電子束曝光(electron beam lithography)指使用電子束在表面上制造圖樣的工藝,是光刻技術(shù)的延伸應用。光刻技術(shù)的精度受到光子在波長尺度上的散射影響。使用的光波長越短,光刻能夠達到的精度越高。
電子束技術(shù)在半導體制造行業(yè)一直是重要的應用技術(shù)。本文就電子束技術(shù)作一個簡單的圖文介紹。
電子和光子的對比
下圖是光的應用特點,光可以通過透鏡進行聚焦,可以通過反射鏡反射。
下圖是電子束的應用特點,電子束可以通過物理聚焦。電子束遇到前方物體,低能量電子束會散開,高能量電子束會穿透。
在光刻和電子束蝕刻的應用上,光和電子束各有優(yōu)缺點,有很好的技術(shù)互補:
在技術(shù)應用上,光的生產(chǎn)速度快,但分辨率較低。
電子束效率較低,但它具有更高的分辨率。
電子束的技術(shù)優(yōu)勢
用下圖說明分辨率和芯片導線線寬的問題,來對比光刻和電子束蝕刻
目前EUV技術(shù)的極紫外線所用的光點大約100nm,必須通過偏移技術(shù)才能生產(chǎn)更細線寬的產(chǎn)品,這樣就需要大量的重復工作。而電子束的線寬只有幾納米,甚至小于1納米,在這個方面具有絕對的優(yōu)勢。
光加工因為光寬度大于需要的線寬度,在加工深度上,如果太深噪波就太大,側(cè)壁品質(zhì)太差。而電子束技術(shù)就沒有這個問題。如下圖:
電子束技術(shù)的應用
電子束發(fā)射源,經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)更加成熟和強大。
電子束的能量和對它的路徑控制沒有光刻技術(shù)成熟,所以電子束蝕刻技術(shù)產(chǎn)能低下,不能得到量產(chǎn)應用,僅在一些實驗中使用。但一些前沿科技公司一直在研究。光刻技術(shù)很難突破1nm以下技術(shù),而電子束在這方面卻前途明光。
目前,電子束技術(shù)的應用主要集中在檢測和測量設備上,掃描電鏡,電子顯微鏡,電子束缺陷檢查,這種設備都是電子束技術(shù)的應用。電子束技術(shù)在半導體檢測和測量中每年有100多億美金的設備銷量,而且每年以50%以上的速度在增長。
審核編輯:黃飛
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原文標題:電子束技術(shù)和應用介紹
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