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电子束光刻的Monte Carlo模拟及邻近效应校正技术研究

宋会英  
【摘要】:微机电系统是具有广泛应用前景的新兴学科,微加工工艺是实现微机电系统的关键技术。现有实用的三维微结构加工工艺存在的主要问题是精度较低,分辨率仅能达到亚微米级。为了满足微机电系统的快速发展,需要寻求精度更高的加工手段。 电子束光刻技术是目前公认的最好的高分辨率图形制作技术,目前主要用于0.1~0.5μm的超微细加工,主要用于精密二维掩膜制造,但还没有制作三维立体结构的功能。在实验室条件下已能将电子束聚焦成尺寸小于2nm的束斑,可实现纳米级曝光。电子束具有波长短、易于控制、精度高、灵活性大等优点。本学位论文围绕着电子束光刻技术直接在基片上产生高精度的垂直、曲面、微尖等三维结构等问题,借助Monte Carlo模拟方法,对电子束光刻和邻近效应校正等问题进行了较全面和较深入的研究。论文的主要工作集中于电子束光刻的计算机模拟、工艺优化、电子束的入射能量、剂量与刻蚀深度和分辨率的关系、邻近效应校正技术的研究以及邻近效应校正软件的编制。主要工作概括如下: 1.对低能入射电子束与样本的相互作用采用了比传统模拟方法更加精确的离散模型,考虑了二次电子的产生和散射对抗蚀剂中能量沉积密度分布的影响,获得了比传统模型更加准确的电子的有效穿透深度、电子束曝光分辨率等参数,不仅为电子束曝光技术提供了可靠的技术参数,而且得出了优化低能电子束光刻的工艺条件: ①低能入射电子束。入射电子能量越低,其能量沉积深度分布的曲线越陡直,这表明在单位深度上的沉积能越大,能量沉积深度范围越小。在电子束液态曝光技术中可以选用低能电子束精确地刻蚀薄层。 ②薄抗蚀剂层。抗蚀剂厚度越薄,能量沉积曲线越陡直,横向分布范围越小,电子束曝光的分辨率就会越高。


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