JP2825066B2 - パターン形成方法、物質波描画装置及び立体構造物製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパターン形成方法、物質
波描画装置及び立体構造物製造方法に係り、特に電子ビ
ーム、原子ビーム等の物質波を用いたリソグラフィによ
り微細パターンを形成するパターン形成方法、物質波描
画装置及び微細な立体構造物を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、大規模集積回路（ＬＳＩ）等
の半導体デバイス製造におけるパターン形成には、光波
を光感光材料上に照射した後、現像処理を施すフォトリ
ソグラフィの方法が広く行われている。しかし、フォト
リソグラフィでは光照射波長によって加工精度に限界が
あるため、最近では、電子ビーム、イオンビームあるい
はＸ線をウェハ上に塗布した各々の荷電粒子に感光する
感光材料に照射した後現像処理を施すことでパターン形
成を行う、電子ビームリソグラフィ、イオンビームリソ
グラフィ、Ｘ線リソグラフィの方法が一般的になってき
ている。また、微細な立体構造物の製造には、電子ビー
ム、イオンビーム、レーザ等の放射線で励起され、分
解、堆積反応の起こるガスを用いたパターン形成方法に
よる方法等が報告されている。

【０００３】一方、ホログラム乾板は、光波、電子線等
で製造されている（特開昭５７−２２２７７号、特開平
３−２８４７８６号各公報）。特に、光波で製造して白
色光で再生されるホログラムは、時計の文字盤（特開昭
６２−１９７８６号公報）や雑誌の表紙等への装飾目的
から磁気カードのセキュリティ対策（特開昭６１−６７
８２号公報）として日常的に使用されるに至っている。
また、電子線で製造されたホログラムの使用方法として
は、電子線で観測できる物性値を電子線の波面で捉え、
電子線ホログラムを使用してその電子線波面を光波面に
変換して、実時間で観測する方法があり、電子線ホログ
ラムを撮影すると同時に光学的干渉顕微鏡をして再生す
る方法が知られている（特開平５−３２３８５９号公
報）。

【０００４】また、ホログラム乾板を使用して立体構造
物を形成する方法としては、有機高分子膜を利用した方
法も従来より知られており、例えば電界制御複屈折モー
ドの液晶空間光変調器に記録したホログラムにレーザ光
を照射することにより、レーザ光を位相変調させ、これ
を未硬化の樹脂に照射して立体の断面像に硬化させる方
法が知られている（特開平４−２６７１３２号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】半導体デバイス製造に
おいてパターン形成はデバイス性能を決める主要な技術
の一つであり、今後の超微細加工技術としては電子ビー
ムリソグラフィ技術が主流になってきている。しかしな
がら、電子ビームリソグラフィにも電子ビームの直径に
よる加工精度限界があった。また、現状の電子ビームリ
ソグラフィ技術では、超ＬＳＩ生産レベルのスループッ
トには至っていない。

【０００６】また、従来より知られている電子ビーム描
画装置は、使用する電子線の形状により大別すると次の
２種類がある。一つは通常のレジスト分解能程度の大き
さまで加工できるポイントビームの電子ビーム描画装置
であり、もう一つは矩形成形ビームを用いる電子ビーム
描画装置である。

【０００７】しかし、前者のポイントビームの電子ビー
ム描画装置は性能評価、研究用としての側面が強く、ス
ループットも非常に小さく、実際のデバイス製造装置に
はなり得ない。他方、後者の矩形成形ビームの電子ビー
ム描画装置は、一定強度の矩形に成形された電子線が数
種類の成形アパーチャで一括変換されて所望のパターン
形成を行うもので、ポイントビームに比べればスループ
ットは大きいが、成形アパーチャの大きさはせいぜい数
ミクロン角であるので、満足できるスループットにはな
っていない。

【０００８】一方、電子ビーム等による反応性ガスを使
用した従来の微細立体構造物製造方法は、堆積速度が非
常に遅い、立体構造パターンの有効なマスクが無い等の
問題があった。また、前記したホログラム乾板を製造す
る際に電子線を使用する従来の方法では、ホログラム乾
板を電子ビームやイオンビームで干渉、結像させること
により、微細パターン形成に応用する例は報告されてい
なかった。また、ホログラム乾板を利用した立体構造物
製造においても、その立体構造物の微細性に主眼をおい
た方法の報告例はなかった。

【０００９】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
電子ビームの直径により限定されていた加工精度限界を
向上し得ると共にスループットを向上し得るパターン形
成方法、物質波描画装置及び立体構造物製造方法を提供
することを目的とする。

【００１０】また、本発明の他の目的は、マルチビーム
描画可能なパターン形成方法及び物質波描画装置を提供
することにある。

【００１１】更に本発明の他の目的は、パターン形成を
大幅に高速化し得るパターン形成方法及び物質波描画装
置を提供することにある。

【００１２】また更に本発明の他の目的は、製造の任意
性及び容易性を向上し得る立体構造物製造方法を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のパターン形成方
法及び物質波描画装置は上記の目的を達成するため、基
板上の第１の物質波に感光するレジストに第１の物質波
を照射して、又は第１の物質波で励起され、分解、堆積
反応の起こるガスを用いて製造されたホログラム乾板
に、第１の物質波と同一又は異なる第２の物質波を照射
して干渉させ、ホログラム乾板を透過した第２の物質波
を第２の物質波に感光する感光材料を塗布した試料上に
結像させることにより、試料上に微細パターンを形成す
るようにしたものである。

【００１４】また、本発明のパターン形成方法及び物質
波描画装置は上記の目的を達成するため、ホログラム乾
板と第２の物質波の組合せを複数にして、一枚の試料上
に複数の結像を作ることによりパターンを形成するよう
にしたものである。

【００１５】また、本発明のパターン形成方法では、ホ
ログラム乾板には所望の周期構造パターンの周期性の最
小基本パターンが形成されており、第２の物質波をホロ
グラム乾板に照射して得られた高次回折像を含めて試料
上に結像してパターンを形成することを特徴とする。

【００１６】更に、本発明の立体構造物の製造方法で
は、基板上の第１の物質波に感光するレジストに第１の
物質波を照射して、又は第１の物質波で励起され、分
解、堆積反応の起こるガスを用いて製造されたホログラ
ム乾板に、第１の物質波と同一又は異なる第２の物質波
を照射して干渉させると共に、照射強度を所望の立体構
造物に応じて変化させ、ホログラム乾板を透過した第２
の物質波を物質波硬化材料に結像させて所望の立体構造
物を製造するものである。

【００１７】

【作用】本発明者達は、電子ビーム及びイオンビームな
どの荷電粒子線や中性子線など（すなわち、物質波）で
製造したホログラム乾板を用いた物質波リソグラフィに
よるパターン形成方法が、前記問題点を解決する手段と
して有効であることを見出した。すなわち、ホログラム
乾板は光照射によっても製造できるが、本発明では、物
質波リソグラフィに利用するために、基板上の第１の物
質波に感光するレジストに第１の物質波を照射して、又
は第１の物質波で励起され、分解、堆積反応の起こるガ
スを用いてホログラム乾板を製造する。

【００１８】そして、本発明では、このホログラム乾板
に第１の物質波と同一又は異なる第２の物質波を照射し
て干渉させ、ホログラム乾板を透過した第２の物質波を
第２の物質波に感光する感光材料を塗布した試料上に結
像させることにより、試料上に微細パターンを形成する
ようにしているため、物質波の干渉を利用して微細パタ
ーンが形成され、よって加工精度限界が従来の電子ビー
ムの直径よりも小さな物質波の干渉波長に向上できる。

【００１９】また、本発明ではホログラム乾板を用いて
いるため、再生像がホログラム乾板上にある不純物やホ
ログラム乾板の欠損の影響を受けないというホログラム
の性質や、ホログラム乾板を複数に分割して、各々の分
割されたホログラム乾板を異なる物質波描画装置で再生
像を描画しても、分割しないホログラム乾板と同様の再
生像を形成できるというホログラムの性質を利用でき
る。

【００２０】また、本発明では、ホログラム乾板と第２
の物質波の組合せを複数にして、一枚の試料上に複数の
結像を作ることによりパターンを形成するようにしてい
るため、最終的に形成しようとするパターンの各部分を
同時に形成することができる。

【００２１】ここで、ホログラム乾板と第２の物質波の
組合せを複数にする方法としては、ホログラム乾板を多
数個製造し、物質波もその数だけ形成する方法、製造す
るホログラム乾板は一つであるが、それを複数に分割
し、物質波もその分割数だけ形成する方法、あるいは大
きなホログラム乾板を用い、複数の物質波の各々が照
射、干渉、再生する場所を任意の距離だけ離す方法など
がある。

【００２２】また、本発明ではホログラム乾板により得
られる再生像として、一次再生像に対して周期的に再生
される高次再生像を利用することにより、ホログラム乾
板に周期パターンを形成しなくとも周期性の最小基本パ
ターンだけ形成するだけでよい。

【００２３】更に、立体構造物を製造する本発明製造方
法では、本発明方法で製造したホログラム乾板を用いる
ことで、それに照射する照射波長を短波長化でき、ま
た、ＣＧＨを利用することで実在しないパターンのホロ
グラム乾板を計算で求めることが可能である。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面と共に説
明する。図１は本発明になる物質波描画装置の第１実施
例の構成図を示す。電子銃１は例えば加速電圧１００ｋ
Ｖ、サーマルフィールドエミッタ（Thermal Field Emit
ter；ＴＦＥ）方式の電子銃で、これより出射された電
子ビームはブランキング電極２を経て成形アパーチャ３
でビーム断面が所定形状に成形された後、コンデンサレ
ンズ４に入射される。コンデンサレンズ４を透過した電
子ビームは偏向器５で偏向された後、後述するようにし
て製造されたホログラム乾板６に照射されて電子線が干
渉される。

【００２５】これにより得られた再生像は、縮小レンズ
７で縮小された後、動点非点補正８及び動点焦点補正コ
イル９を有する投影レンズ１０を介して電子ビームに感
光するレジストが塗布されたシリコン性のウェハ１１上
に結像される。これにより、従来の電子ビームの直径に
より限定されていた加工精度限界が電子線の干渉波長に
限定されることになり、電子ビームリソグラフィがナノ
メートルオーダの加工技術からオングストロームレベル
への加工技術へ発展させることができる。 更に、ホロ
グラム乾板６の再生像は、ホログラム乾板６上にある不
純物の影響を受けない、ホログラム乾板６の欠損に影響
を受けないという利点もあり、従来の種々のリソグラフ
ィで使用されてきたマスクに比較して、メンテナンスが
非常に容易であるという特徴がある。次に、本発明のパ
ターン形成方法の一実施例について説明する。図２
（Ａ）は本発明のパターン形成方法の一実施例のフロー
チャート、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のホログラム乾板製
造方法の一実施例を説明するフローチャートである。図
２（Ａ）に示すように、まず、図１に６で示したホログ
ラム乾板を製造し（ステップ２１）、続いてそのホログ
ラム乾板に対して図１と共に説明したように電子線を照
射して潜像を生成し（ステップ２２）、その後にレジス
トが塗布されたシリコン（Ｓｉ）基板（図１のウェハ１
１）上に生成した潜像を結像する（ステップ２３）。上
記のレジストが有機レジストのときには現像工程を経て
（ステップ２４）、またそうでないときには上記の結像
により微細パターンが形成される。（ステップ２５）。

【００２６】次に、上記のステップ２１におけるホログ
ラム乾板の製造方法の一実施例について説明する。ま
ず、コンピュータ・ジェネレーテッド・ホログラム（Ｃ
ＧＨ）により適当に２値化したホログラムパターンを計
算する（ステップ３１）。このＣＧＨは光学系の代わり
にコンピュータを用いて物体光と参照光の干渉による干
渉縞を計算し、その干渉縞に相当するものを基板上に形
成する方法で、例えば図３に示す如きホログラムパター
ンが計算により求められる。

【００２７】続いて、電子ビーム描画装置の描画パター
ンに変換する（ステップ３２）。例えば、加速電圧５０
ｋＶ、ＴＦＥ方式の電子銃を持つ電子ビーム描画装置の
命令パターンに変換する。次に、図４に示す如きＳｉ基
板１５上に窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）膜１６が形成され
たＳｉＮ_ｘ／Ｓｉ基板上に適当なポジティブタイプの電
子ビームレジストを塗布する（ステップ３３）。このレ
ジストとしては、例えば日本ゼオン株式会社製のＺＥＰ
レジストがあり、例えば１００ｎｍの厚さに塗布され
る。なお、レジストには、解像度の高い無機レジスト、
例えば（Ｌｉ，Ａｌ）Ｆ系レジストを使用してもよい。

【００２８】その後、塗布したレジスト膜中の残った溶
剤を蒸発させ、レジストとＳｉＮ_ｘ／Ｓｉ基板との接着
性を強めるためにプリべーク（ソフトベーク）を行った
後（ステップ３４）、例えば図１に示した電子ビーム描
画装置により電子ビーム露光を行う（ステップ３５）。
そして、電子ビーム露光されたＳｉＮ_ｘ／Ｓｉ基板を現
像及びリンスし（ステップ３６）、その後レジスト中に
残る現像液あるいはリンス液を除きレジストとＳｉＮ_ｘ
／Ｓｉ基板との接着性を強めるためにポストベークし
（ステップ３７）、更にフレオンガス（ＣＦ_４）などの
エッチングガスによりＳｉＮ_ｘ／Ｓｉ基板のＳｉＮ_ｘ膜
をエッチングし（ステップ３８）、ホログラムパターン
を形成したホログラム乾板を得る（ステップ３９）。

【００２９】次に、ホログラム乾板の製造方法の他の実
施例について図５のフローチャートと共に説明する。同
図中、図４（Ｂ）と同一処理ステップには同一符号を付
し、その説明を省略する。本実施例は、分解、堆積反応
の起こるガスを用いたホログラム乾板の製造方法を示し
ており、ステップ３２で電子ビーム描画装置の描画パタ
ーンに変換した後、ＳｉＮ_X／Ｓｉ基板を設置した電子
ビーム描画装置の試料室にスチレンガスを流しながら、
電子ビーム露光を行う（ステップ６１）。

【００３０】しかる後に、電子線照射によりスチレンガ
スが分解して、基板上に所望パターンのカーボン堆積が
起こる（ステップ６２）。その後、前記したステップ３
８及び３９の処理が行われてホログラム乾板が得られ
る。

【００３１】図６は本発明の物質波描画装置の第２実施
例の構成図を示す。本実施例は図１に示した物質波描画
装置の各部が３系統設けられたマルチビーム描画装置
で、電子銃１ａ、１ｂ及び１ｃと、ブランキング電極２
ａ、２ｂ及び２ｃと、成形アパーチャ３ａ、３ｂ及び３
ｃと、コンデンサレンズ４ａ、４ｂ及び４ｃと、偏向器
５ａ、５ｂ及び５ｃと、ホログラム乾板６、縮小レンズ
７ａ、７ｂ及び７ｃと、動点非点補正８ａ、８ｂ及び８
ｃと、動点焦点補正コイル９ａ、９ｂ及び９ｃと、投影
レンズ１０ａ、１０ｂ及び１０ｃと、ウェハ１１とから
構成されている。

【００３２】本実施例では、大きいホログラム乾板６を
用意し、３つの電子ビームでそれぞれ照射、干渉、再生
する場所を任意の距離だけ離して１枚のウェハ１１上に
多数個の結像を作ることができ、これにより、パターン
形成の大幅な高速性を実現している。なお、ホログラム
乾板６を多数個製造し、電子ビームもその数だけ形成す
る方法、製造するホログラムは一つだがそれを複数個に
分割し、その数の電子ビームを照射する方法でもよい。

【００３３】他の実施例として、所望の周期構造パター
ンの周期性の最小基本パターンのホログラムを計算し、
前記した方法でホログラム乾板６を製造した後、このホ
ログラム乾板に１００ｋＶ、ＴＦＥ方式の電子銃で電子
線を照射し、更にＳｉ基板上の電子線感光材料に高次の
回折像まで再生し、周期構造パターンの形成を行う。

【００３４】高次の回折像には一次再生像に対して周期
的に再生されるので、ホログラム乾板に周期パターンを
形成せずに周期構造パターン形成が製造できるため、周
期構造パターン製造において、高速性、簡便性を満たす
ことができる。

【００３５】図７は上記の周期性を持つ微細パターンの
最小パターン例を、図８はこの微細パターンの最小パタ
ーンをＣＧＨにより計算したホログラムパターンを示
す。このホログラムパターンを有するホログラム乾板
に、電子ビームを照射して電子線を干渉させ、得られた
再生像を電子ビームに感光するレジストを塗布したＳｉ
基板上に結像し、得られたＳｉ基板上の微細同期構造パ
ターンは図９に示す如くになる。

【００３６】図１０は本発明の物質波描画装置の第３実
施例の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には
同一符号を付してある。図１０の物質波描画装置は、三
極構造ガスイオン源４１、ブランキング電極２、対物絞
り４２、アイツェルレンズ４３、Ｘ，Ｙ偏向電極４４、
ホログラム乾板６及びウェハ１１よりなる。ホログラム
乾板６は第１実施例のホログラム乾板６と同一の方法で
製造したものである。

【００３７】本実施例では、三極構造ガスイオン源４１
からの例えば水素（Ｈ^＋）あるいはヘリウム（Ｈｅ^＋）
ガスイオンビームは、ブランキング電極２、対物絞り４
２及びアインツェルレンズ４３を介してＸ，Ｙ偏向電極
４４により偏向された後ホログラム乾板６に照射されて
干渉され、潜像を生成させる。この潜像は、感光材料を
塗布したＳｉ基板であるウェハ１１上に結像される。以
上のイオンビームリソグラフィにより、製造したホログ
ラムを用いた微細パターンが形成される。

【００３８】図１１は本発明の物質波描画装置の第４実
施例の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図１１におい
て、ホログラム乾板６は第１実施例のホログラム乾板６
と同一の方法で製造したものである。

【００３９】本実施例は、中性ビームを用いたもので、
対向配置された凸面鏡５３と凹面鏡５４との間にレーザ
５２を入力し、このレーザトラッピングにより減速され
た原子線源５１からのナトリウム（Ｎａ）あるいはカル
シウム（Ｃａ）の原子等の中性ビームをホログラム乾板
６に照射して、レーザ干渉により形成した光電場の干渉
パターン上にその原子等をウェハ１１上に堆積させ、ウ
ェハ１１上にＮａ、クロム（Ｃｒ）等の原子パターン、
あるいは分子パターンを形成する。

【００４０】以上の方法で中性ビームリソグラフィによ
り、製造したホログラムを用いた微細パターンを形成し
た。本実施例では、レーザ干渉により形成した光電場の
干渉パターンを利用しているので、従来の電子ビームの
直径により限定されていた加工精度限界を向上できる。

【００４１】次に、本発明の立体構造物製造の実施例に
ついて説明する。本発明の立体物製造方法は、適当なガ
スを充填させたチャンバ内に物質波を上記の方法で製造
したホログラム乾板に照射してガスを分解させ、基板上
に分解されたガスを堆積させることで立体像を製造する
もので、例えばまず、第１実施例と同一の方法で製造さ
れたホログラム乾板にアルゴンレーザを照射して干渉さ
せる。続いて、干渉光をＷ（ＣＯ）_６ガスを微量に流し
たチャンバ内のＳｉ基板上で再生すると、Ｗ（ＣＯ_）６
ガスが分解し、Ｗの堆積による微細立体構造がＳｉ基板
上に形成される。

【００４２】本実施例では、ゲート長は微細なまま体積
を増やしたＴ型ゲートの微細立体構造を製造した。従来
のＴ型ゲート製造は、二層レジストによる金属リフトオ
フの方法がとられていたが、本実施例ではＴ型ゲートの
三次元ＣＧＨを計算してそのホログラム乾板を製造し、
ホログラム乾板にレーザ光を照射することで金属立体構
造を直接製造できるため、プロセスが非常に簡便にな
る。

【００４３】また、本実施例では、ビームを走査するこ
となく微細立体構造物を製造でき、また、ＣＧＨを利用
することで実在しないパターンのホログラム乾板を計算
で求めることが可能であるため、パターンの任意性、容
易性が向上する。製造の任意性、容易性が格段に向上す
る。

【００４４】なお、荷電粒子線や中性子線で励起され、
分解、堆積反応の起こるガスを用いたパターン形成方法
により製造したホログラム乾板に、上記のレーザに代え
て電子ビームあるいはイオンビームを照射して干渉さ
せ、その照射強度を変化させる電子ビーム化学気相成長
（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法、あるいは
イオンビームＣＶＤ法による微細な立体構造を製造する
こともできる。

【００４５】なお、ホログラムの干渉、再生にはコヒー
レントな波であればよく、電子線の加速電圧は何ボルト
でもよいため、前記の実施例では１００ｋＶの加速電圧
の電子銃を用いたが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物質波の干渉を利用して微細パターンを形成するように
したため、加工精度限界が従来の電子ビームの直径より
も小さな物質波の干渉波長に向上でき、よって、従来の
電子ビームリソグラフィのナノメートルオーダの加工精
度からオングストロームオーダの加工精度へと加工精度
を大幅に向上できると共に、パターンをより微細に形成
できる。

【００４７】また、本発明によれば、再生像がホログラ
ム乾板上にある不純物やホログラム乾板の欠損の影響を
受けないというホログラムの性質や、ホログラム乾板を
複数に分割して、各々の分割されたホログラム乾板を異
なる物質波描画装置で再生像を描画しても、分割しない
ホログラム乾板と同様の再生像を形成できるというホロ
グラムの性質を利用できるため、マスクを使用した従来
のパターン形成方法及び描画装置に比し、メンテナンス
が非常に容易にできると共に、ホログラム乾板製造やパ
ターン形成の両工程において大幅なスループットの向上
ができる。

【００４８】また、本発明によれば、ホログラム乾板と
物質波の組合せを複数にして、一枚の試料上に複数の結
像を作ることにより、最終的に形成しようとするパター
ンの各部分を同時に形成するようにしたときには、パタ
ーン形成を大幅に高速化できる。

【００４９】更に、本発明によれば、ホログラム乾板に
より得られる再生像として、一次再生像に対して周期的
に再生される高次再生像を利用することにより、ホログ
ラム乾板に周期パターンを形成しなくとも周期性の最小
基本パターンだけ形成するだけでよく、周期構造パター
ンを高速に、かつ、簡便に形成することができる。

【００５０】更に、本発明立体構造物製造方法によれ
ば、前記した本発明方法で製造したホログラム乾板を用
いることで、それに照射する照射波長が短波長化されて
いるため、微細な立体構造物を製造でき、また、ＣＧＨ
を利用することで実在しないパターンのホログラム乾板
を計算で求めることが可能であるため、パターンの任意
性、容易性を格段に向上でき、デバイス製造時のパター
ン修復プロセス等への展開を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の物質波描画装置の第１実施例の構成図
である。

【図２】本発明パターン形成方法の一実施例の概略フロ
ーチャートである。

【図３】ＣＧＨにより計算したホログラムパターンの一
例を示す図である。

【図４】本発明で用いる基板の一例を示す側面図であ
る。

【図５】本発明で用いるホログラム乾板の製造方法の他
の実施例のフローチャートである。

【図６】本発明の物質波描画装置の第２実施例の構成図
である。

【図７】周期性を持つ微細パターンの最小基本パターン
の一例を示す図である。

【図８】図７のパターンをＣＧＨにより計算したホログ
ラムパターンを示す図である。

【図９】図８のホログラムパターンに電子線を照射、干
渉させて製造した微細周期構造パターンを示す図であ
る。

【図１０】本発明の物質波描画装置の第３実施例の構成
図である。

【図１１】本発明の物質波描画装置の第４実施例の構成
図である。

【符号の説明】

１、１ａ〜１ｃ 電子銃 ３、３ａ〜３ｃ 成形アパーチャ ５、５ａ〜５ｃ 偏向器 ６ ホログラム乾板 ７、７ａ〜７ｃ 縮小レンズ １０、１０ａ〜１０ｃ 投影レンズ １１ ウェハ ４１ 三極構造ガスイオン源 ４２ 対物絞り ４３ アインチェルレンズ ５１ 原子線源 ５２ レーザ ５３ 凸面鏡 ５４ 凹面鏡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 21/30 Ｈ０１Ｌ 21/30 Ｂ２９Ｋ 105:24 (72)発明者 松井 真二 東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−45511（ＪＰ，Ａ) Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅ ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｖｏｌ．27 （1995）Ｓ．Ｇｒａｙ ｅｔ．ａｌ．Ｎ ｏｎ−ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｔｅ ｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｃ ａｌ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｐｐ. 205〜ｐｐ．211 電気学会誌 第114巻 第６号 1994 年 松井真二著 ナノメータ微細加工技 術の現状と展望 ｐｐ．361〜ｐｐ．366 応用物理 第65巻 第９号 1996年９ 月10日発行 森永実 藤田淳一 松井真 二 清水富士夫著 原子線ホログラフィ ー ｐｐ．912〜ｐｐ．918 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03H 5/00 G03F 1/16 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホログラムに物質波を照射し、該ホログ
   ラムを通過することにより干渉した該物質を基板上に結
   像させることにより、該基板上に微細パターンを形成す
   ることを特徴とするパターン形成方法。
2. 【請求項２】 前記ホログラムに、物体光と参照光の干
   渉による干渉縞に相当するホログラムパターンが形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のパターン形成
   方法。
3. 【請求項３】 基板上の第１の物質波に感光するレジス
   トに該第１の物質波を照射して、又は該第１の物質波で
   励起され、分解、堆積反応の起こるガスを用いて製造さ
   れたホログラム乾板に、該第１の物質波と同一又は異な
   る第２の物質波を照射して干渉させ、該ホログラム乾板
   を透過した該第２の物質波を該第２の物質波に感光する
   感光材料を塗布した試料上に結像させることにより、該
   試料上に微細パターンを形成することを特徴とするパタ
   ーン形成方法。
4. 【請求項４】 前記ホログラム乾板と前記第２の物質波
   の組合せを複数にして、一枚の前記試料上に複数の結像
   を作ることによりパターンを形成することを特徴とする
   請求項３記載のパターン形成方法。
5. 【請求項５】 前記ホログラムには所望の周期構造パタ
   ーンのなかで、周期性の最小基本パターンがホログラム
   に変換されて記録され、該物質波を該ホログラムに照射
   して得られる高次回折像を含めて該基板上に結像してパ
   ターンを形成することを特徴とする請求項１又は２記載
   のパターン形成方法。
6. 【請求項６】 前記ホログラム乾板には所望の周期構造
   パターンの周期性の最小基本パターンが形成されてお
   り、前記第２の物質波を該ホログラム乾板に照射して得
   られた高次回折像を含めて前記試料上に結像してパター
   ンを形成することを特徴とする請求項３又は４記載のパ
   ターン形成方法。
7. 【請求項７】 物質波を放出する光源（ソース）と、ホ
   ログラム基板と、所望の位置に結像させるための光学系
   を有することを特徴とする物質波描画装置。
8. 【請求項８】 前記ホログラムに、物体光と参照光の干
   渉による干渉縞に相当するホログラムパターンが形成さ
   れていることを特徴とする請求項７記載 の物質波描画装
   置。
9. 【請求項９】 物質波を放出する光源と、 基板上の該物質波と同一又は異なる他の物質波に感光す
   るレジストに該他の物質波を照射して、又は該他の物質
   波で励起され、分解、堆積反応の起こるガスを用いて製
   造されたホログラム乾板と、 前記光源より放出された前記物質波を所定形状に成形後
   前記ホログラム乾板に照射し、得られたホログラム再生
   像を該物質波に感光する感光材料を塗布した試料上の所
   望位置に結像させる光学系とを有することを特徴とする
   物質波描画装置。
10. 【請求項１０】 前記光源及び前記光学系はそれぞれ複
    数並列に設けられて前記ホログラム乾板と前記物質波の
    組合せを複数にし、一枚の前記試料上に該ホログラム乾
    板の複数のホログラム再生像を該一枚の試料上に結像さ
    せることを特徴とする請求項９記載の物質波描画装置。
11. 【請求項１１】 前記光源は電子ビームを放出する電子
    銃であることを特徴とする請求項７乃至１０のうちいず
    れか一項記載の物質波描画装置。
12. 【請求項１２】 前記光源はイオンビームを放出するガ
    スイオン源であることを特徴とする請求項７乃至１０の
    うちいずれか一項記載の物質波描画装置。
13. 【請求項１３】 前記光源はレーザトラップにより減速
    された中性ビームを放出する中性ビーム発生源であるこ
    とを特徴とする請求項７乃至１０のうちいずれか一項記
    載の物質波描画装置。
14. 【請求項１４】 計算機により求められる立体構造物の
    ホログラム情報に基づき計算されるバイナリホログラム
    に、該立体構造物に対応した強度及び焦点位置に物質波
    を照射することにより、物質波再生像を基板位置に結像
    させ、立体構造物を形成することを特徴とする立体構造
    物の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記ホログラムに、物体光と参照光の
    干渉による干渉縞に相当するホログラムパターンが形成
    されていることを特徴とする請求項１４記載の立体構造
    物の製造方法。
16. 【請求項１６】 基板上の第１の物質波に感光するレジ
    ストに該第１の物質波を照射して、又は該第１の物質波
    で励起され、分解、堆積反応の起こるガスを用いて製造
    されたホログラム乾板に、該第１の物質波と同一又は異
    なる第２の物質波を照射して干渉させると共に、該照射
    強度を所望の立体構造物に応じて変化させ、該ホログラ
    ム乾板を透過した該第２の物質波を物質波硬化材料に結
    像させて前記所望の立体構造物を製造することを特徴と
    する立体構造物の製造方法。