电子束光刻技术研究

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电子束光刻的原理

电子束光刻的原理

电子束光刻的原理电子束光刻(Electron Beam Lithography,EBL)是一种先进的微纳米制造技术,主要用于半导体器件加工和微纳米结构的制作。

其原理是利用电子束在物质表面上进行精细控制,实现微观尺度结构的制作。

电子束光刻设备主要由电子枪、透镜系统、光刻胶涂布系统、扫描器、控制系统等部分组成。

电子束光刻的原理可以分为三个步骤:电子束发射、透镜系统聚焦和电子束束控制。

首先,电子枪产生高亮度的电子束。

电子枪由阴极、阳极和加速电压构成。

当阳极施加正电压时,电子从阴极中发射出来,并通过加速电压的作用获得足够的能量。

电子束的亮度取决于阴极的发射度和电场的聚焦能力。

其次,透镜系统用于聚焦电子束。

透镜系统通常由凸透镜和电磁透镜组成。

凸透镜通过折射和/或反射来聚焦电子束。

电磁透镜则通过通过在磁场中移动电子束来控制其轨迹,并通过电磁磁场的调节来改变其焦距。

通过透镜系统,电子束可以从毫米级聚焦到亚纳米级。

最后,电子束束控制用于将电子束沿指定轨迹精确地移动。

光刻原则是将电子束迅速扫过要制造形状的区域,通过在透镜系统和扫描器之间的电场和/或磁场作用下,加以偏折,以便在光刻胶上定义所需的结构。

束流的位置和形状可以通过透镜和扫描系统的精确控制来实现。

在实际应用中,为了提高电子束光刻的分辨率和制造效率,通常采取以下几种技术:1. 控制电子束的直径和形状:通过调节电子束在物质表面上的直径和形状,可以实现更精确的结构制作。

2. 利用反射镜系统提高聚焦效果:反射镜系统可使电子束在透镜系统之前或之后进行反射,从而提高聚焦效果。

3. 采用写入策略:根据结构的复杂性和制造要求,采用不同的写入策略,如投影模式、阵列模式等。

投影模式可以提高写入速度,而阵列模式可以同时制作多个相同结构。

4. 使用负光刻胶:由于电子束光刻的成像方式是高阈值区域映射为亮区,因此使用负光刻胶可以实现更好的分辨率和对比度。

总而言之,电子束光刻通过控制电子束的发射、聚焦和束控制,实现了微观尺度结构的制造。

电子束直接光刻技术

电子束直接光刻技术
我国电子束曝光设备,虽然起步较早,在70年代中期就已经用于微电子器件的 生产,所加工的特征线宽也能从0.7μm-0.5μm提高到0.3μm,机器的精度、稳定性、 可靠性也提高很大,但是总体的水平比国外先进的电子束曝光机落后十年以上。比 如我们的机器直接在圆片上光刻还未实用;还没有达到深亚微米(0.25μm)和纳米的 水平;整个技术的先进性,其中包括材料、元器件等都有一定差距。我国已把集成 电路为代表微电子技术的发展提高到战略地位,微电子束爆光系统设备也将会有很 大发展。
3 成型电子束扫描系统
成形电子束曝光系统按束斑性质可分成固 定和可变成形束系统。固定成形束系统在 曝光时束斑形状和尺寸始终不变;可变成 形束系统在曝光时束斑形状和尺寸可不断 变化。按扫描方式,成形电子束曝光系统 又可分为矢量扫描型和光栅扫描型。图3 所示为一种尺寸可变的矩形束斑的形成原 理,电子束经上方光阑后形成一束方形电 子束,再照射到下方方孔光阑上。在偏转 器上加上不同的电压,就能改变穿过下方 孔光阑的矩形束斑的尺寸,形成可变的矩 形束斑;采用特殊设计的成形光阑,还可 形成三角形、梯形、圆形及多边形等成形 电子束。成型束的最小分辨率一般大于 100nm,但曝光效率高,目前广泛用于微 米、亚微米及深亚微米的曝光领域,如用 于掩模版制作和小批量器件生产等。
定义:电子束曝光是利用电子束在涂有感光胶的晶片上直接描画或投影复 印图形的技术
特点:分辨率高、图形产生与修改容易、制作周期短。 分类:扫描曝光和投影曝光两大类
其中扫描曝光系统是电子束在工件面上扫描直接产生图形,分辨率高,生 产率低。投影曝光系统实为电子束图形复印系统,它将掩模图形产生的电 子像按原尺寸或缩小后复印到工件上,因此不仅保持了高分辨率,而且提 高了生产率。
光栅扫描系统

电子束光刻技术研究

电子束光刻技术研究

电子束光刻技术研究摘要:介绍了纳米加工领域的关键技术——电子束光刻技术及其最新进展。

简要介绍了电子束光刻技术和目前这种技术所存在的技术缺陷和最新的研究成果和解决办法,如:关于邻近效应的解决,关于电子束高精度扫描成像曝光效率很低的问题,如电子束与其他光学曝光系统的匹配和混合光刻等问题,以及关于抗蚀剂工艺的最新进展等。

关键词:电子束光刻技术邻近效应电子束高精度扫描成像电子束与其他光学曝光系统的匹配混合光刻抗蚀剂工艺Abstract: This paper introduces the key technology——electron beam lithography technology and the latest developments in the field of nanofabrication. A brief introduction and electron beam lithography technology currently exists drawback of this technology and the latest research results and solutions, such as: the effect on neighboring settlement, on the low-precision electron beam exposure scanning imaging efficiency issues, such as electron beam mixing and matching and other optical lithography exposure system and other issues, as well as the latest developments on the resist process and the like.一:概述电子束光刻与传统意义的光刻(区域曝光)加工不同,其设备如图1所示,它是利用电子束在涂有电子抗蚀剂的晶片上直接描画或投影复印图形的技术。

电子射束技术在光刻制造中的应用

电子射束技术在光刻制造中的应用

电子射束技术在光刻制造中的应用随着科技的发展和人们对高精度、高品质产品需求的提高,电子射束技术在光刻制造中的应用也得到越来越广泛的应用。

这篇文章将从三个方面来讨论电子射束技术在光刻制造中的应用,分别是电子束刻蚀技术、电子束光刻技术以及跨界应用。

一、电子束刻蚀技术电子束刻蚀技术是目前最为广泛应用的电子射束技术之一。

它利用高能电子束来对物质表面进行削减或者蚀刻,从而达到精确的亚微米级器件制造。

特别是在新型集成电路、光通信器件和激光器器件等制造中,它所起的作用越来越关键。

相比于传统的光刻方法,电子束刻蚀可以制造出更加精细的器件结构,具有更高的刻深、更小的尺寸误差和更加平整光滑的表面,能够满足复杂器件结构及高光学品质要求。

因此,它被广泛应用在光纤光学元件、微机电系统(MEMS)、光学传感器、芯片封装和触摸屏制造等领域。

二、电子束光刻技术电子束光刻技术是将电子束直接照射到光刻胶层中的一种技术。

电子束与光刻胶产生的化学反应可形成一个影形。

影形在光刻胶上经过一系列的化学反应和后续的显影、清洗等处理,即可得到期望的微型结构。

电子束光刻最大的优势在于分辨率高、精度高,且可以制造出更加复杂的结构。

由于电子束比光束波长小得多,因此电子束光刻可以制造出精度更高、更复杂的结构。

这种技术在制造微处理器、芯片等微型电子元件中有广泛应用。

另外,电子束光刻技术还可以用于生物医学和材料科学的研究,制造出各种微小的生物芯片、生物反应器和微机械系统等。

三、跨界应用除了以上两种应用,电子射束技术在其他领域的应用也非常广泛。

例如,在液晶显示器制造中,电子束可以替代传统的光刻技术,使得显示屏的精度和生产效率都得到了很大提升。

另外,在航空、航天、以及军工等领域中的高精度制造也需要电子束设备进行精密加工。

甚至在艺术领域,也有艺术家用电子束的形式来刻画各种图案和形态。

总结起来,电子射束技术在光刻制造中有着广泛的应用。

它可以提高精度、快速生产且能够有效满足复杂器件结构需要。

电子束光刻技术在微电子学中的应用

电子束光刻技术在微电子学中的应用

电子束光刻技术在微电子学中的应用微电子学是一门极其重要的学科,它研究了制造半导体器件和其他微型电子设备所需的工艺、器材和技术。

在现代技术和科学的发展中,微电子学的应用越来越广泛,促进了人类历史上前所未有的技术进步。

作为微电子制造的关键技术之一,电子束光刻技术是实现微电子芯片高精度制造的核心技术之一。

一、电子束光刻技术的基本原理电子束光刻技术是采用电子束在电子束光刻机内对特定的掩膜模板进行精细加工的过程。

电子束光刻技术的实现需要一台电子束光刻机,该机器采用电子光源,通过电子炮管发射电子束,并集中地照射在掩膜模板的表面。

模板的表面采用光阻的方式,利用电子束切割和刻蚀表面的相应部分,完成对样品图形的加工。

二、在微电子学中,电子束光刻技术广泛应用于制造微小结构的芯片,因为它具有非常精密的微米加工能力。

在微电子芯片的制造过程中,电子束光刻技术的主要应用领域包括:1. 制造微观探针微观探针是制造微型器件的关键工具,通过电子束光刻技术可以制造出精密的探针,这些探针用于对芯片进行检测和测量。

同时,这些探针还可以帮助科学家研究微型结构和材料等方面的问题。

因此,在微电子芯片制造和科学研究的领域,制造微观探针是电子束光刻技术最重要的应用之一。

2. 制造微结构和微模具微结构和微模具是电子束光刻技术在微电子学中的另一重要应用。

随着科技的不断进步,人类对微小材料和微小机构的严格要求也越来越高。

在这种情况下,电子束光刻技术可以制造出许多精密的小型结构,例如储存芯片、传感器和集成光电子学设备等器件。

此外,电子束光刻技术还可以制造微型模具,以促进制造和其他工业过程中的生产。

3. 制造光学元件在光学元件制造过程中,需要使用非常精密的制造技术来达到微米级别的操作。

电子束光刻技术是制造光学元件的高端精密技术之一,可以制造出非常精确的微型透镜或器件。

同时在太阳能电池板和半导体激光器等领域的制造中,也广泛地采用了电子束光刻技术。

三、电子束光刻技术的应用前景未来,电子束光刻技术在微电子学中的应用前景非常广泛。

电子束光刻技术在微纳制造中的应用研究

电子束光刻技术在微纳制造中的应用研究

电子束光刻技术在微纳制造中的应用研究随着科技的不断发展,人们对微纳制造的需求越来越大,而其中关键的制造工艺便是光刻技术。

电子束光刻技术作为光刻技术的一个分支,在微纳制造中应用广泛,并且在一些场合下已经成为不可替代的制造工艺。

本文将主要探讨电子束光刻技术在微纳制造中的应用研究,包括电子束光刻技术的原理、优点与缺点、应用领域、现状与未来等方面。

一、电子束光刻技术的原理电子束光刻技术是利用电子束在半导体表面进行绘图,可以精细地制造微米或纳米级别的芯片元件。

相比于传统的光刻技术,电子束光刻技术以电子束的不可逆转性为基础,直接将电子束投射到硅片上,可以实现更高的制造精度和分辨率。

电子束光刻技术的制备过程主要包括图形生成、控制部分、电子光学系统、控制装置等。

二、电子束光刻技术的优点与缺点1.优点(1)制造精度高:电子束光刻技术具有极高的分辨率,可以制造出非常精细、复杂的结构,达到亚微米级别的精度。

(2)制造时间短:由于电子束光刻技术可以直接在硅片上进行绘图,相对于传统的光刻技术,时间更短,可以实现快速量产。

(3)制造成本低:电子束光刻技术可以在相对较低的设备成本下实现高精度制造,同时也可以用于多次制造,其成本比一些传统的制造技术低。

2.缺点(1)制造面积有限:电子束光刻技术在制造大尺寸的芯片时,需要将芯片分成小块,分别进行制造,这会影响到制造效率。

(2)制造厚度有限:电子束光刻技术的制造深度非常有限,只能用于制造纳米或微米级别的元件。

三、电子束光刻技术的应用领域1.集成电路电子束光刻技术是集成电路制造中最关键的工艺之一,可以准确地制造出芯片元器件。

随着集成电路制造技术的不断进步,电子束光刻技术的应用也得到了更广泛的推广。

2.微纳加工电子束光刻技术在微纳加工领域也得到了广泛的应用。

通过调整电子束的能量和角度等参数,可以制造出非常复杂、精确的微纳结构。

3.生物芯片制造生物芯片制造需要高精度的制造技术,电子束光刻技术正好可以满足这一需求。

超精细微结构的制备及应用技术研究

超精细微结构的制备及应用技术研究

超精细微结构的制备及应用技术研究近年来,超精细微结构的制备和应用技术发展迅速。

这种技术利用高质量的先进制造工艺,制作出无法肉眼识别的微小结构。

这些超微结构拥有不同的形状和特性,可以应用于各种各样的科学和工业场合。

它们在生物医学、能源、光电子学等领域拥有无限的应用前景。

一、超精细微结构的制备技术超精细微结构的制备技术主要包括四个方面:光刻、电子束光刻、离子束刻蚀和纳米压印。

其中,光刻技术是目前应用最广泛的一种,它利用光敏的聚合物的化学反应来制备微结构。

简单来说,这种方法是在光刻胶上感光防腐蚀,然后通过显影,将无光区域清洗掉,得到所需的微结构。

电子束光刻技术是另一种精密制造方法。

它采用电子束的形式进行微细线条的刻蚀。

当光束经过样品表面时,样品表面的电子会发生相互作用,并将电子束理化掉,从而使样品表面慢慢地被刻出。

这种方式在集成电路和光子器件的制造过程中应用广泛。

离子束刻蚀技术是通过用精细化工程来修饰和定位物体表面微观构造的一种新型加工工艺。

它是通过特殊的设备和技术,对物体表面进行离子束照射,从而去除物体表面的材料,制造出所需要的微结构。

纳米压印技术是一种新兴的超微结构制造技术。

它是通过塑料模具或硅基础上,把想要形成的结构压入其中的过程。

该方法是一种新型微纳制造工艺,能够制造出具有复杂结构和良好光学性能的微纳米结构。

这种方法用于制造微器件和纳米结构也非常有效。

二、超精细微结构的应用技术超精细微结构可以应用于多个领域,包括生物医学、能源和纳米电子技术等。

下面列举几种应用。

1.生物医学在生物医学领域,超精细微结构可以制造出更高效、更创新的生物传感器。

例如,可以用光刻技术制造出超越红外光谱区的金纳米线。

这种生物传感器可以检测出特定的蛋白质和其他生物分子。

同时,纳米压印技术也可以制造出具有高效、灵敏化学反应的纳米传感器。

2.能源在能源方面,超精细微结构可以用于太阳能电池。

由于这种微结构在太阳能电池上可以增加光吸收,因此可以获得更高的转换效率。

电子束光刻技术

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。

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电子束光刻技术研究摘要:介绍了纳米加工领域的关键技术——电子束光刻技术及其最新进展。

简要介绍了电子束光刻技术和目前这种技术所存在的技术缺陷和最新的研究成果和解决办法,如:关于邻近效应的解决,关于电子束高精度扫描成像曝光效率很低的问题,如电子束与其他光学曝光系统的匹配和混合光刻等问题,以及关于抗蚀剂工艺的最新进展等。

关键词:电子束光刻技术邻近效应电子束高精度扫描成像电子束与其他光学曝光系统的匹配混合光刻抗蚀剂工艺Abstract: This paper introduces the key technology——electron beam lithography technology and the latest developments in the field of nanofabrication. A brief introduction and electron beam lithography technology currently exists drawback of this technology and the latest research results and solutions, such as: the effect on neighboring settlement, on the low-precision electron beam exposure scanning imaging efficiency issues, such as electron beam mixing and matching and other optical lithography exposure system and other issues, as well as the latest developments on the resist process and the like.一:概述电子束光刻与传统意义的光刻(区域曝光)加工不同,其设备如图1所示,它是利用电子束在涂有电子抗蚀剂的晶片上直接描画或投影复印图形的技术。

电子束光刻机与SEM(扫描电子显微镜)的原理基本相同,电子束被电磁场聚焦成微细束照到电子抗蚀剂(感光胶)上,由于电子束可以方便地由电磁场进行偏转扫描,复杂的图形可以直接写到感光胶上而无需使用掩模版。

与其他光刻技术相比,电子束光刻的优点非常明显:首先,电子束光刻分辨率高,可达0.1 m,如直接进行刻蚀可达到几个纳米。

用电子图1束加工制作出1~2nm的单电子器件已见诸报导。

其次,电子束光刻不需要掩摸版,非常灵活,很适合小批量、特殊器件的生产。

离子束光刻原理图如图2所示图2目前,电子束光刻主要用于制作光学光刻的掩模。

其发展方向是可能提高曝光速度,以适应大批量生产,如采用变形电子束、高灵敏度的电子抗蚀剂、高发射度的阴极等尽管电子束光刻机较光学光刻机昂贵,但它的突出优点仍吸引着许多厂商。

JEOL JBX一6300FS电子束光刻系统就是比较典型的矢量扫描曝光方式的电子束光刻系统,该系统最细束斑可达2 nm,极限曝光线条为6~8 nm。

NEC公司已准备投资2O亿美元,建立用电子束加工的0.2p.m 生产线二.电子束光刻技术目前存在的问题电子束光刻系统虽然具有很高的电子扫描成像精度,由于它的束斑尺寸达纳米尺度,是实验室条件下进行微纳米光刻技术研究与开发的理想工具。

电子束曝光系统从扫描方式上基本可以分成三个类型:圆形束光栅扫描电子束曝光系统、可变矩形束电子束拼接曝光系统和高斯束矢量扫描曝光系统。

目前国际上制造高精度掩模主要采用电子束曝光系统和激光扫描图形发生器,通常采用曝光效率比较高的光栅扫描电子束曝光系统和可变矩形束电子束曝光系统。

在纳米加工中主要采用矢量扫描曝光方式的电子束光刻系统,直接在硅片上扫描写出图形,但是,要应用于纳米尺度微小结构的加工和集成电路的光刻工艺,仍然不是那么容易,必须解决以下几个关键的技术问题:第一,电子在抗蚀剂和基片中的散射和背散射现象造成的邻近效应问题,提出包括如何缓解电子散射效应影响的措施、几何修正技术和剂量调制校正技术等;第二,电子束高精度扫描成像曝光效率很低的问题,如电子束与其他光学曝光系统的匹配和混合光刻等问题;第三,电子抗蚀剂和电子束曝光、显影以及刻蚀等工艺技术问题。

三.邻近效应邻近效应校正措施主要有两种:一种方法是通过优化曝光一显影工艺条件和有效的工艺措施抑制邻近效应的产生或降低其影响程度;另一种方法是采取软件修正措施,主要通过波前工程实施几何图形尺寸调整,或实施曝光剂量调制,或将二者相结合来修正邻近效应。

对于孤立的线条或简单的器件,可以采用在版图设计时预先改变几何图形的形状以补偿邻近效应影响的方法。

曝光比较复杂时,通常要采用以Sigma—CCAPROX和Layout—BEAMER为代表的邻近效应校正软件实施曝光剂量调制的方法进行修正。

一般先通过蒙特卡罗方法模拟并结合大量的实验,对实测邻近图形变形的数据进行拟合,也可以利用CAPROX—PD等软件测算双高斯邻近函数表征参数(口,卢和刁等),摸索参数设置规律,实施剂昔调制。

根据图形密度、图形尺寸和图形位置的不同给予不同的曝光剂量,目的是使整个图形在同一个显影条件下达到最佳效果。

实验结果表明:通过电子束曝光、显影后得到的抗蚀剂图形中所反映出来的邻近效应现象是一个综合效应,邻近效应起因于电子在抗蚀剂及衬底中的散射。

但是显影后所得到的抗蚀剂图形的形态却受诸多因素影响,邻近效应除了决定于抗蚀剂及衬底等因素外,还受制于版图设计中的图形形状、图形密集度、图形特征尺寸大小及其相对位置等图形结构因素的影响,并且受到曝光一显影工艺条件的很大影响,包括抗蚀剂的前后烘条件、抗蚀剂灵敏度的选择(会造成过曝光或曝光剂量不足)、显影时间和温度(会造成过显或显影不足)和电子束曝光系统状态(电子加速电压、电子束束流大小)等。

只有在优化曝光一显影工艺条件的基础上,邻近效应校正才能达到预期效果。

四:光学光刻系统和电子束光刻系统之间的匹配与混合光刻技术电子束光刻的效率问题一直是阻碍电子束光刻在纳米集成电路制造工艺中推广应用的主要原因。

对于不太复杂的图形及不需要多次套刻曝光的图形,通常可以采用大小束流混合曝光技术、大小光阑混合曝光技术和大小剂量混合曝光技术来提高图形曝光的速度。

但是,如果是研制纳米CMOS集成电路或者化合物半导体器件等,由于制造工艺复杂,需要精密套刻对准,则需要采用电子束光刻系统和生产效率较高的光学光刻系统之间的匹配和混合光刻的技术来解决,办法是大部分工艺仍然采用传统的投影光刻机曝光或接触式曝光,只有图形尺度在百纳米以下的少数一两个图形层采用电子束直写曝光。

首先,需要把传统的光学曝光设备(如GCA 3600F光学图形发生器和GCA 3696分步重复机)、电子束曝光系统(如JBX-6AII 可变矩形束电子束曝光系统、MEBES 4700S光栅扫描电子束曝光系统以及JBX一5000LS和JBX-6300FS等矢量扫描电子束直写光刻系统)及各种光刻系统(如ASM 2500 g线和5000 i线投影光刻机、接触式光刻机)等多种制版和光刻设备进行倍率匹配、工件台匹配、标记匹配和坐标匹配。

然后,实施投影光刻和电子束直写系统之间的混合光刻或者接触式光刻机和电子束直写系统之间混合光刻。

由于集成电路制造都需要多次光刻工艺,每一次曝光图形都要求与前一次精确地套准。

传统的光学光刻是靠光学显微系统和机械机构配合进行人工对准,而电子束曝光必须采用自动检测、补偿的方式实现精确的定位、对准,其定位、套准精度要达到几十纳米以下。

为实现如此高的定位、套准精度,对准标记检测技术和对准标记制作技术则是关键技术。

尤其是对准标记的质量要求极其严格,如果对准标记检测通不过,就会造成整个光刻工艺前功尽弃。

电子束直写中标记探测和自动对准是一种高速检测、补偿过程,要求被检测的对准标记具有高信噪比和高对比度,同时还要考虑与集成电路工艺兼容性的问题。

如果进行多次电子束光刻,还需要在中间的各道工序中有效地保护电子束直写标记。

为了便于电子束光刻系统采用探测二次电子或背散射电子的方法识别标记,标记可做成凸起的标记或凹陷的刻蚀标记,制作标记的材料可以是金属,也可以是基片材料本身。

对于研制砷化镓器件来说,比较理想的标记材料是金标记,通常采用剥离技术制备。

对于体硅工艺,由于金是硅集成电路忌讳材料,而且与体硅工艺不兼容,通常采用深硅槽标记,为保证检测信号有足够高的声噪比,必须进行深刻蚀,建议深度达到3/.tm,至少不能小于1.5/_tm。

实践证,金属铬是一种理想的光学接触式曝光和电子束直写混合光刻及移相掩模制造的标记材料,可以采用非常成熟的光掩模制造技术工艺简单快捷地制造标记。

电子束直写与光学曝光系统的匹配和混合光刻是电子束光刻系统应用于深亚微米及纳米尺度集成电路和器件科研开发的关键技术之一,实践证明电子柬曝光与光学曝光系统的匹配和混合光刻技术、电子束邻近效应校正技术和图形转移技术相结合,并应用优化的抗蚀剂曝光工艺,是一种既可提高电子束光刻系统实际光刻分辨能力,又能克服电子束直写效率过低的有效手段。

五:抗蚀剂工艺技术目前,国际上根据不同需求而研制的抗蚀剂,俗称感光胶,其品种相当多,同时,各种光刻曝光设备的光源也不一样,不同波长的光源需要采用对相应波长比较敏感的抗蚀剂。

例如,主要用于光学曝光系统或光学光刻工艺的光致抗蚀剂、紫外线(I线)抗蚀剂、远紫外(UV)抗蚀剂,用于电子束曝光的电子抗蚀剂、极紫外(EUV)抗蚀剂和X射线抗蚀剂等。

主要可以归纳为对可见光比较敏感的光致抗蚀剂及对电子束和其他射线辐照比较敏感的电子抗蚀剂两大类。

由于光致抗蚀剂的工艺比较成熟,本文不做详细介绍,主要介绍电子抗蚀剂的性能和工艺技术。

电子抗蚀剂俗称电子胶,多为有机聚合物,当用具有一定能量的电子束对这些聚合物进行辐照时(还可借用“曝光”一词),电子发生非弹性散射所损失的能量被聚合物吸收,会发生一系列化学反应。

常用的线性链高分子聚合物经电子束曝光后,会使聚合物同时发生断链和交链两种反应。

凡是断链反应占主导地位的抗蚀剂称为正性抗蚀剂,凡是交链反应占主导地位的抗蚀剂称为负性抗蚀剂。

电子抗蚀剂在电子束光刻技术中占有非常重要的地位,因此在纳米尺度加工方面,对电子束直写曝光中抗蚀剂工艺技术进行深入的研究是十分必要的。

以下介绍几种较为先进的抗刻蚀挤。

表1 微光刻与微纳加工中常用的抗蚀剂主要工艺参数致谢致谢:本学期的学习时光已经接近尾声,经过一学期的学习,我对这门课以及这个专业具有了根深的认识,在此我想对老师和同学们表达我由衷的谢意。

感谢我的家人以及同学的默默支持;感谢学校给了我在深造的机会,让我能继续学习和提高;感谢微电子学院的老师和同学们关心和鼓励。

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