电子束曝光EBL培训PPT演示课件
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电子束曝光技术
20:52 6
微纳光刻技术
传统光学曝光技术 X射线曝光技术 极紫外曝光技术 离子束曝光技术 电子束曝光技术
20:52
7
传统光学曝光技术
传统光学曝光是最早用于半导体集成电路的微细加工技 术，是超大规模集成电路生产的主要方法。 光学曝光是一种平面工艺，器件的三维结构是从衬底片 平面开始一层一层做上去的，而不是传统机械加工的直 接三维成型。 通常的工艺流程是通过掩模制作工艺将二维图形刻录到 掩模版上，再由光学曝光把掩模版上的图形转移到光刻 胶上。经过曝光显影之后，光刻胶上就再现了掩模版上 的图形。然后，再用光刻胶做掩模将图形转移到下一层 衬底材料上。 传统光学曝光可基本分为接触式曝光、接近式曝光和投 影式曝光。
1.226 e nm V
电子束抗蚀剂 类型 分辨率(nm) 灵敏度(uC/cm^2)
PMMA
ZEP520 HSQ
正型
正型 负型
10
10 6
100
30 100
ma-N2400
20:52
负型
80
60
24
正抗蚀剂
入射粒子将聚合物链打断
正抗蚀剂：入射粒子将聚合物链打断，曝光的区域 变得更容易溶解，显影完毕后，曝光图形阴影部分 的胶都溶解了。
s = step size
Write field stitching→Chip Exposure
20:52 54
山东大学：Raith150
20:52 22
第二节：电子束抗蚀剂
20:52
23
电子束抗蚀剂
电子束曝光是利用高分子聚合物对电子敏感反应而形成曝光图 形的。电子束对抗蚀剂的曝光与光学曝光本质上是一样的，但 电子束可以获得非常高的分辨率，这主要是因为高能量的电子 具有极端的波长，如100eV的电子波长仅为0.12nm.
微纳光刻技术
传统光学曝光技术 X射线曝光技术 极紫外曝光技术 离子束曝光技术 电子束曝光技术
20:52
7
传统光学曝光技术
传统光学曝光是最早用于半导体集成电路的微细加工技 术，是超大规模集成电路生产的主要方法。 光学曝光是一种平面工艺，器件的三维结构是从衬底片 平面开始一层一层做上去的，而不是传统机械加工的直 接三维成型。 通常的工艺流程是通过掩模制作工艺将二维图形刻录到 掩模版上，再由光学曝光把掩模版上的图形转移到光刻 胶上。经过曝光显影之后，光刻胶上就再现了掩模版上 的图形。然后，再用光刻胶做掩模将图形转移到下一层 衬底材料上。 传统光学曝光可基本分为接触式曝光、接近式曝光和投 影式曝光。
1.226 e nm V
电子束抗蚀剂 类型 分辨率(nm) 灵敏度(uC/cm^2)
PMMA
ZEP520 HSQ
正型
正型 负型
10
10 6
100
30 100
ma-N2400
20:52
负型
80
60
24
正抗蚀剂
入射粒子将聚合物链打断
正抗蚀剂：入射粒子将聚合物链打断，曝光的区域 变得更容易溶解，显影完毕后，曝光图形阴影部分 的胶都溶解了。
s = step size
Write field stitching→Chip Exposure
20:52 54
山东大学：Raith150
20:52 22
第二节：电子束抗蚀剂
20:52
23
电子束抗蚀剂
电子束曝光是利用高分子聚合物对电子敏感反应而形成曝光图 形的。电子束对抗蚀剂的曝光与光学曝光本质上是一样的，但 电子束可以获得非常高的分辨率，这主要是因为高能量的电子 具有极端的波长，如100eV的电子波长仅为0.12nm.
第六节电子束技术应用 PPT
准直器则控制X线束得形状,使X线 呈扇形在直径47、4cm扫描区域中穿过 病人,在扫描机架上部210°范围内平行 排列两组探测器(环1、环2) ,接收经被 扫描体衰减后得 X线信号,接收到得信号
由数据采集系统进行预处理后经光缆送 至扫描存储器,再传输到快速重建系统进 行层面图像重建。
2 、电子束 CT 扫描得触发方式
ＭＩＰ图像显示单发肺动静脉畸形 较直观、清晰,但复杂得肺动静脉畸形由 于血管得重叠,空间关系显示欠佳。
ＶＲ图像显示血管清晰、真实,可清 晰显示血管之间得空间关系。
４、冠状动脉
扫描范围从气管隆嵴下至膈顶,注 射对比剂后１２～２０s开始连续螺旋 扫描数据采集。多层螺旋ＣＴ得ＣＴ Ａ能清晰显示冠状动脉主干及其分支, 图像质量可与冠状动脉造影相媲美,就 是微创性检查冠状动脉病变得理想方 法。
• 灌注组织得强化程度与其血管化程度、血 管壁得通透性与细胞外液量有关,组织得血 管化程度与早期强化相关,而血管壁得通透 性与细胞外液量与后期强化相关。CT灌 注成像具有较高得时间分辨力,可以准确反 映组织得血管化与血流灌注情况。
• CTPI检查方法在不同得部位略有差别,一 般先行平扫,选择感兴趣层面进行灌注扫 描,层面选择得原则就是尽量取病灶最大 平面,层面内尽量包含病变得各种成分与 至少一条较大得血管,如胸腹部得主动脉、 颅脑得上矢状窦等,以利于参数计算,层厚 8—10mm。
• MIP对血管得形态、走行与管壁钙化显示 较好,但无法区分重叠得骨骼、钙化与强 化得动脉与静脉。因此,MIP重建术前,必 须预先在横断层面图像上用人工或自动、
半自动得方法去除有可能与被观察血管 相重叠且密度等于或高于它得结构,这样 MIP图像就非常清晰。
• 但此过程较费时,同时会造成部分解剖 信息得丢失。由于部分容积效应,横断 层面图像上水平走行得血管在MIP图像 上比相同大小垂直走行得血管密度低。
电子束曝光培训ppt课件
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
1.电子束曝光概述
1.1ห้องสมุดไป่ตู้电子束曝光是什么？
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电磁透镜
它与光学聚光透镜的原理相同，能够聚焦电子束的束径，使电子最大 限度的到达曝光表面
限制膜孔 电子探测器
工作台 分子泵
场发射电子枪
电子枪准直系统 电磁透镜 消像散器 偏转器
物镜
样品交换室
机械泵
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电子束曝光概述 电子束曝光系统的结构与原理 CABL9000C电子束曝光系统及关键参数 电子束曝光的工艺程序 电子束曝光的极限分辨率 多层刻蚀工艺
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
1.电子束曝光概述
1.1ห้องสมุดไป่ตู้电子束曝光是什么？
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电磁透镜
它与光学聚光透镜的原理相同，能够聚焦电子束的束径，使电子最大 限度的到达曝光表面
限制膜孔 电子探测器
工作台 分子泵
场发射电子枪
电子枪准直系统 电磁透镜 消像散器 偏转器
物镜
样品交换室
机械泵
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电子束曝光概述 电子束曝光系统的结构与原理 CABL9000C电子束曝光系统及关键参数 电子束曝光的工艺程序 电子束曝光的极限分辨率 多层刻蚀工艺
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
负抗蚀剂
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
化学放大抗蚀剂
优势：高灵敏度、高分辨率和对比度， 抗干法刻蚀能力强
缺点：对后烘条件要求苛刻，正抗蚀剂 的表面易受空气中的化学物质污染。
m m
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
利用某些高分子聚合物对电子束敏感形成曝光图形
光学曝光分辨率受光波长的限制
G线
I线
DUV
EUV
436nm
365nm
248,193nmnm
分辨率限制：主要来自电子散射
与电子能量有关 100eV电子， 波长0.12nm
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
曝光技术分类
• 传统光学曝光技术 • 电子束曝光技术 • 离子束曝光技术 • X射线曝光技术 • 极紫外曝光技术 • 纳米压印术
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
Conclusion on Lithography techniques
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
灵敏度和对比度电子束光刻基本理论培训课件(PPT54页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
高对比度
• 侧壁更陡 • 工艺宽容度更大 • 分辨率更高（不一定总是） • 对临近效应更不敏感
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
负抗蚀剂
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化学放大抗蚀剂
优势：高灵敏度、高分辨率和对比度， 抗干法刻蚀能力强
缺点：对后烘条件要求苛刻，正抗蚀剂 的表面易受空气中的化学物质污染。
m m
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利用某些高分子聚合物对电子束敏感形成曝光图形
光学曝光分辨率受光波长的限制
G线
I线
DUV
EUV
436nm
365nm
248,193nmnm
分辨率限制：主要来自电子散射
与电子能量有关 100eV电子， 波长0.12nm
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曝光技术分类
• 传统光学曝光技术 • 电子束曝光技术 • 离子束曝光技术 • X射线曝光技术 • 极紫外曝光技术 • 纳米压印术
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Conclusion on Lithography techniques
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灵敏度和对比度电子束光刻基本理论培训课件(PPT54页)
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高对比度
• 侧壁更陡 • 工艺宽容度更大 • 分辨率更高（不一定总是） • 对临近效应更不敏感
电子束光刻基本理论培训课件(PPT54 页)
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电子束 曝光
提要设备的组成、性能及相关工艺设备 电子束曝光设备的操作程序 电子束曝光的关键技术曝光模板的设计 电子束光刻胶的厚度控制 电子束的聚焦 坐标系的建立与写场对准 纳米套刻技术 电子束扫描方式与曝光 电子束剂量的比较与技术参数高分辨率的纳米曝光图形的实现 电子束光刻用户的培训设备的组成与性能德国EBL Raith150主要用途• 量子纳米器件的微结构：如纳米电子器件，AB环 • 集成光学器件：光子晶体, 光栅, 弯曲波导 • NEMS 结构 • 小尺寸的光刻板，如1×1 cm2 • 对应版图进行SEM观察主要特征• 电子枪：高分辨率的热场(Schottky)发射源 (尺寸: 20nm) • 束能量可调：200eV-30keV • 图形直写(<0.5μm) ：最小线宽分辨率20nm • 写场可调： 0.5µm-1000µm • 图形快速生成：10MHz 描写速度 • 晶片支架：1cm2 样片~ 6inch晶片 • 水平控制：三点压电接触(自动)或6”激光干涉平台(手动) • 双PC机控制系统：曝光与SEM测量 • 图形编辑：GDSII格式，剂量可调设备的组成电子束曝光及其相关工艺设备光刻衬底甩胶衬底 电子束曝光 微米工艺 + 纳米工艺电子束套刻 ICP刻蚀衬底显影等离子体衬底 图形转移金属 衬底 衬底金属蒸发去胶 SEM 观察电子束曝光设备的操作程序• 设备启动• 样品传入 • 低倍聚焦 • 定义坐标 • 高倍聚焦100nm• 写场对准 • 测束电流 • 参数设定 • 样品曝光 • 样品取出曝光精度: 10nm曝光模板的设计单层模板 套刻模板Pattern Transfer MetalSemiconductor wafer电子束光刻胶的厚度控制Spin speed vs film thickness for PMMA 950K C resist 2% in Chlorobenzene1400 1300PMMA 950K C2 (n=1.486) Spin time: 30s Sub: Si (n=3.850) Baking: 185°C, 90sResist Film Thickness (Å)1200 1100 1000 900 800 700 600 50010001500200025003000350040004500SUSS Coating SystemSpin Speed (rpm)电子束的聚焦Filament Anode Beam-blanker ApertureV0<2.5keV V0 >2.5keV V0 >20keV坐标系的建立与写场对准坐标系的建立 Global变换:样品(U,V) ⇔ 样品台(x,y)移动和倾角修正Design (u, v) U V y套刻图形坐标系的建立 Local变换: 版图 (u,v) ⇔ 样品(U,V)三点调整rotation shift xVU写场的对准 图形拼接 ⇔ 样品台移动 曝光起点(U,V) ⇔ 写场中心V缩放因子和 倾角的修正write field曝光U写场对准Self-CalibrtionSample (U,V) Beam (zoom, shift, rotation)Beam movement Stage movement by laser interferometer WF Area: 100µm(U,V) particle纳米套刻技术套刻模板图形(u,v)E-Beamv V O U u 整体坐标系克服电子束套刻的对准误差 1. 样品台移动带来的写场拼接误差； 2. 电子束偏转带来的读取误差； 使电子束准确套刻范围局限在0.04mm2套刻范围问题的解决 改变写场对准方式，局部套刻 范围提高到4mm2，增大了100 倍，对准误差小于40nm。
电子束曝光系统
将图形进行几何分割，计算每一部分能量的分布 （每一点能量的分布符合双高斯函数），OX等专业软件； 计算假设每一图形内部剂量一致，误差存在
邻近效应的校正
图形尺寸校正：通过改变尺寸来补偿电子散射造成的曝光图形畸变。
缺点：校正的动态范围小
5. 电子束曝光的极限分辨率
忍，能让则让，这样遇到本该生气的事也就会云消雾散。要学会息怒，善于控制和调理自己的情绪，把生气消灭在萌芽状态。万万不可认为生气是正直、坦率的表现，甚至是什么值得炫耀的豪放
。那样就会放纵自己，以至性格像放荡不羁的野马，整天都有生不完的气，发不完的火，害人害己，贻患无穷。如果我们拥有心宽能忍的阳光心态，常怀乐意莫生气，不啻于掌握了一剂健身良药 ，何乐不为！
41nm台阶
77nm多边形
6. 多层抗蚀剂工艺
电子束曝光
金属镀膜
中灵敏度抗蚀剂 高灵敏度抗蚀剂 低灵敏度抗蚀剂
溶脱剥离
谢谢！
【11】：对于世界而言，你是一个人；但是对于某个人，你是他的整个世界 --玛格丽特·米切尔 《飘》 【29】：汝等比丘，若勤精进，则事无难者，是故汝等当勤精进。譬如小水长流，则能穿石。若行者之心，数数懈废，譬如钻火，未热而息，虽欲得火，火难可得，是名精进。 --释迦牟尼佛 《 佛遗教经》
3）低束流：低束流可以减小空间电荷误差，有利于获得更小的束斑。 束流低会增加曝光时间，会使聚焦标记成像亮度降低，使对焦困难。
4）小扫描场：电子束曝光系统的偏转相差与扫描场大小有关，高分辨 率应尽量使用小扫描场。
5）低灵敏度抗蚀剂：20nm以下的电子束曝光全部使用低灵敏度的抗 蚀剂，例如PMMA等。
HSQ ：负胶，极高的分辨率（<10nm），邻近效应小，灵敏度很低 ZEP-520优点：分辨率高（~20nm），灵敏度较高，耐刻蚀
邻近效应的校正
图形尺寸校正：通过改变尺寸来补偿电子散射造成的曝光图形畸变。
缺点：校正的动态范围小
5. 电子束曝光的极限分辨率
忍，能让则让，这样遇到本该生气的事也就会云消雾散。要学会息怒，善于控制和调理自己的情绪，把生气消灭在萌芽状态。万万不可认为生气是正直、坦率的表现，甚至是什么值得炫耀的豪放
。那样就会放纵自己，以至性格像放荡不羁的野马，整天都有生不完的气，发不完的火，害人害己，贻患无穷。如果我们拥有心宽能忍的阳光心态，常怀乐意莫生气，不啻于掌握了一剂健身良药 ，何乐不为！
41nm台阶
77nm多边形
6. 多层抗蚀剂工艺
电子束曝光
金属镀膜
中灵敏度抗蚀剂 高灵敏度抗蚀剂 低灵敏度抗蚀剂
溶脱剥离
谢谢！
【11】：对于世界而言，你是一个人；但是对于某个人，你是他的整个世界 --玛格丽特·米切尔 《飘》 【29】：汝等比丘，若勤精进，则事无难者，是故汝等当勤精进。譬如小水长流，则能穿石。若行者之心，数数懈废，譬如钻火，未热而息，虽欲得火，火难可得，是名精进。 --释迦牟尼佛 《 佛遗教经》
3）低束流：低束流可以减小空间电荷误差，有利于获得更小的束斑。 束流低会增加曝光时间，会使聚焦标记成像亮度降低，使对焦困难。
4）小扫描场：电子束曝光系统的偏转相差与扫描场大小有关，高分辨 率应尽量使用小扫描场。
5）低灵敏度抗蚀剂：20nm以下的电子束曝光全部使用低灵敏度的抗 蚀剂，例如PMMA等。
HSQ ：负胶，极高的分辨率（<10nm），邻近效应小，灵敏度很低 ZEP-520优点：分辨率高（~20nm），灵敏度较高，耐刻蚀
曝光机概论培训资料(PPT30页)
5.平面反射鏡
平面反射鏡：關閉時，將聚焦 鏡所射入之光線，反射到下曲 鏡反射面。
6.曲鏡
曲鏡：將聚焦鏡所射入之光線， 平均反射於曝光玻璃之上，上面 之曲度可以確實的將射入之光線 由小面積之平行光線，轉換成為 大面積之平行光線。
7.光學玻璃
光學玻璃：為PCB與底片之載 體，為無色透明之光學玻璃， 使用真空方式固定PCB與底片， 安裝於上下框架之玻璃框， 一組框架共使用兩塊玻璃， 機台分為上下框架，可以提 昇機台之產速。
CBT曝光機概論
Agenda
製程概述 製程分類 感光劑種類 光源 對位系統 CBT曝光機 特殊設計 Q&A
製程概述
壓膜、曝光、顯影
曝光原理 利用紫外線(UV)
的能量，使感光油墨 中的光敏物質進行光 化學反應，而完成影 像轉移的目的。
常見PCB曝光所用UV光 源(如右圖) ,光源波 長365nm
2.鏡碗
鏡碗：將燈管所產生之光 線，反射後聚集於冷光鏡 上，鏡碗之材質為鋁合金， 內部為反射光線之鏡面。
3.冷光鏡
冷光鏡：將鏡碗所聚集之光 線，濾除其他光線後，僅反 射UV光線於聚焦鏡上，冷光 鏡之材質為耐熱玻璃，上面 鍍以特殊塗層以反射UV光。
4.聚焦鏡
聚焦鏡：將冷光鏡所反射之UV光線聚焦與 整理後，UV光穿透聚焦鏡射於曲鏡上，聚 焦鏡為多點聚焦，藉以整理所射入之UV散 射光。
CBT曝光機設備總表
5K 平行光 乾膜 製程
手動
E2002-5KMC E2002-10KMD
內層 防焊
單燈雙框雙面
E2100-5KMC E2100-5KAC
內層 外層
雙燈雙框雙面 E2100-7KMD
內層
CBT-810
电子束和离子束加工ppt课件
该方法不受温度及注入何种元素及粒量限制，可根据不同需求注入 不同离子（如磷、氮、碳等）。
注入表面元素的均匀性好，纯度高，其注入的粒量及深度可控制， 但设备费用大、成本高、生产率较低。
27
3、特点
加工精度高。离子束加工是目前最精密、最微细的加 工工艺。离子刻蚀可达纳米级精度，离子镀膜可控制 在亚微米级精度，离子注入的深度和浓度亦可精确地 控制。
（2）真空系统
保证电子加工时所需要
的真空度。一般电子束加工
的 的 真 空 度 维 持 在 1.33×102~ 1.33×10-4 Pa。
（3）控制系统和电源。
控制系统包括束流聚焦
控制、束流位置控制、束流 强度控制以及工作台位移控 制。
图6-2 电子束加工装置示意图
1-工作台系统；2-偏转线圈；3-电磁透镜；4-光阑； 5-加速阳极；6-发射电子的阴极；7-控制栅极； 8-光学观察系统；9-带窗真空室门；10-工件 7
A-电子束曝光；B-显影；C-蒸镀；D—离子刻蚀；E、F-去掉抗蚀剂，留下图形 1-电子束；2-电致抗蚀剂；3-基板；4-金属蒸汽；5-离子束；6-金属
17
电子束刻蚀
18
（5）电子束表面改性 特点：
A）快速加热淬火，可得到超微细组织，提高材料的 强韧性； B）处理过程在真空中进行，减少了氧化等影响，可 以获得纯净的表面强化层； C）电子束功率参数可控，可以控制材料表面改性的 位置、深度和性能指标。
19
应用：表面淬火、表面熔凝、表面合金化、表面熔覆 和制造表面非晶态层。经表面改性的表层一般具有较 高的硬度、强度以及优良的耐腐蚀和耐磨性能。
电子束表面改性技术分类
20
离子束加工
1、加工原理
在真空条件下，将 离子源产生的离子束经 过加速、聚焦后投射到 工件表面。由于离子带 正电荷，其质量数比电 子大数千倍甚至上万倍， 它撞击工件时具有很大 撞击动能，通过微观的 机械撞击作用从而实现 对工件的加工。
注入表面元素的均匀性好，纯度高，其注入的粒量及深度可控制， 但设备费用大、成本高、生产率较低。
27
3、特点
加工精度高。离子束加工是目前最精密、最微细的加 工工艺。离子刻蚀可达纳米级精度，离子镀膜可控制 在亚微米级精度，离子注入的深度和浓度亦可精确地 控制。
（2）真空系统
保证电子加工时所需要
的真空度。一般电子束加工
的 的 真 空 度 维 持 在 1.33×102~ 1.33×10-4 Pa。
（3）控制系统和电源。
控制系统包括束流聚焦
控制、束流位置控制、束流 强度控制以及工作台位移控 制。
图6-2 电子束加工装置示意图
1-工作台系统；2-偏转线圈；3-电磁透镜；4-光阑； 5-加速阳极；6-发射电子的阴极；7-控制栅极； 8-光学观察系统；9-带窗真空室门；10-工件 7
A-电子束曝光；B-显影；C-蒸镀；D—离子刻蚀；E、F-去掉抗蚀剂，留下图形 1-电子束；2-电致抗蚀剂；3-基板；4-金属蒸汽；5-离子束；6-金属
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电子束刻蚀
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（5）电子束表面改性 特点：
A）快速加热淬火，可得到超微细组织，提高材料的 强韧性； B）处理过程在真空中进行，减少了氧化等影响，可 以获得纯净的表面强化层； C）电子束功率参数可控，可以控制材料表面改性的 位置、深度和性能指标。
19
应用：表面淬火、表面熔凝、表面合金化、表面熔覆 和制造表面非晶态层。经表面改性的表层一般具有较 高的硬度、强度以及优良的耐腐蚀和耐磨性能。
电子束表面改性技术分类
20
离子束加工
1、加工原理
在真空条件下，将 离子源产生的离子束经 过加速、聚焦后投射到 工件表面。由于离子带 正电荷，其质量数比电 子大数千倍甚至上万倍， 它撞击工件时具有很大 撞击动能，通过微观的 机械撞击作用从而实现 对工件的加工。
曝光机概论培训资料课件(2)
故障二
曝光图像模糊
排除方法
检查镜头是否清洁，检查曝光参数是否设置正确。
曝光机运行缓慢
故障三
排除方法
清理设备内部灰尘，检查散热系统是否正常工作。
04
曝光机的发展趋势
与展望
新型曝光机技术的研发
纳米压印技术
利用高分子材料和纳米结 构，实现高分辨率、高效 率的曝光。
电子束曝光技术
利用电子束在材料表面进 行精细加工，适用于高精 度、小规模制造。
根据用途，曝光机可分为接触式曝光机和非接触式曝光机。
接触式曝光机是指掩模版直接与基板接触，通过物理接触将图案转移到基板上。
非接触式曝光机是指掩模版与基板保持一定距离，通过投影镜头将图案投射到基板 上。
曝光机在生产中的
02
应用
曝光机在PCB制造中的应用
曝光机在PCB制造中主要用于将电路板上的图案转移到光敏材料上，通 过光化学反应将图案刻画在光敏材料上，为后续的蚀刻和电镀等工艺提 供基础。
曝光机在光刻技术中需要高分 辨率和高对比度，以实现精细 电路的刻画。
曝光机在光刻技术中还需要与 其它设备如涂胶机、显影机和 蚀刻机等配合使用，完成整个 集成电路制造流程。
曝光机的维护与保
03
养
曝光机的日常保养
01
02
03
每日清洁
使用柔软的干布清洁曝光 机表面，保持设备整洁。
检查设备连接
确保曝光机与电源、电脑 等设备的连接稳定。
操作过程中的安全注意事项
1 2
注意辐射安全
曝光机在工作过程中会产生辐射，操作时应避免 直接接触设备，尽量减少暴露时间，防止对身体 健康造成影响。
避免触电
操作时应避免接触设备内部的电线和电器元件， 以防触电。
曝光图像模糊
排除方法
检查镜头是否清洁，检查曝光参数是否设置正确。
曝光机运行缓慢
故障三
排除方法
清理设备内部灰尘，检查散热系统是否正常工作。
04
曝光机的发展趋势
与展望
新型曝光机技术的研发
纳米压印技术
利用高分子材料和纳米结 构，实现高分辨率、高效 率的曝光。
电子束曝光技术
利用电子束在材料表面进 行精细加工，适用于高精 度、小规模制造。
根据用途，曝光机可分为接触式曝光机和非接触式曝光机。
接触式曝光机是指掩模版直接与基板接触，通过物理接触将图案转移到基板上。
非接触式曝光机是指掩模版与基板保持一定距离，通过投影镜头将图案投射到基板 上。
曝光机在生产中的
02
应用
曝光机在PCB制造中的应用
曝光机在PCB制造中主要用于将电路板上的图案转移到光敏材料上，通 过光化学反应将图案刻画在光敏材料上，为后续的蚀刻和电镀等工艺提 供基础。
曝光机在光刻技术中需要高分 辨率和高对比度，以实现精细 电路的刻画。
曝光机在光刻技术中还需要与 其它设备如涂胶机、显影机和 蚀刻机等配合使用，完成整个 集成电路制造流程。
曝光机的维护与保
03
养
曝光机的日常保养
01
02
03
每日清洁
使用柔软的干布清洁曝光 机表面，保持设备整洁。
检查设备连接
确保曝光机与电源、电脑 等设备的连接稳定。
操作过程中的安全注意事项
1 2
注意辐射安全
曝光机在工作过程中会产生辐射，操作时应避免 直接接触设备，尽量减少暴露时间，防止对身体 健康造成影响。
避免触电
操作时应避免接触设备内部的电线和电器元件， 以防触电。
电子束曝光EBL培训ppt课件
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4.3电子束曝光中的邻近效应
电子束入射到抗蚀剂后，与抗蚀剂材料中的原子发 生碰撞，产生散射。
17
邻近效应：如果两个图形离得很近，散射的电子能 量会延伸到相邻的图形中，使图案发生畸变；单个 图形的边界也会由于邻近效应而扩展。
18
邻近效应的校正
剂量校正：由于电子束散射，同一图形在同一剂量 下曝光的能量分布式不同的，需要人为的改变曝光 剂量。 将图形进行几何分割，计算每一部分能量的分布 （每一点能量的分布符合双高斯函数），按照不同 的区域分配曝光剂量。
HSQ ：负胶，极高的分辨率（<10nm），邻近效应小，灵敏度很低 ZEP-520优点：分辨率高（~20nm），灵敏度较高，耐刻蚀
缺点：去胶较难
稀释剂：ZEP-A（苯 甲醚）
15
4.2电子束曝光工艺
绘制曝光图案 样品传入（样品为导体或半导体） 选择束电流 低倍聚焦 选定曝光位置 在Au颗粒处调整像散 高倍聚焦，调节wafer Z=0，激光定位 参数设定（位置、剂量、图案数量等） 样品曝光 样品取出显影（ZEP-N50，1min） 曝光图案观察
1）稳定的工作环境：温度变化范围±0.2℃，振动2um以下，磁场 变化在0.2uT以下。
2）高的电子束能量：高能量电子束产生的电子散射小，色差与空间 电荷效应抵消，且有利于曝光厚的抗蚀剂层。高档次的电子束曝光机 一般都在100keV。
3）低束流：低束流可以减小空间电荷误差，有利于获得更小的束斑 。束流低会增加曝光时间，会使聚焦标记成像亮度降低，使对焦困难 。
10
3.CABL9000C电子束曝光系统及关键参数
日本CRESTEC 公司生产的 CABL9000C
最小束直径：直接影响电子束直 写的最小线宽。
4.3电子束曝光中的邻近效应
电子束入射到抗蚀剂后，与抗蚀剂材料中的原子发 生碰撞，产生散射。
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邻近效应：如果两个图形离得很近，散射的电子能 量会延伸到相邻的图形中，使图案发生畸变；单个 图形的边界也会由于邻近效应而扩展。
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邻近效应的校正
剂量校正：由于电子束散射，同一图形在同一剂量 下曝光的能量分布式不同的，需要人为的改变曝光 剂量。 将图形进行几何分割，计算每一部分能量的分布 （每一点能量的分布符合双高斯函数），按照不同 的区域分配曝光剂量。
HSQ ：负胶，极高的分辨率（<10nm），邻近效应小，灵敏度很低 ZEP-520优点：分辨率高（~20nm），灵敏度较高，耐刻蚀
缺点：去胶较难
稀释剂：ZEP-A（苯 甲醚）
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4.2电子束曝光工艺
绘制曝光图案 样品传入（样品为导体或半导体） 选择束电流 低倍聚焦 选定曝光位置 在Au颗粒处调整像散 高倍聚焦，调节wafer Z=0，激光定位 参数设定（位置、剂量、图案数量等） 样品曝光 样品取出显影（ZEP-N50，1min） 曝光图案观察
1）稳定的工作环境：温度变化范围±0.2℃，振动2um以下，磁场 变化在0.2uT以下。
2）高的电子束能量：高能量电子束产生的电子散射小，色差与空间 电荷效应抵消，且有利于曝光厚的抗蚀剂层。高档次的电子束曝光机 一般都在100keV。
3）低束流：低束流可以减小空间电荷误差，有利于获得更小的束斑 。束流低会增加曝光时间，会使聚焦标记成像亮度降低，使对焦困难 。
10
3.CABL9000C电子束曝光系统及关键参数
日本CRESTEC 公司生产的 CABL9000C
最小束直径：直接影响电子束直 写的最小线宽。
第六节电子束完整版PPT资料
是EBCT的连续数据采集方式，方法是电子束连续扫描C靶环，同时检查床面连续移动。 常采用二种时相注射对比剂。 因此通过病人循环时间的测定，来决定增强扫描时对比剂注射后扫描的起始时间。 婴幼儿的用量按千克体重计算，不超过1.
工作特点
• ③E靶环位于D靶环前方，用于调整 电子束形状和扫描轨迹，但不产生图像 数据。
3.扫描体位
(2)心脏长轴位 :检查床面不倾斜，检查 床长轴反时针旋转25°，使扫描层面与心 脏长轴平行，显示心脏长轴位影像。扫描 范围应覆盖整个心脏。心脏长轴位用于观 察二尖瓣、左室根部、主动脉流出道和心 尖部病变，是心脏多层电影检查的常用扫 描体位(图3-12)。
• 4Байду номын сангаас特点
• EBCT的最大特点是时间分辨力高。时间分辨力
过高真空偏移管，聚焦线圈使电子束聚 邻的两个靶环扫描产生的图像有4mm的组织间隔。
8s内达629mm，可扫描40层；
焦成毫米级的小焦点，而偏转线圈的磁 一、电子束CT的特点
(2)心脏长轴位 :检查床面不倾斜，检查床长轴反时针旋转25°，使扫描层面与心脏长轴平行，显示心脏长轴位影像。 2s内可扫描140层，最大扫描范围可覆盖胸腹主动脉及其主要分支。
场变化使得聚焦电子束旋转轰击四个弧 循环时间是血液从一个标记点流到另一个标记点的时间，测定的方法有两种。
MSM)是采用多靶扫描。
形静止钨靶环 (依次为A、B、C、D环)中 观察右心，扫描与注药同时或稍延迟2s。
(2)动态触发:由呼吸运动控制。 血流扫描如果观察左心，扫描起始时间约为1/2循环时间；
的一个，产生旋转的X线。 根据临床的诊断要求和电子束CT的扫描方式不同，有3种对比剂的注射方法。
• 3.扫描体位
工作特点
• ③E靶环位于D靶环前方，用于调整 电子束形状和扫描轨迹，但不产生图像 数据。
3.扫描体位
(2)心脏长轴位 :检查床面不倾斜，检查 床长轴反时针旋转25°，使扫描层面与心 脏长轴平行，显示心脏长轴位影像。扫描 范围应覆盖整个心脏。心脏长轴位用于观 察二尖瓣、左室根部、主动脉流出道和心 尖部病变，是心脏多层电影检查的常用扫 描体位(图3-12)。
• 4Байду номын сангаас特点
• EBCT的最大特点是时间分辨力高。时间分辨力
过高真空偏移管，聚焦线圈使电子束聚 邻的两个靶环扫描产生的图像有4mm的组织间隔。
8s内达629mm，可扫描40层；
焦成毫米级的小焦点，而偏转线圈的磁 一、电子束CT的特点
(2)心脏长轴位 :检查床面不倾斜，检查床长轴反时针旋转25°，使扫描层面与心脏长轴平行，显示心脏长轴位影像。 2s内可扫描140层，最大扫描范围可覆盖胸腹主动脉及其主要分支。
场变化使得聚焦电子束旋转轰击四个弧 循环时间是血液从一个标记点流到另一个标记点的时间，测定的方法有两种。
MSM)是采用多靶扫描。
形静止钨靶环 (依次为A、B、C、D环)中 观察右心，扫描与注药同时或稍延迟2s。
(2)动态触发:由呼吸运动控制。 血流扫描如果观察左心，扫描起始时间约为1/2循环时间；
的一个，产生旋转的X线。 根据临床的诊断要求和电子束CT的扫描方式不同，有3种对比剂的注射方法。
• 3.扫描体位
电子束曝光系统
技术的延伸。
紫外光
电子束
普通光刻
电子束曝光
光刻技术的精度受到光子在波长尺度上的散射影响。 使用的光波长越短，光刻能够达到的精度越高。
紫外光波长:常用200~400nm之间
根据德布罗意的物质波理论，电子是一种波长极短的 波（加速电压为50kV，波长为0.0053nm）。这样，电 子束曝光的精度可以达到纳米量级，从而为制作纳米 结构提供了很有用的工具。
4.3电子束曝光中的邻近效应
电子束入射到抗蚀剂后，与抗蚀剂材料中的原子发生 碰撞，产生散射。
邻近效应：如果两个图形离得很近，散射的电子能 量会延伸到相邻的图形中，使图案发生畸变；单个 图形的边界也会由于邻近效应而扩展。
邻近效应的校正
剂量校正：由于电子束散射，同一图形在同一剂量 下曝光的能量分布式不同的，需要人为的改变曝光 剂量。
工作台 分子泵
场发射电子枪
电子枪准直系统 电磁透镜 消像散器 偏转器
物镜
样品交换室
机械泵
2.1 电子束曝光系统的结构
2）高的电子束能量：高能量电子束产生的电子散射小，色差与空间电荷效应抵消，且有利于曝光厚的抗蚀剂层。
电子枪 1）稳定的工作环境：温度变化范围±0.
2nm，最小尺寸20nm
电子束曝光系统的结构与原理
6）薄抗蚀剂层：减小抗蚀剂层可以减小散射，降低临近效应。
7）低密度图形：可以比较容易实现20nm的单一线条图形，却无法或 很难实现20nm等间距的线条图形。
8）低密度、高导电性衬底材料：高密度的衬底材料产生的散射电子 多，临近效应强；衬底导电性不好会产生电荷积累效应，影响曝光图 形的精节wafer Z=0，激光定位
集成光学器件，如光栅，光子晶体
基于扫描电镜的电子束曝光系统Raith(课堂PPT)
基于扫描电镜的电子束曝光系统 Raith GmbH Elphy plus
.
1
主要内容
• 扫描电子显微镜介绍 • Raith电子束曝光系统 • 电子束曝光图形制作 • 曝光参数 • 对准操作 • 纳米器件制作的主要步骤
.
2
XL 30 S FEG (a top performing field emission SEM)
X-rays Auger e–
Cathodaluminescence Secondary e–
Inelastically Scattered e–
Elastically Scattered e–
Unscattered e–
.
10
二次电子的形成
MORE secondary e–
escape
FEWER secondary e–
Acceleration voltage:200 V 30kV Resolution:1.5nm at >10kV, 2.5nm at 1kV Electron spot ~ 1nm, Resolution ~ 1nm STEM within SEM!! + CL detector
.
3
.
4
电子发射枪
.
50
基片准备和样品分散
.
51
定位和曝光图形设计
.
52
镀膜和剥离
.
53
.
54
.
5
电子透镜原理
.
6
.
7
• Electron gun produces beam of monochromatic electrons.
• First condenser lens forms beam and limits current ("coarse knob").
.
1
主要内容
• 扫描电子显微镜介绍 • Raith电子束曝光系统 • 电子束曝光图形制作 • 曝光参数 • 对准操作 • 纳米器件制作的主要步骤
.
2
XL 30 S FEG (a top performing field emission SEM)
X-rays Auger e–
Cathodaluminescence Secondary e–
Inelastically Scattered e–
Elastically Scattered e–
Unscattered e–
.
10
二次电子的形成
MORE secondary e–
escape
FEWER secondary e–
Acceleration voltage:200 V 30kV Resolution:1.5nm at >10kV, 2.5nm at 1kV Electron spot ~ 1nm, Resolution ~ 1nm STEM within SEM!! + CL detector
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3
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4
电子发射枪
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50
基片准备和样品分散
.
51
定位和曝光图形设计
.
52
镀膜和剥离
.
53
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54
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5
电子透镜原理
.
6
.
7
• Electron gun produces beam of monochromatic electrons.
• First condenser lens forms beam and limits current ("coarse knob").
EBL基本组成及工作原理
2021/7/1
8
旁热式&热场致电子源结构示意图
阴
地
阳
阴
超高电场
阳
2021/7/1
9
EBL中电子源结构示意图
2021/7/1
10
几个牌子的EBL性能参数
2021/7/1
11
二次电子探测器
Detector
2021/7/1
12
Illustrations with different signal sources
2021/7/1
20
写场对准
2021/7/1
21
三、曝光
2021/7/1
22
扫描模式
2021/7/1
23
Exposure parameter
2021/7/1
24
Area dose
2021/7/1
25
Line dose
2021/7/1
26
Dot does
2021/7/1
27
Area mode
double Gaussian
2021/7/1
but: no direct relation between energy and PE! (it’s just a model)
39
Influence of beam energy on scattering
2021/7/1
40
2021/7/1
41
热发射电子源 场发射电子源
直热式 W，2700K
旁热式 LaB6，1800K 热场发射 ZrO/W，1800K
冷场发射
2021/7/1
7
四种电子源对比
电子源三个关键参数：有效源尺寸，亮度，电子能量分布 热发射源能量分布大，聚焦斑束大，产生严重相差。 冷场致发射稳定性差，对真空要求高。故EBL系统选用热场致rgy deposition
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SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
3.CABL9000C电子束曝光系统及关键参数
日本CRESTEC 公司生产的CABL9000C
最小束直径：直接影响电子束直 写的最小线宽。
2.1 电子束曝光系统的结构 电子枪
0.5um
钨பைடு நூலகம்2700K
六硼化镧1800K
电子束曝光的电子能量通常在10~100keV
场发射电极 ZrO/W 电场强度:108N/C
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen7ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
2nm，最小尺寸20nm
加速电压：一般10~100keV，电 压越高，分辨率越高，邻近效应 越小，同时可曝光较厚的抗蚀剂 层。 30keV
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen5ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
2.电子束曝光系统的结构与原理
离子泵 离子泵
限制膜孔 电子探测器
工作台 分子泵
场发射电子枪
电子枪准直系统 电磁透镜 消像散器 偏转器
物镜
样品交换室
机械泵
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen6ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电子束曝光（electron beam lithography）指利用某些 高分子聚合物对电子敏感而形成曝光图形的，是光刻 技术的延伸。
紫外光
电子束
普通光刻
电子束曝光
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen3ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen8ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电磁透镜
它与光学聚光透镜的原理相同，能够聚焦电子束的束径，使电子最大 限度的到达曝光表面
消像散器
由于加工误差，电磁透镜的x、y方向的聚焦不一致，造成电子束斑椭圆化。 消像散器由多级透镜组成，能从不同方向对电子束进行校正
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen9ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电子枪准直系统
整个电子光柱由各部分电子光学元 件组装起来，装配高度达1m左右。 任何微小的加工或装配误差都可能 导致电子枪的阴极尖端与最后一级 的透镜膜孔不在同一轴线上。因此 需要装一个准直系统，必要时对电 子枪发出的电子束进行较直。
偏转器
偏转器用来实现电子束的偏转扫描。
物镜
将电子束进一步聚焦缩小，形成最后到达曝光表 面的电子束斑。
除以上部分外，电子束曝光系统还包括束流检测 系统、反射电子检测系统、工作台、真空系统、 图形发生器等。
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen10ter
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen4ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
1.2 电子束曝光有什么用？
电子束曝光能够在抗蚀剂上写出纳米级的图形，利用最高 级的电子束曝光设备和特殊显影工艺，能够写出10nm以下 的精细结构。 纳米器件的微结构 集成光学器件，如光栅，光子晶体 NEMS结构 小尺寸光刻掩模板
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
微纳研究中心超净室系列讲座
——电子束曝光系统（EBL）
张亮亮 2011年10月14日 微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen1ter
微米纳米研究中心 Micro and Nano Technology Research Cen2ter
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
1.电子束曝光概述
1.1 电子束曝光是什么？
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
电子束曝光概述 电子束曝光系统的结构与原理 CABL9000C电子束曝光系统及关键参数 电子束曝光的工艺程序 电子束曝光的极限分辨率 多层刻蚀工艺
STATE KEY LABORATORY FOR MANUFACTURING SYSTEMS ENGINEERING
光刻技术的精度受到光子在波长尺度上的散射影响。 使用的光波长越短，光刻能够达到的精度越高。
紫外光波长:常用200~400nm之间
根据德布罗意的物质波理论，电子是一种波长极短的 波（加速电压为50kV，波长为0.0053nm）。这样，电 子束曝光的精度可以达到纳米量级，从而为制作纳米 结构提供了很有用的工具。