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17.08.2019
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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。
极紫外曝光由于极紫外的波长很短，可以获得很高的分辨率，而且 能保持较长的焦深。反射掩模也比薄膜掩模有更高的强度和稳定性。
这种方法目前仍处于实验室研究阶段，一些关键技术还在研究中。
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极紫外曝光技术（EUV）
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离子束曝光技术
离子束曝光是利用离子束直接在衬底片上描画图形或转印图形的 曝光技术。
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X射线曝光技术与LIGA工艺
X射线掩模版
X射线光刻机 （Stepper）
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X射线波带板
MEMS
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极紫外曝光技术（EUV）
极紫外是指真空紫外(VUV)到软X 射线之间那一段波长的辐射线， 约在十几纳米附近。
极紫外曝光技术通常利用波长为11nm ~ 14nm的辐射线和多层膜反 射缩小系统，将反射型掩模图形投影到衬底面上。
典型的X 射线掩模版是几个微米厚的碳化硅薄膜。薄膜上的重 金属图形作为吸收层。X 射线由等离子体源或者同步辐射源产 生。
其曝光分辨率取决于菲涅尔衍射和电子在感光胶中的散射。由 于X射线的穿透力很强，所以可以用来在厚的感光胶上制作大深 宽比的图形。
X 射线曝光技术真正用到生产线上仍然有一些关键技术需要解 决，如掩模版的制作技术、定位对准技术等，但目前它已经做 为一种成熟的技术被应用于微纳米加工的各个领域。
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纳米加工技术
纳米技术的含义 纳米技术是指纳米级（0.1~100nm）的材料、设计、 制造、测量、控制和产品的技术。它将加工和测 量精度从微米级提高到纳米级。
纳米技术的主要内容
纳米技术是一门多学科交叉的高新技术，从基础 研究角度来看，纳米技术包括：纳米生物学、纳 米电子学、 纳米化学、纳米材料和纳米机械学等 新学科。
聚焦离子束(Focus Ion Beam, FIB)技术可以直接将固体表面的 原子溅射剥离。但是，这种工艺对材料的损伤较大，离子束轰击 的深度不容易精确控制，因此不适合用来加工有源器件。
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电子束曝光技术
电子束曝光技术是近30年来发展起来的一门新兴技术，它 集电子光学、精密机械、超高真空、计算机自动控制等近代 高新技术于一体，是推动微电子和微细加工技术进一步发展 的关键技术之一。
半导体纳米加工技术研究生课程
第三讲：电子束曝光技术
韩伟华 研究员
Email：weihuasemi.ac
中国科学院半导体研究所 半导体集成技术工程研究中心
2009年10月26日
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摘要
第一节：纳米加工技术概述
第二节：电子束抗蚀剂 第三节：电子束曝光系统原理 第四节：电子束曝光工艺举例
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微纳光刻技术
在过去的十几年中，半导体微电子产业将微纳加工技术推进到了亚 微米阶段。目前已经推进到纳米阶段。在此期间，与半导体微电子 产业相关的微纳加工技术得到飞速发展。
在这些相关技术中，图形曝光技术是微电子制造技术发展的主要驱 动者。曝光图形分辨率和套刻精度的不断提高，促成了器件集成度 的提高和成本的下降。
在半导体器件的制造中，首先需要在晶片上形成所需要的图形，这 些图形就是通过曝光工艺来完成的。图形最小的特征尺寸决定了半 导体器件的性能和生产成本。因此，曝光工艺成为半导体器件制造 的关键技术。
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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
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第一节：纳米加工技术概述
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纳米加工技术
纳米（Nanometer）是一个长度单位，简写为nm。
1nm=10-3μm=10-9m。
纳米技术是20世纪80年代末期诞生并在蓬勃发展的一种 高新科学技术。纳米不仅是一个空间尺度上的概念，而 且是一种新的加工方式，即生产过程越来越细，以至于 在纳米尺度上直接由原子、分子的排布制造的具有特定 功能的产品。
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。
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传统光学曝光技术
曝光后烘
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Βιβλιοθήκη Baidu
前烘 对准及曝光
坚膜
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X射线曝光技术
X射线是指波长范围在0.01nm ~ 10nm内的电磁波谱。X射线曝光 技术最早是由美国麻省理工学院的Henry Smith 在20 世纪70 年代 初开发的。经过将近40年的发展，已经取得了长足进步。通常X 射线曝光都采用接近式曝光。
由于离子的质量远远大于电子，在相同的加速电压下，离子具有 更短的波长，因此离子束曝光比电子束曝光有更高的分辨率。
离子射入感光胶材料内的射程要比电子的短，入射离子的能量能 被感光材料更为充分的吸收，所以对于相同的感光胶，离子束曝 光的灵敏度要高于电子束曝光，即曝光速率要高于电子束曝光。
离子束在感光胶内的散射很小，其作用范围也很小，它产生的邻 近效应可以忽略不计。
JEOL
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Leica
Raith
Vistec
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JEOL和Leica电子束曝光系统对比
先进的电子束曝光机主要适用于0.5微米以下的超微细加 工，可以实现数十纳米线条的曝光。
电子束曝光技术广泛地应用于制造新型微纳结构器件、高 精度光刻掩模版、以及纳米压印的印模等。
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电子束曝光的定义
什么是电子束曝光？
电子束曝光是利用电子束在涂有感光胶的晶片上 直接描画或投影复印图形的技术。 电子束曝光系统