电子束曝光EBL培训
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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
1.1 电子束曝光是什么？
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
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 Center
2.1 电子束曝光系统的结构 电子枪
0.5um
钨丝2700K
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 Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
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 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
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
1.2 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
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 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 Center
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 Center
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பைடு நூலகம்系统的结构与原理
离子泵 离子泵
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。
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。
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。
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
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
1.1 电子束曝光是什么？
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
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 Center
2.1 电子束曝光系统的结构 电子枪
0.5um
钨丝2700K
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 Center
SKLMS 机械制造系统工程国家重点实验室
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 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
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
1.2 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
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 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 Center
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 Center
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பைடு நூலகம்系统的结构与原理
离子泵 离子泵
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。
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。
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。
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