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Effects of electron beam lithography process parameters on structure of silicon optical waveguide based on SOI

Journal of Central South University 2022年第10期29卷 3335-3345页

作者： ZHENG Yu GAO Piao-piao TANG Xin LIU Jian-zhe DUAN Ji-an State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing(Central South University) Changsha 410083China College of Mechanical and Electrical Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Huangshan Bright Semiconductor Co. LtdHuangshan 245021China

Electron beam lithography(EBL) is a key technology in the fabrication of nanoscale silicon optical waveguide. The influence of exposure dose, the main process parameter of EBL, on the structure profile of poly-methyl methacrylate(PMMA) after development was studied using a silicon on insulator(SOI) wafer with 220 nm top silicon as the substrate. The relationship between exposure dose and structure pattern width after development was analyzed according to the measurement results. The optimum exposure dose of 220 μC/cm^(2) was found to obtain a final structure consistent with the designed mask value through subsequent processes. At the same time, according to the image segmentation curve tracking technology, the contour extraction process of the dose test results was carried out, and the relationship among mask design value, exposure dose and two-dimensional roughness of boundary contour was analyzed, which can provide reference for the subsequent electron beam lithography of the same substrate material.

关键词： silicon optical waveguide electron beam lithography exposure dose roughness

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