电子束曝光剂量与电子束加速电压的关系？

[管理员]

我们通常拿到一款新电子束光负胶胶后，去做剂量测试，资料中建议的曝光量是30kV 1300 uc/cm2 我们这边最大用100kV 3170 uc/cm2曝光量试了下曝出的线宽还是比设计线宽小了10nm左右 出现这种情况是我们用的曝光不够吗？如何改善？剂量和加速电压的关系是怎样的？

[管理员]

这是电子束光刻很常见的问题：
①我们市面上常见的成套电子束光刻系统的加速电压一般为100KV、50KV还有125kV几种，基于电镜+图形发生器的电子束曝光加速电压一般为30KV、20KV等，所以我们在看参考剂量时一定要注意资料中所使用的加速电压和我们实际使用的系统加速电压是多少？
②上述实例中，推荐剂量是在30KV 下的，如果咱们是100KV的系统，建议摸索的参考剂量是30KV下的3倍以上，所以建议增加剂量摸索；
③为什么加速电压越高，剂量反而越高呢？因为，电子束曝光时起到使光刻胶解链或者交联的电子只有一小部分是来自于入射电子束，绝大部分是电子与物质作用产生的散射电子等（即前散射和背散射）。所以，加速电压越高，实际上绝大部分电子都直接穿透光刻胶进入衬底了，而使得光刻胶曝光电子反而更少，所以加速电压越高所需要的剂量也越高；
④那么为什么高电压系统常见于更高端的电子束曝光系统？这是因为，加速电压约高，电子束波长越小，分辨率越高；加速电压越大，前散射的夹角也越小，有利于曝光出小结构；至于曝光剂量大带来的速度问题，可以用更高端的机械结构设计和一些先进的曝光方式（FBMS技术）来弥补。