电子束曝光(electron beam lithography)指使用电子束在表面上制造图样的工艺,是光刻技术的延伸应用。光刻技术的精度受到光子在波长尺度上的散射影响。使用的光波长越短,光刻能够达到的精度越高。
电子束技术在半导体制造行业一直是重要的应用技术。本文就电子束技术作一个简单的图文介绍。
电子和光子的对比
下图是光的应用特点,光可以通过透镜进行聚焦,可以通过反射镜反射。
下图是电子束的应用特点,电子束可以通过物理聚焦。电子束遇到前方物体,低能量电子束会散开,高能量电子束会穿透。
在光刻和电子束蚀刻的应用上,光和电子束各有优缺点,有很好的技术互补:
在技术应用上,光的生产速度快,但分辨率较低。
电子束效率较低,但它具有更高的分辨率。
电子束的技术优势
用下图说明分辨率和芯片导线线宽的问题,来对比光刻和电子束蚀刻
目前EUV技术的极紫外线所用的光点大约100nm,必须通过偏移技术才能生产更细线宽的产品,这样就需要大量的重复工作。而电子束的线宽只有几纳米,甚至小于1纳米,在这个方面具有绝对的优势。
光加工因为光宽度大于需要的线宽度,在加工深度上,如果太深噪波就太大,侧壁品质太差。而电子束技术就没有这个问题。如下图:
电子束技术的应用
电子束发射源,经过多年的发展,已经更加成熟和强大。
电子束的能量和对它的路径控制没有光刻技术成熟,所以电子束蚀刻技术产能低下,不能得到量产应用,仅在一些实验中使用。但一些前沿科技公司一直在研究。光刻技术很难突破1nm以下技术,而电子束在这方面却前途明光。
目前,电子束技术的应用主要集中在检测和测量设备上,扫描电镜,电子显微镜,电子束缺陷检查,这种设备都是电子束技术的应用。电子束技术在半导体检测和测量中每年有100多亿美金的设备销量,而且每年以50%以上的速度在增长。
审核编辑:黄飞
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