广泛、前景广阔。
高精度电子束光刻技术在微纳加工中的应用
高精度电子束光刻技术在微纳加工中的应用一、本文概述随着纳米科技的迅速发展和微纳加工需求的日益增长，高精度电子束光刻技术已逐渐崭露头角，成为现代微纳制造领域的关键技术之一。
本文旨在深入探讨高精度电子束光刻技术在微纳加工中的应用，分析其基本原理、技术特点以及在实际应用中的优势和挑战。
我们将从高精度电子束光刻技术的理论基础出发，介绍其设备构成、操作原理以及关键技术参数，进而探讨其在微纳加工中的多种应用场景，包括微电子器件制造、纳米材料制备、生物医学器件以及光子晶体等领域的应用案例。
本文还将讨论高精度电子束光刻技术的未来发展趋势，展望其在未来微纳加工领域中的潜力和影响。
通过对高精度电子束光刻技术的全面分析，我们期望能为相关领域的科研人员和技术人员提供有价值的参考，推动高精度电子束光刻技术在微纳加工领域的进一步发展和应用。
二、高精度电子束光刻技术的基本原理高精度电子束光刻技术是一种先进的微纳加工技术，其基本原理是利用电子束在物质表面上的直接写入能力，实现对微纳尺度图形的精确刻蚀。
与传统的光学光刻技术相比，电子束光刻具有更高的分辨率和更低的制造成本，因此在微纳加工领域具有广泛的应用前景。
高精度电子束光刻技术的基本原理可以分为以下几个步骤：通过电子枪发射出高能电子束，这些电子束经过聚焦和偏转后，可以在待加工材料表面形成微米甚至纳米级的精细图形。
当高能电子束与材料表面相互作用时，会产生一系列物理和化学效应，如电子束诱导沉积、电子束刻蚀等，从而实现对材料表面的精确加工。
通过精确控制电子束的扫描路径和剂量，可以在材料表面制造出复杂的三维微纳结构。
高精度电子束光刻技术的优点在于其高分辨率和高灵活性。
由于电子束的波长比光波短得多，因此可以实现更高的分辨率和更精细的加工效果。
电子束光刻还具有高度的灵活性，可以适应各种复杂的图形和结构设计，为微纳加工提供了更多的可能性。
然而，高精度电子束光刻技术也存在一些挑战和限制。
例如，由于电子束的散射和衍射效应，其加工精度和速度受到一定的限制。
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电子束光刻系统参数要求
采购预算：1300万，具体参数要求如下：
一、工作条件
1. 电源电压：AC 230V 10%，50 Hz三相
2. 环境温度：15-25 ℃，电子枪区域 21 +/- 0.25 ℃
3. 相对湿度：40 - 70%
二、设备配置
高斯束电子束曝光系统
1.电子束曝光系统主机
2.热场发射电子枪 50KeV/100KeV可切换，电子枪寿命不低于8000 - 12000
小时
3.210mm*210mm运动范围激光干涉样品台
4.激光干涉仪精度 0.15nm
5.自动动态对焦，像散矫正，写场畸变矫正系统
6.自动激光高度测量
7.升级125MHz图形发生器
8.升级1mm大写场
9.2工位真空仓自动进样系统
10.预对准显微镜系统
11.预装Linux的计算机系统（至强4核处理器，HP Z840同等或以上档
次）含电子束曝光设备系统控制软件
12.电子束曝光数据处理优化软件及临近效应修正/蒙特卡洛模拟计算软
件，含数据处理用计算机系统
13.标配3个以上样品架，包括6”掩模版，6”硅片，4”硅片，2”硅片
及散片。
其中一个可同时安放至少4个样品包括2”硅片，散片样品。
（用户也可根据需要自行选择）
14.配备至少20kVA的不间断电源。
15.其他附件、零配件
三、技术服务
1技术文件（印刷版和详细电子版各一套)
1.1设备的基本结构和使用说明书、操作手册及维修保养说明书
1
1.2主机和各功能部件的性能指标、基本结构和使用说明书，全套维修保养说
明书
1.3软件的操作手册
1.4各类操作指令手册
2安装调试
2.1设备安装：
a) 合同生效两周内投标方应提供设备安装、调试等必备的技术文件，协助
用户提前作好设备安装的准备工作。
b) 设备抵达安装现场后一周内，供应商按照用户通知的日期选派经验丰富
的工程师负责检验和安装调试，二个月内完成验收。
2.2验收标准：
卖方须提供该设备出厂质量检测标准和试验方法，应及时更换在验收中指标未达到要求的部件，验收指标必须满足或优于标书的技术指标。
3技术培训
安装后进行2周的现场培训（地点在厦门大学），内容包括仪器的技术原理、操作、数据处理、基本维护等确保所有基本参数准确可以运用。
公司提供免费参加国内设备用户交流培训会。
4售后和保修服务
4.1保修服务期至少3年（自设备验收合格之日起）。
4.2保修期内：
a，保修包括所有投标商制造部分，包括人工费，差旅费及零部件费，免运输费用。
不在保修范围内的部件及事项需在合同中注明。
b，故障响应：在保修期内仪器出现问题，接到用户报修要求，响应时间为24小时内，如果无法通过网络和电话诊断排除故障，需要在72小时到达现场。
c，保修期外，出现故障，每次维修，必须问题排除后再支付费用。
维修部分质保半年。
d，维修不得超过10个工作日（运输时间和在中国海关报关时间不计入），
2
每超过1个工作日维修部分的保修在原有保修的基础上，相应顺延。
如果超过三十个工作日不能解决问题，厂家售后服务经理必须给出具体解决方案和时间的书面承诺。
e，投标商厂家要承诺十年內对以上要求做出必须实践的保证，不得以投标商厂家人员更换等因素拒不执行。
4.3保修期后，中标方（供应商）涉及维修的所有配件，在保修期外享受整机优
惠；或以一定的优惠价格出售买方，须列出价格清单。
5软、硬件的升级
保修服务期内供方应向用户提供设备软件升级服务；与之相关的硬件升级只收取成本。
保修服务期后，提供设备软件必要的更新服务，软件功能升级和硬件升级收取成本费。
6 交货日期
合同签订后需在9个月内交货。
3
本次设备采购采用综合评分法，具体办法如下：
3）电子束自动对焦高度调节范围：不小于±50 m（满足得1分）
3）最大刻写场范围：1048 m×1048 m（100 kV），写场连续可
4
★1）最小线宽：≤8 nm（100 kV，100m写场）
≤15 nm（100 kV，1mm写场）
2）拼接精度（直写模式）：
≤±20 nm（100 kV，200m写场）（满足得1分，正偏离得2分）≤±30 nm（100 kV，200m写场）（满足得1分，正偏离得2分）3）套刻精度（直写模式）：
≤±20 nm（100 kV，200m写场）（满足得1分，正偏离至10 nm得1.5分，正偏离至5 nm得2分）
≤±30 nm（100 kV，1mm写场）（满足得1分，正偏离至20 nm得1.5分，正偏离至10 nm得2分）
5
6
7
8。