Расчет характеристик каналу виведення СІ (синхротронного излучения)

Основні властивості синхротронного излучения.

Синхротронное випромінювання (СІ) випускається зарядженими частинками (електронами, протонами, позитронами), рухливими з релятивістськими швидкостями по викривленим траєкторіям. Генерація СІ обумовлена наявністю у частки центростремительного прискорення. Передбачене наприкінці уже минулого століття й відкриту майже 50 років як розв’язано (1945г.) СІ розглядалося спочатку як «перешкода» у роботі циклічних прискорювачів — синхротронов. Тільки останні 10(15 років СІ привернула увагу дослідників винятковим багатством своїх специфічних властивостей і можливість їх применения.

Структура нагромаджувача электронов.

[pic] ЛМ — поворотні магніти; У — магнітне полі; Р — вектор поляризації фотонів, випромінюваних у площині орбіти електронів; Щ — щілину каналу виведення, що обмежує ширину пучка СІ по горизонтали.

Сі має такими унікальні корисні властивості: СІ - випромінювання з винятково високою коллимацией пучка. Пучок СІ випускається електроном дотично до траєкторії і має кутову расходимость (((-1, де (- релятивістський чинник (ставлення енергії електронів Є в накопичувачі до енергійності спокою електрона Е0=0.511МэВ); для типових значень Е (1ГэВ маємо ((103 і ((1мра (. СІ має широким, безперервним, легко перестраиваемым спектром, перекрывающим практично весь рентгенівський діапазон і науковотехнологічна галузь ультрафіолетового проміння (0.1(100нм). Для описи спектральних властивостей СІ вводиться поняття критичної довжини хвилі (з. Це довжина хвилі, яка ділить енергетичний спектр СІ на рівні частини (сумарна енергія випромінюваних фотонів з довжинами хвиль менше (з дорівнює сумарною енергії фотонів з довжинами хвиль більше (з). СІ має дуже високою інтенсивністю. Інтенсивність СІ у найбільш важливому для досліджень, і технології рентгенівському діапазоні понад п’ять порядків перевищує інтенсивність рентгенівських трубок. СІ володіє природною поляризацією: суворо лінійної на осі пучка (вектор електричного поля у площині орбіти електронів) і, суворо циркулярній з його периферії. Поляризація СІ відіграє у багатьох прецизійних методах дослідження матеріалів і структур мікроелектроніки. Перераховані вище унікальні властивості синхротронного випромінювання дозволяють підняти нового якісний рівень субмикронную микротехнологию і аналітичні методи діагностики субмікронних функціональних структур.

Контраст в системах експонування із застосуванням синхротронного излучения.

Рентгенолитография із застосуванням синхротронного випромінювання — це багатофакторний технологічний процес, у якому важливе значення мають параметри багатьох компонентів літографічної системи: джерела випромінювання, каналу виведення, рентгеношаблона, рентгенорезиста. Головний чинник, визначальний потенційні можливості тієї чи іншої литографического методу в микротехнологии СБИС — дозвіл чи мінімальний розмір надійно відтвореного в резисте елемента рентгеношаблона. У рентгенолитографии дозвіл визначається, з одного боку, хвильової природою рентгенівського випромінювання (дифракційні спотворення), з іншого боку, нелокальным характером формування реального прихованого зображення (генерація фотоі ожеелектронів рентгенівськими фотонами і вторинне експонування резиста цими електронами). З іншого боку, реальне технологічне дозвіл дуже залежить від процесу прояви отриманого прихованого зображення. Для оцінки ефективності роботи рентгенолитографической системи експонування у тому чи галузі спектра потрібно враховувати як спектральную ефективність рентгенорезиста, а й рентгенівську прозорість, тобто оптичні характеристики литографического каналу виведення СІ. Тож у системах експонування із застосуванням рентгенівського випромінювання (наприклад, в рентгенолитографических системах експонування) однією з важливих параметрів є контраст одержуваного рентгенівського зображення (наприклад контраст прихованого зображення на рентгенорезисте).

Схема рентгенографічної системи експонування в пучках СИ.

[pic] 1 — вакуумне вікно; 2 — мембрана рентгеношаблона; 3 — маска; 4 — резист; 5 — робоча пластина.