Синтезированные голограммы-проекторы Френеля для фотолитографии

• Автор: Никаноров, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 80 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Современное состояние проблемы использования синтезированных голограмм-проекторов в фотолитографии
2. Определение и обоснование требований, предъявляемых к структуре и методам расчета и отображения синтезированных голограмм-проекторов, предназначаемых для использования в голографическом фотолитографическом процессе
2.1 Сравнительный анализ разрешающей способности генератора
изображений, необходимой для изготовления фотошаблона и формирующей его изображение голограммы - проектора
2.2 Оптимизация параметров дискретизации фотошаблона и
голограммы, обеспечивающих минимизацию потерь качества восстанавливаемых изображений
2.3 Безаберрациопное восстановление синтезированных голограмм-
проекторов Френеля при углах падения восстанавливающей волны, значительно превышающих угол падения опорной волны при синтезе голограммы
2.4 Выводы
3 Квантование и дифракционная эффективность сентезированных
голограмм-проекторов
3.1 Сравнение энергетических характеристик традиционного и
голографического методов фотолитографии
3.2 Анализ влияния параметров дискретизации на дифракционную
эффективность синтезированных голограмм (влияние скважности и периода дискретизации)
3.3 Влияние бинаризации на энергетические характеристики
синтезированных голограмм
3.4 Выводы
4 Программный комплекс синтеза и цифрового восстановления
голограмм-проекторов
4.1 Алгоритм синтеза голограмм-проекторов
4.2 Алгоритм восстановления голограмм-проекторов

4.3 Внешний вид программного комплекса синтеза и цифрового восстановления голограмм-проекторов
4.4 Проверка работоспособности программного комплекса синтеза и цифрового восстановления голограмм-проекторов
4.5 Демонстрация возможности и перспективности использования комплекса для оптимизации параметров синтеза и восстановления голограмм-проекторов
4.6 Исследование влияния бинаризации на качество восстановленного изображения. Оптимизация уровня бинаризации
4.7 Экспериментальное подтверждение возможности безаберрационного восстановления синтезированной голограммы-
проектора Френеля при углах падения восстанавливающей плоской волны, превышающих угол падения плоской опорной волны при синтезе
голограммы
4.8 Выводы
5. Практическая реализация метода голографической проекционной
фотолитографии, основанного на использовании синтезированной
голограммы-проектора Френеля
Заключение
Список литературы
Приложение
Приложение

Введение
Современное развитие электроники и оптоэлектроники невозможно без перманентного совершенствования технологии фотолитографии. В частности, сегодня в этой области стандартом является применение лазерного излучения с длиной волны 193 нанометра, но очевидно, что в недалеком будущем необходимо переходить на иное оборудование, работающее с электромагнитным излучением с еще меньшей длиной волны. При этом весьма перспективными представляются фотолитографические системы, использующие отражательные рельефно-фазовые синтезированные голограммы-проекторы, которые характеризуются возможностью формирования полностью свободных от аберраций, в том числе и полевых, действительных изображений элементов структуры изготавливаемых устройств. Главное преимущество таких голограмм-проекторов заключается в отсутствии необходимости использования оптически прозрачных сред. Это становится возможным благодаря тому, что они представляют собой отражающие рельефно-фазовые дифракционные решетки.
Трудности, сопровождающие дальнейшее использование классического метода фотолитографии, основанного на использовании объективов, работающих на пропускание и имеющих высокую стоимость, обуславливают актуальность настоящей диссертационной работы, направленной на разработку и исследование альтернативного метода фотолитографии, не использующего дорогостоящих объективов и каких-то ни было оптически прозрачных сред.
Цель работы состояла в разработке метода и средств голографической фотолитографии основанной на использовании синтезированных голограмм-проекторов Френеля.
Достижение этой цели предполагало решение ряда важных научно-технических задач. Среди них:

Из (3.4) следует близость епг к единице, т.е. примерное равенство мощности излучения формирующего изображение в сравниваемых вариантах литографического процесса. Действительно, коэффициент к можно положить равным 0,5, пропускание проекционных объективов редко превышает 20%, а дифракционная эффективность рельефно фазовых голограмм обычно лежит в пределах 25 - 40%.
В случае совместного использования голограммы с объективом невысокого качества данный коэффициент будет иметь следующий вид:

_ я/я
го £-уТ ‘гол
». (3.5)
Из анализа выражений (3.4 - 3.5) можно сделать вывод о том, что замена традиционного проекционного объектива на голограмму — проектор не приводит к каким — либо ощутимым потерям энергии источника излучения, входящего в состав энергетической установки. Совместное же использование голограммы и объектива невысокого качества вместо высококачественного проекционного объектива обуславливает 3-5 кратные потери энергии, обусловленные относительно низкой дифракционной эффективностью рельефно - фазовых голограмм. При этом в случае отказа от минимальных требований к пространственной когерентности источника излучения и допуске на радиус когерентности, превышающем 2 характеристических размера микросхем коэффициент потерь его также будет стремиться к единице.
3.2 Анализ влияния параметров дискретизации на дифракционную эффективность синтезированных голограмм (влияние скважности и периода дискретизации)
Рассмотрим максимальную дифракционную эффективность фазовых тонких голограмм. При этом будем считать, что рассматриваемая нами