離子束投影光刻技術

離子束投影光刻技術（Ion Projection Lithography, IPL）早期是用離子束進行光刻膠曝光，或者通過掩模，或者用精確聚焦的離子束連續在光刻膠上直寫。如果使用掩膜，則需要採用拼接方式，用一個寬的離子束在矽片表面形成小的曝光場。IPL用多電極靜電光學系統將氫離子或氦離子導向矽片。離子質量比電子大，因而能更有效地將能量轉換到光刻膠上。背面散射產生的鄰近效應決定矽片圖形最小特徵尺寸的極限。

基本介紹

• 中文名：離子束投影光刻技術
• 外文名：Ion Projection Lithography

IPL技術的優越性很多,對150keV質子的衍射效應可忽略不計，焦深>10um。使用極小的數值孔徑（NA）就足可以使IPL光學鏡頭實現大於25mm X 37mm 的整片晶片的曝光。在離子束投影光刻中靜電鏡頭能夠對改變線性焦點特性進行電子學方面的調整，並且能夠結合延時返饋控制環(或圖形鎖定裝置)進行調整。

離子束投影光刻技術示意圖

IPL提供了超越光學光刻之後競爭技術的一些主要系統的優越性，它有十分寬的曝光容限。它與接近式X射線光刻不同，IPL使用投影鏡頭放寬了模版的要求，而且具備波的粒子特性。它建立在廉價的、按標準形狀設計的離子源技術的基礎上。IPL將適合混合匹配工藝技術介入的策略。它的小數值孔徑和大焦深特性支撐著大視場曝光和步進重複操作，與SCALPEL投影電子束光刻裝置相比，後者的視場尺寸僅是IPL的1%左右。對操作者來說，離軸對準的IPL步進機和當前光學光刻步進機一樣，已經實用化。IPL可用g線、i線或UV抗蝕劑進行立體的而不是表面層的曝光，而且對抗蝕劑厚度變化不敏感。

離子束投影光刻發生的接近效應是微不足道，其產生的熱量可忽略不計（離子和電子不一樣，其積存能量具有有效性和局部性）。此外，對曝光抗蝕劑來說，離子僅需要電子劑量的約1%～10%，離子一般停留在抗蝕劑裡面，並且對敏感的襯底結構產生小小的損傷，離子束投影光刻還在抗蝕劑材料里減弱了散射現象。