电子束零宽度线曝光及其应用

为了提高电子束光刻的图形质量及光刻分辨率,从入射束能和束流密度等方面探讨了克服邻近效应影响的途径,在制备亚30 nm结构图形时采用零宽度线曝光的方法。该方法把版图上线条的宽度设为零,因此该线条的光刻尺寸取决于电子束束斑大小、曝光剂量与显影条件。在400 nm厚HSQ抗蚀剂层上通过零宽度线曝光技术制作出了线宽20 nm网状结构的抗蚀剂图形,实验证明采用零宽度线曝光技术可以比较容易地制作出密集线以及高深宽比的抗蚀剂图形。将该技术应用到扫描电镜放大倍率校准标准样品的制备,取得了较好的效果。零宽度线曝光技术是实现电子束直写曝光极限分辨率的有效方法。     

SAL601负性电子束抗蚀剂纳米级集成电路加工

讨论了采用SAL6 0 1负性化学放大电子束抗蚀剂进行电子束曝光应用于纳米级集成电路加工的实验方法与工艺条件。经过大量实验总结 ,通过变剂量模型对电子束曝光中电子散射参数进行提取 ,应用于邻近效应校正软件 ,针对集成电路曝光图形进行邻近效应校正。校正后的曝光图形经过曝光实验确定显影时间及曝光剂量 ,最终得到重复性良好的 ,栅条线宽为 70nm的集成电路曝光图形     

SAL601负性电子束抗蚀剂纳米级集成电路加工

讨论了采用SAL601负性化学放大电子束抗蚀剂进行电子束曝光应用于纳米级集成电路加工的实验方法与工艺条件.经过大量实验总结,通过变剂量模型对电子束曝光中电子散射参数进行提取,应用于邻近效应校正软件,针对集成电路曝光图形进行邻近效应校正.校正后的曝光图形经过曝光实验确定显影时间及曝光剂量,最终得到重复性良好的,栅条线宽为70nm的集成电路曝光图形.     

SAL601负性电子束抗蚀剂纳米级集成电路加工

讨论了采用SAL601负性化学放大电子柬抗蚀剂进行电子束曝光应用于纳米级集成电路加工的实验方法与工艺条件。经过大量实验总结，通过变剂量模型对电子束曝光中电子散射参数进行提取，应用于邻近效应校正软件，针对集成电路曝光图形进行邻近效应校正。校正后的曝光图形经过曝光实验确定显影时间及曝光剂量，最终得到重复性良好的，栅条线宽为70nm的集成电路曝光图形。     

电子束光刻技术与图形数据处理技术

介绍了微纳米加工领域的关键工艺技术——电子束光刻技术与图形数据处理技术,包括:电子束直写技术、电子束邻近效应校正技术、光学曝光系统与电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术、电子束曝光工艺技术、微光刻图形数据处理与数据转换技术以及电子束邻近效应校正图形数据处理技术。重点推荐应用于电子束光刻的几种常用抗蚀剂的主要工艺条件与参考值,同时推荐了可以在集成电路版图编辑软件L-Edit中方便调用的应用于绘制含有任意角度单元图形和任意函数曲线的复杂图形编辑模块。     

光学光刻工艺中邻近效应的定量分析

随着超大规模集成电路 (VLSI)图形密度的增大 ,邻近效应已成为光学光刻的关键问题之一。通常在平整硅片上对 0 5 μm图形采用 0 5 4NA和传统的单层i线抗蚀工艺时 ,密集图形和孤立图形间的线宽差异大约为 0 0 8μm。然而 ,这一线宽差异已严重地影响了实际生产的工艺稳定性。阐述了邻近效应对图形尺寸、线条与间隙占空比、衬底膜种类、曝光过程的散焦效应、与抗蚀剂厚度变化有关的抗蚀工艺条件和显影时间的依赖性。同时 ,采用 2种不同抗蚀剂实验监测了不同潜像对比度引起的关键尺寸 (CD)偏差。为减小实际图形因抗蚀剂厚度变化引起的CD差异 ,获得最佳抗蚀剂厚度 ,进行了一种模拟研究。     

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。     

光刻系统的分辨率、套刻精度和视场

本文描述了紫外、x射线电子束及离子束光刻中分辨率、套刻精度及视场的限制。在讨论中得出如下结论:1)对1μm宽的线条,光学投影的对比度比电子束的对比度可能更高;2)采用反射式光学系统及远紫外可生产接近0.5μm的线条;3)为比较电子束和光学系统的分辨率,可将最小线宽定义为曝光系统的对比度降至30％时的线宽的两倍;4)线宽在0.1μm以上时,x射线光刻能提供最大的抗蚀剂厚宽比和最高的对比度,而对0.1μm以下的图形最大的厚宽比是用电子束曝光得到的;5)用电子束在基体试样中曝光,只要抗蚀剂层很薄,对50nm的线宽和1μm的线宽来说,对比度是相同的。较高的加速电压使校正邻近效应和保持原抗蚀剂的分辨率更容易;6)最后,正如光电子的射程限制了x射线光刻的分辨率一样,二次电子的射程限制了电子束光刻的分辨率。在以上两种情况下,致密图形中的最小线宽和间隔约为20nm,用离子束光刻时,分辨率也可能相同,因为离子的相互作用范围与电子是类似的。     

纳米级高压扫描电子束曝光技术

通过简单添加一些附件,将一台带有扫描附件的商用透射电子显微镜改造为一台高压扫描电子束曝光机,以研究高压下高分辨率、高深宽比抗蚀剂图形曝光及邻近效应的影响。重点介绍了如何获得一个高分辨率的电子光学系统,并利用此系统初步进行了曝光实验,在120nm厚的PMMA胶上获得了53nm线宽的抗蚀剂图形,表明此装置可用于纳米图形的制作。     

HSQ用于电子束曝光的性能分析

作为一种非化学放大的无机负性电子束光刺抗蚀剂,HSQ(hydrogen silsesquioxane)具有极高的分辨率(约5 nm),由于灵敏度较低,限制了其在微纳米加工方面的应用.从化学结构变化的角度分析了HSQ在电子束曝光中的性能,通过实验验证了其灵敏度及对比度受前烘温度及显影液浓度的影响较大,并且其在电子束曝光中的邻近效应也可以通过改变这两个条件而得到一定的抑制.根据所得优化工艺条件,在450 nm胶层上,制作出100 nm等间距光栅结构胶层图形,且其侧壁陡直性良好.     

新型抗蚀剂的电子束曝光性能研究

为了满足越来越多的特殊结构纳米电子器件的制作要求,亟需进一步提高电子束光刻的分辨率与质量,选择适合的高分辨率电子束抗蚀剂材料显得尤为重要。从曝光剂量以及显影与烘烤过程中具体工艺条件的影响等方面对三种新型抗蚀剂材料HSQ,Calixarene和ARN7520进行了电子束曝光性能的研究,同时也对三者的优缺点进行了讨论。通过实验可知,三种新型抗蚀剂均有小于50 nm的高曝光分辨率。HSQ与衬底有更好的附着力,具有较高的机械强度和对比度,在小面积密集图形的制作中具有较好的性能。而ARN7520具有较高的灵敏度,受电子束邻近效应的影响较小,更适合复杂版图的制作。Calixarene虽然也具有较高的曝光分辨率,但过低的灵敏度严重限制了其实用性。     

电子束曝光的一种新对准方法

为用电子束实行大面积曝光,每次扫描场通常都限制在2毫米×2毫米内,而每次扫描完成以后基片都是通过机械方式步进到光轴下的位置,衬底位置须精确对准以防止相邻的场产生不能容许的误差。通常的对准技术是利用由曝光抗蚀剂用的电子束得来的信号探测半导体片上的一组对准标记,然后将对准标记或电子束的位置调定到对准扫描场所要求的精度。 对准标记在基片上占据着有用的面积,电子束在搜索对准标记的位置时,会使标记周围的一部分地方曝光,因而使这些区域变得无用了。其次,某些大面积器件结构的几何图形较大,因此要求在器件面积内、完全消除对准标记。最后对涂有一层抗蚀剂的对准标记进行定位是很困难的,因为这些标记的边界显不出很强的衬度。 为了克服上述缺点,提出了一种新的曝光方法。其原理是在搜索操作时使电子束减速以至电子的能量很低,只能使抗蚀剂极薄的表面层曝光。一旦探到要曝光的面积,就使电子束的能量恢复到抗蚀剂最佳曝光所要求的全值。这样,在搜索操作过程中使没有抗蚀剂的部分曝光,就完全避免了有用面积的浪费。且在不容有对准标记的地方,第一次扫描场中曝光过的图形边缘可在下一次扫描场中用作对准。这就要求对第一次图形进行部分显影,且过程要慢。但这种方法仅适用于一些特殊器件。     

电子束光刻制备5000line/mm光栅掩模关键技术研究

为了制备高线密度X射线透射光栅掩模,分析了电子束光刻中场拼接对高线密度光栅图形的影响;利用几何校正技术和低灵敏度的950 k的PMMA电子束抗蚀剂,克服了电子束的邻近效应对厚胶图形曝光的影响.采用电子束光刻和微电镀的方法制备了5 000line/mm x射线透射光栅的掩模,并将栅线宽度精确控制在100 nm～110 nm,为X射线光刻复制高线密度X射线透射光栅创造了有利条件.     

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。     

一种有效的邻近效应修正方法

本文介绍了在电子束光刻中修正邻近效应的一种有效的剂量补偿方法。在其它曝光参数一定的条件下（包括加速电压,抗蚀剂厚度,曝光步长大小及衬底材料等）图形尺寸由剂量大小决定。本方法基于两种合理的假设来确定补偿剂量因子。一是假设在特定实验范围内,剂量的大小和圆直径的关系可以看作是线性的。二是假设补偿剂量因子仅受最近邻图形的影响。四层六角光子晶体作为本实验方法的测试图形。比较没有修正的结构,修正后的结构中孔大小的一致性得到了显著的提高     

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。     

电子束曝光中的邻近效应修正技术

邻近效应是指电子在抗蚀剂和基片中的散射引起图形的改变，它严重地影响了图形的分辨率。有多种方法对邻近效应进行修正和剂量调整、图形调整等。我们以ＪＢＸ－５０００ＬＳ为手段，用三种方法：１．图形尺寸修正，１２大小图分类和剂量分配，３图形分层和大小电流混合曝光，对邻近效应进行了修正，均取得较好效果。     

图形改正方法在邻近效应修正中的应用

本文利用双高斯形式的邻近函数来表达电子束在抗蚀剂中能量的分布,并以邻近函数为基础计算一些简单图形在曝光时所需的尺寸改变量.通过与实验的比较来说明该方法的可靠性,并对所得结果进行讨论和分析.     

选择电子束最佳曝光剂量的一种简便方法

本文介绍一种选择电子束最佳曝光剂量的实验方法。详细叙述了实验图形的结构和用法。最后,给出了用本法对两种正性电子抗蚀剂选择最佳曝光剂量的结果和制作的大规模集成电路掩模版的照片。     

纳米级电子束直写曝光的基础工艺

电子束光刻技术具有极高的分辨率，其直写式曝光系统甚至可达到几纳米的加工能力。本重点对不同的抗蚀剂、电子束／光学系统的混合光刻及邻近效应修正等技术进行了研究。