纳米级电子束曝光系统用图形发生器技术研究

摘要

纳米级电子束曝光系统是微纳加工的重要设备，图形发生器是电子束曝光系统的核心部件，包括硬件和软件两部分。硬件设计吸纳了近年来数字信号处理的最新成果，利用高性能数字信号处理器（DSP）将要曝光的单元图形拆分成线条和点，然后通过优化设计的数模转换电路，将数字量转化成高精度的模拟量，驱动扫描电镜的偏转器，实现电子束的扫描。为此目的特构建了方向和方向两组数模转换电路，每组包括1个16位主数模和3个16位乘法数模。通过图形发生器可以对标准样片进行图像采集，进行扫描场的线性畸变校正，包括扫描场增益、旋转和位移校正。另外，图形发生器还可以控制束闸的通断。 配合精密定位工件台和激光干涉仪，可以实现曝光场的拼接，拼接精度优于。通过检测芯片的标记，还可以实现曝光图形的套刻。 利用配套软件既可以新建曝光图形，也可以导入通用格式文件，例如和文件，进行曝光参数设置、图形修正、图形分割、邻近效应修正等工作，然后将曝光图形数据转换成图形发生器可以识别的文件，完成曝光图形的准备工作。图形发生器可直接处理的单元图形包括：矩形、梯形、折线、点、圆及圆环。 该图形发生器能够与扫描电子显微镜、聚焦离子束设备以及扫描探针显微镜连接，组建成纳米级光刻系统。我们将图形发生器与JSM-6360(LaB6 阴极)扫描电子显微镜连接，进行了大量实验，得到了多组曝光图形，最细线条为。