什么是電子束光刻系統(tǒng)？

電子束光刻設(shè)備是半導(dǎo)體光掩模生產(chǎn)中利用電子束在光掩模毛坯（以下簡(jiǎn)稱毛坯）上繪制電路圖形的設(shè)備。

在存儲(chǔ)器、CPU等LSI的制造中，將分割為數(shù)十層的光掩模作為母板，使用曝光裝置將光掩模上的圖案轉(zhuǎn)印到晶圓上來制作電路。

光掩模的質(zhì)量對(duì)LSI良率影響最大。因此，在光掩模上繪制圖案的電子束光刻設(shè)備可以說是LSI制造中最重要的設(shè)備之一。

電子束光刻設(shè)備的應(yīng)用

電子束光刻設(shè)備用于在制造光掩模以及制造 MEMS 等納米技術(shù)產(chǎn)品時(shí)在毛坯上繪制電路圖案。

在LSI制造過程中，掩模制造涉及將設(shè)計(jì)過程中創(chuàng)建的電子文件上的圖案數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光掩模上的實(shí)際圖案。

毛坯是通過在玻璃板上形成一層薄金屬膜（例如鉻）制成的，并涂有對(duì)電子束敏感的 EB 抗蝕劑。通過根據(jù)圖案數(shù)據(jù)使用電子束光刻裝置用電子束照射坯料，EB抗蝕劑分子被切割或聚合以形成圖案。

此外，在一些開發(fā)應(yīng)用中，電子束光刻設(shè)備用于直接在晶圓上寫入圖案，而不使用光掩模。這是因?yàn)殡娮邮牟ㄩL比激光束的波長短得多，因此分辨率更高。

電子束光刻設(shè)備原理

設(shè)計(jì)部門創(chuàng)建的圖案也稱為CAD數(shù)據(jù)或流數(shù)據(jù)，是獨(dú)立于繪圖設(shè)備的格式的數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成各繪圖設(shè)備所需格式的數(shù)據(jù)，以便各設(shè)備可以處理的過程稱為EB轉(zhuǎn)換，EB轉(zhuǎn)換后的圖案數(shù)據(jù)稱為EB數(shù)據(jù)。

在電子束光刻系統(tǒng)中，將毛坯設(shè)置在精密XY工作臺(tái)上，當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，電子束根據(jù)EB數(shù)據(jù)照射到圖案化區(qū)域上。

電子束從電子槍中發(fā)射出來，并在穿過孔徑時(shí)精確成形。毛坯上的 EB 抗蝕劑分子在電子束照射到的地方被切割或聚合。

繪制完成后，坯料經(jīng)過顯影、蝕刻、剝離剩余抗蝕劑膜等光刻工藝，就成為光掩模。

超解像技術(shù)

曝光設(shè)備使用KrF、ArF和EUV等激光束來轉(zhuǎn)移圖案。由于光的特性，如果要轉(zhuǎn)移的圖案尺寸小于激光的波長，圖案周圍的光的衍射就會(huì)成為問題，從而無法在晶圓上正確形成圖案。這就是亞波長問題。

為解決該問題而設(shè)計(jì)的技術(shù)的總稱是分辨率增強(qiáng)技術(shù)（日文名稱：超分辨率技術(shù)，以下縮寫為RET）。 RET的方法有很多種，但大多數(shù)情況下，光掩模上的圖案是由原始圖案轉(zhuǎn)變而來，或者在其周圍放置輔助圖案以在晶圓上再現(xiàn)設(shè)計(jì)的圖案將使其成為可能。

因此，輸入電子束光刻系統(tǒng)的EB數(shù)據(jù)并不是CAD數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單格式轉(zhuǎn)換，而是添加了RET的修改圖形。

電子束光刻設(shè)備的類型

電子束光刻設(shè)備根據(jù)電子束的形狀和移動(dòng)平臺(tái)的方法進(jìn)行分類。

光束形狀為圓形且光束強(qiáng)度呈高斯分布的光束稱為高斯光束法，而光束形狀在設(shè)備規(guī)格范圍內(nèi)變化為各種尺寸的矩形形狀的方法稱為可變形狀光束法我就是這么說的。

工作臺(tái)在X、Y方向依次移動(dòng)的方式稱為光柵掃描方式。將工作臺(tái)移動(dòng)到所需位置并在那里繪制圖案的方法稱為矢量掃描方法。

過去，大多數(shù)電子束光刻系統(tǒng)采用高斯束光柵掃描方法。如今，隨著LSI圖形越來越精細(xì)，可變光束形狀的矢量掃描光刻設(shè)備已成為主流。

此外，已經(jīng)開發(fā)出多束電子束光刻系統(tǒng)，其具有多個(gè)束并且可以同時(shí)繪制多個(gè)圖案。多束電子束光刻設(shè)備對(duì)于提高光刻產(chǎn)量是有效的。