前言 1
第一章电子束曝光技术概论 1
第一节微纳加工与曝光技术 1
一、微纳加工推进微电子技术发展 1
目录 1
二、曝光技术及其分类 2
三、传统光学曝光技术 3
四、电子束曝光技术 5
五、离子束曝光技术 7
六、X射线曝光技术 9
七、极紫外曝光技术 10
八、小结 10
一、电子束曝光技术的发展历史 11
第二节电子束曝光技术的发展历史及原理 11
二、电子束曝光技术的原理 13
三、电子束曝光技术的特点 14
第三节不同类型的电子束曝光系统 15
一、电子束曝光系统的分类 15
二、基于SEM的扫描电子束曝光系统 17
三、高斯束斑矢量扫描系统 18
四、高斯束斑光栅扫描系统 19
五、成形电子束曝光系统 21
六、投影电子束曝光系统 22
七、其他电子束曝光技术研究 23
参考文献 24
第一节概述 26
第二章电子束曝光机中的电子光学系统 26
第二节电子光学基础 29
一、关于旋转轴对称的静电场和静磁场 29
二、电子在静电场和静磁场中的运动 36
三、旋转轴对称静电场和静磁场的旁轴电子光学性能 43
第三节电子束曝光机的透镜 46
一、静电透镜 47
二、磁透镜 50
三、电子透镜的工作原理 54
第四节电子束曝光机的电子枪 56
一、电子枪概述 56
二、阴极 58
三、栅极和阴极加热电流对电子束的影响 60
一、对中系统概述 62
四、电子枪的亮度 62
第五节电子光柱的对中系统 62
二、电子枪的对中 63
三、透镜的对中 64
第六节电子束曝光机的偏转扫描系统 64
一、功能及系统构成 64
二、电路设计 65
三、偏转器 66
第七节束闸及其控制 72
第八节电子光学系统的像差 72
一、球差 74
二、彗差 75
三、场曲和像散 75
四、畸变 76
五、色差 77
第九节 电子束曝光机聚焦成像和偏转系统的设计计算 78
一、概述 78
二、聚焦成像系统的设计计算 79
三、偏转器的设计计算 88
四、小结 91
五、附录（物镜前双偏转设计实例） ……………………………………………（91 ）参考文献 94
第三章工件台及激光干涉仪精密定位 96
第一节精密工件台技术的发展概况 96
第二节激光干涉仪测量系统 96
一、概述 96
二、激光干涉仪测量系统 97
一、Agilent 10897B高分辨率VME总线激光轴板 110
第三节双频激光干涉仪产品介绍 110
二、ZYGO激光干涉仪测量系统 111
三、HP5501A激光干涉仪测量系统 113
四、激光干涉仪的应用 117
第四节测量误差分析及激光干涉仪的安装与调整 120
一、测量误差分析 120
二、激光干涉仪的安装 122
三、激光干涉仪的调整 124
第五节精密工件台 126
一、工件台的性能要求及组成 126
二、工件台的结构形式及其特点 127
三、X-Y工件台材料 133
四、精密工件台的导轨系统 135
五、工件台基座 136
六、真空箱体 137
七、磁性流体密封 138
第六节微动工件台 139
一、微位移机构的分类及应用 140
二、压电－电致伸缩器件 140
三、采用压电器件的微动工件台 142
四、微动工件台的设计要求 144
第七节 自动输片系统 144
一、自动输片系统的组成 144
二、EeBES-40A光栅扫描电子束曝光机的输片装置 145
三、矢量扫描电子束曝光机工件台的控制 147
二、驱动源 147
一、工件台的驱动方式 147
第八节工件台的驱动与控制 147
四、光栅扫描曝光机工件台的控制 148
五、X-Y-θ工件台伺服控制 150
参考文献 151
第四章图形发生器 152
第一节扫描圆形电子束曝光机的图形发生器 152
第二节可变矩形电子束曝光机的图形发生器 154
第三节光栅扫描电子束曝光机的图形发生器 156
第四节以DSP为基础的新型图形发生器 157
第五节图形发生器的执行部件 159
参考文献 162
第五章检测、对准和校正技术 163
第一节检测、对准和校正技术的意义和作用 163
第二节电子与固体的相互作用 164
一、常用的弹性散射物理模型 165
二、常用的非弹性散射物理模型 166
第三节电子束曝光机常用的几种信号及检测器 168
一、入射电子信号 169
二、二次电子信号 169
三、背散射电子信号 171
第四节检测对准校正原理及方法 176
一、检测对准校正的原理和方法 176
二、拼接精度和套刻精度检测方法 183
第五节影响电子束曝光机精度的因素及分析方法 185
一、电子束曝光机的曝光图形位置精度的要素 185
二、影响系统曝光图形精度的因素及解决方法 185
参考文献 187
第一节电子束曝光技术的控制要求 188
第六章电子束曝光机的计算机控制技术及数据转换 188
一、受控制量的类型 189
二、稳定性 189
三、用于可变成形电子束曝光系统的高速数据传送技术 189
第二节计算机控制系统 190
一、电子束曝光机的组成 190
二、对控制计算机的基本要求及计算机的抗干扰性 191
三、计算机控制系统的组成 192
四、软件 192
五、受控对象与控制计算机间的接口技术 196
第三节国内外电子束曝光图形数据的处理和格式转换概况 199
一、国外概况 199
第四节数据格式转换软件解析 201
二、国内概况 201
一、数据格式转换 202
二、常用数据格式 202
三、数据格式转换软件简介 202
第五节数据格式转换系统的需求和设计举例 204
一、问题的提出 204
二、系统需求 205
三、系统设计 205
四、算法设计 207
参考文献 213
第七章电子束曝光制图工艺 214
第一节电子束曝光制图的特点 215
一、电子束扫描曝光的特点 215
二、电子束1:1投影曝光的特点 219
三、电子束缩小投影曝光的特点 221
第二节电子束曝光制图的抗蚀剂 224
一、抗蚀剂的特点 224
二、对抗蚀剂性能的要求 225
第三节电子束曝光制图工艺 228
一、曝光图像的设计和图像数据的转换 228
二、曝光基片的制备 229
三、抗蚀剂膜层的制备 229
四、电子光学柱的调整、曝光参数的设置和曝光 230
五、曝光后的显影、定影和后烘烤处理 231
第四节多层抗蚀剂曝光刻蚀工艺 233
参考文献 236
第一节真空的度量单位 237
第八章真空控制系统 237
第二节真空区域分类 238
第三节真空泵分类 239
一、机械泵 239
二、涡轮分子真空泵 240
三、油扩散真空泵 241
四、溅射式离子泵 242
第四节真空测量及真空规 243
一、皮喇尼真空规 244
二、冷阴极电离规 245
第五节电子束曝光机的真空系统 246
参考文献 249
第九章国内外几种电子束曝光机介绍 250
第一节矢量扫描圆形电子束曝光机 250
一、日本JEOL公司JBX-6000FS电子束曝光机 251
二、国产DY-7深亚微米电子束曝光机 254
第二节光栅扫描电子束曝光机 257
一、光栅扫描电子束曝光机的优点 257
二、EeBES-40A光栅扫描电子束曝光机 260
三、MEBES5500光栅扫描电子束曝光机 269
第三节成形电子束曝光机 271
一、成形电子束曝光机的工作原理 271
二、先进的可变矩形电子束曝光机 272
三、可变矩形电子束曝光机制作掩模的过程 278
第四节缩小投影电子束曝光系统 286
一、概述 286
二、几种系统介绍 287
一、SEM改装时的一般问题概述 294
第五节 由SEM改装的电子束曝光系统 294
二、SEM改装机简介 295
参考文献 297
第十章电子束曝光技术的应用和发展前景 298
第一节掩模制造 298
一、电子束曝光机制作掩模的工艺过程 298
二、适用于掩模版制作的商品型电子束曝光系统 299
三、特种掩模的制备 300
第二节电子束直接光刻 300
一、EBDW典型工艺过程 300
二、EBDW特点 301
三、适用于EBDW的曝光系统 301
四、EBDW与新器件研制 302
二、MEMS加工工艺 304
第三节电子束曝光与微机电系统 304
一、微机电系统概述 304
第四节电子束曝光技术的其他应用 306
一、三维图形制作 306
二、电子束曝光技术制作全息图形 306
三、电子束诱导表面淀积技术 307
第五节电子束曝光技术的发展前景 308
一、与提高分辨率相关的研究 308
二、与提高生产率相关的研究 309
三、开发专用化电子束曝光系统 309
四、研究下一代纳米级规模生产用电子束曝光系统 310
参考文献 310