一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置的制作方法

1.本发明涉及微电子领域制造设备中的电子束投影曝光机技术领域，特别涉及一种高分辨率的电子束投影曝光成像系统的掩模装置。


背景技术：

2.电子束曝光(ebl)始于上世纪60年代，是在电子显微镜的基础上发展起来的用于微电路研究和制造的曝光技术。电子束曝光主要有可变矩形电子束曝光系统、电子束投影光刻技术、大规模平行电子束成像三种技术。电子束投影光刻技术能够提高电子束的光刻效率，但也存在一些问题，电子穿过掩模产生散射影响分辨率；另外，提高加速电压会造成掩模严重热形变，而减小束流又无法满足生产效率，其原理是透射加吸收。贝尔实验室scalpel 技术(限制散射角的电子束投影光刻)采用限制散射角的方法，也存在掩模制作费用高、制作难度大等问题，其掩模原理是透射加散射。由于这些问题影响，电子束投影曝光成像没能成为市场的主流光刻技术。
3.鉴于上述现有的电子束投影曝光成像系统掩模存在的缺陷，本发明创建一种新型结构的电子束投影曝光成像系统掩模装置，能够改进现有电子束投影曝光成像系统的掩模装置，完善和提高电子束投影曝光成像系统性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置，该装置能够解决现有电子束投影曝光成像系统掩模装置的问题，完善电子束投影曝光成像系统。本文中分辨率是对掩模的最细线条宽度的一种描述方式。
5.本发明的一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置，所述掩模装置的掩模包括有特定几何图形的掩蔽层和其下的支撑层，所述有特定几何图形的掩蔽层带电。
6.本发明的一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置还可以是：
7.所述有特定几何图形的掩蔽层带负电。
8.所述有特定几何图形的掩蔽层材料为导体。
9.所述有特定几何图形的掩蔽层材料通过导线连接到电源的负极。
10.所述有特定几何图形的掩蔽层厚度不大于掩模分辨率的五倍。
11.所述有特定几何图形的掩蔽层厚度不大于掩模分辨率两倍。
12.所述有特定几何图形的掩蔽层材料为绝缘体。
13.所述有特定几何图形的掩蔽层材料为可以由导体变成绝缘体的材料。
14.本发明通过在所述有特定几何图形的掩蔽层带负电，产生电场，平行的高能电子束入射到所述掩模装置，在所述有特定几何图形的掩蔽层电场作用下，形成不同的通过样貌，所述有特定几何图形的掩蔽层镂空或线条处，高能电子顺利通过，掩蔽处高能电子受到阻挡不能通过甚至反弹，通过的高能电子在芯片光刻胶上形成图形。不仅避免了常规掩模装置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，也避免了制作
散射掩模的问题。
附图说明
15.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。
16.图1是本发明一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置实施例结构示意图。
17.图2是本发明一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置掩模放大示意图。
18.图3是本发明一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置实施例结构又一示意图。
19.其中，附图标记说明如下：
20.1、有特定几何图形的掩蔽层；2、支撑层；3、电子枪；4、掩模；5、电源。
具体实施方式
21.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。
22.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。
23.如图1所示，图1示出了本发明提供的一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置实施例结构示意图。
24.本发明一个实施例的电子束投影曝光成像系统的掩模装置。电子束投影曝光成像系统的掩模装置的掩模包括有特定几何图形的掩蔽层(1)和其下的支撑层(2)，所述有特定几何图形的掩蔽层(1)带电。有特定几何图形的掩蔽层用于掩蔽，仅让从入射到特定几何图形处的高压电子通过；掩蔽层下的支撑层用于支撑掩蔽层同时让从特定几何图形处入射的高压电子通过；特定几何图形外的掩蔽层带电用于阻挡高压电子撞击掩蔽层。
25.在本发明的一个优选实施例中，所述有特定几何图形的掩蔽层(1)带负电，可以产生电场，高压电子为负电荷，所述有特定几何图形的掩蔽层(1) 带负电形成的电场能使射向特定几何图形外位置的高压电子无法通过。
26.在本发明的一个优选实施例中，所述有特定几何图形的掩蔽层材料为导体，便于通过接触使所述有特定几何图形的掩蔽层带负电，所带的负电为电子束投影曝光成像系统高压电子入射前携带的，在带负电的有特定几何图形的掩蔽层形成的电场作用下射向特定几何图形外位置的高压电子无法通过。
27.如图3所示，图3示出了本发明提供的一种电子束投影曝光成像系统的掩模装置实施例结构又一示意图。
28.在本发明的一个优选实施例中，所述有特定几何图形的掩蔽层通过导线连接到电源的负极，掩蔽层连接到电源负极使掩蔽层产生的电场阻止射向特定几何图形外位置的高压电子通过。
29.在本发明的一个优选实施例中，所述有特定几何图形的掩蔽层厚度不大于掩模分
辨率或分辨率的二分之一，根据库伦定律，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强度与距离的相关联，较薄的掩蔽层厚度更有利于阻挡高压电子。
30.在本发明的一个优选实施例中，所述有特定几何图形的掩蔽层为可以由导体变成绝缘体的材料，掩蔽层材料为导体便于通过接触带电，再通过调整外部条件，使掩蔽层材料变为绝缘体，在绝缘体中电子难以自由移动，能够更好地阻止高压电子撞击掩蔽层。
31.所述有特定几何图形的掩蔽层带电，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通道，平行的高能电子束穿过通道形成特定几何图形的图形。
32.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。
33.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。
34.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。
35.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。