專利名稱：一種用于進行電子束光刻的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于進行電子束光刻(electron beam lithography)的方法。本 發明還涉及一種相應的計算機程序產品。
背景技術：
在光學光刻中，由光學方法可合理形成的最小點到達極限后，電子束光刻得到發 展。電子束光刻能夠在晶片上的能量敏感性抗蝕劑(energy sensitive resist)上記錄極 小的凹槽/槽溝(pit/groove)，以用于光學或電子的應用。US2003155532公開了一種用于電子束光刻的裝置，其中使用較小的束強度可以寫 入很小的凹槽，通過在寫入期間將每一凹槽曝光數次，由此來避免為所述束的電子密度設 定上限的電子之間的相互排斥。一行電子束被布置在軌跡的縱向方向上。所述束行中的每 一束都可以被控制為經由電子光學器件投射在軌跡之上，或者散射至電子吸收位置。對所 述束行的控制確保了待被曝光的軌跡位置每次經過來自所述束行中的束的發射位置時，所 討論的束被投射在所討論的位置之上。此外，設置了用于將束從束行沿軌跡的橫向方向移 動的器件，以與主軌跡同時寫入第二軌跡。最后，描述了彼此相鄰地布置以同時在兩個彼此 相鄰布置的軌跡上進行寫入操作的多行束。通過這一裝置，母盤(master disk)上的一個 點及相同點可以被多次曝光至來自束行的電子束，其中來自所述束行的連續的電子束用于 連續的曝光。該可控的器件能夠引導來自所述束行的束穿過孔，類似于“曝光”母盤上的抗 蝕劑的過程；或者不引導所述束穿過孔，類似于“不曝光”母盤上的抗蝕劑的過程。通過這 種方式，確保了抗蝕劑每次曝光在電子束下的“曝光時間”很短，同時，通過在束行中選擇足 夠數量的束，以實現足夠長的總“曝光時間”，具體而言，長至使信號中的噪聲量最小化。然 而，US2003155532的電子束光刻方法是用于制造光學母盤軌跡的。W02006076740公開了一種相關的多束同步光柵掃描光刻系統，該系統包括處理 器，該處理器在輸出處產生表示所期望的曝光圖樣(pattern)的電信號。曝光輻射的多束 源產生了多個曝光束。束調制器接收由處理器產生的電信號，并根據期望的曝光圖樣調制 多個曝光束。束偏轉器將多個曝光束沿第一軸線偏轉預定的距離，由此用期望的曝光圖樣 將多個像素沿第一軸線曝光。平移臺將襯底沿第二軸線移動預定的距離來定位該襯底，以 用于沿第一軸線的像素的隨后曝光，從而產生期望的重疊曝光劑量的輪廓(profile)。為精 確地控制所形成的曝光圖樣，這一光刻系統需要及時地使束(光束或電子束)通電或斷電， 也即，開啟或關閉束。這需要關于束的實際位置的很精確的認知或反饋，這將限制光刻系統 的掃描速度。因此，需要一種更快速的光刻系統。當如今通過電子束光刻制造帶有孔或點陣列的晶片或襯底時，每個單獨的孔和/ 或點(元素)都是分別地進行選址的。每個點小至直徑低于10納米，且每個孔或點的配準 精度應小于1納米。這使得精確地移動光束非常關鍵，且用于每次移動的時間有限，從而使 得對于任何特定的電子束光刻系統，不可能將必要曝光時間減少至特定的限值以下。因此，一種改進的用于進行電子束光刻(EBL)的方法將是有利的，尤其是一種更
4有效和/或可靠的方法將是有利的。
發明內容
相應地，本發明優選地尋求一種逐一地或以任何組合的形式減輕、減緩或消除上 述劣勢中的一種或多種的方法。具體而言，本發明的目的可以看作是提供一種改進的用于 進行電子束光刻(EBL)的方法，該改進的方法解決了現有技術中的上述問題，能夠在充分 時間內產生具有納米級精度的圖樣。通過提供一種用于進行電子束光刻(EBL)的方法，本發明的第一方面實現了上述 目的和一些其他的目的，所述方法包括-提供一表面上帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底，所述能量敏感性抗蝕劑具有閾劑 量 / 闊會巨量(threshold dose/energy)；-提供一電子束源(EBS)，其能夠朝向所述能量敏感性抗蝕劑發射電子束；-進行電子束橫跨襯底的第一多次的相對位移，以在襯底上形成第一圖樣(P1)， 所述第一圖樣在該襯底上限定了第一方向(D1)，以及-進行電子束橫跨襯底的第二多次的相對位移，以在襯底上形成第二圖樣(P2)， 所述第二圖樣在襯底上限定了第二方向(D2)，該第二方向(D2)與第一方向(D1)不平行，其中，在所述第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至所述能量敏感性抗蝕劑的能量 和/或劑量被確定為使得所述第一和第二圖樣(P1，P2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕劑達 到所述的閾劑量/能量，以及其中，在穿過所述第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分期間，相比于剛剛在所述 通過之前的電子束的束強度和/或能量，該電子束具有基本不變的電子束強度和/或能量。對于獲得用于通過電子束光刻生成具有高品質顯影(developed)圖樣(例如，孔 或點陣列)的襯底的高速技術來說，本發明是尤其有利的，但并非是排他性的。每個孔或點 都可以由第一和第二圖樣的相互重合的部分限定，例如，由曝光線條形成格柵，而非為每個 點或孔分別地選址。通過這種方式，在曝光期間為每一元素選址的時間被最小化，從而能夠 非常快速地制造具有高品質孔或點陣列的襯底。本發明使得通過電子束光刻能夠高速(廉價)地生產高品質孔或點陣列。本發明 的優點在于，其顯著降低了均勻孔或點陣列的曝光時間。對于具有100納米周期的方形孔 或點陣列來說，本發明的寫入策略對于一個lcmXlcm的圖樣區域將使耗費在元素選址上 的時間降低大于10000的倍數。本發明的另一優勢在于，本發明可以被相對簡易地實施，因為僅需要對現有已知 的電子束光刻裝置作較小的改動，且這些改動僅與寫入策略相關。所述閾劑量/能量意在表示充分曝光抗蝕劑所必需的劑量/能量(供應至抗蝕劑 的能量)，以使在顯影后其將從襯底上被去除(正性抗蝕劑)或保留(負性抗蝕劑)在襯底 上。這也被稱為特定電子能量下抗蝕劑的清除劑量或飽和劑量/能量。本發明可以在需要高精度電子束光刻以及高制造速率的情況下應用。一種潛在的 應用可以是下述應用和/或產品的制造，和/或在下述的應用和/或產品中使用的NIL模 版的制造LEDs ；
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集成光路(包括光子帶隙結構——photonic band gap structure)；表面能工程；表面生物相容性工程；冷卻；熱傳遞；汽車；有源和無源光學元件；顯示器；存儲器(包括硬盤和光學存儲器)；MEMS ；NEMS ；防反射；太陽能電池；光電元件；電池；過濾器(粒子過濾器、生物過濾器、濾水器等)；TEM 窗；量子設備；以及SERS (表面增強拉曼光譜-Surface Enhanced RamanSpectroscopy) 在本發明的上下文中，應理解的是，術語“基本不變”的強度和/或能量可以理解 為包括微小的變化，例如，最大為0. 1%、0.5%或5%的變化。或者，可以是指示被傳送至電 子束源的電子束的強度和/或能量的控制信號保持恒定，使得任何變化都是從偏移或設置 中的類似情況或者由于統計或隨機波動產生的。在本發明的上下文中，應理解的是，術語“剛剛在......之前(immediately
before)”應理解為與第一和第二圖樣的重疊部分(例如，所述的點)的尺度(scale)相關。 因此，所述比較應在考慮電子束橫跨襯底的速度時，對所述點尺寸的相關長度尺度上進行。 例如，所述速度可以對應于一穿過時間(點直徑除以速度)，所述束和/或能量在與穿過時 間可比的時間尺度內基本恒定，例如，所述束和/或能量可以按所述點的穿過時間的3、5、 10或更多倍的比例大體上恒定。在一個實施方案中，所述電子束的強度和/或能量在明顯大于第一和第二圖樣 (P1、P2)的重疊部分的長度尺度內也可以是基本不變的。例如，第一和第二圖樣(P1、P2) 的重疊部分可以以生成點的直徑為特征，并且變化的長度尺度可以比所述點的直徑大至少 3、5或10倍。對于術語“長度尺度”，應理解的是，電子束的強度和/或能量在該長度尺度 上改變了例如最大0. 1%、0.5%或5%。或者，可以是指示被傳送至電子束源的電子束的強 度和/或能量的控制信號保持恒定，使得任何變化都是從偏移或設置中的類似情況或者由 統計或隨機波動產生的。本發明的關鍵點在于電子束源不需要對待被形成的每個點進行單獨選址。在一些實施方案中，這種情況可以等同于如下特征當形成第一和第二圖樣時，電 子束至少在形成該第一和第二圖樣的重疊部分時，具有一橫跨襯底的基本恒定的速度。因
6此，速度矢量(速度和方向)是不變的，也即，具有零加速度的矢量。在一個替代實施方案中，在所述電子束穿過所述第一和第二圖樣(PI、P2)的重疊 部分期間，相比于剛剛在所述穿過之后(即，并非在所述穿過之前)的電子束的強度和/或 能量，該電子束還可以具有基本不變的強度和/或能量。在一些實施方案中，在襯底上形成第一和第二圖樣(PI、P2)期間，電子束可以具 有基本恒定的強度和/或能量。在其他實施方案中，電子束源可以能夠提供一個——優選為僅一個——電子束， 所述第一和第二圖樣利用所述一個電子束連續地形成。優選地，所述第一和第二圖樣的相互重疊的部分可以限定二維點陣列，更優選地， 所述二維點陣列在一個或多個方向上可以是周期性的，即可以具有一個或多個周期。所 述點可以具有如下最大的尺寸0. 1、1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、1000 或 10000納米。在一個實施方案中，其中所述第一和/或第二圖樣(Pl，P2)是多條平行線，該第 一和/或第二圖樣的方向(D1，D2)由所述線條的方向限定。特別地，所述第一和第二圖樣 (P1、P2)可以相對彼此移位約90度。或者，在襯底上形成一具有第三方向(D3)的附加第 三圖樣(P3)，所述第一、第二和第三方向相對彼此移位約60度，以形成一六邊形圖樣。所述電子束源(EBS)的分辨率通常可以是至少0. 1、1、2、5、10、20、30、40、50、60、 70、80、90、100、1000 或 10000 納米。在第二個方面，本發明涉及一種電子束光刻(EBL)設備，該設備包括一能夠發射 電子束的電子束源(EBS)；該設備被配置為用于在表面上具有能量敏感性抗蝕劑的相關 襯底上進行光刻，所述抗蝕劑具有閾劑量/閾能量；通過進行電子束橫跨襯底的第一多次 的相對位移，以便在襯底上形成第一圖樣(P1)，所述第一圖樣在該襯底上限定了第一方向 (D1)；以及，通過進行電子束橫跨襯底的第二多次的相對位移，以便在襯底上形成第二圖樣 (P2)，所述第二圖樣在該襯底上限定了第二方向(D2)，所述第二方向(D2)與第一方向(D1) 不平行，其中，在所述第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至所述能量敏感性抗蝕劑的能量 和/或劑量是經過計算的，使得該第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕 劑達到所述閾劑量/閾能量，以及其中，在所述電子束穿過所述第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分期間，相比于 剛剛在所述穿過之前的電子束的束強度和/或能量，該電子束具有基本不變的電子束強度 和/或能量。在第三方面，本發明涉及一種計算機程序產品，該計算機程序產品適于使得計算 機系統能夠根據本發明的第一方面控制一電子束光刻裝置，該計算機系統包括至少一個具 有與之關聯的數據存儲器的計算機。本發明的這一方面的特別而非排他性的優勢在于本發明可以由計算機程序產品 來實施，從而使得計算機系統能夠執行本發明的第二方面的操作。因此，預期的是，通過在 控制所述光學記錄設備的計算機系統上安裝計算機程序產品，一些已知的電子束光刻裝置 可以被改變為根據本發明而運行。這樣的計算機程序產品可以被設置在任意類型的計算機 可讀介質上，例如，基于磁性或光學的介質，或者通過基于計算機的網絡(例如，互聯網)來
7設置。所述發明也可以在光學解決方案中應用，諸如但不限于，激光寫入/光刻，其中為 每個元素選址耗費的時間是所述方法最大的耗時因素。本發明的第一、第二和第三方面可以與任何其他方面相結合。本發明的這些和其 他方面將參照下述實施方案進行闡明和變得清晰。
現在將參照附圖，僅通過實施例的方式來闡釋本發明圖1是在一帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底上方的電子束源的示意圖；圖2根據本發明的第一和第二圖樣的示意圖；圖3類似于圖2，示出了第一和第二圖樣中的更多的線條；圖4類似于圖2，示出了根據本發明的第一、第二和第三圖樣；圖5類似于圖3，示出了根據本發明的具有不同幾何形狀的第一和第二圖樣；圖6是電子束光刻方法的示意側視圖；圖7是用于形成納米線的電子束光刻方法的示意側視圖；圖8是根據本發明的正交圖樣的SEM圖像；圖9和10示出了根據本發明的六邊形圖樣的SEM圖像；以及圖11是根據本發明的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1是在一帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底上方的電子束源的示意圖。圖1中使用的注釋PG:圖樣產生器EBS 電子束源BDO 束偏轉光學器件通過移動束、移動襯底或同時移動二者，使電子束相對于襯底運動。為了進行電子束光刻(EBL)，設置了一表面上帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底，所述 能量敏感性抗蝕劑具有閾劑量(threshold dose)/閾能量，也被稱為清除劑量(clearing dose)或飽禾口劑量(saturation dose)/飽禾口能量。此外，設置了 一帶有束偏轉光學器件(BDO)的電子束源(BBS)，使得EBS能夠朝向 所述能量敏感性抗蝕劑發射電子束，該電子束優選具有納米級的精度。接下來，進行電子束橫跨襯底的第一多次的相對位移，以便在襯底上形成第一圖 樣(Pl)，該第一圖樣在襯底上限定了第一方向(Dl)。隨后，還進行了電子束橫跨襯底的第二多次的相對位移，以便在襯底上形成第二 圖樣(P2)，該第二圖樣在襯底上限定了第二方向(D2)，該第二方向(D2)與第一方向(Dl) 不平行。在第一和第二圖樣的曝光期間被輸送至能量敏感性抗蝕劑的能量和/或劑量被 確定為使得位于第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分上的能量敏感性抗蝕劑達到所述閾
劑量/閾能量。
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對于以現有技術方式運行的電子光束系統，需要有限的時間(目前是μ s/微秒數 量級)以在曝光圖樣中為每一元素選址。因此，對于點或孔(元素)的方形陣列來說，為每 一元素選址的耗時量以N~2來約略計算，其中N是位于圖樣陣列的每側上的點的數量。當 利用本發明寫入這一圖樣時，需要選址的元素的數量僅為2*N，因此在曝光中的選址上耗費 的時間被減少到原耗時量的2/N( S卩，倍數Ν/2的倒數)。用于可使用的點陣列的尺寸的下限在IcmXlcm的范圍內，并且上限為ImX Im的
數量級。對于50納米的半節距(half-pitch) (100納米周期)方形陣列，在這些情況下，所 述倍數為Icm χ Icm (N = 10"5)0· 5*10"5Im χ Im (N = 10"7)0· 5*10"7因此，如果用于為每一元素選址的時間是1 μ s，死區時間(dead time)從X減少到 Y Icm χ Icm 從 X = 10"4s 減少到 Y = 0. 2sIm χ Im 從 X = 10"8s 減少到 Y = 20s在本發明的圖樣中寫入的線條的數量可以優選地是1000至100~9、10、之間的任 何數目；η為3、4、5、6、7、8或9。點/孔的數量的一些實施例可以是-下限2”方形區域50納米半節距(100納米周期)25*10"10-3”方形區域50納米半節距(100納米周期)56*10"10-4”方形區域50納米半節距(100納米周期)10~12-6”方形區域50納米半節距(100納米周期)2*10~12-上限20”方形區域50納米半節距(100納米周期):25*10~12，以及-極上限2mX2mm方形區域5納米半節距(10納米周期)4*10~16因此，利用本發明可以節約相當多的時間，尤其是當大量的點待被曝光時。本發明可以使用但并不限于使用下述抗蝕劑ZEP520、SU-8、ma_N2401XP、mr-L 6000XP、TEBN-U HSQ, PMMA、PS (聚苯乙烯)、SAL 等。本發明并不限于單束系統，也可以被應用至兩個或更多EBS平行曝光的多電子束 系統。用于電子束抗蝕劑的閾劑量/能量(清除劑量或飽和劑量/能量)通常在20yC/ cm"2至5mC/cnT2的范圍內。例如，在30kV加速電壓下的PMMA的閾劑量/能量約為200yC/cnT2。因此，對于 由兩線相交形成的點/孔陣列，每一線條將由10(^0/_~2的劑量/能量曝光。對于由三 線相交形成的陣列，每一線條將由200/3約為67μ C/cnT2的劑量/能量曝光。曝光劑量/能量的控制僅在線條交叉形成點/孔時是重要的。因此，如果可行的 話一只要交叉點之間的劑量/能量不超過用于抗蝕劑的閾劑量/能量(清除劑量或飽和 劑量/能量)，可以調制交叉點之間的線條或第一和第二圖樣相互重疊的部分的劑量/能 量。圖2是根據本發明的第一圖樣Pl和第二圖樣P2的示意圖，以俯視圖形式分別示出了與第一和第二圖樣相關的方向Dl和D2。在這一實施方案及以下實施方案中，所述圖樣 由平行線形成。然而，本發明也可以應用于其他圖樣。由第一和第二圖樣的相互重疊的區域形成的點/孔的形狀并不一定是圓形。它們 也可以是但并不限于，方形、平行四邊形或三角形。圖3與圖2類似，示出了第一和第二圖樣中的更多線條。代替為每一孔或點(元 素)分別選址的是，本發明提供了一種制造孔或點陣列的技術(寫入策略)通過在所有線 條交叉的點處曝光具有不同周期的每一柵線，并相對于彼此轉過任一特定的角度(在該圖 中這一角度是90度)，所述劑量被優化為等于或高于電子束抗蝕劑的清除劑量，而每一線 條上其他部分的劑量因過低而不能完全曝光該抗蝕劑。因此，在顯影(development)后，本 方法以在襯底上具有孔或點陣列而結束。之后的附圖示出了由兩線或三線格柵產生的不同 的孔或點陣列的實施例，如六角形、方形或更隨機的矩形。方形孔或點陣列通過具有相同周期的相對彼此旋轉90度的兩線格柵來產生。每 一線條由抗蝕劑的清除劑量的1/2來曝光，使得抗蝕劑僅在兩條線交叉的點處被完全曝 光。這一情況在圖中以D = 1/2示出。更隨機的矩形陣列也是可能的。每一線條的位置與方形陣列不同。除了這一情況， 形成孔陣或點陣的機制是相同的。這說明了具有不同幾何形狀的大量的不同孔或點陣列可 以使用這一技術制造。圖4與圖2類似，示出了根據本發明的第一、第二圖樣和第三圖樣。六邊形的孔或 點陣列由三線格柵曝光。每一線條由抗蝕劑的清除劑量的1/3來曝光，使得抗蝕劑僅在所 有三條線交叉的點處被完全曝光。這一情況在圖中以D = 1/3示出。圖5與圖3類似，但具有不同的陣列幾何形狀。第一圖樣Pl具有方向D1，但圖樣 Pl具有兩個周期，如圖5所示。圖6是電子束光刻方法的示意側視圖。(1)電子束用于在電子敏感性抗蝕劑中寫 入圖樣。(2)如果采用的是正性抗蝕劑，該抗蝕劑被顯影后在其被曝光處產生孔；(3)如果 采用的是負性抗蝕劑，則產生點。圖7是用于形成納米線的電子束光刻方法的示意側視圖。為了制造基于GaAs和/或GaAlAs和/或GaInP和/或InP和/或其他III-V和 /或II-VI的材料組合的LED，由低表面復合(low surface recombination)確保的高效 率可以通過納米級的柱/桿/須(whisker)來實現。所述柱/桿/須從相關材料(III-V 或II-VI)的薄膜中生長而成，該相關材料上覆蓋有一帶孔的保護膜/罩(例如，但不限于， Si3N4)，使得從中僅生長出單晶的柱/桿/須，因為所述孔小于薄膜材料通常的晶粒尺寸。所發明和被保護的電子束寫入技術限定了保護膜中的孔所處的位置。所發明的技 術確保了所述孔可以以快速的方式被限定，從而適合于電子束光刻制造。概括納米柱/桿/須的所述制造方法。(1) 一承載襯底被任何相關的III-V或 II-VI材料組合的薄膜覆蓋，并且在該承載襯底的頂部上應用了一保護膜(例如，但不限 于，Si3N4)，并且在該保護膜的頂部上應用了一電子敏感性抗蝕劑，該電子敏感性抗蝕劑通 過所發明的電子束光刻技術圖樣化。(2)當使用正性抗蝕劑時，電子敏感性抗蝕劑在顯影后 將包含一很好地限定的孔陣列。(3)該電子敏感性抗蝕劑被用作為蝕刻掩膜，該蝕刻掩膜用 于保護膜的濕式蝕刻或干式蝕刻，以將孔陣列轉移至保護膜。(4)穿過保護膜的小孔被用于
10從中生長出單晶納米線。圖8是由線格柵的二次曝光形成的正交圖樣的SEM圖像。該圖像在去除抗蝕劑之 前獲得。左邊的SEM圖像示出了總體的圖樣，右邊放大的SEM圖像示出了達到所需的劑量 /能量處的點之間的曝光軌跡(箭頭)。圖中還標示了一些點和距離的尺寸。圖9示出了六邊形圖樣的SEM圖像，但該SEM圖像在其他方面與圖8類似。該圖 像在去除抗蝕劑之前獲得。左邊的SEM圖像示出了總體的圖樣，右邊放大的SEM圖像并未 示出曝光軌跡，因為劑量被設置為所需劑量的1/3，因此在達到所需劑量/能量處的點之間 未留下軌跡(與圖8相比較)。圖中還標示了一些點和距離的尺寸。圖10的左邊示出了六邊形圖樣的SEM圖像，該SEM圖像類似于圖9的左圖，但在每 次曝光中的劑量略大，因此能見到曝光的軌跡(箭頭)。在右邊，示出了去除抗蝕劑后轉移 至Si襯底的孔。注意左邊SEM圖像中曝光軌跡在抗蝕劑上僅為淺效應(shallow effect), 因此在蝕刻期間所述軌跡并未被轉移至Si。圖11是根據本發明的用于進行電子束光刻(EBL)的方法的流程圖，該方法包括Sl提供一表面上帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底，所述能量敏感性抗蝕劑具有閾劑
量/閾能量；S2提供一電子束源(EBS)，該電子束源能夠朝向所述能量敏感性抗蝕劑發射電子 束；S3進行電子束橫跨襯底的第一多次的相對位移，以便在襯底上形成第一圖樣 (Pl)，所述第一圖樣在該襯底上限定了第一方向(Dl)；以及S4進行電子束橫跨襯底的第二多次的相對位移，以便在襯底上形成第二圖樣 (Ρ2)，所述第二圖樣在該襯底上限定了第二方向(D2)，該第二方向(D2)與第一方向(Dl)不 平行，其中，在第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至所述能量敏感性抗蝕劑的能量和/ 或劑量被確定為使得第一和第二圖樣(Pl，Ρ2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕劑達到所述 閾劑量/能量，以及其中，在所述電子束穿過第一和第二圖樣(Pl，Ρ2)的重疊部分期間，相比于剛剛 在所述穿過之前的電子束的束強度和/或能量，該電子束具有基本不變的電子束強度和/ 或能量。本發明可以以任何適合的形式來實施，包括，硬件、軟件、固件或這些的任意組合。 本發明或本發明的一些特征可以由運行在一個或多個數據處理器和/或數字信號處理器 上的計算機軟件來執行。本發明的實施方案的元件和部件可以以任何適合的方式物理地、 功能地和邏輯地執行。事實上，所述功能可以在單一單元、多個單元或其他功能單元的一部 分中執行。同樣，本發明可以在單一單元中執行，或者可以物理地和功能地分配在不同的單 元和處理器中執行。盡管本發明結合了特定的實施方案來描述，但其并不意在被限制到在此闡述的特 定形式。相反地，本發明的范圍僅由所附權利要求書來限制。在權利要求中，術語“包括”并 不排除其他要素或步驟的存在。另外，盡管單獨的特征可能被包括在不同權利要求中，但它 們也可能被有利地結合，而被包括在不同權利要求里并不意味著這些特征的結合是不可行 和/或有利的。另外，單數形式并不排除復數。因此，“一”、“一個”、“第一”、“第二”等并不排除“多個”。此外，權利要求中的參考標記不應被解釋為對保護范圍的限制。
權利要求
一種用于進行電子束光刻(EBL)的方法，該方法包括 提供一表面上帶有能量敏感性抗蝕劑的襯底，所述抗蝕劑具有閾劑量/閾能量； 提供一電子束源(EBS)，其能夠向所述能量敏感性抗蝕劑發射電子束； 進行電子束橫跨襯底的第一多次的相對位移，以便在襯底上形成第一圖樣(P1)，所述第一圖樣在該襯底上限定了第一方向(D1)，以及 進行電子束橫跨襯底的第二多次的相對位移，以便在襯底上形成第二圖樣(P2)，所述第二圖樣在該襯底上限定了第二方向(D2)，該第二方向(D2)與第一方向(D1)不平行，其中，在所述第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至所述能量敏感性抗蝕劑的能量和/或劑量被確定為使得第一和第二圖樣(P1，P2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕劑達到所述的閾劑量/閾能量，以及其中，在穿過所述第一和第二圖樣(P1，P2)的重疊部分期間，相比于剛剛在所述穿過之前的電子束的束強度和/或能量，該電子束具有基本不變的束強度和/或能量。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述電子束的強度和/或能量在明顯大于所述第 一和第二圖樣(P1、P2)的重疊部分的長度尺度上也是基本不變的。
3.根據權利要求1所述的方法，其中當形成所述第一和第二圖樣時，所述電子束至少 在形成該第一和第二圖樣的重疊部分時，具有一橫跨所述襯底的基本恒定的速度。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在所述襯底上形成所述第一和第二圖樣(Pl，P2) 期間，所述電子束具有基本恒定的強度和/或能量。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述電子束源能夠提供一個電子束，所述第一和 第二圖樣利用所述一個電子束連續地形成。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一和第二圖樣的相互重疊的部分限定一個 二維的點陣列。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述二維的點陣列在一個或多個方向上是周期性 的，具有一個或多個周期。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述點具有如下最大的尺寸0.1、1、2、5、10、20、 30、40、50、60、70、80、90、100、1000 或 10000 納米。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一和/或第二圖樣(P1，P2)是多條平行線， 該第一和/或第二圖樣的方向(D1，D2)由所述線條的方向來限定。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一和第二圖樣(P1、P2)相對彼此移位約 90度。
11.根據權利要求1所述的方法，其中一個具有第三方向(D3)的附加第三圖樣(P3)在 所述襯底上形成，所述第一、第二和第三方向相對彼此移位約60度。
12.根據權利要求1所述的方法，其中所述電子束源(EBS)的分辨率通常是至少0.1、 1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、1000 或 10000 納米。
13.一種電子束光刻(EBL)設備，該設備包括一能夠發射電子束的電子束源(EBS)；該 設備被配置為用于在表面上具有能量敏感性抗蝕劑的關聯襯底上進行光刻，所述抗蝕劑具 有閾劑量/閾能量；通過進行電子束橫跨襯底的第一多次的相對位移，以便在襯底上形成 第一圖樣(Pl)，所述第一圖樣在該襯底上限定了第一方向(Dl)；以及，通過進行電子束橫 跨襯底的第二多次的相對位移，以便在襯底上形成第二圖樣(P2)，所述第二圖樣在該襯底上限定了第二方向(D2)，所述第二方向(D2)與第一方向(Dl)不平行，其中，在所述第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至所述能量敏感性抗蝕劑的能量和/ 或劑量被計算為使得所述第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕劑達到 所述閾劑量/閾能量，以及其中，在所述電子束穿過所述第一和第二圖樣(Pl，P2)的重疊部分期間，相比于剛剛 在所述穿過之前的電子束的束強度和/或能量，該電子束具有基本不變的電子束強度和/ 或能量。
14. 一種計算機程序產品，其適于使得計算機系統能夠根據權利要求1來控制一電子 束光刻裝置，所述計算機系統包括至少一個具有與之相關聯的數據存儲器的計算機。
全文摘要
本發明涉及一種用于進行高速電子束光刻(EBL)的方法。電子束源(EBS)能夠朝向能量敏感性抗蝕劑發射電子束，在襯底上形成第一圖樣(P1)，該第一圖樣在該襯底上限定了第一方向(D1)。所述電子束源接著在襯底上形成第二圖樣(P2)。在第一和第二圖樣的曝光期間被傳送至能量敏感性抗蝕劑的能量和/或劑量被確定為使得第一和第二圖樣(P1，P2)的重疊部分的能量敏感性抗蝕劑達到所述閾劑量/閾能量。本發明提供了一種用于通過電子束光刻制造具有高品質顯影圖樣(例如，孔或點陣列)的高速技術。每一孔或點可以由第一和第二圖樣的相互重合的部分限定，例如，由曝光線條形成格柵，而非分別地為每一點或孔選址。
文檔編號H01J37/317GK101933116SQ200980104017
公開日2010年12月29日 申請日期2009年2月5日 優先權日2008年2月5日
發明者B·比倫伯格, P·施, T·K·尼爾森 申請人:尼爾技術有限責任公司