如何提高电子束微影的良率：掌握消磁器选择的关键

2023-04-07

2023年半导体虽然面临后疫情时代的市场挑战，先进制程微缩仍是半导体制造业的发展趋势，其中电子束微影（Electron Beam Lithography，简称EBL）更是具潜力发展的技术之一，其应用范围包含：微小电子元件、生物芯片、光学元件、量子器件、奈米结构材料、微型机械结构等领域。因此，如何在复杂技术中提高良率以降低成本，解决电磁干扰等环境问题至关重要。

何谓电子束微影与电磁干扰问题

电子束微影(EBL)是一种高解析度的微影技术，透过控制电子束的方向和剂量，在选定的感光材料表面形成高精度的图案，并经过蚀刻等处理步骤，最终制造出奈米等级的晶片结构。一般EBL很难大量生产，除了高超技术门槛、电子束曝光系统等昂贵设备条件需齐全外，其制程时间较长且易受众多环境因子干扰而大幅影响良率、造成整体成本上升是重要原因之一。而最常见的环境干扰便是电磁干扰(Electromagnetic Interference，简称EMI)。

在电子束微影制程中，电磁干扰来自各种不同的源头，例如设备、电路管线、电梯等，这些电磁干扰会影响电子束偏离或造成杂讯干扰，进而使得电子束微影的图案失真、偏移。

如何提高电子束微影的良率：掌握消磁器选择的关键

电子束微影透过控制电子束在感光材料表面形成高精度的图案，需避免在操作过程或外部环境造成的电磁干扰而影响成品。

选择消磁器的五大关键

为了确保电子束微影成品的品质，要怎么选择消磁器来消除电磁干扰就需考量以下重点：

●根据应用场景选择尺寸，需能消除电子束周围EMI又不造成制程干扰。
●选用消磁效率高的消磁器，尽可能消除EBL制程中存在的各种磁场干扰。
●符合电子束微影制程的频率范围。
●符合电子束微影制程的磁场方向。
●安装操作的便利性。

而除了电磁干扰，温度、湿度、震度、噪音等也都会干扰电子束微影(EBL)制程，若未掌握好参数，再加上EBL制程时间较长，当发生微影失败时，还需判断是设备出问题或环境因素导致。因此，环境监控与测量也显得格外重要。

主动式消磁器「双机」强化版给微影制程的双重保障

英国知名品牌 SPICER CONSULTING专注于为客户提供全面性的环境磁场检测与改善办法，更针对不同领域应用研发一系列主动式消磁器型号。相较于一般消磁方式，主动式消磁器可以即时监测并自动产生反向磁场来抵销，在消磁效率和稳定度上都更佳。

全新一代推出的SC24 Plus Intelligent System双机强化版，除拥有最先进的主动式消磁技术外，再升级为全方位环境智能监控系统。 SC24 Plus双机强化版可根据不同房间尺寸或需求，提供客制化的线圈安装方式。搭配24H智能监控机持续侦测磁场变化，只要环境磁场超出设定的允许范围，便会立即发出警报。让电子束微影(EBL)制程拥有「自动抵销磁场干扰」、「即时监控磁场数据」的双重防护保障。

如何提高电子束微影的良率：掌握消磁器选择的关键

SC24 Plus双机强化版可依需求客制化安装，常见安装方式为「房间型」和「框架型」两种架构。

SC24 Plus双机强化版安装实例。

监控多种环境干扰源降低微影制程废品率

不仅磁场干扰，SC24 Plus双机强化版还增加温度、湿度、噪音、震动共达5种干扰源侦测选择，擅于长期且不间断地监测电子束仪器的室内环境，包括扫描式电子显微镜(SEM)、穿透射式电子显微镜(TEM)、聚焦离子束显微镜（FIB）、微距量测扫描式电子显微镜(CD-SEM)、电子束光刻(曝光机)工具等，并可自定义每个环境参数会引发警报的规则范围。此外，SC24 Plus双机强化版能提供多种环境数据分析报告，最多可同时查看14个不同的图表，让EBL制程更全面掌控环境参数。

过环境监控随时掌握问题，并选择合适的消磁器来减少电磁干扰，将有助于电子束微影制程降低废品率，同时减少设备因电磁干扰带来的伤害。