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电子束曝光模型是研究电子束光刻技术的理论工具,它源于现实曝光过程中的微观现象,同时又可以为曝光实验提供参考依据和指导。
本文利用Monte Carlo计算方法模拟了低能电子在PMMA抗蚀剂中的散射过程,分别改变入射电子束能量、抗蚀剂厚度和衬底材料,研究分析了各因素对电子束曝光分辨率的影响,并通过大量仿真模拟确定了不同能量电子束的最佳抗蚀剂厚度。当电子束入射能量为1keV,抗蚀剂厚度为10nm或20nm,采用Si作衬底时,可以实现较高分辨率的表面成像技术工艺。
通过能量沉积密度曲线观察了选用Rutherford截面和Mott截面对于中高能电子束散射的近似程度,研究了背散射所引起的能量沉积变化,并模拟了中高能电子束穿越薄层抗蚀剂的情况。当电子束入射能量为50keV,抗蚀剂厚度为500nm,采用Si作衬底时,曝光图形轮廓横向扩散的半径尺寸可以控制在10nm以内。
针对抗蚀剂的性能研究了低能电子束刻蚀深度和曝光剂量的关系,描述了双层抗蚀剂应用的原理,并在此基础上提出了一套能够加工出“工”型截面的多层抗蚀剂配制方案。当电子束入射能量为1keV,PMMA抗蚀剂厚度为20nm时,该抗蚀剂能够获得较高的灵敏度,反差值可以达到2.72,有利于提高曝光分辨率。