Моделирование процесса создания микрокомпонентов для вакуумной электроники и рентгеновской оптики с применением протонно-лучевой литографии

Abstract

Проведено численное моделирование процесса сканирования сфокусированным пучком протонов с энергией 1 МэВ в канале протонно-лучевой литографии на базе электростатического ускорителя с целью выбора размеров отклоняющих пластин электростатической сканирующей системы. Условием выбора были максимальная величина растра сканирования на поверхности облучаемого образца и минимизация отклонения пучка вдоль оптической оси. Разработана программа построения профиля сканирования пучком, который адекватно отображает шаблон создаваемых микрокомпонентов. Отработан процесс подготовки образцов с нанесением тонкого слоя резистивного материала. Определены дозы облучения образцов протонным пучком для получения условий полного травления облученной области. Проведены тестовые эксперименты по проверке работоспособности системы управления процессом сканирования.

Проведено чисельне моделювання процесу сканування сфокусованим пучком протонів з енергією 1 МеВ в каналі протонно-променевої літографії на базі електростатичного прискорювача з метою вибору розмірів відхиляючих пластин електростатичної скануючої системи. Умовою вибору були максимальна величина розмірів растра сканування на поверхні зразка і мінімізація відхилення пучка вздовж оптичної осі. Розроблено програму побудови профілю сканування пучком, який адекватно відображає шаблон створюваних мікрокомпонентів. Відпрацьовано процес підготовки зразків з нанесенням тонкого шару резистивного матеріалу. Визначено дози опромінення зразків протонним пуч- ком для отримання умов повного травлення експонованої області. Проведено тестові експерименти з перевірки працездатності системи управління процесом сканування.

A numerical simulation of the scanning process by a focused beam of 1 MeV protons in a protoт beam writing channel based on an electrostatic accelerator is carried out to select the dimensions of the deflecting plates of the electrostatic scanning system. The selection condition was the maximum value of scanning raster on the surface of the irradiated sample and minimization of the beam deflection along the optical axis. A program has been developed for constructing a scan profile by a beam that adequately reflects the pattern of the fabricated microcomponents. The process of preparation of samples with drawing of a thin layer of resistive material is fulfilled. Doses of irradiation of samples with a proton beam are determined to obtain conditions for complete etching of the irradiated region. Test experiments were carried out to check the operability of the scanning process by using control system. Keywords: Micro-components, Proton beam writing, Scanning system, Diffraction grating.