半导体纳米加工技术研究生课程
电子束曝光技术在实验中的 一些注意事项
杨香
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
摘要
电子束胶的选取 电子束曝光中的邻近效应 电子束曝光的剂量测试 电子束曝光中的写场拼接
胶的厚度与转速及浓度的关系
PMMA：C4 系列（氯苯为溶剂）和A2系列（乙醚为溶剂）
工字形
锥形
使关键图形远离大面积曝光区域
曝光剂量对图形尺寸的影响
曝光剂量对胶的剖面的影响
高剂量
合适剂量
低剂量
加速电压对胶的剖面的影响
Raith150复制剂量测试图形
剂量测试版图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
剂量及尺寸测试版图
尺 寸 变 化
剂量变化
各向异性腐蚀的硅纳米线结构
(a) 脊宽30nm
(b) 脊宽15nm
(c) 脊宽10nm
在较大图形的曝光，由于写场尺寸有限，存 在写场拼接问题，应尽量减少拼接次数，此 时需要写场尺寸和数量之间的权衡。
胶的厚度与转速及浓度的关系
EL4 ：PMMA在乙酸乙酯（ethyl lactate）中的浓度为4%
电子散射与邻近效应
电子散射
前散射
背散射
Forward scattering Back scattering
入射电子束
在抗蚀剂中被展 宽
与入射电子能 量有关
电子在抗蚀剂 和基底材料界面 形成反射
与电子能量、 基底材料有关
<110>
(a) 曝光剂量130C/cm2
(b) 曝光剂量140C/cm2
(c) 曝光剂量150C/cm2
(d) 曝光剂量160C/cm2
(e) 曝光剂量170C/cm2
(f) 曝光剂量180C/cm2
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电子束曝光中图形套刻技术
氧化硅掩膜
光刻、腐蚀
EBL、腐蚀、氧化
金属蒸发、退火
SOI 基片
电导台面制作
曝光参数选取
减小邻近效应的影响： 克服背散射的影响：曝光剂量一定，选择低的加速电压 克服前向散射的影响：尽量选择薄胶，高的加速电压 选择灵敏度较低的电子束胶
采用薄膜衬底
很好的克服了电子束在 衬底上背散射的问题
邻近效应的几何尺寸校正和剂量校正
1. 几何尺寸校正
2. 剂量校正
纳米线的制备中的邻近效应
纳米结构制作
电极制作
套刻中的对准标记
Global 坐标
Local 坐标
较大面积的纳米结构准确套刻
套刻模板图形 (u,v)
E-Beam
v u 微纳结构集成工艺中的关键技术
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电子束曝光电子束扫描方式
电子束扫描方向(x,y)
样品台移动方向（U,V）
写场拼接误差
写场对准
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写场的选取
较小图形曝光，不存在写场拼接的问题，选 择尽量小的写场（如100微米），曝光图形 尽量放置于写场的中心