Введение к работе
Актуальность темы. Развитие соврененноіі микроэлектроники треоЧет совершенствования методов исследования и контроля реальні.1* пг -упР0ВД1ШК(:ШЬ1Х структур, подвергнутых различным технологически?,! р^здействиям. Одчини из наиболее универсальных являются рентгенодифракционные методы, имеюкде высокую чувствительность к несовершенству структуры кристаллов. Использование математических методов обработан данных рентгенодпфрак-ционной лиагностики кристаллов дает основу для расширения ее возможностей в исследовании структурного совершенства кристаллов н создания автоматизированных систем неразрушаюшего количественного экспресс-анализа полупроводниковых иа' риалов, используемых в микроэлектронике, и контроля технологических процессов.
Совершенствование элементов полупроводниковых приборов и уменьшение их размеров до субмикронных предъявляет певьи-енние требования к. локальности и разрешению рентгеиодифракционинх методов и тем самым стимулируют разработку новыч рентгенооп-тических элементов для различных схем рентгечоднфракиисиных исследований, способных преобразовывать падающее на них излучение в заданный волновой фр-чт или позволягетх получить требуемое распределение интенсивности в определенно!! области пространства.
Актуальность работы обусловлена необходимостью дальней-иего совершенствования методов получения количественной информации о двумерной структуре исследуемых кристаллоь и создания новы* ї.шов рентгепоептичеекш: элементов, иенользупептг дифракцию жесткого рентгеновского излучения з кристалла:;.
Настоящая работа посв.яшепа развитию методор печения сб-ратны:: задач вычислительно'! диагностики дпуі:ор!!о:тсг^те;п!і.г: кристаллов по даннь'м рентгеновской д>л*рпктоу%трпп и па^рпбот-ка задачи компьютерного синтеза "деФорнацио.пш"-' лнпэ - р'мтт-генодн*ракц іошіЬіК элементов для диапазона жесткого ронтгеног. ского излучении на основе кристаллов с модулі:гспагпгі! ip-.-vrp
ной деформацией кристаллической решетки.
Цель работы:
Постановка и исследование двумерной обратной задачі; диагностики полупроводниковых кристаллов по данным рентгеновской дифракции
Постановка и исследование двумерной обратной задачи синтеза рентгенодифракционных оптических элементов на осноье крис-таллоь с модулированной деформацией кристаллической решетки.
Прик»нен..е полученных численных алгоритмов в автоматизированных комплексах вычислительной рентгенодпфракционной диагностики реальных кристаллов.
Исследование характеристик расчетных "деформационных" линз
Научная новизна работы
Предложена математическая модель формирования спектров в трехкрнстальном рентгеновском днфрактометре, учитывающая интерференционные явления при дифракции рентгеновского излучения в периодически /(скаженных кристалла:: и пригодная для решения двумерной обратной задачи рентгенодифракцисиной диагностики деі^ркаций в полупроводниковых кристаллах с произвольным профилем искажений кристаллической решетки, показана адекватность математической модели реальному измерительному эксперименту. Впервые дается математическая постановка двумерной обратной -задачи диагностики полупроводниковых кристаллов по рентгенодифракционным данным.
Впервые разработана и исследована двумерная обратная задача синтеза рентгенодифракцнонных линз для диапазона жесткого рентгеновского излучения на основе кристаллов с модулированной деформацией кристаллической решетки.
Разработаны устойчивые численные методы «'алгоритмы решения поставленных обратных задач, которые реализованы в виде комплексов прикладных программ.
По данным решения обратной задачи диагностики методом тррккпнетапьной рентгеновской дийрактсиетрии получены двумер-1ІМГ. crvTippji'-ij-Mfin профилей деформации кристаллов с периодиче-
c.J! искаженной поверхностью її кр сталлов, проимллантированных череі' ітериодическу» маску.
С помогло решения обратной задачи вычислены двумзршю профили ;. формаций кристаллов, являющихся основоіі ряда рент--енодсфракционн : оптических элементов в диапазона жесткого рентгеновского излучения - "деформационных" линз. Проведены оценки фокусирующих свойств рассчитанные линз.
Практическая ценность.
Разработанные алгоритмы и комплекс программ вычислительной диагностики могут использоваться в автоматизированных системах неразрушоїощего контроля качества полупроводниковых кристаллоз, а также для исследования искажений кристаллической структуры, возникающих при различны:; технологических операциях, та"чх как конная имплантация, окисление и др. '^роие того, с помощь» комплекса програми расчета рентгенооптическнх элементов на основе кристаллов о модулирование!! депортацией кристаллической решетки могут биті реализованы новь'о фокусирующие элементы для жесткого рентгеновского излучения для схем передачи изображения в г.ь;сокоразреч!а!още!і рентгепового!! микроскопии объектов медицині биологии, ник ^электроники.
Основные положения, ві:і!ссііні:з_на_ o?vy.ту_
-
Математическая модель формирования спектров з т[ ех-крнсгашюм рентгеновском дчфрактонэтре, у"птнзап':пя чпгер'е-ренц'-'оннно явления при дн^рткцин рентгеновского излучения г. периодически, ис;са.іе.Ч;П!:< кристалл-'.:: и приходная для ре;>-г>"и;1 двумерной обратной задачи ргитг^нодн^рлкцноччсИ диагносп-!".' деформації!', в пилупропоггчгхвпх кристанл^х с произвольн.ии профилем искажений кристаллической ргігатки.
-
Алгоритм реаення задати рентгонодпфрамшомноП диагностики кристаллов с двум рнымн нска»е;г"7мп кристалчпчеогоП решетки. '
-
Алгоритм решения задачи синтеза рентг^нодгфрауцченнчх линз для диапазона :геоткого рентгеновского нзлучг'и:? h_j "снопе кристаллов с модулированной доТ,'>;'лмц'.",П грг-сл^??,<у:<.сгс'.\
- 4 -решетки.
Апробация работы. Материала диссертации докладывались и обсуждались на следуюш і конференциях:
1. і Всесоюзная' конференция "Физические и физико-химиче
ские основы микроэлектроники", Ьнлыиос,о 1987 г.
2. Всесоюзная конференция "Mhxj. .литография",
'"'грноголопка, 1988 г.
-
Всесоюзная конференции "Динамическое рассеяние рентгеновских лучей б кристаллах с динамическими к статическими искажениями",' Ереван, 19BS г.
-
IV Всесоотиоэ совещание по когерентному взаимоде"ст-виїсі.излучения с веществом, Юрмала, 1988 г.
-
и Всесоюзная конференция "Динамическое рассеяние рентгеновских лучей в кристаллах с динамическими и статическими искажениями", Кацивели, 1SS0 г.
-
2nd European Conference on Progress in X-ray Synchrotron Radiation Research, Balcgna, 1990.
-
IV Conference on Defect Recognition and Imaging- in Semiconductors before and after Processing, Manchester, 1Э91.
8- XTTI International Congress on X-ray Optics and Hicronnalysis, Manchester, 1992.
Основное содержание работы изложено в 10 публикациях:
(см. стр. 18).
. -
Структура и обьем диссертации. Диссерта-чя состоит из введення, четырёх глас, общих выводов и заключения, а также перечня цитируемой литературы (116 наименовании) и изложена на 13? страницах машинописного текста, включая'33 рисунка.