JPH0777208B2 - Fine pattern formation method - Google Patents

Fine pattern formation method

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JPH0777208B2
JPH0777208B2 JP4146712A JP14671292A JPH0777208B2 JP H0777208 B2 JPH0777208 B2 JP H0777208B2 JP 4146712 A JP4146712 A JP 4146712A JP 14671292 A JP14671292 A JP 14671292A JP H0777208 B2 JPH0777208 B2 JP H0777208B2
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JP
Japan
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electron beam
reaction chamber
substrate
light
pattern
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祥男 小宮
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工業技術院長
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は基板上に微細なパターン
を形成する方法に関し、特に、所要のパターン情報が付
与された電子ビームと基板加熱用光エネルギビームに
え、反応性励起粒子との間での反応効果をも利用し、当
該基板に微細なパターンを形成する方法に関する。
The present invention relates relates to a method of forming a fine pattern on a substrate, in particular, pressurized <br/> example the required electron beam pattern information is given to the substrate heating light energy beam, The present invention also relates to a method of forming a fine pattern on the substrate by utilizing the reaction effect with the reactive excitation particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、基板上に微細パターンを形成する
場合、当該基板上にレジストマスク等を設けることが普
通であったが、このようなマスクを用いることなく、直
接描画により、所望の微細パターンを形成する手法も考
えられてはいた。例えば光化学反応によりガス状分子を
励起して反応性励起粒子とし、基板をこの反応性励起粒
子に曝しながら光パターンを照射する方法がある。これ
に対し、アニールを利用しての微細パターン形成法とし
ては、電子ビーム単独でのアニール法や、光エネルギビ
ーム単独でのアニール法等も提案されてはいる。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a fine pattern is formed on a substrate, a resist mask or the like is usually provided on the substrate. However, a desired fine pattern can be formed by direct drawing without using such a mask. A method of forming a pattern has also been considered. For example, there is a method in which a gaseous molecule is excited by a photochemical reaction to form a reactive excited particle, and a substrate is exposed to the reactive excited particle to irradiate a light pattern. On the other hand, as a fine pattern forming method using annealing, an annealing method using only an electron beam, an annealing method using only a light energy beam, and the like have been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、プラズマ励
起された反応性励起粒子や光化学反応による反応性励起
粒子を利用し、光パターンを照射する方法は、電子ビー
ムによる描画等に比べると多くの場合、微細加工性にお
いて劣っている。また、電子ビーム単独での微細パター
ン形成法(アニール法)も、処理対象基板の結晶性や結
晶の均一性につき、問題が残っている。対してレーザ光
束等の光エネルギビーム単独による場合も、結晶粒界や
不均一性の問題がある。そして、これら電子ビーム単独
または光エネルギビーム単独の場合には、パターン描画
に関する諸パラメータの設定自由度にも制約が多く、パ
ターン描画時の微妙な調整等にも難点がある。本発明は
このような実情に鑑み、微細パターンの直接描画法とし
て、これまでに提案されたことのない新たなる手法を提
示し、微細パターン形成に関する技術の豊富化を計るも
のであり、電子ビームによる微細パターンの直接形成能
力を生かしながら、より広範囲かつ高能率で、あるいは
また、より正確、より細かな制御によって微細パターン
を描ける手法を提案せんとするものである。
However, the method of irradiating a light pattern using reactively excited particles excited by plasma or reactively excited particles by a photochemical reaction is often used in comparison with electron beam drawing or the like. , Inferior in fine workability. Further, the fine pattern forming method (annealing method) using only an electron beam has a problem in terms of crystallinity and crystal uniformity of the substrate to be processed. On the other hand, when the light energy beam such as a laser beam alone is used, there are problems of grain boundaries and non-uniformity. In the case of using the electron beam alone or the light energy beam alone, there are many restrictions on the degree of freedom in setting various parameters relating to pattern writing, and there is a difficulty in fine adjustment at the time of pattern writing. In view of such circumstances, the present invention proposes a new method that has not been proposed so far as a direct drawing method of a fine pattern, and aims to enrich the technology relating to the fine pattern formation. This paper proposes a method that can draw fine patterns with wider range and higher efficiency, or with more precise and finer control, while making use of the ability to directly form fine patterns by.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、反応性励起粒子の存在する雰囲気中で反応室
内に収めた基板に対し、所要のパターン情報を持った電
子ビームを照射すると同時に、光学的手段により基板を
有意に局部加熱し得るエネルギ(強度)を持った光エネ
ルギビームを照射することにより、基板上にあって当
該パターン情報に応じた部分にのみ、電子ビームと反応
性励起粒子及び光エネルギビームとの相乗効果による物
質の変化を生じさせるという、微細パターンの直接形成
手法を提案する。さらに、本発明における望ましい下位
の態様の一つとして、上記の反応性励起粒子は、反応室
から離れたところで発生され、反応室に輸送されてきた
長寿命ラジカルから成ることを特徴とする微細パターン
形成方法も提案する。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to irradiating an electron beam having required pattern information to a substrate contained in a reaction chamber in an atmosphere containing reactively excited particles. At the same time, the substrate is
By significantly be irradiated with the light energy beam having an energy (intensity) capable of local heating, only the portion corresponding to the pattern information be on the substrate, the electron beam reaction
We propose a method for direct formation of fine patterns, in which a material is changed by a synergistic effect of the optically excited particles and the light energy beam . Furthermore, the desirable lower level in the present invention
As one of the embodiments of the above,
Generated away from and transported to the reaction chamber
Fine pattern characterized by consisting of long-lived radicals
A forming method is also proposed.

【0005】[0005]

【実施例】図1には、本発明の一実施例を実施するため
の装置構成例が示されている。図中、中央に示されてい
る電子光学系に関し、上から説明すると、電子を供給す
る電子銃1があり、その下に順次、第1絞り2、アライ
ナ3、第1電磁レンズ4、ブランキング板5、第2絞り
6、第2電磁レンズ7、第3電磁レンズ9が続いてい
る。第3電磁レンズ9の中には二重偏向コイル8a、ス
ティグメータ8bが配置されている。このような装置系
により出射される電子ビームは、第2絞り10を介して
反応室16内に入射する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the apparatus configuration for carrying out one embodiment of the present invention. The electron optical system shown in the center of the figure will be described from above. There is an electron gun 1 for supplying electrons, and a first diaphragm 2, an aligner 3, a first electromagnetic lens 4 and a blanking are provided below the electron gun 1. The plate 5, the second diaphragm 6, the second electromagnetic lens 7, and the third electromagnetic lens 9 are continued. A double deflection coil 8a and a stigmator 8b are arranged in the third electromagnetic lens 9. The electron beam emitted by such an apparatus system enters the reaction chamber 16 through the second diaphragm 10.

【0006】基板12が設置されている反応室16と、
上記した電子ビーム光学系とは所要の真空度が大幅に異
なるので、複数の排気系によって差動排気を行い、電子
ビーム光学系が反応室内に存在する反応性励起粒子によ
り汚染されるのを防止しながら、電子ビーム走査と制御
に必要な真空度を確保する。
A reaction chamber 16 in which the substrate 12 is installed,
Since the required degree of vacuum is significantly different from the electron beam optical system described above, differential evacuation is performed by multiple evacuation systems to prevent the electron beam optical system from being contaminated by the reactive excitation particles present in the reaction chamber. However, the degree of vacuum required for electron beam scanning and control is secured.

【0007】電子ビーム光学系により集束された電子ビ
ーム11は基板12に照射され、所定のパターンが描画
される。基板12は支持台13の上に設置され、この支
持台13はまた、必要に応じて低温加熱等、基板温度の
制御が可能なように構成される。支持台13はX−Y移
動機構14,15の上に設置されており、通常の電子ビ
ーム描画装置と同程度の精密位置合わせと精密移動がで
きる。反応室16内の各種の材料は、後述する反応性励
起粒子で腐食されない材料で構成される。
The substrate 12 is irradiated with the electron beam 11 focused by the electron beam optical system, and a predetermined pattern is drawn. The substrate 12 is installed on a support table 13, and the support table 13 is also configured so that the substrate temperature can be controlled by heating at a low temperature or the like as required. The support base 13 is installed on the X-Y moving mechanisms 14 and 15, and can perform the precision alignment and precision movement similar to those of a normal electron beam drawing apparatus. Various materials in the reaction chamber 16 are composed of materials that are not corroded by the reactive excitation particles described later.

【0008】図示実施例では、電子ビーム光学系はそれ
ぞれの排気口17,18,19により上記の差動排気が
行われ、反応室16は排気口20によって排気される。
反応室16内の圧力は、上記の排気口19,20等から
の排気能力によって決められる。
In the illustrated embodiment, the electron beam optical system performs the above-described differential evacuation through the respective exhaust ports 17, 18 and 19, and the reaction chamber 16 is exhausted through the exhaust port 20.
The pressure in the reaction chamber 16 is determined by the exhaust capacity from the exhaust ports 19 and 20.

【0009】一方、反応性励起粒子の中で一つの重要な
要素である電界励起されたプラズマは、輸送管21を通
して導入される。輸送管21の前には、マグネトロン発
振によって発生された24.5GHzのマイクロ波が導
波管22aに導入され、導波管22aの一部に石英管反
応部23が挿入されている。導波管22aの終端は整合
器22bによってインピーダンス整合が取られている。
導入管23aを介し、CF4 +O2 ガスを0.1Tor
r程度の圧力で導入すると、発生したプラズマは電力の
増大に対しても殆ど広がらず、安定な状態となり、ガス
流量の変化に対しても整合条件は崩れない。そこで、プ
ラズマの輸送管21をテフロンコートしておけば、放電
部で生じた活性種は約1m離れた反応室16内にも余り
減衰することなく導入でき、換言すれば、そのようなプ
ラズマにおいて特に長寿命ラジカルを反応室16内に導
入できる。
On the other hand, the electric field-excited plasma, which is one important element among the reactive excitation particles, is introduced through the transport tube 21. In front of the transport tube 21, a microwave of 24.5 GHz generated by magnetron oscillation is introduced into the waveguide 22a, and the quartz tube reaction part 23 is inserted in a part of the waveguide 22a. The end of the waveguide 22a is impedance-matched by a matching device 22b.
CF 4 + O 2 gas is supplied at 0.1 Torr through the introduction pipe 23a.
When the plasma is introduced at a pressure of about r, the generated plasma hardly spreads even when the electric power is increased, becomes a stable state, and the matching condition does not collapse even when the gas flow rate changes. Therefore, if the plasma transport tube 21 is coated with Teflon, the active species generated in the discharge part can be introduced into the reaction chamber 16 at a distance of about 1 m without being significantly attenuated. In other words, in such plasma. Particularly, long-lived radicals can be introduced into the reaction chamber 16.

【0010】このような2.45GHzのマイクロ波励
起の長寿命ラジカルによるプラズマエッチ法それ自体に
ついてならば、従来からも報告がある。すなわち、この
方法によれば、多結晶シリコン,Si34 ,SiO
2 ,Nb,W,Mo,フォトレジスト等の各種薄膜をエ
ッチ可能である。その条件は、CF4 の圧力を0.12
Torr程度としたとき、Pr=Po2/PCF4 が0〜4
程度までである。この励起法によるプラズマエッチの利
点は、反応室16内において放電用の電極を必要としな
いことである。また、同様のプラズマ励起法において導
入ガスとしてO2かN2 を用いれば、条件により、プラ
ズマ活性化された酸素または窒素によるプラズマ酸化ま
たはプラズマ窒化も可能となる。
There have been reports from the past regarding the plasma etching method itself using such long-lived radicals excited by microwaves at 2.45 GHz. That is, according to this method, polycrystalline silicon, Si 3 N 4 , SiO
Various thin films such as 2 , Nb, W, Mo and photoresist can be etched. The condition is that the pressure of CF 4 is 0.12.
When it is set to about Torr, Pr = P o2 / P CF4 is 0 to 4
To the extent. The advantage of plasma etching by this excitation method is that no electrode for discharge is required in the reaction chamber 16. Further, if O 2 or N 2 is used as the introduction gas in the same plasma excitation method, plasma oxidation or plasma nitridation by plasma-activated oxygen or nitrogen can be performed depending on the conditions.

【0011】以上の説明においては、反応室16内にお
ける反応性励起粒子は、既述した通り、約1m離れたと
ころで発生させても余り減衰することなく当該反応室1
6内に至り得る、プラズマ励起されたいわゆる長寿命ラ
ジカルである。しかし、反応室16内に反応性励起粒子
を形成できる手段は上述の励起法に限らない。最近で
は、赤外光、可視光、紫外線やdeepUV(遠紫外
線)光等の光励起反応による反応性ガス粒子の報告も数
多くある。また、場合によっては、上述のdeepUV
光からさらにX線に至る短波長の電磁光波によっても、
電磁光波化学反応により、気相粒子の励起は行える。光
化学反応プロセスとしては、例えば、SiはCl2 やB
2 のガスを4880Åや2570Åのレーザ光で光励
起することにより、ドライエッチし得ることが知られて
いる。また、GaAsやInPについても、CH3 Br
のガスのdeepUV励起光による反応でエッチ可能で
ある。本発明は、先に述べたように、また本実施例に関
して後述のように、光ビームと電子ビームとの反応効果
による物質の変化により、基板上に所定の微細パターン
を形成する点に主眼があるが、さらにその下位の一実施
態様としてこの実施例で提案する、電磁光波光化学反応
による反応性ガス粒子の効果をも取り入れた電子ビーム
描画によるパターン形成法は、上述した各種反応の報告
の知見に基づいている。
In the above description, the reactive excitation particles in the reaction chamber 16 are not attenuated so much even if they are generated at a distance of about 1 m, as described above.
6 is a plasma-excited so-called long-lived radical that can reach within 6. However, the means for forming the reactive excitation particles in the reaction chamber 16 is not limited to the above-mentioned excitation method. Recently, there have been many reports of reactive gas particles caused by photoexcitation reactions such as infrared light, visible light, ultraviolet light, and deep UV (deep ultraviolet) light. In some cases, the deepUV described above is used.
Even with electromagnetic light waves of short wavelength from light to X-rays,
Excitation of gas phase particles can be performed by an electromagnetic light wave chemical reaction. As the photochemical reaction process, for example, Si is Cl 2 or B.
It is known that dry etching can be performed by optically exciting the gas of r 2 with a laser beam of 4880Å or 2570Å. Also, for GaAs and InP, CH 3 Br
Etching is possible by reaction of deep UV excitation light of the above gas. As described above and as will be described later with respect to the present embodiment, the present invention mainly focuses on forming a predetermined fine pattern on the substrate by the change of the substance due to the reaction effect of the light beam and the electron beam. However, the pattern formation method by electron beam drawing, which is also proposed in this embodiment as one of its subordinate embodiments and which also incorporates the effect of the reactive gas particles by the electromagnetic light wave photochemical reaction, is a finding of the reports of various reactions described above. Is based on.

【0012】さて、図1の装置構成中、光ビーム24は
走査可能な光化学反応励起用の光束である。光源(図示
せず)より発せられた光束24Lを時間的にスイッチす
るため、または空間的に光束の方向、位置等を変化させ
るため、光束制御系25を設ける。光束制御系25を出
射した光束24Mは、反射鏡26と27、光束透過用窓
28を介して反応室16内に導入され、当該反応室16
内に設けてある平面または凹面反射鏡29を経て試料
(基板12)に到達する光束24aとなる。励起される
べき光化学反応用のガスは、ガス源31,32よりバル
ブ30を経て反応室16内に導入される。導入された光
化学反応用ガスは、光束24にあって反応室内の部分2
4bに示されるような光の通過空間で、減圧雰囲気の
下、光化学励起を受ける。さらに、試料面近傍や試料に
直接照射される光束24aは、当該光化学反応に対して
より強力に作用する。特に試料面に直接照射されると、
試料面の光照射による局部加熱効果や活性化効果、電子
−正孔励起効果等が加味されるから、多要素の反応機構
が付加されることになる。もちろんこの光束24aは、
本発明に従い、試料(基板)に対してアニール効果を持
つ程に強度の高い光束とする。
Now, in the apparatus configuration of FIG. 1, the light beam 24 is a scannable light beam for exciting a photochemical reaction. A light flux control system 25 is provided for temporally switching the light flux 24L emitted from a light source (not shown) or for spatially changing the direction, position, etc. of the light flux. The light flux 24M emitted from the light flux control system 25 is introduced into the reaction chamber 16 through the reflection mirrors 26 and 27 and the light flux transmission window 28, and the reaction chamber 16
It becomes a light beam 24a that reaches the sample (substrate 12) through a flat or concave reflecting mirror 29 provided inside. The gas for photochemical reaction to be excited is introduced into the reaction chamber 16 from the gas sources 31 and 32 through the valve 30. The introduced photochemical reaction gas is in the light beam 24 and is in the portion 2 in the reaction chamber.
In the light passing space as shown in 4b, it is subjected to photochemical excitation under a reduced pressure atmosphere. Further, the light flux 24a directly irradiated to the vicinity of the sample surface or the sample acts more strongly on the photochemical reaction. Especially when the sample surface is directly irradiated,
Since the local heating effect, the activation effect, the electron-hole excitation effect, and the like due to the light irradiation on the sample surface are taken into consideration, a multi-element reaction mechanism is added. Of course, this luminous flux 24a is
According to the present invention, the luminous flux is so high as to have an annealing effect on the sample (substrate).

【0013】局部加熱、アニール効果については電子ビ
ームにも認められる。電子ビームのスポットサイズ等の
集束条件や走査条件等の関連パラメータを適当なるよう
選択し、基板部の熱的応答時間より速い状態でx方向の
スキャンを重ねて単位面積当たりのビームエネルギ密度
を所望の値に向上させ、加熱または溶融部分をスキャン
幅と直交するy方向に僅かづつ動かす等すれば良い。
The effect of local heating and annealing is also observed in the electron beam. Select the relevant parameters such as the focusing condition and scanning condition such as the spot size of the electron beam as appropriate, and repeat the scan in the x direction at a speed faster than the thermal response time of the substrate to obtain the beam energy density per unit area. The value may be increased to a value of, and the heating or melting portion may be moved little by little in the y direction orthogonal to the scan width.

【0014】さらに、光ビームについても、導入される
一本または複数本の光ビームの少なくとも一つを本発明
に従い基板を有意に局部加熱できるエネルギを持つ光エ
ネルギビームとすると(もちろん、光エネルギビームを
のみ照射する場合も含む)、電子ビームによるアニール
と光エネルギビームによるアニールとを基板の同一場所
に重畳させることができ、このようにすれば、電子ビー
ムだけによるアニールとするにはエネルギ密度に不足が
あるような場合にも、それを光エネルギビームにより、
所望の配分比に従って補う等、新たなプロセス形態に従
うアニール法を提供できる。
Further, regarding the light beam, at least one of the introduced one or a plurality of light beams is used in the present invention.
Therefore, if the substrate is a light energy beam having energy that can significantly locally heat the substrate (of course,
(Including the case of irradiating only) , the annealing by electron beam and the annealing by light energy beam can be superposed at the same place on the substrate. In this way, the energy density is insufficient for annealing by electron beam only. Even if there is, there is a light energy beam
It is possible to provide an annealing method according to a new process form such as compensation according to a desired distribution ratio.

【0015】さらに、従来技術におけるように、電子ビ
ーム単独または光エネルギビーム単独であった場合に
は、パターン描画に関する諸パラメータの設定自由度に
も制約が多く、パターン描画時の微妙な調整等にも難点
があったのに対し、本発明によると、より細かな制御が
可能となる。
Further, as in the prior art, when the electron beam or the light energy beam is used alone, there are many restrictions on the degree of freedom in setting various parameters relating to pattern writing, and for fine adjustment during pattern writing. However, according to the present invention, finer control becomes possible.

【0016】これに加え、本発明ではまた、長寿命プラ
ズマラジカルか、または電磁光励起反応による反応性励
起粒子を基板近傍に導入し、基板上にあって所望のパタ
ーン情報に応じた部分にのみ、電子ビームまたは光エネ
ルギビームとこの反応性励起粒子との反応効果による物
質の変化をも利用するので、パターン化の結果は、反応
性励起粒子の性質によって様々で、エッチパターン、プ
ラズマ酸化領域パターン、微細デポジションパターン等
を得ることができる。
In addition to this , the present invention also introduces long-lived plasma radicals or reactive excitation particles by an electromagnetic light excitation reaction into the vicinity of the substrate, and only in a portion on the substrate corresponding to desired pattern information, Since the change in the substance due to the reaction effect between the electron beam or the light energy beam and the reactive excitation particles is also used, the patterning result varies depending on the nature of the reactive excitation particles, and the etching pattern, the plasma oxidation region pattern, A fine deposition pattern or the like can be obtained.

【0017】光束24を走査可能にして、試料面で光照
射の均一性、制御性を増すこともできる。機械的にはミ
ラー26,27,29を微小移動機構で駆動しても良
い。より高速に行うには、電子的光スイッチとか光路変
更デバイスを光束制御系25中に設ければ良い。また、
幾つかの偏光による光スイッチやハーフミラー、マイク
ロレンズアレイ、光ファイバ等を用いれば、複数本の光
束の同時、並列処理が行える。これにより、複数本の光
束のそれぞれ独自の時間的断続、空間的な配置が可能に
なる。図示されている光束制御系25、ミラー26,2
7,29等の光学系は、あくまで一つの例である。この
他にもいろいろな光束群制御手法があることは、公知既
存の技術からして明らかである。
It is also possible to make the light beam 24 scannable to increase the uniformity and controllability of light irradiation on the sample surface. Mechanically, the mirrors 26, 27, 29 may be driven by a minute moving mechanism. For higher speed operation, an electronic optical switch or an optical path changing device may be provided in the light flux control system 25. Also,
By using an optical switch with several polarizations, a half mirror, a microlens array, an optical fiber, etc., it is possible to process a plurality of light beams simultaneously and in parallel. As a result, each of a plurality of light fluxes can be independently timed and spatially arranged. Illustrated light flux control system 25, mirrors 26, 2
The optical system such as 7, 29 is just an example. It is apparent from known publicly known techniques that there are various light flux group control methods other than the above.

【0018】図示のような電子ビームパターン描画系と
類似の構成に、別途、複数の光束透過用窓を開け、各光
束透過用窓に複数の光束群を空間的、時間的に断続させ
て入射させることもできる。光束は、真空中と大気中と
でその制御に差異がないという利点があるので、上記の
各種光束群の制御系を反応室16内に持ち込むことも可
能である。ただし、一本であろうと複数本であろうと、
反応室内の基板近傍の斜め上方よりそうした光束を入射
させることが良い。また、反応室内に光束制御系を設け
る場合には、当該制御系が反応性励起粒子によって損傷
を受けないように、石英板、テフロンコート等の素材に
より、それら制御系を保護する収容容器を備える必要が
ある。
A plurality of light beam transmitting windows are separately provided in a structure similar to the electron beam pattern drawing system as shown in the figure, and a plurality of light beam groups are spatially and temporally intermittently incident on each light beam transmitting window. You can also let it. Since there is an advantage in that there is no difference in the control of the light flux between the vacuum and the atmosphere, it is possible to bring the control system of the various light flux groups described above into the reaction chamber 16. However, whether it is one or more,
It is preferable to make such a light beam enter obliquely from above the substrate in the reaction chamber. When a light flux control system is provided in the reaction chamber, a container for protecting the control system with a material such as a quartz plate or Teflon coat is provided so that the control system is not damaged by the reactive excitation particles. There is a need.

【0019】以上のように、本発明に従えば、まずもっ
電子ビームと光エネルギビームとの相乗効果によるパ
ターンアニールという新たなる手法を提供できる。
[0019] As described above, in accordance with the present invention, Mazumo'
It is possible to provide a new method called pattern annealing by the synergistic effect of the electron beam and the light energy beam.

【0020】さらに、反応性励起粒子を含む雰囲気によ
る作用をも利用できるので、マイクロ波プラズマ励起に
よる長寿命ラジカルでのプラズマ処理や、光化学反応性
励起粒子によるフォトケミカル処理、さらにそれら二種
の反応性励起粒子の存在の下でのプロセスをも併せて組
込みながら所定のパターン情報に応じた所望のパターン
を直接プロセスで形成することができる。
Furthermore, it is possible to utilize also the effect of an atmosphere containing reactivity excitation particles, or plasma treatment of long life radicals by microwave plasma excitation, photo-chemical treatment by photochemical reactive excited particles, further reaction thereof two It is possible to directly form a desired pattern in accordance with predetermined pattern information while incorporating the process in the presence of the sex-excited particles.

【0021】また、酸素の長寿命ラジカル等の反応性励
起粒子による酸化プロセスに関して言えば、酸化層の深
さの制御とパターン化や、酸化後におけるパターンビー
ムアニールによる膜質の改質とそのパターン化にも有効
である。
Regarding the oxidation process using reactively excited particles such as long-lived radicals of oxygen, the depth of the oxide layer is controlled and patterned, and the film quality is modified and patterned by pattern beam annealing after oxidation. It is also effective.

【0022】なお、本発明における電子ビームとは、こ
の種の技術分野で定義されている通り、電子光学工学技
術に基づき、公知既存の電子ビーム加速系ないし減速
系、電子ビーム集束・走行系、電子ビーム偏向系ないし
電子ビーム光学系により、操作または制御可能な文字通
りの電子ビームを指す。したがって、図1には通常の走
査型電子ビーム制御系に類似の装置系が示されている
が、可変成形ビーム描画系等、公知既存の他の電子ビー
ム描画系や、適当な条件設定の下であれば公知の電子ビ
ーム転写系等と類似の電子ビーム集束制御系を持つ装置
であっても良い。
The electron beam in the present invention is, as defined in the technical field of this kind, based on electron optical engineering technology, a known existing electron beam acceleration system or deceleration system, electron beam focusing / traveling system, A literal electron beam that can be manipulated or controlled by an electron beam deflection system or an electron beam optical system. Therefore, although an apparatus system similar to a normal scanning electron beam control system is shown in FIG. 1, other known existing electron beam drawing systems such as a variable shaped beam drawing system and an appropriate condition setting are used. Any device having an electron beam focusing control system similar to a known electron beam transfer system or the like may be used.

【0023】また、このような電子ビームを制御、駆動
する電子ビーム光学集束系においては、関連する諸パラ
メータを可変制御または変更制御することにより、電子
ビームのエネルギや当該ビーム束の空間分布等に関し、
適当なるパラメータを選択することができ、本発明の適
用用途であるレジストレスパターン直接形成技術に対
し、ある程度の範囲で設計自由度を与えることができ
る。
Further, in such an electron beam optical focusing system for controlling and driving the electron beam, the related parameters are variably controlled or changed to control the energy of the electron beam and the spatial distribution of the beam bundle. ,
Appropriate parameters can be selected, and the degree of freedom in design can be given to a certain extent to the resistless pattern direct formation technique which is an application of the present invention.

【0024】一方、光化学励起用ビームとしては、遠紫
外域から赤外域にある各種レーザ光を利用することがで
きる。また、描画モードとしては、例えば1フレーム内
は電子ビームの走査または転写を行い、1フレームの終
了後、ステップアンドリピートで繰返しを行う。これに
対し、従来からも、荷電粒子または光ビームによるリソ
グラフィ等、各種ビームによるパターン描画技術とし
て、基板が設置されている移動台を精密移動させること
で、言わば筆書きの要領で基板上に所要のパターンを形
成する技術があるが、こうした周知慣用技術もまた、本
発明に適用可能である。
On the other hand, as the photochemical excitation beam, various laser beams in the far ultraviolet region to the infrared region can be used. As the drawing mode, for example, scanning or transfer of an electron beam is performed within one frame, and after one frame is completed, the step and repeat is repeated. On the other hand, conventionally, as a pattern drawing technique using various beams such as lithography using charged particles or a light beam, by precisely moving the moving table on which the substrate is installed, it is necessary to write on the substrate in the manner of writing with a brush. Although there is a technique for forming a pattern, the well-known conventional technique is also applicable to the present invention.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、雰囲気を制御された反
応室内で基板に対するレジストレス直接プロセスによ
り、新しい機構に基づくパターンアニールが可能とな
り、これに加えて反応性励起粒子との反応効果をも加味
した微細パターン形成が可能となるので、今後進展が予
想される、微細パターン直接パターン形成プロセスの一
環として有利に利用することができる。当然これは、各
種電子デバイス、集積回路の製造能率、性能の向上に寄
与する。
According to the present invention, a controlled atmosphere is used.
The resistless direct process for the substrate in the chamber enables pattern annealing based on a new mechanism.
In addition to this, the reaction effect with reactive excitation particles is also added
And fine pattern formation can and Do Runode are expected future progress, it can be advantageously utilized as part of a fine pattern directly patterning process. Naturally, this contributes to improvement in manufacturing efficiency and performance of various electronic devices and integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の微細パターン形成方法の一実施例を実
施するために使用し得る装置構成の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus configuration that can be used for carrying out an embodiment of a fine pattern forming method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃, 11 電子ビーム, 12 基板, 13 支持台, 14,15 X−Y移動機構, 16 反応室, 17,18,19 排気口, 20 排気口, 21 プラズマ輸送管, 22a マイクロ波導波管, 23 石英反応管, 24 光ビーム, 25 光束制御系, 26,27 反射鏡, 28 透過窓, 29 反射鏡, 31 ガス源, 32 ガス源. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 electron gun, 11 electron beam, 12 substrate, 13 support stand, 14, 15 XY movement mechanism, 16 reaction chamber, 17, 18, 19 exhaust port, 20 exhaust port, 21 plasma transport tube, 22a microwave waveguide , 23 quartz reaction tube, 24 light beam, 25 light flux control system, 26, 27 reflecting mirror, 28 transmission window, 29 reflecting mirror, 31 gas source, 32 gas source.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応室に対し、差動排気の可能な関係で
電子ビームの集束光学系を配置し; 上記反応室内に反応性励起粒子を含む雰囲気中で、該反
応室内に収められている基板に対し、上記電子ビーム集
束光学系から予め所定のパターン情報の付与された電子
ビームを照射すると同時に該基板を局部加熱する光エネ
ルギビームを照射し; 該パターン情報の付与された電子ビームと上記反応性励
起粒子及び上記光エネルギビームの相乗効果による物質
の変化により、上記基板に所定の微細パターンを形成す
ること; を特徴とする微細パターン形成方法。
1. A reaction chamber capable of differential evacuation.
An electron beam focusing optical system is arranged; in the atmosphere containing the reactive excitation particles in the reaction chamber,
The electron beam collection is performed on the substrate stored in the reaction chamber.
Electrons to which predetermined pattern information is added in advance from the bundle optical system
Optical energy that locally heats the substrate while irradiating the beam
Irradiating the electron beam with the pattern information and the reactivity excitation
Substances produced by the synergistic effect of particles and the light energy beam
Changes the pattern to form a predetermined fine pattern on the substrate.
Fine pattern forming method comprising; Rukoto.
【請求項2】 請求項1記載の微細パターン形成方法で
あって; 上記反応性励起粒子は、上記反応室から離れたところで
発生され、該反応室に輸送されてきた長寿命ラジカルか
ら成ること; を特徴とする微細パターン形成方法。
2. The method for forming a fine pattern according to claim 1.
There; the reactive excited particles, at a distance from the reaction chamber
Is it a long-lived radical that is generated and transported to the reaction chamber?
Fine pattern forming method of the said; be comprised et.
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