Лого Сделано у нас
39

Экспериментальные установки ИЯФ им. Будкера в Новосибирске для рентгеновской литографии

Экспериментальная станция «LIGA»

 © ssrc.inp.nsk.su

НАЗНАЧЕНИЕ СТАНЦИИ.

а) рентгеновская литография в толстых резистивных слоях для изготовления микроструктур в т. ч. рентгеношаблонов;

б) экспонирование интенсивным пучком СИ образцов большой площади для методических исследований модификации веществ облучением.

 © ssrc.inp.nsk.su

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

  • Источник излучения: ВЭПП-3, вигглер с магнитным полем 2 Тл при энергии электронов 2 ГэВ;
  • Критическая длина волны: 2,33 Å;
  • Установленные в канале фольги для разделения вакуума: Be (100+100+300) мкм;
  • Сменные фольги для спектральной коррекции потока СИ (опционально): полиимид, алюминий;
  • Максимальный размер пучка на входе в станцию (верт. х горизонт.): 12 мм х 72 мм;
  • Оценочная мощность пучка в медианой плоскости на входе в камеру экспонирования с учетом фольги Ве (500 мкм): 3,1 Вт/см²;
  • Режимы экспонирования: теневое экспонирование: через рентгеношаблон со сканированием,
  • максимальное поле до 100 мм х 72 мм
  • , микропучковый рентгенолитограф, прямое рисование микропучком СИ для формирования микроструктур в резисте SU-8:
  • Характеристика объектов исследования: полимерные резисты и другие твердые рентгеночувствительные вещества;
  • Газовая среда в камере экспонирования: форвакуум, гелий (~0,2 aтм).

 © ssrc.inp.nsk.su

Режим «микропучковый рентгенолитограф (МПРЛ)» — рисование в толстом слое резиста SU-8 топологии структуры (например, рентгеношаблона), для этого подложка с резистом перемещается на XY-микроподвижке (минимальный шаг 0,1 мкм) под микропучком СИ.

 © ssrc.inp.nsk.su

Значительно расширить возможности МПРЛ и сократить время формирования микроструктур удалось благодаря реализации возможности изменять размер микропучка в процессе рисования структуры. Для этого в устройство МПРЛ добавлен независимый координатный прецизионный столик для перемещения в плоскости параллельной облучаемой подложки шаблона с набором рентгеновских диафрагм. В процессе рентгенолитографии выбранная диафрагма совмещается с предварительной диафрагмой диаметром 500 мкм, фиксировано установленной на входе пучка в камеру, формируя таким образом микропучок для рисования структуры. Управление сменой диафрагм и перемещением подложки с резистом осуществляется автоматически. Возможно построение топологий совмещающих элементы различного размера за минимальное время в результате оптимизации выбора необходимого для каждого элемента размера микропучка СИ.

НАИБОЛЕЕ ЯРКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

С использованием МПРЛ реализована возможность формирования микроструктур, состоящих из ломаных прямых линий, а также дуг окружностей непосредственно в слое негативного резиста SU-8 толщиной до нескольких сотен микрометров. Полученные микроструктуры из резиста SU-8 на проводящей (стеклоуглеродной подложке) используются как маски для электрохимического осаждения золотого покрытия толщиной 25-50 мкм, обеспечивающего рентгеноконтраст в «жестком» спектральном диапазоне СИ 1-10 Aнгстрем. Таким образом, в СЦСТИ в настоящее время изготовляются рентгеношаблоны для LIGA.

 © ssrc.inp.nsk.su

Микрофлюидный модуль, изготовленный из ПММА (листовое оргстекло марки ТОСП) методом глубокой рентгенолитографии с использованием шаблона, созданного с использованием МПРЛ после осаждения на заготовку 30 мкм слоя золота, глубина каналов в ПММА 50 мкм.

 © ssrc.inp.nsk.su

Высокоаспектные микроламели, изготовленные на МПРЛ прямым рисованием рентгеновским микропучком в толстом слое резиста SU-8, минимальная ширина ламелей 23 мкм, высота структуры 330 мкм.

 © ssrc.inp.nsk.su

Изготовленная с помощью МПРЛ микрорешетка из резиста SU-8 на стеклоуглеродной подложке с гальванически осажденным золотым покрытием толщиной около 50 мкм. Период структуры 130 мкм, ширина линий 65 мкм, общее поле решетки 1×1 см².

 © ssrc.inp.nsk.su

Фрагмент изготовленной с помощью МПРЛ из резиста SU-8 микрорешетки на стеклоуглеродной подложке. Период структуры 30 мкм, высота 60 мкм.

УЧАСТВУЮЩИЕ В РАБОТАХ ОРГАНИЗАЦИИ

  • Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН, Новосибирск
  • Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск
  • Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск
  • Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск
  • Институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СОРАН, Новосибирск

Рентгеновская литография на базе лазера на свободных электронах — будущая технология массового производства наноэлектроники

 © ssrc.inp.nsk.su

Лазерная установка на свободных электронах в Новосибирске

Максимальный средний ток полученный на ускорителе-рекуператоре первой очереди Новосибирского ЛСЭ до сих пор является рекордным в данном классе машин. Вторая и третья очереди — первые в мире многооборотные ускорители-рекуператоры.

Средняя мощность терагерцового излучения, получаемая на Новосибирском ЛСЭ, является рекордной в этом диапазоне длин волн. В Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения работы с терагерцовым излучением выполняют 20 групп из 12 научных организаций Новосибирска, Москвы и Южной Кореи.

Третья очередь Новосибирского ЛСЭ

22 мая 2012 года получена первая рекуперация электронного пучка на третей очереди — первого в мире четырёхоборотного ускорителя-рекуператора. В 2013 году получена 95% рекуперация и средний ток 3,2 мА на частоте повторений 3,75 МГц. В настоящий момент на установке продолжается установка оптического резонатора для генерации излучения и настройка режимов электроннооптической структуры.

Показания датчика пучка в конце ускоряющей структуры ускорителя (слева). На рисунке видны четыре сигнала ускоряемого пучка и четыре замедляемого. На рисунке справа показаны показания датчиков положения пучка вдоль всей орбиты электронов.

 © ssrc.inp.nsk.su

Энергия электронов: 1 Гэв

Длина волны: 13,5 нм

Средняя мощность: 10 кВт

Средний ток электронов:10-20 мА

 © ssrc.inp.nsk.su

 © ssrc.inp.nsk.su

 © ssrc.inp.nsk.su

 © ssrc.inp.nsk.su

Планируется замена излучения из плазменного источника на излучение из ЛСЭ без изменения оптики сканера.

Возможная кооперация по реализации проекта

ИЯФ-проект ЛСЭ на 13,5 нм, 11,2 нм и 6,6 нм; изготовление магнитовакуумной системы, систем питания и управления.

Завод Росатома (г. Глазов), ВНИИТФ, ИЯФ — изготовление пластин из сверхчистого ниобия для сверхпроводящих структур, их тестирование.

ИЯФ, ВНИИТФ — проект сверхпроводящего ускорителя, изготовление и тестирование сверхпроводящих структур.

ИФМ — проект рентгенографических каналов и сканеров на 13,5 нм, 11,2 нм и 6,6 нм.

ИФМ, НПО «Планар» — изготовление рентгеновской оптики и сканеров.

ИФП, НИИМЭ, ФТИ РАН — проект технологических процессов и установок для литографии.

По мнению ведущих производителей, EUV-литография на базе лазера на свободных электронах (ЛСЭ) в ближайшем будущем может стать основной технологией массового производства со структурами до 5 нм. Одним из основных препятствий для этого является отсутствие работающего ЛСЭ с нужными параметрами. Рассматривается возможная программа разработки и создания такого ЛСЭ для реализации производства наноэлектроники на базе EUV-литографии силами ИЯФ, других институтов РАН, Росатома микроэлектронной промышленности Россиии и Белоруссии.

http://www.rscf.ru/prjcard/?rid=14-50-00080

  • 1
    DKerr DKerr
    30.08.1921:20:34

    Запутался — мкм или нм? Техпроцесс 6 нм осваиваем?!

    Отредактировано: DKerr~21:21 30.08.19
    • 2
      Нет аватара termometrix
      30.08.1921:32:41

      ИЯФ-проект ЛСЭ на 13.5 нм,11.2 нм, 6.6 нм

      Отредактировано: termometrix~18:52 31.08.19
      • 3
        shigorin shigorin
        31.08.1913:18:25

        Вёрстка, конечно, страшноватая получилась -- всё-таки ещё долго преодолевать как деградацию девяностых, так и интернет-шторм, похоже… пробежался, чуть выправил, но теперь сижу в смешанных чувствах: и литография, и запятые пробелами даже не отбиты.

        Ладно, прорвёмся сообща.

        • 3
          Нет аватара termometrix
          31.08.1918:52:28

             

          -------

          А не стоит ли подключить в литографии и легировании радиоизото́пные исто́чники эне́ргии либо как допоолнитильные источники к ускорителям,портативные установки,их длина волн меньше 0,01 нм ,долгий период полураспасада,то есть активная жизнь установки высока.

          Но там существуют некоторые проблемы,которые пока необходимо решить:

          1.Фокусировка и ее материалы,управление,экран перекрытия,торможение и охлаждения гамма излучения/наверно с момощью магнитов или лазеров/,чтобы не прожарить подложку

          2.Хорошая защита установки

          3.Постоянная возожность,вариативность,выключения системы радио-литографии,точнее отклонение и отведение пучков радиораспада,потому что они не прекращаются на секунду.

          Здесь могут по помочь автоматические переключатели к термоэлектрическим элементам вместе с электромоторами на пустом ходе либо использовать остаточную энергию для обеспечения завода с дополонтильным энергопитанием.

          Надо думать и решать скорее,насколько возможно,и как всегда у нас,решать сложные вопросы относительно просто и нестандартно.

          Зы.Чего стоят только рентгеновские линзы фокусировки излучения Мурадина Кумахова.А ведь научный мир считал,что это невозможно!Великий ученый,Светлая ему памяять!Гордость России,гордость человечества и отличный пример для наших кавказских сонародников!

          Отдельное спасибо и Максиму Калашникову за популяризацию гениальных изобретений профессора Кумахова !

           © fond-adygi.ru

          Отредактировано: termometrix~22:47 31.08.19
  • 3
    Нет аватара Захарка
    30.08.1923:52:15

    Я правильно понимаю — речь идет о проекте безмасочной литографии, над которой в своё время бились голландцы из Mapper Lithography?

    • 3
      Нет аватара termometrix
      31.08.1900:18:13

      Немножко другое.

    • 2
      Нет аватара termometrix
      31.08.1922:50:53

      29.01.2019 г. ASML takes over Mapper Lithography after the bankruptcy

      К сожалению Марреп банкрот,но была спасена.От АСМЛ,тоже голландская компания,мировой лидер по производству литографов.

  • 3
    Нет аватара termometrix
    31.08.1900:18:25

     © nuclphys.sinp.msu.ru

    Изменение физических свойств материалов (преимущественно твердых тел) в результате облучения послужило основой для нескольких практических применений. Они включают ионную имплантацию (на ускорителях ионов), легирование полупроводников с помощью ядерных реакций (под действием тепловых нейтронов), модифицирование полупроводниковых материалов и изделий, изготовление полимерных мембран и резисторов для литографии, изменение окраски стекла и кристаллов, тепловое действие мощных электронных пучков и др.

    Рентгеновское излучение и электронные пучки находят применение в литографии, обеспечивая высокое разрешение (до ~0.1 мкм) при изготовлении кремниевых интегральных схем. В качестве резистов при использовании ионизирующего излучения выступают полимеры, имеющие высокие радиационно-химические выходы сшивания или деструкции. Полимеры, которые сшиваются при облучении, являются негативными резистами. Радиационно деструктирующиеся полимеры ведут себя как позитивные резисты.

    Облучение электронами полупроводниковых устройств (например, мощных диодов и тиристоров) сравнительно большими дозами улучшает их быстродействие и другие эксплуатационные характеристики, что достаточно широко используется на практике. Сфокусированные электронные пучки способны нагревать облучаемые объекты до высоких температур. Такие пучки могут быть использованы для плавления, испарения, резки и сварки различных материалов. Электронное излучение находит применение для высокотемпературного синтеза материалов типа портланд-цемента, алюмината натрия, ферритов бария и стронция, молибдата свинца и т. п. Одновременное радиационное и тепловое воздействие может привести к протеканию реакции с большей скоростью, с более высоким выходом и при более низкой температуре.

    Отредактировано: termometrix~00:22 31.08.19
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,