1. Взаимодействие рентгеновского
излучения с резистом.
hv’
Рентгеновское
излучение
Выбитый
электрон
тепло
E=hv-I
фотоэлектрон
А
hv’
Рентгеновское
излучение
фотоионизация
R p ( E )≈
А
E2
Z
Запас энергии
I иониз
Ион
hv’
Рентгеновское
излучение
Свободные
радикалы
Возб.
атом
Флуоресцентное
излучение
Оже-электрон
Хим. реакция
Линия Alkобеспечивает поглощение значительной части излучения
[1 − exp(− µ v h)] = 0,2 в слое резиста
Состав
резиста
A: C или 0
С: Z = 6
0: Z =8

2. Максимальные энергии фото- и оже-электронов при экспонировании
резиста излучением A1K:
Фотоны
K a -………
Ожеэлектроны
Фотоэлектроны
0,52
0,28
0,98
1,21
0,525
0,277
Пробег,
Мкм
0,012 120А
0,0001 0,1А
0,04 (400А)
0,05 (500А)
1
0,2
1s 2O
Доля v
0,17
0,8
0,02
1s 2C
Параметр
E
max
,кэВ
Ионизируема
я оболочка
1s 2O
1s 2C
Для А1-го источника наиболее вероятным является ионизация атомов С и О
λ = 0,83нм
E =1,49кэВ
v
µ = 0,2 мкм−1
v
Линия
обеспечивает поглощение
значительной части излучения
[1− exp(− µ h)]= 0,2 в слое резиста.
v

3. Установка экспонирования
•
•
d- диаметр источника
излучения.Меньше или
равно 1 мм.
R>50 см.
•
V0 J
T=4,8*
Rd
•
•
•
•
Вариант:
d-3 мм
R-30см
L-20 мкм

4. Рент геношаблон
• Окно вакуумной камеры должно быть прозрачным и
сделано из бериллия (10-30 мкм), майлера (3-6 мкм)
и некоторых других материалов.
• Структура рентгеношаблона

5. Плотность потока
[ Вт / см ]
По закону Бугера – Ламберта после прохождения
вакуумного окна и шаблона ≈0,1
мВт
см 2
при R=40 см
Поглощение рентгеновского излучения в вакуумном окне и в шаблоне:
J ш = J 0 exp[− ( µ в µ в + µ ш hш )]
После поглощения в рентгенорезисте:
J p = J ш exp(− µ p h p )
Энергия, поглощенная единицей
2
площади слоя резиста за время t [ Дж / см ]
Eэкспозиц
J 0 [1 − exp(− µ p h p )]  Дж 
= ( J ш − J p )t =
⋅t 2 
exp( µ в hв + µ ш hш )  см 
t эксп. = E
2
C <1 мин., поэтому
Если известна чувствительность С то
необходимо увеличивать J 0 ,понижать µв µш и повышать µ p

6. Искажение размеров рисунка
dL
• δ=
R
• Δ=
DL
R
• d=1 мм
• L=10 мкм
• R=50 см
мкм
• D=10 см
δ=200 A°
Δmax=1

7. В таблице приведены энергии ионизации К-оболочки энергии
рентгеновских квантов К и максимальная энергия ионизации (т.е энергия,
необходимая для удаления внешнего электрона) для Al и Cu.
Элемент
Z
Энергия
Ионизации
К-оболочки,
кэВ
Энергия
рентгенов
линии Кα,
кэВ
Минимальная
энергия
ионизации, эВ
Al
Cu
Mo
13
29
42
1,56
8,99
20,0
1,49
8,06
17,5
6,0
7,7
7,4

8. •
По закону Мозли энергия
характеристического рентгеновского
излучения для Z ≤ 50
E
=10,3( z − )2 эВ
1
kα
где z- атомный номер материала
мишени
12,42∗ −
10 7
λ=
E (эВ)
I (λ )
α
β
V0
λ

9. Спектр рентгеновского
излучения
I = f (λ )
Vmax =
12,42 ∗10 −7
λ=
EKa
I
µ
h
λmin
ch
=
µ
I = f (λ )
жесткое − λ < 2 А
EKa = 10,3( Z − 1) 2 эВ
Z ≤ 50
λ
Для медного излучения при V0
CuZ=29 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
AlZ=13 1s 2s 2p 3s 3p
NiZ=28 – фильтр для Cu
= 40кВ

10. Стабильность анода
•
Стабильность источника типа
рентгеновской трубки определяется
стабильностью работы электронной
пушки и анода, бомбардируемого
электронным пучком с целью генерации в
нем рентгеновского характеристического
излучения. Стабильность анода
определяется тепловой устойчивостью.
Максимальное повышение температуры
анода:
V0 I
∆T = 4,8
•
•
•
•
•
•
V0
I
d
k
kd
, где
-ускоряющее направление (кВ)
-ток электронного луча (А)
-диаметр пучка (см)
-коэффициент теплопроводности
0
−1 −1
материала анода [ Втсм −1 К −1 ] для CuT = 300 C = 3,76 Втсм К
Для AL k=2,09Вт/см К
Tплав = 6600 С