Моделирование и разработка широкоугольных электронно-оптических систем прецизионного электронно-лучевого оборудования

Основной тенденцией развития современной микроэлектроники является значительное повышение степени интеграции и функциональной сложности интегральных схем.

Современное развитие микроэлектроники привело к созданию сверхбольших интегральных схем с повышенной степенью интеграции (несколько сотен тысяч транзисторов, размещенных на одном кристалле), На смену этим интегральным схемам четвертого поколения приходит пятое поколение — так называемые УБИС (ультрабольшие интегральные схемы)" содержащие на одном кристалле до нескольких миллионов активных элементов [11, При этом основными источниками увеличения сложности схем являются увеличение размера кристалла и уменьшение размера отдельных элементов [?!.

Задачу создания таких Ш невозможно решить без электронно и ионно-лучевой технологии, то есть без методов формирования топологии и технологического контроля интегральных схем., использующих поток заряженных частиц. К таким методам относятся электронная и ионная литография, фотоэмиссионный контроль и т. д. Следовательно, электронно-оптические системы электронно-лучевого оборудования должны удовлетворять требованиям, вытекающим из тенденций развития микроэлектроники, то есть формировать топологический рисунок на большом поле при наименьших искажениях и иметь возможность контролировать его.

Во избежание падения эффективности производства интегральных схем сверхи ультрабольшой степени интеграции, характеризующихся увеличением площади кристалла ИС и уменьшением линейных размеров схемотехнических элементов, производительность оборудо.

— ь вания должна непрерывно возрастать при сохранении надежности и локальности,.

В число основных способов повышения производительности электронно-лучевого оборудования входят увеличение поля обработки и плотности тока пучка, определяемые в первую очередь электроннооптической системой (ЭОС). Эти параметры могут быть улучшены при использовании малоаберрационной оптики, что позволяет увеличить как поле зрения, так и апертурный угол пучка. Моделирование таких систем выходит за рамки ограничений классической теории аберраций ЭОС. Поэтому. создание производительного электронно-лучевого оборудования требует как новых конструкторских решений, так и совершенствования методов расчета ЭОС. Таким образом, разработка широкоугольных электронно-оптических систем прецизионного электронно-лучевого оборудования, удовлетворяющих современным требованиям развития микроэлектроники, является актуальной задачей.

Цель работы. Создание методов расчета и разработка широкоугольных электронно-оптических систем технологического электроннолучевого оборудования для производства и контроля изделий микроэлектроники.

Основные задачи исследований, соответствующе поставленной цели, следующие:

— исследование возможности совершенствования технологического электронно-лучевого оборудования за счет использования широкоугольной прецизионной оптики;

— разработка методов и программ для численного моделирования и проектирования широкоугольных ЭОС, численные эксперименты по оценке эффективности разработанных методов и программного обеспечения;

— расчет, моделирование и разработка перспективных электронно-оптических систем, позволяющих существенно улучшить технические характеристики электронно-лучевого оборудования для электронно-лучевой., проекционной электронной литографии и для фотоэмиссионного контроля поверхности интегральных схем.

На защиту выносятся:

1. Метод вычисления пространственного распределения компонент электрических и магнитных полей осесимметричных ЭОС, позволяющий минимизировать погрешность вычислений при электронно-оптических расчетах. г. Алгоритмы и комплекс программ траекторного анализа с контролируемой погрешностью, предназначенные для моделирования широкоугольных ЭОС прецизионного электронно-лучевого оборудования.

3. Итерационная методика расчета оптимальных параметров конфокадь ных ЭОС.

4. Результаты численных экспериментов по исследованию оптических характеристик, аберрационных свойств и условий формирования изображения широкоугольных ЭОС.

5. Конструктивные принципы и технические решения, положенные в основу разработок ряда широкоугольных электронно-оптических систем:

— иммерсионного магнитного объектива фотоэмиссионного электронного микроскопа;

— генератора формы пучка установки электронно-лучевой литографии с изменяемой формой пучка;

— системы уменьшения изображения для установки проекционной электронной литографии.

Работа состоит из 4 глав, в которых последовательно излагаются вынесенные на защиту положения.

Первая глава посвящена анализу ЭОС прецизионного электроннолучевого технологического оборудования, используемого при выполнении технологических и контрольных операций в производстве МО. Рассматривается возможность улучшения технических характеристик такого оборудования при использовании пучков электронов с большими апертурными углами и с большим поперечным сечением,.

В первой части главы рассматривается метод фотоэмиссионного контроля процесса производства ИС и проводится анализ ЭОС фотоэлектронного микроскопа (ФЭМ).

Возрастающий интерес к ФЭМ вызван успешными попытками использования фотоэлектронной микроскопии для контроля поверхности п/п в процессе производства ИС. Преимуществами ФЭМ по сравнению с другими электронно-оптическими методами является неразрушае-мость образца, очень высокое разрешение по глубине и высокая чувствительность к загрязнению поверхности. Основными технологическими операциями, на которых целесообразно использование метода фотоэмиссионного контроля, являются контроль исходных материалов на наличие дефектов и включений-, контроль качества химико-динамической полировкиконтроль качества отмывки-, контроль качества вскрытия окон в резисте методом ионно-плазменного и химического травленияконтроль однородности тонких диэлектрических слоеЕ и анодных окислов.

Проводится сравнительный анализ существующих конструкций. В результате проведенного анализа условий формирования изображения е ЭОС ФЭМ сделан вывод о том, что для развития метода фотозмиссионного контроля ИС необходимо разработать специализированный иммерсионный объектив с увеличенным полем зрения, способный обеспечить высокую плотность тока фотоэлектронов в плоскости изображения при необходимом разрешении. Выбрана принципиальная конструктивная схема, определены требуемые параметры и пути улучшения оптических характеристик.

Показана специфика расчета иммерсионного объектива, которая обусловлена особенностями работы иммерсионного объектива ФЗМ по сравнению с обычными объективами электронных микроскопов.

Далее в первой главе показана возможность и целесообразность применения в электронно-лучевой литографии конфокальных ЭОС, то есть систем, состоящих из двух линз, в которой задняя фокальная плоскость первой линзы совмещена с передней фокальной плоскостью второй линзы. Использование таких систем перспективно для переноса изображения, так как позволяет компенсировать дис-торсию третьего порядка.

В третьей части первой главы проводится анализ методов расчета ЭОС, которые можно подразделить на два основных направления: 1) аберрационный подход, который исходит из предположения малых углов наклона и удалений траекторий от оси системы, и 2) метод траекторного анализа, основанный на непосредственном решении уравнения движения. Сравнительный анализ этих методов показал, что для решения поставленных задач наиболее предпочтительным является непосредственное решение уравнения движения. Достоинствами этого метода являются наглядность результатов, отсутствие особой точки на катоде при расчете эмиссионных систем, возможность учитывать аберрационные свойства высоких порядков. Однако, применение з-того метода для расчета прецизионных ЭОС требует высокой точности определения компонент поля в точках прохождения траекторий.

Проведен подробный анализ используемой в настоящее время для расчета иммерсионных объективов модели, предполагающей однородное распределение поля в ускоряющем промежутке и раздельный расчет аберрационных свойств ускоряющего и фокусирующего полей. Показано, что такая модель может приводить к неконтролируемым погрешностям определения оптических параметров при проектировании иммерсионных объективов с большим полем зрения и апертурными углами, близкими к предельным.

Анализ литературы показал, что практически не исследована такая важная характеристика, как поле зрения объективов ФЗМ. Это вызвано отсутствием как необходимости большого поля зрения в лабораторных аналитических микроскопах, так и адекватных методов расчета искажений изображения больших полей. Однако этот параметр является одним из наиболее важных при проектировании технологического оборудования.

Далее проводится анализ разработанных конструкций на основе конфокальных систем. Приводимые в литературе методики определения кардинальных элементов конфокальных систем исходят из приближения тонких линз, то есть не учитывают влияние суперпозиции магнитных полей линз. Кроме того, при компенсации дисторсии третьего порядка и увеличении поля изображения возникает вопрос о влиянии на искажения изображения аберраций более высокого порядка. Таким образом, проектирование конфокальных ЭОС с оптимальными параметрами требует разработки методического и программного обеспечения.

Вторая глава посвящена разработке методов расчета широкоугольних ЭОС.

Так как для осесимметричных задач пространственное распределение поля полностью определяется потенциалом на оси системы, проблему вычисления компонент поля можно решить аналитическим продолжением осевого распределения.

Разработанные ранее методы (использующие как ряд Буша, так и конечно разностные соотношения) исходили из условия равномерного расположения узлов при построении аппроксимирующей функции. Это приводило к быстрому росту погрешности при удалении от оси системы и плохой устойчивости методов к погрешностям начальных данных. Использование регуляризующих алгоритмов многократно усложняет общий алгоритм вычисления полей и требует использования предварительных уточнений неоднозначных параметров.

В работе предложен метод, позволяющий повысить точность вычислений полей при электронно-оптических расчетах. Метод основан на оптимальном размещении узлов расчетной сетки при дискретизации задачи, положение которых, как известно, определяется корнями полинома Чебышева. Осевое распределение потенциала при этом. аппроксимируется рядом Чебышева.

Для определения пространственного распределения потенциала вместо ряда Буша использовалось аналитическое решение интегрального представления. При этом удается избежать дополнительной интерполяции и численного дифференцирования, так как вся необходимая информация о поле определяется непосредственно в узлах на оси при численном решении уравнения Лапласа, а погрешность аппроксимации достаточно равномерно распределена по всей области сходимости и знакопеременна, что важно для устойчивости численного решения уравнения движения. Для вычисления компонент магнитного поля используется осевое распределение скалярного магнитного потенциала.

Одной из наиболее важных задач при использовании в численном методе аппроксимации рядами является определение необходимого количества членов ряда, которое, с одной стороны, должно быть достаточно велико для обеспечения необходимой точности, а с другой стороны, достаточно мало, чтобы избежать накопления ошибок округления при суммировании. Сложность проблемы еще более возрастает при наличии погрешности в исходных данных, так как при использовании неустойчивого алгоритма погрешности могут многократно возрастать в процессе вычисления, В любом случае, оптимальное количество учитываемых членов должно определяться отдельно для каждой задачи. С целью определения критериев оптимальности порядка аппроксимирующих полиномов проведено исследование влияния погрешности исходных данных и гладкости аппроксимируемой функции на погрешность аппроксимации. Показано, что при достаточной гладкости исходной функции осевого распределения потенциала наименьшей контролируемой погрешностью обладает ряд, коэффициенты которого удовлетворяют условию монотонного убывания модуля коэффициентов ряда при максимальном порядке полинома. В этом случае максимальную погрешность аппроксимации, определяемую, е основном, погрешностью численного решения уравнения Лапласа, легко оценить по последнему коэффициенту.

Использование полинома Чебышева оптимального порядка для аппроксимации пространственного распределения компонент поля позволяет минимизировать погрешность аппроксимации и время вычисления .

В этой же главе приведено описание алгоритма и программного комплекса расчета оптических характеристик широкоугольных ЭОС. Первая часть программного комплекса — вычисление матрицы коэффициентов ряда, аппроксимирующего поле электронно-оптического элемента, состоит в последовательном выполнении операций г дискретизация задачи для заданной конфигурации электродов и построение расчетной сетки с осевыми узлами, совпадающими с корнями полинома Чебышева для выбранного порядка и отрезка аппроксимациичисленное решение уравнения Лапласа методом конечных разностейпроверка условия оптимальности порядка полинома. После того, как полином Чебышева оптимального порядка найден, проводится контроль погрешности аппроксимации и, если значение погрешности удовлетворительно, вычисление коэффициентов.

Массив коэффициентов, координаты отрезка аппроксимации и оптимальный порядок полинома являются входными параметрами подпрограммы вычисления траекторий, составляющей основу программ определения оптических характеристик ЭОС. Такое представление поля каждого электронно-оптического элемента при расчете ЭОС требует сравнительно мало оперативной памяти и позволяет достаточно быстро вычислять компоненты поля в любой точке пространства ЭОС, ограниченного областью сходимости аппроксимирующих рядов. При этом программа позволяет: а) менять напряженность электрического поля и возбуждение магнитной линзы, домножая матрицу коэффициентов на соответствующую величинуб) менять положение электронно-оптического элемента на оси системы, сдвигая координаты отрезка аппроксимации. Таким образом, большая часть действий по оптимизации сложных систем не вызывает необходимости пересчета коэффициентов.

В программе предусмотрена возможность задавать порядок приближения для каждого электронно-оптического элемента. Это позволяет при расчете сложных ЭОС как определять общие оптические характеристики системы (первого порядка и аберрационные), так и проводить поэлементный анализ аберрационных свойств системы, определяя наиболее критичный элемент, то есть привносящий наибольшие аберрации. В программе расчета траектории на каждом шаге проводится контроль нахождения частицы в области сходимости и контроль постоянства ее полной энергии. Этот комплекс контроля вместе с контролем погрешности аппроксимации и стандартным контрольным комплексом подпрограммы решения дифференциального уравнения (адаптивные контроль размера шага, контроль количества «хороших» и «плохих» шагов и т. д.) позволяет говорить о программе с контролируемой точностью расчета.

В третьей главе приведены результаты тестирования разработанных методов, алгоритмов и программного обеспечения на модельных задачах. Необходимость численного эксперимента вызвана отсутствием надежных оценок эффективности и экономичности методов, используемых в электронно-оптических расчетах,.

В работе обоснован выбор модельных задач, отражающих как общие закономерности расчета ЭОС, так и особенности широкоугольных ЭОС. Для исследования точности вычисления внеосевых компонент поля использовались модельные задачи поля сферического конденсатора и колоколообразного поля Глазера.

Для исследования устойчивости алгоритмов и программного обеспечения в начальные данные осевого распределения потенциала вносилась случайная погрешность, характеризуемая уровнем относительной погрешности. Метод показал высокую точность и устойчивость по сравнению с другими методами продолжения осевого распределения потенциала.

Для тестирования траекторной части программы использовалась модельная задача движения электрона в поле сферического конденсатора при различном соотношении радиусов электродов. Энергия вылета электронов из катода изменялась в широком диапазоне, что позволяет проверить как устойчивость расчета траекторий при малых углах наклона, близких к параксиальным, так и моделировать расчет широкоугольных ЭОС, удаление траекторий от оси в которых сравнимо с длиной системы.

Определение относительной погрешности расчета траекторий от катода до анода показало, что высокая точность расчета сохраняется во всем диапазоне начальных энергий и остается практически постоянной в области, близкой к области сходимости аппроксимирующих рядов.

Для численного решения уравнения движения проведен анализ влияния погрешности вычисления осевого распределения потенциала на точность расчета траекторий.

На основании численного эксперимента сделан важный вывод о том, что при использовании предложенного метода расчета компонент поля относительная погрешность вычисления траекторий в области, определенной областью сходимости, близка к погрешности вычисления осевого распределения потенциала и не превышает предложенной оценки, использующей последний коэффициент аппроксимирующего полинома оптимального порядка. Следовательно, уже на этапе численного решения уравнения Лапласа можно не только оценить погрешность приближения осевого распределения потенциала, но и прогнозировать погрешность вычисления траекторий. При этом, приближение к границе области сходимости, где погрешность начинает возрастать, легко контролируется по резкому возрастанию (на несколько порядков) отклонения полной энергии частицы от константы.

Численные эксперименты с полиномами различных порядков подтвердили предположение о наименьшей погрешности при использовании полинома оптимального порядка и для вычисления компонент поля, и для расчета траекторий. Таким образом, полученные на основании численных экспериментов результаты и оценки подтверждают возможность использования разработанного аппарата для расчетов широкоугольных ЭОС прецизионного электронно-лучевого оборудования .

В четвертой главе представлены результаты численного моделирования и оптимизации широкоугольных ЭОС.

Проведен расчет и оптимизация оптических характеристик с учетом конструктивных ограничений иммерсионного объектива.

Проведена оптимизация расположения магнитной линзы, диаметров отверстий полюсных наконечников и анода. Целью оптимизации являлось, во-первых, увеличение сбора фотоэлектронов за счет использования максимального апертурного угла при обеспечении разрешения объектива, достаточного для наблюдения элементов ИС минимальных размеров (не хуже 0.2 мкм), и во-вторых, увеличение поля зрения объектива при минимальных искажениях изображения. Качество иммерсионного объектива оценивалось по радиусу круга рассеяния, обусловленного сферохроматической. аберрацией, и по относительному искажению изображения, вызванному дисторсией. Выявлены принципы проектирования малоаберрационного иммерсионного магнитного объектива в зависимости от формы и взаимного расположения магнитного Фокусирующего поля относительно электрического ускоряющего.

На основе проведенных расчетов был разработан иммерсионный магнитный объектив, который имеет ряд преимуществ по сравнению с конструкциями аналогичных объективов, используемых в фотоэлектронных микроскопах:

— более высокое соотношение относительной интенсивности изображения и разрешения (при радиусе кружка рассеяния 100 нм в формировании изображения принимают участие фотоэлектроны, вылетевшие под углами до 65и при ограничении плотности тока не более.

9П7.) •.

— большое поле зрения, позволяющее наблюдать протяженные объекты при малых увеличениях (поле 1×1 мм можно наблюдать с искажениями не более -5%, а поле 0.6×0.6 мм с искажениями не более.

— увеличенный (до 30°) угол между плоскостью образца и пучком ультрафиолетового излучения, позволяющий повысить интенсивность фотоэлектронов;

— пониженная напряженность электрического поля на образце (не более 7.5 кВ/мм), что позволяет исследовать образцы с развитым микрорельефом и работать при более низком вакууме;

— конструкция объектива не ограничивает размер образцов (в установке, использующей разработанный объектив на перемещаемом столике объектов, могут устанавливаться образцы диаметром до 40 мм).

Разработанная конструкция использовалась при создании установки технологического фотоэмиссионного контроля полупроводников в НИИ электронной и ионной оптики. Проводимые на установке работы по отработке технологий производства изделий микроэлектроники -1 1о подтвердили высокие технические характеристики объектива.

Анализ работы установки показал, что основным фактором, ограничивающим улучшение оптических характеристик объектива, являются конструктивные ограничения, связанные с необходимостью освещения образца, и что дальнейшее улучшение характеристик объектива невозможно без принципиального изменения его конструкции. Предложена и рассчитана конструктивная схема иммерсионного магнитного объектива, которая позволяет преодолеть это ограничение и, следовательно, оптимизировать взаимное положение электрического и магнитного полей, а также увеличить угол освещения образца.

Показано, что при большом поле зрения иммерсионного объектива ограничение в разложении осевого потенциала степенями г не выше четвертой может привести при расчетах дисторсии к значительным погрешностям.

Проведено моделирование распределения интенсивности в изображении осевых, приосевых и удаленных от оси точек предмета при косинусоидальном распределении фотоэлектронов по углам вылета. Исследовано влияние аберраций на перераспределение плотности тока в изображении при различном удалении от оси. Показано, что минимальное разрешаемое расстояние в предложенном объективе менее 100 нм без ограничения яркости изображения апертурной диафрагмой. При этом, искажения изображения по полю 3×3 мм не превышают 2%.

Вторая часть четвертой главы посвящена разработке конфокальных ЭОС для установок электронной литографии.

Предложена методика определения параметров конфокальных систем, позволяющая получить предельные оптические характеристики (максимальное поле зрения при отсутствии искажений изображения и минимальные осевые аберрации). Методика заключается в последовательном уточнении конструктивных параметров (положения линз, диафрагм., диаметров каналов полюсных наконечников) и параметров режима (возбуждения линз и ускоряющего напряжения) при соблюдении принципов конфокапьности системы и подобия полей линз.

В результате проведенных исследований аберрационных характеристик показано., что при соблюдении конфокальности системы и подобия полей происходит компенсация не только дисторсии третьего порядка., но и полной дисторсии ЭОС,.

На основе предложенной методики был разработан модернизированный генератор формы пучка переменного сечения для установки электронной литографии ПЭЛ-1.

Исследования показали, что при использовании магнитных дублетов для построения подобных полей с коэффициентом подобия., отличным от единицы, в центре подобия системы существует особая точка (разрыв производной функции осевого распределения магнитной индукции). Таким образом, невозможно получить строго подобные поля в уменьшающих конфокальных системах, используя магнитные линзы с конечными размерами диаметров полюсных наконечников. Предложена конструктивная схема конфокальной уменьшающей системы, являющаяся двухзазорной магнитной линзой с центральным полюсным наконечником в сечении в виде конуса, сходящегося к центру подобия системы. Как показали расчеты, такая форма полюсных наконечников позволяет уменьшить искажения изображения до 8 раз при поле изображения 10×10 мм.

В заключении изложены основные результаты работы.

1. Анализ широкоугольных электронно-оптических систем современного электронно-лучевого оборудования.

Электронно-оптическая колонна электронно-лучевого оборудования — сложная многофункциональная система, состоящая из нескольких ЭОС, выполняющих определенные задачи по формированию изображения с требуемыми свойствами. Предметом работы является прецизионное оборудование, следовательно при расчете ЭОС нельзя ограничиться оптическими характеристиками только первого порядка, а необходимо учитывать аберрации системы. Целью анализа является определение возможности улучшения технических показателей оборудования при использовании широкоугольных ЭОС и анализ методов их расчета.

4.3. Выводы.

1. Проведен анализ существующих оптических схем иммерсионного объектива фотоэмиссионного электронного микроскопа. На основании анализа для реализации в технологическом ФЗМ выбран иммерсионный объектив с фокусирующим магнитным полем с прямым освещением образца.

2. На основе разработанных методов расчета широкоугольных ЭОС проведено исследование различных конструкций иммерсионного магнитного объектива (геометрии и взаимного расположения электродов и полюсных наконечников), и в рамках каждой конструкции проводилась оптимизация с целью получения наилучших оптических характеристик с учетом реализуемости данной конструкции (конструктивные ограничения, отсутствие насыщения в магнитопроводе, исключение пробоя в ускоряющем промежутке). Проведен расчет оптических характеристик каждого варианта и анализ причин возникновения аберраций в исследуемой конструкции.

3. Разработан иммерсионный объектив с высоким разрешением при обеспечении высокой плотности тока в изображении и с большим полем зрения. Разработанная конструкция использовалась при создании фотоэмиссионного электронного микроскопа в НИИ электронной и ионной оптики. Оптические характеристики объектива подтвердились при исследовании материалов и изделий микроэлектроники, проводимых на этом микроскопе.

4. Предложена конструкция с наложенными электрическим и магнитным полями. В оптимальном варианте иммерсионного объектива радиус кружка рассеяния в плоскости объекта не превышает 0.1 мкм при апертурном угле пучка фотоэлектронов 7зЯ, а искажения по полю объекта 2.16×2.16'мм не превышают 2%.

5. В результате численного моделирования показано, что игнорирование аберраций высоких порядков при большом поле зрения может привести к значительным ошибкам расчетов.

6. На основании предложенных методов расчета широкоугольных ЭОС разработана программа моделирования распределения интенсивности изображения. Проведен анализ распределений интенсивности изображения и распределений интенсивности по сечению изображений точек предмета, расположенных на различном расстоянии от оптической оси. Подтверждены высокие оптические характеристики разработанного иммерсионного объектива. Показано сохранение высокого поэлементного разложения изображения при различных размера" — поля предмета. Проведено моделирование распределения интенсивности в изображении двух точек, расположенных на минимальном расстоянии друг от друга. Показано, что в предложенной ЭОО возможно разрешение 0.1 мкм при апертурном угле пучка фотоэлектронов до 90°.

7. Показано, что конфокальные ЭОС являются перспективными для разработки широкоугольных отображающих систем.

8. Ошибки, возникающие при проектировании конфокальных ЭОС, являются следствием суперпозиции полей магнитных линз. Предложена методика расчета оптимальных параметров конфокальной симметричной ЭОС. На основании этой методики разработан генератор формы пучка установки электронной литографии ПЭЛ-1.

9. Показано, что в конфокальной уменьшающей системе невозможно строгое соблюдение принципов конфокальности и подобия. Предложена конструкция конфокальной уменьшающей системы, позволяющая. минимизировать искажения изображения. -1 о о 1ио.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

К основным научным и практическим результатам диссертационной работы можно отнести следующее:

1. Разработан эффективный метод определения внеосевых электрических и магнитных полей с минимальной погрешностью аппроксимации при минимальном времени вычисления. Метод основан на аппроксимации осевого распределения потенциала рядом Чебышева, определении оптимального порядка аппроксимирующего полинома, интегральном представлении пространственного распределения потенциала и его аналитическом решении. Предложен критерий оценки точности аппроксимации осевого распределения потенциала, позволяющий прогнозировать погрешность вычисления траекторий электронов на значительном удалении от оси.

2. На основе разработанного метода создан устойчивый к погрешностям начальных данных алгоритм с контролируемой точностью расчета непараксиальных траекторий электронов в осесимметричных ЭОС, который был положен в основу комплекса программ для вычисления оптических характеристик широкоугольных ЭОС. Проведенные численные эксперименты подтвердили высокую устойчивость и точность разработанного метода.

3. В результате исследования оптических свойств и аберрационных характеристик широкоугольных ЭОС сформулированы принципы построения малоаберрационного иммерсионного магнитного объектива и конфокальных ЭОС с большим полем зрения.

4. Разработан иммерсионный объектив ФЭМ, превосходящий известные конструкции по сочетанию высокого разрешения при обеспет «л *гт «» г т*. * т л г пгм1 утт гл т*т ^ т * «т у—* т п гтт тт .—п т п л ,-п т» г т ^ Д т /—кмг. ттт а- ¡-—г т г, А л тт т ттт г-, тч т чедйи выиигьии илитпи^ти тигьса, г> или^'гьиити изиирсзленуш и оолвшиго поля зрения. Объектив использовался при создании специализированной установки межоперационного фотоэмиссионного контроля изделий микроэлектроники.

5. Предложена конструктивная схема иммерсионного магнитного объектива, позволяющая оптимизировать положение магнитной линзы и освещение образца. В рамках предложенной схемы рассчитан иммерсионный объектив с разрешением менее 100 нм без ограничения апертурного угла и с искажениями изображения, не превышающими 2% по полю 3×3 мм.

6. Разработана итерационная методика расчета оптимальных параметров конфокальных электронно-оптических систем, позволяющая получить предельные оптические характеристики генератора формы пучка для установки электронной литографии.

7. На основе конфокальной системы магнитных линз разработан генератор формы пучка переменного сечения, использованный в установке электронной литографии ПЭЛ-1.

8. Предложена конструктивная схема конфокальной уменьшающей системы, позволяющая за счет выбора конфигурации магнитопровода минимизировать искажения изображения и увеличить поле изображения в установках проекционной электронной литографии.