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          FIB聚焦離子束曝光技術

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          FIB聚焦離子束曝光技術

          發布日期:2016-07-27 作者: 點擊:

          FIB聚焦離子束曝光技術

          聚焦離子束也可以像電子束那樣作為一種曝光手段。離子束曝光有非常高的靈敏度,這主要是因為在固體材料中的能量轉移的效率遠遠高于電子。常用的電子束曝光抗蝕劑對離子的靈敏度要比對電子束高100倍以上。除了靈敏度高之外,離子束曝光的另一優點是幾乎沒有鄰近效應。由于離子本身的質量遠大于電子,離子在抗蝕劑中的散射范圍要遠小于電子,并且幾乎沒有背散射效應。

          聚焦離子束曝光是一種類似于電子束曝光的技術,它是在聚焦離子束技術基礎上將原子離化后形成離子束的能量控制在10~200keV范圍內,再對抗蝕劑進行曝光,從而獲得微細線條的圖形。其曝光機理是離子束照射抗蝕劑并在其中沉積能量,使抗蝕劑起降解或交聯反應,形成良溶膠或非溶凝膠,再通過顯影,獲得溶與非溶的對比圖形。

          聚焦離子束曝光技術自發展以來,由于其曝光深度有限以及曝光系統與曝光工藝的復雜性,發展受到了限制。但在實驗條件下,聚焦離子束仍可作為制作小批量研究性質的器件的一種工具。真正把聚焦離子束認真地作為一種大規模集成電路生產的曝光工具來開發是20世紀90年代后期的聚焦離子束投影曝光技術。

          聚焦離子束投影曝光技術

          根據是否有靜電離子投影鏡,聚焦離子束投影曝光技術可分為有掩模的1:1聚焦離子束投影曝光和有掩模的聚焦離子束縮小投影曝光兩類。

          有掩模的1:1聚焦離子束曝光,它包括離子源、離子束照明系統、鏤空掩模和工件臺等。它是將平行的離子束照射在鏤空掩模上,使掩模上的圖像直接映在下面的工件臺上,象拍照一樣一次性產生曝光圖形。

          有掩模的離子束縮小投影曝光,它包括離子源、離子束系統、鏤空掩模、靜電離子束投影鏡和工件臺等。它是在掩模和工件間加一個靜電離子束投影鏡,使經過掩模的圖像按比例縮小到工件臺上,從而使曝光圖形的線寬得到進一步的縮小,同時也縮小了掩模制作上的缺陷,大大地降低了掩模的制作難度。然而這種掩模也面臨著應力和入射離子造成的發熱等問題,為此采取了一系列措施,如:對掩模進行摻雜;對膜增加保護層;設計掩模冷卻系統及通過有限元分析改進了掩模框架的設置,避免氣流對掩模造成振動等。

          FIB聚焦離子束


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