JPH0745511A - 電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置 - Google Patents
電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置Info
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- JPH0745511A JPH0745511A JP5205570A JP20557093A JPH0745511A JP H0745511 A JPH0745511 A JP H0745511A JP 5205570 A JP5205570 A JP 5205570A JP 20557093 A JP20557093 A JP 20557093A JP H0745511 A JPH0745511 A JP H0745511A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- 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
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- H—ELECTRICITY
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- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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- H01J2237/2614—Holography or phase contrast, phase related imaging in general, e.g. phase plates
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- H01J2237/303—Electron or ion optical systems
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子線ホログラフィによるナノサイズのドッ
トパターンを精度よく、容易に作製する。 【構成】 互いに直交する２本のバイプリズムを一体的
に形成した一体型のバイプリズム、または平行な複数の
バイプリズム２組を互いに直交させて一体的に形成した
一体型のマルチバイプリズムを用いてドットパターンを
形成する。
トパターンを精度よく、容易に作製する。 【構成】 互いに直交する２本のバイプリズムを一体的
に形成した一体型のバイプリズム、または平行な複数の
バイプリズム２組を互いに直交させて一体的に形成した
一体型のマルチバイプリズムを用いてドットパターンを
形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はナノデバイスの作製にお
いて、極微細構造形成のために電子線ホログラフィ干渉
を利用した周期性のあるドットのナノパターン形成を行
う方法および描画装置に関するものである。
いて、極微細構造形成のために電子線ホログラフィ干渉
を利用した周期性のあるドットのナノパターン形成を行
う方法および描画装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のナノパターン形成方法としては、
図６にその装置を示すように、電子銃６０１から出るビ
ーム径が５〜１０ｎｍである電子ビームを用いて、ビー
ムを偏向コイル６０５により動かすことにより試料６０
６の基板上に形成された有機または無機レジスト上に電
子線を照射し、試料にナノサイズパターンを形成する。
なお図中、６０２は第１レンズ、６０３はブランキン
グ、６０４は第２レンズ、６０７は試料台、６０８はレ
ーザ干渉計、６０９はステップモータである。しかし、
この従来の方法では周期が１０ｎｍレベルのグレーティ
ング、ドットパターンを精度良くパターニングすること
は困難である。そこで、従来は物性観測に用いられてい
た電子線ホログラフィ技術をナノメータ超微細加工技術
に応用する試みがなされている。これに関する技術とし
ては、例えば図７に示すように、電界放出型電子銃から
放出された電子ビーム７０１をバイプリズム７０３によ
り２つに分け、それらのビームを干渉させることにより
レジスト７０４上にナノメートルサイズのグレーティン
グを形成する方法や、基板を９０度回転させて２回露光
することによりドットパターンを感光材上に形成する方
法が特開昭６３−１２４５１３号公報および特開平１−
２３２７１５号公報に示されている。このうち、ドット
パターンの形成に関する技術である前記特開平１−２３
２７１５号公報では、ドットパターンを作製する場合
に、１回露光した後、さらに基板を９０度回転して２回
目の露光を行うことによりドットパターンを形成させて
いる。
図６にその装置を示すように、電子銃６０１から出るビ
ーム径が５〜１０ｎｍである電子ビームを用いて、ビー
ムを偏向コイル６０５により動かすことにより試料６０
６の基板上に形成された有機または無機レジスト上に電
子線を照射し、試料にナノサイズパターンを形成する。
なお図中、６０２は第１レンズ、６０３はブランキン
グ、６０４は第２レンズ、６０７は試料台、６０８はレ
ーザ干渉計、６０９はステップモータである。しかし、
この従来の方法では周期が１０ｎｍレベルのグレーティ
ング、ドットパターンを精度良くパターニングすること
は困難である。そこで、従来は物性観測に用いられてい
た電子線ホログラフィ技術をナノメータ超微細加工技術
に応用する試みがなされている。これに関する技術とし
ては、例えば図７に示すように、電界放出型電子銃から
放出された電子ビーム７０１をバイプリズム７０３によ
り２つに分け、それらのビームを干渉させることにより
レジスト７０４上にナノメートルサイズのグレーティン
グを形成する方法や、基板を９０度回転させて２回露光
することによりドットパターンを感光材上に形成する方
法が特開昭６３−１２４５１３号公報および特開平１−
２３２７１５号公報に示されている。このうち、ドット
パターンの形成に関する技術である前記特開平１−２３
２７１５号公報では、ドットパターンを作製する場合
に、１回露光した後、さらに基板を９０度回転して２回
目の露光を行うことによりドットパターンを形成させて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のドット
パターン形成方法では、基板を回転させるために位置精
度が悪く、また露光が２回必要なので工程が煩雑である
という問題点がある。本発明の目的は、このような従来
の問題点を解決することにある。
パターン形成方法では、基板を回転させるために位置精
度が悪く、また露光が２回必要なので工程が煩雑である
という問題点がある。本発明の目的は、このような従来
の問題点を解決することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、干渉性の高い
電子ビームを用いた電子線ホログラフィによるパターン
形成方法において、互いに直交する２本のバイプリズム
を一体的に形成した一体型バイプリズムを用い、かつ前
記２本のバイプリズムの電位を独立に変化させることに
より、電子ビーム感光材上にパターンピッチの制御され
たドットパターンを形成するか、あるいは平行に配置さ
れた複数のバイプリズム２組を互いに直交させて一体的
に形成した一体型マルチバイプリズムを用い、かつ前記
２組のバイプリズムの電位を独立に変化させることによ
り、電子ビーム感光材上にパターンピッチの制御された
ドットパターンを形成することを特徴とする電子線ホロ
グラフィによるナノサイズドットパターン形成方法であ
る。
電子ビームを用いた電子線ホログラフィによるパターン
形成方法において、互いに直交する２本のバイプリズム
を一体的に形成した一体型バイプリズムを用い、かつ前
記２本のバイプリズムの電位を独立に変化させることに
より、電子ビーム感光材上にパターンピッチの制御され
たドットパターンを形成するか、あるいは平行に配置さ
れた複数のバイプリズム２組を互いに直交させて一体的
に形成した一体型マルチバイプリズムを用い、かつ前記
２組のバイプリズムの電位を独立に変化させることによ
り、電子ビーム感光材上にパターンピッチの制御された
ドットパターンを形成することを特徴とする電子線ホロ
グラフィによるナノサイズドットパターン形成方法であ
る。
【０００５】また、その方法を実施するための描画装置
は、電子線源を有する電子線照射系部と、平行に配置さ
れた複数のバイプリズム２組を互いに直交させて一体的
に形成した一体型マルチバイプリズムと、前記２組のバ
イプリズム表面に電子ビーム感光材が被覆された試料と
が順に配置され、前記２組のバイプリズムの電位を独立
に制御する電位制御機構と、前記試料を移動させる試料
移動機構と、前記試料の位置を制御する位置制御機構と
を備えてなることを特徴とする。
は、電子線源を有する電子線照射系部と、平行に配置さ
れた複数のバイプリズム２組を互いに直交させて一体的
に形成した一体型マルチバイプリズムと、前記２組のバ
イプリズム表面に電子ビーム感光材が被覆された試料と
が順に配置され、前記２組のバイプリズムの電位を独立
に制御する電位制御機構と、前記試料を移動させる試料
移動機構と、前記試料の位置を制御する位置制御機構と
を備えてなることを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明では、互いに直交する２本のバイプリズ
ムを一体的に形成した一体型バイプリズムまたは複数の
バイプリズム２組を使って同様に形成した一体型マルチ
バイプリズムを用いてドットパターンの形成を行う。こ
のため、従来のように基板を動かす必要がないので、１
回の露光で、高精度のナノサイズのドットパターン形成
が可能となる。
ムを一体的に形成した一体型バイプリズムまたは複数の
バイプリズム２組を使って同様に形成した一体型マルチ
バイプリズムを用いてドットパターンの形成を行う。こ
のため、従来のように基板を動かす必要がないので、１
回の露光で、高精度のナノサイズのドットパターン形成
が可能となる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明による方法の一例の説明図である。一体化され
た電子線バイプリズム１０３により、バイプリズム直下
に置かれたレジスト塗布基板１０５上でそれぞれのバイ
プリズムによって電子線干渉パターンがさらに干渉し合
い、ドットの干渉パターンが形成され、それが基板１０
５上の感光材であるレジスト１０４に記録される。図１
のバイプリズムの構成では、１本ずつからなる一対の交
差したバイプリズムを用いているため、大面積のドット
パターン形成はできない。大面積のドットパターンを形
成するためには図２に示すような一体型のマルチバイプ
リズム２０２を用いる。同図では、互いに直交する１対
の多数のバイプリズムを一体化させた一体型マルチバイ
プリズム２０１，２０２を用いて、大面積のドットパタ
ーンを形成する。
は本発明による方法の一例の説明図である。一体化され
た電子線バイプリズム１０３により、バイプリズム直下
に置かれたレジスト塗布基板１０５上でそれぞれのバイ
プリズムによって電子線干渉パターンがさらに干渉し合
い、ドットの干渉パターンが形成され、それが基板１０
５上の感光材であるレジスト１０４に記録される。図１
のバイプリズムの構成では、１本ずつからなる一対の交
差したバイプリズムを用いているため、大面積のドット
パターン形成はできない。大面積のドットパターンを形
成するためには図２に示すような一体型のマルチバイプ
リズム２０２を用いる。同図では、互いに直交する１対
の多数のバイプリズムを一体化させた一体型マルチバイ
プリズム２０１，２０２を用いて、大面積のドットパタ
ーンを形成する。
【０００８】図３は、ドットパターンの形成に用いられ
る一体型マルチバイプリズムの作製方法を示す工程断面
図である。まず、図３（ａ）に示すように、窒化薄膜３
０２によるメンブレン構造の窓を持った基板３０３上に
レジスト３０１を塗布形成し、電子ビーム露光により櫛
形電極構造を作製する。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、リフトオフプロセスにより、下層のマルチバイプリ
ズムとなる下層メタルパターン３０４を形成する。メタ
ル材料としては、金やアルミニューム等を用いる。次
に、上層と下層のマルチバイプリズムの絶縁をとるた
め、図３（ｃ）に示すようにＣＶＤ法等でＳｉＯ2や窒
化膜等の層間絶縁膜３０５を形成する。次に、図３
（ｄ）に示すように、上層マルチバイプリズムとなる上
層メタルパターン３０６を前述の下層マルチバイプリズ
ムと同じ方法で作製する。この上層マルチバイプリズム
３０６の櫛形電極の方向は、図４にその平面図を示すよ
うに、下層マルチバイプリズム３０４と９０度配置方向
が異なる。最後に、上層および下層のメタルパターンを
ドライエッチング用のエッチングマスクとして用いて、
窓の基板材料である窒化膜３０２および層間絶縁膜３０
５を一度にエッチングし、図３（ｅ）に示すように窓あ
けを行う。図４における下層マルチバイプリズムの電極
Ａ，Ｂに正、負の電圧を印加し、さらに上層マルチバイ
プリズムの電極Ｃ，Ｄに正、負の電圧を印加することに
より、大面積ドットパターンが形成される。マルチバイ
プリズムの電圧を制御することにより、電子線干渉パタ
ーンのピッチを制御できる。また、上層、下層両方の印
加電圧を独立に制御することにより、縦、横両方のパタ
ーンピッチを制御できる。
る一体型マルチバイプリズムの作製方法を示す工程断面
図である。まず、図３（ａ）に示すように、窒化薄膜３
０２によるメンブレン構造の窓を持った基板３０３上に
レジスト３０１を塗布形成し、電子ビーム露光により櫛
形電極構造を作製する。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、リフトオフプロセスにより、下層のマルチバイプリ
ズムとなる下層メタルパターン３０４を形成する。メタ
ル材料としては、金やアルミニューム等を用いる。次
に、上層と下層のマルチバイプリズムの絶縁をとるた
め、図３（ｃ）に示すようにＣＶＤ法等でＳｉＯ2や窒
化膜等の層間絶縁膜３０５を形成する。次に、図３
（ｄ）に示すように、上層マルチバイプリズムとなる上
層メタルパターン３０６を前述の下層マルチバイプリズ
ムと同じ方法で作製する。この上層マルチバイプリズム
３０６の櫛形電極の方向は、図４にその平面図を示すよ
うに、下層マルチバイプリズム３０４と９０度配置方向
が異なる。最後に、上層および下層のメタルパターンを
ドライエッチング用のエッチングマスクとして用いて、
窓の基板材料である窒化膜３０２および層間絶縁膜３０
５を一度にエッチングし、図３（ｅ）に示すように窓あ
けを行う。図４における下層マルチバイプリズムの電極
Ａ，Ｂに正、負の電圧を印加し、さらに上層マルチバイ
プリズムの電極Ｃ，Ｄに正、負の電圧を印加することに
より、大面積ドットパターンが形成される。マルチバイ
プリズムの電圧を制御することにより、電子線干渉パタ
ーンのピッチを制御できる。また、上層、下層両方の印
加電圧を独立に制御することにより、縦、横両方のパタ
ーンピッチを制御できる。
【０００９】図５は、上記のようにして作製した一体型
マルチバイプリズムを用いたドットパターン描画装置の
構成図である。本装置は、電子源（電子銃）５０１、第
１レンズ５０２、第２レンズ５０４、ブランキング５０
３を有する電子線照射系部と、一体型のマルチバイプリ
ズム５０５と、試料５０６とが順に配置されており、試
料５０６を載置する試料台５０７はステップモータ５０
９により移動可能で、またその試料位置を高精度に制御
するためにレーザ干渉計５０８を備えている。本装置で
は、レジストパターン形成だけでなく、ガス供給ノズル
５１１から供給されるソースガス５１０を用いて、デポ
ジション、エッチング、ドーピングを行うことが可能で
ある。
マルチバイプリズムを用いたドットパターン描画装置の
構成図である。本装置は、電子源（電子銃）５０１、第
１レンズ５０２、第２レンズ５０４、ブランキング５０
３を有する電子線照射系部と、一体型のマルチバイプリ
ズム５０５と、試料５０６とが順に配置されており、試
料５０６を載置する試料台５０７はステップモータ５０
９により移動可能で、またその試料位置を高精度に制御
するためにレーザ干渉計５０８を備えている。本装置で
は、レジストパターン形成だけでなく、ガス供給ノズル
５１１から供給されるソースガス５１０を用いて、デポ
ジション、エッチング、ドーピングを行うことが可能で
ある。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一体化した１対の交差したバイプリズムを用いることに
より、１回の露光で精度よくナノサイズドットパターン
が形成できる。
一体化した１対の交差したバイプリズムを用いることに
より、１回の露光で精度よくナノサイズドットパターン
が形成できる。
【図１】本発明による方法の一例の説明図である。
【図２】本発明の方法に用いられる一体型のマルチバイ
プリズムの構成図である。
プリズムの構成図である。
【図３】一体型マルチバイプリズムの作製方法を示す工
程断面図である。
程断面図である。
【図４】一体型マルチバイプリズムの作製工程における
平面図である。
平面図である。
【図５】本発明によるドットパターン描画装置の一例の
構成図である。
構成図である。
【図６】従来例によるパターン描画装置の一例の構成図
である。
である。
【図７】従来例による電子線ホログラフィ技術を用いた
ナノメータ超微細加工技術の説明図である。
ナノメータ超微細加工技術の説明図である。
１０１ 電子 １０２ レンズ １０３ バイプリズム １０４ レジスト １０５ 基板 ２０１，２０２ マルチバイプリズム ３０１ レジスト ３０２ 窒化薄膜 ３０３ シリコン基板 ３０４ 下層メタルパターン ３０５ 層間絶縁膜 ３０６ 上層メタルパターン ５０１ 電子銃 ５０２ 第１レンズ ５０３ ブランキング ５０４ 第２レンズ ５０５ マルチバイプリズム ５０６ 試料 ５０７ 試料台 ５０８ レーザ干渉計 ５０９ ステップモータ ５１０ ソースガス ５１１ ガス供給ノズル
Claims (4)
- 【請求項１】 干渉性の高い電子ビームを用いた電子線
ホログラフィによるパターン形成方法において、互いに
直交する２本のバイプリズムを一体的に形成した一体型
バイプリズムを用い、かつ前記２本のバイプリズムの電
位を独立に変化させることにより、電子ビーム感光材上
にパターンピッチの制御されたドットパターンを形成す
ることを特徴とする電子線ホログラフィによるナノサイ
ズドットパターン形成方法。 - 【請求項２】 干渉性の高い電子ビームを用いた電子線
ホログラフィによるパターン形成方法において、平行に
配置された複数のバイプリズム２組を互いに直交させて
一体的に形成した一体型マルチバイプリズムを用い、か
つ前記２組のバイプリズムの電位を独立に変化させるこ
とにより、電子ビーム感光材上にパターンピッチの制御
されたドットパターンを形成することを特徴とする電子
線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方
法。 - 【請求項３】 電子線源を有する電子線照射系部と、平
行に配置された複数のバイプリズム２組を互いに直交さ
せて一体的に形成した一体型マルチバイプリズムと、前
記２組のバイプリズム表面に電子ビーム感光材が被覆さ
れた試料とが順に配置され、前記２組のバイプリズムの
電位を独立に制御する電位制御機構と、前記試料を移動
させる試料移動機構と、前記試料の位置を制御する位置
制御機構とを備えてなることを特徴とする電子線ホログ
ラフィによるナノサイズドットパターン描画装置。 - 【請求項４】 試料上に所定のガスを導入するガス導入
システムをさらに備えた請求項３記載の電子線ホログラ
フィによるナノサイズドットパターン描画装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5205570A JP2605592B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置 |
| US08/281,980 US5466548A (en) | 1993-07-29 | 1994-07-29 | Method for producing nanometer order dot pattern by electron holography and drawing apparatus for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5205570A JP2605592B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745511A true JPH0745511A (ja) | 1995-02-14 |
| JP2605592B2 JP2605592B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=16509084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5205570A Expired - Lifetime JP2605592B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | 電子線ホログラフィによるナノサイズドットパターン形成方法および描画装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5466548A (ja) |
| JP (1) | JP2605592B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090556A1 (ja) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Riken | 干渉装置 |
| JP2012525698A (ja) * | 2009-04-29 | 2012-10-22 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 静電偏向器を具備する荷電粒子光学システム |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2605674B2 (ja) * | 1995-02-20 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | 微細パターン形成方法 |
| JP3276816B2 (ja) * | 1995-09-12 | 2002-04-22 | 日本電子株式会社 | 電子線バイプリズム |
| FR2775797B1 (fr) * | 1998-03-04 | 2000-03-31 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de formation de motifs de lithographie utilisant un interferometre |
| US6157039A (en) * | 1998-05-07 | 2000-12-05 | Etec Systems, Inc. | Charged particle beam illumination of blanking aperture array |
| JP2002117800A (ja) | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Jeol Ltd | 電子線バイプリズム装置を備えた電子顕微鏡 |
| US7015469B2 (en) * | 2003-01-09 | 2006-03-21 | Jeol Usa, Inc. | Electron holography method |
| JP4512180B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2010-07-28 | 独立行政法人理化学研究所 | 干渉装置 |
| JP4512183B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | 独立行政法人理化学研究所 | 電子線干渉装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63124513A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | Hitachi Ltd | 半導体構造体の製造方法 |
| JP2651154B2 (ja) * | 1987-09-04 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | 電子線ホログラフィ装置 |
| JPH01232715A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-18 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 半導体構造体の製造方法 |
| JP2776862B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1998-07-16 | 株式会社日立製作所 | 反射電子線ホログラフイー装置 |
| JP3039563B2 (ja) * | 1990-11-29 | 2000-05-08 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡及び走査電子顕微方法 |
| JPH0547337A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-02-26 | Hitachi Ltd | 走査干渉電子顕微鏡 |
-
1993
- 1993-07-29 JP JP5205570A patent/JP2605592B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-29 US US08/281,980 patent/US5466548A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006090556A1 (ja) * | 2005-02-23 | 2006-08-31 | Riken | 干渉装置 |
| JP2006313069A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-11-16 | Institute Of Physical & Chemical Research | 干渉装置 |
| JP4523448B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2010-08-11 | 独立行政法人理化学研究所 | 荷電粒子線装置および干渉装置 |
| JP2012525698A (ja) * | 2009-04-29 | 2012-10-22 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 静電偏向器を具備する荷電粒子光学システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2605592B2 (ja) | 1997-04-30 |
| US5466548A (en) | 1995-11-14 |
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