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應用簡述
NPGS電鏡改裝系統(tǒng)能夠制備出具有高深寬比的微細結構納米線條，從而為微電子領域如高精度掩模制作、微機電器件制造、新型IC研發(fā)等相關的微/納加工技術提供了新的方法。NPGS系統(tǒng)作為制作納米尺度的微小結構與電子元件的技術平臺，以此為基礎可與各種制程技術與應用結合。應用范圍和領域取決于客戶的現(xiàn)有資源，例如： NPGS電子束曝光系統(tǒng)可與等離子應用技術做***有效的整合，進行各項等離子制程應用的開發(fā)研究，簡述如下：
(***) 半導體元件制程
等離子制程已廣泛應用于當前半導體元件制程，可視為電子束微影曝光技術的下游工程。例如：
(1) 等離子刻蝕（plasma etching）
(2) 等離子氣相薄膜沉積（plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD）
(3) 濺鍍（sputtering）
(二) 微機電元件制程（Semiconductor Processing）
微機電元件在制程上與傳統(tǒng)半導體元件制作有其差異性。就等離子相關制程而言，深刻蝕（deep etching）是主要的應用，其目標往往是完成深寬比達到102 等***的深溝刻蝕或晶圓穿透刻蝕。而為達成高深寬比，深刻蝕采用二種氣體等離子交替的過程。刻蝕完成后可輕易以氧等離子去除側壁覆蓋之高分子。在微機電元件制作上，深刻蝕可與電子束微影曝光技術密切結合。電子束微影曝光技術在圖案設計上之自由度十分符合復雜多變化的微機電元件構圖。***旦完成圖案定義，將轉由深刻蝕技術將圖案轉移到晶圓基板。

二. 主要技術指標：
型號：NPGS
最細線寬（μm）：根據(jù)SEM
最小束斑（μm）：根據(jù)SEM
掃描場：可調
加速電壓：根據(jù)SEM，一般為0-40kV
速度：5MHz（可選6MHz）
A. 硬件：
微影控制介面卡：NPGS PCI-516A High Speed Lithography Board，high resolution (0.25%)
控制電腦：Pentium IV 3.0GHz/ 512Mb RAM/ 80G HD/ Windows XP
皮可安培計：KEITHLEY 6485 Picoammeter
B. 軟件：
微影控制軟件 NPGS V9.0 for Windows2000 或 XP
圖案設計軟件 DesignCAD LT 2000 for Windows
 

***. 技術描述：
為滿足納米***電子束曝光的要求，JC Nabity的NPGS系統(tǒng)設計了***個納米圖形發(fā)生器和數(shù)模轉換電路，并采用PC機控制。PC機通過圖形發(fā)生器和數(shù)模轉換電路去驅動SEM等儀器的掃描線圈，從而使電子束偏轉并控制束閘的通斷。通過NPGS可以對標準樣片進行圖像采集以及掃描場的校正。配合精密定位的工件臺，還可以實現(xiàn)曝光場的拼接和套刻。利用配套軟件也可以新建或導入多種通用格式的曝光圖形。
(***) 電子源（Electron Source）
曝照所需電子束是由既有的SEM、STEM或FIB產(chǎn)生的電子束（離子束）提供。
(二) 電子束掃描控制（Beam Scanning Control）
電子射出后，受數(shù)千乃至數(shù)萬伏特之加速電壓驅動沿顯微鏡中軸向下移動，并受中軸周圍磁透鏡（magnetic lens）作用形成聚焦電子束而對樣本表面進行掃描與圖案刻畫。掃描方式可分為循序掃描（raster scan）與矢量掃描（vector scan）。
循序掃描是控制電子束在既定的掃描范圍內(nèi)進行逐點逐行的掃描，掃描的點距與行距由程式控制，而當掃描到有微影圖案的區(qū)域時，電子束開啟進行曝光，而當掃描到無圖案區(qū)域時，電子束被阻斷；矢量掃描則是直接將電子束移動到掃描范圍內(nèi)有圖案的區(qū)域后開啟電子束進行曝光，所需時間較少。
掃描過程中，電子束的開啟與阻斷是由電子束阻斷器（beam blanker）所控制。電子束阻斷器通常安裝在磁透鏡組上方，其功效為產(chǎn)生***大偏轉磁場使電子束完全偏離中軸而無法到達樣本。
(三) 阻劑（光阻）
阻劑（resist）是轉移電子束曝照圖案的媒介。阻劑通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。高能電子束的照射會改變阻劑材料的特性，再經(jīng)過顯影（development）后，曝照（負阻劑）或未曝照（正阻劑）的區(qū)域將會留在基材表面，顯出所設計的微影圖案，而后續(xù)的制程將可進***步將此圖案轉移到阻劑以下的基材中。
PMMA（poly-methyl methacrylate）是電子束微影中***常用的正阻劑，是由單體甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate, MMA）經(jīng)聚合反應而成。用在電子阻劑的PMMA 通常分子量在數(shù)萬至數(shù)十萬之間，受電子束照射的區(qū)域PMMA 分子量將變成數(shù)百至數(shù)千，在顯影時低分子量與高分子量PMMA 溶解度的對比非常大。
負阻劑方面，多半由聚合物的單體構成。在電子束曝照的過程中會產(chǎn)生聚合反應形成長鏈或交叉鏈結（crosslinking）聚合物，所產(chǎn)生的聚合物較不易被顯影液溶解因而在顯影后會留在基板表面形成微影圖案。目前常用的負阻劑為化學倍增式阻劑（chemically amplified resist），經(jīng)電子束曝照后產(chǎn)生氫離子催化鏈結反應，具有高解析度、高感度，且抗蝕刻性高。
(四) 基本工序
電子束微影曝光技術的基本工序與光微影曝光技術相似，從上阻、曝照到顯影，各步驟的參數(shù)（如溫度、時間等等）均有賴于使用者視需要進行校對與調整。