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电子束曝光系统的分类

06/29 08:09
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电子束曝光的基本概念?

电子束曝光是用聚焦的电子束在涂有电子束光刻胶基板上直接"写"出图形,不需要掩模(或用于制作掩模)。它的分辨率极高(可达纳米级),但速度慢,主要用于掩模制作和高分辨率研究。

用途分为两大类:制作掩模(Mask Making)和高分辨率图形化(High Resolution Patterning)。

电子束曝光系统的分类?

一,用于掩模制作

这类系统用来制造光刻用的掩模版(Mask/Reticle),追求大面积、高效率

有两种光束方式:

圆形束 + 光栅扫描(Round spot beam + Raster scan)
特征 含义
Round spot beam(圆形束) 电子束截面是圆形光斑,像笔尖一样
Raster scan(光栅扫描) 电子束像电视机扫描一样,逐行扫过整个区域,不管有没有图形都扫
Continuous stage move(载物台连续移动) 工作台匀速连续移动,配合光束扫描

特点: 像打印机一样逐行扫描整个版面,扫描路径固定,适合大面积均匀写入。

成形束(Shaped beam)
特征 含义
Shaped beam(成形束) 电子束截面被整形成矩形或可变形状,一次曝光一个面块

特点: 不是用小圆点一点点画,而是用一个成形的"块"一次曝一片,效率比圆形束高得多。现代掩模制作主流用可变成形束(VSB,Variable Shaped Beam),一次打一个矩形,大幅提速。

二:用于高分辨率图形化(For High Resolution Patterning)

这类系统用于直写高分辨率图形(如研究、小批量、原型器件),追求极致分辨率

图中列出的特征:

圆形束(Round spot beam)

同样用圆形光斑,但这里追求的是极小的束斑以获得最高分辨率。

矢量扫描(Vector scan)
对比 Raster scan(光栅扫描) Vector scan(矢量扫描)
扫描方式 逐行扫过全部区域 只在有图形的地方扫描
效率 空白区也扫,浪费 跳过空白区,直接定位到图形位置
适用 图形密集的掩模 图形稀疏的高分辨率直写

矢量扫描像"点对点"直接跳到要曝光的位置,空白区不浪费时间,适合图形分散的高分辨率写入。

两类系统对比总结?
维度 掩模制作 高分辨率图形化
目标 大面积、高效率 极致分辨率
光束 圆形束或成形束 圆形束(极小束斑)
扫描方式 光栅扫描(逐行) 矢量扫描(点对点)
偏转 通常单级 双重偏转(主+副)
载物台 连续移动 步进重复
典型应用 制造光刻掩模 研究、原型、纳米器件直写

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