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如何提高電子束微影的良率:掌握消磁器選擇的關鍵

勀傑科技 整理

2023年半導體雖然面臨後疫情時代的市場挑戰,先進製程微縮仍是半導體製造業的發展趨勢,其中電子束微影(Electron Beam Lithography,簡稱EBL)更是具潛力發展的技術之一,其應用範圍包含:微小電子元件、生物芯片、光學元件、量子器件、奈米結構材料、微型機械結構等領域。因此,如何在複雜技術中提高良率以降低成本,解決電磁干擾等環境問題至關重要。

何謂電子束微影與電磁干擾問題

電子束微影(EBL)是一種高解析度的微影技術,透過控制電子束的方向和劑量,在選定的感光材料表面形成高精度的圖案,並經過蝕刻等處理步驟,最終製造出奈米等級的晶片結構。一般EBL很難大量生產,除了高超技術門檻、電子束曝光系統等昂貴設備條件需齊全外,其製程時間較長且易受眾多環境因子干擾而大幅影響良率、造成整體成本上升是重要原因之一。而最常見的環境干擾便是電磁干擾(Electromagnetic Interference,簡稱EMI)。

在電子束微影製程中,電磁干擾來自各種不同的源頭,例如設備、電路管線、電梯等,這些電磁干擾會影響電子束偏離或造成雜訊干擾,進而使得電子束微影的圖案失真、偏移。

 
如何提高電子束微影的良率-EBL製程的原理
電子束微影透過控制電子束在感光材料表面形成高精度的圖案,需避免在操作過程或外部環境造成的電磁干擾而影響成品。

選擇消磁器的五大關鍵

為了確保電子束微影成品的品質,要怎麼選擇消磁器來消除電磁干擾就需考量以下重點:

  • 根據應用場景選擇尺寸,需能消除電子束周圍EMI又不造成製程干擾。
  • 選用消磁效率高的消磁器,盡可能消除EBL製程中存在的各種磁場干擾。
  • 符合電子束微影製程的頻率範圍。
  • 符合電子束微影製程的磁場方向。
  • 安裝操作的便利性。

而除了電磁干擾,溫度、溼度、震度、噪音等也都會干擾電子束微影(EBL)製程,若未掌握好參數,再加上EBL製程時間較長,當發生微影失敗時,還需判斷是設備出問題或環境因素導致。因此,環境監控與測量也顯得格外重要。

主動式消磁器「雙機」強化版 給微影製程的雙重保障

英國知名品牌 SPICER CONSULTING專注於為客戶提供全面性的環境磁場檢測與改善辦法,更針對不同領域應用研發一系列主動式消磁器型號。相較於一般消磁方式,主動式消磁器可以即時監測並自動產生反向磁場來抵銷,在消磁效率和穩定度上都更佳。

全新一代推出的SC24 Plus Intelligent System雙機強化版,除擁有最先進的主動式消磁技術外,再升級為全方位環境智能監控系統。SC24 Plus雙機強化版可根據不同房間尺寸或需求,提供客製化的線圈安裝方式。搭配24H智能監控機持續偵測磁場變化,只要環境磁場超出設定的允許範圍,便會立即發出警報。讓電子束微影(EBL)製程擁有「自動抵銷磁場干擾」、「即時監控磁場數據」的雙重防護保障。

如何提高電子束微影的良率-主動式消磁器安裝
SC24 Plus雙機強化版可依需求客製化安裝,常見安裝方式為「房間型」和「框架型」兩種架構。
如何提高電子束微影的良率-安裝實例
SC24 Plus雙機強化版安裝實例。

監控多種環境干擾源 降低微影製程廢品率

不僅磁場干擾,SC24 Plus雙機強化版還增加溫度、溼度、噪音、震動共達5種干擾源偵測選擇,擅於長期且不間斷地監測電子束儀器的室內環境,包括掃描式電子顯微鏡(SEM)、穿透射式電子顯微鏡(TEM)、聚焦離子束顯微鏡(FIB)、微距量測掃描式電子顯微鏡(CD-SEM)、電子束光刻(曝光機)工具等,並可自定義每個環境參數會引發警報的規則範圍。此外,SC24 Plus雙機強化版能提供多種環境數據分析報告,最多可同時查看14個不同的圖表,讓EBL製程更全面掌控環境參數。

透過環境監控隨時掌握問題,並選擇合適的消磁器來減少電磁干擾,將有助於電子束微影製程降低廢品率,同時減少設備因電磁干擾帶來的傷害。

如何提高電子束微影的良率-SC24plus環境監測
SC24 Plus雙機強化版提供多種環境數據分析報告,最多可以同時以14個不同圖表查看蒐集的數據。
如何提高電子束微影的良率-SC24 Plus雙機
SC24 Plus雙機強化版能處理DC直流電、AC交流電兩種電磁干擾需求,廣泛應用於工業和科學領域的高精度測試和分析儀器,包含電子顯微鏡檢測、科學實驗室、醫學成像設備等。

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註:本篇電子束微影原理示意圖繪製參考自:https://reurl.cc/GeAZeW

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