к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Рентгеновская литография

Рентгеновская литография - метод микроэлектронной технологии, заключающийся в формировании с субмикронным разрешением защитной маски заданного профиля на поверхности подложки; осуществляется при помощи рентг. излучения длиной волны l ~ 0,4-5 нм; один из методов микролитографии. Маска изготовляется из стойкого к технол. воздействиям материала - полимерного резиста; необходимый рисунок формируется с помощью рентгеношаблона. Поток рентг. излучения направляют на рентгеношаб-лон (рис. 1), к-рый этот поток пространственно модулирует. Резист поглощает попавшее на него излучение, и т. о. в нём формируется скрытое изображение рентгеношаблона: под действием излучения в резисте образуются высокоэнергетичные (с энергией 4041-23.jpg~ 1 кэВ) фото- и оже-электроны, к-рые вызывают сшивание молекул резиста или их деструкцию. В зависимости от того, какой из процессов преобладает, при проявлении на подложке остаются либо облучённые, либо необлучённые участки, т. е. получается негативное или позитивное изображение рисунка шаблона (рис. 2). Соответственно резисты делятся на негативные и позитивные.

Рис. 1. Схема рентгеновской литографии. Излучение рентгеновского источника 1 с размером излучающей области а попадает на рентгеношаблон, расположенный на расстоянии L от него и состоящий из прозрачной для излучения мембраны 2 и сильнопоглощающего покрытия 3, в н-ром сформирован рисунок. Пройдя через свободные от маскирующего покрытия участки шаблона, излучение экспонирует плёнку резиста 4, покрывающую поверхность подложки 5. S - расстояние между шаблоном и подложкой.

4041-22.jpg

Благодаря малой длине волны l рентг. излучения методы Р. л. обладают высокой разрешающей способностью (~ 10 нм). По сравнению с электроне- и ионо-литографией в Р. л. малы радиац. повреждения формируемых структур и высока производительность благодаря возможности одноврем. обработки больших площадей образца. Р. л. отличается большой глубиной резкости и малым влиянием материала подложки и её топографии на разрешающую способность.

Разрешающая способность Р. л. определяется неск. факторами. Основные из них: дифракционное4041-24.jpg полутеневое 4041-25.jpg (обозначения см. на рис. 1) и фотоэлектронное 4041-26.jpg размытия границ скрытого изображения. Величина4041-27.jpgопределяется длиной пробега фото- и оже-электронов в резисте и зависит от состава резиста и l (рис. 3). Полутеневое размытие можно в достаточной степени уменьшить подбором значений S, d и L. Теоретически предельная разрешающая способность Р. л. (контактное экспонирование; S - Н0, где Н0 - толщина резиста) достигается при l ! 5 нм и составляет ок. 5 нм. Разрешение, близкое к предельному (17,5 нм), получено при экспонировании позитивного резиста - полиметилметакрилата (ПММА) излучением 4041-29.jpg (l = 4,48 нм). Для того чтобы электрофиз. характеристики элементов интегральных схем имели разброс в допустимых пределах, необходимо, чтобы точность воспроизведения размеров элементов составляла не менее 10% от их ширины, т. е. разрешающая способность метода должна превышать мин. размеры элементов.

4041-28.jpg

Рис. 2. Фотография тестовой структуры с шириной линий 0,3 мкм, сформированной методом рентгеновской литографии в позитивном резисте толщиной 3 мкм, полученная в растровом электронном микроскопе (РЭМ-фотография).


Рис. 3. Зависимость дифракционного и фотоэлектронного пределов разрешения от l. Дифракционное размытие приведено для величин зазоров 1 и 25 мкм, а также для случая контактного экспонирования - прямые 1, 2 и 3 соответственно; 4 - зависимость эффективного пробега фотоэлектронов в органическом резисте; пунктирная кривая - участок аналогичной зависимости для рези-ета, в состав которого для увеличения поглощения излучения введены атомы кремния. Вблизи скачков поглощения ход зависимости немонотонен, что связано с резким изменением энергетического спектра фото- и оже-электронов.

4041-30.jpg.........


Р. л. предъявляет высокие требования к рентгено-шаблонам. Мембрана шаблона при достаточно высокой механич. прочности и стабильности должна пропускать не менее 50% излучения (что возможно при толщинах ~ 1 мкм), а нанесённое на неё маскирующее покрытие быть высококонтрастным - сильно (на порядок) ослаблять поток излучения, толщина же покрытия не должна

Рис. 4. Зависимость коэффициента поглещения рентгеновского излучения материалами, используемыми для изготовления рентгеношаблонов, и стандартного резиста (ПММА) от l. превышать 1 мкм, т. к. в более толстом маскирующем покрытии затруднено формирование рисунка с субмикронными размерами.



4041-31.jpg



Для излучения с l < 0,3 нм отсутствуют материалы для изготовления высококонтрастного маскирующего покрытия, а при l > 1,5 нм поглощение мембраны шаблонов слишком сильно (рис. 4). Исключение составляют лишь полимерные пленки в диапазоне длин волн 4,2-6 нм. Наиб. распространение получили мембраны из кремния и его соединений - карбида, нитрида и оксинитрида. Используются также мембраны из нитрида бора, бериллия, полимеров - полиимида и париле-на, а также комбинированные (нитрид бора - полимер и др.).

Резистивные плёнки для Р. л. формируют на подложке из раствора полимера методом центрифугирования. После сушки, в процессе к-рой удаляется растворитель, плёнку облучают и обрабатывают в жидкостном проявителе. Осн. характеристики резиста - чувствительность, контрастность, разрешающая способность и стойкость к последующим технол. процессам, в частности к плазмохим. травлению. Возможны и "сухие" методы нанесения резистов (плазменная полимеризация, термич. напыление) и проявления изображения в них (плазмохим. и УФ-травление, сублимация в вакууме). Рассматривается возможность применения и неор-ганич. материалов, напр. халькогенидных стёкол.

4041-32.jpg

Рис. 5. РЭМ-фотографии структур с различным профилем края, сформированных в позитивном резисте.

Благодаря большой проникающей способности рентг. излучения, малости эффектов рассеяния и высокого контраста при экспонировании Р. л. позволяет формировать в резистах субмикронные структуры с большим отношением высоты к ширине, а также формировать в однослойных резистах структуры со сложным профилем края (рис. 5), напр. нависающим. Последнее достигается за счёт дополнит. экспозиции тонких слоев резиста фотоэлектронами из подложки либо из шаблона. Перспективно применение двухслойных и трёхслойных резистов, значительно расширяющих возможности формирования структур со сложным профилем (рис. 6).

В установках Р. л. 1-го поколения в качестве источников излучения сужат рентг. трубки с неподвижным либо вращающимся водоохлаждаемым анодом мощностью в неск. кВт. Материалы анодов (и их l) - Си (1,33 нм), А1 (0,834), Мо (0,54 нм), Pd (0,434 нм). Экспонирование осуществляется в вакуумной камере либо в атмосфере гелия. Недостаток таких источников - низкая производительность, обусловленная малым коэф. преобразования энергии электронного пучка в мягкое рентг. излучение (~10-5). Более производительны установки 2-го поколения, в к-рых точечными источниками излучения являются плазма, возбуждаемая лазерным излучением, или сильноточный разряд в газе.

Широкие возможности для Р. л. предоставляет использование синхротронного излучения накопит. колец на энергию 0,6-1 ГэВ с расположенными на них литографич. станциями (св. 10 на каждом накопит. кольце).

4041-33.jpg

Рис. 6. РЭМ-фотографии структур со сложным профилем края, сформированных в двух- и трехслойном рентгенорезистах.

Высокая интенсивность и хорошая коллимация синхротронного излучения позволяют создавать пром. системы с разрешением ~ 0,1 мкм при малых временах экспозиции и упрощают проведение операции совмещения маркерных знаков с точностью ~0,02 мкм и рисунков (с точностью ~0,1 мкм) на больших площадях. Дальнейший прогресс в области источников излучения для Р. л. связан с разработкой компактных синхротронов с электромагнитами из сверхпроводящих материалов.

Литература по рентгеновской литографии

  1. Spears D. L., Smith H. I., X-Ray lithography: a new high resolution replication process, "Solid State Technology", 1972, v. 15, № 7, p. 21;
  2. Aристов В. В. и др., Перспективы использования мягкого рентгеновского излучения в субмикронной литографии, "Поверхность. Физика, химия, механика", 1983, М 11, с. 5.

В. В. Аристов, В. А. Кудряшов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 20.09.2019 - 04:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 12:08: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
18.09.2019 - 06:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Л.Г. Ивашова - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:51: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ФАЛЬСИФИКАЦИЯ ИСТОРИИ - Карим_Хайдаров.
17.09.2019 - 05:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Тиртхи - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 18:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 17:47: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
08.09.2019 - 03:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 07:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution