ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ ЭКСПОНИПРОВАНИЕ В ФОТОЛИТОГРАФИИ СВЕТОВЫМ ПУЧКОМ ЭРМИТА-ГАУССА НЕЧЕТНОГО ПОРЯДКА
,
Белорусский государственный университет
Е-mail: *****@***by
Задачи формирования структуры волнового поля с заданными топологическими свойствами и качественного переноса ее фотохимическими методами на материальную среду лежат в основе технологических процессов микро - и наноэлектроники, дифракционной оптики, голографии. На каждой из стадий процесса фотолитографии действуют искажающие исходный рисунок шаблона факторы. Одним из основных эффектов, ограничивающих минимально достижимые размеры элементов в фотолитографии, является дифракция излучения при его прохождении сквозь фотошаблон [1-3]. При дифракции света на двух элементах, расположенных достаточно близко друг к другу, возможна ситуация, при которой они становятся неразличимыми. Одним из способов повышения разрешения и уменьшения размеров в фотолитографии является использование фазосдвигающих масок. Концепция их работы заключается в подавлении дифракции излучения при его прохождении через фотошаблон за счет изменения фазы излучения на 180° в определенных областях маскирующего слоя [4]. Это позволяет увеличить контраст и разрешение в фотолитографии. Существует несколько способов реализации фазосдвигающих шаблонов, различающихся по конфигурации элементов в маскирующем слое [5]. Более простым способом улучшения разрешения в фотолитографии является экспонирование с применением внеосевого освещения (off-axis illumination). В этом случае фазовый сдвиг обеспечивается тем, что угол падения света выбирается таким образом, чтобы соседние линии освещались лучами с противоположными фазами.
В данной работе рассматривается способ фазосдвигающего экспонирования световым пучком Эрмита-Гаусса нечетного порядка. В качестве примера используется двумерный пучок первого порядка. Рассматривается простейшая приближенная математическая модель дифракции волнового поля на расположенном в плоскости z=0 непрозрачном экране с двумя параллельными щелями. Дифракционное поле рассчитывалось на расстоянии z=h от экрана по формуле Рэлея-Зоммерфельда
, 
,
, 
.
|
|
|
Рис.1. Распределение амплитуды дифракционного волнового поля
На рис.1 представлены результаты его расчета при следующих значениях (в длинах волн) геометрических параметров задачи 
и засветке фазосдвигающего фотошаблона плоской волной (второй график) и фотошаблона плоской волной (первый график) и гауссовым пучком (третий).
Как видно из первого графика, дифракция приводит к сложению световых потоков в зазорах между элементами и слиянию топологических элементов. Разрешение элементов достигается при использовании фазосдвигающего фотошаблона и при засветке обычного фотошаблона гауссовым пучком нечетного порядка, как показано на втором и третьем графиках соответственно.
Библиографический список
1. Seisyan, R. P. Nanolithography in Microelectronics. A Reviev // Technical Physics.- 2011.- Vol. 56, No 8. – P. 1061 – 1073.
2. Levinson, H. J. Principles of Lithography // SPIE Press. – 2005. – 423 p.
3. Alkaisi, M.M., Blaikie, R.J., MsNab, S.J., Cheung, R., Cumming, D.R. S. Subdiffraction-limited patterning using evanescent near-field optical lithography // Appl. Phys. Lett. – 1999. – Vol. 75(22). – P. 3560-3562.
4. Levenson, M.D., Viswanathan, N.S., Simpson, R.A. Improving resolution in photolithography with a phase-shifting mask // IEEE Trans. Electron. Devices. – 1982. –V. 29(12). – P. 1828 - 1836.
5. Liu, Y., Pfau, A., Zakhor, A. Systematic Design of Phase-Shifting Masks with Extended Depth of Focus and/or Shifted Focus Plane // IEEE Trans. On Semiconductor Manufacturing. – 1993. – V. 6(1). – P. 1–21.
Сведения об авторах
– д. ф.-м. н., профессор, г.
- старший преподаватель, г.
Вид доклада: стендовый
