Приведены методы преобразования фундаментальных физических законов в прикладные технологические зависимости, расчеты физических закономерностей, определяющих параметры процессов микро- и нанотехнологий. <...> Первая глава посвящена физике вакуума — уникальной технологической среды для реализации микро- и нанотехнологий. <...> Третья глава дает представление о методах и средствах формирования электронных, ионных, атомарных и молекулярных потоков, а в четвертой главе рассмотрено их использование как инструмента микро- и нанотехнологий. <...> Шестая глава посвящена анализу ключевых параметров оптического излучения и оптических процессов формирования микроизображения применительно к использованию в микролитографии. <...> В седьмой главе даны сведения о методах оценки качества проекционных микроизображений и основные положения фурьепреобразований в оптике для оценки качества микроизображений в проекционной микролитографии. <...> Студент должен знать: • основные законы, понятия и определения физических явлений, процессов и сред, являющихся основой микро- и нанотехнологий; 3 • методы преобразования фундаментальных физических законов в прикладные технологические зависимости. <...> Первый этап микротехнологий реализуется методами элионных технологий, позволяющих с помощью электронных, ионных, атомарных и молекулярных потоков создавать на поверхности заготовок проводящие и диэлектрические слои толщиной от нескольких нанометров до единиц микрометров. <...> На втором этапе используется микролитография, которая позволяет локализовать зоны воздействия на заготовку. <...> Для этого на ее поверхность наносится тонкая чувствительная к актиничному излучению полимерная пленка (фоторезист), которая затем экспонируется через шаблон с требуемым рисунком (топологией). <...> При последующем проявлении происходит локальное удаление участков фоторезиста, образуются окна требуемых размеров и формы, через которые возможен доступ <...>
Физические_основы_микро-_и_нанотехнологий.pdf
УДК 621.384-022.532(075.8)
ББК 32.85
Ф505
Реце нзе нты:
д-р техн. наук, проф. А.М. Медведев, д-р техн. наук,
проф. В.В. Слепцов, д-р техн. наук, проф. С.Б. Нестеров,
д-р техн. наук, проф. В.А. Шахнов
Физические основы микро- и нанотехнологий: Учеб. поФ505
собие
/ С.П. Бычков, В.П. Михайлов, Ю.В. Панфилов, Ю.Б. Цветков;
Под ред. Ю.Б. Цветкова. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2009. — 176 с.: ил.
ISBN 978-5-7038-3319-3
Даны краткие сведения из отдельных разделов физики и смежных
наук, составляющих физические основы микро- и нанотехнологий.
Рассмотрены основные законы, понятия и определения физических
явлений, процессов и сред, являющихся основой этих технологий.
Приведены методы преобразования фундаментальных физических
законов в прикладные технологические зависимости, расчеты физических
закономерностей, определяющих параметры процессов
микро- и нанотехнологий.
Для студентов 3-го и 4-го курсов, обучающихся по специальности
«Электронное машиностроение».
УДК 621.384-022.532(075.8)
ББК 32.85
ISBN 978-5-7038-3319-3
2
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009
Стр.1
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................................................................................3
Введение.......................................................................................................5
1. Вакуум — рабочая среда для микро- и нанотехнологий......................8
1.1. Основные положения физики вакуума .............................................8
1.2. Физические процессы при вакуумной откачке ...............................17
Контрольные вопросы и задания ...........................................................26
2. Теплопередача........................................................................................27
2.1. Теплопередача теплопроводностью................................................30
2.2. Теплообмен излучением..................................................................37
2.3. Теория теплопередачи и ее использование для анализа
физических процессов различной природы ....................................61
Контрольные вопросы и задания ...........................................................63
3. Формирование потоков частиц ..............................................................64
3.1. Формирование электронных потоков..............................................66
3.2. Формирование ионных потоков ......................................................69
3.3. Формирование атомарных и молекулярных потоков .....................71
Контрольные вопросы и задания ...........................................................75
4. Взаимодействие потоков частиц с материалами..................................75
4.1. Взаимодействие электронных и ионных потоков с материалами ..76
4.2. Взаимодействие ионных потоков с материалами...........................84
Контрольные вопросы и задания ...........................................................94
5. Формирование газоразрядной плазмы и ее взаимодействие
с материалами........................................................................................94
5.1. Параметры газоразрядной плазмы..................................................96
5.2. Кривые Пашена ...............................................................................98
5.3. Высокочастотная плазма ...............................................................100
Контрольные вопросы и задания .........................................................101
6. Формирование оптического излучения ...............................................101
6.1. Формирование микрорельефа в резисте........................................102
6.2. Системы экспонирования..............................................................103
174
Стр.173
6.3. Основы теории формирования микроизображений......................109
6.4. Скалярная теория дифракции........................................................115
Контрольные вопросы и задания .........................................................134
7. Проекционное формирование микроизображений.............................134
7.1. Качество проекционного изображения .........................................135
7.2. Понятие изображающей системы..................................................137
7.3. Связь между объектом и изображением .......................................138
7.4. Свертка ..........................................................................................140
7.5. Фурье-преобразования в оптике....................................................144
7.6. Оптическая передаточная функция...............................................151
7.7. Зрачковая функция и ее связь с оптической передаточной
функцией........................................................................................156
7.8. Связь комплексной амплитуды изображения со зрачковой
функцией........................................................................................158
7.9. Оптическая передаточная функция как автокорреляция
зрачковой функции ........................................................................161
7.10. Системы дифракционного качества с постоянным
пропусканием по площади зрачка.................................................165
7.11. Учет распределения интенсивности в изображении...................168
Контрольные вопросы и задания .........................................................170
Список рекомендуемой литературы........................................................172
175
Стр.174