JPH0760261B2 - 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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- JPH0760261B2 JPH0760261B2 JP15885490A JP15885490A JPH0760261B2 JP H0760261 B2 JPH0760261 B2 JP H0760261B2 JP 15885490 A JP15885490 A JP 15885490A JP 15885490 A JP15885490 A JP 15885490A JP H0760261 B2 JPH0760261 B2 JP H0760261B2
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- H01J2237/31752—Lithography using particular beams or near-field effects, e.g. STM-like techniques
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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。
半導体チツプの密度の著しい増加をもたらすために、チ
ツ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、10Å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。
ツ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、10Å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.Tech.）B4、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 the scanning tunnelin
g microscope）」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1000Å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。Appl.Phys.Left.4
6、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・リソグラフイ（Nnometer lithogra
phy with the scanning microscope）」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160Åの波長を持つ周期的構造体を生
む。
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.Tech.）B4、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 the scanning tunnelin
g microscope）」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1000Å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。Appl.Phys.Left.4
6、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・リソグラフイ（Nnometer lithogra
phy with the scanning microscope）」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160Å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
電子リソグラフイによつ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
フイである。しかし真空（Vacuum）Vol.31、No.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 election emission from sandw
ich cahtodes）」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、トンネル
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、ト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。
電子リソグラフイによつ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
フイである。しかし真空（Vacuum）Vol.31、No.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 election emission from sandw
ich cahtodes）」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、トンネル
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、ト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。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。
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。
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。
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。
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・ビツ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STM技術
の使用及びデータ・ビツトの状態を感知又は変化させる
STM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。
記憶装置にデータ・ビツ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STM技術
の使用及びデータ・ビツトの状態を感知又は変化させる
STM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アス状態）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。走査型トンネル顕微鏡（STM）の電極放射トン
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、結晶化部分によつ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。アモルフア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。走査型トンネル顕微鏡（STM）の電極放射トン
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、結晶化部分によつ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。アモルフア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。被膜10
はできればGeTe又はα−Si又は他の半導体の材料の被膜
が好ましく、約200Åないし約2000Åの膜厚で結晶状態
及びアモルフア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12を、被膜10の表面から2nm
以下のトンネル距離内に置く。
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−Si又は他の半導体の材料の被膜
が好ましく、約200Åないし約2000Åの膜厚で結晶状態
及びアモルフア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12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ｚ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4668865号に記
述されているものを本明細書では参考とする。
でｚ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4668865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DCバイアス電圧をかけ、約
0.7Vに保つ。被膜11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つてリソグラフイ・マスク
を作る。
探針12と基板11の間に小さなDCバイアス電圧をかけ、約
0.7Vに保つ。被膜11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つてリソグラフイ・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
アス状態にある。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5Vないし50V及
び200−500nsec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図参照）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膜10を加熱
する。
アス状態にある。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5Vないし50V及
び200−500nsec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図参照）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膜10を加熱
する。
連続する電圧パルスａ、ｂ、ｃによつて生じる局部的な
温度（例えば約400℃）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）Vol.41、No.5、
pp.2196〜2212（1970年）の「アモルフアス対結晶GeTe
被膜（Amorphous vs.Crystalline GeTe Films）」で
は、GeTe被膜の結晶部分の導電性は、アモルフアス部分
よりも６桁程高いことを確認している。STMの探針12の
使用によつて、50Å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アス部分の除去を必要と
せず、マスク15を使用できる。
温度（例えば約400℃）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）Vol.41、No.5、
pp.2196〜2212（1970年）の「アモルフアス対結晶GeTe
被膜（Amorphous vs.Crystalline GeTe Films）」で
は、GeTe被膜の結晶部分の導電性は、アモルフアス部分
よりも６桁程高いことを確認している。STMの探針12の
使用によつて、50Å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ア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、例えばウエーハ上
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。
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´、ｂ
´、ｃ´）を被膜16と向い合うように、被膜16から約20
ないし100Åはなしてマスク15を設定する。
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´、ｂ
´、ｃ´）を被膜16と向い合うように、被膜16から約20
ないし100Å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18p、18q及び18rは、マスク
ホルダ19上のSTM型探針19p、19q及び19r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に付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。
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18p、18q及び18rは、マスク
ホルダ19上のSTM型探針19p、19q及び19r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に付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。
電流感知器18pは、探針19pで感知したトンネル電流をフ
イードバツク論理20pに送る。論理20pは感知した電流を
基準電流Iref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
御装置21pは、例えばデジタル・インストルメンツ（Dig
ital 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ツパー・モータ及び圧電素子か
らなる。同様のフイードバック論理20q、20r及び制御装
置21q、21rも電流感知器18q、18rと関連して、同様に動
作する。
イードバツク論理20pに送る。論理20pは感知した電流を
基準電流Iref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
御装置21pは、例えばデジタル・インストルメンツ（Dig
ital 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ツパー・モータ及び圧電素子か
らなる。同様のフイードバック論理20q、20r及び制御装
置21q、21rも電流感知器18q、18r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
よつて感知され、関連するフイードバツク論理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。
よつて感知され、関連するフイードバツク論理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トンネル距離の
調整は、傾きに対する調整を可能にする。電流感知器1
8、フイードバツク論理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16から約20
ないし100Å以内の位置に持つ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トンネル距離の
調整は、傾きに対する調整を可能にする。電流感知器1
8、フイードバツク論理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16から約20
ないし100Å以内の位置に持つていくためにも使用でき
る。
マスク15を被膜16から100Å以内の位置に保持し、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のパター
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。
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のパター
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、アモルフアス材
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つて除去し、ウエーハにパ
ターンを与えてもよい。
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、アモルフアス材
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つて除去し、ウエーハにパ
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。例えば、マスク被膜
10がGeTeならば、被膜16はInSbとする。本発明の重要な
特徴に従うと、被膜16における電流は結晶部分とアモル
フアス部分の変化に伴い、アモルフアスと結晶の材料間
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。
しめるために別のものが好ましい。例えば、マスク被膜
10がGeTeならば、被膜16はInSbとする。本発明の重要な
特徴に従うと、被膜16における電流は結晶部分とアモル
フアス部分の変化に伴い、アモルフアスと結晶の材料間
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15に好
ましく流れることによつて、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16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15に好
ましく流れることによつて、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16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100Å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。そしてレジストは、エ
ツチング、剥離その他の従来技術によつて被膜をパター
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100Å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。そしてレジストは、エ
ツチング、剥離その他の従来技術によつて被膜をパター
ニングするために使用される。
また、望まれるならば、アモルフア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
グによつて除去することができる。これによつて、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
グによつて除去することができる。これによつて、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18p、18q、18rを
容量感知器に替え、探針19p、19q、19r及び被膜16間の
静電容量を感知してもよい。そして、フイードバツク論
理20p、20q、20rをIrefではなく容量電圧基準を受け取
るように変える。
容量感知器に替え、探針19p、19q、19r及び被膜16間の
静電容量を感知してもよい。そして、フイードバツク論
理20p、20q、20rをIrefではなく容量電圧基準を受け取
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。もし被膜が平坦でなく、また被膜がすでにいくつか
の工程にかけられて表面がある形状パターンを有してい
た場合は、正確にその表面形状を再現するマスクを作る
べきである。例えば、STMを用いて導電性結晶領域を作
り、不用なアモルフアス領域を除去し、アモルフアスGe
Teの薄膜を付着させ、導電領域を作る等の複数工程によ
つて、複雑な三次元マスクを製造できる。パターニング
する被膜の表面の凹凸が極端な時には、平坦化技術を使
用することができる。写真光学機器工学社協会（Societ
y of Photo−Optical Instrumentation Engineer
s）誌Vol.680、pp.141〜149（1987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。
グされる被膜は、被膜10のように平坦であると仮定す
る。もし被膜が平坦でなく、また被膜がすでにいくつか
の工程にかけられて表面がある形状パターンを有してい
た場合は、正確にその表面形状を再現するマスクを作る
べきである。例えば、STMを用いて導電性結晶領域を作
り、不用なアモルフアス領域を除去し、アモルフアスGe
Teの薄膜を付着させ、導電領域を作る等の複数工程によ
つて、複雑な三次元マスクを製造できる。パターニング
する被膜の表面の凹凸が極端な時には、平坦化技術を使
用することができる。写真光学機器工学社協会（Societ
y of Photo−Optical Instrumentation Engineer
s）誌Vol.680、pp.141〜149（1987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。
また、半導体基板のような本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。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。
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。
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形式
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ける電圧対時間のプロツト図、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、12
p、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、19……マスクホル
ダ、20……フイードバツク論理、21……制御装置。
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ける電圧対時間のプロツト図、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、12
p、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、19……マスクホル
ダ、20……フイードバツク論理、21……制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・スチユアート・フオスター アメリカ合衆国カリフオルニア州モーガ ン・ヒル、オーク・レーン3461番地 (72)発明者 ジユーン・エリザベス・フローマー アメリカ合衆国カリフオルニア州モーガ ン・ヒル、キヤストル・ヒル・ドライブ 18610番地 (72)発明者 ジヨン・アサオ・カリイ・イワタ アメリカ合衆国カリフオルニア州ロス・ガ トス、２カールトン・アヴエニユー123番 地
Claims (3)
- 【請求項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、 （ｂ） 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。 - 【請求項２】（ａ） 第１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。 - 【請求項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ソリグラ
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 JPH0341449A (ja) | 1991-02-21 |
| JPH0760261B2 true 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) |
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| 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 |
| JPH0341449A (ja) | 1991-02-21 |
| EP0404742B1 (en) | 1995-08-02 |
| DE69021284T2 (de) | 1996-04-18 |
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