CN1730379A - 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法 - Google Patents

用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1730379A
CN1730379A CNA2005100109857A CN200510010985A CN1730379A CN 1730379 A CN1730379 A CN 1730379A CN A2005100109857 A CNA2005100109857 A CN A2005100109857A CN 200510010985 A CN200510010985 A CN 200510010985A CN 1730379 A CN1730379 A CN 1730379A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electron beam
voltage generator
line
negative
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100109857A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100471787C (zh
Inventor
张晋
朱念麟
陈尔纲
普小云
王光灿
柏晗
张茜
窦菊英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan University YNU
Original Assignee
Yunnan University YNU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan University YNU filed Critical Yunnan University YNU
Priority to CNB2005100109857A priority Critical patent/CN100471787C/zh
Publication of CN1730379A publication Critical patent/CN1730379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100471787C publication Critical patent/CN100471787C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

一种用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法，该方法是在数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，它由倍频电路、压控振荡器、升压变压器、整流电路和传统自偏压电阻组成，其内阻远小于自偏压电阻；用扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号，经倍频和放大加到栅极上，控制电子束的通断，使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描，不需用模板即可在涂有电子束光刻胶的样品上实现点、线曝光，形成周期性纳米孔或纳米线阵列。本发明用数字式扫描电镜替代电子束光刻机，以“直写”的方式直接进行电子束刻蚀，既降低用电子束光刻制作纳米阵列的成本，又提高其效率及分辨率。

Description

用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法
[所属技术领域]本发明涉及一种用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法，该方法属于电子束光刻领域，可用于制作周期性纳米孔、纳米线阵列。
[背景技术]纳米量级结构作为研究微观量子世界的重要基础之一，其制作技术是整个纳米技术的核心基础。纳米光刻技术是纳米结构制作的常用方法，它包括波前工程、电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻、原子光刻、干涉光刻、极紫外光刻等，它们都有望实现纳米量级的图形制作，但各种技术可实现的分辨率极限有所不同。50nm以上分辨率可用193nm光刻结合波前工程和干涉光刻实现，50nm左右的分辨率可用极紫外光刻来实现。而电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻、原子光刻则可望实现几个纳米的分辨率。但这些技术的完善还有待于光学系统、抗蚀剂、精密控制等相关技术的成熟。近年来，大规模集成电路和纳米器件快速发展，光学光刻的分辨率已经满足不了需要。由于电子束的分辨率可以达到几个纳米量级，在研制集成电路和纳米器件过程中，电子束光刻是最有效的方法之一。电子束曝光技术发展的一个新方向是采用扫描电子显微镜作为曝光手段，以实现原子级分辨率。目前这方面的研究还处于初步阶段，真正实现能够适用于纳米加工的电子束曝光技术还有许多问题需要解决。比如，电子束光刻效率低、成本高，光刻胶颗粒粗影响分辨率等问题。
[发明内容]本发明的目的是提供一种用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法，该方法采用数字式扫描电子显微镜(简称扫描电镜)中产生行扫描时钟信号倍频后作为控制信号，再经过放大加到栅极上，控制电子束的通断，使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描，不需用模板，可直接在涂有电子束光刻胶的硅片上实现点、线曝光，形成周期性纳米孔或纳米线阵列。以解决目前纳米加工技术中的点、线电子束光刻效率低、成本高的问题。
实现本发明目的的技术方案：利用扫描电镜具有宽扫描和高分辨率的特点，在扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，其内阻远小于自偏压电阻。当它不产生负电压时，扫描电镜正常工作。当它产生负电压时，此电压足以抑制电子枪的阴极发射的电子无法穿越栅极。由于该负电压发生器输出的方波信号频率与扫描电镜本身的行扫描信号频率成整数倍，因而，可使电子束从连续扫描调整为规则的点、线扫描，在涂有电子束光刻胶的样品上制作出孔径和间距均为纳米级的周期性纳米孔或纳米线阵列。
本发明的积极效果：本发明是在常规数字式扫描电镜的电子枪阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，即可替代电子束光刻机并用“直写”方式直接刻蚀。因此，本发明既降低了电子束光刻制作纳米阵列的成本，又可以利用扫描电镜具有宽扫描和高分辨率的特点，提高电子束光刻的效率及分辨率。
[附图说明]
图1是本发明的负电压发生器结构示意图
图2是本发明的负电压发生器的总体电路图
图3是本发明的负电压发生器的倍频电路图
图4是用本发明的方法在样品表面形成的电子束曝光图案
图5是本发明的负电压发生器的压控振荡器及升压整流电路图
[具体实施方式]
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明。
参照图1，本发明的负电压发生器主要是由倍频电路(1)、压控振荡器(2)、升压变压器(3)、整流电路(4)和传统自偏压电阻(5)组成。扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号，经倍频电路后与压控振荡器的输入端相连，再经压控振荡器及升压整流电路放大之后，与扫描电镜的栅极自偏压叠加，接到扫描电镜的阴极(6)和栅极(7)之间。当负电压发生器不产生负电压时，扫描电镜正常工作。当它产生负电压时，此电压足以抑制扫描电镜的电子枪阴极发出的电子无法穿越栅极。
最佳实施例：
本发明的最佳实施例的总体电路如图2所示。本发明的负电压发生器的关键部分是倍频电路和压控振荡器，下面分别进行描述。
参照图3，本发明的负电压发生器的倍频电路由两个集成块CD4040、两个开关元件SW-DIP8和一个异或门组成。其中CD4040的不同抽头对应于行扫描时钟信号不同倍数的频率，采用两个开关SW-DIP8分别控制电子束的X、Y扫描频率。如果两个SW-DIP8中只有一个的某一项闭合，则电子束在样品表面扫描形成的电子束曝光图案为一维周期性纳米线阵列(见图4a)。如果两个SW-DIP8都闭合频率相同的那一项，就可同时控制扫描电镜X、Y方向电子束扫描的通断，使电子束曝光图案为明暗相间的二维方格阵列(见图4b)；若两个SW-DIP8闭合一项但频率不相同，则曝光图案为二维矩形阵列。不论是方格还是矩形，当样品上的电子束光刻胶为正胶时，电子束曝光均可形成二维纳米孔阵列；而当样品表面为负胶时，形成周期性纳米柱阵列。
参照图5，本发明的负电压发生器中的压控振荡器用脉宽调制集成电路SG3525和功率场效应管MOSFET N组成。当集成块SG3525的第10端为低电平时，SG3525有方波输出，驱动升压变压器产生负电压，抑制电子束穿越栅极。当控制信号经过三极管9013使第10端为高电平时，SG3525无输出信号，负电压发生器不产生负电压，此时，扫描电镜正常工作。

Claims (3)

1.一种用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法，其特性在于该方法是在数字式扫描电镜的阴极自偏压电路中串联一个可控的负电压发生器，其内阻远小于自偏压电阻；用扫描电镜本身的行扫描时钟信号作为控制信号，经倍频和放大加到栅极上控制电子束的通断，使电子束由连续扫描变为规则的点、线扫描，在涂有电子束光刻胶的样品上实现点、线曝光，形成周期性纳米孔或纳米线阵列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特性是所述的负电压发生器由倍频电路、压控振荡器、升压变压器、整流电路和传统自偏压电阻组成。
3.根据权利要求1、2所述的方法，其特性是所述的负电压发生器产生的负电压接到扫描电镜的阴极和栅极之间。
CNB2005100109857A 2005-08-29 2005-08-29 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法 Expired - Fee Related CN100471787C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100109857A CN100471787C (zh) 2005-08-29 2005-08-29 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100109857A CN100471787C (zh) 2005-08-29 2005-08-29 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1730379A true CN1730379A (zh) 2006-02-08
CN100471787C CN100471787C (zh) 2009-03-25

Family

ID=35962806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100109857A Expired - Fee Related CN100471787C (zh) 2005-08-29 2005-08-29 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100471787C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101051185B (zh) * 2007-05-23 2010-11-03 中国科学院光电技术研究所 光刻定位自组装填充方法
CN101591004B (zh) * 2009-06-26 2011-09-07 厦门大学 一种非晶硅氧化物纳米线的修饰加工方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101051185B (zh) * 2007-05-23 2010-11-03 中国科学院光电技术研究所 光刻定位自组装填充方法
CN101591004B (zh) * 2009-06-26 2011-09-07 厦门大学 一种非晶硅氧化物纳米线的修饰加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100471787C (zh) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Interferometric lithography of sub‐micrometer sparse hole arrays for field‐emission display applications
US6680214B1 (en) Artificial band gap
Fernandez et al. Use of interference lithography to pattern arrays of submicron resist structures for field emission flat panel displays
CN1271474C (zh) 转移光罩图形的方法与装置以及制造光罩的方法
CN101508419B (zh) 一种纳米柱森林的加工方法
Randall et al. Next generation of extreme-resolution electron beam lithography
Tennant Progress and issues in e-beam and other top down nanolithography
CN100495647C (zh) 采用正性电子抗蚀剂制备金属纳米电极的方法
Kaestner et al. Multi-step scanning probe lithography (SPL) on calixarene with overlay alignment
CN100471787C (zh) 用扫描电镜制作表面纳米阵列的方法
Anderson et al. Nanofabrication of zone plates for x-ray microscopy
CN1794093A (zh) 掩膜遮蔽变角度沉积制作纳米周期结构图形的方法
CN100435285C (zh) 一种用负性电子抗蚀剂制备纳米电极的方法
Tennant et al. Electron beam lithography of nanostructures
Hatzakis Materials and processes for microstructure fabrication
Pain et al. MAGIC: a European program to push the insertion of maskless lithography
Ishibashi et al. Combining atomic force microscopic lithography with photolithography
CN102157361B (zh) 利用光子束超衍射技术制备半导体t型栅电极的方法
Grigorescu et al. Limiting factors for electron beam lithography when using ultra-thin hydrogen silsesquioxane layers
Della Giustina et al. Electron beam lithography of hybrid sol–gel negative resist
TWI220267B (en) Manufacturing method of transferring pattern with high aspect ratio
CN2432610Y (zh) 一种用于x射线光刻的相移掩模
Rashid UV interference Nanolithography (Optical Nano-Electronics)
Ehrlich Applications of lasers in microelectronics and micromechanics
Wang et al. Synergy of cold development and electron-beam exposure for Si nanotip patterning in quantum-electronic devices

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090325

Termination date: 20110829