投影电子束光刻中电子穿透掩膜的模拟！

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1、第99卷第!!期"%%&年!!月物理学报I*1299，U*2!!，U*V->W-0，"%%&!%%%=$";%Q"%%&Q9（9!!）Q9(%$=%84.R46ST3N.43NUN.4!"%%&.K?,26KPC23*D2"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""投影电子束光刻中电子穿透掩膜的!"#$%&’()"模拟!!）"）#!）!）肖沛张增明孙霞丁泽军!）（合肥微尺度物质科学国家实验室，中国科学技术大学物理系，合肥"$

2、%%"&）"）（合肥微尺度物质科学国家实验室，中国科学技术大学天文与应用物理系，合肥"$%%"&）（"%%&年!月"$日收到；"%%&年’月!(日收到修改稿）利用基于)*++散射截面和介电函数模型的)*,+-./01*方法模拟了电子穿透掩膜的能量损失分布，其计算结果与实验结果符合很好2由此进一步计算了角度限制投影电子束光刻（3.45675）掩膜的穿透率和衬度，结果表明：散射体的厚度对衬度的影响较大，衬度随散射体厚度的增加而增强，而支撑体对衬度的影响较小；增大限制孔的孔径角时，透射率相应增大，但衬度会降低；

3、衬度随入射电子的能量增加而减小2关键词：)*,+-./01*模拟，电子束光刻，掩膜*+&&：$’(%，8!!9:./01*模型中，由于入射电子的能量很高（G!%%H-I）!F引言多采用屏蔽JB+K-0L*0E模型描写电子与掩膜原子的弹性碰撞，用M-+K-阻止本领处理非弹性散射2光学光刻技术受瑞利衍射的限制，即将达到其［!9］［!&］J-?>-0和NDK?>B0/详尽地阐述了)*++截面和屏极限分辨率，研究和开发下一代的光刻技术势在必蔽JB+K-0L*0E截面的优缺点，采用更为准确的)*++行2电子束不受光

4、学衍射的限制，可以刻蚀极小尺截面代替屏蔽JB+K-0L*0E截面可以修正电子穿越薄寸的图形［!，"］，一直被认为是新一代光刻技术的最佳［!8］掩膜的模拟结果2模拟电子穿越薄掩膜的散射过方案之一2传统的直写电子束光刻采用逐点扫描技程时，基于M-+K-阻止本领的连续能量衰减近似模术，曝光速率较低，电子在抗蚀剂中的散射会引起邻型遇到了困难2M-+K-阻止本领描述电子运动单位［$—&］近效应，从而限制了电子束光刻的应用2投影长度后平均损失能量的大小，因此只要采用该模型，电子束光刻的出现使得同时大规模曝光成为可能，

5、电子穿透掩膜时必然会伴有能量的损失2实际上，大大提高了刻蚀速率，同时对邻近效应的修正也有高能电子在穿越薄掩膜时与掩膜材料发生非弹性碰［8—!%］了几种比较成熟的方法2投影电子束光刻现已撞的概率很小（非弹性散射截面随能量的增加而减成为纳米图形制造技术的有力候选者，其工作原理小），透过电子没有能量损失或仅损失极小的能量，是高能面源电子束穿过掩膜时会携带掩膜的图形信M-+K-阻止本领不再适于模拟电子穿过掩膜的过程2［!!，!"］［!$］［!(，!;］息，入射到衬底上刻蚀出掩膜图形23B,等人对3K?>?@B等人

6、提出的直接)*,+-)*,+-./01*方法研究电子在掩膜中的散射过./01*方法进行了改进，并模拟了电子穿透掩膜的过程，衬度形成机理及邻近效应是非常有效程2该方法通过对内壳层的阻止本领公式进行拟［$—&，!$，!’］的2)*,+-./01*方法计算中可以通过模拟大合，得出伪价电子数和平均结合能，用O0P@?,CH?激发［"%］量电子的散射过程来降低统计误差，从而得到高精函数描述伪价电子和内壳层电子，对每次非弹性度的计算结果2利用此方法可以从理论上对实验过散射都单独的进行处理，从而解决了由M-+K-阻止程

7、进行分析并对实验的参数进行优化，对实验起一本领模型带来的最小能量损失非零的问题2但此方定的指导作用2此前，在研究电子束刻蚀的)*,+-法的缺点是O0P@?,CH?函数对价电子激发的描述是不!国家自然科学基金（批准号：!%98’!"!，&%$%&%%&，;%’%&%"’），安徽省自然科学基金（批准号：%9%"!%!9）和安徽省人才开发基金（批准号："%%!<%!&）资助的课题2#7=>/?1：@@>ABC+D2-EB2D,8?M7物理学报88卷准确的，因而难以精确地得到透射电子的能量损失而产生的热效应，并且

8、弥补了前两种掩膜对闭合图［-.］分布!"#$%和&’#(#)*基于+,$$的介电函数模型形必须使用多块进行拼凑的缺点!发展了一种利用介电函数描述电子同固体非弹性相［--，-6］互作用的/0$1,23450模型，这个模型中没有拟合参数，采用该模型模拟的多种材料的背散射电子能谱和出射电子产额等与实验结果符合很［--，-7，-8］好!非弹性散射带来的能量损失会产生失真并降低刻蚀的分辨率，所以要用更为准确的模型来模拟非弹性散射，可以优