Моделирование и проектирование электронно-оптических систем оборудования для электронной литографии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.07, доктор технических наук Балашов, Владимир Николаевич

• Балашов, Владимир Николаевич
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Балашов, Владимир Николаевич

Оглавление

Введение

1. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛИТОГРАФИИ

1.1. Традиционные методы и математические модели

оптики пучков заряженных частиц

1.2. Электронно-оптические системы оборудования

для электронной литографии

1.3. Постановка задачи исследования

2. ПРЯМЫЕ ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИ-

ЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1. Постановка прямой задачи моделирования ЭОС

2.2. Моделирование ЭОС в параксиальном приближении

2.3. Моделирование геометрических ошибок изображения ЭОС

2.4. Классификация геометрических ошибок изображения

3. ОБРАТНЫЕ ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИ-

ЧЕСКИХ СИСТЕМ

3.1. Постановка и методы решения обратных задач моделирования и проктирования ЭОС

3.2. Задача синтеза электронной линзы по заданному осевому полю

3.3. Синтез дефлектора с однородным полем для электронной линзы с подвижной оптической осью

3.4. Синтез осесимметричной магнитной линзы без сердечника

3.5. Синтез дефлектора с подвижной оптической

осью и косинусоидальным распределением тока в

обмотке возбуждения

3.6. Синтез корректирующего мультиполя с подвижной оптической осью

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С

СИНТЕЗИРОВАННЫМ ПОЛЕМ

4.1. Электронные линзы с синтезированным магнитным полем

4.2. Распределение продольной компоненты вектора индукции магнитного поля в линзе с синтезированным полем

4.3. Распределение поперечной компоненты вектора индукции магнитного поля в линзе с синтезированным полем

4.4. Распределение поля в мультипольном корректоре осевой симметрии поля в линзе с синтезированным полем

5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА И

МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

5.1. Постановка задач расчета и моделирования полей в магнитных и электростатических ЭОС

5.2. Расчет и моделирование полей в магнитных ЭОС

на основе метода конечных элементов

5.3. Расчет и моделирование полей в электростатических ЭОС на основе метода конечных элементов

5.4. Расчет и моделирование полей в электростатических ЭОС на основе метода конечных разностей

5.5. Метод вложенных сеток

5.6. Специальный численный метод решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений

5.7. Специальные методы численного дифференцирования и вычисления интегралов обратного преобразования Фурье

6. ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛИТОГРАФИИ

6.1. Формирование электронных пучков с изменяемой геометрией сечения на мишени

6.2. Функциональная схема ЭОС с изменяемой геометрией электронного пучка на мишени

6.3. Современные технические требования к ЭОС субмикронного электронного литографа

6.4. Моделирование объективной системы электронного литографа на основе многощелевой магнитной линзы

6.4.1. Оптимизация конструкции объективной системы методами теории аберраций третьего порядка

6.4.2. Оптимизация конструкции объективной системы методом прямого решения дифференциального уравнения для ошибок изображения

6.5. ЭОС установки субмикронной электронной литографии на основе объектива с подвижной оптической осью

Основные результаты и выводы

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и проектирование электронно-оптических систем оборудования для электронной литографии»

Введение

Основной тенденцией в развитии современной микроэлектроники является повышение степени интеграции сверхбольших интегральных микросхем. Российская Государственная программа развития электронной техники предусматривает выход отечественной электроники на уровень мировых стандартов, необходимый для сохранения и развития экономического и оборонного потенциала России. Эта программа предусматривает в частности разработку субмикронных технологий для производства СБИС, содержащих до 10 млрд. элементов на кристалл и характерными размерами элементов 0.1 - 0.3 мкм.

Основу современной технологии для производства СБИС составляют электронные литографы (синтезаторы изображения), позволяющие создавать рисунок топологии или на технологическом шаблоне (маске) или непосредственно на кристалле СБИС.

К сожалению, в последние годы в России работы в области создания электронно-лучевого оборудования для прецизионных технологий практически приостановлены в связи с финансовыми трудностями, а основные предприятия, выпускающие подобное оборудование, оказались за пределами границ России. Вместе с тем актуальность продолжения работ в этом направлении подтверждается их соответствием Федеральной программе "Критические технологии" и Президентской программе "Национальная технологическая база".

Производительность и технологические возможности электронных литографов в значительной мере определяются техническими характеристиками электронно-оптической системы (ЭОС), формирующей электронный зонд и позиционирующей его в нужную точку поля экспонирования. Максимальная производительность достигается в установ-

ках, использующих фигурный электронный зонд с изменяемой геометрией сечения и равномерной плотностью тока в зонде. Производительность установки растет вместе с увеличением размеров поля экспонирования. В том случае, когда размеры поля экспонирования равны размерам кристалла СБИС, появляется возможность существенно упростить установку за счет упрощения конструкции пре-цизионно точного координатного стола, системы точного измерения координат и системы совмещения.

В настоящее время сделаны только первые попытки создания оборудования для электронной литографии с большим полем экспонирования, равным или превышающим размеры кристалла СБИС, при этом основные сложности связаны с созданием электронно-оптической системы. Реальной перспективой развития такого оборудования является применение нового типа электронных линз - электронных линз с синтезированным магнитным полем, включающих электронные линзы с подвижной, наклонной и криволинейной оптическими осями. Это позволяет увеличить размеры поля экспонирования до размеров кристалла СБИС, отказаться от применения точных механических систем и повысить производительность производства СБИС.

Этапы создания нового поколения субмикронных электронных литографов (синтезаторов изображения) включают разработку теоретических основ моделирования и конструирования, существенно отличающихся от таковых, принятых в общем машиностроении, теоретическое и практическое освоение новейших достижений электронной оптики, вычислительной математики, материаловедения, технологии вакуумного машиностроения и других отраслей знания, значительное повышение культуры производства, соблюдение "вакуумной экологии" и другие научно-технические мероприятия.

Современное развитие исследований в данной области достигло некоторого предела, обусловленного учетом уже ставшего традиционным круга факторов и ограничений, присущих традиционным математическим моделям. Отсутствие прогресса в достижении требуемых характеристик качества изображения показывает, что необходим глубокий анализ закономерностей взаимодействия электронного пучка и электромагнитного поля, основанный на методах и моделях, адекватно отражающих свойства ЭОС. Особенно остро отсутствие адекватных моделей ощущается в теории электронных линз с синтезированным полем.

Работа посвящена разработке научных основ численного моделирования и проектирования ЭОС оборудования для субмикронной электронной литографии (синтезаторов изображения) нового поколения на основе электронных линз с синтезированным магнитным полем. Особое внимание в работе уделено исследованию и разработке метода формирования подвижного осесимметричного магнитного поля и созданию на его базе метода проектирования электронных линз с синтезированным магнитным полем, позволяющим не только перемещать сфокусированный электронный пучок в пределах кристалла СБИС, но и изменять угол падения электронного пучка на кристалл. Предложен метод проектирования таких ЭОС, основанный на решении задач синтеза корректирующих элементов, создающих необходимое распределение корректирующего магнитного поля.

Работа также посвящена исследованию и разработке траекторно-го метода определения величин геометрических ошибок (аберраций) изображения, создаваемого ЭОС произвольной сложности, не требующего вывода аберрационных интегралов, а также численному моделированию для проекта ЭОС установки для субмикронной электронной

литографии с изменяемой геометрией электронного пучка, полем экспонирования 10 х 10 мм и разрешением 0.2 мкм.

Теоретические исследования ЭОС проведены в рамках математического аппарата оптики пучков заряженных частиц и, в частности, включают применение метода возмущений для преобразования нелинейных дифференциальных уравнений траекторий пучка заряженных частиц в систему линейных уравнений, применение преобразований Фурье и методов решения некорректных задач при решении интегральных уравнений первого рода в задачах синтеза, метода конечных разностей при построении оптимизированных численных схем решения системы дифференциальных уравнений и уравнения Лапласа.

Компьютерное моделирование ЭОС проведено на основе пакета программ, разработанного на основе типовых и оригинальных численных методов вычислений.

Решена проблема формирования подвижных осесимметричных магнитных полей, позволившая в частности решить задачу формирования о се симметричного фокусирующего поля в окрестности подвижной оптической оси электронной линзы с синтезированным магнитным полем.

Эта проблема решена путем создания достаточно точной математической модели, связывающей конструктивные параметры основной магнитной системы, положение и форму подвижной оси симметрии поля, конструктивные параметры и режимы возбуждения корректоров, создающих осевую симметрию магнитного поля.

Разработан компьютерный метод определения величины геометрических ошибок (аберраций) изображения, создаваемых ЭОС произвольной сложности и не требующий вывода аберрационных интегралов. Основу метода составляет устойчивая численная схема решения системы дифференциальных уравнений траекторий электронного пучка в стати-

ческих электромагнитных полях по методу возмущений.

Решена задача синтеза корректоров осевой симметрии магнитного поля в окрестности подвижной оси электронной линзы с синтезированным полем. Корректорами осевой симметрии являются мульти-польные элементы первого (магнитные дефлекторы), второго (магнитные квадруполи) и последующих порядков с подвижной осью симметрии поля, совпадающей с подвижной оптической осью линзы.

Задачи синтеза сведены к решению некорректной задачи для интегрального уравнения первого рода, связывающего заданное распределение магнитного поля и искомое распределение токов возбуждения в обмотках мультиполей.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы обеспечивается строгим использованием адекватного математического аппарата, проверкой разработанных методов и созданных на их базе компьютерных программ путем решения модельных задач, обширным численным экспериментом и сопоставлением полученных результатов с экспериментом и результатами работ других авторов.

Результаты исследований и разработок использованы в процессе создания специального электронно-оптического технологического и контрольно-аналитического оборудования в ГП "Научно-исследовательский институт электронной и ионной оптики" (ГП НИМ ЭИО, Москва), в частности при разработке и изготовлении субмикронных электронных литографов системы ГОЛ, созданных в рамках Постановления Совета Министров СССР N0 720 и совместного приказа Министров электронной и оборонной промышленности СССР.

Практическая значимость работы состоит в разработке компьютерного метода моделирования и проектирования ЭОС на основе электронных линз с синтезированным магнитным полем для суб-

микронного электронного литографа с изменяемой геометрией сечения электронного пучка, полем обработки 10 х 10 мм и разрешением 0.2 мкм.

Теоретические разработки, связанные с созданием новых математических моделей и основанных на них методов проектирования, позволили решить крупную научную проблему создания ЭОС на базе электронных линз с синтезированным полем, имеющую важное прикладное значение для создания нового поколения оборудования для субмикронной электронной литографии.

Основными результатами диссертационной работы можно считать решение проблемы создания подвижных осесимметричных магнитных полей и разработку траекторного метода определения величин геометрических аберраций изображения, создаваемого ЭОС произвольной сложности, не требующего вывода аберрационных интегралов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Решение проблемы формирования подвижных осесимметричных магнитных полей в неосесимметричных технических системах и, в частности, решение задачи формирования осесимметричных полей в окрестности подвижной оптической оси электронной линзы с синтезированным магнитным полем.

2. Траекторий метод определения величин геометрических ошибок (аберраций) изображения, создаваемых ЭОС произвольной сложности, на основе устойчивой численной схемы решения системы дифференциальных уравнений траекторий электронного пучка в статических электромагнитных полях.

3. Решение задачи синтеза корректоров осевой симметрии магнитного поля в окрестности подвижной оси электронной линзы с синтезированным полем на основе решения некорректных задач для ин-

тегральных уравнений первого рода, связывающих заданные распределения электромагнитных полей и искомые распределения токов возбуждения в обмотках мультиполей.

4. Результаты компьютерного моделирования для проекта ЭОС субмикронного электронного литографа с изменяемой геометрией сечения электронного пучка, полем обработки 10 х 10 мм и разрешением 0.2 мкм.

Основные положения диссертационной работы доложены на VI -XV Всесоюзных и всероссийских конференциях по электронной оптике и электронной микроскопии (1982 -1996 гг.), на III - IX Всесоюзных и всероссийских симпозиумах по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (1986 -1996 гг.), на I и II Всероссийском семинаре Проблемы теоретической и прикладной электронной оптики (1995, 1997 гг).

Большую помощь при работе над диссертацией оказали научные сотрудники кафедры ТСЭ МГИЭМ, СКВ МГИЭМ и НИМ ПМТ при МГИЭМ.

Постановка задач компьютерного моделирования и анализ результатов проведены автором.

Программная реализация и расчеты на ЭВМ выполнены автором совместно с сотрудниками СКВ МГИЭИ, НИИ ПМТ и ГП НШ ЭИО.

Совместные изобретения и публикации автор использовал лишь в той степени, которая соответствует его личному творческому вкладу в указанные работы.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность д.ф.-м.н., проф. Васичеву Б.Н. и доц. к.ф.-м.н. Дицману С.А. за многолетнюю помощь и поддержу в работе.

Общий объем диссертации 300 стр., с рисунками на 56 стр. Список литературы состоит из 186 наименований.

1. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛИТОГРАФИИ

Оборудование для электронной литографии составляет один из основных и наиболее сложных классов оборудования в современной технологии производства субмикронных интегральных микросхем. Из всего известного множества направлений электронной литографии выберем направление создания субмикронных однопучковых электронных литографов (синтезаторов изображения) с изменяемой формой сечения электронного зонда в плоскости экспонирования, предназначенные для создания рисунка топологии на поверхности технологического слоя СБИС или на поверхности технологического шаблона (маски).

Функциональная схема современного однопучкового электронного литографа (синтезатора изображения) включает следующие основные конструктивные узлы и системы:

- Электронно-оптическую систему (ЭОС), предназначенную для создания субмикронного электронного зонда и его позиционирования в нужную точку кристалла СБИС для экспонирования электронрезис-та, образующего защитную маску;

- Вакуумную рабочую камеру с прецизионным координатным столом и лазерным интерферометром, входящим в систему точного измерения координат и систему совмещения;

- Компьютерную рабочую систему управления, включающую подсистемы управления ЭОС и прецизионным координатным столом с учетом показаний лазерного интерферометра, включенного в цепь обратной связи;

- Транспортно-загрузочную систему, позволяющую загружать не-

экспонированные полупроводниковые пластины (шаблоны) на координатный стол и выгружать их после экспонирования;

- Вакуумную систему, предназначенную для откачки вакуумных объемов литографа;

- Систему электропитания, включающую систему прецизионных источников питания электронных линз ЭОС;

- Компьютерную вспомогательную систему управления, предназначенную для запуска электронного литографа в работу и поддержания рабочего режима всех его систем во время проведения технологического процесса.

Принята следующая классификация электронных литографов.

1. По способу сканирования электронного пучка в пределах поля экспонирования:

- растровые и

- векторные.

2. По типу электронного зонда, формируемого ЭОС:

- с фигурным (прямоугольным) электронным зондом с изменяемой геометрией и равномерным распределением плотности тока в зонде;

- с фигурным (квадратным или круглым) электронным зондом с постоянной геометрией и равномерным распределением плотности тока в зонде;

- с круглым зондом и гаусовым распределением плотности тока в зонде.

3. По типу объективной системы ЭОС, осуществляющей перемещение электронного зонда в пределах поля экспонирования:

- с одноярусным отклонением;

- с двухярусным отклонением;

- со ступенчатым отклонением;

- с одноярусным отклонением и дефлектором, помещенным в поле фокусирующей линзы;

- с подвижной перемещаемой оптической осью.

4. По способу экспонирования:

- экспонирование на неподвижном координатном столе, работающем в старт-стопном режиме;

- экспонирование на движущемся координатном столе.

Электронные литографы относятся к уникальному классу оборудования для высоких технологий, в котором сосредоточены высшие технологические достижения человечества сразу во многих областях. Это, в частности, высшие достижения в электронной оптике, математическом моделировании, технологии магнитных материалов, прецизионной механике, лазерной интерферометрии, цифровой и аналоговой электронике, электроприводе, вакуумной технике и вакуумной механике, компьютерной технике, алгоритмам и программам управления. Такое положение оправдывает выделение проблемы создания электронно-оптических систем (ЭОС) оборудования для электронной литографии в отдельную научную проблему и посвятить настоящую работу исследованию этой проблемы.

Исследования и разработки в области создания ЭОС для электронной литографии сосредоточены в рамках теоретических исследований, связанных с созданием математических моделей новых конструктивных элементов, и компьютерным моделированием ЭОС, так как экспериментальные исследования в этой области трудоемки и требуют значительных финансовых затрат. Высокая сложность литографического оборудования и субмикронной технологии в целом приводит к тому, что путь установки для электронной литографии от идеи до

работающего в технологической линейке серийного образца затягивается на многие годы. Основным способом ускорения цикла создания такого оборудования является компьютерное моделирование и в первую очередь компьютерное моделирование ЭОС.

Проведем анализ основных теоретических и технических проблем, связанных с созданием ЭОС оборудования для электронной литографии.

1.1. Традиционные методы и математические модели оптики пучков заряженных частиц.

Изучение пучков заряженных частиц, движущихся в электромагнитных полях, является предметом исследования электронной оптики. Традиционная модель и методы исследования в электронной оптике являются развитием методов классической механики и базируются на ее математическом аппарате.

Считается, что электронная оптика как наука появилась после вывода основных уравнений для траекторий С1] и создании теории аберраций электронных линз [2, 3].

Первая попытка систематического изложения электронной оптики в полном объеме была предпринята В.Глазером [4]. Эта книга долгие годы стала основным учебником для студентов и справочником для специалистов. Теоретические основы оптики подробно изложены в [5, 6] и многих других работах советских и зарубежных авторов. Первой монографией на русском языке, содержащей оригинальное систематическое изложение электронной оптики, является [7]. В материал этой книги включены оригинальные подходы к электронной оптике [81.

Современное изложение классической электронной оптики можно найти в [9, 10]. Эти книги охватывают практически все основные разделы электронной оптики и содержат обширный библиографический материал.

В оригинальной книге советских авторов [11] изложены современные подходы к оптике электростатических электронных и ионных линз, а в [12] - современные методы численной оптимизации эмиссионных электронно-оптических систем (ЭОС).

Приведем краткое изложение традиционной модели и методов электронной оптики, основанных на математическом аппарате классической механики [13].

Электшнно-оптический показатель преломления. Математические методы оптики пучков заряженных частиц базируется на классической механике, в которой движение заряженных частиц в электромагнитных полях подчиняются принципу наименьшего действия. В оптике практически не учитываются квантово-механические свойства заряженных частиц, что можно делать при разрешении ЭОС на уровне межатомных расстояний.

Не уменьшая общности, рассмотрим для простоты нерелятивистскую теорию, с достаточной точностью описывающую оптические свойства электронных пучков до энергий порядка 500 кВ. Запишем функцию .Яагранжа для заряженной частицы, движущейся в стационарном электрическом и магнитном поле [13]

ту2

Ъ(х(г),у(г),й(г)) = -- + еи - е(А,у) (1.1)

2

где е и т - заряд и масса заряженной частицы, V - ее скорость, Щх,у,й) и А(х,у,й) - соответственно скалярный и векторный по-

тенциалы электромагнитного поля, I - время..

Линейный интегральный функционал от функции Лагранжа следу ющего вида

Б = $ Ъ ^ (1 .2)

г.

и

называется действием. »

Принцип наименьшего действия утверждает, что на действительной траектории движения заряженной частицы х(Ю, у(-Ь),

значение интеграла действия (1.2) минимально.

Переходя в интеграле (1.2) от независимой переменной 1; (время) к новой независимой переменной б (длина дуги траектории) ПО], получим

Р1

Б = /пэС18 (1.3)

Ро

где функция

пе = (гну - е(А,в)) (1.4)

называется электронно-оптическим показателем преломления. В этой формуле в - единичный вектор, касательный к траектории заряженной частицы.

Принцип наименьшего действия в форме (1.3) совпадает с принципом Ферма световой оптики. Эта связь приводит к глубоким аналогиям между световой оптикой и оптикой пучков заряженных частиц [4,9,10,131.

Точные уравнения траекторий. В оптике пучков заря-

женных частиц считается, что частицы пучка движутся преимущественно вдоль оси ъ системы. Другими словами предполагается, что

продольная скорость частицы существенно превышает поперечные компоненты скорости ж Уу. Это предположение не выполняется только в эмиссионных системах и электронных зеркалах, в которых все три компоненты скорости заряженной частицы вблизи катода соизмеримы. Оптика электронных пучков в эмиссионных систем имеет ряд особенностей, которых мы касаться не будем С12].

С учетом этого предположения перейдем в интеграле (1.3) к новой независимой переменной г и запишем интеграл действия для траекторий пучка заряженных частиц, движущихся в стационарном электромагнитном поле [4,9,10].

В = $ ? 6Е (1 .5)

ъ

и

в котором функция Лагранжа имеет следующий вид Р(х,у,2) = /и(1+х'г+у'2) - /2е/т (Ахх'+ А^ + Аа) (1.6)

Действительные траектории заряженных частиц можно найти, применяя к функционалу (1.5) основную теорему вариационного исчисления. В соответствии с ней необходимо найти решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений Эйлера - Лагранжа следующего вида

а ЗР

ах' дх

(1-7)

(1 дТ д!

ЙЗ Зу' <3у

Уравнения (1.7) представляют собой точные уравнения траекторий заряженных частиц, движущихся с нерелятивистскими скоростями в стационарных электромагнитных полях. Учитывая связь между потенциалами и векторами индукции магнитного и напряженности

электрического полей [4,9,10]

Е = II, В = |41фГо1; А перепишем уравнения (1.7) в следующем виде

х"= -(1 + х'2+ у'2) (Е,, - х'Е^/ги +

А. ¿-1

+ /е(1 + х,2+ у,2)/2гаи [(1+х,2)Ву - у' (х'Вх + В2)] (1.8)

у" = -(1 + х'2+ у'2) (Е - уТЕ„)/21Г +

«у ^

+ / е(1 + х,2+ у,2)/2ши [(1+у'2)Вх - х'(У'Ву + В^)] где Е . Е . Ест и Впг, В. В^ - компоненты векторов Е и В, е и ш -

¿у й Л. У 2

заряд и масса заряженной частицы.

Система точных уравнений (1.8) является нелинейной системой обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка. Как известно ее решения не создают идеальное изображение предмета в плоскости изображения, другими словами, не обладают оптическими свойствами [4,9,101.

Система параксиальных уравнений. Оптическими свойс-

твами обладает близкая к (1.7) линейная система параксиальных

уравнений [4, 9, 101

» »»

Заключение диссертации по теме «Оборудование производства электронной техники», Балашов, Владимир Николаевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена проблема формирования подвижных осесимметричных магнитных полей, позволившая в частности решить задачу формирования осесимметричного фокусирующего поля в окрестности подвижной оптической оси электронной линзы с синтезированным магнитным полем.

Эта проблема решена путем создания достаточно точной математической модели, связывающей конструктивные параметры основной магнитной системы, положение и форму подвижной оси симметрии поля, конструктивные параметры и режимы возбуждения корректоров, создающих осевую симметрию магнитного поля.

Основным преимуществом такой линзы при создании ЭОС с большим полем сканирования является возможность уменьшения геометрических и хроматических аберраций отклонения.

Электронные линзы с синтезированным полем открывают возможность реализации нового класса электронно-зондового технологического и контрольно - аналитического оборудования, позволяющего проводить исследования или обработку электронным зондом на неплоских поверхностях с глубоким рельефом, а также создавать оборудование для электронной литографии, предназначенное для производства трехмерных (объемных) интегральных микросхем.

2. Разработан компьютерный метод определения величины геометрических ошибок (аберраций) изображения, создаваемых ЭОС произвольной сложности и не требующий вывода аберрационных интегралов. Основу метода составляет устойчивая численная схема решения системы дифференциальных уравнений траекторий электронного пучка в статических электромагнитных полях по методу возмущений.

Математическая модель, положенная в основу этого метода, остается точной в произвольной области, занятой электромагнитным полем и сохраняет все физические (не математические) понятия оптики пучков заряженных частиц, включая физическое понятие аберраций как геометрических искажений (ошибок) изображения предмета.

3. Решена задача синтеза корректоров осевой симметрии магнитного поля в окрестности подвижной оси электронной линзы с синтезированным полем. Корректорами осевой симметрии являются муль-типольные элементы первого (магнитные дефлекторы), второго (магнитные квадруполи) и последующих порядков с подвижной осью симметрии поля, совпадающей с подвижной оптической осью линзы.

Задачи синтеза сведены к решению некорректной задачи для интегрального уравнения первого рода, связывающего заданное распределение магнитного поля и искомое распределение токов возбуждения в обмотках мультиполей. Решение обратных задач в такой постановке можно считать доказательством возможности или невозможности реализации конструктивного элемента ЭОС с заданными свойствами.

4. Разработан компьютерный метод моделирования и проектирования ЭОС на основе электронных линз с синтезированным магнитным полем для субмикронного электронного литографа с изменяемой геометрией сечения электронного пучка, полем обработки 10 х 10 мм и разрешением 0.2 мкм.

5. Результаты исследований и разработок использованы в процессе создания специального электронно-оптического технологического и контрольно-аналитического оборудования в ГП "Научно-исследовательский институт электронной и ионной оптики" (ГП НИИ ЭИО, Москва), в частности при разработке и изготовлении субмикронных электронных литографов системы ПЭЛ, созданных в рамках Постановления Совета Министров СССР N0 720 и совместного приказа Министров электронной и оборонной промышленности СССР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение отметим, что исследования, проведенные в настоящей работе, имеют несколько направлений.

Первое направление, связанное с исследованием и оптимизацией сложных ЭОС установок для электронной литографии путем решения прямых задач моделирования, начато нами в середине 80 годов.

- Здесь нами в частности предложен универсальный траекторный метод вычисления величины геометрических аберраций изображения сложных ЭОС, отличный от традиционного метода аберраций. Суть метода состоит в решении системы нелинейных дифференциальных уравнений траекторий электронного пучка методом возмущений на основе специального устойчивого численного метода, сохраняющего инварианты, присущие исходной системе, что позволило отказаться от вывода аберрационных интегралов. Широкое применение этого метода позволило установить ряд новых закономерностей, поставить и решить ряд задач по оптимизации ЭОС, в частности задач оценки качества изображения в ЭОС установок для электронной литографии, построенных с использованием электронных линз с подвижной оптической осью.

В результате исследований, в частности, были созданы новые базовые элементы электронной оптики:

- однополюсная линза с наклонной оптической осью [174], и

- электростатическая линза с подвижной оптической осью [169].

Исследования и разработки в этом направлении также были внедрены при создании электронно-оптических систем субмикронного электронного литографа, электронно-оптической системы для аналитического электронного микроскопа с равномерным распределением плотности тока в зонде [163] и установки для исследования электронно-стимулированных технологических процессов в производстве изделий микроэлектроники [164].

Второе направление исследований, связанное с решением обратных задач (задач синтеза), начато в конце 80 годов. Задачи синтеза конструктивных элементов ЭОС сведены к решению интегрального уравнения первого рода, связывающего заданное распределение электромагнитного поля и токи в обмотках возбуждения или потенциалы на электродах, создающие это поле. Главной отличительной особенностью полученных решений является использование аппарата интегральных преобразований Фурье, позволившего построить решения в произвольных областях, а не в малой окрестности геометрической оси ЭОС. Так было найдено решение ряда задач синтеза конструктивных элементов ЭОС, имеющих как самостоятельное значение, так и послуживших основой метода проектирования электронных линз с синтезированным магнитным полем.

Третье направление состоит в исследовании и разработке методов создания подвижных осесимметричных магнитных полей, основанных на решении задач синтеза. Новая математическая модель электронной линзы с синтезированным магнитным полем связывает заданные конструктивные параметры фокусирующей магнитной линзы, заданную форму криволинейной оптической оси и конструктивные параметры корректирующих элементов линзы (дефлекторов перемещения оптической оси и мультипольных корректоров осевой симметрии поля), обеспечивающих движение электронного пучка вдоль заданной оптической оси в локально осесимметричном поле С171,172,176,177].

В частном случае новая математическая модель позволяет проектировать электронные линзы с подвижной прямолинейной и наклонной оптическими осями.

Основным техническим преимуществом электронной линзы с синтезированным полем является возможность уменьшения геометрических и хроматических аберраций отклонения в зондовых ЭОС с большим полем сканирования, позволяющих проводить исследования или обработку электронным зондом на неплоских поверхностях с глубоким рельефом. ЭОС этого типа позволяют, в частности, создавать оборудование для электронной литографии, предназначенное для производства трехмерных (объемных) интегральных микросхем.

Четвертое направление состоит в разработке специальных численных методов решения задач моделирования и проектирования ЭОС, учитывающих некорректность и неустойчивость части задач, жесткость систем дифференциальных уравнений и другие особенности.

Так, в частности, построен эффективный численный метод, реализованный в виде компьютерных программ. Многолетний опыт использования вычислительной техники для анализа взаимодействия электронных пучков и электромагнитных полей позволил нам разработать единый подход для решения данного класса задач, основанный на построении численных методов, сохраняющих инварианты дифференциальной задачи, что обеспечивает достоверность получаемых результатов.

В дальнейшем предполагается более детально исследовать ЭОС с синтезированным полем и, в частности, исследовать связь между формой оптической оси и геометрическими ошибками , а также поставить и решить задачу оптимизации формы оптической оси в линзе с синтезированным полем.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Балашов, Владимир Николаевич, 1998 год

Литература

1. Н. Busch. // Arch. Electrotech. , 1927, v. 18, р. 583-594.

2. W. Glaser.// Ann. Physik (Leipzig), 1933, v. 18, p. 557 -585.

3. W. Glaser.//Z. Physik, 1935, v. 97, p. 177 - 201.

4. V. Glaser. Grundlagen der Electronenoptik. Wien: Springer - Verlag, 1952. Русский перевод:

В. Г лазер. Основы электронной оптики. М.: Гос. из-во технико-теоретической литературы. 1952, 763 с.

5. Р. А. Sturrock. Static and Dynamic Electron Optics, Cambridge: Cambridge University Press, 1955, 214 c.

6. H.Bush, E.Bruche, eds. Beitrage zur Elektronnenoptik. Barth, Leipzig, 1937.

7. В. М.Кельман, С. Я Явор. Электронная оптика. М,-Л.:Из-во АН СССР, 1959, 328 с.

8. Г, А. Гринберг.// ДАН СССР, 1943, т. 38, с. 78 - 90.

9. M.Szilgyi. Electron and Ion Optics. N.-Y.: Plenum Press, 1988. Русский перевод:

E Силадьи. Электронная и ионная оптика. М.: Мир, 1990, -638 с.

10. Р. W. Hawkes,E. Kasper. Principles of Electronoptics. N. -Y.: Academc Press, 1989. Русский перевод:

ПХокс, Э. Каспер. Основы электронной оптики. М.: Мир, 1993. Том. 1, 551 е., Том. 2, 477 с.

11. JL А. Баранова, С. Я Явор. Электростатические электронные линзы. М.: Наука, 1986,

12. В. П. Ильин, В. А. Катетов, Ю. В. Куликов, М. А. Монастырский. Численные методы оптимизации эмиссионных электронно-оптических систем. Новосибирск: Наука, 1987,

13. H.Goldstein. Classical Mechanics. Cambridge: Addison -Wesley Press, 1959. Русский перевод:

Г. Голдстейн. Классическая механика. Е : Наука, 1975, с. 415.

14. Н. Bush, Е. Bruche, eds. Beitrage zur Elektronnenoptik. Barth, Leipzig, 1937.

15. E. Kasper. // Optik, 1985, v. 69, p. 117 - 125.

16. E. Kasper.// Optik, 1987, v. 77, p. 3 - 12..

17. A. S. Householder. The Theory of Matrices in Numerical Analysis. N.-Y.: Blaisdeil, 1964.

18. V. Scherle. //Optik, 1983, v. 53, p. 217 - 226.

19. V. Scherle. //Optik, 1984, v. 67, p. 307 - 314.

20. H.C.Chi, E. Munro. // Optik, 1982, v. 60, p. 371 - 390.

21. H.C.Chi, E. Munro.// Optik, 1982, v. 61, p. 123 - 145.

22. R.W.Moses. Lens Optimization by Direct Application of the Calculus of Variations. In: Image Processing and Computer-aided Design in Electron Optics, p. 250 - 272. London, N. -Y.: Academic Press, 1973.

23. A. H Тихонов, И. Я. Арсенин. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979 г. -285 с.

24. М. М.. Лаврентьев. О некоторых некорректных задачах математической физики. Новосибирск: СО АН СССР, 1962 г. -91 с.

25. М. В. Урев. О продолжении магнитного поля с оси симметрии в пространство. // Радиотехника и электроника, No 4, 1993, с. 772 - 778.

26. А. Б. Бакушинский, А. В. Гончарский. Некорректные задачи. Численные методы и приложения. М.: Из-во Московского университета, 1989 г. -197 с.

27. В. В. Иванов. Методы вычисления на ЭВМ. Киев: Наукова думка, 1986 г. - 583 с.

28. G. Dahlquist. Convergence and stability in the numerical integration ordinary differential eguations. //Math, scand. , n. 4, 1956, p. 31 - 35.

29. B. Lindberg. Characterization of optimal Stepsize sequences for methods for still differential equations. //SIAM J. Numer. Anal., v. 14, n. 5, 1977. p. 859 - 887.

30. V. K. Zvorykin, G. A. Morton, E.G.Romberg, J. Hiller, A. W. Vance. Electron Optics and the Electron Microscope. N.-Y.: Wiley, 1945.

31. IL П. Касьянов. // ЖТФ, т. 226 п. 1, 1952 г. с. 80-83.

32. R. W.Moses. // Rev. Sci. Instrum. , v. 41, n. 5, 1970. p. 729 - 740.

33. R.W.Moses. //Rev. Sci. Instrum., v. 42, n. 6, 1971. p. 828 - 831.

34. R. W. Moses.// Rev. Sci. Instrum., v. 42, n. 6, 1971, p. 832 - 839.

35. H.Rose, R.W.Moses.// Optik, v. 37, n. 3, 1973. p. 316 -337.

36. W. Tretner. // Optik, v. 13, n. 3, 1959. p. 155 - 184.

37. M. Szilagui. Reduction of Aberrations of Electron Optical Systems. Budapest: Hungarian Academy of Sciences, 1977.

38. M. Szilagui. //Optik, v. 48, n. 2, 1977. p. 215-224.

39. M. Szilagui, S. I. Yakowith, M. 0. Dull.// Appl. Phus. Lett. • v. 44, n. 1, 1984. p. 7-9.

40. I.E.Dennis. Proc. //IEEE, v. 72, n. 12, 1984. p. 1765 -1776.

41. M. Szilagui. // Vac. Sei. Techno 1. , v. Bl, n. 4, 1983. p. 1137 - 1140.

42. G. N. Piass.// J. Appl. Phys. , n. 13, 1942. p. 49 - 55.

43. I. R. Asley. // Proc. IEEE, v. 60, n. 1, 1983. p. 115 - 119.

44. С. И. Молоковский, Ф. Д. Сушков. Интенсивные электронные и ионные пучки. М.: Энергия, 1972 г.

45. Р. Т. Hirstein, D.S.Kino, V. Е. Waters. Spase-Charge Flow. N. -Y.: McGraw-Hill Book Kompany, 1967. Русский перевод:

П. Т. Кирштейн и др. Формирование электронных пучков. М.: Мир, 1970 г.

46. В. Т. Овчаров. Некоторые вопросы теории и расчета электронных пучков. Дисс. на соискание уч. ст. д-ра тех. наук. М. , 1965 г.

47. Б. Н Васичев. Растровая электронная микроскопия и электронная литография. //"ОМП", 1978 г. , N 9, стр.65.

48. E. Munro. Electron beam litography - In: Applied charged particle optics, supplement 13B/ Ed. A. Septier - New York, London, Toronto, Sydney, San-Francisco: Acad. Press, 1980, p. 74-132.

49. E. Goto, T. Soma. MDL (Moving objective lens) Formulation of deflective aberration free system.//Optik, v. 48, n. 3, 1977. p. 255 - 259.

50. H. Ohiwa. Design of electron beam scanning systems using the moving objective lens.//J. Vac. Sci. Technol. v. 15, n. 3, 1978. p. 849 - 853.

51. E. Goto, T. Soma, M. Jdesawa. Design of Variable-aperture Proection and Scaning System for electron beain //J. Vac. Sci. Technol. v. 15, n. 3, 1978. p. 883 - 887. n. 4,

1978. p. .883 - 886.

52. H. Ohiwa. Moving objective lens and the Fraundhofer condition for pre-deflection.// Optik, v. 53, n. 1,

1979. p. 63 - 68.

53. H. C. Pfeiffer. Advansed deflections consept fo lsrge area high resolution e-beam lithography.// J. Vac. Soi. Technol. v. 19, n. 4, 1981. p. 1058 - 1063.

54. W. Knauer. A method to reduce deflection aberrations in electron beam lithography systems. // J. Vac. Sci. Technol. v. 19, No 4, 1981. -p. 1142 - 1148.

55. M. A. Sturams,H. C. Pfeiffer. -In: Mi croc ircu it Engineering 83 (eds. Ahmed H. , Cleaver J. R. A. , Jones G. A. C.), N. -Y.: Academic Press, 1983.

56. Zhong-wei Chen, Pei-yong Oiu, Jian-kun Vang. Optik, v. 64, n. 4, 1983. p. 341 - 347.

57. Б. E Васичев. Оценка производительносьти электронно-лучевых установок с программным управлением.// "ОМП", No 3, 1984 г. , стр. 39-42.

58. В. А. Жуков, А, Б. Абрамянц. Синтез магнитных объективов растровых электронно-оптических систем. //ЖГФ, т. 56, в. 10, 1986 г. - с. 1962 -1966.

59. T. Hosokawa, Y. Takeuchi, H. Ohshiba.//Optik, v. 58, п. 4, 1981. p. 241 - 250.

60. В. Lencova. Deflection aberrations of multi-stage deflection systems. Optik, v. 58, п. 1, 1981. p. 25 - 35.

61. А. В. Бицадзе. Краевые задачи для эллиптических уравнений второго порядка. М. : Наука. 1966 г.

62. В. А. Кондратьев. Краевые задачи для эллиптических уравнений в областях с коническими или угловыми точками. //Труды Моск. матем. об-ва. -1967. Т. 16. с. 137-142.

63. V. R. Vasow, G.E. Forsythe. Fi ni te-Di fferense Methods for Partial Differential Equations. N.-Y. : Wiley, 1960. Русский перевод: В. Вазов, Дж. Форсайт. Разностные методы решения уравнений в частных производных. М. : ИЛ, 1963 г.

64. В. П. Ильин. Разностные методы решения эллиптических уравнений. Новосибирск: Из-во НГУ, 1970 г.

65. В. Я Иванов, В. П Ильин. Решение смешанных краевых задач для уравнения Лапласа методом интегральных уравнений. // Типовые программы решения задач математической физики. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1975. -С. 5 - 35.

66. М. А. Монастырский. Интегральные уравнения в задачах оптимизации электронно-оптических систем. I. Обще соотношения (трехмерный случай) // Численные методы решения задач электронной оптики. - Новосибирск: Изд-во ВЦ СО АН СССР, 1980.

67. М. А. Монастырский. Интегральные уравнения в задачах оптимизации электронно-оптических систем. II. Осесиммет-ричный случай // Численные методы решения задач электронной оптики. - Новосибирск: Изд-во ВЦ СО АН СССР, 1980. - С. 121-136.

68. JL Э. Эльсгольц. Дифференциальные уравнение и вариационное исчисление. М. : Наука, 1969 г. - 424 с.

69. В. H Ильин. Численные методы решения задач электронопти-ки. Новосибирск: Наука, 1974 г.

70. E. Munro. // J. Vac. Sci. Technol. , V 12, 1975, p. 1146.

71. А. А. Самарский. Введение в теорию разностных схем. Е : Наука, 1982 г.

72. А. А. Самарский, В. В. Аедреев. Разностные методы для решения эллиптических уравнений. М. : Наука, 1976 г.

73. А. А. Самарский. Теория разностных схем. М. : Наука. 1982

74. Г. Стренг, Дж. Фикс. Теория метода конечных элементов. М. : Мир, 1977 г.

75. В. В. Шайдуров. Многосеточные методы конечных элементов. М.: Наука, 1989 г.

76. Г. И. Марчук, В. И. Агошков. Введение в проекционно-сеточные методы. М.: Наука, 1981 г.

77. A. Septer, ed. Applied Charges Particle Optics. I— III (Advances in Electronics and Electron Physics, 13A-C), N.-Y: Academic, 1980 - 1983.

78. J. Rouse, H. Zhi, E.Monro. Aberrations of electron focusing and deflection systems in the presence of three dimensional parturbation fields. J. Vac. Sci. Technol.. B9( 6), 1991. - p. 2934 - 2939.

79. 0. C. Zenkiewicz. The Finite Element Method in Engineering Science. N.-Y.: McGraw-Hill, 1971.

80. M.V. K. Chari, P.P.Silvester, eds. Finite Elements in Electrical and Magnetic Field Problems. Chichester: Wiley, 1980.

81. K. Amboss. Design of fast deflection coils for an electron-beam microfabrication system.// J. Vac. Sci. Technol. v. 12, No 6, 1975. -p. 1152 - 1157.

82. H. C. Pfeiffer. New Imagin and Deflection Consept for Probe-Forming Microfabrication System.// J. Vac. Sci. Technol. v. 12, No 6, 1975. -p. 1170 - 1174.

83. M. Idesawa at all. Triple slit scheme for high current variable-shaped beam forming. J. Vac. Sci. Technol. , v. 16, No 6, 1979. - p. 1672 - 1675.

84. H. С. Pfeiffer. Variable spot shaping for electron beam lithography.// J. Vac. Sci. Technol. v. 15, No 3, 1978. -p. 887 - 893.

85. G. A. C. Jones, G.Owen. Design aspects of scanning electron-beam microfabrication instruments having 10x10 mm field coverage normal substrate incidentce, and high troughput.// J. Vac. Sci. Technol. v. 15, No 3, 1978. -p. 895 - 899.

86. E. W. Weber, A. D. Moore. Variable spot-shaped e-beam lithographies tool.// J. Vac. Sci. Technol. v. 16, No 5, 1979. -p. 1780 - 1786.

87. F. R. Brewer, ed. Electron beam technology in microelectronic fabrication. N.-Y. : Academic Press, 1980. -362 p.

88. К. А. Валиев. Проблемы создания элементной базы сверхвысокой степени интеграции для ЭВМ. // Микроэлектроника,

Т. 9, вып. 6, 1980 г. -с. 483 - 490.

89. Г. X Сатаров, И,Г,Блинов, Г.О.Горячева. Современное состояние электронно-лучевого оборудования. // Микроэлектроника, т. 9, вып. 4, 1980 г. -с. 310 - 318.

90. В. П. Деркач, М. С. Кухарчук. Электронная литография как эффективное средство для освоения субмикронных размеров элементов СБИС.// Микроэлектроника, Т. 9, вып. 6, 1980 г. -с. 498 - 516.

91. В. Lencova. On the design of electron beam deflection systems. Optik, v. 79, No 1, 1988. p. 1 - 12.

: 28592. С. Т. Но, М. С. Michail, М. С. Stickle and all. The high-performance beam deflection system of EL-3. //J. Vac. Sei. Technol. v. 19, No 4, 1981. -p. 1069 -1074.

93. R. D.Moore, G. A. Caccoma, H.C.Pfeiffer at all. EL-3: A high throughput, high resolution e-beam lithography tool. // J. Vac. Sei. Technol. v. 19, No 4, 1981. -p. 950

- 982.

94. F. Fujinami, T. Matasuda, K. Takamoto and all. Variably shaped electron-beam lithography system EB-55: 1. System design.//J. Vac. Sei. Technol. v. 19, No 4, 1981. -p. 941

- 945.

95. N. Saitou, S. Ozasa, T. Komoda at all. Variably shaped electron-beam lithography system EB-55: 2. Electron optics.// J. Vac. Sei. Technol. v. 19, No 4, 1981. -p. 1087 - 1093.

96. J.Kelly, T. Groves, H. P. Kuo. A high current, highspeed electron beam litography column.// J. Vae. Sei. Technol. , V. 19, N 4, 1981.- p. 936-940.

97. Б. E Васичев. Электронно-лучевые установки и электронно-литография.// ОМП, No 12, 1982 г.-С. 47 - 53.

98. R. D. Moore. EL Systems: High throughput electron beam lithography tools. // Solid State Technol. Vol.26, n. 9, 1983. - p. 127 - 132.

99. D.E.Davis, S. I.Gille, S.L.Silverman and W. Strickel. EL-3 application to 0. 5 mm semiconductor lithography. //J. Vac. Sci. Technol. B. v. 1, No 4, 1983. -p. 1003 -1006.

100. V. Bogli and H. Beneking Nanometer scale fabrication in a 100 keV e-beam system. // Microelectronic Engeneering

3, 1985, -p. 117-123.

101. D. Stephani et al. A field emission e-beam system for nanometer lithography. // J. Vac. Sci. Technol. B. v. 1, No

4, 1983, p. 1011 - 1016.

102. E. Kratschmer et al. High resolution 100 keV e-beam lithography, in H. Ahmed et al. (eds.), Proc. of Microcircuit engeneering 83, Cambridge England. London: Academic Press, 1983, p. 15 - 18.

103. K. Kuroda. Electron beam column for 50x50 mm deflection area.// J. Vac. Sci. Technol. В. , V 2, N 1, 1984, p. 68-72.

104. В. К. Попов, С. E Ячменев. Расчет и проектирование устройств электронной и ионной литографии. М., "Радио и связь", 1985, с. 128.

105. В. К Попов, С. Н. Ячменев. Электронная литография (Аналитический обзор). -Обзоры по эл. технике. Сер. 7, вып. 19 (1151), 1985 г.

106. Б. К Васичев и др. Анализ производительности электронно-лучевого литографического оборудования. // Обзоры по электронной техн. , сер. 7, Технология, орг. пр. и обор, вып. 14(1219), изд. ЦНИИ"Электроника", 1986 г., стр. 1-44.

107. E. de Chambosi, A. Frichet, M. Chart i er, H.Ja The, J. Trotel. FEPG electron-beam lithography system.//J. Vac. Sei. Technol. B. v. 4, n. 1, 1986. p. 78 - 82.

108. M. Easig, H.C.Pfeiffer. Kritical Keller optical system. //J. Vac. Sei. Technol. B. v. 4, n. 1, 1986. p. 83 - 85.

109. N. Saituo, S. Hosoki, M. Okumura, T. Matsuzaka, G. Matsuoka, and M. Chyama Electron optical column for highspeed nanometric lithography.// Microelectronic Engeneering, No 5, 1986. -p. 123-131.

110. Бабин С. В., Давыдов А. В. , Ерко А. И. Исследовательский комплекс для электронно-лучевой литографии. // Приборы и техника эксперимента, N 2, 1987, с. 191-196.

111. D.S. Alles, С. J. Biddfick, J. H. Brüning, J. Т. Clemens at al., EBES4; A new electron-beam exposure system, J. Vac. Sei. Technol. , В 5, 1987, -p. 47 - 52.

112. M. C. R. Tomson, R.Liu and all. The EBES4 electron beam column. J. Vac. Sei. Technol. , B5, 1987. - p. 53 - 56.

113. V. Ar ben, K. Muller. Physical and technological limits of optical and X-ray lithography. Microcircuit Engineering, 1987, - p. 53 - 60.

114. A. N. Broers. Practical methods for sub-micron lithography. Conf. Microcircuit Engineering, 1984, -p. 3 - 20.

115. J. F. P. Brouwers. A A fast electron beam blancer for the HISEL lithography system, graduation report. Particle Optics Research Group, Delft Uni. of Technology, 1991.

116. T. H. R. Chang, R. Vismanathan. Deflection distortion in scanning electron beam systems. J. Vac. Sci. Technol. V. 15, 1978, - p. 878 - 882.

117. N. W. Collins at all. Simulated annealing-an annotated bibliography. American J. of Math, and Management Sci. V. 8, 1988, - p. 209 - 306.

118. R.D.Coyne, 0. W. Otto. Sub-half micrometer resist processes for the AEBLE-150. SPIE Vol. 773. Electron-beam, X-Ray and ion-beam Lithographies, VI, 1087, - p. 183 - 188.

119. D.E.Davis, J. E. Liberman, H. C. Pfeiffer, M. A. Sturans. Trideflection electron beam system. European patent application 0. 389.389, 1990.

120. E. de Chambost, B. Allanos, A. Frichet, J. Perrocheau. Experimental results from a fast electron beam pattern generator: A variable shaped beam machine. J. Vac. Sci. Technol. , B. 4, 1986. - p. 73 - 77.

121. A. Delong, V. Kolarik. A 1:1 MIM cathode electron -projection stepper. Microelectronic Engineering, 11, 1990, 359 - 362.

122. N. K. Eib, R. J. Kvitek. Thermal distribution and the effect on resist sensitivity in electron beam direct write. J. Vac. Sci. Technol. , B7, 1989. - p. 1502 - 1506.

123. M.Fujnami, N. Shinazu, T. Nosokava, A. Shibajama. EB-60: An advanced direct wafer exposure electron-beam lithography system for high-throughput, high-precision submicron pattern writing. J. Vac. Sci. Technol. , B5, 198?. - p. 61 65.

124. T.R. Groves, H. C. Pfeiffer, T.H.Newman, F. Hohn. EL-3 system for quarter-micron electron beam lithography. J. Vac. Sci. Technol. , B6, 1988. - p. 2028 - 2032.

125. K. Hattkri at all. Triangular shaped beam technique in EB exposure system EX-7 for ULSI pattern formation. Proc. of 1989 Int. Symp. on Microprocess Conference ( In Japanese J. Appl. Phys. series 3), 1989. - p. 59 - 63.

126. C. T. Ho, ms. Michail, v. Stickel. The high performance beam deflection system of the EL-3. J. Vac. Sci. Technol. , Vol. 19, 1981. - p. 1069 - 1073.

127. H. J. King, P. E. Merrit at all. An electron beam lithography system for submicron VHSIC device fabrication, J. Vac. Sci. Technol., B3(l), 1985. - p. 106 - 111.

128. L. H. Veneclassen. A high speed EBL column designed to minimize beam interactions. J. Vac. Soi Technol. , B3, 1985. - p. 185 - 189.

129. B. Lencova. Design of a strong objective lens with large field of view for electron litography. Poster at: Wetenschappellijke vergabering I0P/F0M, Veldhoven, November 21-22, 1989.

130. F. Murai, S. Okazaki at all. The effect of acceleration voltage on linewidth control with a wariable-shaped electron beam system. J. Vac. Sci. Technol. , B5, 1987. -p. 105 - 109.

131. K. Nacamura at all. A high speed, high precision electron beam lithography system (system design), J. Vac. Sci. Technol. , B3, 1985. - p. 94 - 97.

132. Y. Nakajama at all. Electron-beam cell proection lithography: A new high throughput electron beam direct writing technology using a tailored Si aperture. J. Vac. Sci. Technol. , B8, 1990. - p. 1836 - 1840.

133. R.J.Nielsen, J. H. Drunner at all. A hydrolic X-Y stage system for application in electron beam exposure systems. J. Vac. Sci. Technol. , B5, 1987. - p. 57 - 60.

134. S. Okayama, K. Shimizu, H. Kawakatzu. Variable spot shaping by means of quadrupole lenses. Froseeding of the 10-th Int. sumposium on electron and ion beam sciense and technology, 83-2, 1983. - p. 58 - 69.

135. S. Okayawa. A new type of quadrupole lens for electron-beam lithography. In: Nuclear instruments & methods in physics research, A298, 1990, - p. 488 - 495. Elsevier Science Publishers B. V. , North Holland.

136. H. Shaeffer, H. Schaafer, and all. Electron optical design of an E-beam comb probe printer. Microelectronics Engineering, 9, 1989. - p. 205 - 208.

137. H. Sheffer at all. Advances of a multi E-beam comb probe printer. Microelectronics Engineering, 10, 1990.

- p. 355 - 358.

138. M. A. Sturans, H. C. Pfeiffer. Design of eddy-current compensating high speed toroidal deflection yokes. Proceeding of the 9-th Int. Symp. on electron and ion beam sciense and technology, 1980. - p. 33 - 43.

139. S. Tamamushi at all. The electron beam column for a high-dose and high-voltage electron beam exposure system EX-7. J. Vao. Sci. Technol. , B8, 1990. - p. 209 - 212.

140. R. Yoshicavwa at all. A high dose and high accuracy variable shaped electron beam exposure system for quartermicron device fabrication. J. Vac. Sci. Technol. , B5, 1987. - p. 70 - 74.

141. Chen Z. W., Jones G. C. A new high voltage electron beam lithography system for manometer scale fabrication //J. Vac. Sci. Technol. B. V 6, No 6, 1988. -p. 2009 - 2013.

142. Sturans M. A. , Pfeiffer H. C. Recent advances with the variable axis immersion lens.// J. Vac. Sci. Technol. B. V 6, No 6, 1988. -p. 1995 - 1998.

143. V. Bogl, P. Unger, H. Beneking, B.Niemann, P. Guttmann, W. Meyer-ilse. Electron beam lithography and nanometer structures: fabrication of microzone plates. // Optical Engeneering, V. 27, No 2, 1988, -p. 143 - 149.

144. K. W. Rhee, et all... Patterning tungsten films with an electron beam lithography system at 50 keV for x-ray mask applications.// J. Vac. Sci. Techno 1. B. V 9, No 6,1991. -p 3292 - 3296.

145. M. Gesley. MEBES IY thermal-field emission tandem optics for electron lithography. // J. Vac. Sci. Techno 1. B. V. 9, No 6, 1991. -p. 2949 - 2954.

146. Y. Sohda, Y. Nakayama and N. Saitou. Electron optics for high throughput electron beam lithography system. // J. Vac. Sci. Techno 1. B. V. 9, No 6, 1991, -p 2940 -2943.

147. T. Takigawa, H. Vada at all. Advanced e-beam lithography.

J. Vac. Sci. Technol. , B9(6), 1991. - p. 2981 - 2985.

148. J.Hartley, T. Growes, H. Pfeiffer. Performance of EL-3+ mask make. J. Vac. Sci. Technol. ,B9(6), 1991. - p. 3015 - 3018.

149. T. Vatanabe at all. Reliability enhancements for the direct wafer exposure electron beam sustem EB-60. J. Vac. Sci. Technol. ,B9(6), 1991. - p. 3028 - 3032.

150. M. Gesley. 100 kV field emission optics for nanolithography. // J. Vac. Sci. Technol. B. V. 10, No 6, 1992. -p. 2451 - 2458.

151. K. Ishii, T. Matsuda. Sub-100-nm-Scale Patterning Using a Low-Energy Electron Beam. Jap. // J. Appl. Phys. , V. 31, 1992. - p. L 744 - L 746.

152. Т. Takigawa at all. Performanse of the EX-8D e-beam lithography. J. Vac. Sci. Techno 1. , Bll(6), 1993.

- p. 2346 - 2351.

153. R. Butsh, H. Pfeiffer at all. El-4 electron-beam lithography system. J. Vac. Sci. Technol. , Bll(6), 1993.

- p. 2332 - 2338.

154. R. Butsch at all. Perfomance enhancements IBM's EL-4 electron-beam lithography sustem. J. Vac. Sci. Technol. , B13(6)} 1995. - p. 2478 - 2482.

155. Проспект фирмы "Jenoptik-RAITH" Electron Beam Lithography System ZRM 23 - ELPHY-III. 1995

156. Y. Someda, Y. Shada at all. Triangular-variaable-shaped beam using the cell projection method. J. Vac. Sci. Technol., B14(6), 1996. - p. 3742 - 3746.

157. X. R.Jiang, J. E. Barth, Kruit. Combined calculation of lens aberration space charge aberrations and statistical coulomb affects in charge particle optical columns. J. Vac. Sci. Technol., B14(6), 1996. - p. 3747 - 3752.

158. P. W. H. de Jager, P. Kruit. Optical design of a combined ion and electron beam system for nanotechnology. J. Vac. Sci. Technol., B14(6), 1996. - p. 3753 - 3758.

159. H. Yasuda at all. Multielectron beam blanking aperture array system SYNAPSE-2000. J. Vac. Sci. Technol. , B14(6), 1996. - p. 3813 - 3820.

160. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Метод расчета ошибок изображения в электронно-оптических системах установок для электронной литографии. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 48, п. 12, 1984 г. , с. 2414 - 2417.

161. В. Е Балашов, Б. Е Васичев, Л В. Монахов. Динамика электронного пучка в линейном СВЧ ускорителе высокоэнергетич-ных микрозондовых приборов. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 48, п. 2, 1984 г. , с. 294 - 298.

162. В. Е Балашов, Б. Е Васичев, А. А. Мельников. Многокритериальная оптимизация электронно-оптических систем установок для электронной литографии. // Радиотехника и электроника т. 31, п. 5, 1986 г., с. 989 - 992.

163. В. Е Балашов, Б. Е Васичев, Ю. С. Смирнов, С. М. Калашников. Электронно-оптическая система микрозондовой аналитической установки с равномерным распределением плотности тока в зонде. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 52, п. 7, 1988 г. , с. 1406 - 1408.

164. В. Е Балашов и др. Электронно-лучевая установка для исследования радиационно-стимулированных процессов в полупроводниках. // Приборы и техника эксперимента п. 3, 1988 г. , с. 227 - 230.

165. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Метод расчета распределения плотности тока в обмотке отклоняющей системы в электронной линзе с подвижной оптической осью. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 54, п. 2, 1990 г. , с. 346 -349.

166. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Обратная задача расчета электронных линз. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 54, п. 2, 1990 г. , с. 350 - 352.

167. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Метод расчета СВЧ электрон-нооптических систем. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 55, п. 8, 1991 г. , с. 1643 - 1646.

168. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Корректный метод расчета электронно-оптических систем. // Известия АН СССР Сер. физическая, т. 55, п. 8, 1991 г., с. 1639 - 1642.

169. В. Е Балашов, С. Ю. Шахбазов, Т. С. Филипчук. Расчет электростатических линз с подвижной оптической осью. // Радиотехника и электроника, N8, 1992, с. 235 - 237.

170. В. Е Балашов, Б. Е Васичев. Типовые электронно- и ионно-оптические системы элионного оборудования для электронной и ионной литографии. Из-во МИЭМ, 1992 г. - с. 177.

171. В. Е Балашов. Нелинейная теория электронной линзы с криволинейной оптической осью. // Известия РАН Сер. физическая, т. 57, п. 8, 1993 г. , с. 110 -114.

172. В. Е Балашов. Электронная линза с подвижной оптической осью с нелинейной коррекцией аберраций. // Известия РАН Сер. физическая, т. 57, п. 8, 1993 г. , с. 115 - 117.

173. В. Е Балашов, Т. С. Филипчук, В.А.Трофимов, С. Ю. Шахбазов. Расчет электростатических линз с подвижной оптической осью.// Известия РАН Сер. физическая, т. 57, п. 8, 1993 г. , с. 118 - 122.

174. В.Н.Балашов, А.В.Суворинов, В.Н.Жураковский, С.Ю.Шахба-зов. Объективная система для низковольтного РЭМ с большим полем сканирования. //Известия РАН, Сер. физическая, т. 57, п. 8, 1993 г., о. 123 - 126.

175. В.Н.Балашов, В.А.Трофимов, С.Ю.Шахбазов. Метод расчета ошибок изображения электроннооптических систем любой сложности.// Известия РАН, Сер. физическая, т. 57, п. 8, 1993 г., с. 127 - 130.

176. В.Н.Балашов. Проектирование электронных линз с подвижной оптической осью путем решения обратных задач. //Известия РАН, Сер. физическая, т. 60, п. 2, 1996 г., с. 169 - 173.

177. В.Н.Балашов, Б.Н.Васичев. Перспективы создания электронно- литографического оборудования для производства заказных интегральных микросхем.//Прикладная физика, п. 3, 1996 г., с. 55 - 60.

178. В.Н.Балашов, А.В.Суворинов, С.Ю.Шахбазов. Принципы построения и оптимизации электронно-оптических систем низковольтных РЭМ.// Известия РАН, Сер. физическая, т. 59, п. 2, 1995 г., с. 60 - 63.

179. В.Н.Балашов, Б.Н.Васичев, Л.Б.Розенфельд и др. Устройство для управления электронно-лучевой установкой микролитографии. //Авторское свидетельство N 1387784, 1985 г./

180. В.Н.Балашов, Б.Н.Васичев, В.А.Плясунов и др. Способ легирования полупроводниковых материалов.//Авторское свидетельство N 1498303, 1989 г./

181. В.Н.Балашов, Б.Н.Васичев, Л.Б.Розенфельд и др. Устройство для магнитной фокусировки и отклонения электронного пучка.//Авторское свидетельство N 1326098, '1985 г./

182. В.Н.Балашов, Л.Б.Розенфельд, Ю.С.Смирнов, А.М.Филачев, В.В.Шабаров. Радиационно-технологический комплекс.//Свидетельство N 3060 на полезную модель по заявке N 95117180 от 16.10.1996 г./

183. В.Н.Балашов, Л.Б.Розенфельд, Ю.С.Смирнов, В.М.Семены-чев} А.М.Филачев, В. В.Шабаров. Радиационно-технологический комплекс.//Свидетельство N 3059 на полезную модель по заявке N 95117179 от 16.10.1996 г./

АКТ О ВНЕДРЕНИЙ

АКТ О ВНЕДРЕНИИ

Основные результаты диссертации Балашова Владимира Николаевича "Моделирование и проектирование электроннооптических систем оборудования для электронной литографии" внедрены в ГП НИИ ЭИО при создании электронного литографа ПЭЛ-1, разработанного и изготовленного в рамках Постановления СМ СССР N0 720 по совместному приказу Министров электронной и оборонной промышленности СССР.

Главный конструктор, д. ф. -м. н.

Васичев Б. Е

Ученый секретарь, к. ф. -м. н.

Гайдукова И. С.