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單純的從成像解像力上來講, 電子束光刻技術比EUV光刻更具優勢

對於傳統的光學光刻技術,由於器件的特徵尺寸不斷減小(已經遠遠小於其光刻波長),光波透過掩膜版(reticle也稱mask)造成的光學衍射效果愈加明顯。而光刻的作用就是將掩膜版上的圖形轉移到矽片各層材料上。在衍射作用下,光刻膠上得到的實際圖形結果與掩膜版設計圖形會出現一定偏差,尤其是圖形互鄰的地方圖形失真最嚴重,這裡也包含干涉效果的綜合作用,這便是光刻中光學鄰近效應的由來。

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當然也因此相應的產生了一些辨率增強技術(RET),比較常見的就是光學鄰近效應矯正技術(OPC),其大致思路採取了光學設計的逆向思維,簡單點說就是哪裡少了,對應設計的版圖就多畫一點。但實際過程,這一過程也需要基於模型或者基於規則去反推出可補償光學鄰近效應的設計圖。

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在恰恰在光學衍射問題上,電子束光刻技術擁有得天獨厚的優勢。比如當加速電壓為50KV時代,其波長僅為0。0055nm,想一想現在臺積電最尖端的技術也就2奈米。也就是說採用電子束光刻時根本無需考慮衍射效應。也許說到這,肯定有人要問電子束光刻既然這麼厲害,為什麼現在還沒用於晶圓生產?

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個人覺得以下兩點是致命因素:1。鄰近效應,雖然沒了光學衍射的影響,自身由於電子在抗蝕劑或者基板中的散射和背散射造成的影象失真。2。效率極低,由於電子束光刻通常採用超細的電子束斑(一般只有幾奈米),而步距最小時不到1nm。因此曝光的速度十分緩慢,這與工廠產能是相悖的。

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不過電子束光刻技術卻廣泛應用於掩膜版的製備,尤其是高精度掩膜版的製造可以說是必須要由電子束直寫光刻技術完成。同時它也是實驗室進行微奈米光刻技術研究與開發最為理想的方式。我國早在上世紀60年代就在中科院黃蘭友教授的帶領下與其他科研所聯合研製電子束光刻機。由於種種原因,儘管我們起步的很早,但仍然還是在裝置研發還是研究上,與國外存在很大差距。還是那句話,科研還是要持續走出實驗室走進工廠,實現真正的產研結合,方能促進技術發展。

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