程序电子束光刻制造技术

程序EBL系统实现用户提供的oracle函数(例如，与特定图案相关联)以按需生成用于电子束驱动电子设备的控制指令。控制系统可以调用oracle函数来查询各个点位置(例如，各个x、y位置)处的图案，和/或例如它可以查询与由束和平台定位器正在寻址的当前场区相对应的区域上的图案。该程序EBL配置管理控制和图案生成，使得低级驱动电子设备和束柱可以保持不变，从而允许其利用现有的EBL技术。允许其利用现有的EBL技术。允许其利用现有的EBL技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】程序电子束光刻
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请在35 U.S.C 119(e)下要求2020年2月26日提交的题为“PROCEDURAL ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY”的美国临时专利申请No.62/981,756的优先权。


[0003]本公开涉及自动光刻。

技术介绍

[0004]电子束光刻系统的现有软件接口要求用户提供整个布局的单片自上而下规范，例如以GDS或OASIS文件的形式。设计师超表面的成熟领域涉及非常大的区域布局，其可涉及完全非周期性和非曼哈顿几何。然而，这些布局很难使用，例如，由于它们很大的大小以及在设计和布局上花费的时间。

技术实现思路

[0005]尽管这明显缺乏对称性，但几乎所有实际有趣的布局都可以用数学表达式表示。因此，在此描述的是程序电子束光刻(PEBL)，其从用户提供的脚本中动态请求图案生成器场区(field)。然后控制系统可以从相关的基础数学表达式计算局部曝光设置。就数据大小以及在设计和布局上所花费的时间而言，这可以将布局数据准备的复杂性降低许多数量级。虽然在此参考纳米光学讨论了该方法，但它也适用于其它用户领域。例如，在此讨论的系统和方法可用于设计大规模全息图案、用于照射设计的漫射器图案、用于RF和太赫兹的天线设计，以及甚至用于动态加载子布局而不是在一个单片数据库中的经典IC设计。
[0006]在一些实现方式中，在此讨论的PEBL系统被配置为分解、离散化和执行用于太字节，拍字节(或更大)大小的文件中的衍射图案，这将使现有的EBL系统崩溃。例如，现有EBL系统不能处理的大图案文件(例如，与非常规、非重复和/或非直线图案相关联)可以由在此讨论的PEBL系统处理。与大图案文件相关联并且可以由在此讨论的PEBL系统处理的图案的一个示例是超表面透镜：
[0007][0008]该示例超表面透镜图案可能导致对于1mm透镜约为100Mb而对于50mm透镜则为500Gb或更多的图案文件。对于甚至更复杂的图案，文件大小可能很容易达到太字节甚至拍字节大小。
附图说明
[0009]提供以下附图和相关联描述以说明本公开的实施例并且不限制权利要求的范围。为了说明清楚起见，可能已经修改了特征和元件的相对位置。在可行的情况下，根据一个或多个实施例，相同或相似的附图标记表示相同或相似或等效的结构、特征、方面或元件。
[0010]附图示出本公开的各种实施例的设计和实用性。应当注意，附图不一定按比例绘制，并且相似结构或功能的元件在所有附图中由相似的附图标记表示。理解这些附图仅描绘了本公开的示例实施例并且因此不应被视为限制其范围，将通过使用附图以附加的特异性和细节来描述和解释本公开，在附图中：
[0011]图1是示出已经被划分为包括多个场区的划分图案的示例完整图案的图。
[0012]图2是示出使用电子束光刻(EBL)系统对晶片或标线掩模进行图案化的一般工作流程的高级图。
[0013]图3A示出可以在PEBL系统中可用的矢量扫描模式和光栅扫描模式。
[0014]图3B是棋盘光栅的示例图。
[0015]图3C示出示例图案以及该图案的场区。
[0016]图4A示出例如oracle函数，该oracle函数接收维度输入(例如，x、y)并输出各种控制数据，诸如束消隐、束电流和/或要在晶片上的特定点处使用的其它数据。
[0017]图4B是示出PEBL系统的示例配置的框图，其中用户提供的oracle函数驻留在控制系统(例如，控制计算机)上。
[0018]图5是示出矢量扫描PEBL实现方式的示例配置的框图。
[0019]图6A是具有近似线性条带的图案的近似示例。
[0020]图6B是非周期性棋盘图案的近似示例。
具体实施方式
[0021]术语
[0022]为了便于理解在此讨论的系统和方法，下面描述了几个术语。这些术语以及在此使用的其它术语应被解释为包括术语的所提供的描述、普通和习惯含义，和/或相应术语的任何其它隐含含义，其中此类解释与术语的上下文一致。因此，以下描述不限制这些术语的含义，而仅提供示例描述。
[0023]图形数据库系统(GDS)、开放艺术品系统交换标准(OASIS)和制造电子束曝光系统(MEBES)是计算机用来定义图案的语言的示例，图案通常与集成电路制造过程相关联。例如，这些语言定义了定义几何形状(诸如矩形、梯形和多边形)的代码要求，以及每种语言可以具有的特性类型。这些文件格式和其它类似的文件格式允许在供应商之间交换集成电路布局数据。
[0024]超表面：被设计成以天然材料不能的方式与光波相互作用的结构。超表面可包括十亿分之一米(纳米)厚的层，并且包含可以控制光的反射或透射的纳米级光学特征(例如，天线)。
[0025]示例的电子束光刻工作流程
[0026]图1是示出示例的完整图案101的图，该示例的完整图案101已被划分为以划分图案101D示出的场区(例如，在该示例中为20
×
20＝400个场区)。
[0027]图2是示出使用电子束光刻(EBL)系统对晶片或标线掩模进行图案化的一般工作流程的高级图。例如，如图2中所示，该过程可包括：
[0028]·
用户准备数据文件，诸如GDS，其包含表示应该被电子束曝光的整个晶片或标线的所有区域的多边形。
[0029]·
在通常称为分解的过程中，数据文件被处理并转换为由驱动EBL系统的低级软件读取的专有文件格式。该过程可由第三方软件(例如Synopsis CATS或GenISys Beamer)或专有软件完成。数据操作可包括布尔、邻近校正、缩放、修复和音调反转。
[0030]·
在分解过程期间，在写入场区中划分图案，并且在每个单独的写入场区中，所有形状都被识别并分解为矩形或梯形，并转换为专有的曝光机器格式输出。图1示出完整图案101的示例，该完整图案101已被划分为划分的图案101D中所示的场区(在本示例中为20
×
20＝400个场区)。
[0031]·
分解数据被发送到EBL控制计算机。例如，对于每个场区，可以生成矢量光栅图案以使平台移动到晶片上的场区位置。
[0032]·
光栅图案被发送到驱动电子束的电子设备，并且可以使用束消隐系统将整个图案写入晶片上。
[0033]如上所述，布局变得越来越复杂，以至于它们不适合核心存储器，并且可能它们将不适合硬盘驱动器或磁带。
[0034]示例的程序电子束光刻
[0035]为了解决现有光刻程序的技术缺点，诸如上面提到的那些，在此描述了程序电子束光刻(PEBL)，其中图案数据以程序方式生成。该方法可以与现有的EBL工作流程完全“向后兼容”。事实上，在一些实现方式中，PEBL可以是单片布局的表现力的超集。
[0036]取决于扫描模式，PEBL可以包括至少两种不同的实现方式，光栅扫描模式或矢量扫描模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机系统，包括：存储与图案相关联的oracle函数的非暂态计算机可读存储设备，其中，所述oracle函数可执行以接收基板的坐标作为输入并提供包括由在所述基板的所述坐标处的电子束光刻(EBL)系统可用的控制数据的输出；具有一个或多个硬件计算机处理器的控制系统，所述控制系统被配置为，对于要在基板上产生的图案的多个场区中的每一个场区：对于基板的多个坐标中的每一个坐标：确定基板的坐标；使用所述基板的所确定的坐标调用所述oracle函数；从所述oracle函数接收被配置为控制电子束光刻(EBL)系统的操作的控制数据；向EBL驱动电子设备发送所述控制数据；以及EBL驱动电子设备，其被配置为：接收所述控制数据；基于所述控制数据确定所述电子束光刻的电流、电压、消隐或平台控制中的一项或多项。2.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述控制系统进一步被配置为：生成代表所述图案的分解数据。3.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述分解数据包括所述图案的多个场区。4.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述驱动电子设备进一步被配置为：向所述控制系统发送反馈，指示所述控制数据中指示的电子束活动状态。5.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述控制系统响应于来自所述驱动电子设备的反馈选择所述基板的下一坐标。6.根据权利要求1所述的计算系统，进一步包括：模拟模块，其被配置为生成模拟控制数据以模拟与所述图案相关联的电子束活动的性能。7.根据权利要求5所述的计算系统，其中，所述模拟模块被配置为：对于所述基板的多个坐标中的每一个坐标：确定所述基板的坐标；使用所述基板的所确定的坐标调用所述oracle函数；从所述o...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：奇跃公司，
类型：发明
国别省市：