One of the main goals in e-beam lithography is to increase exposure speed to achieve higher throughput. There are basically two types of electron-beam writers, shaped beam lithography systems and Gaussian beam lithography systems. The exposure time of both
e-beam writers consist in essence of beam-on time, deflection system stabilization time and stage movement time. Exposure time testing was carried out on two types of patterns. There were completely filled in areas, binary period gratings (ratio 1:1 between exposed and unexposed areas), and multileveled structures (computer generated holograms). Exposures data was prepared according to standard technology (PMMA resist, exposure dose, non-alcoholic based developer) for both systems. The result of experiment shows that variable shaped beam system has advantage in multileveled structures while the Gaussian beam system is more suitable for gratings type of pattern. It was proved that combination of both systems has its use to increase exposures throughput. and Jedním z hlavních témat vývoje v oblasti elektronové litografie je zvýšení expoziční rychlosti, tedy zvýšení výkonnosti, resp. propustnosti. Existují dva základní typy elektronových litografů, elektronové litografy pracující s obdélníkovým svazkem proměnné velikosti a elektronové litografy pracující s gaussovským svazkem kruhového průřezu. Expoziční doba obou typů litografických systémů se v podstatě skládá z doby otevření svazku, z doby stabilizace vychylovacího systému a z doby pojezdu stolu s exponovaným substrátem. Měření expoziční doby, resp. doby expozice, bylo prováděno na dvou typech exponovaných struktur: binárních mřížkách (s poměrem mezi exponovanou a neexponovanou oblastí 1:1) a víceúrovňových strukturách (počítačem generovaných hologramech). Expoziční data byla připravena tak, aby bylo možné zpracovat exponované substráty z obou typů litografů stejným technologickým postupem (PMMA resist, vyvolávací doba, bezalkoholová vývojka). Na základě výsledků experimentů můžeme říci, že litografický systém s obdélníkovým svazkem proměnné velikosti je výhodnější použít pro expozice víceúrovňových struktur, zatímco systém s gaussovským svazkem je vhodnější pro struktury typu mřížek. Bylo prokázáno, že zkombinování obou typů litografických systémů na jedné expozici může vést ke zvýšení expoziční rychlosti, a tedy propustnosti.
The paper describes the results achieved by electron beam lithography when using an electron beam writer BS 600. The impacts of interference that are common in industrial areas are discussed. Electromagnetic field in the critical place i.e. along an electron beam axis is considered to be the predominant source of disturbances. An installation of a magnetic field cancelling system is described. The best resolution achievable in both cases (the magnetic field cancelling system being on or off) are presented. It is supposed that the results and experience described herein would be helpful when new laboratories and operations for nanotechnologies will be designed and built. and Příspěvek se zabývá výsledky dosaženými při litografických operacích s využitím elektronového litografu BS 600. Článek diskutuje zejména vliv rušení v běžném průmyslovém prostředí na parametry dosažitelné při tomto způsobu litografie. Za převažující rušivý projev je považováno proměnlivé elektromagnetické pole v kritické oblasti, tedy podél osy elektronového svazku zapisovacího zařízení. Prezentovány jsou mezní parametry realizovaných struktur ve dvou případech, jednak při dosavadním běžném uspořádání a jednak při využití systému pro aktivní kompenzaci magnetického pole. Autoři se domnívají, že zkušenosti a výsledky popsané v tomto příspěvku mohou významným způsobem pomoci při budování vědeckých i průmyslových laboratoří či provozů se zaměřením na litografii, mikroskopii i technologie obecně, a to při práci s objekty o rozměrech pod 100 nanometrů.
The paper describes an experimental electron gun which is based on a cold auto-emission cathode made from polymer-graphite. This relatively modern composite material from which micro-pencil refills are traditionally made contains a polymer-based binding agent and graphite flakes with an up to 80 % content of sp3 hybridized carbon, which makes it seem a highly suitable material for electrode manufacture in general. In this article, we discuss the function of a graphite cathode in connection with the use of a gun in electron optical equipment, e.g. electron microscopes. Cathode parameters are discussed mainly in connection with undesirable impacts which generally occur in free-electron sources at room temperature. We also discuss specific aspects of the polymer graphite use. and Příspěvek popisuje experimentální elektronovou trysku, která je založená na autoemisní studené katodě vyrobené z polymerního grafitu. Tento relativně moderní kompozitní materiál, který se běžně používá pro výrobu náplně do mikrotužek, se skládá z pojiva na bázi polymeru a z grafitových vloček, které obsahují až 80 % sp3 hybridizovaného uhlíku, což se jeví jako velice vhodný materiál pro výrobu elektrod obecně. V tomto článku diskutujeme funkci grafitové katody s ohledem na možné využití trysky v elektronově optických zařízeních, jako je např. elektronový mikroskop. Parametry katody jsou diskutovány především ve spojitosti s nežádoucími vlivy, které se objevují obecně u zdrojů volných elektronů provozovaných za pokojové teploty, a dále diskutujeme konkrétní aspekty spojené s použitím polymerního grafitu.
The paper describes an improvement of electron-beam lithograph BS 600 working with a fixed accelerating voltage of 15 kV and a rectangular-shape variable-size electron beam. The system has undertaken an important upgrade during last few years. Main goal was to increase the resolution and the writing speed. Achieved parameters and characteristics of the system are described as well as few examples of prepared structures. and Článek popisuje úpravu původního elektronového litografu BS 600 pracujícího s urychlovacím napětím 15 kV, který prošel v posledních letech výraznou rekonstrukcí. Základní požadavky jsou kladeny na zlepšení rozlišení a zvýšení expoziční rychlosti. Kromě vlastností a dosažených parametrů jsou uvedeny rovněž příklady struktur vytvořených pomocí tohoto systému. Litograf je využíván pro přípravu masek, přímou litografii i realizaci reliéfních struktur. Pro kontrolu realizovaných struktur byl použit mikroskop s rastrující sondou a rastrovací elektronový mikroskop.