DE4331468A1 - Fourier-Mikrostrukturierung - Google Patents

Fourier-Mikrostrukturierung

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DE4331468A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Stand der Technik
In der Mikrostrukturierungstechnik werden im wesentlichen zwei Grundprinzipien zur Erzeugung von mikroskopischen Strukturen verwendet: abbildende Verfahren, bei denen eine Maske auf den Photolack projiziert wird oder schreibende Verfahren bei denen ein gebündelter Elektronenstrahl die Oberfläche eines Photolacks zeilenweise beschreibt.
Das erste Verfahren ist durch Fehler der abbildenden Optik beschränkt, das zweite durch den Durchmesser des gebündelten Elektronenstrahls.
Problemlösung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren, wie unter Umgehung der abbildenden Elektronenoptik eine Ortsauflösung eines Elektronenstrahlschreibers im Bereich kleiner als 0.1 nm erreicht werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Das Fourier-Mikrostrukturierungsgerät besteht aus einer Feldemissionselektronenquelle (1) mit Strahlstromregler (6), der von einem Rechner (13) gesteuert wird, die einen nahezu monochromatischen Elektronenstrahl liefert. Dieser wird von einer Strahlbildungsoptik (2) als paralleler Elektronenstrahl in z- Richtung ausgesandt. Zuerst trifft der Elektronenstrahl auf ein Möllenstedt′sches Elektronenbiprisma (3) [G. Möllenstedt, M. Keller: Elektroneninterferometrische Messungen des inneren Potentials. Z. Phys. 1148, 34 (1957)], dessen Biprismafaden in y- Richtung orientiert ist, anschließend tritt der Elektronenstrahl durch ein zweites Elektronenbiprisma (4), dessen Biprismafaden in x-Richtung liegt. Nach Passieren einer Blende (5), die nichtinterferierende Strahlanteile ausblendet, trifft der Elektronenstrahl auf das Objekt (10), wo sich das Interferenzmuster (8) der Elektronen ausbildet. In Gebieten konstruktiver Interferenz (7) treten die Elektronen mit dem Photolack (9) in Wechselwirkung und erzeugen dadurch eine strukturierte Photomaske (9).
Arbeitsweise
Ein Elektronenbiprisma (Abb. 2) erzeugt bei angelegter Spannung U an den Biprismafaden eine Strahlverkippung β. Diese bewirkt, daß die Elektronen im Abstand b vom Biprisma ein Interferenzmuster mit der Raumfrequenz q = 1/s bilden. Dabei berechnet man den Streifenabstand aus einer Konstanten k, die Geometriefaktoren und die Elektronenenergie enthält und der Fadenspannung U mit s=k/U. Die auf eins normierte Elektronendichte I im Interferenzmuster hängt dann in folgender Weise vom Ort x ab:
I = (1 + cos(q * x))/2;
dabei wird angenommen, daß für die normierte Elektronendichte am Ort x = 0 I(x = 0) = 1 gilt.
Im Bereich der konstruktiven Interferenz ist die Elektronendichte am größten und die Wahrscheinlichkeit P(I) der Wechselwirkung W mit dem Photolack direkt proportional zur Elektronendichte I.
Verändert man die Spannung U am Biprisma, so ändert sich die Raumfrequenz q der Interferenzstreifen. Nach der Theorie der Fourieranalyse können durch Bestrahlen einer Raumachse mit unterschiedlichen Ortsfrequenzen die Ortseigenschaften, die sich in der Größe W(x) ausdrücken, nach eine Fouriertransformation bestimmt werden
W(q) = | (W(x)-0.5)*exp(i * 2 * pi * x * q)dx.
Überlagert man zwei orthogonal zueinander liegende Interferenzmuster, was hier durch die Verwendung von zwei orthogonal zueinander angeordneter Biprismen geschieht, so kann der Fourierraum in zwei Dimensionen abgetastet werden.
Für das Schreiben einer Mikrostruktur wird an das erste Biprisma eine Sägezahnspannung Uy (Ab hier Abb.: 1) (11) mit der (zeitlichen) Frequenz fy angelegt, gleichzeitig wird an das zweite Biprisma eine Sägezahnspannung Ux (9) mit der Frequenz fx angelegt. Dabei gilt fy = n * fx, wobei n eine ganzzahlige Konstante ist, die die Auflösung im Fourierraum beschreibt (Dieses Vorgehen ist völlig analog zum zeilenweisen Schreiben einer Mikrostruktur im Ortsraum). Während der Herstellung einer Struktur wird innerhalb der Zeit T = 1/fy der Strahlstrom vom Rechner (13) abhängig von Ux und Uy moduliert. Im Rechner liegt dazu das fouriertransformierte Bild der zu fertigenden Mikrostruktur vor.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von mikroskopischen Strukturen, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer Elektronenquelle (1) (2), mit steuerbaren Strahlstrom (6), ausgesendeter Elektronenstrahl durch zwei orthogonal zueinander stehenden Elektronenbiprismen (3) (4) auf dem Photolack (9) der Grundstruktur (10) zur Interferenz (8) gebracht wird, die Fadenspannung (11) am ersten Biprisma (3) während des Schreibens gleichmäßig ansteigt und die Fadenspannung (12) am zweiten Biprisma (4) mehrmals während des Schreibzeitraums zwischen einen Anfangswert und einen Endwert verändert wird und während der gesamten Schreibzeit dabei der Strahlstrom (6) vom Rechner (13) nach Vorgabe des gespeicherten fouriertransformierten Bildes der vorgegebenen Struktur und in Abhängigkeit der gerade anliegenden Fadenspannungen (11) (12) verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (5) nur einen Teil des Interferenzmusters auf den Photolack (9) durchläßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Die Ansteuerung der Biprismen (3) (4) durch zwei um 180 Grad phasenverschobene abklingende Sinusfunktionen erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle (1) geringfügig bewegt wird, damit eine Verschiebung der Phasenlage des Interferenzmusters entsteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Die Biprismen (3) (4) geringfügig bewegt werden, damit eine Verschiebung der Phasenlage des Interferenzmusters (8) entsteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Elektronenquelle (1) eine kohärente Teilchenquelle für Ionen benutzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Elektronenquelle (1) eine kohärente Teilchenquelle für Lichtquanten benutzt wird und die Ablenkung durch optische Biprismen (3) (4) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibvorgang mehrmals erfolgt und zwischen den Schreibzyklen das Präparat (10) gekippt wird, damit ein dreidimensionales Schreiben möglich ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Biprisma (3) verwendet wird, um nur eine Raumachse zu beschreiben.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Biprisma verwendet wird das während des Schreibens langsam um die z-Achse gedreht wird, womit auch der gesamte Fourieraum abgetastet wird, was ein zweidimensionales Schreiben ermöglicht.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Biprisma verwendet wird und das Interferenzmuster durch ein Magnetfeld gedreht wird, womit auch der gesamte Fourieraum abgetastet wird, was ein zweidimensionales Schreiben ermöglicht.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Biprisma verwendet wird und das Präparat (10) gedreht wird, womit auch der gesamte Fourieraum abgetastet wird, was ein zweidimensionale Schreiben ermöglicht.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzmuster elektronenoptisch auf den Photolack (9) abgebildet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumfrequenz des Interferenzmusters zur Kontrolle durch eine ortsauflösenden Detektor direkt bestimmt wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045566A1 (fr) * 1998-03-04 1999-09-10 Commissariat A L'energie Atomique Dispositif et procede de formation de motifs de lithographie utilisant un interferometre
DE10230320A1 (de) * 2002-07-05 2004-02-05 Marcel Rogalla Programmierbare Beleuchtungsvorrichtung zur hochauflösenden, massiv parallelen, räumlichen Systhese und Analyse von Microarrays

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4998788A (en) * 1989-01-13 1991-03-12 Hitachi, Ltd. Reflection electron holography apparatus
JPH04100212A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ３次元超格子の作製方法およびその装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4998788A (en) * 1989-01-13 1991-03-12 Hitachi, Ltd. Reflection electron holography apparatus
JPH04100212A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ３次元超格子の作製方法およびその装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Multiple-exposure interferometric Lithography", S.H. Zaidi and S.R.J. Brueck, J. Vac. Sci. Technol. B 11(3), May/Jun. 1993, S. 658-668 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045566A1 (fr) * 1998-03-04 1999-09-10 Commissariat A L'energie Atomique Dispositif et procede de formation de motifs de lithographie utilisant un interferometre
FR2775797A1 (fr) * 1998-03-04 1999-09-10 Commissariat Energie Atomique Dispositif et procede de formation de motifs de lithographie utilisant un interferometre
DE10230320A1 (de) * 2002-07-05 2004-02-05 Marcel Rogalla Programmierbare Beleuchtungsvorrichtung zur hochauflösenden, massiv parallelen, räumlichen Systhese und Analyse von Microarrays

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