Система для формирования на резисте микроструктуры Советский патент 1993 года по МПК G21K1/00 H01J35/00 

Изобретение относится к области рентгеновской техники и микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении рентгеновских дифракционных решеток методами рентгеновской литографии.

Цель изобретения - увеличение разрешающей способности системы.

На чертеже показана конструкция системы и геометрия формирования пучка излучения, попадающего на резист.

Система содержит мишень 1 для генерации характеристического рентгеновского излучения, шаблон 3, состоящий из пропускающих рентгеновское излучение слоев 4 и отражающих слоев 5, нанесённых на подложку шаблона 6, резист 7.

Система для формирования на резисте структуры дифракционной решетки работает следующим образом.

На мишень для генерации рентгеновского излучения направляют пучок электронов 2 (фиг. 1). Мишень.выполнены из слоя материала, например меди, который нанесен на подложку шаблона. Излучение выходит из мишени в основном в направлении углов скольжения 0 &м , где $Км - критический угол полного внешнего отражения фотонов с энергией пш от границы раздела вакуум-слой материала мишени. Толщина слоя мишени и ее длина 1з выбраны из условия, чтобы излучение, выходящее из

ю

00

00

шени под углом &м попадало на торцевую часть шаблона.

Вплотную к мишени расположен шаблон, выполненный в виде тонкопленочной структуры, нанесенной на гладкую подложку. Подложкой служит, например, кремниевая пластина с оптической степенью шероховатости поверхности. На подложку последовательно нанесены слои, например, вольфрама и углерода. Слои углерода пропускают рентгеновское излучение, слои вольфрама поглощают его при больших углах скольжения и отражают при малых углах скольжения.

Толщина dr пропускающих излучение слоев для примера выбрана равной 0,2 мкм. Толщина d2 отражающего (поглощающего) слоя выбирается достаточной для полного отражения рентгеновских лучей при углах скольжения меньше Ок - критического скользящего угла полного внешнего отражения от границы раздела слоев 4 и 5, т.е. для примера di 0,1 мкм.

Необходимо выполнение условия, что-, бы рентгеновские лучи, выходящие из соседних каналов шаблона (при заданном расстоянии междушаблоном и резистом), не попадали на один и тот же участок резиста.

Необходимо выполнение условия Ок #км , которое обеспечивает эффективное прохождение излучения через шаблон по слоям 4 в режиме полного внешнего отражения. Траектории таких лучей показаны позициями 8-11. Требование к выполнению условия By. $км отпадает при расположении мишени под углом Ок между плоскостью шаблона и плоскостью мишени.

Лучи, попадающие на границу раздела слоев 4 и 5 под углами вк (их траектории обозначены позициями „12, 13), проходят путь в отражающем слое не меньший, чем

d2 в где d2 - толщина этого слоя, и эффективно поглощаются.

Области на резисте, засвеченные рентгеновским излучением показаны позицией 13. .

Минимальная толщина L шаблона в направлении прохождения пучка выбирается

0

5

0

5

0

5

0

5

равной L di/$K , т.е. такая, что фотоны испытывают по крайней мере одно отражение от слоев 5.

Максимальное значение толщины шаблона выбирается из условия ослабления излучения слоем, пропускающим рентгеновское излучение, и равно 1/k, где k - показатель ослабления излучения материалом слоя 4.. . .

Число слоев, нанесенных на подложку, выбирается равным 100-200 и более в зависимости от возможное™- получить гладкую границу раздела между слоями.

Увеличение разрешающей способности системы достигается за счет применения описанной конструкции шаблона, позволяющей формировать пропускающие излучение слои толщиной 0,1 мкм и линии на резисте такой же ширины.

Предлагаемая система также позволяет формировать изображение дифракционной решетки на резисте, нанесенным на искривленную поверхность.

Форму.ла изобретения

Система для формирования на резисте микроструктуры, содержащая мишень для генерации характеристического рентгеновского излучения и связанный с ней шаблон в виде многоканальной структуры для направления рентгеновского излучения, о т - личающаяс я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, мишень и шаблон размещены на общей подложке вплотную друг к другу, причем шаблон выполнен в виде чередующихся слоев из прозрачного для рентгеновского излучения материала и материала, полностью отражающего рентгеновское излучение при скользящих углах падения, меньших угла вк , и эффективно поглощающее излучение при углах падения, превышающих угол вк , и размер L шаблона в направлении прохождения излучения выбран из условия di/$K L di/k, где вк - критический угол полного внешнего отражения; di - толщина слоя, прозрачного для излучения; k - показатель ослабления излучения материалом указанного слоя.