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更新時(shí)間：2025-11-27 08:53:16瀏覽次數(shù)：53次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)自 包裝印刷網(wǎng)電子束納米曝光系統(tǒng)DY-2000A ——電子束光刻系統(tǒng) 電子束納米曝光系統(tǒng)DY-2000系統(tǒng)概述：電子束納米曝光系統(tǒng)是微細(xì)加工的專(zhuān)用設(shè)備，集光、機(jī)、電、真空、控制等多種高技術(shù)于一體
系統(tǒng)組成：電子光學(xué)系統(tǒng)（掃描電子顯微鏡）、圖形發(fā)生器、精密工件臺(tái)、控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、精密電源。
主要應(yīng)用：
1：半導(dǎo)體器件研究：微波晶體管，單電子晶體管，量子點(diǎn)，超導(dǎo)環(huán)等
2：光電子器件研究：特種光柵，菲涅爾波帶板，晶體檢波器，光波導(dǎo)，光集成器件
3：微機(jī)械研究：微納機(jī)電系統(tǒng)，微通道，微傳感器，3D微結(jié)構(gòu)
4：消費(fèi)電子研究：全息光學(xué)元件，新一代DVD光，光學(xué)傳感器，磁頭，聲表面波器件
5：其他研究：非生產(chǎn)掩膜板制作，圖形位置標(biāo)定和CD測(cè)量
納米圖形發(fā)生器DY-2000是電子束納米曝光系統(tǒng)DY-2000的核心部件，由電工研究所自主研發(fā)、生產(chǎn)。吸納了近年來(lái)數(shù)字信號(hào)處理的成果,利用高性能數(shù)字信 號(hào)處理器(DSP)將要曝光的單元圖形拆分成線條和點(diǎn),然后通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,將數(shù)字量轉(zhuǎn)化成高精度的模擬量,驅(qū)動(dòng)掃描電鏡的偏轉(zhuǎn)器,實(shí)現(xiàn)電子束的掃描。
為此目的特構(gòu)建了x方向和y方向兩組數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,每組包括1個(gè)16位主數(shù)模和3個(gè)16位乘法數(shù)模。通過(guò)圖形發(fā)生器可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣片進(jìn)行圖像采集,進(jìn)行掃描場(chǎng)的線性畸變校正,包括掃描場(chǎng)增益、旋轉(zhuǎn)和位移校正。另外,圖形發(fā)生器還可以控制束閘的通斷。配合精密定位工件臺(tái)和激光干涉儀,可以實(shí)現(xiàn)曝光場(chǎng)的拼接。通過(guò)檢測(cè)芯片的標(biāo)記,還可以實(shí)現(xiàn)曝光圖形的套刻，利用配套軟件既可以新建曝光圖形,也可以導(dǎo)入通用格式文件,例如CIF和GDSII文件,進(jìn)行曝光參數(shù)設(shè)置、圖形修正、圖形分割、鄰近效應(yīng)修正等工作，然后將曝光圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形發(fā)生器可以識(shí)別的EDF文件,完成曝光圖形的準(zhǔn)備工作。
圖形發(fā)生器可直接處理的單元圖形包括:矩形、梯形、折線、點(diǎn)、圓及圓環(huán)。圖形發(fā)生器可利用掃描電鏡/聚焦離子束/掃描透射電鏡的外接掃描口、束流測(cè)量裝置和二次電子檢測(cè)輸出等而使其升級(jí)獲得微納米圖形制作的功能并且不損失電鏡原來(lái)的任何功能。結(jié)合掃描電鏡/聚焦離子束/掃描透射電鏡上的其他功能如電子束閘開(kāi)關(guān)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)和電子光學(xué)數(shù)字控制接口則可以為圖形制作增加圖形的精確性和操作的方便性。
DY-2000A納米圖形發(fā)生器硬件
硬件系統(tǒng)構(gòu)成
1、高速DSP微控制單元
DY-2000A采用66MHZ主頻的16位DSP，指令執(zhí)行速度75MIPS，其優(yōu)異的信號(hào)處理能力保證了曝光過(guò)程的速度和結(jié)果的精度。工作溫度-40 ℃---85 ℃, 使其在遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度下能正常工作。供電電壓僅需2.25v—3.6v. 低功耗，高穩(wěn)定性。
2、圖像采集模塊
圖像采集部分我們選用新一代高性能，12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，僅需單電源供電。具有真12位線性度，溫度漂移小。具有獨(dú)立完整的ADC，內(nèi)置高性能，低噪聲的采樣放大器，在額 定數(shù)據(jù)處理中提供真12位精度，不存在失真現(xiàn)象。
3、電源模塊
電源部分包括模擬和數(shù)字兩部分
模擬部分：模擬電路和所有放大器電路主要采用線性電源，利用其輸出純凈性高，防電磁干擾能力強(qiáng)，紋波小，調(diào)整率好。缺點(diǎn)就是體積大，發(fā)熱量偏高 。
數(shù)字部分：采用線性電源和開(kāi)關(guān)電源配合使用，需要效率高的采用開(kāi)關(guān)電源，需要精度高的采用線性電源。
4、恒溫模塊
? 我們?cè)?/span>X，Y在高精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換，DSP信號(hào)處理和刻寫(xiě)場(chǎng)修正電路等部分做了恒溫處理。
? 線性電源部分我們充分采用控溫和散熱處理。
? DY-2000A抗干擾箱我們做了溫控處理。
5、顯示控制單元
基于EBL曝光全過(guò)程是在電鏡腔體中進(jìn)行，我們無(wú)法直觀的觀其過(guò)程。 因此，我們?cè)跈C(jī)箱上采用5.6寸LED液晶顯示屏，特點(diǎn)是可以直觀的，實(shí)時(shí)的跟蹤曝光過(guò)程，同時(shí)還可以根據(jù)圖形的顯示來(lái)判斷和提高曝光參數(shù)的設(shè)置。
6、信號(hào)輸入、輸出I/O模塊
? X,Y方向偏轉(zhuǎn)的數(shù)模信號(hào)：采用進(jìn)口BNC插頭配防干擾屏蔽線。
? 電鏡圖像信號(hào)的采樣 ： 采用進(jìn)口BNC插頭配防干擾屏蔽線來(lái)接入
? 束閘控制和SEM遠(yuǎn)程控制：采用進(jìn)口BNC插頭配防干擾屏蔽線來(lái)輸出
? 與PC軟件的通信：采用320M并口傳輸，傳輸速度快，信號(hào)糾錯(cuò)能力強(qiáng)還能同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)操作。
7、束閘輸出模塊
束閘輸出信號(hào)為0v和5v TTL電平，帶負(fù)載能力強(qiáng)，用于驅(qū)動(dòng)高速通斷的束閘控制器。
8、防電磁干擾模塊
? 獨(dú)立完整的X方向數(shù)模轉(zhuǎn)換和控制部分和獨(dú)立完整的Y方向數(shù)模轉(zhuǎn)換和控制部分，同時(shí)為其分別安排了屏蔽的小黑盒。
? 線性電源和開(kāi)關(guān)電源，均做了獨(dú)立的防干擾和屏蔽的處理。
硬件技術(shù)參數(shù)
| 生產(chǎn)商 | 電工研究所 |
| 掃描頻率 | 優(yōu)于10MHZ |
| 數(shù)據(jù)傳輸速度 | 320MB/S |
| 信號(hào)處理器 | 采用DSP高性能信號(hào)處理器，信號(hào)處理能力優(yōu)于30M, 支撐高效，高分辨的曝光結(jié)果 |
| 圖像采集模塊 | 12 位高性能，小溫漂的ADC圖形采集系統(tǒng)，信噪比優(yōu)于69dB |
| 電源 | 線性電源和開(kāi)關(guān)電源配合使用，輸出紋波小，抗電磁干擾能力強(qiáng) |
| 恒溫模塊 | 支撐系統(tǒng)優(yōu)異的穩(wěn)定性 |
| 顯示屏 | 5.6寸液晶顯示屏，可實(shí)時(shí)跟蹤顯示、直觀的顯示曝光進(jìn)程 |
| 防電磁干擾 | 獨(dú)立的X,Y模塊，將干擾降到最小，同時(shí)進(jìn)行隔離，屏蔽等處理 |
| 機(jī)箱 | 采用獨(dú)立恒溫電控抗干擾機(jī)箱，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和電信號(hào)穩(wěn)定性 |
| 操作界面 | 中文、英文 |
| 曝光跟蹤控制系統(tǒng) | 用于X和Y方向電子束偏轉(zhuǎn)的兩套16位高速數(shù)模轉(zhuǎn)換和控制系統(tǒng) |
| 輸入接口 | 帶有匹配的束閘輸入接口 |
DY-2000A納米圖形發(fā)生器軟件
軟件技術(shù)參數(shù)
? 基于Windows中文操作系統(tǒng)的EBL應(yīng)用軟件，具有*的圖形編輯，界面簡(jiǎn)潔，容易操作，兼具讀寫(xiě)及轉(zhuǎn)換及圖形導(dǎo)入等功能。
? 具有遠(yuǎn)程控制SEM/FIB/STEM的功能。
? 具有圖像縮放和重疊功能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速圖像采集，同步等等。
? 可實(shí)現(xiàn)位移，旋轉(zhuǎn)，增益矯正刻寫(xiě)場(chǎng)，提升曝光結(jié)果的分辨率。
? 具有標(biāo)記檢測(cè)和位置修正，用于拼接和套刻對(duì)準(zhǔn)。
? 具有曝光、工件臺(tái)移動(dòng)和束閘通斷等功能控制。
? 可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式為DXF、CIF、ASCII等圖形的讀入和轉(zhuǎn)換。
? 具有點(diǎn)控、線控、區(qū)域及非特征圖形的控制。電子束納米曝光系統(tǒng)電子束加工工藝流程:
1). 清洗硅片
2). 熱氧化生長(zhǎng)一層二氧化硅，進(jìn)行襯底隔離，厚度約1um；
3). 薄膜制備，GST（Ge-Sb-Te）與W采用磁控濺射法制備，SiN用CVD的方法制備，厚度為100nm
4). 涂膠:PMMA(950k)，濃度2％5). 曝光后顯影：使用高對(duì)比度顯影液(MIBK：IPA= 1:3)
襯底類(lèi)型
涂膠轉(zhuǎn)速(rpm)
旋涂時(shí)間(sec)
前烘方式
前烘溫度(℃)
前烘時(shí)間(min)
抗蝕劑厚度(nm)
GST、W、SiN
4000
30
熱板
180
10
120～150
電子束納米曝光系統(tǒng)DY-2000A實(shí)驗(yàn)事例
一、FIB刻蝕的圖形
二、電子束曝光的圖形
場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡-ZEISS Sigma 300、500 技術(shù)參數(shù)
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