Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Синев Дмитрий Андреевич

Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи
<
Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Синев Дмитрий Андреевич. Исследование роли локального изменения оптических свойств тонких металлических плёнок в процессе лазерной термохимической записи: диссертация ... кандидата технических наук: 05.27.03 / Синев Дмитрий Андреевич;[Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»].- Санкт-Петербург, 2015.- 181 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Лазерная термохимическая запись на ТМП. Обзор литературы 19

1.1.Лазерная термохимическая запись на ТМП 19

1.2. Применение лазерной термохимической записи 28

Глава 2. Лазерная термохимическая запись на ТМП с увеличивающейся поглощательной способностью 31

2.1. Экспериментальное исследование 31

2.2.Постановка задачи теоретического исследования 33

2.3.Моделирование многократного экспонирования 39

2.3.1. Влияние изменения оптических характеристик 40

2.3.2. Влияние изменения теплофизических характеристик

2.4. Моделирование много пучкового экспонирования 48

2.5. Моделирование много пучкового и многократного экспонирования 51

2.6.Влияние смещений пучка на поверхности пленки на качество записи 56

2.7. Выводы 59

Глава 3. Лазерная термохимическая интерференционная запись 61

3.1. Экспериментальное исследование 61

3.2. Постановка задачи моделирования 66

3.3.Результаты и обсуждение 68

3.4.Выводы 76

Глава 4. Лазерная термохимическая запись на ТМП с уменьшающейся поглощательной способностью 77

4.1.Экспериментальное исследование лазерной термохимической записи на плёнках титана и олова 77

4.2.Постановка базовой задачи моделирования процесса окисления 87

4.3.Решение базовой задачи моделирования процесса окисления

4.4. Решение задачи моделирования процесса окисления с учётом изменения оптических характеристик 94

4.5. Приближённое решение 9 7

4.6.Результаты и обсуждение 100

4.7.Выводы 106

Глава 5. Пути повышения разрешающей способности лазерной термохимической записи 108

5.1. Физико-химические свойства материала и разрешающая способность

5.2.Геометрические параметры и разрешающая способность

5.3. Техно логические параметры и разрешающая способность

5.3.1. Длительность и мощность облучения

5.3.2. Количество записывающих пучков

5.3.3. Количество экспонирований

5.4.Выводы

Глава 6. Сравнительное исследование конкурентоспособности прямой лазерной термохимической записи на ТМП 120

6.1.Актуальность 120

6.2.Лазерные технологии размерной обработки тонких плёнок 121

6.2.1. Фотолитография DUV и EUV 121

6.2.2. Наноимпринт литография 123

6.2.3. Лазерное осаждение 124

6.3.Метод исследования 126

6.4.Выводы 128

3 аключение 134

Литература

Применение лазерной термохимической записи

Оксидный слой, сформированный под лазерным воздействием на тонкой плёнке хрома, в принципе, не является однородным. К примеру, в работах [43-45] экспериментально и с помощью численного моделирования были получены результаты, указывающие на то, что окисление тонких (толщиной менее 100 нм) плёнок Сг с размером кристаллитов 5-25 нм преимущественно идет по границам кристаллитов, а не по всему объему пленки, Однако подобное не было однозначно показано для аморфных и кваиаморфных плёнок, так что для аналитического моделирования в настоящей работе автор будет исходить из принятых классических представлений [11, 46], согласно которым определяющим механизмом окисления поверхностей металлических плёнок является адсорбция кислорода на поверхности и его диффузия сквозь приповерхностный слой оксида к межфазным границам Высокотемпературное окисление тонких пленок Сг, по этим представлениям, считается происходящим поверхностно с образованием преимущественно наиболее стабильного оксида СггОз [11, 38, 47]; отмечалось также, что короткое [11] и ультракороткое [14, 17] лазерное воздействие может привести к образованию оксидов СгОг и СгОз. Кроме того, исследователями [30, 32] отмечалось появление отдельных микрокристаллитов СГ3О4 наряду с вышеуказанными соединениями при кристаллизации и окислении аморфных плёнок Сг наносекундными лазерными импульсами (А = 308 нм, г = 20 не, /2 = 30-40 нм, q = 0,6 - 12 ГВт/м ).

В исследованиях [11, 38, 48, 49 и др.] отмечалось увеличение доли излучения, поглощаемого плёнкой хрома, за счёт сокращения отражательной способности после её поверхностного окисления (рисунок 1.3, подробнее см. Приложение 1). Хорошо известно [11, 27, 50-60 и др.], что существуют значительные осцилляции поглощательной способности и температуры при лазерном нагреве окисляющихся металлов (в т.ч., связанные с растворением газов в металле [50, 61, 62]). Однако, подробного изучения влияния этого фактора на точностные характеристики лазерной термохимической записи на плёнках хрома до настоящего времени не проводилось.

Вызывает интерес возможность упрощения лазерной термохимической записи на ТМП путём исключения операции травления и осуществления прямой «позитивной» одноэтапной записи (рисунок 1.16). Формируемые таким образом структуры требуемой конфигурации должны (для оптических приложений) сразу по появлении иметь значительную разницу пропускания с исходной плёнкой, что может быть осуществлено при использовании в лазерной термохимической записи, к примеру, плёнок металлов, окисляющихся с образованием оксидов, известных под обобщённым названием «прозрачные проводящие оксиды» (transparent conducting oxides, TCOs) [63], которые, кроме прочих свойств, обладают высокими значениями пропускания излучения видимого диапазона и сравнительно высокими значениями электрической проводимости. В числе наиболее популярных материалов могут быть названы такие вещества, как ТіОг, Sn02, ZnO, 1п20з, CdO и другие, в том числе и более сложные кислородсодержащие соединения этих и, реже, других металлов. Их уникальные свойства позволяют широко использовать их в оптоэлектронных и фотовольтаических приложениях, в т.ч. при производстве дисплеев, сенсоров и других систем [63].

Высокотемпературное окисление титана с образованием диоксида титана ТіОг, является наиболее устойчивым [см. 11, 64-65] среди процессов окисления титана, в том числе, и при лазерном воздействии. Известно также, что при взаимодействии титана с кислородом возможно образование множества продуктов, в том числе и нестехиометрических: твердых растворов (включающих структуры Ті60, Ті30, Ті20) [66]; низших оксидов ТЮ [7, 67], Ті20з [67], ТІ3О5; многочисленных смешанных оксидных фаз состава 1 ix(J2X-i , высшего оксида 11U2 [66]. В [68] отмечалось появление на поверхности плёнок титана толщиной h = 100 нм различных оксидных фаз при обработке лазерным излучением ( Я = 633 нм). В том числе, при различных временах и температурах отмечалось появление фаз ТІ3О5, ТізО, ТЮ, ТІ2О3 и ТіОг, при этом при высокотемпературном окислении (более 700С) формирующиеся слои состояли исключительно из рутила вне зависимости от времени воздействия. В [31] при исследовании изотермического низкотемпературного (Т=5\0С) окисления плёнок титана толщиной h = 200 нм наблюдалось насыщение титана кислородом вплоть до предела насыщения около 34 атомных процентов только в подповерхностном слое, при этом поверхностный слой также окислялся с образованием, преимущественно, ТіОг.

Тем не менее, данные, приведенные в исследованиях [11, 27, 31, 34-36, 50, 60, 64-66, 68-74] позволили считать, что основным процессом, происходящим при лазерном воздействии в течение десятков и сотен миллисекунд на плёнку титана толщиной порядка 10 нм, является окисление с образованием диоксида титана. Проведенные в настоящей работе аналитические расчеты являются первым приближением в решении задачи учета термо-хемо-оптических обратных связей, возникающих при лазерно-индуцированном окислении плёнок титана. Несомненно, процессы образования низших оксидов и растворения кислорода в металле здесь также имеют место, а исследование влияния всех этих процессов на формирование пленочной топологии и разрешающую способность записи на тонких пленках титана представляет большой интерес для более детального изучения процессов лазерной записи на ТМП и представляет собой возможное направление дальнейших исследований.

Одноэтапная лазерная термохимической запись на плёнках Ті описывалась, в частности, в работах [34-36J, где воздействием излучения Аг лазера (X = 488, 514 нм) с диаметром пятна 2rо = 860 нм были сформированы на ультратонких плёнках толщиной h = 5-15нм (рисунок 1.4) прозрачные треки шириной d = 165-190 нм, что позволило преодолеть дифракционный предел 1/2 в широком диапазоне режимов обработки. Объяснение данному эффекту исследователи нашли в комбинации нелинейной зависимости толщины образующегося оксида Н от индуцирующей его рост температуры Т и отрицательной обратной термохимической связи между Т, Н и поглощательной способностью А, сокращение которой в процессе сквозного окисления помогает стабилизировать рост треков в ширину и удержать значение разрешающей способности в сравнительно высоких пределах до 4 лин/мкм [34-36]. Влияние этих факторов было показано экспериментально в обсуждаемых работах, однако, существенного теоретического исследования представлено не было. В то же время в настоящей работе предлагается метод моделирования, имеющий в основе учёт влияния данных зависимостей на динамику роста оксидного слоя.

Моделирование много пучкового и многократного экспонирования

На практике технологические особенности записи вносят ошибки в формируемую структуру, которые могут значительно влиять на качество изготавливаемых ДОЭ. Системы круговой лазерной записи (КЛЗС), предназначенные для записи осесимметричных ДОЭ и рассматриваемые в настоящей главе, имеют специфические источники ошибок записи, в их числе исследователи выделяют [48, 104-105]: ошибка определения начала координат. Проблема точного определения оси вращения подложки и совмещения её с центром полярной системы координат записывающего устройства решается периодической подстройкой системы [48, 104]; дрейф начала координат в процессе записи. Высокая точность записи возможна только при условии долговременной стабильности взаиморасположения механических узлов и параметров устройства. Эти параметры не остаются стабильными в результате, прежде всего, температурного дрейфа, который зависит от постоянства температуры окружающей среды, переноса тепла от двигателя, электронных устройств и лазера. Влияние этого фактора минимизируется посредством работы КЛЗС в режиме прогрева в течение нескольких часов перед осуществлением записи ДОЭ [48, 104]; ошибка траектории вращения - отклонение траектории движения точки на вращающемся столе от идеальной окружности, она зависит от углового положения шпинделя и обусловлена неточностью его изготовления. Обычно такая ошибка для шпинделя на аэростатических подшипниках составляет менее 0,1 мкм [48, 104]; ошибка угловой координаты, свойственная только круговым системам записи и обусловленная вибрацией шпинделя, ошибкой датчика углового положения и т.п. Среднеквадратичная ошибка угловой координаты КЛЗС составляет обычно около 1 угл.с при скорости вращения 300 - 600 об/мин; [48, 104] ошибка позиционирования записывающего пятна, возникающая из-за ошибки перемещения оптической головки записи, приводящая к сдвигу обрабатывающего пятна в поперечном сечении на случайную величину [48, 104]. Эта ошибка может усугубляться при многократном экспонировании трека, и её результат может быть оценён с помощью модели, рассматриваемой в настоящей главе.

При моделировании сдвига облученной области на фиксированную величину в заданную сторону при каждом четном экспонировании одиночным пучком было выявлено общее негативное влияние биений на результат термохимической записи структур: положение максимума линейно смещается в сторону биения на величину около половины значения биения (рис. 2.20а). Однако стоит отметить, что влияние биений на разрешающую способность записи (рис. 2.206) становится критическим только при достижении величиной биений значений порядка радиуса записывающего пучка (при смещении Дм = 200 нм толщина получаемого оксида меньше 1,5 нм).

Рисунок 2.20. Зависимости основных параметров слоя оксида, индуцируемого лазерным пучком, от величины псевдослучайных биений: а) смещение положения максимума распределения оксида; б) относительное увеличение ширины окисленной области по уровню половины толщины. погрешность Л = Процесс пятикратного экспонировании растром пяти пучков был смоделирован с введением смещения положения записывающего пятна на псевдослучайную величину Дм г0/2 с помощью встроенной функции Mathcad runif (рисунок 2.21а). Среднеквадратичное отклонение полученных значений Н от ожидаемого Н составило около 0,02 - 0,07 нм, однако, локально относительная \Н -Н\ 100% может значительно влиять на точность записи, в среднем составляя 3-14% (рисунок 2.216). При этом могут наблюдаться изменения IXUYWHM ДО іии нм при ожидаемой р\унм DW нм и смещения положения максимумов на 50 нм. Периодическая коррекция положения записывающего пучка в процессе осуществления записи ДОЭ (как, например, в [48]), должна позволить минимизировать влияние подобных погрешностей.

. а) Профиль сформированного оксидного слоя и б) распределение ошибок отклонения Н от ожидаемого значения при записи на плёнке Сг растром пяти пучков с q = 62 ГВт/м каждый, сканирующего со скоростью V = 5,5 м/с (чёрным отмечен результат моделирования без учёта ошибок записи). 2.7. Выводы

Результаты теоретических исследований температурного распределения и распределения толщины слоя оксида в специальных режимах обработки выявили закономерности, которые, как ожидается, позволят существенно повысить разрешающую способность лазерной термохимической записи.

Многопучковое лазерное воздействие на пленку приводит к повышению производительности записи кратно количеству лазерных пучков, однако, взаимное влияние температурных полей приводит к значительному сокращению контрастности записи, тем более сильному, чем больше пучков используется для записи.

Вместе с тем, поворот растра записывающих пучков позволяет существенно снизить термические ограничения записи, фактически за счет сдвига облучения соседних треков во времени, с одновременным увеличением разрешения записи пропорционально косинусу угла поворота растра.

Использование нескольких экспонирований при записи позволяет значительно повысить контраст и надежность записи структуры. Благодаря образующейся положительной обратной термо-хемо-оптической связи между толщиной слоя оксида, поглощательной способностью плёнки и её температурой, с каждым последующим проходом разница в толщинах слоя оксида в серединах треков и между ними увеличивается, то есть усиливается контраст записи. Такая ситуация при записи на плёнках Сг имеет место до тех пор, пока не произойдет окисление пленки на всю ее толщину или пока не наступит стабилизация вследствие формирования защитного слоя оксида, замедляющего динамику глубокого окисления [46].

Режим многократного многопучкового экспонирования со сдвигом растра является наиболее перспективным методом для высокоразрешающей записи с высокой производительностью. Показано, что свойственные методике многократного экспонирования технологические погрешности, связанные с ошибкой позиционирования лазерного пучка при повторном проходе, могут искажать толщину оксидного слоя в среднем до 15% от ожидаемой. Влияние погрешностей на точность записи при величине погрешностей, меньших радиуса записывающего пучка, оказывается незначительным.

Постановка задачи моделирования

Современная дифракционная оптика требует развития технологий высокоразрешающей записи микроструктур с характерными размерами элементов менее 500 нм и точностью порядка 1/20 от размера наименьшей зоны [130], что приводит к необходимости поиска возможностей повышения разрешения записываемого изображения. В связи с обсуждавшимися выше возможностями обострения профиля регистрируемого изображения, свойственными лазерной термохимической записи на ТМП, рассмотрим, какие параметры записи в данном методе определяют достижимое разрешение. В данной главе представлен анализ возможностей достижения сверхвысокой разрешающей способности методом лазерной термохимической записи на ТМП, обобщающий приведенные в предыдущих главах результаты и выявляющий пути решения этой задачи.

Разрешающая способность записи связана с градиентом пространственного распределения толщины оксидного слоя dH/dy (градиентом термохимического изображения). При сохранении контраста записи тем более высокий градиент толщины пленки оксида dH/dy должен быть получен, чем сильнее требуется сократить линейное расстояние с между регистрируемыми треками и увеличить разрешение 5 = 1 (рисунок 5.1). Градиент толщины пленки оксида зависит от градиента термического изображения dT/dy, который в свою очередь, зависит от градиента интенсивности излучения. Таким образом, увеличение этих градиентов является прямым путём к повышению разрешения записи.

Выбор материала пленки должен осуществляться с учетом требований к сплошности материала плёнки и её сродства к подложке, а также возможности осуществления химического проявления записанных треков или образования устойчивых прозрачных оксидных структур. В то же время величина градиента термического изображения определяется, вследствие теплопроводности в пленке и подложке, прежде всего, длительностью лазерного воздействия. Вследствие этого наиболее часто запись производится на пленках Сг, обладающего сравнительно умеренными значениями коэффициента теплопроводности к, а также удобного для нанесения на стеклянные подложки и имеющего высокую разницу скоростей травления в сравнении с его оксидом Сг20з. Ранее при изучении влияния микроструктуры исходной плёнки Сг исследователями было показано [43-45], что пленки с малым размером кристаллитов демонстрируют более высокую чувствительность и разрешающую способность лазерной термохимической записи, в сравнении с пленками с размером кристаллитов, сравнимым с толщиной самой плёнки. Вследствие этого была обоснована перспективность использования квазиаморфных пленок хрома для увеличения разрешающей способности.

Также отмечалось [8 и др.], что зависимость скорости протекания реакции окисления от температуры вызывает эффект «заострения» профиля термохимического изображения, выражающийся в ограничении зоны протекания реакции в области, близкой к максимуму температурного распределения (пропорционально распределению интенсивности), что также показывают результаты моделирования (рисунок 2.7, см.также [13]), проведённого на примере плёнки хрома.

При выборе материала для осуществления записи необходимо учитывать также его оптические свойства: производительность записи выше при использовании лазерного излучения, длина волны которого лежит в области сильного поглощения материала пленки, а также в области пропускания материалом подложки. Однако, поскольку минимальный радиус пятна в плоскости фокусировки связан с длиной волны излучения (г0 ос X), приходится прибегать к компромиссному выбору рабочего лазера. При этом в контексте повышения разрешающей способности важны также оптические характеристики образующегося слоя оксида, поскольку экспериментальное разрешение может усиливаться из-за возникающей положительной термо-хемо-оптической обратной связи, усиливающей рост оксида в наиболее «горячей» области (например, для пленок Сг в видимом диапазоне; см.также главы 2 и 4 настоящей работы). Для плёнок, у которых оксидный слой значительно более прозрачен, чем исходная пленка металла (например, для пленок Ті или Sn в видимом диапазоне), влияние возникающей отрицательной обратной связи окажется более существенным, при этом важным параметром является толщина плёнки, которую следует минимизировать для обеспечения более глубокого окисления.

Оба упомянутых фактора «заострения»: зависимость ЩТ) и обратные термооптические связи делают возможным получение термохимического изображения с разрешением, теоретически, близким к оптическому.

Поскольку метод локальной лазерной термохимической записи является методом прямой записи сфокусированным пучком, основным способом повышения разрешения является минимизации радиуса облученной области г0. В то же время, использование быстро прогревающихся, тонких плёнок позволяет осуществлять запись излучением с меньшей плотностью мощности, что повышает энергоэффективность процесса (рисунок 5.2). При этом явной зависимости разрешающей способности записи от исходной толщины плёнки не наблюдается: варьирование технологических параметров позволяет осуществить подбор режима для записи на тонкой плёнке любой толщины. В том числе, важным фактором в данном случае является скорость сканирования, увеличение которой приводит к повышению производительности одновременно с сужением области рабочих режимов.

Решение задачи моделирования процесса окисления с учётом изменения оптических характеристик

Наноимпринтная литография (НИЛ) - недорогая технология получения технологического рисунка с высоким разрешением и на больших площадях. Наиболее широко распространены три метода НИЛ - термоконтактная литография, УФ-наноимпринтная фотолитография и микроконтактная печать. Все эти три метода могут быть использованы для получения элемента размером менее 100 нм. УФ-НИЛ - одна из наиболее известных технологий этой группы, используется для получения структур на всей поверхности пластин диаметром до 300 мм. Стандартный УФ-НИЛ процесс состоит из следующих этапов (рисунок 6.2) - фоторезист наносится на поверхность пластины или подложки, на которой необходимо получить требуемую структуру (рисунок 6.2а). Структура формируется посредством мягкого ПДМС-штампа, легко изменяющего свою форму под неровности поверхности пластины даже при очень низких усилиях прижима (рисунок 6.26). Далее проводится прямое экспонирование резиста УФ-излучением сквозь прозрачный штамп (рисунок 6.2в). После отвода штампа (рисунок 6.2г) на пластине остается готовая твердая структура. Технология УФ-НИЛ сочетает в себе несколько важных особенностей - высокий уровень повторяемости и точность ориентации элементов на пластине, что обеспечивает одновременное нанесение микро- и наноструктур, а также длительный срок службы используемых штампов, поскольку в техпроцессе последние не подвергаются воздействию высоких температур и давления. Как следствие эта технология является наиболее предпочтительным и сравнительно дешевым решением для научно-исследовательских центров и мелкосерийных производств при создании ими на пластинах структур в нанометровом диапазоне [143]. Компания Obducat (Швеция) является первой фирмой, коммерциализовавшей технологию НИЛ, и на данный момент считается лидером этого рынка [144].

Технология УФ-НИЛ: а) центрифужное нанесение фоторезиста; б) получение функционального рисунка; в) экспонирование фоторезиста УФ-излучением сквозь прозрачный ПДМС-штамп; г) отвод штампа [143]

Методика, называемая лазерное химическое парофазное осаждение {англ. laser chemical vapor deposition, LCVD), представляет собой хорошо известную технологию, используемую для создания как планарных, так и объёмных структур микронных размеров при помощи лазерно-индуцированного осаждения металла из газовой фазы на подложку (рисунок 6.3). В настоящее время хорошо исследованы и теоретически обоснованы зависимости характеристик получаемых структур от основных параметров обработки, таких как мощность лазерного излучения, давление газовой фазы и совместимость осаждаемого вещества и материала подложки (рисунки 1.3, 1.4) [46].

В настоящее время также активно исследуются возможности современной и актуальной технологии лазерного осаждения металлов из растворов (ЛОМР) [135-137], которая является родственной с LCVD-технологией, отличаясь от неё тем, что восстанавливаемый металл содержится не в газовой фазе, а в специальном растворе. Так, сканирование сфокусированным лазерным пучком поверхности диэлектрической подложки, помещённой в такой раствор, позволяет локализовано инициировать химическую реакцию восстановления с образованием, к примеру, плёнки металлической меди (рисунок 6.4) в соответствии с уравнением: органический комплексообразователь (обычно тартрат натрия-калия или соли этилендиаминтетрауксуснойкислоты, формальдегид служит восстановителем и вводится в 6 - 7,5-кратном избытке. В качестве соли меди чаще всего используют сульфат или хлорид [135].

Исследования ведутся преимущественно с металлами, имеющими применения в микроэлектронике, поэтому сейчас известны растворы, позволяющие осаждать такие металлы, как Си, Ni, Со, Pt, Аи, Pb, Sn и др. [135]. В целом можно отметить большую перспективность технологии рассматриваемых технологий осаждения, обусловленную широким спектром вероятных приложений их продуктов и единственностью этапа производственного процесса (исключая подготовительные). Однако в то же время также стоит упомянуть фундаментальные, а потому практически неустранимые ограничивающие факторы: низкую производительность, необходимость поиска совместимых материалов подложки и наносимого материалов, а также сложности с уменьшением размеров производимых элементов ниже субмикронного диапазона.

В соответствии с методикой, приведенной в [145], для количественной оценки конкурентоспособности технологий были вычислены жёсткие параметрические индексы каждого параметра К-щ (таблица 3), которые должны соответствовать стандартам по конструктивным и технологическим признакам,

К сожалению, из-за неполноты данных, существующих в открытом доступе, нам не удалось учесть стоимость расходных материалов, однако можно отметить, что этот показатель будет расти с увеличением количества производственных этапов. В итоге это даст преимущество одноэтапным технологиям прямой записи, таким как ЛОМР и лазерная запись на пленках титана перед остальными технологиями, требующими расходов на травящие материалы, фоторезисты и т.п. Общий индекс конкурентоспособности /KCj строится по формуле простого арифметического среднего, так как предполагается, что мягкие и жесткие параметры одинаково важны для потребителя. На самом деле это не так, и для корректировки вводятся коэффициенты предпочтения дж и qM. В настоящем исследовании было предположено, что жесткие технологические параметры играют большую роль при выборе технологии записи планарных структур по сравнению с мягкими параметрами. Таким образом, значения дж и qM были приняты равными 1 и 0,8 соответственно. Общий индекс конкурентоспособности

Метод прямой лазерной термохимической записи позволяет осуществлять запись структур микронных и субмикронных размеров с высокой точностью, составляя конкуренцию методу фотолитографии. Основными его преимуществами являются сравнительная простота (одно- или двухэтапность процесса), а также возможность создания планарных объектов различной топологии на подложках произвольной формы вследствие отсутствия необходимости нанесения жидких компонент (в т.ч., фоторезистов) и вариативности построения оптических схем для управления лазерным пучком при прямой записи, что удобно при производстве штучных экземпляров элементов сложной конфигурации. Привлекательности добавляет обилие конструкторских идей, приложение которых может существенно модифицировать эту технологию и вывести её на качественно новый уровень. Поиск подходов к повышению точностных характеристик представляется в настоящее время наиболее важной задачей для реализации эффективной прямой высокоразрешающей записи: по результатам сравнительного анализа можно заключить, что достижение даже значения разрешения 3 лин/мкм позволит лазерной термохимической записи обогнать фотолитографию по значению совокупного общего индекса конкурентоспособности IС