当前位置：文档之家 › 非光学光刻技术PPT课件

非光学光刻技术PPT课件

  • 格式：ppt
  • 大小：1.27 MB
  • 文档页数：75

下载文档原格式

  / 75

合集下载

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿)精品资料

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿)精品资料
通常我们看到的器件版图是一组复合图，这个复合图 实际上是由若干个分层图形叠合而成，这个过程和印刷技 术中的套印技术非常相像。
制版的目的就是产生一套分层的版图掩模，
为将来进行图形转移，即将设计的版图转移到 硅片上去做准备。
制版是通过图形发生器完成图形的缩小和
重复。在设计完成集成电路的版图以后，设计 者得到的是一组标准的制版数据，将这组数据 传送给图形发生器(一种制版设备)，图形发生 器（PG-pattern generator）根据数据，将设 计的版图结果分层的转移到掩模版上(掩模版 为涂有感光材料的优质玻璃板)，这个过程叫
1. Vapor prime
O2
Plasma Strip and clean
Rework
2. Spin coat
3. Soft bake
4. Align and expose
5. Post-exposure bake
Rejected wafers
8. Develop inspect
7. Hard bake
初缩。
人工设计和绘制版图，有利于充分利用芯片面积， 并能满足多种电路性能要求。但是效率低、周期 长、容易出错，特别是不能设计规模很大的电路 版图。因此，该方法多用于随机格式的、产量较 大的MSI和LSI或单元库的建立。
•(DRC-设计规则捡查)
涤沦膜上画图
数字化仪输入
CRT 显示
绘图仪画图
精缩版
初缩版
– 光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其化学结构 发生变化，使光刻胶在某种特定溶液中的溶解特性改 变
• 正胶：分辨率高，在超大规模集成电路工艺中，一般只 采用正胶
• 负胶：分辨率差，适于加工线宽≥3m的线条

非线性光学PPT课件

非线性光学PPT课件
光折象是介质的参量与光强有关的现象
对于各向同性介质，可将矢量式改写为标量形式
P 0 (1) E 0 (2) EE 0 (3) EEE
0 ( (1) (2) E (3) E 2 )E 0(E)E
讲课为主讲课为主每次每次学时学时每个学生需各自针对目前非线性光学的一个前沿性问题进行资料每个学生需各自针对目前非线性光学的一个前沿性问题进行资料收集整理写出不低于收集整理写出不低于50005000字的书面报告要求至少阅读字的书面报告要求至少阅读1515篇文献篇文献再完成该综述论文所选主要参考文献应能代表该领域的前沿技术和再完成该综述论文所选主要参考文献应能代表该领域的前沿技术和发展趋势其中发展趋势其中20122012年以后的文献不少于年以后的文献不少于1010量子信息技术量子信息技术量子计算量子通信量子密匙量子计算量子通信量子密匙光子晶体光纤光子晶体光纤有机分子的光学非线性有机分子的光学非线性纳米材料中的非线性纳米材料中的非线性光速的调控技术光速的调控技术超短脉冲产生技术超短脉冲产生技术光网络中的非线性光网络中的非线性半导体材料及器件中的非线性半导体材料及器件中的非线性高功率下光纤中的非线性及抑制高功率下光纤中的非线性及抑制34主要参考书
23
由激光与物质的非线性相互作用产生的压缩态效应，由于其 量子起伏的降低，在通信系统中有应用的潜力，在受到人们 的关注。
寻求新的非线性材料一直贯穿于非线性光学的发展。除了寻 求新的非线性效应外，寻求非线性极化率更大、光学稳定性 更好的材料是非线性光学工作者一直关注的方向。
24
1.3.2 非线性光学研究的发展趋势
Nonlinear Optics 非线性光学
2019/11/23
1
第1章 绪 论

非光学曝光_cc

非光学曝光_cc

PROCESS CONTROL: THE INVESTMENT THAT YIELDS Ref：KLA Tencor 2
光学光刻中常用的UV波长
可见光
Gamma射线 X射线 UV
红外线
微波
无线电波
f (Hz)
10 22 10 20 10 18
16
14
12
10
8
6
4
(m)
10 -14 10-12 10 -10
Immersion Lithography
193 nm
180 nm
OPC at 180 nm
130 nm 90 nm 65 nm
32, 22nm ？
Aggressive OPC at < 130 nm
45 nm
Process window shrinking on average >30% for each node
辨率20~30 nm
（极限 3~8 nm）
平 行 曝 光 ， 高 速 （ 大 形 扫描曝光，速度慢（复杂形状
状），产率高
相对速度快），产率低
存在邻近效应
存在邻近效应（线条宽>束斑）
影响曝光精度的因素：束斑尺寸、 扫描步长、束流剂量和邻近效应
束斑直径限制 束流强度 & 驻留时间决定
目前主要用于制作掩模版、制造少 量定制电路或验证设计，可完成线 宽 10nm 超微细加工。
4
理想光刻要求
性能
分辨率 Resolution 图形 Pattern shape
大、小图形混合 Large & small patterns
对准精度 Alignment 产量 Throughput

非线性光学及其现象ppt课件

非线性光学及其现象ppt课件

• 有机非线性光学材料具有无机材料所无法比拟 的优点：
• (1)有机化合物非线性光学系数要比无机材料高 1—2个数量级；
• (2)响应时间快；
• (3)光学损伤阀值高；
• (4)可以根据要求进行分子设计。
• 但也有不足之处：如热稳定性低、可加工性不 好，这是有机NLO材料实际应用的主要障碍。
• 典型的有机二阶非线性光学材料包括：
• ①载流子的产生过程。在相干光的照射下，物质的 亮区吸收了光能，导致电子和空穴的分离而产生电 荷载流子。
• ②载流子的输运过程。生成的载流子由于电荷密度 梯度引起的扩散或外场作用下的漂移而形成在材料 中的传输(聚合物材料中往往是后者)。
• ③内部空间电荷场的形成过程。通过载流子被材料 中的陷阱俘获及再释放、再俘获等一系列过程，亮 区中可被激发的电荷已耗尽且都转移到暗区中去了， 在物质中产生了一个与光强空间分布相对应的电荷 空间分布，从而形成相应的内部空间电荷场。
• 3)分子内引入氢键的基团使分子在氢键的作用下 定向、非中心对称排列；
• 4)分子成盐，盐中分子间库仑力的作用要大于偶 极作用，阳离子分隔屏蔽了有极性的发色团之间 的作用。成盐提高二阶非线性光学系数，尤其适 用于极性大的分子；
• 5)形成包结络合物。
• 典型的二阶非线性光学生色团分子有
• 常用的电子给予体是：氨基、氧、硫。而 常用的电子接受体是：硝基、腈基、羰基、 砜、氨磺酰。在相同受、给体的情况下， 受、给体强度顺序：
• 二阶非线性光学高分子材料大致可分为三 类：
• (1)高分子与生色基小分子的主客复合物， • (2) 生色基功能化的高分子； • (3)LB膜的高分子化。
• 1．高分子—生色团低分子的宾主复合物

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿)

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿)

微电子器件制造
微电子器件制造中需要高精度的 光刻技术，光刻胶非光学光刻刻 湿技术将有望成为一种重要的解 决方案。
生物医学领域
在生物医学领域，光刻胶非光学 光刻刻湿技术也可用于制造生物 芯片、组织工程和医疗器械等领 域，具有广阔的应用前景。
THANKS
感谢观看
3
制造成本高
由于非光学光刻技术需要高精度的光学系统、电 子束源和精密的年代
非光学光刻技术开始出现，最 初主要应用于高精度掩模版的
制作。
20世纪90年代
随着微电子和微机械的发展， 非光学光刻技术开始应用于集 成电路和微纳器件的制作。
21世纪初
随着纳米技术的不断发展，非 光学光刻技术逐渐成为纳米制 造领域的重要技术之一。
预烘温度和时间
控制预烘过程，使光刻胶与衬底紧密 贴合，防止曝光时产生气泡或脱层现 象。
涂胶厚度
控制光刻胶的涂布厚度，影响最终的 微结构尺寸和精度。
工艺参数
曝光时间和波长
选择合适的曝光时间和波长，以实现最佳的曝 光效果。
显影液成分和浓度
选择合适的显影液成分和浓度，以实现最佳的 显影效果。
坚膜温度和时间
新型材料的应用
为了提高光刻胶非光学光刻刻湿技术的性能，未来将不断 探索和开发新型的光刻胶材料，以提高分辨率、对比度和 稳定性。
智能化和自动化
随着人工智能和机器学习技术的发展，未来光刻胶非光学 光刻刻湿技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和良 品率。
技术应用前景
集成电路制造
光刻胶非光学光刻刻湿技术是集 成电路制造中的关键技术之一， 随着集成电路工艺的不断进步， 该技术的应用前景将更加广阔。
量和效率。
降低制造成本

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿

SOC材料与工艺2(光刻胶非光学光刻刻湿
的阻止层）
• I-Line曝光后烘焙
• 目的：减少驻波效应
DUV胶的胺污染引起的 “T-top”
H+ H+ H+
H+ H+
Region of unexposed photoresist
Neutralized photoresist
}
PAG PAG
PAG PAG
PAG PAG
PAG
PAG
H+ H+ H+
光源 mask
光源
5×Mask
Lens Chuck Table Wafer
光刻概述
光刻
曝光 刻蚀
光源 曝光方式
评价光刻工艺可用三项主要的标准：分辨率、对准精度 和 生产效率。
光刻工艺流程
涂光刻胶（正）
选择曝光
显影（第 1 次图形转移）
刻蚀（第 2 次图形转移）
g 线：436 nm 紫外光（UV） i 线：365 nm
Photo 15.1
光刻、显影检查及返工流程
HMDS
Resist
UV light Mask
1. Vapor prime
O2
Plasma Strip and clean
Rework
2. Spin coat
3. Soft bake
4. Align and expose
5. Post-exposure bake
集成电路的加工工艺过程是由若干单项 加工工艺组合而成。下面将分别介绍这些单 项加工工艺。
1．光刻与刻蚀工艺
光刻是加工集成电路微图形结构的关键工艺技术，通 常，光刻次数越多，就意味着工艺越复杂。另—方面，光 刻所能加工的线条越细，意味着工艺线水平越高。光刻工 艺是完成在整个硅片上进行开窗的工作。

微电子工艺——光刻技术.ppt

微电子工艺——光刻技术.ppt

例：转速 5000 r/min，时间 30 sec，膜厚 1.0 m 。 4、前烘（软烘） 目的是去除光刻胶中的大部分溶剂和稳定胶的感光特性。
5、曝光
6、显影
将曝光后的硅片放到显影液中。对于负胶，显影液将溶解 掉未曝光区的胶膜；对于正胶，显影液将溶解曝光区的胶膜。 几乎所有的正胶都使用碱性显影液，如 KOH 水溶液。
oxide
基本工艺
• Step 5: 去除光刻胶:
– Step 5A: 去胶
• S胶iO时2、碳S被iN还、原多析晶出硅，等微非小金的属碳材粒料会一污般染采衬用底浓表硫面酸，去因胶而。必由须于在浓浓硫硫酸酸去 中 3:加1 入H2O2等强氧化剂，使碳被氧化为CO2溢出。浓硫酸与H2O2的比值为
• 酸性腐蚀液对铝、铬等金属具有较强的腐蚀作用，因此金属衬底的去 胶需要专门的有机去胶剂。通常这类去胶剂中加入了三氯乙烯作为涨 泡剂，因此去胶后要用三氯乙烯和甲醇进行中间清洗，由于去胶液和 三氯乙烯都是有毒物质，处理比较困难
涂胶设备
• 动态移动臂分配 （ Dynamic Moving Arm Dispense ）
涂胶设备
Resist Dispenser
– 光刻胶厚度的控制:
• 光刻胶黏度
• 旋涂速度
• 温度 • 湿度
Vacuum Chuck
• 废气流
Hollow Shaft
To House Vacuum
涂胶的问题
1985 年以前，几乎所有光刻机都采用 g 线 (436 nm) 光源， 当时的最小线宽为 1 m 以上。1985 年以后开始出现少量 i 线 (365 nm) 光刻机，相应的最小线宽为 0.5 m 左右。从 1990 年开 始出现 DUV 光刻机，相应的最小线宽为 0.25 m 左右。从1992 年起 i 线光刻机的数量开始超过 g 线光刻机。截止到 1998 年 ， g 线、i 线和 DUV 光刻机的销售台数比例约为 1：4：2。

光刻机培训PPT资料37页

光刻机培训PPT资料37页

固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-
(f2±Δf)的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、
放大器、整形器后进入减法器相减,输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。
经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算(乘 1/2激光波长)后
即可得出可动反射镜的位移量。
工作台定位：移动境、固定境
光刻机构造－Stage unit（3）
工作台定位－HP干涉计
工作台定位－HP干涉计
•
在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼
分裂效应和频率牵引效应,激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋
圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分
为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路
光刻机
光刻机：采用重复
步进的方式将掩 膜版（Reticle） 的图形以5：1的 比例转移到硅片 （Wafer）上。
光刻机基础
光刻机曝光光源为超高压水银灯
高压水银灯光线组成 X线0.71nm KrF248nm i365nm
h405nm g436nm
x 10400nm
750nm
B室气压可以调节，通过改变 B室气压，从而改变其折射率 使倍率进行实时追踪
A室中集中了大部分光学镜头
A
压力调节机构
B
lens
wafer
LC与AUTOFOCUS的关系
Lens的实际焦点随着 B室气压的变化实时 在变化。
Halving glass
detect Slit
reticle Lens
lamp
vibrator
光刻机简单介绍

非光学光刻技术PPT课件

非光学光刻技术PPT课件
要求：偏转像差小，图形清晰，分辨率高，偏转灵敏度高， 偏转速度快。
结构种类：磁偏转 与 静电偏转 。
磁偏转器的电感较大，扫描速度较慢；静电偏转器的电容 较小，扫描频率较高 ，两者相差上万倍。此外，静电偏转器的 光学性能较好，像差较小。实际使用时，有磁偏转、电偏转、 磁-电偏转、磁-磁偏转、电-电偏转等多种组合方式。偏转器与 磁透镜之间的位置也有多种组合方式。
1、电子的散射 入射电子与固体中另一粒子发生碰撞，发生动量与能量的 转移，方向改变，波长不变或增大，能量不变或减少。
电子在光刻胶中的散射次数与光刻胶厚度成正比，与入射 电子的初始能量 E0 成反比，典型值为几到几十次。
散射角：电子散射后的方向与原入射方向之间的夹角。 前散射（小角散射）：散射角 < 90o
四、控制系统
对光闸、偏转系统和工件台的移动进行统一协调的控制。
1、光闸机构控制
采用 “静电偏转器 +光阑” 的方式对电子束通断进行控制。
当 V = +E 时
当V=0时
V
静电偏转器
光阑
2、偏转系统扫描控制
只应用于矢量扫描方式，使电子束根据 VLSI 图形的要求 做出规定的偏转，完成扫描曝光。
五、电子光学柱的类型 1、高斯圆形束光柱
背散射（大角散射）：散射角 = 90o ~ 180o
实验表明，前散射使电子束变宽约 0.1 m，而背散射电子
的分布区域可达到 0.1 ~ 1 m 。所以 背散射是影响电子束曝光
分辨率的主要因素。
2、光刻胶的能量吸收密度
电子束曝光的分辨率主要取决于电子散射的作用范围，而 此范围可用光刻胶的能量吸收密度分布函数来表示。由于能量
率的主要因素。
后面会讲到，限制 X 射线光刻分辨率的主要因素是 掩模版 的分辨率，以及 半影畸变 和 几何畸变。

非成像光学理论及常用的设计方法

非成像光学理论及常用的设计方法

色度学与非成像光学在LED照明系统中的应用摘要发光二极管(LED，Light Emitting Diode)被认为是人类历史上继火焰、白炽灯、荧光灯之后的第四代光源。

与传统光源相比，LED有着能量转换效率高，寿命长，体积小，无污染等多种优点。

再加上其节能环保的特点，各国都竞相将其作为重点产业大力发展。

白光LED主要由蓝色LED激发黄光荧光粉产生，或利用红、绿、蓝三原色合成。

本文根据“1931CIE标准色度系统”，对两原色组成的混合色，推导出混合色的色度坐标与两原色色度坐标和光通量的关系式。

通过三原色两两混合配光实验，验证推导公式的正确性。

并提出一项应用此公式求荧光粉色度坐标的实验方案。

非成像光学在LED照明系统光学设计中应用广泛。

本文介绍了目前较为常用的三种照明系统设计方法（微分方程法，多参数优化法以及SMS法）和三种照明光学系统设计软件（TracePro，ASAP、Lighttools ）。

最后介绍了一项应用区域分割法对LED 路灯进行光学设计的方案。

关键词：LED，色度坐标，混合配光，非成像光学，道路照明The Application of Chromaticity and Non-imaging Opticsin LED IlluminationAbstractLigth Emitting Diode(LED) is considered as the fourth-generation light source after Flame , Incandescent and Fluorescent in the history of mankind. Compared with traditional light sources , LED has high energy conversion efficiency, long life, small size, environment friendly and other advantages , so stats are competing to develop it as a key industry.To generate white LED , we can use blue LED chip to explode yellow phosphor, or use the trichromatic of red, green and blue to composite . This paper base on "1931CIE standard color system", for any color which composite of two primary color , the relation between the chromaticity coordinates of mixed color and the two primary color chromaticity coordinates and flux is derived. The formula is proved correct by the experiment mixed with any two of the trichromatic. According to this formula , present a perimental program to calculate the phosphor chromaticity coordinates.LED Non-imaging optics has been widely used in illumination system. In this paper ,We presents three more commonly used methods of illumination system design（ultiparameter optimization , partial differential equations and SMS）and three illumination optical system design software(TracePro、ASAP 、Lighttools ). In the end，I introduce a idea of region division for the optical design of LED street lights．Key words：LED , Chromaticity coordinates , Color Matching , No-inmaging optics Street lighting目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 LED的发展现状 (1)1.2 LED的封装结构 (1)1.3 白光LED的技术原理及照明系统光学设计 (3)1.3.1 白光LED的发光机理 (3)1.3.2 LED照明系统的光学设计 (4)1.4 论文的研究内容及意义 (7)第二章LED光源配制色度坐标理论计算与实验验证 (9)2.1 色度学原理 (9)2.1.1 CIE1931RGB 真实三原色表色系统 (9)2.1.2 1931CIE-XYZ标准色度系统 (15)2.2 LED光源配光制过程中混合光的色度坐标推导计算 (17)2.3 以红绿蓝三原色配光实验验证（2-13）式的正确性 (19)2.4 用三基色原理测荧光粉色度坐标实验方案 (22)第三章非成像光学理论及常用的设计方法 (24)3.1 非成像光学相关概念 (24)3.1.1 基本概念 (24)3.1.2 汇聚比与理论最大值 (24)3.1.3 光学扩展量(étendue) (26)3.2 光学自由曲面构造 (27)3.2.1 多参数优化法 (28)3.2.2 微分方程构造自由曲面 (33)3.3 多表面同时设计法SMS法 (39)第四章LED照明系统中的光学设计 (41)4.1 光学设计中常用的计算机模拟软件 (41)4.2 照明光学系统计算机辅助设计的基本步骤 (42)4.3 白光LED 应用于道路照明的设计 (42)总结与展望 (47)参考文献 (48)致谢 (49)外文原文 (50)中文翻译 (59)第一章绪论1.1 LED的发展现状自20世纪60年代初首只GaAsP红色发光二极管(以下简称LED)问世以来，经过40年的努力，LED的研究和生产得到迅速发展。

第13章 非光学光刻和先进光刻技术

第13章 非光学光刻和先进光刻技术


浸没式光刻技术的发展
浸没液体在光刻系统中，作为折射率大于1的 介质参与和控制光的传播，其行为和特性直接影 响光刻成像的质量。
浸没式光刻技术的发展 07年3月JSR宣布已经开发出了第2代浸没式 光刻用液体，其折射率达1.64，用波长为 193nm 的ArF准分子激光器得到的穿透率高于 纯水。穿透率达99.5%mm，而水的穿透率为 99.2%mm。此外，该液体氧气的吸收很少， 即便被曝露于空气中性能也十分稳定；并且 由于蒸汽压很低，所以很难发生热分解。
日本Spring – 8 :第三代
法国ESRF:第三代
合肥NSLS: 第二代
美国NSLS:第二代
同步辐射应用：生命科学
国际上同步辐射应用研究中，生命科学占极重要地位。美国 斯坦福同步辐射装置上，1992年全部200个研究课题中，将近 一半属生命科学，可以预期本世纪将有更进一步的发展。
•利用同步辐射光的X射线 衍射图的高分辨率(1.5A)确 定生物大分子(如蛋白质、 病毒)的三维结构； •研究在生化反应过程中结 构随时间变化的动态过程。 蛋白质结构图
浸没式光刻的发展

早在20世纪80年代，日本Hitachi公司就开始了浸没式 光刻机的研发。

限制： （1）UV抗蚀剂在曝光中的化学反应释放大量的氮气 （2）常规高折射率液体在波长300nm以下不透明并与 抗蚀剂材料之间存在反应 （3）水作为浸没液体其净化和干燥增加了成本； （4）还有其他的光学技术可供选择。

2006年8月，ASML Holding NV为纽约奥尔 巴尼大学的纳米科学和技术学院（CNSE) 发送了世界上第一台EUV光刻机。这套设 备主要用于研发，而非量产。根据该大学 的消息，ASML这套名为“Alpha Demo Tool (ADT) ”的设备价值6500万美元，已经 处于EUV光刻技术研发和商业化的临界点。
  1. 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. 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. 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)。

X 射线光刻所用的波长在λ= 0.2 ~ 4 nm 的范围，所对应的
X 射线光子能量为 1 ~ 10 keV。在此能量范围，X 射线的散射可
以忽略。X 射线光子的能量损失机理以光电效应为主，损失掉
的能量转化为光电子的能量。
.
2
能量损失与分辨率的关系
分辨率取决于 X 射线的波长与光电子的射程两者中较大的 一个 。当 X 射线波长为 5 nm 左右时两者相等，这时可获得最 佳分辨率 ，其值即约为 5 nm 。但在 X 射线光刻技术中，由于
u(r,)u(r)exp2r2g2
Eg(r,z)20Eδ(r,z)expr2 rg22rdr
式中， g 为高斯电子束的标准偏. 差。
12
(5) 胶层等能量密度剖面轮廓
实际的曝光图形，既不是 函数，也不是仅仅一个孤立的
圆形束斑，如果是一条有宽度的线条，其能量吸收密度应当是
各入射电子束的作用的总和，如下图所示。
密度函数是轴对称的，与变量 无关，故可表为 E( r, z ) 。
x
r
y
(x, y, z)
z (r,,z)
.
6
3、光刻胶完成曝光所需的能量密度
设 g0 为每吸收一个电子伏特的能量所发生的化学反应（交 联或降解）数，即反应产率，则 (1/g0 ) 表示每发生一个反应所
需的能量。单位体积光刻胶中的分子数可表为 ( NA M) ，其
第 9 章 非光学光刻技术
通过使用大数值孔径的扫描步进光刻机和深紫外光源，再
结合相移掩模、光学邻近效应修正和双层胶等技术，光学光刻
的分辨率已进入亚波长，获得了 0.1m 的分辨率。若能开发出 适合 157 nm 光源的光学材料，甚至可扩展到 0.07 m。
但是这些技术的成本越来越昂贵，而且光学光刻的分辨率
d、低原子序数材料中的散.射一般要小一些。
11
(4) 当入射电子为任意空间分布函数 u(r,) 时，其吸收能 量密度 E(r,, z) 是 E ( r , z )与 u(r,) 的 卷积积分，
E (r,,z)E δ(r,z)*u (r,) 0 2 0 δ(r,z)ur r, rd rd
例如，当电子束分布为 高斯圆形束 时，
13
用上述模拟方法对硅上的 PMMA 胶进行计算的结果以及 实际的胶层剖面轮廓如下图所示，
模拟结果 实际结果
.
14
5、电子束曝光的邻近效应及其修正方法
已知电子的散射特别是背散射，其影响范围可与电子射程 或胶层厚度相当，这称为电子束曝光的 邻近效应。对于一个其 线度 L 远大于电子散射范围 R 的图形，虽然其中间部分的曝光 是均匀的，但边缘部分的情况就不同了，如下图所示，
掩模版等方面的原因 ，波长取为 0.2 ~ 4 nm ，其相应的光电子 射程为 70 ~ 20 nm。但是实际上这并不是限制 X 射线光刻分辨
率的主要因素。
后面会讲到，限制 X 射线光刻分辨率的主要因素是 掩模版
的分辨率，以及 半影畸变 和 几何畸变。
.
3
二、电子束与固体之间的相互作用 电子束与固体之间的相互作用有很多种，例如二次电子、 散射电子、吸收电子、电子空穴对、阳极发光、X 射线、俄歇 电子等。影响电子束曝光分辨率的主要是 散射电子 。
极限迟早会到来 。已开发出许多新的光刻技术，如将 X 射线、 电子束 和 离子束作为能量束用于曝光。这些技术统称为非光学
光刻技术，或 下一代光刻技术 。它们的共同特点是使用更短波
长的曝光能源。
.
1
9.1 高能束与物体之间的相互作用
本节主要讨论 X 射线、电子束、离子束与固体之间的相互 作用。
一、X 射线与固体之间的相互作用
电子束
显影后
E E0
.
8
4、计算能量吸收密度 E( r, z ) 的方法
(1) 首先，假设入射电子束的分布是 函数，即单位冲击
函数，具有如下性质，
, r 0
(r)
0, r 0
20 (r)dr 1
.
9
(2) 然后，利用 Monte - Carlo 法模拟，得到下图的结果。
.
10
(3) 对此模拟结果进行 曲线拟合，可得到近似的分析函数， 为 双高斯函数 ，即
1、电子的散射
入射电子与固体中另一粒子发生碰撞，发生动量与能量的 转移，方向改变，波长不变或增大，能量不变或减少。
电子在光刻胶中的散射次数与光刻胶厚度成正比，与入射
电子的初始能量 E0 成反比，典型值为几到几十次。
.
4
散射角：电子散射后的方向与原入射方向之间的夹角。 前散射（小角散射）：散射角 < 90o
y
设电子束的束流为 IB ，在每个
Rn nd2x2 点上停留的时间为 t ，则每个束斑
上的入射电子数为 ( IB t / q ) ，每个
nd
束斑产生的吸收能量密度为
x
P
(IBt/q)Eg(r,z)
d
则在离线条距离为 x 的点 P 下面深
度为 z 处的能量吸收密度为
E l(x,z)Iq Bt E g(.x,z)2n 1E g(R n,z)
Eδ(r,z)ff(r,z)fb(r,z)
k(z) exp2r22Eexp2r22
通过模拟计算，发现 E δ (r , z ) 有以下特点，
a、β>>α ，所以背散射是影响分辨率的主要因素；
b、光刻胶较薄时，能量密度的分布范围较小；
c、入射电子初始能量 E0 的影响是：对 ff ，E0 越大，则α 越小；对 fb ，当 E0增大时，β先增大，然后减小；
中 NA 为阿伏加德罗常数，M 为平均分子量。则要使单位体积 的光刻胶全部发生反应所需的能量（即能量密度）为
E0
NA
g0M
(eV/cm3)
.
7
令光刻胶的实际能量吸收密度 E( r, z ) 与完成曝光所需的 能量密度 E0 相等，即 E( r, z ) = E0 ，可以得到一个等能量密度 曲面。显然，在这个曲面之内的光刻胶将全部发生化学反应， 显影时将全部溶掉（以正性胶为例）。所以此曲面也就是显影 后的光刻胶剖面轮廓。
背散射（大角散射）：散射角 = 90o ~ 180o
实验表明，前散射使电子束变宽约 0.1 m，而背散射电子
的分布区域可达到 0.1 ~ 1 m 。所以 背散射是影响电子束曝光
分辨率的主要因素。
于电子散射的作用范围，而 此范围可用光刻胶的能量吸收密度分布函数来表示。由于能量