NPGS-納米圖形發(fā)生系統(tǒng)（基于改裝SEM的掃描電子束曝光系統(tǒng) ）

NPGS簡介

電子束曝光系統(tǒng)是利用計算機控制電子束成像電鏡及偏轉系統(tǒng)，聚焦形成電子束流，轟擊照射涂有高分辨率和高靈敏度化學蝕劑的晶片直接描畫或投影復印圖形的技術。它的特點是分辨率高、圖形產(chǎn)生和修改容易、制作周期短。

由于SEM、STEM及FIB的工作方式與電子束曝光機十分相近，美國JC Nabity Lithography Systems公司成功研發(fā)了基于改造商品SEM、STEM或FIB的電子束曝光裝置（Nanometer Pattern Generation System納米圖形發(fā)生系統(tǒng)，簡稱NPGS）。NPGS為電子束直寫光刻圖形發(fā)生系統(tǒng)，改造現(xiàn)有SEM等，外加電子束控制系統(tǒng)，將會聚的電子束斑逐點地在樣品臺上移動，直接輻照電子蝕劑上或刻蝕基片形成圖形。相對于購買昂貴的電子束曝光機，以既有的SEM等為基礎，可大幅節(jié)省造價，且兼具原SEM 的觀測功能，在功能與價格方面均有優(yōu)勢。

由于具有高分辨率及等特點，在北美研究機構中，NPGS是的與掃描電鏡配套的電子束曝光系統(tǒng)，并且它的應用在世界各地也越來越廣泛。NPGS的技術目標是提供一個大的多樣化簡易操作系統(tǒng)，結合市面上已有的掃描電鏡、掃描電鏡或聚焦離子束裝置，實現(xiàn)的電子束或離子束光刻技術。當前眾多用戶的一致肯定和推薦證明NPGS實現(xiàn)了自己的目標，滿足了用戶對納米級光刻加工技術的需求。

應用簡述

NPGS電鏡改裝系統(tǒng)所具有的分辨率，無需投影光學系統(tǒng)和費時的掩模制備過程，計算機產(chǎn)生圖形并控制電子束直接將圖形掃描到光刻膠上的特點，使它在納米加工方面有著大的優(yōu)勢。NPGS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掩模板制造、微電子器件制造、全息圖形制作、電子束誘導表面沉淀等微/納加工相關技術提供了新的方法。

NPGS系統(tǒng)刻畫圖案的大小從納米級到顯微鏡能的尺度，即可到10毫米。然而，對任何SEM電子束曝光系統(tǒng)，刻畫將隨著圖案大小的增加而降低。

主要特點：

為滿足納米級電子束曝光要求，JC Nabity出品的NPGS系統(tǒng)設計了一個納米圖形發(fā)生器和數(shù)模轉換電路，并采用電腦控制。電腦通過圖形發(fā)生器和數(shù)模轉換電路驅(qū)動SEM等儀器的掃描線圈，從而使電子束偏轉并控制束閘的開關。通過NPGS可以對標準樣片進行圖像采集及掃描場的校正。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?qū)攵喾N通用格式的曝光圖形。

系統(tǒng)參數(shù)：

細線寬（μm）：根據(jù)SEM

小束斑（μm）：根據(jù)SEM

掃描場：可調(diào)

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，16 Bit，high resolution (0.25%)

控制電腦：Pentium IV 3.0 GHz computer (or better) with 512 Mb RAM, 80G硬盤, CDRW Drive，17"液晶顯示器.

皮可安培計：Keithley 6485 Picoammeter

B. 軟件：

微影控制軟件 NPGS V9.0

DesignCAD Express v16.2 或更高版本