《离子束光刻简介》PPT课件.ppt

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1、光刻技术的重要性集成电路不同的技术时代是以其所加工的器件特征尺寸为标志的.特征尺寸是指集成电路技术所能够加工的器件的最小尺寸.由于器件特征尺寸的不断缩小、硅片尺寸的持续增加和电路设计技术的不断优化，才使得集成电路芯片的集成度和性能得到不断提高，同性能集成电路产品的价格持续下降，才保证了半导体工业和集成电路技术发展按指数增长率飞速发展.不断追求集成电路产的性能/价格比和市场竞争力的提高，是微电子技术和产业不断发展的原动力.器件特征尺寸的缩小主要依赖于光刻技术的改进和发展离子束光刻离子束投影曝光系统的结构和工作原理与光学投影曝光的结构与原理类似，所不同的是曝光粒子是离子

2、、光学系统采用离子光学系统，而掩模版则由可通过和吸收离子的材料制备.离子束曝光掩模版通常采用Si材料制成透射/散射式的二相掩模版技术，即使照射在黑色图形部分的离子被散射，不能照射到光刻胶，而照射在白色图形部分的离子透射穿过掩模版后照射到光刻胶上使之曝光.离子束投影光学系统一般也采用4:1缩小的投影方式，透镜实际上是一个可对离子进行聚焦作用的多电极静电系统.光刻技术原理离子束光刻优点高的分辨率和焦深性能（离子的质量远远大于电子，在相同的加速电压下，离子具有更短的波长，因此离子束曝光比电子束曝光有更高的分辨率，R=κλ/NA，DOF=κλ/（NA）2）没有邻近效应（最轻

3、的离子质量都比电子重2000倍左右，离子束在感光胶中散射范围极小，离子束曝光基本不存在邻近效应）曝光速率（离子射入感光胶材料内的射程要比电子的短，入射离子的能量能被感光材料更为充分的吸收，所以对于相同的感光胶，离子束曝光的灵敏度要高于电子束曝光，即曝光速率要高于电子束曝光）常见离子束光刻技术聚焦离子束光刻（FocusedIonbeam）（FIB离子束直接写入，聚焦的离子束直接撞击靶材实现图形转换的过程。）离子投影光刻（Ionprojectionlimography（IPL平行的离子束穿过掩膜，将缩小的掩膜图形投射到基底上。）聚焦离子束原理FIB系统采用液态金属离子源

4、，加热同时伴随着一定的拔出电压，获得金属离子束，通过质量选择器来选择离子，通过电子透镜精细聚焦的金属离子，在偏转线圈的作用下，形成扫描光栅。离子束可通过溅射对样品进行表面成像。聚焦式离子束技术是利用静电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸（与电子束直写光刻技术类似。不需要掩膜板，应用高能粒子束直写。）离子投影光刻离子投影曝光(IonProjectionLithography，IPL)平行的离子束穿过掩膜，将缩小的掩膜图形投射到基底上。使用PMMA光刻胶。当具有一定能量的离子撞击靶材表面时，两者之间会发生一系列的交互作用，其中包括膨胀、刻蚀、沉积、铣削、注入、背散射和形核反应

5、等。主要用于制作修复掩膜版和对晶片直接光刻(directwriting)离子投影光刻系统的原理。北京汇德信科技有限公司研发ionLiNE作为专用的离子束光刻、制备和加工设备，为在表面科学、薄膜工程和应用物理研究等低剂量应用设计离子光刻目前存在的问题及应用离子源制备，掩膜板畸变，衬底工艺损伤。欧洲和美国联合了大量企业、大学和研究机构，开展了一个名为MEDEA的合作项目，用于解决设备和掩模等方面的问题，进行可行性验证，目前已取得不少进展。效率低，很难在生产中作为曝光工具得到应用，目前主要用作VLSI中的掩模修补工具和特殊器件的修整。谢谢光看！