10納米以下圖形電子束曝光的研究.pdf

1、電子束曝光是目前分辨率最高、使用最靈活的納米加工技術(shù)，在納米電子學(xué)、納米光學(xué)、納機(jī)械系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。同時，隨著集成電路的關(guān)鍵尺寸進(jìn)入到22 nm節(jié)點，電子束曝光技術(shù)在整個半導(dǎo)體制造領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。
　　 追求更高的分辨率是電子束曝光研究的核心內(nèi)容。本論文從電子束曝光的基本原理出發(fā)測量了不同電壓的點擴(kuò)散函數(shù)并進(jìn)行了蒙特卡洛模擬研究，為研究電子束曝光的分辨率極限與鄰近效應(yīng)校正提供了基礎(chǔ)。進(jìn)而分析了電子束曝光的分

2、辨率、效率、結(jié)構(gòu)均勻度之間的關(guān)系以及它在大規(guī)模應(yīng)用中所面臨的困難，提出了解決困難的可行辦法。
　　 本論文對高分辨電子束曝光的工藝和分辨極限開展了研究，得到了9 nm周期寬度的納米結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步利用透射電子顯微鏡和原子力顯微鏡對電子束曝光制作的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行了精確測量，發(fā)現(xiàn)曝光的分辨率極限對稀疏的結(jié)構(gòu)可以達(dá)到4 nm的特征尺寸，而對于密集型結(jié)構(gòu)，16 nm周期寬度的結(jié)構(gòu)無法完全分辨。通過對電子束擴(kuò)散函數(shù)與顯影對比度的分析，本文認(rèn)為電

3、子束曝光的分辨極限與顯影液在納米尺度下的擴(kuò)散限制有關(guān)。
　　 電子束曝光雖然具有極高的分辨率，但它面臨在納米尺度下圖形轉(zhuǎn)移的困難。本文為此提出了利用電子束曝光和輻照直接制作功能納米結(jié)構(gòu)。以超細(xì)PMMA納米纖維作為前驅(qū)物，在高分辨透射電子顯微鏡下原位地研究了聚合物在電子束輻照下分解、碳化和石墨化的過程，分別制作出石墨烯納米帶、類富勒烯以及石墨尖等納米結(jié)構(gòu)。利用電子束過量曝光PMMA結(jié)合退火過程得到了圖形化的石墨納米結(jié)構(gòu)。