NanoMaker: литографическая система

NanoMaker - это литографическая система, предназначенная для проектирования 2D и 3D структур и их экспонирования на электронных (SEM), ионных (FIB) микроскопах и промышленных литографах.

Почему NanoMaker?

• содержит графический редактор, позволяющий проектировать иерархические литографические структуры практически любого размера и любой сложности;
• оптимизирует дозу (время) экспонирования, учитывая эффект близости для 2D/3D структур и рассчитывает другие параметры процесса таким образом, что гарантирует 100% результат за одну литографию;
• моделирует проявление резиста;
• компенсирует дисторсию отклоняющей системы микроскопа при работе в большом поле;
• значительно сокращает общее время экспонирования за счет активной компенсации динамических ошибок отклоняющей системы микроскопа;
• позволяет экспонировать без бланкера;
• включает Монте Карло моделирование для расчета параметров эффекта близости в случае многослойных подложек;
• может использоваться как диагностический инструмент для получения с высоким разрешением панорамных изображений поверхности пространных микро-объектов. Например, для фотографирования топологии при обратном проектировании Интегральных Схем (IC).

Ни одна из компаний производящих аналогичные системы на мировом рынке не предлагает такой набор функций.

Назначение и задачи

1. предоставить пользователю мощную, универсальную и удобную систему для преобразование любого сканирующего электронного или ионного микроскопа в литограф;
2. обеспечить достижение предельного литографического разрешения на конкретном приборе и с этой целью:
   1. осуществлет коррекцию эффекта близости в процессе подготовки данных для литографии;
   2. позволяет прогнозировать и оптимизировать результы литографии посредством моделирования проявления резиста;
   3. компенсирует ошибки отклоняющей системы при экспонировании и снятии изображений;
   4. легко адаптируется под различные конфигураций литографического оборудования, учитывая системы бланкирования луча, моторизованные столы и т.д.;
3. создавать трехмерные структуры в резисте с использованием дозовых кривых;
4. обеспечить расширенные возможности при проектировании голограмм и киноформных приложений;
5. способствовать ознакомлению пользователей с основными принципами литографии за счет интуитивно-понятного интерфейса, логичной последовательности операций и прочной теоретической основы.

Области применения

• Микроэлектроника;
• Нанотехнологии, нанофизика;
• 3D нано- и микроструктурирование;
• MEMS (микро-электромеханические системы);
• MOEMS (микро-оптоэлектромеханические системы);
• Дифракционная оптика (синтезированные голограммы) для видимого и рентгеновского диапазона, включая радужные голограммы;
• Микромашининг, микрофлюидика

Легко устанавливается на:

• Сканирующие электронные микроскопы: JEOL, FEI, ZEISS, HITACHI, LEO, PHILIPS, TESCAN,...
• Установки с острым ионным пучком (FIB)

Проектирование структур и подготовка данных для экспонирования

Основные шаги проектирования и подготовки данных включают:

Проектирование
Проектирование начинается с создания нового (или загрузки существующего) файла Графической Базы Данных. NanoMaker позволяет создавать (проектировать) структуры практически любого масштаба и любой сложности, используя несколько простых геометрических фигур (точки, линии и полигоны), примерно также как это происходит в любой Системе Автоматического Проектирования (САПР). В отличие от САПР, этим геометрические фигурам - элементам присущи дополнительные атрибуты, специфические для литографических структур - доза экспонирования, 3D атрибут и др.

Коррекция
В отличие от САПР NanoMaker включает еще и подсистему преобразования спроектированных структур с целью достичь максимального разрешения при экспонировании электронным лучом. Например, эта подсистема производит коррекцию эффекта близости, при которой исходная структура подвергается дроблению на меньшие по размеру элементы и каждому элементу ставится в соответствие некоторое отличное время экспонирования (доза).

Импорт/Экспорт
Результаты проектирования запоминаются в специальном формате Графической Базы Данных (расширение GDB). Для обеспечения связи с другими САПР и/или с другими литографическими системами NanoMaker обеспечивает импорт/экспорт структур в форматы GDS, CSF, DXF, DC2 и ELM.

Специальные преобразования
Для получения наилучших результатов при подготовке данных для других литографических систем NanoMaker включает дополнительные операции со всей структурой или ее выделенной частью, например, выравнивание дозы экспонирования, поиск и удаление налегающих элементов структуры, обращение полей экспонирования при переходе от негативного к позитивному резисту и др.

Система выбора параметров экспонирования, коррекции, моделирования
В NanoMaker включена справочная таблица рекомендованных параметров для выбора режимов экспонирования, коррекции эффекта близости и моделирования. Данные, полученные в результате большого количества экспериментов для нескольких типов резистов и подложек позволяют аппроксимировать параметры функции близости в широком диапазоне ускоряющих напряжений, толщин резистов и размеров луча РЭМ. Предусмотрена возможность дополнения таблицы данными пользователя. Кроме того, данные для выбора параметров экспонирования, коррекции и моделирования могут быть рассчитаны с помощью интегрированной в NanoMaker подпрограммы расчета по методу Монте Карло.

Экспонирование, включая экспонирование с переездами стола

Экспонирование, моделирование экспонирования, оценка времени
Одной из основных функций NanoMaker является экспонирование при котором с помощью генератора Изображений электронный луч приводится в заданную точку и стоит в ней заданное время. При этом НаноМейкер автоматически осуществляет перемещение стола, если структура превышает поле сканирования. Специальная подсистема позволяет заранее оценить время экспонирования, а также промоделировать (показать) на экране ПК траекторию движения луча.

Совмещение и послойная литография, включая совмещение и стыковку полей с автоматическим распознаванием маркеров
Как правило, литография включает несколько последовательных экспонирований, поэтому NanoMaker обеспечивает (автоматические) поиск и правильную ориентацию экспонируемой структуры относительно уже созданных структур на подложке за счет поиска и распознавания маркерных знаков.

Специальные прерывания для компенсации дрейфа
В случае длительных экспонирований (больше часа), когда используются переезды стола, предусмотрены специальные прерывания (с запоминанием места прерывания экспонирования), в ходе которых NanoMaker перемещает один из маркерных знаков в поле сканирования, измеряет положение, вводит необходимую поправку в систему отклонения пучка для компенсации дрейфа и возвращается к месту экспонирования.

Моделирование проявления
Позволяет предсказать форму резиста после экспонирования и проявления. Для моделирования проявления позитивных и негативных резистов используются дополнительно котраст резиста или дозовая кривая целиком. Моделирование проявления полезно при обучению литографии и при выборе оптимальных технологический условий, поскольку очень быстро, без выполнения реального экспонирования и проявления позволяет предсказать результаты литографии.

Управление микроскопом, столом, бланкером и др.
NanoMaker позволяет контролировать перемещение стола в большинстве моделей микроскопов, оснащенных моторизованными либо лазерными столами.
Если микроскоп оснащен бланкером, NanoMaker может управлять прерыванием электронного луча в колонне.
Для некорых современных моделей РЭМ NanoMaker позволяет осуществить управление микроскопом, что включает, например, управление рабочим расстоянием, увеличением, ускоряющим напряжением, током пучка и др.

Съем изображений для совмещения слоев и измерений

Съем изображений из списка окон с графической обработкой
При подключении к некомпьютеризованным РЭМ NanoMaker может использоваться для съема с высоким разрешением и записи изображений в файлы (в формате TIFF). Возможна графическая обработка (фильтрация, выбор оптимального контраста и др.). Есть возможность съема изображений с накоплением сигнала.

Автоматический и ручной поиск и распознавание центра маркерных знаков
NanoMaker позволяет задать систему окон (с вариацией положения, размеров и разрешения), которая соответствует положению маркерных знаков на подложке, а также содержит гибкую подсистему управления съемом изображений этих окон для поиска этих знаков и распознавания их изображений. Данная функция широко используется в NanoMaker для калибровки поля сканирования, согласования координатных систем, совмещения слоев при послойной литографии, компенсации дрейфа и др.

Подсистемы измерения статических и динамических дисторсий. Программная компенсация ошибок позиционирования луча
NanoMaker содержит специальные подсистемы для быстрого и удобного измерения статических и динамических дисторсий отклоняющей системы РЭМ. Измеренные данные затем автоматически используются для программной компенсации ошибок позиционирования луча. Это чрезвычайно важные функции. Они позволяют значительно сократить время экспонирования (в 6-10 раз) путем исключения ожиданий на время позиционирования луча за счет активной компенсации динамических дисторсий, а также увеличить поле рисования за счет его линеаризации.

Подсистема согласования координатных систем
При экспонировании зачастую необходимо совмещение нескольких координатных систем, например, координат спроектированной структуры, координат отклоняющей системы электронного луча, координат перемещения стола. NanoMaker дает возможность выбрать одну из них ведущей и привести к ней все остальные. Например, при наличии точного лазерного стола все координатные системы могут быть приведены к точной системе перемещения стола.

Уникальные особенности

Следующие уникальные функции выделяют NanoMaker на рынке аналогичных систем:

• Коррекция эффекта близости для 2D-и 3D-структур.
• Моделирование эффекта близости и проявления резиста.
• Измерение и активная компенсация динамических ошибок отклоняющей системы, что позволяет значительно сократить общее время экспонирования.
• Возможность экспонирования без бланкирования луча.
• Компенсация статических ошибок (дисторсии) отклоняющей системы для экспонирования в большом поле.
• Специальные опции для проектирования для голограмм и киноформных приложений.
• Расчет данных для экспонирования с помощью интегрированной опции расчета по методу Монте Карло.

Ни одна из ведущих мировых компаний участвующих в разработке аналогичных систем на рынке не предлагает такой набор функций.

Nanomaker поставляется в пяти различных конфигурациях - Full, Workbench, Workbench-EDU, Writer, Editor.
Если существующая функциональность продукта не удовлетворяет вашим потребностям - возможна дополнительная зазработка на заказ.