以前课件-微细加工技术soft x-ray

软X射线光刻技术及应LIGA技术及应微细加工特点：加工形成的部件或结构的模型工探针工

Top-Bottom-微结构 方法形一般只能形成二维平面加工的是整个系统，不是单个设计：层与层之间的物理探针花放顺序加工平行加利用模 出相应的微结注模技

低成本批是一大类不同的工艺有不同的原理和应工艺是个复杂加法和

光刻实际上是微细图 技术（过程

路材光刻的分按图形产生方式分

无掩光刻的分按光源分类

紫外光300nm~450X光光刻0.2~2.0离子束光刻的分接触 方式分类：接近

投影 1：1投缩小投（分布重复式几 方接触 技接触 技术是传统 技术时，采用加压或真空吸附使掩模版与基片紧密接近 技为了克服接触式容易损伤掩模的缺点，使掩模与在这种情况下 的可分辨的最小线宽式中S是掩模版与基片的间是理想的平面，在接触式中掩模与基片总有一定间投影 技 投影方式：1：1缩小投影时，掩模与基片同步移动，经过多次分布重复把整个基片完毕，因此也称为分布重复投影或步进缩小投影。缩小倍数：2.5,5,10.分辨焦对光源光强分布不同光源光强分布 KrF:248nm,NA:0.7ArF:193nm,NA:0.75相干度

Wavelength:248nmNA:0.7一般用Reyleigh判据来分析光刻分光刻（空间）成像—圆孔图rz 分辨率与那些因素光刻（空间）成像—圆孔图I(θ(

[2J1(x)

x2a a为圆孔的半径，为衍射角，J1(x)为一阶贝塞尔函x01.6352.2332.6793.2381000光刻（空间）成像—圆孔图0.61aRayleigh

nsin投影聚焦光学系统 0.61K1>0.61,

δ Hg灯g0.49Hg灯i0.37Hg灯i0.30Hg灯iKrF0.25KrF激0.220.20ArF激0.16ArF激 T(x)TE(x)TE[E(x)]计量为:E(x) 假设光刻胶初始厚度为T0,只有 度T(E)与T0有如下关系：T（E)ln[E0]

dTtan dTdTEtandT

dE

焦深对光刻精度的DOF DOF

2

DOFk在不同离焦平面上点光源成像的接近式光刻中，所用的光源一般有同步辐射光、灯产生的紫外光、激光器产生的紫外光等，虽然同步辐射光，灯产 Itot Icoh Icoh/Itot 瑞利-索末菲衍射1U(P0)1

(1

e

cos(n,其中U（P1）表示入射波在孔径Σ上的场分光刻图形的光强 U(P)U*(P1

t(x,y)2dxdy2 2IP0 IcohIincoh z2 x)2( y z[1(

x1z

(

y1)2]1/z rz1

3

近似是取的前两项，忽略高次项，并假定cos(n,r01)1。这样的近似对掩模孔径大小，光刻胶内

e

U

ez

jk[(x0x1)2(y0y1)2e2 jk[(xx)2 U(P)U*(P)

t(x,y)e2

(y0y1)

z2

1

cos(n, )2

22

t(x,y)21

t(x,y)2z 衍射对厚光刻 精度的影响 近似模型

衍射对厚光刻 精度的影响 近似模型

衍射对1mX1mg=0 衍射对1mX1m衍射对2mX2mg=3m 衍射对2mX2m 近近似要求cos(n,r01)1，分母中的r01Z,这就要求 1

cos(n,r01

t(x,y)2dxi2Iincoh i2

12

t(x,y z[(xxz

(i

y0)2z 近U(P0)i

exp(jkz1

t(x1,y1

e

cos(n,r01exp(jkz1

jkz{11[(x0x1)2(y0y1)2

t(x1,y1z

(xx)2(yy)2z dx (xx)2(

y0)2zt(x,y)

xa

i

yy

ii)

x

ai2

y

2 近U(0)U(0iII

U(P0)U*(P0Iii近似和 近似结果比

近似和 近似结果比

投影式光k1

短波长光源DOF

2

增大光学系统接近式光W

增大NANA=nsin,n>1,光学系掩模技K1和NA对掩模误差因子和DOF光刻技术发展 0.13 248nm

193nm

157nmOptical(SoftX-raySCALPEL

XRL1999

2001 2008 2011 2014投入生间产特征尺光刻技光光光光光刻工艺过程（实验课1 根据需要选择光刻胶和转速4常用0.6％NaOH溶液软X射线光实验站--- 装置和其它设备构图 装X光光刻掩X光光刻掩模的结构与紫外光刻掩模完全不同支撑吸收体图X射线掩模材吸收体图形材料AuPt(铂Ir(铱Os(锇 Ta(钽衬底SiBNSi3N4Al2O3

的影响（FresnelnumberW 为了获得清晰的掩模结构U03,F

W=0.20m,

W=0.05m,g=5W=0.05g=2m

W=0.25m,g=10mW=0.05m,g=3m超分模拟结果（长方形模拟结果（T形实验结优点及光刻技术要光源要求掩模要求：光刻胶要求：软X射线光刻光束线光路示意NSRL的X光光刻结 ThegateSourceofHighElectronMobilityTransistor(HEMT)Linewidth Aspectratio20DCconductanceHighTcSuperconductingDetector-Line-width(toMin.) SuperconductingfilmYBa2Cu3O7 R123Vs:ReadoutSignal,Vn:noise,R:Voltageresponse,NEP:NoiseequivalentPower,D*:QuantumLineStructureFabricatedbySRLithographyandSide-wallTechnique

Thegoldlineonthetopisetchedbyionbeam,andthePMMAisThemainprocessstepsofSide-wall3333g/mmTGcopiedby6666g/mmTGpatternedbyproximity150nmperiod,50nmlinewidth,1μm5000线/毫米X射线透射光X射线透射光栅研制ICF中透射光栅的应用现状（截