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电子束刻蚀的临近效应



电子束刻蚀(EBL) 技术,已广泛用于光栅、波导器件和光子晶体等光学表面结构的原型设计,用以在较大面积基体(相比于微小特征结构)上以极高的密度制造出微米或纳米级结构特征。由于结构特征及其微小,所以该制造工艺的一个关键就是要确保表面结构具有高的尺寸精度。即使是几纳米的微小偏差,也可能对器件的光学特性产生巨大影响。通常,有众多因素影响到这些结构特征的尺寸精度,其中之一为电流临近效应。此应用案例中,我们将展示介绍TESCAN DrawBeam软件模块中矫正临近效应的功能。

临近效应主要由高能背散射电子产生。背散射电子被基体反射后,进入抗蚀剂层,使不应受到入射电子束辐照的区域也处于电子曝光状态。与入射电子束相比,和基体原子碰撞被反射的背散射电子在抗蚀剂层内以更大的角度穿行,作用面积更大从而影响到蚀刻结构的尺寸精度。已知,背散射电子的数量,也就是临近效应的程度,主要取决于加速电压和基体成分。

临近效应可通过两个叠加的高斯分布临近函数进行定量描述,两个高斯分布分别表示前散射电子(DrawBeam软件模块的前散射参数)和背散射电子(DrawBeam软件模块的背散射参数)。这种近似计算的一个前提假设为,所使用的临近函数具有与材料所吸收电子的能量分布相似的形状。



使用的设备为:

FERA3 GM

FERA3 GM是一款由计算机完全控制的Xe等离子聚焦离子束(i-FIB)场发射扫描电子显微镜,可选配气体注入系统 (GIS),可在高真空和低真空模式下工作,其具有突出的光学性能、清晰的数字化图像、成熟和用户界面友好的SEM/FIB/GIS操作软件等特点。基于Windows™平台的操作软件提供了简单的电镜操作和图像采集,可以保存标准文件格式的图片,可以对图像进行管理、处理和测量,实现了电镜的自动设...