本文從光刻圖案設(shè)計(jì)、特征尺寸、電鏡參數(shù)優(yōu)化等方面介紹電子束光刻的參數(shù)優(yōu)化,最后介紹了一些常見問題。
“電鏡的電壓、束流、工作距離等參數(shù)在電子束光刻中起著至關(guān)重要的作用。通過合理選擇和優(yōu)化這些參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)更好的成像效果、加工精度和效率。此外,在電子束光刻中,電子束像散、聚焦不良以及曝光參數(shù)的合理控制都對(duì)加工效果有重要影響。通過定期維護(hù)設(shè)備、優(yōu)化操作流程和校準(zhǔn)系統(tǒng),可以有效減少這些問題帶來的負(fù)面影響。”
電子束光刻的整個(gè)圖案生成過程包括從最初的圖案概念到使用電鏡實(shí)際書寫的整個(gè)過程。雖然使用 CAD 界面定義圖案元素的形狀、大小和位置的圖案設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,但在布局時(shí)應(yīng)考慮到書寫系統(tǒng)的某些限制。除設(shè)計(jì)外,還需要調(diào)整一些電鏡參數(shù),以便正確配置系統(tǒng)參數(shù),如工作距離、加速電壓、束流或束斑大小。最后一步是通過適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和樣品放置來正確設(shè)置電鏡。
1 圖案設(shè)計(jì)
使用設(shè)計(jì)程序,最常見的是CAD類型,可以構(gòu)建任何形狀并與書寫軟件連接。如前所述,圖案設(shè)計(jì)會(huì)受到一些限制,例如書寫區(qū)域的大小和特征本身。同樣重要的是,要考慮電子束是如何實(shí)際暴露光刻膠的,以及這帶來的限制。設(shè)計(jì)圖案時(shí)的另一個(gè)考慮因素是特征的密度。這種現(xiàn)象被稱為鄰近效應(yīng),是書寫高密度圖案時(shí)的一個(gè)重要因素。例如,與書寫單個(gè)點(diǎn)或低密度陣列相比,高密度點(diǎn)陣列所需的曝光劑量更低。
備注:電子束光刻中的鄰近效應(yīng)是指在進(jìn)行微納米級(jí)圖案加工時(shí),由于電子束的散射和傳輸效應(yīng),導(dǎo)致圖案邊緣處的曝光劑受到影響而產(chǎn)生的現(xiàn)象。
鄰近效應(yīng)通常包括以下兩種:正向鄰近效應(yīng):在正常情況下,靠近暗區(qū)(未曝光區(qū))的亮區(qū)(已曝光區(qū))圖案的邊緣會(huì)受到暗區(qū)的影響而變窄或形變。這是由于暗區(qū)的邊緣會(huì)發(fā)生電子束的漫反射,導(dǎo)致曝光劑在邊緣處的吸收變強(qiáng)。負(fù)向鄰近效應(yīng):與正向鄰近效應(yīng)相對(duì),靠近亮區(qū)的暗區(qū)圖案邊緣會(huì)因?yàn)榱羺^(qū)的影響而變寬。這是由于亮區(qū)的邊緣處會(huì)有電子束的主要透射,使得暗區(qū)邊緣所需的曝光劑量減少。
寫入?yún)^(qū)域的大小由電鏡的放大倍率決定。精細(xì)特征通??梢酝ㄟ^50 × 50 μm2 到 200 × 200 μm2 的寫入?yún)^(qū)域大小來實(shí)現(xiàn),具體取決于電鏡的類型,每種電鏡型號(hào)通常都有特定的放大倍率值,可以在該設(shè)備內(nèi)提供最佳信噪比。
如果需要大面積的精細(xì)特征,可以將幾個(gè)區(qū)域定位,使區(qū)域邊緣相互對(duì)齊,這就是通常所說的拼接。除非小心謹(jǐn)慎,否則圖案的邊緣會(huì)因平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則而不匹配。然而,使用對(duì)準(zhǔn)程序,可將這些不規(guī)則性最小化到20nm。根據(jù)圖案的用途,這種誤差通常是可以接受的。
2 特征尺寸與點(diǎn)間距
圖案設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要限制是特征的尺寸,這受到光刻膠分辨率和電鏡優(yōu)化的限制。通過適當(dāng)?shù)碾婄R優(yōu)化和高分辨率光刻膠,大多數(shù)W或LaB6 SEM 型號(hào)都能常規(guī)生成 50 nm 的特征,而FE SEM則能常規(guī)生成20 nm或更小的特征。
要想從任何光刻系統(tǒng)中獲得最佳效果,尤其是在要求苛刻的研究應(yīng)用中,了解電子束是如何移動(dòng)以產(chǎn)生圖案的非常重要。要產(chǎn)生最精細(xì)的線條,通常使用電子束的單次通過,它由相鄰的曝光點(diǎn)組成,具有確定的中心到中心的距離。在這種情況下,中心到中心的距離必須設(shè)置為最終線寬的四分之一到一半(相鄰曝光點(diǎn)充分重疊)。對(duì)于寬線或填充區(qū)域,將使用單獨(dú)定義的線間距參數(shù)來控制相鄰電子束通過之間的間距。
在先進(jìn)的光刻系統(tǒng)中,用戶可以獨(dú)立調(diào)整中心到中心的距離和線間距參數(shù),而在較為有限的系統(tǒng)中,只能為這兩個(gè)參數(shù)提供單一參數(shù)。利用獨(dú)立間距的一種應(yīng)用是,有意將曝光點(diǎn)定義為在矩形陣列中產(chǎn)生孤立的點(diǎn)。使用這種方法,陣列中的點(diǎn)將是在系統(tǒng)配置和電鏡設(shè)置條件下可以實(shí)現(xiàn)的最小點(diǎn)。
3 電鏡參數(shù)優(yōu)化
除了圖案設(shè)計(jì)外,還需要根據(jù)應(yīng)用調(diào)整系統(tǒng)參數(shù),比如工作距離(WD)會(huì)對(duì)書寫過程的許多方面產(chǎn)生影響,其它參數(shù)例如束斑大小、干涉和放大倍數(shù)。此外,在考慮設(shè)計(jì)配置和材料特性的同時(shí),還需要調(diào)整加速電壓和電流,以確定適合預(yù)期應(yīng)用的電子束。
3.1 工作距離(WD)
工作距離會(huì)影響可達(dá)到的最小束斑尺寸、對(duì)外部干擾的敏感性以及某些電鏡應(yīng)使用的最佳放大倍率設(shè)置。較短的工作距離將提高電鏡的分辨率,并降低電子束受外部干擾的敏感性。在電鏡環(huán)境有磁場(chǎng)的情況下,使用較短的工作距離可能會(huì)對(duì)書寫質(zhì)量產(chǎn)生巨大影響。對(duì)于大多數(shù)電鏡,5至10毫米的工作距離適合書寫精細(xì)特征。
工作距離也會(huì)影響最佳放大倍率設(shè)置。在所有的電鏡中,總放大倍率范圍將被劃分為較小的范圍,每個(gè)范圍將在電鏡掃描控制電子裝置中使用不同的電路。當(dāng)掃描控制電子元件從一個(gè)子范圍切換到另一個(gè)子范圍時(shí),通常會(huì)產(chǎn)生輕微的臨時(shí)圖像失真和/或機(jī)械繼電器發(fā)出的咔嗒聲。掃描控制電子元件內(nèi)的最佳信噪比將出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換后的較高倍率值上。在某些型號(hào)的電鏡中,發(fā)生過渡的放大倍率值取決于工作距離和電子束的加速電壓。對(duì)于這些型號(hào)的電鏡,使用相同的工作距離進(jìn)行所有精細(xì)光刻通常是有益的,這樣過渡的放大倍率值和最佳放大倍率就不會(huì)發(fā)生變化。
3.2 加速電壓與電子束電流(束斑尺寸)
增加加速電壓將產(chǎn)生更大的電子穿透深度,從而降低光刻膠中散射電子的數(shù)量,使線寬更細(xì)。加速電壓還可以與前面提到的工作距離一起影響放大倍率的設(shè)置。大多數(shù) STEM 的最大加速電壓為30千伏,這也是大多數(shù)精細(xì)書寫所使用的電壓。在使用STEM時(shí),可以使用100 kV ~300 kV的加速電壓;但是,這些型號(hào)通常只允許非常有限的樣品尺寸,這就降低了它們?cè)诠饪谭矫娴耐ㄓ眯浴?/p>
與較大的束流相比,較小的束流在樣品上產(chǎn)生的束斑尺寸較小。使用最高的加速電壓和低的電子束電流可以獲得最小的束斑尺寸。用于精細(xì)光刻的典型束流范圍為 5-50 pA,最佳值因掃描電鏡的型號(hào)和燈絲類型而異。一些常見的范圍如下W 燈絲電鏡為 5-10 pA,LaB6 燈絲電鏡為10-20 pA,場(chǎng)發(fā)射電鏡為20-50 pA。一般來說,目標(biāo)是使用足夠小的電子束電流來產(chǎn)生所需的特征尺寸,但同時(shí)也要足夠大,以便電鏡易于優(yōu)化。
此外,探測(cè)器類型會(huì)影響成像效果,因?yàn)椴煌愋偷奶綔y(cè)器可以用于檢測(cè)不同種類的信號(hào),例如二次電子、背散射電子等,從而影響成像效果。
4 電鏡的合軸與樣品定位
正確的設(shè)置電鏡光路是寫入開始前的最后一步,通常包括兩個(gè)部分:電鏡優(yōu)化和樣品定位。精細(xì)光刻要求對(duì)電鏡進(jìn)行仔細(xì)優(yōu)化,以確保電子束具有最優(yōu)設(shè)置。樣品的定位會(huì)影響曝光定位和軸對(duì)準(zhǔn)。
在需要優(yōu)化的設(shè)置中,聚焦和像散是新用戶最難調(diào)整的。因此,在嘗試書寫圖案之前,熟悉電鏡以及如何正確優(yōu)化正常成像非常重要,而在使用金標(biāo)樣時(shí),電鏡的優(yōu)化通常是最容易的。從低倍鏡開始,應(yīng)交替調(diào)整焦距和像散,直到可以在大約 1 × 1μm2 或更小的視野尺寸下獲得清晰圖像。此外,還應(yīng)解決燈絲電流、合軸、光闌居中(通常稱為 “wobble-晃動(dòng)”)等問題。由于這些問題取決于正在優(yōu)化的電鏡型號(hào)的具體情況。
在金標(biāo)樣上對(duì)電子束進(jìn)行優(yōu)化后,應(yīng)將載物臺(tái)置于樣品邊緣,使光刻膠表面遠(yuǎn)離寫入?yún)^(qū)域。建議使用平臺(tái)Z控制對(duì)焦,因?yàn)檫@樣可以在不改變電鏡電子設(shè)備設(shè)置的情況下將樣品物理升高或降低到適當(dāng)?shù)母叨?。這種技術(shù)消除了金標(biāo)樣與書寫表面處于同一高度的要求。最后的電子焦距調(diào)整可在高度調(diào)整后進(jìn)行,因?yàn)榇藭r(shí)只需稍作改動(dòng),不會(huì)對(duì)電子束優(yōu)化產(chǎn)生任何不利影響。
在初學(xué)光刻技術(shù)時(shí),最好在一些明顯的標(biāo)記附近寫上圖案,如在基底上用金剛石刻刀劃出的細(xì)小劃痕。將圖案放置在劃痕末端附近會(huì)使圖案在顯影后更容易定位。此外,當(dāng)圖案放置在離最后優(yōu)化位置較遠(yuǎn)的位置時(shí)必須小心,因?yàn)槿绻脚_(tái)運(yùn)動(dòng)使樣品高度發(fā)生顯著變化,電子束就會(huì)發(fā)生散焦。
樣品相對(duì)于書寫軸的方向會(huì)影響圖案在樣品上的位置,因此必須將書寫軸與樣品邊緣對(duì)齊。這可以通過改變平臺(tái)旋轉(zhuǎn)、調(diào)整掃描旋轉(zhuǎn)和/或使用光刻軟件的定位功能來實(shí)現(xiàn)。從書寫樣品的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)時(shí),垂直位置每毫米的變化應(yīng)小于1μm。如果不作此調(diào)整,寫入的圖案之間的相對(duì)位置將是正確的,但與樣品之間的位置卻不正確。
5 圖案處理工藝
圖案在光刻膠中曝光后,后續(xù)加工將圖案轉(zhuǎn)移到基底或光刻后添加的層上。所用的加工工藝取決于材料系統(tǒng)和所需的最終結(jié)構(gòu)。與任何多步驟光刻工藝一樣,后一步驟的失敗總是比前一步驟的失敗更為嚴(yán)重,因此避免出現(xiàn)問題變得越來越重要。
在曝光過程中,光刻膠中的分子鍵會(huì)產(chǎn)生或斷裂,這分別取決于光刻膠是正性還是負(fù)性。如果光刻膠在顯影液中停留時(shí)間過長(zhǎng),溶解度較低的光刻膠區(qū)域也會(huì)溶解;不過,當(dāng)顯影時(shí)間在一分鐘左右時(shí),很容易獲得相當(dāng)一致的結(jié)果。此外,顯影速度取決于顯影液的溫度,因此建議保持可控的顯影溫度。顯影藥劑和顯影時(shí)間取決于所使用的光刻膠類型,但整個(gè)程序基本相同。曝光后,用顯影劑覆蓋涂有光刻膠的基片一定時(shí)間,沖洗,然后干燥,通常是通過吹干N2來實(shí)現(xiàn)。
5.1 鍍膜和剝離
濺射和蒸發(fā)是兩種常見的鍍膜方法。濺射和蒸發(fā)的一個(gè)顯著區(qū)別是對(duì)沉積材料方向的控制。在典型的濺射系統(tǒng)中,沉積的目的是以大范圍的入射角打擊基底,而蒸發(fā)通常接近準(zhǔn)直。由于入射電子束的前向散射,以及部分電子從基底散射并暴露出光刻膠底部,因此圖案橫截面呈梯形,如圖1所示。
圖1. 正極光刻膠曝光后的下切橫截面示意圖
剝離是去除光刻膠和涂在光刻膠上的材料的過程。然后留下附著在基底上的材料,從而產(chǎn)生所需的圖案。移除的成功與否主要取決于涂層與基底的附著力,以及涂層是否覆蓋了光刻膠的側(cè)壁。一般來說,蒸發(fā)電子束的準(zhǔn)直度足以使側(cè)壁不被涂層覆蓋,而濺射電子束則更有可能使側(cè)壁被涂層覆蓋,從而增加脫膜步驟的難度。對(duì)于剝離,重要的是了解光刻膠的厚度,并將涂層厚度保持在光刻膠厚度的三分之二以下。
對(duì)于PMMA而言,丙酮是脫模過程中通常使用的溶劑。PMMA和丙酮的脫模步驟可通過多種方式完成。一般來說,建議使用最溫和的升華過程,以獲得穩(wěn)定的良好結(jié)果。最簡(jiǎn)單的方法是讓樣品在室溫丙酮中浸泡約20分鐘,或直到可以看到涂層浮起為止。越來越激進(jìn)的方法包括使用注射器或超聲波清洗器幫助去除金屬涂層,甚至用小刷子刷洗樣品。有時(shí)也使用加熱的丙酮,但只有在采取適當(dāng)?shù)陌踩胧┖蟛拍苁褂谩?/p>
5.2 鍍膜:濺射與蒸發(fā)
在等離子體-磁控濺射系統(tǒng)中,來自等離子體的離子撞擊導(dǎo)致金屬靶上的原子從各個(gè)角度噴射出來。濺射材料覆蓋在靶材下方的試樣上。濺射材料的軌跡范圍很廣,這對(duì)于SEM試樣來說是非常理想的,因?yàn)榻饘賹⒏采w大部分表面,防止成像過程中產(chǎn)生電荷。
然而,對(duì)于光刻技術(shù)來說,通常不希望在確定圖案的電阻壁側(cè)面進(jìn)行涂層,因?yàn)檫@可能會(huì)在升空后導(dǎo)致邊緣粗糙,或者如果邊緣涂層太厚,圖案的某些部分可能根本無法剝離。對(duì)于較大的圖案來說,邊緣粗糙可能不是什么大問題,但在對(duì)非常小的特征進(jìn)行升空時(shí),擁有干凈的側(cè)壁就變得非常重要。
圖2顯示了濺射過程示意圖和濺射后圖案的橫截面圖。
圖 2:(a) 濺射過程示意圖;(b) 濺射鍍膜后圖案的橫截面圖
如圖3所示,在熱蒸發(fā)過程中,源材料被放置在舟形或燈絲線圈中,利用電流對(duì)其進(jìn)行加熱。也可以使用電子束濺射系統(tǒng),該系統(tǒng)使用電子束加熱源材料中的局部光點(diǎn)。樣品可以放置在源材料的上方或下方,具體取決于所使用的設(shè)備。蒸發(fā)的材料幾乎是準(zhǔn)直的,因此與濺射相比,不太可能覆蓋圖案的兩側(cè)。這使得去除光刻膠后的邊緣更整潔,這對(duì)高分辨率圖案制作至關(guān)重要。
不過,即使是準(zhǔn)直沉積,也必須注意確保沉積材料以接近正常入射角的角度入射,否則沉積材料可能會(huì)覆蓋部分側(cè)壁,或無法到達(dá)光刻膠厚度與特征尺寸之間具有較高縱橫比的窄特征底部。
圖3. (a) 顯示的是絲狀蒸發(fā)過程的示意圖;舟狀蒸發(fā)過程與此類似,只是樣品位于源材料之上;(b) 顯示的是使用蒸發(fā)法涂覆圖案后的橫截面圖
5.3 蝕刻
可以使用多種蝕刻方法,包括濕化學(xué)蝕刻和反應(yīng)離子蝕刻,根據(jù)蝕刻方法的不同,蝕刻可能是各向同性或非各向同性的。一般來說,光刻膠將用于保護(hù)基底的部分區(qū)域,而暴露的區(qū)域?qū)⒈晃g刻掉。蝕刻時(shí)的一個(gè)重要問題是,與光刻膠的蝕刻速率相比,基底的蝕刻速率相對(duì)較低。在某些情況下,如果光刻膠不能用作適當(dāng)?shù)奈g刻掩膜,則會(huì)使用額外的一層作為最終蝕刻掩膜,而光刻膠則用于對(duì)中間層進(jìn)行圖案化。
6 檢查圖案以及正確書寫
對(duì)于初學(xué)者來說,在每個(gè)樣品上繪制一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖案是非常有用的(比如下面示例的"輪子"圖案),這是一種非常有效的診斷工具,因?yàn)樗梢院苋菀椎刈R(shí)別出由于電子束聚焦不良和/或像散造成的圖案問題。
圖案曝光正確時(shí),線條應(yīng)筆直,邊緣清晰,粗細(xì)均勻。電子束單線通過的最終線寬主要取決于光刻膠、書寫過程中的電子束聚焦/像散以及應(yīng)用的線劑量。圖4顯示了一個(gè)正確刻線的例子?!拜喿印眱?nèi)部略深的楔形區(qū)域表明,該區(qū)域在觀察時(shí)正在帶電。這表明涂層沒有覆蓋圖案的兩側(cè),在去除光刻膠時(shí)很可能會(huì)完全脫落。
圖 4正確書寫的輪廓圖案示例
7 電子束光刻的常見問題
通過查看診斷圖案可以確定幾種類型的錯(cuò)誤。圖案生成過程中最常見的三種錯(cuò)誤是電子束像散、聚焦不良以及曝光過度和曝光不足。通常情況下,對(duì)于新用戶來說,圖案曝光問題是由于電子束優(yōu)化不佳造成的,但隨著用戶對(duì)電鏡操作的熟練程度提高,情況也會(huì)有所改善。系統(tǒng)性問題,例如線噪聲、無效的電子束消隱或電鏡本身的一般問題,通常會(huì)對(duì)圖案的結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響。
7.1 圖案生成過程中最常見的三種錯(cuò)誤:
1.像散:像散是指電子束的橫截面拉長(zhǎng),如圖5中的橢圓形,而不是理想的圓形。當(dāng)電子束沿著橢圓的長(zhǎng)軸方向(圖5a 中為垂直方向)從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí),所有的外加劑量都會(huì)沿著電子束的狹窄路徑照射。然而,當(dāng)電子束沿橢圓形的短軸方向(圖5a 中為水平方向)移動(dòng)時(shí),劑量會(huì)沿線路照射到更寬的區(qū)域。這種效應(yīng)會(huì)在圖案中產(chǎn)生 90? 的不對(duì)稱,在車輪圖案中尤其容易識(shí)別。圖5a 顯示了沿長(zhǎng)軸和短軸方向的劑量分布示意圖。圖5b 顯示了用 PMMA 書寫的車輪圖案的實(shí)際曝光情況。在這種情況下,拉長(zhǎng)的橫梁位于車輪 5-11 點(diǎn)鐘和 6-12 點(diǎn)鐘輻條之間,90? 不對(duì)稱非常明顯。這是典型的電子束像散圖案。
圖5. (a) 顯示電子束形狀如何影響應(yīng)用劑量的示意圖;以及(b) 顯示像散電子束影響的輪廓圖
2.聚焦不良:當(dāng)電子束不能很好地聚焦在光刻膠表面時(shí),大的特征只會(huì)產(chǎn)生很小的影響,角上的半徑會(huì)比預(yù)期的大。然而,當(dāng)使用失焦電子束書寫窄線時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的變化。一般來說,聚焦不良會(huì)導(dǎo)致窄線的應(yīng)用劑量分散到比預(yù)期更大的區(qū)域。如果譜線劑量接近書寫最小譜線的臨界劑量,這種擴(kuò)大將導(dǎo)致譜線曝光不足。
當(dāng)線條劑量遠(yuǎn)高于臨界劑量時(shí),電子束的增寬將使曝光的線條大于預(yù)期。在這兩種情況下,電子束單次通過的任何交界處都會(huì)有效地接收到雙倍劑量,與附近的線條相比,通常會(huì)顯得 "發(fā)亮"。圖7 顯示的是在 PMMA 中寫入的輪廓圖案,焦點(diǎn)略有降低。在這種情況下,圖案的線條略微曝光不足,而交界處則曝光過度。這是電子束聚焦不良的典型表現(xiàn)。
3. 曝光**:**曝光過度會(huì)導(dǎo)致圖案放大,或者在極端情況下,正極光刻膠受到的劑量足以使其交聯(lián),顯影效果與負(fù)極光刻膠相同。圖7顯示了放大圖案和正/負(fù)極圖案的圖像。在這種情況下,中心白點(diǎn)是 PMMA 交聯(lián)的地方,因?yàn)?2 倍劑量,12條線從中心開始,整個(gè)中心區(qū)域因高劑量而放大。當(dāng)施加的劑量過小時(shí),所產(chǎn)生的曝光線會(huì)變淺和/或不連續(xù)。
圖7. 電子束失焦時(shí)寫入的輪廓圖(左);使用高劑量寫入的輪廓圖(右)
一般來說,編寫一個(gè)圖案陣列是非常有用的,在這個(gè)陣列中,應(yīng)用的劑量系統(tǒng)地從過低劑量逐步過渡到過高劑量。通過這種方法,新操作者可以快速識(shí)別由不同劑量造成的結(jié)構(gòu)范圍。
4.總結(jié):電子束像散會(huì)導(dǎo)致成像分辨率下降,造成加工圖案模糊不清、失真或邊緣模糊等問題;聚焦不良會(huì)導(dǎo)致成像模糊、失真和圖案精度下降等問題;曝光劑吸收不均勻會(huì)導(dǎo)致圖案邊緣效應(yīng),如正向鄰近效應(yīng)和負(fù)向鄰近效應(yīng),影響圖案的精度和清晰度。
7.2 外部因素
電鏡外部的干擾源(如聲學(xué)噪聲、物理振動(dòng)或電磁場(chǎng))會(huì)導(dǎo)致波浪線或中斷線。一般來說,解決辦法是找出并消除干擾源,或屏蔽電鏡,使其不受噪音影響??梢酝ㄟ^在墻壁上使用隔音泡沫和/或在電鏡的整個(gè)柱子周圍增加隔音罩來降低噪音。通過在整個(gè)鏡筒上使用空氣支撐系統(tǒng)或在柱子和地板之間添加泡沫或橡膠墊,可以最大限度地減少物理振動(dòng)。
干擾電子束的電磁場(chǎng)通常是由其他房間的設(shè)備或穿過天花板或地板的電線造成的。這些電磁場(chǎng)會(huì)使電子束在電磁場(chǎng)頻率下發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致圖案書寫失真。解決方法包括將電鏡移到更好的位置、移動(dòng)或屏蔽干擾源、在鏡筒和/或室周圍安裝磁屏蔽(μ-金屬)以及安裝主動(dòng)場(chǎng)消除系統(tǒng),該系統(tǒng)可引入磁場(chǎng)以消除外部噪音。
7.3 電子束光刻還包括以下的常見問題
1.位置漂移問題:電子束在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)位置漂移,導(dǎo)致成像不準(zhǔn)確。定期進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)以減少位置漂移。遵循正確的操作步驟以減少位置漂移的發(fā)生。
2.邊緣效應(yīng):電子束光刻在圖案的邊緣可能會(huì)出現(xiàn)模糊或形變,這可能與散射、電子束形狀等因素有關(guān)。改變加工參數(shù)以減少邊緣效應(yīng)的影響,如調(diào)整電子束的形狀和大小。在設(shè)計(jì)階段考慮到邊緣效應(yīng),采用補(bǔ)償技術(shù)或特殊設(shè)計(jì)來減輕影響。
3.殘?jiān)鼏栴}:電子束光刻后可能會(huì)留下未完全去除的曝光劑殘留物,影響器件的性能。改進(jìn)清潔過程,確保殘留物完全去除。選擇更易清除的曝光劑可以減少殘?jiān)鼏栴}的發(fā)生。
4.成本問題:電子束光刻設(shè)備和曝光劑的成本較高,特別是針對(duì)小批量生產(chǎn)。優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃以提高設(shè)備利用率,降低成本??紤]使用更便宜的材料或工藝,或者與其他廠商合作以降低成本。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:電子束光刻的參數(shù)優(yōu)化及常見問題
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