RU2129294C1 - Способ получения рисунка - Google Patents
Способ получения рисунка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2129294C1 RU2129294C1 RU98109497/28A RU98109497A RU2129294C1 RU 2129294 C1 RU2129294 C1 RU 2129294C1 RU 98109497/28 A RU98109497/28 A RU 98109497/28A RU 98109497 A RU98109497 A RU 98109497A RU 2129294 C1 RU2129294 C1 RU 2129294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mask
- charged particles
- pattern
- substrate
- manufacture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
- G03F7/203—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure comprising an imagewise exposure to electromagnetic radiation or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/05—Arrangements for energy or mass analysis
- H01J2237/057—Energy or mass filtering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии создания рисунков с помощью заряженных частиц и может быть использовано при изготовлении различных электронных приборов, запоминающих устройств и т.д., имеющих сложные структуры, состоящие из множества сверхмалых элементов. Способ получения рисунка включает в себя пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, при этом пучок, направляемый на маску, формируют с расходимостью 5•10-2 - 10-4рад и дисперсией заряженных частиц по энергиям в пучке 0,1-5 эВ. Изобретение позволяет повысить разрешающую способность и получать единичные элементы изображения с геометрическими размерами порядка нескольких нанометров. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к технологии создания рисунков с помощью заряженных частиц и может быть использовано при изготовлении различных электронных приборов, запоминающих устройств и т.д., имеющих сложные структуры, состоящие из множества сверхмалых элементов.
Известен способ формирования рисунка на подложке из радиационно-чувствительного материала с использованием пучка заряженных частиц (см. описание к патенту США N 5376505, НКИ 430-296, МКИ G 03 F 9/00, 1994 /1/), Способ предусматривает облучение подложки через маску, несущую рисунок-оригинал. При этом пучок, которым облучают маску путем сканирования ее отдельных частей, образован заряженными частицами (электронами или ионами), которые движутся по различным траекториям в пределах некоторого пространственного угла и попадают на поверхность подложки также под различными углами. Этим обусловлен один из недостатков известного способа - невысокая разрешающая способность. Кроме того, рисунок формируется путем последовательного сканирования отдельных участков маски (оригинал-шаблона), что снижает производительность способа и также влечет снижение разрешающей способности за счет возникновения сферических и хроматических аберраций.
Известен способ получения рисунка, включающий освещение маски путем сканирования пучком заряженных частиц (ионов или электронов) и последующее фокусирование пучка на подложке с помощью проекционной линзовой системы (см. описание к патенту США N 5382498, НКИ 430-296, МКИ G 03 F 9/00, 1995 /2/). Недостатком данного способа, как и упомянутого выше, является малая разрешающая способность, обусловленная наличием аберраций, и малая производительность, поскольку рисунок переносится на подложку по частям.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является способ получения изображения на радиационно-чувствительной подложке путем одноразовой экспозиции (см. описание к патенту США N 5561008, НКИ 430-4, МКИ G 03 F 9/00, 1996 /3/). Известный способ включает пропускание пучка заряженных частиц через маску (шаблон) и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность.
Недостатком известного способа является малая разрешающая способность, не позволяющая получать единичные элементы рисунка с размерами порядка нескольких нанометров, что обусловлено наличием аберраций, вызванных большой расходимостью и большой дисперсией по энергиям первичного пучка.
Заявляемый в качестве изобретения способ получения рисунка направлен на повышение разрешающей способности, позволяющей получать единичные элементы изображения с геометрическими размерами порядка нескольких нанометров.
Указанный результат достигается тем, что способ получения рисунка включает пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, при этом направляемый на маску пучок формируют с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад и дисперсией заряженных частиц в пучке 0,1 - 5 эВ.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад;
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с дисперсией по энергии 0,1 - 5 эВ.
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад;
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с дисперсией по энергии 0,1 - 5 эВ.
Формирование пучка заряженных частиц, направляемого на маску с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад позволяет существенно уменьшить сферическую аберрацию при проецировании изображения маски на облучаемую поверхность оптической системой и тем самым повысить достигаемое разрешение формируемого рисунка. При этом, как установлено экспериментально, если расходимость пучка частиц будет больше, чем 5•10-2 рад, то сферическая аберрация не уменьшается до такой степени, чтобы получать изображения элементов структуры с размерами несколько нанометров, т.е. это приводит к снижению разрешающей способности и искажению элементов структуры рисунка, сужающих область его применения или исключающих его практическое использование. Снижение расходимости пучка до значений, меньших 10-4 рад, приводит к существенному снижению плотности потока заряженных частиц, что в свою очередь будет требовать больших времен экспозиции при незначительном увеличении разрешающей способности, что становится экономически неоправданным при серийном производстве.
Формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с дисперсией по энергии 0,1 - 5 эВ, как показали проведенные опыты, позволяет снизить хроматическую аберрацию при проецировании изображения маски на облучаемой поверхности оптической системой и тем самым повысить достигаемое разрешение элементов структуры создаваемого рисунка. При этом уменьшение дисперсии до значений меньше 0,1 эВ экономически не оправдано, т.к. дальнейшего заметного увеличения разрешающей способности не происходит. Если же дисперсия будет превышать 5 эВ, то возникающая хроматическая аберрация снизит разрешающую способность и не даст возможности получить рисунок с разрешением в несколько нанометров.
Сущность заявляемого способа поясняется чертежом, на котором условно показана принципиальная схема способа, и примерами его реализации.
На чертеже условно показаны:
1 - источник заряженных частиц - электронов или ионов;
2 - электромагнитная или электростатическая система линз, формирующая пучок с заданной расходимостью;
3 - маска с изображением рисунка, который необходимо перенести на облучаемую поверхность;
4 - электромагнитная или электростатическая фокусирующая система линз, уменьшающая изображение, нанесенное на маске;
5 - подложка, на которую фокусируется изображение маски и формируется рисунок.
1 - источник заряженных частиц - электронов или ионов;
2 - электромагнитная или электростатическая система линз, формирующая пучок с заданной расходимостью;
3 - маска с изображением рисунка, который необходимо перенести на облучаемую поверхность;
4 - электромагнитная или электростатическая фокусирующая система линз, уменьшающая изображение, нанесенное на маске;
5 - подложка, на которую фокусируется изображение маски и формируется рисунок.
Пример 1. В общем случае способ реализуется следующим образом. В камере технологической установки на подложкодержателе устанавливается подложка 5, на которую необходимо нанести рисунок, покрытая соответствующим радиационно-чувствительным материалом, который может быть выбран из числа известных. Камера вакуумируется до необходимого разрежения, отвечающего оптимальному режиму работы установки. Затем включается источник заряженных частиц 1 - ионный или электронный. В качестве источника ионов может быть использован любой из числа известных - термоионный, газоразрядный, поверхностно-плазменный, фотодесорбционный и т.п. В качестве источника электронов может быть использована любая из известных конструкций электронных пушек. С помощью электронной (ионной) линзы (или системы линз) 2 формируется пучок заряженных частиц с необходимой расходимостью. Заданное значение энергий частиц и их дисперсия по энергиям устанавливается вариацией режимов работы источника заряженных частиц. Сформированный таким образом пучок направляется на маску 3 с изображением рисунка-оригинала, который нужно воспроизвести на подложке 5. Прошедший сквозь маску пучок приобретает пространственную модуляцию по интенсивности и несет информацию о всем рисунке. Затем он фокусируется на подложке 5 с помощью электронной (ионной) линзы 4, где и фиксируется известным образом. В результате на подложке получается уменьшенное изображение рисунка с маски с высокой разрешающей способностью.
Пример 2. В вакуумной камере в обойме подложкодержателя размещается одна или несколько подложек из кремния с размерами 5х5х0,4 мм, на которые нанесен слой радиационно-чувствительного материала толщиной 10 нм. В качестве такого материала может быть использован гидрид лантана или нитрид галлия. На пути электронного пучка устанавливается маска с рисунком-оригиналом. При проведении экспериментов в качестве маски использовалась пластина из кремния толщиной 0,4 мм и размерами 50х50 мм с изготовленной в ней регулярной структурой в виде рядов круглых отверстий диаметром 100 нм и линий шириной 100 нм и длиной 3 мм и расстоянием между элементами 1000 нм. Вакуумная камера откачивалась сначала форвакуумным и турбомолекулярным насосом, а затем ионным до давления 10-9 торр. В качестве источника электронов использовалась электронная пушка с термокатодом из вольфрама. После откачки включалась электронная пушка и устанавливался ее рабочий режим, обеспечивающий требуемую дисперсию электронов по энергии. В этот период перед маской на пути электронного пучка устанавливалась заслонка, поглощающая пучок электронов. После выхода электронной пушки на рабочий режим с помощью подложкодержателя подложка устанавливается в проекционную позицию, заслонка открывается и осуществляется экспозиция, в результате которой уменьшенное изображение рисунка маски воспроизводится на подложке. В результате взаимодействия пучка электронов радиационно-чувствительный материал разлагается на металлическую и газообразную составляющие (см. описание к патенту США N 5459098, МКИ H 01 L 21/306, НКИ 437-173, 1995 /4/). Газообразная составляющая удаляется, а металлическая остается на подложке, образуя рисунок. Эксперименты по описанной процедуре осуществлялись с вариациями параметров электронного пучка. Результаты для удобства их восприятия сведены в таблицу 1.
Пример 3. Способ осуществлялся по общей схеме, описанной в примерах 1 и 2, только с тем отличием, что в качестве источника заряженных частиц использовался источник протонов, обеспечивающий генерацию ионов водорода с энергиями порядка 1 кэВ. В этом случае, в качестве радиационно-чувствительного слоя на подложке использовался гидрид иттербия толщиной 10 нм. Маска использовалась та же, что и в примере 2. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получать рисунки на радиационно-чувствительных материалах с высокой степенью разрешения.
Claims (1)
- Способ получения рисунка, включающий пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, отличающийся тем, что пучок, направляемый на маску, формируют с расходимостью 5 • 10-2 - 10-4 рад и дисперсией заряженных частиц по энергиям в пучке 0,1 - 5 эВ.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Способ получения рисунка |
DE19922758A DE19922758A1 (de) | 1998-05-22 | 1999-05-18 | Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Zeichnung |
US09/316,533 US6004726A (en) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Method of forming a lithographic pattern utilizing charged beam particles between 0.1 and 5.0 ev |
GB9911759A GB2338588B (en) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Method of forming a lithographic pattern |
NL1012118A NL1012118C2 (nl) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Werkwijze voor het vormen van een lithografisch patroon. |
FR9906509A FR2778990B1 (fr) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | Procede de realisation d'un dessin lithographique |
KR1019990018465A KR19990088482A (ko) | 1998-05-22 | 1999-05-21 | 리소그래픽패턴형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Способ получения рисунка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2129294C1 true RU2129294C1 (ru) | 1999-04-20 |
Family
ID=20206193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Способ получения рисунка |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6004726A (ru) |
KR (1) | KR19990088482A (ru) |
DE (1) | DE19922758A1 (ru) |
FR (1) | FR2778990B1 (ru) |
GB (1) | GB2338588B (ru) |
NL (1) | NL1012118C2 (ru) |
RU (1) | RU2129294C1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526236C1 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ формирования магнитной паттернированной структуры в немагнитной матрице |
US10136027B2 (en) | 2017-01-12 | 2018-11-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image reading apparatus with reference surface to generate reference data for shading correction, and related image forming apparatus and method |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0079931B1 (en) * | 1981-05-26 | 1987-03-11 | Hughes Aircraft Company | Focused ion beam microfabrication column |
AT391771B (de) * | 1987-03-05 | 1990-11-26 | Ims Ionen Mikrofab Syst | Einrichtung zur verkleinernden oder 1 : 1 ionenprojektionslithographie |
US5362606A (en) * | 1989-10-18 | 1994-11-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Positive resist pattern formation through focused ion beam exposure and surface barrier silylation |
US5130547A (en) * | 1989-11-30 | 1992-07-14 | Fujitsu Limited | Charged-particle beam exposure method and apparatus |
US5063296A (en) * | 1990-05-31 | 1991-11-05 | Shimadzu Corporation | Electron-optical system for making a pseudoparallel micro electron-beam |
EP0470299B1 (en) * | 1990-08-08 | 1996-06-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Energy filter for charged particle beam apparatus |
US5376505A (en) * | 1992-03-16 | 1994-12-27 | At&T Corp. | Device fabrication entailing submicron imaging |
US5279925A (en) * | 1992-12-16 | 1994-01-18 | At&T Bell Laboratories | Projection electron lithographic procedure |
US5468595A (en) * | 1993-01-29 | 1995-11-21 | Electron Vision Corporation | Method for three-dimensional control of solubility properties of resist layers |
US5561008A (en) * | 1995-01-27 | 1996-10-01 | Lucent Technologies Inc. | Process for device fabrication using projection lithography and an apparatus therefor |
TW302507B (ru) * | 1995-02-10 | 1997-04-11 | Siemens Ag | |
US5789140A (en) * | 1996-04-25 | 1998-08-04 | Fujitsu Limited | Method of forming a pattern or via structure utilizing supplemental electron beam exposure and development to remove image residue |
JP3085206B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2000-09-04 | 日本電気株式会社 | 電子線露光装置及びその露光方法 |
JPH11283552A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Tadamoto Tamai | イオン注入装置、イオン注入方法、イオンビーム源、及び可変スリット機構 |
-
1998
- 1998-05-22 RU RU98109497/28A patent/RU2129294C1/ru not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-05-18 DE DE19922758A patent/DE19922758A1/de not_active Withdrawn
- 1999-05-21 US US09/316,533 patent/US6004726A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-21 FR FR9906509A patent/FR2778990B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-21 KR KR1019990018465A patent/KR19990088482A/ko active IP Right Grant
- 1999-05-21 GB GB9911759A patent/GB2338588B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-21 NL NL1012118A patent/NL1012118C2/nl not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2778990A1 (fr) | 1999-11-26 |
DE19922758A1 (de) | 1999-11-25 |
GB9911759D0 (en) | 1999-07-21 |
NL1012118A1 (nl) | 1999-11-24 |
KR19990088482A (ko) | 1999-12-27 |
NL1012118C2 (nl) | 2001-09-28 |
GB2338588B (en) | 2002-10-30 |
GB2338588A (en) | 1999-12-22 |
FR2778990B1 (fr) | 2002-06-14 |
US6004726A (en) | 1999-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6407399B1 (en) | Uniformity correction for large area electron source | |
EP1849175B1 (en) | Charged-particle exposure apparatus | |
US20080089484A1 (en) | Nanofocus x-ray tube | |
US7095037B2 (en) | Electron beam lithography system having improved electron gun | |
JP2004327080A (ja) | 電子銃 | |
US6740895B2 (en) | Method and apparatus for emission lithography using patterned emitter | |
EP1052677B1 (en) | Electron emitters for lithography tools | |
GB2157884A (en) | Photoemissive cathode for high current density photoelectron generators | |
McGee | A review of some television pick-up tubes | |
US6465797B2 (en) | Electron beam illumination apparatus, electron beam exposure apparatus, and device manufacturing method | |
RU2129294C1 (ru) | Способ получения рисунка | |
US6091187A (en) | High emittance electron source having high illumination uniformity | |
JPH01159955A (ja) | 電子イメージプロジェクタ | |
RU2129320C1 (ru) | Способ формирования проводящей структуры | |
JP3492978B2 (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
JPH0254851A (ja) | 電界電離型ガスイオン源の制御方法 | |
US6541783B1 (en) | Stencil reticle incorporating scattering features for electron beam projection lithography | |
RU2183040C1 (ru) | Устройство проекционной электронно-лучевой литографии | |
Mankos et al. | Basic constraints for a multibeam lithography column | |
JPH0451438A (ja) | 電子ビーム露光装置及び露光方法 | |
JP2000133652A (ja) | 金属配線形成方法および金属配線形成装置 | |
JPS60119053A (ja) | 高輝度イオンビ−ムの形成方法 | |
Hughes | Design of a medium‐power x‐ray‐lithography system | |
JPS6355775B2 (ru) | ||
JPS62239527A (ja) | 電子ビ−ム露光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050523 |