Синтез голограмм-проекторов сфокусированного изображения для фотолитографии

• Автор: Корепин, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Современное состояние и проблемы голографической фотолитографии
2 Требования, предъявляемые к параметрам синтеза голограмм-проекторов, предназначаемых для использования в голографическом фотолитографическом процессе
2.1 Влияние проекционного объектива на период дискретизации голограммы и размер фокального пятна генератора изображений
2.2 Оптимизация параметров дискретизации голограммы, обеспечивающих минимизацию потерь качества восстанавливаемых изображений
2.3 Выбор оптимальных параметров оптической системы
2.4 Выводы
3 Программный комплекс синтеза и цифрового восстановления голограмм-проекторов сфокусированного изображения, работающих совместно с проекционным объективом
3.1 Анализ методов вычисления комплексной амплитуды объектной волны в плоскости синтеза голограммы-проектора
3.2 Метод синтеза голограммы-проектора сфокусированного изображения на основе составления таблицы соответствия
3.3 Оценка временной эффективности модифицированного метода таблиц соответствия
3.4 Вычисление комплексной амплитуды опорной волны
3.5 Метод восстановления голограмм-проекторов

3.6 Особенности программной реализации программного комплекса
3.7 Выбор критерия качества восстановленного изображения и его обоснование
3.8 Испытание работоспособности программного комплекса
3.9 Выводы
4 Коррекционные возможности голограмм-проекторов сфокусированного изображения
4.1 Экспериментальное определение предельных отклонений геометрических параметров схемы восстановления голограмм-проекторов
4.2 Определение коэффициента коррекции аберраций оптической системы голограммой-проектором сфокусированного изображения
4.3 Выводы
5 Сравнительный анализ методов проекционной голографической фотолитографии, основанных на голограммах-проекторах Френеля и сфокусированного изображения
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Параметры проекционного объектива Приложение 2. Акт использования

Введение
Одной из проблем проекционной фотолитографии в дальнем и экстремально коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне спектра является формирование действительных изображений топологических наноструктур дифракционноограниченного качества. Из-за полевых аберраций проекционных объективов большинство современных установок проекционной фотолитографии, работающих на длине волны 193 нанометра, обладают крайне малым рабочим полем, не превышающим нескольких миллиметров. К тому же применяемые в них проекционные объективы, ввиду ограниченного набора оптических материалов прозрачных к данной области спектра, обладают крайне сложной конструкцией и, следовательно, высокой стоимостью. Возможный переход к длине волны 157 нм и далее к области рентгеновского излучения поставит вопрос замене рефракторной оптики на рефлекторную, которая характеризуется ещё большими полевыми аберрациями. Один из подходов к решению данной проблемы заключается в применении различных голографических систем. Наиболее перспективными из них, по нашему мнению, являются системы на основе аналоговых или синтезированных отражательных рельефно-фазовых голограмм-проекторов с использованием голограмм Френеля, либо голограмм сфокусированного изображения. Данные голографические схемы характеризуются возможностью формирования безаберрационных действительных изображений в пределах достаточно больших участков экспонирования. При использовании голограмм-проекторов Френеля формирование изображения происходит вообще без участия проекционного объектива. В случае же систем на основе голограмм-проекторов сфокусированного изображения проекционный объектив несет лишь вспомогательную функцию силового компонента, в то время как голограмма одновременно является носителем информации о структуре предмета и основным

Тогда минимальная величина пространственного периода регистрируемой голограммы Тт!п будет определяться выражением:
Из выражений (2.1) - (2.4) следует, что период дискретизации голограммы зависит от характеристического размера элемента структуры объекта, а также от увеличения оптической системы. С учетом теоремы Котельникова (теоремы отсчетов) эта зависимость будет описываться выражением:
Из (2.5) следует, что минимальный характеристический размер голограммы, а, значит, и диаметр рабочего фокального пятна генератора изображений, используемого для отображения голограммы на подложке, могут варьироваться путем выбора необходимого увеличения проекционной оптической системы. Эта особенность позволяет снизить требования, предъявляемые к разрешающей способности генератора изображений, что делает выбор такой голографической системы более привлекательным по сравнению со схемой на основе синтезированных голограмм-проекторов Френеля. Для последних, как показано в работе [5], предельный характеристический размер структуры голограммы должен быть как минимум в четыре раза меньше характеристического размера фотошаблона.
Для отображения голограмм-проекторов на подложке могут быть использованы современные электроннолучевые генераторы изображений, такие как, например, JEOL JBX-9300 или Leica VB-6HR, обладающие рабочим фокальным пятном равным 4 и 10 нм соответственно. При этом в случае применения голографической систем на основе синтезированных голограмм-проекторов Френеля минимальный характеристический размер элемента фотошаблона (шаг проектирования) будет не менее 16-40 нм. В тоже время при использовании систем с синтезированными голограммами сфокусированного изображения минимальный характеристический размер элемента фотошаблона
Л < Aß
(2.4)
2sina' 2sina'
(2.5)