专利名称：一种提高电子束曝光效率的方法
技术领域：
本发明涉及纳米尺寸的微细加工技术领域，尤其涉及一种提高电子束曝光效率的 方法。
背景技术：
电子束曝光是微纳电子器件加工领域常用的技术，但是由于电子束曝光本身的精 度高而限制了其曝光的速度，虽然目前出现的电子束曝光设备具有多个电子束枪大大加快 了电子束曝光的速度，但是版图的曝光面积也是影响曝光速度的一个主要因素，能否在保 证曝光效果的前提下减小曝光面积，从而有效的提高曝光的效率，是目前研究的热点问题。电子束曝光中邻近效应是由于电子在抗蚀剂和衬底中受到散射使得电子偏离原 来的入射方向，于是原来不应该曝光的地方就被曝光了，有的地方则曝光不足。本发明正是利用电子束曝光中的邻近效应，在保证曝光效果的前提下有效的提高 曝光的效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高电子束曝光效率的方法，以减少 电子束曝光的时间，提高电子束曝光效率。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种提高电子束曝光效率的方法，该方法利用电 子束曝光中的邻近效应，在曝光的版图设计时利用平行间隔线条曝光图形取代大面积曝光 图形，使实际曝光图形只占大面积曝光图形的一半。上述方案中，该方法具体包括步骤1 在晶片上涂敷电子束光刻胶；步骤2 将涂敷电子束光刻胶的晶片放在热板上进行前烘；步骤3 利用版图设计工具更改原有图形的版图设计，使用平行间隔线条曝光图 形取代大面积曝光图形；步骤4 对晶片进行电子束曝光。上述方案中，步骤1中所述晶片采用砷化镓。上述方案中，步骤1中所述在晶片上涂敷电子束光刻胶，采用的电子束光刻胶是 PMMA A2，甩胶条件为2000rpm，甩胶时间为60秒。上述方案中，步骤2中所述前烘的温度为180°C，时间为1小时。上述方案中，步骤3中所述版图设计工具是⑶SII或L-Edit。上述方案中，步骤3中所述平行间隔线条曝光图形中的宽度和间隔与电子束曝光 的精度有关。上述方案中，步骤4中所述对晶片进行电子束曝光，使用加速电压为10kV，束闸大小为30 μ m，曝光剂量使用与原有大面积图形设计相同。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果本发明提供的提高电子束曝光效率的方法，利用电子束曝光中的邻近效应，在曝 光的版图设计时利用平行间隔线条曝光图形取代大面积曝光图形，由于邻近效应使得线条 之间的区域也得到了很好的曝光，这样实际曝光图形只占大面积曝光图形的一半，从而有 效的降低了电子束曝光的面积，减少了电子束曝光的时间，提高了电子束曝光的效率，降低 了微纳加工的成本。实验验证本发明在曝光以后的图形能够达到与大面积曝光的图形几乎 相同的效果(可以对比图5和图6得出)。
图1是大面积图形的版图设计实例图。图2是针对图1所示图形本发明的版图设计实例图。图3是大面积图形的版图设计曝光以后的光刻胶SEM图。图4是本发明版图设计曝光以后的光刻胶SEM图。图5是图3光刻胶图形转移到衬底上的SEM图。图6是图4光刻胶图形转移到衬底上的SEM图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。本发明利用电子束曝光中的邻近效应，在曝光的版图设计时利用平行间隔线条曝 光图形取代大面积曝光图形，由于邻近效应使得线条之间的区域也得到了很好的曝光，这 样实际曝光图形只占大面积曝光图形的一半，从而有效的降低了电子束曝光的面积，减少 了电子束曝光的时间，提高了电子束曝光的效率。实验验证本发明在曝光以后的图形能够 达到与大面积曝光的图形几乎相同的效果(可以对比图5和图6得出)。下面以砷化镓(GaAs)衬底为例详细说明本发明提高电子束曝光效率的方法，本 实施例包括以下步骤步骤1 在砷化镓(GaAs)衬底上涂敷电子束光刻胶PMMA A2，甩胶条件为2000rpm， 甩胶时间为60秒；步骤2 将涂敷电子束光刻胶的GaAs衬底放在热板上进行前烘，前烘温度为 180°C，前烘时间为1小时；步骤3 利用版图设计工具⑶SII或L-Edit更改原有图形的版图设计，使用宽度 为IOnm的线条，间隔为IOnm(注这个宽度与电子束曝光的精度有关，如果电子束曝光精度 提高，则线条宽度和间隔则相应缩小)(如图2所示)来代替原有图形的设计(如图1所 示)°步骤4 电子束曝光使用加速电压为10kV，束闸大小(Aperture Size)为30 μ m， 曝光剂量使用与原有大面积图形设计相同，本实施例中使用的曝光剂量为120yC/cm2 ；步骤5 将完成电子束曝光的GaAs衬底放入IPA H2O = 7 3的显影液中显影20秒，并使用N2枪将样品吹干；步骤6 将GaAs衬底放入温度为110°C的烘箱中进行坚膜，时间为10分钟；步骤7:验证曝光效果能够达到与设计值吻合；利用体积比为H3PO4 H2O2 H2O =1 1 38的腐蚀液腐蚀GaAs衬底1分钟。步骤8 利用丙酮去掉腐蚀完成以后GaAs衬底表面的电子束光刻胶，在扫描电子显微镜(SEM)下观察图形的效果，如图5和图6所示。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，该方法利用电子束曝光中的邻近效应，在曝光的版图设计时利用平行间隔线条曝光图形取代大面积曝光图形，使实际曝光图形只占大面积曝光图形的一半。
2.根据权利要求1所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，该方法具体包括步骤1 在晶片上涂敷电子束光刻胶；步骤2 将涂敷电子束光刻胶的晶片放在热板上进行前烘；步骤3 利用版图设计工具更改原有图形的版图设计，使用平行间隔线条曝光图形取 代大面积曝光图形；步骤4 对晶片进行电子束曝光。
3.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤1中所述晶片 采用砷化镓。
4.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤1中所述在晶 片上涂敷电子束光刻胶，采用的电子束光刻胶是PMMAA2，甩胶条件为2000rpm，甩胶时间为 60秒。
5.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤2中所述前烘 的温度为180°C，时间为1小时。
6.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤3中所述版图 设计工具是GDSII或L-Edit。
7.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤3中所述平行 间隔线条曝光图形中的宽度和间隔与电子束曝光的精度有关。
8.根据权利要求2所述的提高电子束曝光效率的方法，其特征在于，步骤4中所述对晶 片进行电子束曝光，使用加速电压为10kV，束闸大小为30 ym，曝光剂量使用与原有大面积 图形设计相同。
全文摘要
本发明公开了一种提高电子束曝光效率的方法，该方法利用电子束曝光中的邻近效应，在曝光的版图设计时利用平行间隔线条曝光图形取代大面积曝光图形，使实际曝光图形只占大面积曝光图形的一半，从而有效的降低了电子束曝光的面积，减少了电子束曝光的时间，提高了电子束曝光的效率，降低了微纳加工的成本。
文档编号G03F7/20GK101872134SQ20101020151
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者刘少卿, 杨晓红, 王杰, 王秀平, 韩勤 申请人:中国科学院半导体研究所