為滿足納米級(jí)電子束曝光系統(tǒng)的要求，JC Nabity的NPGS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)納米圖形發(fā)生器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，并采用PC機(jī)控制。PC機(jī)通過圖形發(fā)生器和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路去驅(qū)動(dòng)SEM等儀器的掃描線圈，從而使電子束偏轉(zhuǎn)并控制束閘的通斷。通過NPGS可以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣片進(jìn)行圖像采集以及掃描場(chǎng)的校正。配合精密定位的工件臺(tái)，還可以實(shí)現(xiàn)曝光場(chǎng)的拼接和套刻。利用配套軟件也可以新建或?qū)攵喾N通用格式的曝光圖形。
(一) 電子源（Electron Source）
曝照所需電子束是由既有的SEM、STEM或FIB產(chǎn)生的電子束（離子束）提供。
(二) 電子束掃描控制（Beam Scanning Control）
電子射出后，受數(shù)千乃至數(shù)萬伏特之加速電壓驅(qū)動(dòng)沿顯微鏡中軸向下移動(dòng)，并受中軸周圍磁透鏡（magnetic lens）作用形成聚焦電子束而對(duì)樣本表面進(jìn)行掃描與圖案刻畫。掃描方式可分為循序掃描（raster scan）與矢量掃描（vector scan）。
掃描過程中，電子束的開啟與阻斷是由電子束阻斷器（beam blanker）所控制。電子束阻斷器通常安裝在磁透鏡組上方，其功效為產(chǎn)生一大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使電子束完全偏離中軸而無法到達(dá)樣本。
(三) 阻劑（光阻）
阻劑（resist）是轉(zhuǎn)移電子束曝照?qǐng)D案的媒介。阻劑通常是以薄膜形式均勻覆蓋于基材表面。高能電子束的照射會(huì)改變阻劑材料的特性，再經(jīng)過顯影（development）后，曝照（負(fù)阻劑）或未曝照（正阻劑）的區(qū)域?qū)?huì)留在基材表面，顯出所設(shè)計(jì)的微影圖案，而后續(xù)的制程將可進(jìn)一步將此圖案轉(zhuǎn)移到阻劑以下的基材中。
PMMA（poly-methyl methacrylate）是電子束微影中最常用的正阻劑，是由單體甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate, MMA）經(jīng)聚合反應(yīng)而成。用在電子阻劑的PMMA 通常分子量在數(shù)萬至數(shù)十萬之間，受電子束照射的區(qū)域PMMA 分子量將變成數(shù)百至數(shù)千，在顯影時(shí)低分子量與高分子量PMMA 溶解度的對(duì)比非常大。
負(fù)阻劑方面，多半由聚合物的單體構(gòu)成。在電子束曝照的過程中會(huì)產(chǎn)生聚合反應(yīng)形成長鏈或交叉鏈結(jié)（crosslinking）聚合物，所產(chǎn)生的聚合物較不易被顯影液溶解因而在顯影后會(huì)留在基板表面形成微影圖案。常用的負(fù)阻劑為化學(xué)倍增式阻劑（chemically amplified resist），經(jīng)電子束曝照后產(chǎn)生氫離子催化鏈結(jié)反應(yīng)，具有高解析度、高感度，且抗蝕刻性高。
(四) 基本工序（流程）
電子束微影曝光技術(shù)的基本工序與光微影曝光技術(shù)相似，從上阻、曝照到顯影，各步驟的參數(shù)（如溫度、時(shí)間等等）均有賴于使用者視需要進(jìn)行校對(duì)與調(diào)整。2100433B
