低能电子束光刻的Monte Carlo模拟

低能电子束光刻的MonteCarlo模拟°bookmark0肖沛，林季资（江苏科技大学张家港校区基础部江苏张家港215600）衬底中的弹性散射和非弹性散射。通过统计电子的能量沉积分布，发现低能电子的大部分能量沉积在光刻胶中而非衬底所以在电子束光刻中有着更高的效率。并且还得到了在不同的入射电子能量下，光刻胶完全曝光所对应的的*佳厚度。

传统的光刻是指用激光把图形刻蚀在半导体材料上的光刻胶内的一门技术，主要用于半导体器件的制作。由于光的波长限制，光学光刻技术不适用于大规模集成电路的制作。人们认为在下一代光亥I技术中电子束光刻*具有发展前景，高能电子束光刻由于邻近效应112的影响限制了其发展，低能电子束光刻（0.5keV―5keV）发展*具潜力134.在电子束光刻技术中如果全部用，在1keV的入射能量下，电子的大部分能量损失在了光刻胶内。入射电子能量越大，在光刻胶中的损失能量就越小。

计算表明在50nm的光刻胶中，入射能量为1keV的电子损失了98.5%的能量，5keV的电子只损失了8.7%.100nm的光刻胶内，1keV的电子把能量全部损失在了光刻胶内，5keV的电子为18.4%.我们计算的值大小与Peterson的结果1111非常接近。

入射电子的能量越高，沉积在光刻胶中能量就越大，进而发生化学反应的光刻胶分子就多。如要达到相同的刻蚀效果，相比高能量的电子，低能电子光刻需要更少的电子量，说明低能电子更为有效。

因低能电子的低穿透性，当光刻胶较厚时，电子可能使光刻胶的底部不能完全曝光，因此在低能电子光刻中来确定光刻胶厚度就是一个很关键的问题。下面用该方法计算出在不同入射电子能量下，光刻胶的*佳厚度。使光刻胶PMMA发生完全50nm时，由*外层等能线对应PMMA的阈值能，可得到曝光的*大深度为45nm.入射电子能量3keV，PMMA厚度为300nm时，曝光的*大深度为210nm如所示。给出了在不同入射电子能量下所对应的*大曝光厚度，它们之间的关系几乎还可以计算各种条件下对刻蚀图形的影响，从而来确定*佳的实验条件。因使用的模型可以处理二次电子的激发，所以模拟结果更为准确可信。

4结束语综上所述，本文模拟电子在光刻胶及衬底内行走的过程中，利用Mott截面和介电函数模型，借助MonteCarlo方法得到了电子在光刻胶内的能量沉积分布，以及在不同入射电子能量下所需的光刻胶*佳厚度。本文中计算出来的电子沉积能量分布与本文所采用的模拟方法，不仅可以确定低能电子束光刻技术曝光条件，还可以提供理论指导。