JPH0341449A - リソグラフイ・マスクの製造方法およびリソグラフイ装置 - Google Patents
リソグラフイ・マスクの製造方法およびリソグラフイ装置Info
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- JPH0341449A JPH0341449A JP2158854A JP15885490A JPH0341449A JP H0341449 A JPH0341449 A JP H0341449A JP 2158854 A JP2158854 A JP 2158854A JP 15885490 A JP15885490 A JP 15885490A JP H0341449 A JPH0341449 A JP H0341449A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F1/78—Patterning of masks by imaging by charged particle beam [CPB], e.g. electron beam patterning of masks
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高解像度リソグラフイ・マスクに関するもの
である。具体的には、トンネル顕微鏡の技術に用いられ
るマスクの製造方法及びその使用に関するものである。
である。具体的には、トンネル顕微鏡の技術に用いられ
るマスクの製造方法及びその使用に関するものである。
〔従来の技術］
半導体チップの密度の著しい増加をもたらすために、チ
ップ上の様々な装置を相互接続する回路線を著しく細く
しなければならない。このため、１０人オーダのような
きわめて高い解像度のリソグラフイ・マスクの使用が要
求される。
ップ上の様々な装置を相互接続する回路線を著しく細く
しなければならない。このため、１０人オーダのような
きわめて高い解像度のリソグラフイ・マスクの使用が要
求される。
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）技術によるレジストの
パターニング及び電子レジストの直接露光のためのパタ
ーニングされた陰極の製造が、従来提案されてきた。例
えば、真空科学技術誌（Ｊ、 Ｖａｃ、 Ｓｃｉ、 Ｔ
ｅｃｈ、） Ｂ ４．８６ （１９８６年）Ｐ、８６〜
８８の「走査型トンネル顕微鏡を用いたリソグラフイ（
Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅｓｃａｎｎ
ｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｅ）
」には、電界放射モードで動作するトンネル顕微鏡で
のＰＭＭＡの露光及び約１０００人の線の形成について
記述されている。これは非常に時間のかかるプロセスで
ある。なぜなら小さな放射範囲の単一探針のみからしか
電子を放射しないためである。八ｐｐ＋。
パターニング及び電子レジストの直接露光のためのパタ
ーニングされた陰極の製造が、従来提案されてきた。例
えば、真空科学技術誌（Ｊ、 Ｖａｃ、 Ｓｃｉ、 Ｔ
ｅｃｈ、） Ｂ ４．８６ （１９８６年）Ｐ、８６〜
８８の「走査型トンネル顕微鏡を用いたリソグラフイ（
Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅｓｃａｎｎ
ｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｅ）
」には、電界放射モードで動作するトンネル顕微鏡で
のＰＭＭＡの露光及び約１０００人の線の形成について
記述されている。これは非常に時間のかかるプロセスで
ある。なぜなら小さな放射範囲の単一探針のみからしか
電子を放射しないためである。八ｐｐ＋。
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｆｔ、 ４６、ｐ、８３２−８３４
（１９８５年）の「走査型トンネル顕微鏡を用いたナ
ノメータ・リソグラフィ（Ｎｎｏｍｅｔｅｒ ｌｉｔｈ
ｏｇｒａｐｈｙｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ
ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｅ） Ｊの論文に発表された多少関
連ある実験では、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）を用
いて１６０人の波長を持つ周期的構造体を生む。
（１９８５年）の「走査型トンネル顕微鏡を用いたナ
ノメータ・リソグラフィ（Ｎｎｏｍｅｔｅｒ ｌｉｔｈ
ｏｇｒａｐｈｙｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ
ｍ１ｃｒｏｓｃｏｐｅ） Ｊの論文に発表された多少関
連ある実験では、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）を用
いて１６０人の波長を持つ周期的構造体を生む。
米国特許第４６０１９７１号は、トンネル接合の陰極に
基づく電子リソグラフィによって構造体を生むことに使
用するマスクについて記述している。陰極の金属−絶縁
物薄金属接合を通るトンネル電子は、電子レジストを露
光するために、透明外部金属層を通る。陰極は二つの方
法でパターニングされる。（１）トンネル接合の絶縁物
の厚さを変化させる方法。厚い絶縁物がある部分は少な
い電流しか導電させないので、その部分でレジストは露
光されない。（２）トンネル接合の絶縁物の厚さを一定
にする方法。この場合、露光しない部分において電子の
吸収器を付ける必要がある。
基づく電子リソグラフィによって構造体を生むことに使
用するマスクについて記述している。陰極の金属−絶縁
物薄金属接合を通るトンネル電子は、電子レジストを露
光するために、透明外部金属層を通る。陰極は二つの方
法でパターニングされる。（１）トンネル接合の絶縁物
の厚さを変化させる方法。厚い絶縁物がある部分は少な
い電流しか導電させないので、その部分でレジストは露
光されない。（２）トンネル接合の絶縁物の厚さを一定
にする方法。この場合、露光しない部分において電子の
吸収器を付ける必要がある。
この特許技術は、陰極の二つの電極に電位を与え、基板
に電子を送るような投影リソグラフィである。
に電子を送るような投影リソグラフィである。
しかし真空（Ｖａｃｕｕｍ） Ｖｏｌ、 ３ ｔ 、Ｎ
ｏ、 ７、ｐ２９７（１９８１年）の「差し込み陰極か
らの電子放射のモデリング（Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ
ｅｌｅｃｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓａ
ｎｄｗｉｃｈ ｃａｈｔｏｄｅｓ） Ｊでは、この技術
は電子の角度分散が起こり、解像度の損失を招く。さら
に、陰極を従来の薄膜技術で製造し、望まれるような高
解像度を実現することができない。また、電圧及び電流
の密度が、１〜ンネル接合構造内の絶縁物の破壊によっ
て制限される。このような理由から、１〜ンネル接合は
室温での動作がきわめて困難であり、重大な技術的問題
を生む。
ｏ、 ７、ｐ２９７（１９８１年）の「差し込み陰極か
らの電子放射のモデリング（Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ
ｅｌｅｃｔｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓａ
ｎｄｗｉｃｈ ｃａｈｔｏｄｅｓ） Ｊでは、この技術
は電子の角度分散が起こり、解像度の損失を招く。さら
に、陰極を従来の薄膜技術で製造し、望まれるような高
解像度を実現することができない。また、電圧及び電流
の密度が、１〜ンネル接合構造内の絶縁物の破壊によっ
て制限される。このような理由から、１〜ンネル接合は
室温での動作がきわめて困難であり、重大な技術的問題
を生む。
米国特許第４８０２９５１号では、ナノメータのスケー
ルの構造体の配列製造方法を提案している。規則的な配
列への分子の自己組み立て能力を応用した方法である。
ルの構造体の配列製造方法を提案している。規則的な配
列への分子の自己組み立て能力を応用した方法である。
例えば厚さや密度等の分子の特性を変化させ、下にある
被膜内又は支持基板上の反復性パターンを規定する。こ
の技術を限定することは、パターンが任意でないことで
ある。
被膜内又は支持基板上の反復性パターンを規定する。こ
の技術を限定することは、パターンが任意でないことで
ある。
パターンは本質的に反復性であり、適切な分子の特性に
限定される。
限定される。
同時係属出願の米国特許出願番号第１７５８３５号は、
データ記憶装置にデータ・ビットを記録するために、選
択された領域内で相変化する材料の状態を変化させる３
７Ｍ技術の使用及びデータ・ピッ１〜の状態を感知又は
変化させる３７Ｍ技術の使用を開示している。しかし該
出願は、リソグラフイ・マスク上に所定のパターンを生
む相変化する材料の使用を開示していないし、パターニ
ングするためのそのようなマスクの使用を提案していな
い。
データ記憶装置にデータ・ビットを記録するために、選
択された領域内で相変化する材料の状態を変化させる３
７Ｍ技術の使用及びデータ・ピッ１〜の状態を感知又は
変化させる３７Ｍ技術の使用を開示している。しかし該
出願は、リソグラフイ・マスク上に所定のパターンを生
む相変化する材料の使用を開示していないし、パターニ
ングするためのそのようなマスクの使用を提案していな
い。
本発明は、所定のパターンを有する型解像度のリソグラ
フイ・マスクを作り、そのマスクを使用して一工程のプ
ロセスで被膜上にパターニングする方法及びその手段を
提供することを目的とする。
フイ・マスクを作り、そのマスクを使用して一工程のプ
ロセスで被膜上にパターニングする方法及びその手段を
提供することを目的とする。
均一な第一状態（好ましくはアモルファス状態）にある
領域を有する相変化する材料の被膜を、導電性基板上に
与える。走査型１ヘンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の電極放射
１〜ンネル探針を、前記領域から電子のトンネル距離内
までＺ方向に移動させる。そして、あらかじめ決められ
たシーケンスで、前記探針に電圧パルスをかけながら、
同時に探針と被膜の間であらかじめ選択されるＸ及びｙ
方向に相対移動させると、相及び前記領域の選択された
部分の材料の導電率が第二状態（好ましくは結晶状態）
に変化し、結晶化部分によって規定される所定のパター
ンを有するマスクが得られる。アモルファス材料をマス
クから除去する必要はない。
領域を有する相変化する材料の被膜を、導電性基板上に
与える。走査型１ヘンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の電極放射
１〜ンネル探針を、前記領域から電子のトンネル距離内
までＺ方向に移動させる。そして、あらかじめ決められ
たシーケンスで、前記探針に電圧パルスをかけながら、
同時に探針と被膜の間であらかじめ選択されるＸ及びｙ
方向に相対移動させると、相及び前記領域の選択された
部分の材料の導電率が第二状態（好ましくは結晶状態）
に変化し、結晶化部分によって規定される所定のパター
ンを有するマスクが得られる。アモルファス材料をマス
クから除去する必要はない。
マスクの形成：
第１Ａ図に示されるように、相変化する材料の薄膜１０
を例えばシリコンのような導電性基板１１上に与える。
を例えばシリコンのような導電性基板１１上に与える。
被膜１０はできればＧｅＴｅ又はα−３ｉ又は他の半導
体の材料の被膜が好ましく、約２００人ないし約２００
０人の膜厚で結晶状態及びアモルファス状態のものがよ
い。走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の電子放射探針１
２を、被膜１０の表面から２ｎｍ以下のトンネル距離内
に置く。
体の材料の被膜が好ましく、約２００人ないし約２００
０人の膜厚で結晶状態及びアモルファス状態のものがよ
い。走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の電子放射探針１
２を、被膜１０の表面から２ｎｍ以下のトンネル距離内
に置く。
基板１１及び被膜１０を支持し、探針１２をトンネル距
離内まで２方向に動かし、同時に該トンネル距離内に探
針１２を保持する方法及び構造は、本発明の範囲ではな
い。探針の移動及び制御の装置として米国特許第４６６
８８６５号に記述されているものを本明細書では参考と
する。
離内まで２方向に動かし、同時に該トンネル距離内に探
針１２を保持する方法及び構造は、本発明の範囲ではな
い。探針の移動及び制御の装置として米国特許第４６６
８８６５号に記述されているものを本明細書では参考と
する。
探針１２を基板１１のトンネル距離内に保持させるため
に、探針１２と基板１１の間に小さなりＣバイアス電圧
をかけ、約０．７ Ｖに保つ。被膜１一 １のトンネル距離内で、探針１２をｘ、ｙ方向に移動さ
せ、被膜１０上に所定のパターンを作ることで、以下の
ような方法に従ってリソグラフイ・マスクを作る。
に、探針１２と基板１１の間に小さなりＣバイアス電圧
をかけ、約０．７ Ｖに保つ。被膜１一 １のトンネル距離内で、探針１２をｘ、ｙ方向に移動さ
せ、被膜１０上に所定のパターンを作ることで、以下の
ような方法に従ってリソグラフイ・マスクを作る。
第１Ａ図に示されるように、初め被膜１０は均一なアモ
ルファス状態にある。探針１２をｘ、ｙ方向に移動させ
ながら（矢印１４）、被膜１０の膜厚に依存した約５■
ないし５０Ｖ及び２００５００ｎｓｅｃ時間の電圧パル
スａ、、ｂ、ｃ （第１Ｂ図参照）を、探針１２及び被
膜１０の間に連続的にかける。被膜１０上のａ”、ｂ’
、ｃ（第１Ｃ図参図）部分に探針１２を置くと、同時
にこれらのパルスが局部的に被ＩＩ！１０を加熱する。
ルファス状態にある。探針１２をｘ、ｙ方向に移動させ
ながら（矢印１４）、被膜１０の膜厚に依存した約５■
ないし５０Ｖ及び２００５００ｎｓｅｃ時間の電圧パル
スａ、、ｂ、ｃ （第１Ｂ図参照）を、探針１２及び被
膜１０の間に連続的にかける。被膜１０上のａ”、ｂ’
、ｃ（第１Ｃ図参図）部分に探針１２を置くと、同時
にこれらのパルスが局部的に被ＩＩ！１０を加熱する。
連続する電圧パルスａＸｂ、ｃによって生じる局部的な
温度（例えば約４００°Ｃ）は、ａ’ 、ｂ’、Ｃ＋
の部分の被膜の状態を変え、この部分の被膜の導電性を
変化させる。応用物理誌 （Ｊｏｕｒｎ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓｉｃｓ） Ｖｏ
ｌ、 ４１、Ｎｏ、 ５、ｐｐ。
温度（例えば約４００°Ｃ）は、ａ’ 、ｂ’、Ｃ＋
の部分の被膜の状態を変え、この部分の被膜の導電性を
変化させる。応用物理誌 （Ｊｏｕｒｎ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓｉｃｓ） Ｖｏ
ｌ、 ４１、Ｎｏ、 ５、ｐｐ。
２１９６〜２２１２ （１９７０年）の「アモルファス
対結晶ＧｅＴｅ被膜（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｖｓ。
対結晶ＧｅＴｅ被膜（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｖｓ。
−
Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ＧｅＴｅ Ｆｉｌｍｓ） Ｊ
では、ＧｅＴｅ被膜の結晶部分の導電性は、アモルファ
ス部分よりも６桁程高いことを確認している。ＳＴＭの
探針１２の使用によって、５０Ａ程度の小さな部分のみ
相変化することができる。結晶化されパターニングされ
た部分ａ’、ｂ″、ｃ＋ のまわりのアモルファス部分
の除去を必要とせず、マスク１５を使用できる。
では、ＧｅＴｅ被膜の結晶部分の導電性は、アモルファ
ス部分よりも６桁程高いことを確認している。ＳＴＭの
探針１２の使用によって、５０Ａ程度の小さな部分のみ
相変化することができる。結晶化されパターニングされ
た部分ａ’、ｂ″、ｃ＋ のまわりのアモルファス部分
の除去を必要とせず、マスク１５を使用できる。
マスクの使用：
第１Ｃ図に示されるようなマスク１５を、例えばウェー
ハ上の被膜１６（第２Ａ図）のような他の薄膜を一工程
でパターニングするために、以下の方法に従って使用す
ることができる。
ハ上の被膜１６（第２Ａ図）のような他の薄膜を一工程
でパターニングするために、以下の方法に従って使用す
ることができる。
第２Ａ図に示されるように、被膜１６をシリコンのよう
な導電性基板１７上に与える。マスクホルダ１９にマス
ク１５を支持させ、パターニングされた結晶部分（例え
ばａ、Ｆ 、ｂ’ 、ｃ”）を被膜１６と向い合うよう
に、被膜１６から約２０ないし１００人はなしてマスク
１５を設定する。
な導電性基板１７上に与える。マスクホルダ１９にマス
ク１５を支持させ、パターニングされた結晶部分（例え
ばａ、Ｆ 、ｂ’ 、ｃ”）を被膜１６と向い合うよう
に、被膜１６から約２０ないし１００人はなしてマスク
１５を設定する。
電気的に分離されているマスク１５の境界の外１ 〇−
側に、マスクホルダ１９は特別な導電性パターンを有す
る（第２Ａ図参照）。３つの電流感知装置１８２．１８
．及び１８．は、マスクホルダ１９上のＳＴＭ型探針１
９．．１９．及び１９．それぞれに接続し、広く間隔を
あけた点ｐ、ｑ、ｒそれぞれにおいて（第２Ｂ図参照）
被膜１６とマスクホルダ１９の間の原子間トンネル電流
を個別に感知する。これらの探針をマスクホルダ１９に
４４けられた調整できるカンチレバー（図示されていな
い）に取り付け、マスク１５とマスクホルダ１９の間の
正確な整合を容易にすることができる。
る（第２Ａ図参照）。３つの電流感知装置１８２．１８
．及び１８．は、マスクホルダ１９上のＳＴＭ型探針１
９．．１９．及び１９．それぞれに接続し、広く間隔を
あけた点ｐ、ｑ、ｒそれぞれにおいて（第２Ｂ図参照）
被膜１６とマスクホルダ１９の間の原子間トンネル電流
を個別に感知する。これらの探針をマスクホルダ１９に
４４けられた調整できるカンチレバー（図示されていな
い）に取り付け、マスク１５とマスクホルダ１９の間の
正確な整合を容易にすることができる。
また、代わりにマスク１５自体に探針を持たせることも
できる。
できる。
電流感知器１８．、は、探針１９ｐで感知したトンネル
電流をフィードバック論理２０ｐに送る。
電流をフィードバック論理２０ｐに送る。
論理２０ｐは感知した電流を基ｇ＝電＠＋ｒＱｆ と比
較し、それらの電流が異なる時には補正信号を粗／細密
Ｚ方向駆動制御装置２１ｐに与える。制御卸装置２１ｐ
は、例えばデジタル・インストルメンツ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社から市販されているナ
ノスコープ（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ）である。これは、Ｚ
方向に粗調整及び細密調整するためのステッパー・モー
タ及び圧電素子からなる。同様のフィードバンク論理２
０ｑ、２０ｒ及び制御装置２１．．２Ｊｒも電流感知器
１８９．１８．と関連して、同様に動作する。
較し、それらの電流が異なる時には補正信号を粗／細密
Ｚ方向駆動制御装置２１ｐに与える。制御卸装置２１ｐ
は、例えばデジタル・インストルメンツ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社から市販されているナ
ノスコープ（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ）である。これは、Ｚ
方向に粗調整及び細密調整するためのステッパー・モー
タ及び圧電素子からなる。同様のフィードバンク論理２
０ｑ、２０ｒ及び制御装置２１．．２Ｊｒも電流感知器
１８９．１８．と関連して、同様に動作する。
この方法では、電流は各点ｐ、ｑ、ｒにおいて探針１９
によって感知され、関連するフィードバック論理２０及
び制御装置２１はトンネル電流並びにそれぞれの探針及
び被膜１６の表面の間の距離を一定に保持するために動
作する。
によって感知され、関連するフィードバック論理２０及
び制御装置２１はトンネル電流並びにそれぞれの探針及
び被膜１６の表面の間の距離を一定に保持するために動
作する。
本発明の特徴に従って、３つの広く間隔をあけた点ｐ、
ｑ、ｒにおける別々のトンネル電流及び］・ンネル距離
の調整は、傾きに対する調整を可能にする。電流感知器
１日、フィードバック論理２０及び制御装置２１は、後
での保持同様に、初期にマスク１５をあらかじめ被膜１
Ｇから約２０ないし１００人以内の位置に持っていくた
めにも使用できる。
ｑ、ｒにおける別々のトンネル電流及び］・ンネル距離
の調整は、傾きに対する調整を可能にする。電流感知器
１日、フィードバック論理２０及び制御装置２１は、後
での保持同様に、初期にマスク１５をあらかじめ被膜１
Ｇから約２０ないし１００人以内の位置に持っていくた
めにも使用できる。
マスク１５を被膜１６から１００人以内の位置２
に保持し、そしてマスク１５と被膜１６の間に電圧パル
スをかける。こうしてマスク１５の結晶部分に電流を流
し、導電体負から正へのトンネル及び電界放射又はその
いずれかを引き起こす。被膜１６がレジストである場合
には、被膜１６のパタニングされた部分において化学結
合のような特性を変化させるために、電圧パルスは高く
て長時間にする必要がある。
スをかける。こうしてマスク１５の結晶部分に電流を流
し、導電体負から正へのトンネル及び電界放射又はその
いずれかを引き起こす。被膜１６がレジストである場合
には、被膜１６のパタニングされた部分において化学結
合のような特性を変化させるために、電圧パルスは高く
て長時間にする必要がある。
被膜１６が、本明細書のように相変化する材料ならば、
パターニングしていない被膜の露光部分（即ち、マスク
の導電パターンとは逆の部分）をある状態から別の状態
に変化させるように電流を流す。露光後、アモルファス
材料を除去して結晶部分を残すか、望まれるなら結晶材
料を電気化学的エツチングによって除去し、ウェーハに
パターンを与えてもよい。
パターニングしていない被膜の露光部分（即ち、マスク
の導電パターンとは逆の部分）をある状態から別の状態
に変化させるように電流を流す。露光後、アモルファス
材料を除去して結晶部分を残すか、望まれるなら結晶材
料を電気化学的エツチングによって除去し、ウェーハに
パターンを与えてもよい。
マスク被膜１０及び被膜１６の材料は、結晶化条件を異
ならしめるために別のものが好ましい。
ならしめるために別のものが好ましい。
例えば、マスク被膜１０がＧｃＴｅならば、被膜１６は
ＩｎＳｂとする。本発明の重要な特徴に従３ うと、被膜１６における電流は結晶部分とアモルファス
部分の変化に伴い、アモルファスと結晶の材料間の導電
率の違いに起因して異なることとなり、局部的に変化し
た部分、即ち結晶部分へ電流が制限されることとなる。
ＩｎＳｂとする。本発明の重要な特徴に従３ うと、被膜１６における電流は結晶部分とアモルファス
部分の変化に伴い、アモルファスと結晶の材料間の導電
率の違いに起因して異なることとなり、局部的に変化し
た部分、即ち結晶部分へ電流が制限されることとなる。
この自己限定により、電流は初めパターン内の部分へ少
し多く引き出されるが、その後電流が自動的に制限され
ることで好ましくない被膜１６への電流の広がりを解決
する。
し多く引き出されるが、その後電流が自動的に制限され
ることで好ましくない被膜１６への電流の広がりを解決
する。
本発明のもう１つの重要な特徴に従うと、マスク１５は
正、被膜１６は負である。電子が被膜１６からマスク１
５に好ましく流れることによって、従来提案されてきた
電子ビームのリソグラフイ技術において、電子が被膜１
６に流れるところで起こる後方散乱を解消し、高解像度
を与える。
正、被膜１６は負である。電子が被膜１６からマスク１
５に好ましく流れることによって、従来提案されてきた
電子ビームのリソグラフイ技術において、電子が被膜１
６に流れるところで起こる後方散乱を解消し、高解像度
を与える。
もし望まれるならば、被膜１６を電子レジストの薄膜で
おおうこともできる。そして前述のように、マスク１５
を被膜１６から２０ないし１００人の距離内に持って行
って保持し、被膜１６と正のマスク１５の間に電圧をか
ける。レジストをパ４ ターニングするために電流が生じるように、大きくて長
時間の電圧が必要である。モしてレジストは、エツチン
グ、剥離その他の従来技術によって被膜をパターニング
するために使用される。
おおうこともできる。そして前述のように、マスク１５
を被膜１６から２０ないし１００人の距離内に持って行
って保持し、被膜１６と正のマスク１５の間に電圧をか
ける。レジストをパ４ ターニングするために電流が生じるように、大きくて長
時間の電圧が必要である。モしてレジストは、エツチン
グ、剥離その他の従来技術によって被膜をパターニング
するために使用される。
また、望まれるならば、アモルファス部分を水酸化カリ
ウム希釈溶液（例えば１０％）中で電気化学的なエツチ
ングによって除去することができる。これによって、所
定のマスクパターンを規定し、結晶化導電部分ａ’ 、
ｂ’ 、ｃ’ のみを基板１１に残す三次元マスクがで
きる。
ウム希釈溶液（例えば１０％）中で電気化学的なエツチ
ングによって除去することができる。これによって、所
定のマスクパターンを規定し、結晶化導電部分ａ’ 、
ｂ’ 、ｃ’ のみを基板１１に残す三次元マスクがで
きる。
さらに、望まれるならば、電流感知器１８２．１Ｂ、、
１８．を容量感知器に替え、探針１９ｐ、１９ｑ、１９
．、及び被膜１６間の静電容量を感知してもよい。そし
て、フィードバック論理２０、．２０ｑ、２０．をＩ
ｒｅｆではなく容量電圧基準を受は取るように変える。
１８．を容量感知器に替え、探針１９ｐ、１９ｑ、１９
．、及び被膜１６間の静電容量を感知してもよい。そし
て、フィードバック論理２０、．２０ｑ、２０．をＩ
ｒｅｆではなく容量電圧基準を受は取るように変える。
図を簡単にするために、以上の記述においてパターニン
グされる被膜は、被膜１０のように平坦であると仮定す
る。もし平坦ではなく、被膜はすでにいくつかのプロセ
ス工程にかけられ、あるト■ ボグラフイになっていたとしたら、正確に被膜」二に適
合するように、鏡像１〜ボグラフイでマスクを作るべき
である。ＳＴＭを用いて導電性結晶領域を作り、不用な
アモルファス領域を除去し、アモルファスＧｅＴｅの薄
膜を付着させ、導電領域を作る等の複数工程によって、
複雑な三次元マスクを製造できる。パターニングする被
膜の１−ボグラフイが極端な時には、平坦化技術を使用
することができる。写真光学機器上学者協会（Ｓｏｃｉ
ｅｔ！１０ｆ Ｐｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔ
ｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）誌Ｖｏ
１．６８０．ｐｐ、 １４１〜１４９ （１９８’。
グされる被膜は、被膜１０のように平坦であると仮定す
る。もし平坦ではなく、被膜はすでにいくつかのプロセ
ス工程にかけられ、あるト■ ボグラフイになっていたとしたら、正確に被膜」二に適
合するように、鏡像１〜ボグラフイでマスクを作るべき
である。ＳＴＭを用いて導電性結晶領域を作り、不用な
アモルファス領域を除去し、アモルファスＧｅＴｅの薄
膜を付着させ、導電領域を作る等の複数工程によって、
複雑な三次元マスクを製造できる。パターニングする被
膜の１−ボグラフイが極端な時には、平坦化技術を使用
することができる。写真光学機器上学者協会（Ｓｏｃｉ
ｅｔ！１０ｆ Ｐｈｏｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｓｔ
ｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）誌Ｖｏ
１．６８０．ｐｐ、 １４１〜１４９ （１９８’。
年）では、大面積の極端に平らな表面を達成し、報告し
ている。
ている。
また、半導体基板のような氷原的な装置上の被膜をパタ
ーニングするためにマスク１５を使用することとする。
ーニングするためにマスク１５を使用することとする。
しかしもし望まれるならば、マスク１５の有効寿命を延
ばすために、マスク１５を原版として使用し中間マスク
をパターニングし、それを用いて基本的な装置のパター
ニングを行なうこともできる。
ばすために、マスク１５を原版として使用し中間マスク
をパターニングし、それを用いて基本的な装置のパター
ニングを行なうこともできる。
本発明は、所定のパターンを有する高解像度のリソグラ
フイ・マスクを作り、そのマスクを使用して一工程のプ
ロセスで被膜上にパターニングする方法及びその手段を
提供できる。
フイ・マスクを作り、そのマスクを使用して一工程のプ
ロセスで被膜上にパターニングする方法及びその手段を
提供できる。
第１Ａ図は、導電性基板上の相変化する材料及びＳＴＭ
形弐の探針を示す側面図、第１Ｂ図は、所定のマスクパ
ターンを作るための探針にかげる電圧対時間のプロット
図、第１Ｃ図は、ＳＴＭの探針を用いて第１Ａ図をパタ
ーニングした側面図、第２Ａ図は、第１Ｃ図のマスクを
含む装置の側面図、第２Ｂ図は、第２Ａ図のマスクの底
面図である。 １０・・・・相変化する被膜、１１．１７・・・・導電
性基板、１２．１２２．１２ｑ、１２ｒ・・・・探針、
１５・・・・マスク、１６・・・・パターニングされる
被膜、１８・・・・電流感知器、１つ・・・・マスクホ
ルダ、２０・・・・フィードバック論理、２１・・・・
制御装置。 ■
形弐の探針を示す側面図、第１Ｂ図は、所定のマスクパ
ターンを作るための探針にかげる電圧対時間のプロット
図、第１Ｃ図は、ＳＴＭの探針を用いて第１Ａ図をパタ
ーニングした側面図、第２Ａ図は、第１Ｃ図のマスクを
含む装置の側面図、第２Ｂ図は、第２Ａ図のマスクの底
面図である。 １０・・・・相変化する被膜、１１．１７・・・・導電
性基板、１２．１２２．１２ｑ、１２ｒ・・・・探針、
１５・・・・マスク、１６・・・・パターニングされる
被膜、１８・・・・電流感知器、１つ・・・・マスクホ
ルダ、２０・・・・フィードバック論理、２１・・・・
制御装置。 ■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ａ）常態で均一な導電率領域を有する被膜におい
て、該被膜表面から電子のトンネル距離内まで、走査型
トンネル顕微鏡のトンネル探針をｚ方向に動かし、 （２）前記領域のあらかじめ選択された部分の材料の導
電率を別の導電率に変化させ、異なる導電率の部分によ
つて規定される所定のパターンを形成し、前記異なる導
電率の部分の一方を除去することの不用なマスクを得る
手段として十分な大きさと時間を有する電圧パルスを、
あらかじめ選択されたシーケンスで探針に与え、同時に
探針と被膜の間であらかじめ選択されたｘ方向及びｙ方
向に相対移動させることを含む高解像度リソグラフイ・
マスクの製造方法。 ２、（ａ）第一の相状態が均一である領域を持つ相変化
する材料の被膜を導電性基板上に与え、（ｂ）前記領域
から電子トンネル距離内まで走査型トンネル顕微鏡のト
ンネル探針をｚ方向に動かし、 （ｃ）前記領域のあらかじめ選択された部分の材料の導
電率を第二の相状態に変化させ、所定のパターンを有す
るマスクを得るために十分な大きさと時間の電圧パルス
を、あらかじめ選択されたシーケンスで探針に与え、同
時に探針と被膜の間であらかじめ選択されたｘ方向及び
ｙ方向に相対移動させることを含む高解像度リソグラフ
イ・マスクの製造方法。 ３、相変化する材料から成るリソグラフイ・マスク及び
被膜を使用し、周辺部分とは異なる導電率の部分によつ
て規定される前記リソグラフイ・マスクのパターンを前
記被膜上にパターニングするためのリソグラフイ装置で
あり、 （ａ）前記被膜の電子トンネル距離内に前記リソグラフ
イ・マスクのパターニングされた側を支持する手段と、 （ｂ）被膜から前記リソグラフイ・マスクに電子を流し
一工程でパターニングするために、前記被膜の膜厚に比
例してマスクに負電荷をかける手段からなるリソグラフ
イ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/367,815 US5049461A (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Method of making and using a high resolution lithographic mask |
| US367815 | 1989-06-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341449A true JPH0341449A (ja) | 1991-02-21 |
| JPH0760261B2 JPH0760261B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=23448734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15885490A Expired - Lifetime JPH0760261B2 (ja) | 1989-06-19 | 1990-06-19 | リソグラフイ・マスクの製造方法およびリソグラフイ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5049461A (ja) |
| EP (1) | EP0404742B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0760261B2 (ja) |
| DE (1) | DE69021284T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9213423D0 (en) * | 1992-06-24 | 1992-08-05 | Hitachi Europ Ltd | Nanofabricated structures |
| US5631664A (en) * | 1992-09-18 | 1997-05-20 | Olympus Optical Co., Ltd. | Display system utilizing electron emission by polarization reversal of ferroelectric material |
| GB2284070B (en) * | 1993-11-16 | 1997-08-27 | Compugraphics International Li | Phase shift masks |
| JPH07159974A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Ryoden Semiconductor Syst Eng Kk | パターン転写マスクおよびその製造方法 |
| US6366340B1 (en) * | 1995-08-18 | 2002-04-02 | Hitachi, Ltd. | Electron exposure apparatus |
| US6166386A (en) * | 1997-06-02 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Micro-processing method using a probe |
| US6937502B2 (en) * | 2003-07-10 | 2005-08-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Re-recordable data storage medium utilizing conduction barrier |
| CN101124089B (zh) * | 2004-01-12 | 2011-02-09 | 加利福尼亚大学董事会 | 纳米级电子光刻 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3235064A1 (de) * | 1982-09-22 | 1984-03-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Tunnelkathodenmaske fuer die elektronenlithografie, verfahren zu ihrer herstellung und verfahren zu ihrem betrieb |
| US4802951A (en) * | 1986-03-07 | 1989-02-07 | Trustees Of Boston University | Method for parallel fabrication of nanometer scale multi-device structures |
| WO1988004470A1 (en) * | 1986-12-07 | 1988-06-16 | Lasarray Holding Ag | Process and device for generating material structures of atomic dimensions |
| US4916688A (en) * | 1988-03-31 | 1990-04-10 | International Business Machines Corporation | Data storage method using state transformable materials |
-
1989
- 1989-06-19 US US07/367,815 patent/US5049461A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-21 DE DE69021284T patent/DE69021284T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-21 EP EP90850198A patent/EP0404742B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-19 JP JP15885490A patent/JPH0760261B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69021284D1 (de) | 1995-09-07 |
| EP0404742A2 (en) | 1990-12-27 |
| EP0404742A3 (en) | 1991-12-18 |
| US5049461A (en) | 1991-09-17 |
| JPH0760261B2 (ja) | 1995-06-28 |
| EP0404742B1 (en) | 1995-08-02 |
| DE69021284T2 (de) | 1996-04-18 |
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