Отправить статью по E-mail 
Расчет распределений энергии электронного пучка, поглощенной в ПММА и Si, с использованием различных моделей рассеяния
- Авторы: Рогожин А.Е.1, Сидоров Ф.А.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
- Выпуск: Том 54, № 1 (2025)
- Страницы: 9-18
- Раздел: МОДЕЛИРОВАНИЕ
- URL: https://journals.rcsi.science/0544-1269/article/view/294474
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0544126925010027
- EDN: https://elibrary.ru/GILEOW
- ID: 294474
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
В данной работе описывается моделирование рассеяния электронного пучка в полиметилметакрилате (ПММА) и кремнии (Si) методом Монте-Карло с использованием различных моделей рассеяния. Для каждого вещества при моделировании использовались три различные комбинации моделей упругого и неупругого рассеяния из числа наиболее распространенных, как с учетом генерации вторичных электронов, так и без него. В результате моделирования были получены распределения поглощенной энергии и распределения актов рассеяния по координате, анализ которых позволил выявить характерные особенности различных моделей рассеяния.
Полный текст
Об авторах
А. Е. Рогожин
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Автор, ответственный за переписку.
Email: rogozhin@ftian.ru
Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН
Россия, МоскваФ. А. Сидоров
Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”
Email: sidorov@ftian.ru
Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН
Россия, МоскваСписок литературы
- Aktary M., Stepanova M., Dew S.K. Simulation of the spatial distribution and molecular weight of polymethylmethacrylate fragments in electron beam lithography exposures // J. Vac. Sci. Technol. B: Microelectron. Nanom. Struct. Proc. Meas. Phen. 2006, V. 24, № 2. P. 768–779.
- Cui Z. Monte Carlo simulation of electron beam lithography on topographical substrates // Microelectron. Eng. 1998, V. 41. P. 175–178.
- Mladenov G.M., Vutova K.J., Koleva E.G. Computer Simulation of Electron and Ion Beam Lithography of Nanostructures // Phys. Chem. Sol. St. 2009, V. 3. P. 707–714.
- Рогожин А.Е., Сидоров Ф.А. Моделирование процессов электронно-лучевой литографии // Микроэлектроника 2020, Т. 49, № 2. С. 116–132.
- Рогожин А.Е., Сидоров Ф.А. Сечения процессов рассеяния при электронно-лучевой литографии // Микроэлектроника 2023, Т. 52, № 2. С. 110–126.
- Greeneich J.S. Developer Characteristics of Poly-(Methyl Methacrylate) Electron Resist // J. Electrochem. Soc. 1975, V. 122, № 7. P. 970.
- Dapor M. Transport of Energetic Electrons in Solids: Computer Simulation with Applications to Materials Analysis and Characterization // Springer Nature 2023, V. 290.
- Czyżewski Z. et al. Calculations of Mott scattering cross section // J. Appl. Phys. 1990, V. 68, № 7. P. 3066–3072.
- Seltzer S.M., Berger M.J. Evaluation of the collision stopping power of elements and compounds for electrons and positrons // Int. J. Appl. Radiat. Isot. 1982, V. 33, № 11. P. 1189–1218.
- Joy D.C., Luo S. An empirical stopping power relationship for low-energy electrons // Scanning 1989, V. 11, № 4. P. 176–180.
- Gryziński M. Classical theory of atomic collisions. I. Theory of inelastic collisions // Phys. Rev. 1965, V. 138, № 2A.
- Henke B.L., Gullikson E.M., Davis J.C. X-Ray Interactions: Photoabsorption, Scattering, Transmission, and Reflection at E = 50–30,000 eV, Z = 1–92 // At. Dat. Nucl. Dat. Tabl. 1993, V. 54, № 2. P. 181–342.
- Ritsko J.J. et al. Electron energy loss spectroscopy and the optical properties of polymethylmethacrylate from 1 to 300 eV // J. Chem. Phys. 1978, V. 69, № 9. P. 3931–3939.
- Palik E.D. Handbook of Optical Constants of Solids // Handbook of Optical Constants of Solids ed. Palik E. D. USA: Academic Press, 1998.
- Dapor M. Energy loss of fast electrons impinging upon polymethylmethacrylate // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 2015, V. 352. P. 190–194.
- Dapor M. Mermin Differential Inverse Inelastic Mean Free Path of Electrons in Polymethylmethacrylate // Front. Mater. 2015, V. 2. P. 1.
- Ganachaud J.P., Mokrani A. Theoretical study of the secondary electron emission of insulating targets // Surf. Sci. 1995, V. 334, № 1. P. 329–341.
- Tan Z. et al. Monte-Carlo simulation of low-energy electron scattering in PMMA – Using stopping powers from dielectric formalism // Microelectron. Eng. 2005, V. 77, № 3. P. 285–291.
- Lotz W. Subshell Binding Energies of Atoms and Ions from Hydrogen to Zinc* // J. Opt. Soc. Am. 1968, V. 58, № 7. P. 915.
- Valkealahti S., Nieminen R.M. Monte-Carlo calculations of keV electron and positron slowing down in solids // Appl. Phys. A 1983, V. 32, № 2. P. 95–106.
- de Vera P., Abril I., Garcia-Molina R. Inelastic scattering of electron and light ion beams in organic polymers // J. Appl. Phys. 2011, V. 109, № 9. P. 094901.
- Sidorov F. et al. Direct Monte-Carlo simulation of dry e-beam etching of resist // Microelectron. Eng. 2020, Vol. 227. P. 111313.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Оптические функции потерь энергии ПММА (а) и Si (б), рассчитанные на основе данных, приведенных в работах [20–22]
Скачать (246KB)
3.
Рис. 2. Распределения поглощения энергии электронного пучка в слое ПММА по глубине (z). Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (417KB)
4.
Рис. 3. Распределения поглощения энергии электронного пучка в слое ПММА по радиальной координате (расстояние от оси пучка, r). Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (395KB)
5.
Рис. 4. Распределения поглощения энергии электронного пучка в слое Si по глубине (z). Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (394KB)
6.
Рис. 5. Распределения поглощения энергии электронного пучка в слое Si по радиальной координате (расстояние от оси пучка, r). Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (402KB)
7.
Рис. 6. Распределения максимальной глубины проникновения электронного пучка (zmax) в ПММА. Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (409KB)
8.
Рис. 7. Распределения максимальной глубины проникновения электронного пучка (zmax) в Si. Начальная энергия электронов в пучке составляет 1 кэВ (а), 5 кэВ (б) и 25 кэВ (в)
Скачать (390KB)
