CN101916038A - 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法 - Google Patents

一种电子束光刻加工圆形阵列的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101916038A
CN101916038A CN 201010227002 CN201010227002A CN101916038A CN 101916038 A CN101916038 A CN 101916038A CN 201010227002 CN201010227002 CN 201010227002 CN 201010227002 A CN201010227002 A CN 201010227002A CN 101916038 A CN101916038 A CN 101916038A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arrays
array
processing round
sample
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 201010227002
Other languages
English (en)
Other versions
CN101916038B (zh
Inventor
时文华
钟飞
王逸群
曾春红
董艳
周健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Original Assignee
Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS filed Critical Suzhou Institute of Nano Tech and Nano Bionics of CAS
Priority to CN2010102270026A priority Critical patent/CN101916038B/zh
Publication of CN101916038A publication Critical patent/CN101916038A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101916038B publication Critical patent/CN101916038B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种电子束光刻加工圆形规则阵列的方法。旨在减小加工弧形线条时的数据量，从而缩短数据处理的时间。本发明充分利用了高斯型束斑矢量扫描式电子束光刻机的工作模式特点，通过设置特定的扫描步长以及曝光剂量，得到不同直径，不同间距的圆形孔状或者柱状纳米阵列，图形与图形之间最小间隙可小至10nm。本发明可用于不同直径、不同间距的圆形孔状或者柱状纳米阵列的加工，图形与图形之间的最小间隙可至10nm。该工艺方法最大的优势在于，与传统直接加工圆形阵列相比，整个流程中不需要使用圆弧状图形数据，使其在数据处理方面花费的时间会大大缩短。

Description

一种电子束光刻加工圆形阵列的方法
技术领域
本发明涉及纳米加工技术，特别涉及一种在特定材料上加工纳米级圆形阵列的方法，其中所谓圆形阵列为圆孔或圆柱形成的任意形状的阵列结构。
背景技术
电子束光刻无需掩膜，可通过软件设计任意形状的加工图形，使用灵活方便；并且其具有极精细的加工能力，目前已经通过该技术得到了10nm的线条。目前电子束光刻越来越多的应用于纳米图形的加工，然而对于很多弧形纳米线条，其在曝光前的数据处理过程中，一般都需要用大量矩形去无限逼近弧形线条，从而造成处理后数据量巨大，并且需要占用很多数据处理的时间，这就大大增加了图形加工的成本。以日本JEOL公司的电子束光刻数据转换为例，将包含10000*10000个直径200nm的圆柱体图形的GDS格式文件转换成机器格式，费时超过1个小时，最终的机器格式文件大小超过1G。
然而对于圆孔或圆柱这种圆形的规则排列的阵列图形，由于其本身具有规则排列的特点，如果不加以利用而采用原有的技术方法，则会大大增加图形加工的成本。因此，对能够优化电子束光刻加工圆形规则阵列方法的研究显得十分迫切。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，通过该方法得到纳米尺度的不同直径、不同间距的圆孔或圆柱的圆形阵列图形，单位图形之间最小间隙小可达10nm，且大大缩短在数据处理方面花费的时间。
实现上述本发明目的的技术方案为：
一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，所述圆形阵列是指圆孔或圆柱形成的任意形状的规则阵列结构，其特征在于包含如下步骤：
(1)、图形设计，根据所需加工圆形阵列分布的位置以及大小，在代加工样品对应位置画出对应大小的矩形图形；
(2)、在待加工样品上涂覆电子束光刻胶，并对其按序进行至少包括烘烤、冷却的处理；
(3)、将待加工样品放入电子束光刻机，所述电子束光刻机的工作方式为高斯型束斑矢量扫描，根据所需加工的圆形阵列图形的宽度、阵列周期、阵列与阵列之间的间隔及孔径参数设定相应的扫描步长及曝光剂量；
(4)、对待加工样品进行电子束直写曝光；
(5)、显影、定影后在代加工样品的表面得到所需的纳米尺度的圆形阵列图形。
进一步地，前述电子束光刻加工圆形阵列的方法，其中该步骤(1)中所述矩形图形的位置对应于所需加工圆形阵列分布的位置，矩形图形的大小对应于阵列的大小。比如，需要加工一个圆孔阵列，阵列总大小5×5微米，阵列中心位置位于坐标(0，0)，则图形设计时只需画一个5×5微米的矩形，矩形中心坐标位于(0，0)。
进一步地，前述电子束光刻加工圆形阵列的方法，该步骤(2)中所述待加工样品为具有一定导电性的导体、半导体或覆盖有一定厚度导电膜的绝缘体；所述的电子束光刻胶为PMMA、ZEP520A等的正性胶或HSQ等负性胶。
进一步地，前述电子术光刻加工圆形阵列的方法，该步骤(3)中所述的曝光步长对应所需加工圆形阵列中单位图形的周期而设定；曝光剂量与曝光步长共同对应于所需加工圆形阵列中单位图形的直径而设定。
本发明一种电子术光刻加工圆形阵列的方法，其显著优点是：
该电子束光刻加工圆形阵列的方法充分利用了高斯型束斑矢量扫描式电子束光刻机的工作模式特点，通过设置特定的扫描步长以及曝光剂量，得到对应直径、间距圆孔状或者圆柱状的不同圆形纳米阵列，单位图形之间最小间隙可小至10nm。由于整个流程中不需要使用圆弧状图形数据，其在数据处理方面花费的时间大大缩短。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为实施例1所得到的圆形阵列的图形；
图2为实施例2所得到的圆形阵列的图形；
图3为实施例3所得到的图形阵列的图形。
具体实施方式
实施例1
以硅为待加工样品(以下简称硅衬底)，需要在该样品上形成图1所示的双行//周期100nm，直径30nm的圆孔阵列，阵列与阵列之间间隔为600nm，阵列长度为10μm。
(1)图形设计，画出矩形(长10μm，宽200nm)，矩形与矩形之间间隔600nm。
(2)硅衬底经必要清洗后，以4000转/分钟的工艺参数涂覆PMMA A4光刻胶，之后经热板上烘烤90秒，并再冷却2分钟。
(3)对样品进行电子束曝光，采用JBX5500ZA电子束光刻机，束流100pA，曝光剂量200μC/cm2，扫描步长100nm。
(4)取出样品，采用MIBK:IPA显影90秒，IPA定影30秒，形成所需图形。
实施例2
相同的待加工样品，需要在该样品上形成图2所示的直径为55nm，周期为100nm的圆孔阵列。
(1)图形设计，先在硅衬底上画出矩形(根据圆孔阵列大小而定，此处没有规定具体大小)。
(2)然后将衬底硅经必要清洗后，以4000转/分钟的工艺参数涂覆PMMAA4光刻胶，之后再经热板上烘烤90秒，并再冷却2分钟。
(3)对样品进行电子束曝光，采用JBX5500ZA电子束光刻机，束流100pA，曝光剂量500μC/cm2，扫描步长100nm。
(4)取出样品，采用MIBK:IPA显影90s，IPA定影30s，形成所需图形。
实施例3
相同的待加工样品，需要在该样品上形成图3所示的三行///周期50nm、直径约为20nm的圆孔阵列。
(1)图形设计，先在硅衬底上画出矩形(根据圆孔阵列大小而定，长10μm，宽150nm)，矩形与矩形之间间隔50nm。
(2)然后将衬底硅经必要清洗后，以4000转/分钟的工艺参数涂覆PMMAA4光刻胶，之后经热板上烘烤90秒，并再冷却2分钟。
(3)对样品进行电子束曝光，采用JBX5500ZA电子束光刻机，束流100pA，曝光剂量200μC/cm2，扫描步长50nm。
(4)取出样品，采用MIBK:IPA显影90秒，IPA定影30秒，形成所需图形。
需要提醒注意的是：以上三个实施例中，所用的光刻胶涂覆、固化、冷却等工艺以及对样品的显影、定影等工艺参数均为结合实际生产需要所取得的较佳值，但并不是严格限定的唯一取值。光刻胶涂覆设备的转速以及其它工艺的时间长短在合理范围内可取任何值。而且，该些工艺技术参数并不主要决定本发明实质性的技术方案。
综上所述，本发明一种电子束光刻加工圆形阵列的方法通过实施例的具体描述，其电子束光刻加工圆形阵列的具体方法已被详细地公示。然而，以上三个详细描述的实施例仅为深入理解本发明创新实质而提供，并非以此限制本发明具体实施方式的多样性，但凡基于上述实施例及其加工圆形阵列的方法所作的等效替换或简单修改，均应该被包含于本发明专利请求的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，所述圆形阵列是指样品上圆孔或圆柱形成的任意形状的规则阵列结构，其特征在于包含如下步骤：
(1)、图形设计，根据所需加工圆形阵列分布的位置及大小，在待加工样品对应位置画出对应大小的矩形图形；
(2)、在待加工样品上涂覆电子束光刻胶，并对其按序进行至少包括烘烤、冷却的处理；
(3)、将待加工样品放入电子束光刻机，所述电子束光刻机的工作方式为高斯型束斑矢量扫描，根据所需加工的圆形阵列图形的宽度、阵列周期、阵列与阵列之间的间隔及孔径参数设定相应的扫描步长及曝光剂量；
(4)、对待加工样品进行电子束直写曝光；
(5)、经显影、定影后在待加工样品表面得到所需的纳米尺度的圆形阵列图形。
2.根据权利要求1所述的一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，其特征在于：步骤(1)中所述矩形图形的位置对应于所需加工圆形阵列分布的位置；矩形图形的大小对应于阵列的大小。
3.根据权利要求1所述的一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，其特征在于：步骤(2)中所述待加工样品为具有一定导电性的导体、半导体或覆盖有一定厚度导电膜的绝缘体。
4.根据权利要求1所述的一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的电子束光刻胶为至少包含PMMA、ZEP520A的正性胶。
5.根据权利要求1所述的一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的电子束光刻胶为至少包含HSQ的负性胶。
6.根据权利要求书1所述的一种电子束光刻加工圆形阵列的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的扫描步长对应所需加工圆形阵列中单位图形的周期设定；曝光剂量与扫描步长共同对应于所需加工圆形阵列中单位图形的直径要求设定。
CN2010102270026A 2010-07-15 2010-07-15 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法 Expired - Fee Related CN101916038B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102270026A CN101916038B (zh) 2010-07-15 2010-07-15 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102270026A CN101916038B (zh) 2010-07-15 2010-07-15 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101916038A true CN101916038A (zh) 2010-12-15
CN101916038B CN101916038B (zh) 2012-01-25

Family

ID=43323573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102270026A Expired - Fee Related CN101916038B (zh) 2010-07-15 2010-07-15 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101916038B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103030096A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国科学院高能物理研究所 一种具有纳米结构表面的硅材料及其制作方法
CN104054024A (zh) * 2012-01-17 2014-09-17 Asml荷兰有限公司 光刻设备和装置制造方法
CN106647187A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 中国科学院物理研究所 一种小周期阵列结构的制备方法
CN106947946A (zh) * 2016-01-06 2017-07-14 北京大学 一种表面图案化沉积金属的铁基材料及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4392058A (en) * 1979-02-02 1983-07-05 National Research Development Corporation Electron beam lithography
US6407398B1 (en) * 1998-11-17 2002-06-18 Advantest Corporation Electron beam exposure apparatus and exposure method
JP2003142392A (ja) * 2001-11-07 2003-05-16 Tokyo Seimitsu Co Ltd 電子ビーム露光装置
CN1575437A (zh) * 2001-10-26 2005-02-02 因芬尼昂技术股份公司 使用光束成型获取椭圆及圆化形状之方法
CN101382733A (zh) * 2008-09-27 2009-03-11 中国科学院微电子研究所 一种纳米尺度图形的制作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4392058A (en) * 1979-02-02 1983-07-05 National Research Development Corporation Electron beam lithography
US6407398B1 (en) * 1998-11-17 2002-06-18 Advantest Corporation Electron beam exposure apparatus and exposure method
CN1575437A (zh) * 2001-10-26 2005-02-02 因芬尼昂技术股份公司 使用光束成型获取椭圆及圆化形状之方法
JP2003142392A (ja) * 2001-11-07 2003-05-16 Tokyo Seimitsu Co Ltd 電子ビーム露光装置
CN101382733A (zh) * 2008-09-27 2009-03-11 中国科学院微电子研究所 一种纳米尺度图形的制作方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103030096A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国科学院高能物理研究所 一种具有纳米结构表面的硅材料及其制作方法
CN104054024A (zh) * 2012-01-17 2014-09-17 Asml荷兰有限公司 光刻设备和装置制造方法
CN106947946A (zh) * 2016-01-06 2017-07-14 北京大学 一种表面图案化沉积金属的铁基材料及其制备方法与应用
CN106947946B (zh) * 2016-01-06 2019-01-25 北京大学 一种表面图案化沉积金属的铁基材料及其制备方法与应用
CN106647187A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 中国科学院物理研究所 一种小周期阵列结构的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101916038B (zh) 2012-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101916038B (zh) 一种电子束光刻加工圆形阵列的方法
US9034197B2 (en) Method for separately processing regions on a patterned medium
TWI557518B (zh) 直流電流重疊凍結
CN101520600B (zh) 基于x射线曝光技术制作透光纳米压印模板的方法
CN109824046B (zh) 一种制备Janus结构的悬空石墨烯支撑膜的方法
Delgadillo et al. Defect source analysis of directed self-assembly process (DSA of DSA)
KR20100108596A (ko) 금속 기판상의 탄소 나노튜브 패턴화법
TW201411692A (zh) 以壓印方式製造選擇性成長遮罩之方法
WO2012045258A1 (zh) 一种半导体纳米圆环的制备方法
Behnam et al. Nanolithographic patterning of transparent, conductive single-walled carbon nanotube films by inductively coupled plasma reactive ion etching
US6897158B2 (en) Process for making angled features for nanolithography and nanoimprinting
CN110831419A (zh) 一种基于金属网栅的透明电磁屏蔽材料的制备方法
TWI723058B (zh) 光刻設備、釋放光刻模板圖案化表面上之靜電荷的方法、製造裝置的方法及製造壓印光刻複製模板的方法
CN101382733B (zh) 一种纳米尺度图形的制作方法
Mohamed et al. Surface charging suppression using PEDOT/PSS in the fabrication of three dimensional structures on a quartz substrate
CN111029248B (zh) 一种ebl直写高精度第三代半导体的方法
JP2008021869A (ja) プラズモン共鳴リソグラフィおよびリソグラム
CN1884043A (zh) 纳米点结构制备中电子束直写版图的图形补偿方法
CN110737171B (zh) 纳米图形及其制备方法、纳米结构的制备方法
US9321633B2 (en) Process for producing 3-dimensional structure assembled from nanoparticles
US10424726B2 (en) Process for improving photoresist pillar adhesion during MRAM fabrication
Takano et al. Fabrication of the grid pattern on a roll mold by electron beam direct writing
Malloy et al. Jet and flash imprint defectivity: assessment and reduction for semiconductor applications
CN114807853B (zh) 一种导电膜层的制备方法、导电膜层及发光二极管
CN114200797B (zh) 一种用于纳米压印金属光栅拼接对齐的掩模及金属光栅拼接方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120125

Termination date: 20170715