Fabrication of rainbow hologram with NanoMaker  Fabrication of Rainbow Hologram with NanoMaker
 NanoMaker  Скачать  Примеры Использования  Поддержка  Публикации  Контакты 
English      Russian
 NanoMaker
 Скачать
 Примеры Использования
 Поддержка
 Публикации
 Energy Dependence of Proximity Parameters Investigated by Fitting Before Measurement Tests
 3D Design in E-Beam Lithography
 Creation of Diffractive Optical Elements by One Step E-beam Lithography for Optoelectronics and X-ray Lithography
 Micro- and Nano- E-Beam Lithography using PROXY
 Investigation of Structure Profiles in Negative Resists
 PROXY - a New Approach for Proximity Correction in Electron Beam Lithography
 Proximity Correction for 3D Structures
 Fast electron resist contrast definition method
 Контакты
Site search by Google
Рейтинг@Mail.ru  eXTReMe Tracker
Предисловие к разделу Публикации

Предисловие к разделу Публикации

Научные и технические решения, заложенные в литографическую систему NanoMaker, основываются на научно-исследовательской деятельности, выполняемой в основном в Институте Проблем Технологии Микроэлектроники РАН (ИПТМ РАН) начиная с 1989 года.
В течение этого времени были усовершенствованы технология электронно-лучевой литографии, модернизированы аппаратные средства, разработаны и внедрены изменения в программное обеспечение в тесном контакте с экспериментаторами и технологами (см. ниже список отобранных ссылок).

I. Развитие электронной литографии

  • коррекция эффекта близости, гарантированная точность коррекции [1, 2, 8. 11]
    Основное преимущество метода "простой компенсации", разработанного для коррекции эффекта близости, по сравнению с другими процедурами коррекции - это его гарантированная точность.
  • модели и методы моделирования для проявления позитивных [4, 5] и негативных резистов [6]
    Моделирование проявления после экспонирования позволяет прогнозировать результат литографии с высокой степенью достоверности.
  • 3D-литография (3D коррекция эффекта близости и проявления) [8, 9, 11, 25]
    Были предложены специальные методы и процедуры для создания желаемого рельефа (формы поверхности резиста) [8] с основными приложениями в дифракционной оптике (рассчитанные голограммы, фотонные структуры) и в клеточной биологии.
  • прямые измерения параметров функции близости [7, 10, 17] (база данных параметров функции близости)
    Качество и точность литографии зависит от правильности значений параметров функции близости [17]. NanoMaker содержит базу данных параметров как функцию от материала подложки и ускоряющего напряжения. Данные были собраны в течение нескольких лет в результате специальных экспериментов. Сложность экспериментальных измерений определяется большой разницей в величине измеряемых параметров (например, диаметр пучка (Alpha) находится в диапазоне десятков нанометров, в то время как, расстояние близости (Beta) в сотни раз больше). Для преодоления этой сложности был разработан специальный экспериментальный метод ("подгонка до измерения") [7, 10].
  • расчет по методу Монте-Карло параметров функции близости в произвольных многослойных средах
    Реализовано вычисление параметров функции близости по методу Монте-Карло для сложных многослойных подложек, что позволяет использовать более детальные характеристики эффекта близости. Например, оказывается, что в зависимости от толщины резиста и ускоряющего напряжения, такие параметры, как Alpha и Eta различны у верхней и нижней границ резиста. В NanoMaker реализован эффективный метод учета зависимости параметров функции близости от глубины, что очень важно при низкоэнергетичной (например, 5 keV) литографии.

II. Программные улучшения работы литографических машин

Наибольшее внимание и усилия были направлены на устранение источников и причин потери точности и разрешения электронно-лучевой литографии.

  • коррекция дисторсии [14]
    Одной из таких причин является дисторсия (статические нелинейные ошибки позиционирования луча вдали от центра поля сканирования). NanoMaker содержит специальные процедуры для компенсации дисторсии в процессе экспонирования и снятия изображений. Также NanoMaker позволяет измерять (характеризовать) дисторсию определенного РЭМ (или литографа) при помощи специальной процедуры.
  • компенсация динамических ошибок [14]
    Другой источник потери точности - это задержки в позиционировании луча на подложке по сравнению с ожидаемыми значениями. В NanoMaker реализована специальная процедура для измерения параметров задержки, так что NanoMaker в состоянии компенсировать динамические ошибки "на лету", что приводит к значительному сокращению общего времени экспонирования и упрощению литографической системы (баланкер теперь не всегда необходим).
  • управление ФИП и другими сканирующими приборами [12, 13] и компенсация гистерезиса в АСМ и СТМ.
    NanoMaker может контролировать не только электронные микроскопы, но и сканирующие приборы других типов, например микроскопы со сфокусированным ионным пучком [12, 13] и сканирующие зондовые микроскопы. Известно, что АСМ/СТМ устройства имеют очень существенное и неприятное свойство - гистерезис (долгосрочные временные искажения) двигателей перемещающих кантилевер. NanoMaker влючает функцию компенсации гистерезиса и процедуры для определения параметров гистерезиса.
III. Применение NanoMaker
  • дифракционная оптика
    Возможность изготовления спроектированных рельефов на основе 3D коррекции эффекта близости используется для изготовления элементов дифракционной оптики высокой эффективности, таких как Френелевские зонные пластинки, киноформная оптика и синтезированные голограммы [14, 15].

  • радужные голограммы для безопасности и защиты от подделок
    Использование SEM под управлением NanoMaker для выполнения электронно-лучевой литографии способно резко снизить стоимость изготовления радужных голограмм делая их сопоставимыми с изготовливаемыми по матричной технологии при гораздо более высоком качестве [27].

  • рентгеновская дифракционная оптика
    Коррекция эффекта близости, осуществляемая в NanoMaker, оказалась очень важным аспектом при изготовлении высококачественных элементов рентгеновской дифракционной оптики [21, 22]

  • эффекты нагрева Использование высокопроизводительных электронно-литографических машин с пучком переменной формы и предельной плотности тока может приводить к повышению температуры в экспонируемой области. Был разработан метод учета вклада от нагрева электронным пучком в дозу экспонирования [18, 19]. Поскольку нагрев в процессе экспонирования приводит к росту дозы, был предложен способ коррекции вклада нагрева на увеличение дозы [20].

  • микро- и нано-приборы и устройства
    Некоторые отдельные примеры изготовления микроприборов и тестирования их свойств можно найти в [13, 24, 25, 26] (фотонные кристаллы, сверхпроводящие детекторы квантовых состояний, болометры для детектирования излучения в терагерцовом диапазоне, био-кристаллы, изучение свойств графена, …).

IV. Развитие ФИП литографии

  • 3D FIB струкрурирование
    NanoMaker может быть эффективно использован для 3D FIB структурирования с помощью специальных данных, подготовленных посредством программного обеспечения IonRevSim, которое было разработано в рамках интеграционного европейского проекта CHARPAN (FP 6-е) [2829].

1. V.V.Aristov, B.N.Gaifullin, A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev, R.R. Jede, H.F.Raith, Accuracy of proximity correction in electron lithography after development, J.Vac.Sci.Technol. B 10(6),Nov/Dec (1992) 2459-2467
2. V.V.Aristov, A.I.Erko, B.N. Gaifullin, A.A. Svintsov, S.I. Zaitsev, R.R.Jede,H.F.Raith, PROXY - A New Approach For Proximity Correction , Microelectronic Engineering 17 (1992) 413-416
4. S. I. Zaistev, A. A. Svintsov, Theory of isotropic local etching. Problem statement and basic equation, Poverhnost’, 4 (1986) 27-31).
5. S. I. Zaistev, A. A. Svintsov, Theory of isotropic local etching. Properties and some analytical solution, Poverhnost’, 1 (1987) p47-52).
6. V.V.Aristov, T.B.Borsenko, V.A.Kudryashov, A.A.Svintsov,S.I.Zaitsev. Investigation of structure profiles in negative resists Microelectronic Engineering 5 (1986) 329-334.
7. S.V.Dubonos, B.N.Gaifullin, H.F.Raith, A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev, Evaluation, verification and error determination of proximity parameters (alpha,beta and eta) in electron beam lithography, Microelectronic Engineering 21 (1993) 293-296
8. S.V.Dubonos, B.N.Gaifullin, H.F.Raith, A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev, Proximity correction for 3D structures. Microelectronic Engineering 27 (1995) 195-198
9. V.V.Aristov, S.V.Dubonos, R.Ya.Dyachenko, B.N.Gaifullin, V.N.Matveev, H.Raith, A.A.Svintsov, and S.I.Zaitsev. Three-dimension design in electron beam lithography. J.Vac.Sci.Technol. B13(6),Nov/Dec 1995
10. L. I. Aparshina, S. V. Dubonos, S. V. Maksimov, A. A. Svintsov, and S. I. Zaitsev, Energy dependence of proximity parameters investigated by fitting before measurement tests, J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 15, No. 6, Nov/Dec 1997 pp. 2298-2302
11. V.V.Aristov, S.V.Dubonos, B.N.Gaifullin, A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev,H.F.Raith. Micro- and Nano- E-Beam Lithography using PROXY. Baltic Electronics Conference /October 7-11, 1996/ pp.121-124, Tallinn, Estonia.
12. V.V. Aristov et al. A new approach to fabrication of nanostructures, Nanotechnology 6, 1995, p 35-39.
13. A. Yu. Kasumov et al, Supercurrents through single-walled carbon nanotubes, Science, v. 284 1999, pp 1508-1510
14. S.V. Dubonos, H.F. Raith, A.A. Svintsov, S.I. Zaitsev, New Writing Routines for SEM Based E-Beam Lithography, Microprocessing and Nanothechnology’99, July 1999, Iokohama, Japan. (Award for the most impressive poster)
15. V.V.Aristov, S.V.Dubonos, R.Ya.Dyachenko, B.N.Gaifullin, V.N.Matveev, A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev. Creation of Diffractive Optical Elements by One Step E-beam Lithography for Optoelectronics and X-ray Lithography. Baltic Electronics Conference /October 7-11,96/ pp. 483-486, Tallinn, Estonia
16. S.V.Babin, I.Kostitsh, A.A.Svintsov, Direct measurement of thermoeffect influence of resist sensitivity in EBL. Microelectronic Engineering 17 (1992) 41-44
17. S.V.Babin, and A.A.Svintsov, Effect of resist development process on the determination of proximity function in electron lithography. Microelectronic Engineering 17 (1992) 417-420
18. S.V.Babin, I.Kostitsh, A.A.Svintsov, Model and measurement of resist heating effect in EBL. SPIE Vol. 1671 (1992) 93-97
19. A.A.Svintsov, S.I.Zaitsev, Simulation of heating in powerful electron lithography. Microelectronic Engineering 27 (1995) 187-190
20. A.A.Svintsov, and S.I.Zaitsev. Dose contribution of heating in electron beam lithography J.Vac.Sci.Technol. B13(6),Nov/Dec 1995
21. V. Aristov, M. Chukalina, A. Firsov, T. Ishikawa, S. Kikuta, Y. Kohmura, A. Svintsov, S. Zaitsev, X-Ray Optics differential Contrast: design, optimization, simulation, fabrication., XRM99, AIP Conference Proc. 507, 554-557, 2000
22. A.A. Firsov, A.A. Svintsov, S.I. Zaitsev, A.Erko, V.V. Aristov, The first synthetic X-ray hologram: results, Opt. Commun. 202(2002) 55-59
24. A.K.Geim, S.V.Dubonos, I.V.Grigorieva, K.S.Novoselov, F.M.Peeters and V.A.Schweigert, Non-quantized penetration of magnetic field in the vortex state of Superconductors, Nature 407 (2000), p.55-57
25. S.V.Dubonos, A.K.Geim, K.S.Novoselov and I.V.Grigorieva, Spontaneous magnetization changes and nonlocal effects in mesoscopic ferromagnet-superconductor structures, Phys.Rev.B 65 (2002) 2230513
26. D.Y. Vodolazov, F.M. Peeters, S.V. Dubonos, and A.K. Geim, Multiple flux jumps and irreversible behavior of thin Al superconducting rings, Phys. Rev. B 67, (2003) 054506
27. An. Firsov, A. Firsov, B. Loechel, A. Erko, A. Svintsov and S. Zaitsev, Fabrication of digital rainbow holograms and 3-D imaging using SEM based e-beam lithography, Optics Express, Vol. 22, Issue 23, pp. 28756-28770 (2014)
28. A. Svintsov, S. Zaitsev, G. Lalev, S. Dimov, V. Velkova, H. Hirshy, FIB sputtering optimization using Ion Reverse Software, Microelectronic Engineering 86 (2009) 544-547.
29. S. Zaitsev, A. Svintsov, C. Ebm, S. Eder-Kapl, H. Loeschner and E. Platzgummer, G. Lalev, S. Dimov, V. Velkova and B. Basnar, 3D ion multi-beam processing with CHARPAN PMLP tool and with a single ion beam FIB tool, optimized with the 'IonRevSim' software, Proc. of SPIE Vol. 7271 72712P-1

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   
 
    Copyright © 2002-2017 Interface Ltd. & IMT RAS