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1、第30卷第2期微电子学Vol.30,№22000年4月MicroelectronicsApr.2000文章编号:1004-3365(2000)02-0117-04电子束曝光技术发展动态刘明,陈宝钦,梁俊厚,李友,徐连生,张建宏,张卫红(中国科学院微电子中心制版与微细加工实验室,北京100029)摘要:电子束曝光技术是近三十年来发展起来的一门技术,主要应用于0.1～0.5μm的超微细加工,甚至可以实现纳米线条的曝光。文中重点介绍电子束曝光系统、电子束抗蚀剂以及电子束曝光技术的应用。关键词:电子束曝光;微细加工;抗蚀剂中图分类号:TN405文献标识码:AElectronBeamLith
2、ography:anOverviewLIUMing,CHENBao-qin,LIANGJun-hou,LIYou,XULian-sheng,ZHANGJian-hong,ZHANGWei-hong(Mask-making&MicromachiningLab,MicroelectronicsCenter,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029)Abstract:Electronbeam(EB)lithographyisatechniquedevelopedinthelastthirtyyears.Itismainlyemployedtodeepm
3、icrometerdirect-writingwithlinewidthdownto0.5μm.Moreover,itcanalsobeusedinnano-levellithography.TheEBlithographysystemisdescribed.Photoresistforelectronbeamlithographyisintroduced.Andfinally,applicationsofthetechnologyarediscussedinparticular.Keywords:Electronbeamlithography;Micromachining;Pho
4、toresistEEACC:2550G,2570来的。目前,已能将电子束聚焦成尺寸小于2nm的1引言束斑,而高能入射电子在光刻胶中和衬底的散射引起邻近效应使曝光图形模糊,又成为影响光刻分辨电子束曝光技术是近三十年来发展起来的一门率的重要因素,因而电子束光刻的分辨率极限将主新兴技术,它集电子光学、精密机械、超高真空、计算要由邻近效应、光刻胶的分辨率极限和光刻工艺精机自动控制等近代高新技术于一体,是推动微电子度决定。目前,电子束曝光系统主要有3类。技术和微细加工技术进一步发展的关键技术之一。2.1改进的扫描电镜(SEM)先进的电子束曝光机主要用于0.1～0.5μm的超表1给出了三种典型
5、的由扫描电镜改进的电子[1]微细加工,甚至可以实现纳米线条的曝光。电子束曝束曝光系统,其分辨率取决于所选用的SEM,但光技术广泛地应用于高精度掩模、移相掩模及X射它们工件台移动较小,一般只适用于研究工作。线掩模制造;新一代集成电路的研制及ASIC的开表1基于SEM改进的电子束曝光系统的特点发;新器件、新结构的研究与加工等方面。90年代以JCNabity光刻系统RaithGmbHLeica光刻系统型号NPGSElphy-plusEBLNanowriter来,美、日的一些研究部门采用电子束曝光技术相继对准自动手动手动自动研制成功0.1μm的CMOS器件、0.04μm的MOS扫描场可变,
6、但小于100μm可变,但小于100μm可变,50kV可达2mm晶体管及0.05μmHEMT器件,最新技术的进展,能量0～40kV0～40kV10～100kVDAC速度低,100kHz中,2.6MHz中,1MHz已把微电子超微细加工水平推进到0.01μm以下,控制机PC兼容机PC兼容机PC兼容机进入纳米级。此外,电子束曝光也将是研究新一代量子效应器件的有力工具。2.2高斯扫描系统通常有两种扫描方式,一种是光栅扫描系统,采2电子束曝光系统用高速扫描方式对整个图形场进行扫描,利用快速束闸,实行选择性曝光。另一种方式是矢量扫描方[2]电子束光刻是在扫描电镜技术的基础上发展起式,只对需曝光的
7、图形进行扫描,没有图形部分快收稿日期:1999-06-07,定稿日期:1999-08-16118刘明等:电子束曝光技术发展动态2000年速移动。曝光时,首先将图形分割成场,台面在场间宽。成型束的最小分辨率一般大于100nm,但曝光移动。每一个场再分割成子场。商用系统中,束偏转效率高,目前仍广泛用于微米、亚微米及深亚微米的分成二部分:先由16位DAC将电子束偏转到某子曝光领域。表3中列出了几种典型成型束系统的生场边缘,再由快速12位DAC在子场内偏转电子束产厂商和主要技
