Рентгеновская литография для реализации наноразмерных изображений

Введение. Обсуждаются вопросы, связанные с групповыми методами создания защитной маски на подложке в процессах высокоразрешающей проекционной рентгеновской литографии.
Цель работы. Исследование литографических характеристик рентгенорезистов, особенностей применения различных режимов.
Материалы и методы. Исследования проводились с помощью рентгеновского спектрометра-монохроматора РСМ-500. Коэффициенты поглощения измерялись на монохроматических рентгеновских линиях в диапазоне длин волн 5…50 Å. Толщина пленок контролировалась с помощью интерференционного микроскопа МИИ-4.
Результаты. Получены зависимости коэффициентов поглощения резистов в области мягкого рентгеновского излучения (5…50 Å). При достижении определенной длины волны наблюдается резкий скачок коэффициента поглощения. Обнаружены скачки поглощения при длинах волн 23 и 43 Å. Это связано с тем, что энергия квантов рентгеновского излучения становится достаточной для ионизации электронов с определенного энергетического уровня атомов поглощающего вещества. Показано, что коэффициент поглощения рентгеновских лучей возрастает с увеличением их длины волны. Между скачками поглощения в некоторых диапазонах коэффициент может быть аппроксимирован гладкой функцией. Предложены аналитические аппроксимации полученных зависимостей в виде степенных функций, проведено сравнение экспериментальных данных с расчетными значениями, показавшее удовлетворительное согласие.
Заключение. Описана и представлена методика измерения коэффициентов поглощения рентгенорезистов. Экспериментально получены данные по поглощению в различных резистах рентгеновского излучения с различными волновыми характеристиками.

1. Кузьмин С., Матвеев В. Интерференционная рентгенолитография для упорядоченных наноструктур // Электроника: НТБ. 2014. Спец. вып. 00137. С. 47‒56.

2. Павлова А. П., Клементьева Д. О. Рентгенолитография как современный метод нанолитографии // Материалы Междунар. науч.-практ. форума студентов, аспирантов и молодых ученых: в 3 ч. Ч. 1. СПб.: Изд-во СПбГИКиТ, 2021. С. 160‒170.

3. Артюков И. А. Оптическая и рентгеновская микролитография на рубеже веков // Квантовая электроника. 2022. Т. 52, № 12. С. 1094‒1101.

4. Проблемы и перспективы развития рентгеновской литографии / Н. И. Чхало, С. В. Голубев, З. Ф. Красильник, В. Н. Полковников, М. В. Стародубцев // LII Междунар. конф. по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу / АО НТЦ "ПЛАЗМАИОФАН". М., 2025. С. 45. doi: 10.34854/ICPAF.52.2025.1.1.007

5. Многослойные рентгеновские зеркала на основе La/B4C и La/B9C / С. С. Андреев, М. М. Барышева, Н. И. Чхало, С. А. Гусев, А. Е. Пестов, В. Н. Полковников, Д. Н. Рогачев, Н. Н. Салащенко, Ю. А. Вайнер, С. Ю. Зуев // Журн. техн. физики. 2010. Т. 80, вып. 8. С. 93‒100.

6. Лаборатория рентгеновской оптики Физического института П. Н. Лебедева РАН. Разработки. Многослойные рентгеновские зеркала. URL: https://sites.lebedev.ru/ru/LRO/663.html (дата обращения: 08.04.2026).

7. Многопучковая рентгенолитография для формирования глубоких регулярных микроструктур / Б. Г. Гольденберг, А. Г. Лемзяков, А. Г. Зелинский, В. П. Назьмов, В. Ф. Пиндюрин // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2016. № 1. С. 64‒67. doi: 10.7868/S0207352816010133

8. Аристов В. В., Шабельников Л. Г. Современные достижения рентгеновской оптики преломления // УФН. 2008. Т. 178, № 1. С. 61‒83. doi: 10.3367/UFNr.0178.200801c.0061

9. Серов И. Н., Жабрев В. А., Марголин В. И. Проблемы нанотехнологии в современном материаловедении // Физика и химия стекла. 2003. Т. 29, № 2. С. 241‒255.

10. Скупов А. Основные свойства и характеристики современных резистов для электронной литографии // Вектор высоких технологий. 2016. № 8 (29). С. 26‒31.

11. Способ изготовления кремниевых рентгеношаблонов с использованием плазмохимического травления / А. Н. Генцелев, Ф. Н. Дульцев, Б. Г. Гольденберг, К. Э. Купер // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2020. № 8. С. 108‒112. doi: 10.31857/S1028096020080087

12. Генцелев А. Н., Варанд А. В. Определение технологического окна для высокоаспектной рентгенолитографии // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2024. Т. 90, № 12. С. 27‒34. doi: 10.26896/1028-6861-2024-90-12-27-34

13. Работы с использованием синхротронного излучения в Новосибирском Научном центре / К. В. Золотарев, А. И. Анчаров, З. С. Винокуров, Б. Г. Гольденберг, Ф. А. Дарьин, В. В. Кривенцов, Г. Н. Кулипанов, К. Э. Купер, А. А. Легкодымов, Г. А. Любас, А. Д. Николенко, К. А. Тен, Б. П. Толочко, М. Р. Шарафутдинов, А. Н. Шмаков, Е. Б. Левичев, П. А. Пиминов, А. Н. Журавлев // Изв. РАН. Сер. физическая. 2023. Т. 87, № 5. С. 614‒626. doi: 10.31857/S0367676522701095

14. Марголин В. И., Шишов С. Е. Перспективы и проблемы нанотехнологий // О национальной доктрине развития в Российской Федерации нанотехнологий: аналитический сб. / Комитет Совета Федерации по науке, культуре, образованию, здравоохранению и экологии. М., 2006. С. 54‒63.

15. ГОСТ Р 52250‒2004. Материалы электронной техники. Резисты для литографических процессов. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2004.

16. Марголин В. И., Тупик В. А. Исследование литографических характеристик электроно- и рентгенорезистов // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 1998. Вып. 1. С. 82–85.

17. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Наука-Физматлит, 2007. 416 с.

18. Калинин Б. Д., Плотников Р. И., Речинский А. А. Применение рентгеновской спектрометрии для идентификации органических соединений и материалов // Аналитика и контроль. 2011. Т. 15, № 1. С. 56–63.

19. Назьмов В. П. Глубокая 3D-рентгенолитография на основе высококонтрастного рентгенорезиста // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45, вып. 18. С. 3‒5. doi: 10.1134/S1063785019090256

20. Особенности формирования изображения в составных преломляющих линзах в мягком рентгеновском диапазоне длин волн / П. Ю. Глаголев, Г. Д. Демин, В. И. Корнеев, Н. А. Дюжев // Журн. техн. физики. 2024. Т. 94, вып. 7. С. 1182–1195. doi: 10.61011/JTF.2024.07.58355.177-24