автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Синтез оптимальных шаблонов для рентгенолитографии в пучках синхротронного излучения



АКАДЕМИЯ НАУК РОССИИ

' г з ^ико-технологический ИНСГИТУТ

"I ^ НОЯ На правах рукописи

ФИЛАТОВА МАРГАРИТА СЕРГЕЕВНА

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ ШАБЛОНОВ ДЛЯ ' РЕНТГЕНОЛИТОГРАФИИ В ПУЧКАХ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Специальность 05 27 01 Твердотельная электроника и микроэлектроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени • кандидата физико-математических наук

Москза 1996

Работа выполнена в физико-технологическом иституте РАН

Научные руководители: доктор физико-математических, наук,

профессор Махвиладзе Т.М.,

кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник Кудря В.П.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Имамов P.M.,

кандидат физико-математических наук доцент Матвеев В.М.

Ведущая организация: Институт проблем технологии

микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Защита состоится 1996 г. в // _часов

на заседании специализированного совета Д 003.74.01 при Физико-Технологическом институте РАН, по адресу 117218, Москва, ул. Красикова, д. 25".

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технологического института РАН.

Автореферат разослан *// " Pt/sfflftwib г.

Ученый секретарь диссертационного совета^/!, b ^Гд^-Вьюрков В. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Представленная работа "Синтез оптимальных шаблонов для рентгенолитографии в пучках синхротронного излучения" посвящена проблеме увеличения разрешающей способности синхротронной рентгенолитографии.

Актуальность проблемы. Современный этап развития технологии СБИС характеризуется серийным производством интегральных микросхем с размерами элементов 0,5 - 0,35 мкм. В ближайшей перспективе ожидается переход к производству интегральных схем с размерами элементов 0,25 мкм и далее в субчетвертьмикронную область.

Ключевой технологией, определяющей минимально достижимый размер элементов, является высокоразрешающая литография с точным позиционированием. Основным литографическим методом на сегодняшний день является оптическая литография, единственным конкурентом, а в перспективе и преемником которой при дальнейшем повышении уровня интеграции микросхем является синхротронная рентгенолитография.

Синхротронная рентгенолитография является многоэтапным технологическим процессом, причем каждый из этапов оказывает влияние на общее разрешение метода. Одним из важнейших факторов, ограничивающих разрешение в рентгенолитографии, чвлястся дифракция синхротронного излучения на рентгеношаб.чоне.

В ряде работ, появившихся в литературе в течение последних лет, исследовалось влияние дифракщи на разрешение и предлагались способы .уменьшения этого влияния путем изменения топологии рентгеношаблонов. Однако, в этих работах не предлагался регулярный способ выбора топологии рентгеношаблона, а также зачастую не формулировались количественные критерии, по которым можно судить об улучшении изображения. В то же время в фотолитографии в последние годы последовательно и систематически развивается подход, в основе которого лежит синтез оптимальной топологии фотошаблонов. Полученные в фотолитографии результаты продемонстрировали перспективность применения этого метода для улучшения разрешения фотолитографии. В настоящей работе указанный подход не только распространен на рентгеновскую литографию, но и существенно модифицирован для того, чтобы учесть физические и технологические особенности этого процесса.

Целью настоящей работы является последовательное и систематическое развитие, а также программная реализация метода синтеза оптимальной топологии шаблонов для рентгенолитографии, который позволил бы в значительной степени улучшить разрешающую способность рентгенолитографии.

Нручная новизна и практическая ценность. В настоящей работе впервые последовательно и систематически развит метод синтеза оптимальных рентгеношаблонов, предназначенный для улучшения

разрешающей способности синхротронной рентгенолитографии. Этот метод реализован в виде пакета программ на языке СИ.

Для повышения эффективности работы метода и уменьшения времени счета разработан метод пропорционального сжатия границ, а для случая большого числа переменных - метод конструкций.

Практическая ценность работы заключается в том, что развитый метод позволяет при учете возможных технологических ограничений в значительной степени улучшить разрешение существующего оборудования для рентгенолитографии.

Созданный программный продукт, построенный по принципу модульности, позволяет использовать отдельные его части для:

- синтеза оптимальных шаблонов для рентгенолитографии при различных параметрах источника синхротронного излучения и канала вывода излучения;

- расчета спектра синхротронного излучения;

расчета спектра излучения после прохождения литографического канала вывода излучения;

- расчета изображения в плоскости резиста.

Таким образом, созданная программа является инструментарием для дальнейшего развития методов синтеза оптимальной топологии рентегношаблоиов.

Апробацпя работы и публикации. Постановка задачи и основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах лаборатории ММФТПМ Физико - технологического

института РАН, на Всесоюзной конференции "Микролитография -92" в г. Черноголовка, а также на Международной конференции " Микролитография - 94" в г. Зеленограде. По материалам диссертации опубликованы 4 печатные работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений; изложена на 168 страницах текста, включая 46 рисунков и 3 страницы библиографии, содержащей 63 наименования.

Основные научны? положения и результаты, пгедстарляемые к защите,

1. Разработан метод синтеза оптимальных шаблонов применительно к рентгенолитографии, позволяющий достичь значительного увеличения разрешающей способности рентгенолитографии.

2. Для повышения эффективности разработана модификация метода оптимизации, заключающаяся в вариации толщин элементов маски в процессе оптимизации. Полученные в работе результаты показывают, что использование развитого в работе модифицированного метода Хука - Дживса является более эффективным, чем использование толщин элементов маски в качестве равноправных переменных.

3. Для уменьшении времени счета и повышения эффективности алгоритма поиска оптимального решения разработан и программно

реализован метод пропорционального сжатия границ. Этот метод не требует многоразового поиска локальных экстремумов, в позволяет за один прогон программы оптимизации получить решение, которое в соответствии с заданным критерием качества является вполне удовлетворительным для целей синтеза оптимального шаблона.

4. Для уменьшения времени счета в случае большого числа переменных разработан и программно реализован метод конструкций. Преимущество метода - быстрота нахо>хдения оптимального шаблона более сложной формы на основе уже имеющихся простых решений. Приведенные в работе примеры оптимизации рентгеношаблонов показывают, что использование метода конструкций дает хорошие результаты.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая значимость работы. Здесь показана эволюция литографии и место рентгенолитографии с применением синхротронного излучения в технологи производства СБИС, рассмотрены преимущества этого метода, такие как наличие широкого, легко перестраиваемого спехтра излучения, высокая мощность синхротронного излучения, малые размеры источника и малая угловая расходимость пучка синхротронного излучения, высокая временная однородность синхротронного излучения, возможность точного расчета параметров-источника излучения. Отмеченные преимущества синхротронного

излучения . ясно показывают, что его использование в рентгенолитографии может привести к значительному улучшению многих литографических параметров, основным среди которых является разрешение. Однако достижению высокого разрешения в рентгенолитографии препятствует ряд факторов, среди которых одним из основных является дифракция.

В первой главе дан краткий обзор основных подходов к проблеме коррекции дифракционных искажений. . Анализ опубликованных работ показывает, каким важным фактором, ограничивающим разрешение в рентгенолитографии, является дифракция Френеля. В ряде работ делалась попытка уменьшить это влияние путем изменения топологии шаблона введением дополнительных фазосдвигающих элементов [1-5]. В одних работах рассматривалось введение дополнительных маскируемых элементов [2,3], в других - введение дополнительных элементов из материалов, отличных от материалов мембраны н маски [4,5]. Однако, зачастую расчеты сопровождались достаточно грубыми приближениями: для случая монохроматической длины волны [1]; без учета зависимости фазового набега от длины волны излучения [2,5] и т. п. Одним из основных недостатков является' отсутствие регулярного способа выбора топологии рентгеношаблона [2,3].- Кроме того, авторы - зачастую не дают количественного критерия, по которому можно судить об улучшении изображения при использовании ^ дополнительных фазосдвигающих элементов.

• Ф

В настоящей работе исследуется оптимизационный подход, основанный на анализе результатов математического моделирования распределения интенсивности рентгеновского излучения на поверхности, резиста на стадии экспонирования реальным источником синхротронного излучения.

Во второй главе рассмотрены теоретические . основы моделирования процесса экспонирования, которое включает с себя моделирование реального спектра источника излучения, канала вывода излучения, распределения интенсивности на поверхности резиста.

При моделировании спектра источника использовалась формула Швингера излучения монознергеткческого электрона, полученная в рамках классической электродинамики [б].

Канал вывода синхротронного излучения рассматривался как оптический фильтр, модифицирующий спектральное (а также и угловое) распределение излучения. Рассматривался канал вывода излучения, включаю1ций бериллиевое вакуумное охно, изолирующее область высокого вакуума источника излучения от камеры экспонирования.

Прозрачность канала определяется также оптическими характеристиками мембран рентгеношаблоноэ. В работе рассматриваются рентгеношаблоны, представляющие собой мембрану из нитрида кремния с нанесенным танталовым маскирующим, покрытием.

Одной из необходимых для моделирования оптическш характеристик является коэффициент поглощения материала. Пр> расчете коэффициента поглощения бериллия использовалиа приближения водородоподобных волновых функций, пренебрежение релятивистскими эффектами и запаздыванием [7]. Для материалов Та, Ац данные для коэффициента поглощения ц(Х) в зависимости от длины волны брались из справочника ¡8). Для длин волн, ке указанных в справочнике,, данные для ц(Х) получались путем линейной интерполяции.

При моделировнии распределения интенсивности на поверхности резиста предполагалось, что источник излучения точечный. Расчет поля излучения проводился в приближении Кирхгофа. При моделировании распределения интенсивности излучения учитывалась частичная прозрачность реитгеношаблона, а также эффекты фазового сдвига при прохождении маски . реитгеношаблона.

В третьей главе рассматривается постановка задачи коррекции дифракционных искажений путем синтеза оптимальной топологии шаблона дня- случая скнхротронной рентгенолитографии и методы решения, этой задачи с учетом реально существующих • 'технологических ограничений.

Для коррекции дифракционных искажений в рентгенолитографии предлагается использовать подход,

применявшийся ранее для фотолитографии: осуществляется поиск таких значений параметров и переменных, характеризующих технологические операции и используемые материалы, при которых достигается . результат, с заданной точностью соответствующий требуемому.

Общим подходом к решению задач подобного класса является оптимизационный метод, при котором искомые параметры процесса рассматриваются как переменные, реализующие экстремум специально выбранного целевого функционала, характеризующего степень соответствия между • полученным и требуемым результатами 19-11). В качестве переменных оптимизации могут использоваться: функция пропускания шаблона, координаты И число элементов шаблона, а требования к качеству процесса могут формулироваться, например, в виде допустим;« отклонений границы между освещенными и темными областями изображения шаблона на поверхности резиста. Помимо этого, необходимо принимать во внимание ряд наложенных на систему ограничений, отражающих технологические особенности оптимизируемого процесса (минимально допустимые размеры, форма элементов шаблона и т.д.). При выборе слишком сильных ограничений возмошш ситуации, когда при заданных условиях экстремум не существует вовсе.

В настоящей работе исследуются возможности оптимизационного подхода, основанного на анализе результатов моделирования распределения интенсивности рентгеновского -

излучения на поверхности резиста на стадии экспонирования реальным источником.

Все результаты моделирования процесса экспонирования были получены для следующей схемы рентгеновской литографии: пучок синхротронного излучения от источника через бериллиевое окно толщиной 20 мкм падает на рентгеношаблон, который представляет собой мембрану толщиной 2 мкм с Та маскирующим

покрытием (маской). Далее пучок синхротронного излучения дифрагирует на топологических элементах рисунка шаблона. Зазор между шаблоном и поверхностью рентгенорезиста g составляет 30 мкм. Используются следующие параметры источника: энергия электронов 1,2 ГэВ, радиус траектории электронов 5 м, ток 20 мА. При этом критическая длина волны излучения составляет 1,6 нм. Рассматривается диапазон длин волн X 0,6 - 1,25 им.

При моделировании источника излучения учитывается реальное спектральное распределение излучения. Источник излучения рассматривается как, точечный. Учитывается модификация спектра при прохождении излучением вакуумного окна литографического канала вывода. При расчете распределения интенсивности излучения учитывается частичная прозрачность рентгеношаблона, а также набег фазы при прохождении маскирующего покрытия рентгеношаблона. Рентгеношаблон рассматривается как совокупность мембраны, имеющей некоторую толщину, и элементов, каждый из которых

характеризуется координатами границ и толщиной маски. Толщины элементов маски принимали различные значения (включая нулевое).

Перейдем к описанию метода оптимизации. Суть метода заключается в нахождении экстремума специально выбранного целевого функционала Р, характеризующего степень соответствия полученного результата требуемому. В качестве переменных оптимизации выбраны координаты элементов шаблона, толщины элементов маски. Результатом поиска является набор параметров, определяющих топологию рентгеношаблона, при которых качество оптимизируемого процесса в пределах допустимых отклонений удовлетворяет требуемому. Технологические особенности процесса требуют наложения ряда отражающих эти особенности ограничений на значения параметров оптимизации. Во-первых, ограничение накладывается на диапазон значений, которые может принимать толщина поглощающего слоя ЬаЬв (¿1 мкм), толщина мембраны Мтет (2 мкм); во-вторых, на минимальный размер элемента (0,01 мкм); в-третьих, на положения границ элементов изображения (допуск на уход границ составлял +0,01 мкм); в-четвертых, на допустимое число элементов шаблона (¿6 элементов для получения изображения одной и двух линий).

Сформулируем критерий качества для оптимизации по распределению интенсивности. Будем считать, что характеристики шаблона и изображения зависят только от одной переменной х. Так как изображение формируется как результат чередования светлых и

темных областей, разобьем область значений х на. интервалы Ц -света, - тени и О; - промежуточные между ними интервалы. Совокупности этих интервалов образуют области: освещенную область Ь, область теки 8, а также область О, соответственно. Область С - это область допустимых положений границ элементов защитной маски, определяемая через допустимые уходы границ от их идеального положения (идеальным положением границы назовем то, которое наблюдалось бы в случае чисто лучевого (бездифракционного) распространения излучения. В качестве целевого функционала целесообразно выбрать величину

Л

где I Е| I - интенсивность в .¡-ой точке плоскости изображения. Величина Р по своему физическому смыслу близка к контрастности. Будем искать максимум функцнЬнала Е

Необходимо отметить, что данная задача является существенно многоэкстремальной, а для нелинейных задач такого типа существующие методы нелинейного дискретного программирования не позволяют регулярным образом находить глобальный экстремум. При решении задачи применяется приближенный метод, состоящий в поиске фокальных экстремумов. Для поиска локального экстремума целевого функционала использовался метод Хука - Дживса.

Процедура поиска экстремума функции по методу Хука-Дживса состоит из двух этапов: I) поиск наилучшего значения функционала в базисной точке (которая представляет' собой совокупность

переменных оптимизации) и точках, полученных из базисной при последовательном изменении переменных оптимизации на величину шага поиска; 2) вычисление целевого функционала в направлении новой базисной точки на удвоенном расстоянии от исходной при положительном исходе первого этапа, то есть при нахождении значения функционала, большего, чем в базисной точке. При увеличении значения Р в процессе двух этапов процедура поиска повторяется, в противном случае повторяется исследование вокруг последней базисной точки (в этой точке функционал принимает наибольшее значение) с уменьшенным шагом поиска. Процесс поиска заканчивается при достижении • заданного минимального значения шага поиска.

Наличие ограничений, наложенных на значения переменных, требует дополнительной проверки каждой текущей точки, полученной в процессе поиска: принадлежит ли она области ограничений. Если | , принадлежит, то величина Р вычисляется обычным путем, если нет, то величине Р присваивается очень маленькое значение (метод штрафов). Таким образом, поиск будет осуществляться снова в. допустимой области в направлении к точке внутри этой области, где величина Р принимает максимальное значение.

Поиск оптимального решения проводился среди групп ' • шаблонов с различной топологией. Подразделение шаблонов на группы по топологиям необходимо с точки зрения технологии и связано с технологическими ограничениям» числа уровней толщин и числа элементов маски. ' >

и

В четвертой главе рассматриваются результаты применения метода синтеза оптимальных рентгеношаблонов.

Цель расчетов заключалась в том, чтобы, во-первых, показать, что метод оптимизации топологии шаблона, применявшийся ранее в фотолитографии, применим и в случае синхротронной рснтгенолитографии; во-вгорых, что модификация метода с учетом особенностей рентгенолитографии позволяет повысить его эффективность; и в-третьих, что самое главное, предлагаемый метод позволяет в значительной степени улучшить разрешающую способность рснтгенолитографии.

Сначала рассматривались рентгеношаблоны с заданным значением толщины (0,65 мкм) маски и малым числом элементов. Переменными оптимизации были координаты элементов рентгеношаблона.

Результаты применения меюда оптимизации для получения изображения в виде двух полос шириной \у с расстоянием между ними \у позволяют сделать несколько выводов.

Во-первых, при заданных ограничениях на положение границ элементов изображения использование традиционного шаблона возможно только в узкой области значений (0,14 + 0,18 мкм). Использование оптимальных шаблонов позволяет существенно расширить эту область. Это объясняется следующим образом. При использовании традиционного шаблона при малых значениях \у<0,1 мкм основной причиной ухудшения качества изображения является возникновение паразитного максимума интенсивности в центре

изображения. Структура же оптимального шаблона такоаа, что за счет интерференции дифракционных полей соседних элементов происходит их компенсация в центре изображения и рост интенсивности в светлых областях. При больших значениях V/ (\¥>0,!<? мкм) неприменимость традиционного шаблона связана, главным образом, с ограничениями, наложенными на положения границ элементов изображения. Распределение интенсивности, полученное при использовании традиционного шаблона в этом случае, не удовлетворяет наложенным ограничениям (допуск на положение границ составляет 0,01 мкм). При увеличении допуска на положение границ область применения традиционного шаблона при больших значениях естественно, расширится.

Во-вторых, метод оптимизации становится более эффективным при увеличении числа элементов маски. Это связано с тем, что введение дополнительных элементов маски приводит к дополнительной компенсации дифракционных максимумов в области тени и росту интенсивности в освещенных областях.

В-третьих, метод постепенно теряет свою эффективность как при малых значениях что связано с пределом применения метода, гак и при больших значениях \у, что можно объяснить следующим' эбразом. При использовании рентгеношаблона на изображении в местах, соответствующих . границам элементов рентгеношаблона, зозникают дифракционные максимумы (минимумы) в распределении штенсивности. Размеры области, на которой проявляются эти «кажения, зависят от параметров системы и составляют величину -(МЗ/2)1/2. Для нашего случал (максимум в спектре излучения :оответствует длине волны >.=0,7 нм) эта величина приблизительно . >авна 0,1 мкм. Когда размеры элементов сравнимы с размерами

области дифракции, где проявляются искажения, изменение координат элементов существенным образом влияет на распределение интенсивности в плоскости изображения. В этом случае эффективность метода растет. При увеличении размеров элементов, область проявления искажений становится мала по сравнению с размерами элементов, так что распределение интенсивности в основном определяется размерами элементов. Поэтому эффективность метода падает..

Таким образом, на основе полученных результатов можно сделать вывод, "что метод оптимизации применим для случая синхротронной рентгенолитографии. Однако, для подавления дифракционных искажений одного изменения координат элементов или введения дополнительных элементов при одинаковой толщине элементов маскирующего покрытия оказывается недостаточно.

В связи с этим в работе рассматривались рентгеношаблоны с различной, по фиксированной толщиной элементов маски. Получаемое оптимальное решение по сравнению с традиционым является более эффективным. Однако, требование равенства толщин элементов заданным значениям хотя и упрощает технологию изготовления рянтгеношаблонов, является слишком сильным ограничением, которое не позволяет для всех значений \у найти решение, более эффективное по сравнению со случаем, когда толщина элементов маски принимает только одно значение.

В связи с этим далее в работе рассматривалось применение модифицированного метода, когда толщины элементов маски не ограничиваются заданными значениями, а используются в качество переменных оптимизации (как и координаты элементов маски).

Такая модификация приводит к резкому повышению эффективности метода оптимизации.

В работе исследовались два способа модификации метода. В первом случае толщины элементов маски рассматривались как равноправные переменные наряду с координатами элементов маски. Во-втором случае использовался модифицированный метод Хука -Дживса.

Модификация метода Хука - Дживса заключается в следующем. Первый этап оптимизации - поиск вокруг базисной точки -проводится в предположении, что базисная точка есть совокупность всех переменных (координат элементов рентгеношаблона и толщин элементов маски), т.е. всякий раз после изменения координаты элемента маски варьируются и толщины элементов маски, прилегающих к границе. Каждая переменная на этом этапе имеет свой шаг поиска. Для толщины элемента маски шаг поиска определялся как habs i^.lHabs i> где Habs i - толщина i-го

элемента маски. Новое значение толщин элементов, прилегающих к границе, получается путем прибавления- (вычитания) величины шага поиска к старому значению толщины. Если такое изменение не приводит к увеличению значения целевого функционала, толщины элементов маски принимают старое значение. На втором этапе оптимизации считается, что переменными оптимизации являются только координаты элементов рентгеношаблона, а толщин!-' элементов маски считаются неизменяемыми константами, имеющим значения, полученные на первом этапа оптимизации: ,J ; .

Из сравнения двух методов следует, что применение модифицированного метода Хука - Дживса предпочтительнее, так как требует меньше машинного времени, тогда как результат, полученный этим способом, не хуже (в соответствии с выбранным критерием качества). В дальнейшем при синтезе оптимальных шаблонов с изменением толщин элементов в процессе оптимизации использовался модифицированный метод Хука - Дживса.

Следует отметить," что вычислительная сложность решения многоэкстремальной задачи синтеза оптимальных шаблонов резко возрастает, когда число элементов, а значит, и переменных велико. Последнее неизбежно, если необходимо синтезировать реитгеношаблон для получения многоэлементного изображения. В связи с этим необходимо искать методы, позволяющие сокращать время решения задачи.

Для уменьшения времени счета в работе предложен метод пропорционального сжатия границ. Суть метола заключается в следующем. Для заданного значения V/ применяется модифицированный метод оптимизации Хука - Дживса. Начальная конфигурации шаблона (начальные координаты границ и начальные толщины элементов маски) для последующей оптимизации задается следующим способом. Начальные координаты границ для заданного значения \у находятся путем пропорционального сжатия координат границ найденного ранее оптимального решения для другого значения Начальные толщины элементов маски для данного значения V/ принимаются равными толщинам элементов маски найденного ранее оптимального решения для другого значения V/,

Этот метод не требует многоразового поиска локальных экстремумов, а позволяет за один прогон программы оптимизации получить решение, которое я соответствии с заданным критерием качества является вполне удовлетворительным для целей синтеза оптимального шаблона.

Далее для уменьшения времени счета в случае большого числа элементов требуемого изображения в работе предложено использовать метод конструкций. Метод заключается в следующем. Для данного значения при нахождении оптимальной топологии шаблона используются оптимальные решения, найденные ранее для случая малого числа элементов требуемого изображения. Из этих оптимальных решений конструируется начальная конфигурация шаблона для последующей оптимизации модифицировгиным методом Хука - Дживса.

Преимущество метода заключается в быстроте нахождения оптимального шаблона более сложной формы на основе уже имеющихся простых решений. Приведенные в работе результаты показывают высокую эффективность ' метода, а тахже его перспективность для дальнейшего применения.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы • диссертационной работы.

Представленный анализ задачи и результаты моделирования позволяют сделать вывод о том, что раэаитыг в работе подколы и" алгоритмы обеспечивают сжт^р^еоа^кт^

рсштеношаблонов, применение которых позволяет достичь значительного увеличения разрешающей способности рентгенолитографии.

Развитый в работе подход позволяет решить общую задачу синтеза оптимальных рентгеношаблонов для рентгенолитографии с полным учетом реально существующих технологических ограничений. В качестве примера описана программная реализация метода, позволяющая синтезировать одномерные оптимальные рентгеношаблоны любой сложности.

В процессе работы была создана модель рентгенолитографнческого процесса, включающая в себя моделирование реального спектра синхротронного излучения, канала вывода излучения, распределения интенсивности на поверхности резисга с учетом часгичной прозрачности шаблона и эффектов фазового сдвига при прохождении маскирующего покрытия шаблона.

В работе показано, что оптимизационный подход, разработанный ранее для фотолитографии, применим также для случая синхротронной рентгенолитографии. Однако, такие особенности рентгенолтографии, как использование более коротковолнового излучения, наличие спектрального распределения излучения и т. д., потребовали значительного улучшения метода для его более эффективной работы. При этом не только был модифицирован метод Хука - Дживса, но также были разработаны метод пропорционального сжатия границ и метод конструкций.

. Метод оптимизации был реализован в виде пакета программ ■ (на языке Си), который является инструментарием дня дальнейшего развития методов синтеза оптимальной топологии рентгеношгйлонов.

Таким образом, развитый в работе подход решает зад«пу последовательного и систематического синтеза оптимальных рентгеношаблоноз. Топология таких шаблонов, как правило, отличается от топологии традиционных шаблонов и не имеет сходства' с геометрией требуемой резиставной маски. Полученные оптимальные рентгеношаблоны дают большие значения контраста и граничного градиента интенсивности, чем шаблоны с традиционной топологией. Их использование позволяет добиться уменьшения дифракционных искажений, улучшая тем самым качество : получаемого изображения. Следовательно, предлагаемый метод позволяет в значительной степени улучшить разрешающую способность ренттенолитографии. ' \

Из приведенных в работе результатов следует, что дальнейшее развитие метода пропорционального сжатия и метода конструкций ¡. } может иметь важное значение для промышленного использования, так как развитие методов позволит синтезировать оптимальные шаблоны любой сложности за достаточно короткое время.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В. П. Кудря, М. С. Кузнецова. Технологическая устойчивость оптимальных фотошаблонов с двумя и тремя уровнями

коэффициента пропускания // Сборник тезисов докладов Всесоюзн* конференции "Микролитография - 92", с. 108.

2. В. П. Кудря, М. С. Кузнецова. Технологическая устойчивое

оптимальных фотошаблонов с двумя и тремя уровня» коэффициента пропускания // Микроэлектроника, 1994, т. 2 №1, с. 7-10.

3. В. П. Кудря, М. С. Филатова. Поиск оптимальных шаблонов д

синхротронной рентгенолитографии // Сборник тезио докладов Международной конференции "Микролитография 94", .с. 315.

4. К. А. Валиев, Т. М.. Махвиладзе, В. П. Кудря, М. С. Филатов

Синтез оптимальных шаблонов для рентгенолитографии пучках синхротронного излучения// Микроэлектроника, 199 Т. 24 №4, с. 286-290.

Цитированная литература

1. Y. - С. Ku, Е. Н. Anderson, M. L. Schatlcndurg, H. L. Smith. Use

pi-shifting x-ray mask to increase the intensity slope at feature edg // J. Vac. Sci. Technol., B, 1988, v. 6, №. 1, pp. 150-153.

2. Y. Somemura, K. Deguchi, K. Miyoshi, T. Matsuda. X-ray phasi

shifting mask for 0,1 41m pattern replication under a large proximi gap condition // Jpn. J. Appl. Phys., 1992, v. 31, №12 B, pp. 422 4227.

3. Y. Somemura, K. Deguchi, K. Miyoshi, T. Matsuda. Resolutic

enhancement of hole pattern in synchrotron radiation lithography , Jpn. J. Appl. Phys., 1993, v. 32, №12 B, pp. 5971-5976.

4. V. White, F. Cerrina. Metal-less x-ray phase-shift masks f<

nanolithography // J. Vac. Sci. Technol., B, 1992, v. 10, № 6, p 3141-3144.

5. T. Horiuchi, K. Deguchi. Ultra-fine pattern fabrication by synch rot r<

radiation x-ray lithography using a shifter-edge type phasc-shiflii mask //Jpn. J. Appl. Phys., 1994, v. 33, №5A, pp. 2798-2808.

6. И. M. Тернов, В. В. Михайлин, В. Р. Халилов. Синхротрошк

излучение и его применения // М.: Изд-во МГУ, 1980. 276 с.

7. К. А. Валиев. Физика субмикронной литографии // М.:Паука, 1991

В. L. Henke, P. Lee, T. J. Tanaka, R. L. Shimabukuro, В. K. Fujikawa. At. Data & Nucl. Data Tables, 1982, v.27, 144 p.

К. А. Валиев В. П. Кудря, Т. М. Махвиладэе. Обратная задача фотолитографии как задача нелинейного программирования // Микроэлектроника, 1986, т. 15, hfe 6, с. 514-518.

К. А. Валиев, В. П. Кудря, Т. М. Махвиладзе. Оптимизация дифракционных фотошаблонов с ограниченным числом уровней пропускания Ц Микроэлектроника, 1988, т. 17, № 3, с. 266-269.

К. А. Валиев, В. П. Кудря, Т. М, Махвиладзе. Предельные возможности оптимальных фотошаблонов с двумя и тремя уровнями коэффициента пропускания // Микроэлектроника, 1991, т. 20, № 1, с. 3-7.