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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