电子束光刻制造软刻蚀用母板的研究

使用通用电子束曝光机,采用一种新的电子束微三维加工的重复增量扫描方式进行曝光实验,显影后得到轮廓清晰的微三维结构,以此为制作弹性印章的母模板,经硅烷化后可用来制作弹性印章,得到弹性印章后便可再利用软刻蚀相关技术进行微图形的复制.曝光实验的结论表明采用电子束重复增量扫描方式可用来制作微三维弹性印章的母版.     

电子束光刻技术与ICP刻蚀技术的研究

在微电子集成领域当中,电子束光刻技术和ICP刻蚀技术是十分重要的技术,能够通过一系列的生产步骤,去除晶圆表面薄膜的特定部分,并在晶圆表面留下微圆形结构的薄膜。光刻与刻蚀技术的应用,对于微电子集成的生产和优化具有重要的作用,因而得到了十分广泛的应用。基于此,本文对电子束光刻技术和ICP刻蚀技术进行了研究,以期能够为这一领域的发展做出贡献。     

电子束光刻技术与ICP刻蚀技术的研究

在微电子集成领域当中,电子束光刻技术和ICP刻蚀技术是十分重要的技术,能够通过一系列的生产步骤,去除晶圆表面薄膜的特定部分,并在晶圆表面留下微圆形结构的薄膜。光刻与刻蚀技术的应用,对于微电子集成的生产和优化具有重要的作用,因而得到了十分广泛的应用。基于此,本文对电子束光刻技术和ICP刻蚀技术进行了研究,以期能够为这一领域的发展做出贡献。     

高精度电子束光刻技术在微纳加工中的应用

对电子束光刻系统的原理以及在微纳加工领域的应用进行了讨论。首先对光刻系统的工作原理进行了阐述。然后讨论了电子束光刻的关键工艺,如光胶的选择、剥离工艺的优化以及邻近效应对图形的影响及修正方法。由于电子束光刻在科研领域展现了巨大的潜力,因此吸引了许多学者的注意。最后,举例介绍了电子束光刻在生物医学和硅光电子上的应用。     

电子束三维光刻技术的研究

在IH(Integrated Harden Polymer Stereo Lithography)技术和电子束光刻技术的基础上提出了电子束微三维光刻技术新概念。对其实现方法的可行性进行了简要的理论分析，并使用SDV—Ⅱ型真空腔在约1．33Pa的真空下对环氧618、WSJ-202和苏州2号抗蚀剂进行了气化试验，得出了它们在真空中的气化实验结果，证明了电子束液态光刻的可行性。     

基于电子束光刻的LIGA技术研究

提出了基于电子束的LIGA(Lithographie,Galvanoformung,Abformung)技术新概念。根据Grune公式就电子束能量对抗蚀剂刻蚀深度的影响进行了理论分析,并在SDS—2电子束曝光机上分别采用5keV、10keV、15keV、20keV、25keV、30keV等能量的电子束对国产胶苏州2号进行了曝光实验,得出了能量／刻蚀深度关系曲线。用5keV、30keV两种能量的电子束,通过改变曝光时间进行了曝光剂量对刻蚀深度的影响实验,得出了曝光剂量—刻蚀深度关系曲线。实验结果表明,增大电子束能量或增强曝光剂量,就可以增大刻蚀深度,证明了基于电子束光刻的LIGA技术不但是可行的,而且更易于加工各种带曲率的微器件。     

电子束光刻技术的原理及其在微纳加工与纳米器件制备中的应用

电子束光刻是微电子技术领域重要的光刻技术之一,它可以制备特征尺寸10nm甚至更小的图形.随着电子束曝光机越来越多地进入科研领域,它在微纳加工、纳米结构的特性研究和纳米器件的制备等方面都呈现出重要的应用价值.本文以几种常见的电子束曝光机为例,说明电子束光刻的工作原理和关键技术,并给出一些它在纳米器件和微纳加工方面的应用实例.     

基于扫描隧道显微镜的纳米加工技术

介绍了具有原子级分辨率的扫描隧道显微镜(STM)的工作原理及其相对于传统的电子束加工所具有的技术优势,阐述了STM在纳米加工中的应用和需要解决的技术难题。     

电子束重复增量扫描生成三维结构的研究

针对三维曝光图形的结构特点,结合自行设计的图形发生器,提出了电子束重复增量扫描方式及曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算方法.根据计算得到的剂量关系,按照重复增量扫描方式,在SDS-3电子束曝光机上进行了曝光实验,显影后得到了轮廓清晰的梯锥和圆锥的三维结构.因此,重复增量扫描方式可以用于三维结构的加工,并且关于曝光剂量与刻蚀深度关系和灵敏度的计算可以为其提供符合实际曝光的参数.     

电子束重复曝光加工PCR微通道的工艺研究

对PCR微流控芯片通道中流体的流动特性进行了分析,发现流体在横截面为圆形的通道中流动时由摩擦引起的等效水头损失及表面张力均小于微矩形通道。以此为依据,将PCR芯片微通道优化设计成圆形通道。在JSM-5CF电子束曝光机上采用束斑尺寸80nm、能量20keV的电子束对1μm厚的聚甲基丙烯酸甲酯进行了单次曝光剂量40μC/cm2的8次重复增量扫描曝光实验,显影后得到的PCR芯片微圆通道轮廓清晰,边缘连续光滑。证明了电子束重复增量扫描曝光方式制作PCR微流控芯片微圆通道的可行性。     

一种提取电子束光刻中电子散射参数的新方法

在电子散射能量沉积为双高斯分布的前提下,提出了一种提取电子束光刻中电子散射参数α,β和η的新方法.该方法使用单线条作为测试图形.为了避免测定光刻胶的显影阈值,在实验数据处理中使用归一化方法.此外,用此方法提取的电子散射参数被成功地用于相同实验条件下的电子束临近效应校正.     

Sub-5 keV electron-beam lithography in hydrogen silsesquioxane resist

We fabricated 9-30 nm half-pitch nested Ls and 13-15 nm half-pitch dot arrays, using 2 keV electron-beam lithography with hydrogen silsesquioxane (HSQ) as the resist. All structures with 15 nm half-pitch and above were fully resolved. We observed that the 9 and 10-nm half-pitch nested Ls and the 13-nm-half-pitch dot array contained some resist residues. We obtained good agreement between experimental and Monte-Carlo-simulated point-spread functions at energies of 1.5, 2, and 3 keV. The long-range proximity effect was minimal, as indicated by simulated and patterned 30 nm holes in negative-tone resist.     

Proximity-effect correction for VLSI patterns in electron-beam lithography

A proximity-effect correction method for VLSI patterns has been developed. In this method, a dose ratio has been introduced as a control parameter for the negative- resist thickness after development, in addition to the proximity parameters.A new technique has been used to obtain the proximity parameters. By using the dose ratio and the proximity parameters, both the exposure dose and the size of the irradiated shape are easily determined.A pattern accuracy of ±0.1 μm and a uniform resist of the desired thickness were obtained. The computation time is proportional to 1.2 power of pattern density, and is 100 seconds on a 1.5-MIPS computer when correcting for 10⁴ shapes in a pattern whose pattern density is 10⁴.     

A step-and-repeat UV-nanoimprint lithography process using an elementwise patterned stamp

Ultraviolet-nanoimprint lithography (UV-NIL) is a promising cost-effective method for defining nanoscale structures at room temperature and low pressure. To apply a large-area stamp to a high throughput step-and-repeat process at atmospheric conditions, we proposed a new UV-NIL process that uses an elementwise patterned stamp (EPS), which consists of elements separated by channels, and additive gas pressurization. The proposed UV-NIL process required just four imprints to press an 8-in. wafer. EPS features measuring 50-80 nm were successfully transferred onto the wafers. The experiments demonstrated that a 5 × 5-in.² EPS could be used with a step-and-repeat UV-NIL process to imprint 8-in. wafers under atmospheric conditions.     

Photo-mask fabrication by low-energy microcolumn lithography

We have designed and fabricated a low-energy electron-beam lithography system based on a single column module (SCM) microcolumn. From the observed characteristics of the polymethyl methacrylate (PMMA) resist, the optimum conditions for the low-energy e-beam lithography have been determined. Fine line patterns on PMMA with line width less than 60 nm were obtained under optimized lithographic conditions. For the first time an aluminum photo-mask for optical lithography was created utilizing microcolumn lithography. Our results show that low-energy lithography systems have the potential to be used in high quality photo-mask fabrication processes.     

高质量二维光子晶体结构刻蚀掩膜版的制作方法

结合制作光子晶体结构的具体要求,研究了电子束曝光得到的电子束胶上(GaAs衬底)随实验条件变化的图形.结果表明,胶的厚度、曝光剂量、显影/定影时间等参数对图形的质量有重要影响.通过合理优化这些参数,我们得到了高质量的掩膜图形.