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電子束光刻技術(shù)新突破:鄰近效應(yīng)優(yōu)化讓微納加工更精準(zhǔn)?

來(lái)源:北京儀光科技有限公司   2025年08月14日 09:01  

一、鄰近效應(yīng):微納加工的“隱形殺手

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當(dāng)電子束穿透光刻膠時(shí),會(huì)與材料發(fā)生復(fù)雜相互作用:一部分電子前向散射,另一部分被襯底反彈形成背散射電子。這些“不聽(tīng)話”的電子會(huì)擴(kuò)散到預(yù)設(shè)圖形區(qū)域之外,就像墨水在宣紙上暈染開(kāi)一般,造成中心區(qū)域欠曝、邊緣過(guò)曝的現(xiàn)象。從澤攸科技的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)(圖2)未校正時(shí),同一芯片上不同區(qū)域的線寬差異可達(dá)30%以上。

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二、劑量校正技術(shù):給電子束裝上“導(dǎo)航系統(tǒng)”

傳統(tǒng)解決方式如同“盲人摸象”,而澤攸科技采用的智能劑量校正方案實(shí)現(xiàn)了三大創(chuàng)新:

1.雙高斯建模:通過(guò)α(前散射)、β(背散射)、η(比例系數(shù))三個(gè)核心參數(shù),精準(zhǔn)模擬電子能量沉積分布

2.動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法:如圖3所示,系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別欠曝區(qū)域(補(bǔ)償系數(shù)>1.25)和過(guò)曝區(qū)域(系數(shù)<1.15),實(shí)現(xiàn)像素級(jí)劑量調(diào)節(jié)

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3.材料數(shù)據(jù)庫(kù)支持:集成PMMA、HSQ等常見(jiàn)光刻膠及硅、石英等襯底材料的散射參數(shù),使校正效率提升60%

三、實(shí)測(cè)表現(xiàn):棋盤圖形見(jiàn)證精度飛躍

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在100nm厚PMMA膠、30kV加速電壓的測(cè)試中,優(yōu)化后的150μC/cm2劑量組展現(xiàn)出突破性效果(圖5):

中心區(qū)域圖形均勻性提升80%

邊緣孤立圖形尺寸偏差從±25%縮小至±8%

整體分辨率達(dá)到設(shè)計(jì)線寬500nm的±3%誤差范圍內(nèi)

四、技術(shù)展望:讓中國(guó)智造更“精密”

盡管當(dāng)前技術(shù)對(duì)復(fù)雜圖形的適應(yīng)性仍有提升空間,但澤攸科技已將該算法集成至自主開(kāi)發(fā)的HNU-EBL軟件中。未來(lái)結(jié)合AI預(yù)測(cè)模型和實(shí)時(shí)電子束調(diào)控,有望將校正精度推進(jìn)至亞納米級(jí)。正如團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人所言:“解決鄰近效應(yīng),就是打開(kāi)量子器件、光子芯片產(chǎn)業(yè)化大門的鑰匙?!?/span>


澤攸 EBL 電子光刻,作為前沿的微納加工技術(shù),無(wú)需掩模即可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)圖案直寫(xiě)。其工作原理是借助聚焦電子束,精準(zhǔn)作用于電子敏感光刻膠表面。澤攸科技憑借自主研發(fā)實(shí)力,構(gòu)建起完備的技術(shù)體系。旗下 ZEL304G 機(jī)型亮點(diǎn)突出,配備高亮度、低發(fā)散的肖特基場(chǎng)發(fā)射電子槍,確保電子束精準(zhǔn) “繪制” 納米線條;標(biāo)配的激光干涉樣品臺(tái),定位精度達(dá)亞納米級(jí),支持大行程高精度拼接與多圖層套刻;高性能圖形發(fā)生器采用 20 位 D/A 轉(zhuǎn)換器與 50MHz 高速掃描模塊,實(shí)現(xiàn)超高速掃描與≤1nm@15kV 的超高圖像分辨率,最小單次曝光線寬僅 2nm。此外,還內(nèi)置鄰近效應(yīng)校正功能,有效提升納米圖案均勻性。在科研與工業(yè)領(lǐng)域,澤攸 EBL 電子光刻助力二維材料器件制備,為微機(jī)電系統(tǒng)、光刻掩膜制造等提供高精度加工方案 ,推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。


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