基于掃描電鏡的電子束曝光系統(tǒng)Raith全解

基于掃描電鏡的電子束曝光系統(tǒng)Raith全解第1頁/共55頁主要內容掃描電子顯微鏡介紹Raith電子束曝光系統(tǒng)電子束曝光圖形制作曝光參數(shù)對準操作納米器件制作的主要步驟第2頁/共55頁XL30SFEG

(atopperformingfieldemissionSEM)Accelerationvoltage:200V30kVResolution:1.5nmat>10kV,2.5nmat1kVElectronspot~1nm,Resolution~1nmSTEMwithinSEM!!+CLdetector第3頁/共55頁第4頁/共55頁電子發(fā)射槍第5頁/共55頁電子透鏡原理第6頁/共55頁第7頁/共55頁Electrongunproducesbeamofmonochromaticelectrons.Firstcondenserlensformsbeamandlimitscurrent("coarseknob").Condenserapertureeliminateshigh-angleelectrons.Secondcondenserlensformsthinner,coherentbeam("fineknob").Objectiveaperture(usu.user-selectable)furthereliminateshigh-angleelectronsfrombeam.

第8頁/共55頁Beam"scanned"bydeflectioncoilstoformimage.Finalobjectivelensfocusesbeamontospecimen.Beaminteractswithsampleandoutgoingelectronsaredetected.Detectorcountselectronsatgivenlocationanddisplaysintensity.Processrepeateduntilscanisfinished(usu.30frames/sec).第9頁/共55頁CathodaluminescenceSecondarye–Backscatterede–Incidente–ElasticallyScatterede–InelasticallyScatterede–Unscatterede–X-raysAugere–電子相互作用第10頁/共55頁Causedbyincidentelectronpassing"near"sampleatomandionizinganelectron(inelasticprocess).Ionizedelectronleavessamplewithverysmallkineticenergy(5eV)andiscalled"secondaryelectron".

(Eachincidentelectroncanproduceseveralsecondaryelectrons.)Productionofsecondaryelectronsistopographyrelated.Onlysecondariesnearsurface(<10nm)exitsample.FEWERsecondarye–escapeMOREsecondarye–escape二次電子的形成第11頁/共55頁如何生成二次電子像Secondaryelectronsaregeneratedbytheinteractionoftheincidentelectronbeamandthesample.Thesecondaryelectronsemergeatallangles.Theseelectronsgatheredbyelectrostaticallyattractingthemtothedetector.Knowingboththeintensityofsecondaryelectronsemittedandpositionofthebeam,animageisconstructedelectronically.secondarye-detectorincidente-beamemittede-~+12,000Vbeamlocationsignalintensity第12頁/共55頁Raith電子束曝光系統(tǒng)曝光精度<30nm,器件套刻精度~50nm第13頁/共55頁Beamblanker圖形發(fā)生器BeamblankerAmplifier控制系統(tǒng)界面第14頁/共55頁Beamblanking第15頁/共55頁Faraday圓筒——測電流第16頁/共55頁工作方式

－高斯束、矢量掃描、固定工作臺第17頁/共55頁Elphyplus主控制界面第18頁/共55頁曝光圖形的制作圖形格式：.CSF或者.GDS常用軟件：elphyplus－GDSIIdatabaseL－editAutoCAD

等等曝光之前，必須先知道曝什么！第19頁/共55頁增加圖層第20頁/共55頁選定圖層第21頁/共55頁選定圖層第22頁/共55頁顯示繪圖格點第23頁/共55頁改變繪圖格點間距第24頁/共55頁選用畫筆第25頁/共55頁第26頁/共55頁第27頁/共55頁第28頁/共55頁曝光圖形設計注意事項最小尺寸：線寬、間距（考慮臨近效應）對準標記要適合（多用十字）需要曝光的圖形要遠離對準標記兩層之間的對準要留容錯注意曝光的順序注意圖形交疊，特別是場拼接處的圖形第29頁/共55頁λdΔΔ第30頁/共55頁第31頁/共55頁

n-SiSiO2SDGateHfO2CNT曝光中的主要操作—對準1、源漏電極要壓在納米管上2、柵電極要蓋在源漏之間難點：很多地方不能看！第32頁/共55頁對準調節(jié)曝光之前，必須先知道在哪里曝光！掃描電鏡的坐標（x,y）曝光系統(tǒng)定義的坐標（u,v）第33頁/共55頁兩套坐標的刻度校準第34頁/共55頁標準樣品第35頁/共55頁第36頁/共55頁第37頁/共55頁三點校正－確定u、v坐標（1.0,0）(1.5,0)(1.5,0.5)第一次三點校正第38頁/共55頁第39頁/共55頁第二次三點校正（1.07,1.05）（1.43,1.05）（1.45,1.43）第40頁/共55頁第41頁/共55頁第42頁/共55頁曝光參數(shù)設置－掃描電鏡加速電壓如：20kVSpotsize工作高度選擇第43頁/共55頁曝光參數(shù)設置－Elphyplus圖層選擇電流密度曝光劑量移動步距第44頁/共55頁第45頁/共55頁曝光劑量的選擇第46頁/共55頁手動對準標記第47頁/共55頁第48頁/共55頁第49頁/共55頁納米器件的主要制作步驟基片準備