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电子束光刻 编辑

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电子束光刻

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电子束光刻(通常缩写为电子束光刻、EBL)是一种扫描电子聚焦束以在被称为抗蚀剂(曝光)的电子敏感膜覆盖的表面上绘制自定义形状的实践。电子束改变了抗蚀剂的溶解性,通过将其浸入溶剂中(显影),可以选择性地除去抗蚀剂的已曝光或未曝光区域。与光刻一样,其目的是在抗蚀剂中形成非常小的结构,然后可以通过蚀刻将其转移到衬底材料上。

电子束光刻的主要优点是可以绘制低于10 nm分辨率的定制图案(直接写入)。这种形式的无掩模光刻技术具有高分辨率和低产量,将其用途限制在光掩模制造,半导体器件的小批量生产以及研究和开发中。

电子束光刻

电子束光刻系统

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商业应用中使用的电子束光刻系统是专用的电子束写入系统,价格非常昂贵(> 100万美元)。对于研究应用,使用相对低成本的附件(<10万美元)将电子显微镜转换为电子束光刻系统是很常见的。从至少1990年开始,这种转换后的系统产生的线宽约为20 nm,而当前的专用系统产生的线宽约为10 nm或更小。

可以根据光束形状和光束偏转策略对电子束光刻系统进行分类。较旧的系统使用高斯形光束,并以光栅方式扫描这些光束。较新的系统使用成形光束,该成形光束可能会偏转到写入字段中的各个位置(这也称为矢量扫描)。

电子束光刻中的缺陷

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尽管电子束光刻具有高分辨率,但用户通常不考虑在电子束光刻过程中产生缺陷。缺陷可以分为两类:与数据相关的缺陷和物理缺陷。

与数据有关的缺陷可以进一步分为两个子类别。当电子束原本应该正确偏转时,会发生消隐或偏转错误;而当将错误形状投射到样品上时,在可变形状的电子束系统中会发生成形错误。这些错误可能源自电子光学控制硬件,也可能源自录音带。可以预期,较大的数据文件更容易受到与数据相关的缺陷的影响。

物理缺陷变化更大,可能包括样品带电(正电荷或负电荷),反向散射计算误差、剂量误差、雾化(反向散射电子的远距离反射)、除气、污染、电子束漂移和粒子。由于电子束光刻的写入时间很容易超过一天,因此“随机发生”的缺陷更有可能发生。同样,较大的数据文件可能会带来更多的缺陷机会。

光掩模缺陷主要是在用于图案定义的电子束光刻过程中产生的。


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