电子束和x射线光刻制作高分辨率微波带片

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1、第!"卷!第#期半!导!体!学!报5678!"!(68#!$$#年#月%&’()*)+,-.(/0,1*)2’%,(3-%4,.*+9:;!!$$#电子束和a射线光刻制作高分辨率微波带片"王德强P!O!PP!曹磊峰!谢常青!叶甜春"P中国科学院微电子研究所微细加工与纳米技术实验室!北京!P$$$![$"!中国工程物理研究院激光聚变研究中心!绵阳!#!P[$$$摘要!在硅为衬底材料的自支撑氮化硅薄膜上!采用阴阳图形互换转移技术!先使用电子束直写方法制作成功了最外环为PN$:K的阳图形微波带片!然后用同步辐射_射线光刻技术复制成功了最外环为PN$:K的阴图形微波带片!得到可以应用于

2、’%1诊断技术中的微波带片8关键词!电子束’_射线光刻’微波带片’菲涅耳波带片=+CC#V!MT’V![$中图分类号!4(M$NY"!!!文献标识码!/!!!文章编号!$!NMWVP"""!$$##$#WPPV"W$V述公式可以近似写为#%).&)$,BJ!前言波带片成像技术能够获得深亚微米(纳米级的实验水平8微聚焦波带片成像和其他方法相比!具有在惯性约束聚变"’%1$中!微米(亚微米级空间空间分辨率高(聚光效率高(应用范围广等特点8这分辨的_光成像技术是很重要的等离子体诊断技种成像技术的分辨率完全依赖于微波带片最外环的术之一8通过获得靶的_光产生机制(发射特性(输宽度!通常系

3、统所能获得的极限分辨率是微波带片运状态和温度空间分布信息!还可得到内爆动力学最外环宽度的PY!!倍8如果波带片的最外环宽度是方面的压缩对称性(体积压缩比以及与聚爆有关的!N:K!就可以达到M$:K的高空间分辨率8目前!可其他等离子体参数的空间分布数据!为等离子体物以应用于’%1诊断实验的微波带片最外环宽度国理的研究和靶型的设计提供依据)P*)N*8目前用于’%1外报道为P$$:K!已经应用到’%1诊断实验的微实验中高分辨靶源辐射成像的方法主要有#针孔成)#*波带片最外环宽度是P"$:K!国内过去能够得到像)!!M*(掠入射显微成像)!*(编码成像(波带片成像)V*)"*的微波带

4、片最外环分辨率最好为V#N:K8根据目等8前三种成像技术完全基于几何光学理论和严格前国内对’%1诊断实验的迫切需求!制作成功了最限制高级衍射!所以他们的分辨率都不能达到深亚外环宽度是PN$:K的微波带片8微米的水平!文献报道可以达到N的空间分辨&K)V*率!目前只有微波片成像技术可以满足人们对高K!制作方法分辨率的要求8微波带片是一种特殊的光学透镜!它是通过衍微波带片制作方法主要有机械刻划(激光全息)T*射特性对光束进行聚焦的!不是利用器件对光的折光刻(电子束直写等8机械刻划条件极为苛刻!不射特性进行工作8它包含交替变化的透明和不透明仅时间长而且精度不高!很难刻划出亚微米的线条

5、8区域!这些区域分布满足这样一个条件#对于一个单激光全息光刻虽然能够制作出深亚微米水平的微波色平行的入射光束!其形成的焦距为,B这些连续的带片!但是它的控制精度和分辨率不能与电子束直区域边界到中心点的距离满足如下关系#%!!写相比较8目前世界上主要利用电子束直写来制作)Z5)d!!其中5+!!所以%!!"$!+V$!微波带片8电子束制作可以制作出纳米级的高分辨,)Z,b)$)Z),$b)这里)是微波带片的级数!$是入射光波长!5为率图形!但是不能够制作高宽比的图形8对于微波带)第)个边界到达聚焦点,的距离!%为第)个边界片的制作!采用阴阳图形互换技术!即电子束直写和)同步辐射_

6、射线光刻技术混合的光刻方法!充分利P处到中心点的距离B在很多情况下,5!所以上V)$用上述两种光刻技术的优点!避免他们各自的缺点!"国家自然科学基金"批准号##$!"#$P[$!国家高技术研究发展计划"批准号#!$$V//TVM$T!$和教育部%同步辐射创新中心&研究生创新基金资助项目O通信作者8)KGH7#G:IC;]HG:I!HK;8G?8?:!!$$NW$[W$T收到!!$$NWP!W!$定稿"!$$#中国电子学会$$&*半!导!体!学!报第!"卷先使用电子束直写方法制作低低宽比的阳图形!大文件将每一个圆环分成V$份#每一份都用PT!个顶面积为透光图形"微波带片#然后用

7、同步辐射_射点来表示#最终很好地消除了棱角和(鼓包)的现%PN&%PV&线光刻技术复制高高宽比的阴图形!大面积为不透象#得到很好的实验结果8(鼓包)是由于电子%P#&光图形"微波带片8束系统双曝光造成的8电子束处理两个相邻的图+a_N$$$0*电子束曝光机的图形书写采用矢形时#对于交接处电子束要进行两次曝光#从而造成量扫描方式#其基本曝光图形有矩形和多边形#每个这些地方曝光剂量过大#形成鼓包8芯片的图形以栅格结构划分#一个栅格称为一个场#每个场再划分为子场进行扫描曝光8使用+a_4!制作流程