NPGS-納米圖形發(fā)生系統(tǒng)（基于改裝SEM的掃描電子束曝光系統(tǒng) ）

NPGS簡(jiǎn)介

電子束曝光系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制電子束成像電鏡及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，聚焦形成電子束流，轟擊照射涂有高分辨率和高靈敏度化學(xué)蝕劑的晶片直接描畫或投影復(fù)印圖形的技術(shù)。它的特點(diǎn)是分辨率高、圖形產(chǎn)生和修改容易、制作周期短。

由于SEM、STEM及FIB的工作方式與電子束曝光機(jī)十分相近，美國(guó)JC Nabity Lithography Systems公司成功研發(fā)了基于改造商品SEM、STEM或FIB的電子束曝光裝置（Nanometer Pattern Generation System納米圖形發(fā)生系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱NPGS）。NPGS為電子束直寫光刻圖形發(fā)生系統(tǒng)，改造現(xiàn)有SEM等，外加電子束控制系統(tǒng)，將會(huì)聚的電子束斑逐點(diǎn)地在樣品臺(tái)上移動(dòng)，直接輻照電子蝕劑上或刻蝕基片形成圖形。相對(duì)于購(gòu)買昂貴的電子束曝光機(jī)，以既有的SEM等為基礎(chǔ)，可大幅節(jié)省造價(jià)，且兼具原SEM 的觀測(cè)功能，在功能與價(jià)格方面均有優(yōu)勢(shì)。

由于具有高分辨率及等特點(diǎn)，在北美研究機(jī)構(gòu)中，NPGS是的與掃描電鏡配套的電子束曝光系統(tǒng)，并且它的應(yīng)用在世界各地也越來越廣泛。NPGS的技術(shù)目標(biāo)是提供一個(gè)大的多樣化簡(jiǎn)易操作系統(tǒng)，結(jié)合市面上已有的掃描電鏡、掃描電鏡或聚焦離子束裝置，實(shí)現(xiàn)的電子束或離子束光刻技術(shù)。當(dāng)前眾多用戶的一致肯定和推薦證明NPGS實(shí)現(xiàn)了自己的目標(biāo)，滿足了用戶對(duì)納米級(jí)光刻加工技術(shù)的需求。

應(yīng)用簡(jiǎn)述

NPGS電鏡改裝系統(tǒng)所具有的分辨率，無需投影光學(xué)系統(tǒng)和費(fèi)時(shí)的掩模制備過程，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生圖形并控制電子束直接將圖形掃描到光刻膠上的特點(diǎn)，使它在納米加工方面有著大的優(yōu)勢(shì)。NPGS系統(tǒng)能夠制備出具有高深寬比的微細(xì)結(jié)構(gòu)納米線條，從而為微電子領(lǐng)域如掩模板制造、微電子器件制造、全息圖形制作、電子束誘導(dǎo)表面沉淀等微/納加工相關(guān)技術(shù)提供了新的方法。

NPGS系統(tǒng)刻畫圖案的大小從納米級(jí)到顯微鏡能的尺度，即可到10毫米。然而，對(duì)任何SEM電子束曝光系統(tǒng)，刻畫將隨著圖案大小的增加而降低。

主要特點(diǎn)：

為滿足納米級(jí)電子束曝光要求，JC Nabity出品的NPGS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)納米圖形發(fā)生器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，并采用電腦控制。電腦通過圖形發(fā)生器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)SEM等儀器的掃描線圈，從而使電子束偏轉(zhuǎn)并控制束閘的開關(guān)。通過NPGS可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣片進(jìn)行圖像采集及掃描場(chǎng)的校正。配合精密定位的工件臺(tái)，還可以實(shí)現(xiàn)曝光場(chǎng)的拼接和套刻。利用配套軟件也可以新建或?qū)攵喾N通用格式的曝光圖形。

系統(tǒng)參數(shù)：

細(xì)線寬（μm）：根據(jù)SEM

小束斑（μm）：根據(jù)SEM

掃描場(chǎng)：可調(diào)

加速電壓：根據(jù)SEM，一般為0-40kV

速度：5MHz（可選6MHz）

A. 硬件：

微影控制介面卡：NPGS PCI-516A High Speed Lithography Board，16 Bit，high resolution (0.25%)

控制電腦：Pentium IV 3.0 GHz computer (or better) with 512 Mb RAM, 80G硬盤, CDRW Drive，17"液晶顯示器.

皮可安培計(jì)：Keithley 6485 Picoammeter

B. 軟件：

微影控制軟件 NPGS V9.0

DesignCAD Express v16.2 或更高版本