本發(fā)明主要涉及電子束，具體涉及一種電子束曝光機(jī)的束流檢測電路與檢測方法。

背景技術(shù)：

1、電子束曝光機(jī)主要應(yīng)用于微納米加工領(lǐng)域。其最大特點是分辨率極高，制作周期短，且容易修改，因此被因此被廣泛應(yīng)用于光掩膜、x射線掩膜的制作，它已成為微電子產(chǎn)業(yè)制作掩膜版的主要手段。另一方面，電子束曝光系統(tǒng)利用標(biāo)記檢測技術(shù)可以達(dá)到極高的套刻精度，因此可進(jìn)行晶片上的直接描畫，即無需掩膜版直接在晶片上制造器件。因此，它被用于新器件、新集成電路的研制和小批量器件和集成電路的生產(chǎn)。

2、其中曝光機(jī)最重要的一個指標(biāo)就是束流大小和束斑大小，電子束流越大，曝光速度就越快，但束斑尺寸也就越大，分辨率就越低，束流大曝光速度快，當(dāng)然最大曝光速度受掃描頻率限制，大束流的束斑也會較大。由此可見，精確測量束流的大小可以實現(xiàn)更好的曝光。一套好的束流檢測系統(tǒng)可以保證電子束曝光機(jī)高精度和高穩(wěn)定性運行。

3、束流檢測一般是放在曝光腔內(nèi)，由于腔體是密封的，如果有問題拆裝很麻煩，很多參數(shù)都會變化，重新調(diào)試要浪費不少時間，特別是在新機(jī)調(diào)試階段，如果因為某個問題重復(fù)拆裝機(jī)，會影響調(diào)試進(jìn)度和機(jī)器的穩(wěn)定性，基于上面這些原因，研制了一套帶校準(zhǔn)電路及方法的束流檢測系統(tǒng)。在調(diào)試或開機(jī)前只需要對電路先進(jìn)行校準(zhǔn)，就可以精準(zhǔn)控制曝光機(jī)的束流，有利于保證機(jī)器的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種提高調(diào)試速度和機(jī)器穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路與檢測方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，包括束流控制器、束流校正模塊、束流檢測模塊、第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊；所述束流控制器分別與束流校正模塊的一端和束流檢測模塊的一端相連；所述束流校正模塊的另一端與第一開關(guān)模塊的一端相連；所述束流檢測模塊的另一端與第二開關(guān)模塊的一端相連；所述第一開關(guān)模塊的另一端和第二開關(guān)模塊的另一端經(jīng)第三開關(guān)模塊與電子束曝光機(jī)的法拉第杯相連。

4、優(yōu)選地，所述第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊均為繼電器。

5、優(yōu)選地，所述束流校正模塊和束流檢測模塊均位于電子束曝光機(jī)的曝光腔內(nèi)。

6、優(yōu)選地，所述束流校正模塊包括電壓基準(zhǔn)電路、多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和多個插裝電阻；所述電壓基準(zhǔn)電路與多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)相連，多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與相對應(yīng)的插裝電阻相連。

7、優(yōu)選地，所述插裝電阻為1gω的電阻。

8、優(yōu)選地，所述第三開關(guān)模塊通過屏蔽線纜與電子束曝光機(jī)的法拉第杯相連。

9、優(yōu)選地，所述束流控制器連接有圖形發(fā)生器。

10、本發(fā)明還公開了一種基于如上所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路的檢測方法，包括步驟：

11、束流控制器控制第一開關(guān)模塊合上，第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊斷開；

12、束流校正模塊產(chǎn)生校正電流，束流檢測模塊檢測校正電流并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓傳遞給束流控制器；

13、束流控制器根據(jù)束流校正模塊產(chǎn)生的校正電流與束流檢測模塊的檢測電壓，計算此時對應(yīng)工作環(huán)境下的束流檢測模塊的檢測誤差，進(jìn)而得到校正參數(shù)；

14、束流控制器控制第一開關(guān)模塊斷開，第二開關(guān)模塊合上，束流檢測模塊檢測法拉第杯的束流信號并轉(zhuǎn)化成電壓信號，送入束流控制器；束流控制器將校正參數(shù)與此次測得的束流數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到實際束流大小和強(qiáng)度信息，完成束流的校正與檢測。

15、優(yōu)選地，校正參數(shù)包括束流校正模塊產(chǎn)生的校正電流與束流檢測模塊的檢測電壓對應(yīng)束流之間差值。

16、優(yōu)選地，當(dāng)所述差值在預(yù)設(shè)閾值時，則通過此差值對實際檢測的束流數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；當(dāng)所述差值不在預(yù)設(shè)閾值時，則說明束流校正模塊或/和束流檢測模塊異常。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

18、本發(fā)明通過束流校正模塊在每次開機(jī)和新機(jī)調(diào)試時，可以方便進(jìn)行束流檢測模塊的參數(shù)校準(zhǔn)，自動化程度高，不用來回拆裝曝光腔，穩(wěn)定性更好，效率更高，提高調(diào)試速度和機(jī)器的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。其中束流控制器可以將每次校正參數(shù)和測量參數(shù)進(jìn)行保存，為以后研究和提高束流測量精度、電子束的控制提供長期穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。其中束流校正模塊通過電壓源來代替電流源以產(chǎn)生微電源，結(jié)構(gòu)簡單且易于實現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，包括束流控制器(2)、束流校正模塊(4)、束流檢測模塊(6)、第一開關(guān)模塊(5)、第二開關(guān)模塊(7)和第三開關(guān)模塊(10)；所述束流控制器(2)分別與束流校正模塊(4)的一端和束流檢測模塊(6)的一端相連；所述束流校正模塊(4)的另一端與第一開關(guān)模塊(5)的一端相連；所述束流檢測模塊(6)的另一端與第二開關(guān)模塊(7)的一端相連；所述第一開關(guān)模塊(5)的另一端和第二開關(guān)模塊(7)的另一端經(jīng)第三開關(guān)模塊(10)與電子束曝光機(jī)的法拉第杯(8)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述第一開關(guān)模塊(5)、第二開關(guān)模塊(7)和第三開關(guān)模塊(10)均為繼電器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述束流校正模塊(4)和束流檢測模塊(6)均位于電子束曝光機(jī)的曝光腔(3)內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述束流校正模塊(4)包括電壓基準(zhǔn)電路、多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)和多個插裝電阻；所述電壓基準(zhǔn)電路與多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)相連，多個電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與相對應(yīng)的插裝電阻相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述插裝電阻為1gω的電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述第三開關(guān)模塊(10)通過屏蔽線纜(9)與電子束曝光機(jī)的法拉第杯(8)相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路，其特征在于，所述束流控制器(2)連接有圖形發(fā)生器(1)。

8.一種基于權(quán)利要求1-7中任意一項所述的電子束曝光機(jī)的束流檢測電路的檢測方法，其特征在于，包括步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測方法，其特征在于，校正參數(shù)包括束流校正模塊(4)產(chǎn)生的校正電流與束流檢測模塊(6)的檢測電壓對應(yīng)束流之間差值。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測方法，其特征在于，當(dāng)所述差值在預(yù)設(shè)閾值時，則通過此差值對實際檢測的束流數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；當(dāng)所述差值不在預(yù)設(shè)閾值時，則說明束流校正模塊(4)或/和束流檢測模塊(6)異常。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電子束曝光機(jī)的束流檢測電路與檢測方法，檢測電路包括束流控制器、束流校正模塊、束流檢測模塊、第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊和第三開關(guān)模塊；所述束流控制器分別與束流校正模塊的一端和束流檢測模塊的一端相連；所述束流校正模塊的另一端與第一開關(guān)模塊的一端相連；所述束流檢測模塊的另一端與第二開關(guān)模塊的一端相連；所述第一開關(guān)模塊的另一端和第二開關(guān)模塊的另一端經(jīng)第三開關(guān)模塊與電子束曝光機(jī)的法拉第杯相連。本發(fā)明可以方便進(jìn)行束流檢測模塊的參數(shù)自動校準(zhǔn)，自動化程度高，不用來回拆裝曝光腔，穩(wěn)定性更好，效率更高，提高調(diào)試速度和機(jī)器的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性。

技術(shù)研發(fā)人員：譚小林,范江華,蘇鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2