低能电子束对抗蚀剂曝光的Monte Carlo模拟

考虑二次电子的产生和散射，利用Monte Carlo方法模拟了具有高斯分布特征的低能入射电子束斑在抗蚀剂中的散射过程，分别得到了电子束在抗蚀剂中的穿透深度和能量沉积的分布图。发现在能量小于2．5keV范围内的模拟结果与实验结果相吻合，这比用传统的不考虑二次电子的Bethe公式得到的模拟结果更加符合实际的电子散射过程，精度更高。另外还发现电子束能量越低，曝光的分辨率和效率越高，这一结果也与实验相吻合。结果表明，二次电子的产生和散射对电子束曝光起了重要的作用，需考虑它们的影响。     

低能电子束散射模拟在邻近效应修正中的应用

文章运用Monte Carlo方法模拟具有高斯分布特征的低能入射电子束斑在PMMA-村底中的复杂散射过程，分别得到了电子束在抗蚀剂中的穿透深度和能量沉积分布圈，并利用模拟结果进行邻近效应的修正．得到修正后的剂量数据文件。结果表明：采用修正后的剂量曝光，光刺胶中的能量沉积比较均匀．曝光分辨率有较大幅度的提高。该研究将对低能电子束曝光技术的定量研究和邻近效应修正技术的探索具有较高的理论指导意义。     

低能电子束光刻过程的Monte Carlo模拟分析研究

对低能电子在光刻胶和衬底中的复杂散射过程进行分析和物理建模,采用Monte Carlo方法进行模拟研究。利用Browning拟合公式来解决Mott弹性散射截面计算速度慢的问题,采用D.C.Joy和S.Luo修正的Bethe能量损耗公式计算低能电子在固体中的能量损耗。通过跟踪电子的散射轨迹、计算电子的能量沉积密度、结合显影阈值模型,模拟出了电子束光刻的三维显影轮廓图。据此研究了入射电子束能量、剂量、光刻胶厚度、衬底材料、衬底和光刻胶形貌等不同条件下电子束曝光邻近效应的影响。此外,还将具有高斯分布特征的低能电子束入射产生的沉积能量密度进行移动处理,模拟一个以"T"字型为代表的较为复杂图形的电子束曝光过程,通过三维显影轮廓模拟图比较直观地显示了邻近效应的影响,并演示了采用电子束曝光剂量补偿的方法实现邻近效应校正的效果。     

Monte Carlo方法模拟低能电子束曝光电子散射轨迹

建立了一个适用于描述低能电子散射的物理模型,利用Monte Carlo方法对低能电子在多元多层介质中的散射过程进行模拟.低能电子弹性散射采用较严格的Mott截面描述,为了节约机时,利用查表与线性插值方法获得Mott截面值;低能电子非弹性散射能量损失采用Joy修正的Bethe公式计算,并对其加以改进,引入多元介质平均电离电位、平均原子序数、平均原子量概念,利用线性插值方法给出光刻胶PMMA对应的k值.对电子穿越多层介质提出一种新的边界处理方法.在此基础上运用Monte Carlo方法模拟高斯分布低能电子束在PMMA-衬底中的复杂散射过程.模拟结果表明低能电子束曝光具有曝光效率高、邻近效应低、对衬底损伤轻等优点,与Lee、Peterson等人通过实验得出的结论相符.该研究将为电子束曝光技术的定量研究提供一定的理论依据.     

国产电子束正抗蚀剂的实用化研究

阐述了电子束曝光技术及电子束抗蚀剂在微电子器件制造中的重要性，着重介绍了电子束正性抗蚀剂P（MMA－MAA）的研制过程及为使之达到实用化所进行的各项研究及其结果和应用情况。     

电子束光刻三维仿真研究

本文利用Monte Carlo方法及优化的散射模型,对电子束光刻中电子在抗蚀剂中的散射过程进行了模拟,通过分层的方法,对厚层抗蚀剂不同深度处的能量沉积密度进行了计算,建立了电子束光刻厚层抗蚀剂的三维能量沉积模型。根据建立的三维能量沉积模型,采用重复增量扫描策略对正梯锥三维微结构进行了光刻仿真。理论分析和仿真结果表明,利用分层的三维能量沉积分布模型能更精确地实现电子束光刻的三维仿真。     

电子束能量、剂量对固化厚度影响的研究

在电子束液态曝光技术的可行性已被证实的基础上，采用理论和实验相结合的方法，就电子束能量和剂量对固化深度的影响进行了研究，以TMPTA和环氧618两种液体低聚物为抗蚀剂，得出了不同能量、不同剂量下的有效穿透深度曲线，以及两种抗蚀剂在能量为25keV的电子束辐射下的临界剂量，固化出了十字形微结构。     

非线性曲线拟合法确定邻近效应参数

为了更精确地确定邻近效应参数,借助优化的电子散射模型,利用改进的Monte Carlo算法模拟了电子束在固体中的散射过程,得到了不同曝光条件下抗蚀剂中的能量沉积分布。利用最小二乘非线性曲线拟合法对该分布进行了双高斯拟合,得到了邻近效应参数α,β和η的值,并与实验结果进行了比较发现,最小二乘非线性曲线拟合法可以用于邻近效应参数的确定。对不同曝光条件的参数拟合显示,增加入射电子束能量,α减小,β增大,而η几乎不变;增加抗蚀剂厚度,α增大,β和η变化不明显;增大衬底材料原子序数,β减小,η增大,而α几乎不变。所得结果不但能为电子束曝光条件的优化、邻近效应的降低提供理论指导,而且还能为邻近效应校正快速地提供精确的参数。     

电子束液态曝光技术中的穿透深度预测研究

穿透深度预测是电子束液态曝光技术中的一个重要课题。采用对比分析的方法对MonteCarlo模拟和Grun公式在预测液体抗蚀剂穿透深度中的适用性进行了研究,得出了可以使用这两种方法对高能电子在液体抗蚀剂中的穿透深度进行预测的结论,并以环氧618为液体抗蚀剂进行实验验证,证明了结论的正确性,拓宽了两种方法的适用范围,为不同厚度液体抗蚀剂涂层穿透所需加速电压的快速、准确选定提供了参考依据。     

电子束曝光技术发展动态

电子束曝光技术是近三十年来发展起来的一门技术,主要应用于0.1～0.5 μm的超微细加工,甚至可以实现纳米线条的曝光.文中重点介绍电子束曝光系统、电子束抗蚀剂以及电子束曝光技术的应用.     

Monte Carlo方法模拟低能电子束曝光电子散射轨迹

建立了一个适用于描述低能电子散射的物理模型 ,利用 Monte Carlo方法对低能电子在多元多层介质中的散射过程进行模拟 .低能电子弹性散射采用较严格的 Mott截面描述 ,为了节约机时 ,利用查表与线性插值方法获得 Mott截面值 ;低能电子非弹性散射能量损失采用 Joy修正的 Bethe公式计算 ,并对其加以改进 ,引入多元介质平均电离电位、平均原子序数、平均原子量概念 ,利用线性插值方法给出光刻胶 PMMA对应的 k值 .对电子穿越多层介质提出一种新的边界处理方法 .在此基础上运用 Monte Carlo方法模拟高斯分布低能电子束在 PMMA-衬底中的复杂散射过程 .     

电子束曝光的Morte Carlo模拟

建立一个更为严格地描述电子散射过程的物理模型，运用Monte Carlo方法模拟高斯分布电子束在靶体PMMA-衬底中的散射过程，研究不同曝光条件对沉积能密度的影响，获得的沉积能分布规律是：有利于降低邻近效应的高束能、薄胶层，提高曝光分辩率。     

G 波段带状注速调管电子光学系统的初步设计

设计了G 波段带状注速调管电子光学系统,主要工作参数为：电子注电压16.5kV,电流0.58A。电子注通道截 面3.272mmx0.274mm,通道长度20mm。阴极面是曲率半径为5mm 的矩形柱面,尺寸为2.5mm×1.2mm,电子注在单一 方向上压缩,电子注束腰截面尺寸2.5mm×0.12mm,电子枪压缩比10:1。采用均匀场聚焦方式,模拟了三种磁场强度下 的电子注成形和传输过程。模拟结果显示,电子注传输的Diocotron 不稳定现象在强磁场下得到改善;磁场强度为8700Gs 时的传输通过率为100%。     

带状电子注聚焦系统设计

通过理论分析、数值模拟和实验研究了PCM 结构聚焦椭圆带状电子注的可行性。利用三维PIC 粒子模拟软 件模拟了椭圆带状电子注在PCM 结构行程的周期磁场中的传输过程,结果显示：截面为10x0.4 mm2 的椭圆带状电子 注在12x0.8 mm2 的矩形通道中稳定长距离传输120mm 无截获。对PCM 聚焦结构的磁场进行了测试,测试结果与数 值模拟结果相符。实验并研究了该PCM 聚焦系统约束带状电子注的能力,测试用速调管的设计电压为75kV,在56.8kV 时的直流通过率达到52.1%,并随着工作电压的升高呈上升趋势。     

电子散射参数提取的新方法

准确提取电子散射参数是确保纳米级电子束光刻邻近效应校正精度的关键。采用了一种不基于线宽测量和非线性曲线拟合的电子散射参数提取的方法。邻近效应校正的近似函数采用双高斯分布,其中η的提取是基于设计线宽变化与相应曝光剂量之间的线性关系进行拟合而得;α和β的提取则是分别根据前散射和背散射的范围设计特定的提取版图,并根据电子束邻近效应产生的特殊现象进行参数值的确定。根据此方法提取了150nm厚负性HSQ抗蚀剂层在50kV入射电压下的散射参数,并将其应用于邻近效应校正曝光实验中,很好地克服了电子束邻近效应的影响,验证了此方法提取电子束曝光邻近效应校正参数的实用性及准确性。     

CO2-Based Dual-Tone Resists for Electron Beam Lithography

The increasing global environmental and energy crisis has urgently motivated the advancement of sustainable materials. Significant effort has been focused on developing new materials to replace the fossil-based resists in the semiconductor industry based on greener sources such as ice, dry ice, small organic molecules, and proteins. Such resist materials, however, have yet to meet the stringent requirements of high sensitivity, high resolution, reliable repeatability, and good compatibility with the current protocols. To this end, CO₂-based polycarbonates (CO₂-PCs) obtained from the copolymerization of CO₂ and epoxides are demonstrated as sustainable dual-tone (positive & negative tone) resists for electron beam lithography. By adjusting the chemical structure, developing agent, and molecular weight, the CO₂-PCs present high sensitivities to electron beam (1.3/120 µ C cm⁻²), narrow critical dimensions (29/58 nm), and moderate line edge roughness (4.6/26.7 nm) for negative and positive resists, respectively. A deep understanding of the exposure mechanism of CO₂-PC resists is provided on the basis of the Fourier transform infrared, Raman, and electron ionization mass spectroscopy. 2D photonic crystal devices are fabricated using the negative and positive CO₂-PC resists, respectively, and both devices show distinct colors derived from their well-defined nanostructures, indicating the great practical potential of CO₂-derived electron beam resists.     

富勒烯作为电子束抗蚀剂在纳米光刻中的应用

纳米光刻对于纳米电子学的研究与发展具有非常重要的意义。分子尺寸为０．７纳米且可发生电子束诱导聚合的富勒烯（主要是Ｃ６０）,可以作为电子束抗蚀剂,用于电子束纳米光刻,制作纳米级精细图形。这类抗蚀剂主要有三种类型：纯Ｃ６０、、Ｃ６０衍生物及Ｃ６０与常用抗旬剂形成的纳米复合抗旬剂。介绍了这方面工作的研究现状、存在的问题及发展前景。