一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统

技术领域

本发明涉及芯片制造设备技术领域，特别涉及一种电子束投影光刻机掩模和系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，光刻技术传递图形的尺寸限度不断缩小，从常规光学技术发展到电子束、X射线、离子束、激光等新技术。

在这一过程中，电子束投影光刻也得到了重点研究，这是一种需要掩模的电子束光刻技术，但它也存在一些问题，电子穿过常规掩模时在金属图形侧壁产生的散射会影响分辨率；另外，提高加速电压也会使掩模严重热形变，而减小束流又无法满足生产效率。贝尔实验室开发了SCALPEL限制散射角的电子束投影光刻技术，也存在生产效率难以提高的问题。

鉴于上述现有电子束投影曝光技术存在的问题，本发明提供一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统，用以解决电子束投影技术实用化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电位限制式电子束投影掩模，该装置能够解决现有电子束投影曝光成像技术的问题。本文中分辨率是对掩模的最细线条宽度的一种描述方式。

本发明的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统，所述掩模包括掩蔽层、带电层。掩蔽层用于掩蔽电子，其上承载有特定几何图形，带电，呈薄层状；带电层设置于所述掩蔽层(1)下方，至少一个，其上承载有与所述掩蔽层(1)相应几何图形，呈薄层状，用于控制电子运动轨迹。

本发明的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统还可以是：

所述掩蔽层材料为导体。

所述带电层(3)为带电导体。

所述掩蔽层下方设置支撑层(2)，用于支撑上方的掩蔽层，所述支撑层(2)位于带电层(3)之上。

所述带电层(3)中一个紧贴位于其上的所述掩蔽层下方的所述支撑层(2)。

所述掩蔽层(1)带负电。

所述掩蔽层(1)紧邻的带电层(3)带负电。

所述掩蔽层(1)厚度不大于掩模分辨率的两倍。

所述掩模上方设置电子束光源，在所述掩模上方设置电子吸收装置，所述电子吸收装置既不影响电子束射向掩模又能挡住并吸收从所述掩蔽层(1)反射回来的电子。

本发明掩蔽层所带的电会产生电场，图形缝隙的电势绝对值低于掩蔽层电势的绝对值，电子束光源发射电子的加速电压小于掩蔽层电势绝对值但大于图形缝隙的电势绝对值。由于掩蔽层电势绝对值较高，高能电子受到阻挡，不能通过甚至反射；所述掩蔽层图形缝隙电势绝对值较低，高能电子能够通过，通过的高能电子在带电层电场的作用下在远处成像，在光刻胶上形成图形。避免了常规掩模在电子投影光刻过程中因热效应带来的掩模图形形变和定位误差。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统实施例结构示意图。

图2是本发明一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统掩模放大示意图。

图3是本发明一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统实施例结构又一示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、掩蔽层；2、支撑层；3、带电层；4、掩模；5、电子吸收装置；6、电子束光源。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1所示，图1示出了本发明提供的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统实施例结构示意图。

本发明一个实施例的电位限制式电子束投影掩模及光刻系统。电位限制式电子束投影掩模及光刻系统的掩模包括掩蔽层(1)、带电层(3)。掩蔽层(1)用于掩蔽电子，其上承载有特定几何图形，带电，呈薄层状；带电层设置于所述掩蔽层(1)下方，至少一个，其上承载有与所述掩蔽层(1)相应几何图形，呈薄层状，用于控制电子运动轨迹。

有特定几何图形的掩蔽层用于掩蔽，射向掩蔽层的高能电子受电场作用将反射，仅让射到特定几何图形处的高能电子通过；通过的高能电子在掩蔽层(1)图形缝隙的不均匀电场作用下，将偏转、发散，带电层产生的电场能产生类似静电透镜的效果，调整电子运动的轨迹，使电子朝着预定方向运动、成像。

如图1所示，图1示出了本发明提供的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统实施例结构示意图。

在本发明的一个优选实施例中，所述掩蔽层材料为导体。导体内各处电势相同。

在本发明的一个优选实施例中，所述带电层(3)为带电导体。所述带电导体各处电势相同，形成对称电场。

在本发明的一个优选实施例中，所述掩蔽层下方设置支撑层(2)，用于支撑上方的掩蔽层，所述支撑层(2)位于所述带电层(3)之上。随着分辨率的提高，所述掩蔽层很薄，需要物体支撑，在所述掩蔽层下方设置所述支撑层既能支撑所述掩蔽层，又不会影响电子束照射所述掩蔽层。

在本发明的一个优选实施例中，所述带电层(3)中一个紧贴位于其上的所述掩蔽层下方的所述支撑层(2)。将所述带电层(3)附着在所述掩蔽层和所述支撑层组合体上，简化了结构，也减少了带电层的支撑，便于掩模制作。

如图2所示，图2示出了本发明提供的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统的掩模放大示意图。

在本发明的一个优选实施例中，所述掩蔽层(1)带负电。高能电子束电子带负电，同样带负电的所述掩蔽层能阻挡电子入射到所述掩蔽层上，从而起到掩蔽的作用。

在本发明的一个优选实施例中，所述掩蔽层(1)紧邻的带电层(3)带负电。带电层产生的电场能使电子束聚焦，大部分电子能沿缝隙以很小的散角在远方成像

在本发明的一个优选实施例中，所述掩蔽层厚度不大于掩模分辨率或分辨率的二分之一，在静电场中，电场强度与距离的二次方成反比，掩蔽层带电形成的电场电势分布与掩蔽层厚度相关联，较薄的掩蔽层缝隙位置的电势绝对值相对较小，更有利于高压电子通过缝隙。

在本发明的一个优选实施例中，所述掩模上方设置电子束光源，在所述掩模上方设置电子吸收装置，所述电子吸收装置既不影响电子束射向掩模又能挡住并吸收从所述掩蔽层(1)反射回来的电子。由于所述掩模上方设置了电子束光源，为了不影响电子入射，可将电子吸收装置设置在所述掩模侧上方。

如图3所示，图3示出了本发明提供的一种电位限制式电子束投影掩模及光刻系统实施例结构又一示意图。

所述掩蔽层带电将产生有特定几何特征的电场，形成有特定几何图形特征的电势漏斗，平行的高能电子束穿过漏斗并在带电层的作用下在后侧形成有特定几何图形的图像。

在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。