KR20010021504A - 구조물을 운반하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패터닝될 층에 구조물을 운반하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 베이스 엘리먼트(3) 및 베이스 엘리먼트(3)로부터 돌출하는 적어도 하나의 방사선-도전 구조물(12)이 제공되고, 이러한 구조물은 방사선을 베이스 엘리먼트(3)로부터 반향하는 출사 개구(8)로 인도하고, 구조물의 형상은 운반될 구조물의 형상과 일치한다.

Description

구조물을 운반하는 장치 {DEVICE FOR TRANSFERRING STRUCTURES}

언급된 분야에서, 크기의 최소화가 가장 중요하다. 더 높은 저장 밀도를 얻기 위해, 메모리 소자의 경우 주로 크기 감소에 중점을 두어왔다. 이러한 메모리를 제조하는 동안, 원하는 구조물을 이미징하기 위해 포토리소그래피 노출이 매우 중요하다. 특히, 0.25㎛ 이하의 구조물 폭을 이루기 위해, 통상적인 노출 방법의 분해능이 상당히 개선되어야만 한다.

종래기술에 따르면(예를 들어 "Silicon processing for the VLSI Era Volume 1-Process Technology", S. Wolf, R. N. Tauner, Lattice Press, Sunset Beach, California, USA 참조), 투영 마스트가 예를 들면, 0.35㎛ 폭을 가진 구조물을 제조하는데 사용되고, 상기 투영 마스크는 스텝퍼에 의해 5 내지 10배 정도 크기가 감소된 이후에 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼로 운반된다. 이 경우 분해능은 파동광학에 의한 한계로 제한된다. 회절 현상과 분해능에 대한 아베(Abbe) 기준이 여기서 언급된다. 통상적인 광학 리소그래피에서, 노출에 사용되는 광의 파장보다 작은 크기를 가진 구조물을 제조하는 것은 불가능하다.

분해능을 개선시키고 0.25㎛ 이하의 폭을 가진 구조물을 구현하기 위해, 원리적으로 두 해결 방안이 제안되었다. 그중 하나로, 더 짧은 파장의 광이 분해능을 개선시키기 위해 사용되는 것이다. 언급된 예는 248, 195 또는 157nm의 파장을 가진 엑시머 레이저를 사용하는 것이다(예를 들어 "Nanolithography and its prospects as a manufaturing technology", R,F.W. Pease, J. Vac. Sci. Technol. B10(1) 1992, 278-284 참조). 이러한 해결방안은 장치(특정 광학장치를 가진 엑시머 레이저)에 대해 상당한 비용을 필요로하고 고가이다. 더욱이, 사용된 파장에 대해 높은 감도를 가진 특정 포토레지스트를 사용하는 것이 필요하다.

이러한 방안을 개선시키기 위한 추가의 대응책은 다른 두께를 가진 매체를 투과 또는 부분적으로 흡수하는 경로 동안 광의 위상 회전의 목표하는 조합을 통해 위상 시프트를 야기하는 위상 마스크의 사용이다. 위상 시프트에 의한 보강 및 상쇄 간섭은 개선된 분해능을 가진 이미징을 가능케 한다.

하지만, 이러한 위상 마스크의 제조는 마스크의 기초 설계를 위해, 매우 높은 계산상 비용을 필요로 한다. 추가로, 마스크는 실험적 발견에 의해 추가로 최대로 활용된다. 따라서, 분해능을 개선시키는 이러한 방법 또한 시간-소모적이고 고가이다.

광학적 분해능을 개선시키는 가장 최근의 방법은 스캐닝 프로브(scanning probe) 기술이고, 이러한 기술은 예를 들면, STM(Scanning Tunneling Microscopy) 기술을 사용한다. 이러한 기술은 예를 들면, "Patterning of an electron beam resist with a scanning tunneling microscope operating in air", K. Kragler, E. Guenther, R. Leuschner, G. Falk, H. von Seggern, G. Saemann-Ischenko, Thin Solid Films 264 (1995) 259-263 및 언급된 R.F.W. Pease의 논문에 개시되어 있다.

"Near-field optics: light for the world of nano-scale science", D.W. Pohl, Thin solid films 264(1995) 250-254에는 광학 스캐닝 니어-필드 마이크로스코피에 의해 아베 분해능 제한이 극복되는 방법이 개시되어 있다. 이 경우, 표본 표면은 자신들 사이에 작은 갭을 가진 표본 표면을 가로질러 인도된 매우 작은 광학적 개구를 가진 얇은 팁을 사용하여 스캐닝된다. 팁은 일반적으로 유리섬유이고, 이러한 유리섬유상에 금속이 기상 증착된다. 얻어지는 분해능은 개구의 광학적 직경과 표본으로부터의 거리에 의존하고 λ/20 이하로 개선될 수 있다. 하지만, 이를 위해, 개구와 표본 표면 사이에 수 nm로 갭을 정확히 설정하는 것이 필요하고, 이는 광학적 니어-필드에서 효력을 가지도록 한다. 유리섬유를 사용할 때, 전단력 검출이 거리를 모니터링하는데 적합하다.

이러한 형태의 유리섬유 팁 또한 구조물을 노출시키는데 사용되어 왔다. 이 경우, 팁은 노출될 기판 예를 들면, 포토레지스트를 가로질러 인도되고 포토레지스트는 국부적으로 노출된다. 얻어지는 구조물 폭은 대략 공기중에서 80nm이고("Scanning near-field optical lithography"(SNOL), S. Wegscheider, A. Kirsch, J. Mlynek, G. Krausch, Thin Solid Films 264(1995) 264-267), 진공에서 50nm이다("Optical near-file lithography on hydrogen-passivated silicon surfaces", S. Madsen, M. Muellenborn, K.Birkelund, F. Grey; Appl. Phys. Lett. 69(4)(1996) 544-546). 우리섬유 팁에 대한 제조 방법을 개선시킴으로써 분해능에서의 추가의 개선을 고려할 수 있다.

만일 이러한 형태의 단일 팁을 사용하여 표본 표면을 노출시키고자 했다면, 이는 매우 시간-낭비적이고, 이에 따라 반도체 기술 분야에서 연속 동작할 수 없을 것으로 생각된다. 게다가, 이 경우 전단력 검출에 의해 거리를 모니터링하는 것 또한 가능하다.

더욱이, 유리섬유 팁에 대한 제조 공정은 재생산성이 매우 열악하고, 그 결과 한정된 광학 개구를 가진 해당 팁이 매우 어렵게만 제조될 수 있다. 결과적으로, 다수의 팁을 포함하는 팁 어레이는 거의 사용될 수 없다. 이러한 어레이는 각각의 팁에 대해 분리하여 광 공급의 제어할 필요가 있고, 더욱이 각각의 개별 팁과 표본 표면 사이의 거리를 분리하여 설정할 필요가 있다. 이러한 장치에 대한 비용은 막대하다.

명백하게, 스캐닝 니어-필드 마이크로스코피용 팁을 제조하는 간단한 방법이 W. Noell, M. Abraham, K. Mayr, A. Ruf, J. Barenz, O. Hollrichter, O. Matri 및 P. Guethner의 "Micromachined Aperture Probe Tip for Multifunctional Scanning Probe Microscopy", Appl. Phys. Lett. 70(1997) 1236-1238과 DE-A-195 09 903에 개시되어 있다. 팁은 박막 기술의 도움으로 실리콘 질화물층으로부터 에칭된다. 그럼에도 불구하고 개별 팁 또는 팁 어레이와 관련된 상술된 문제점은 여전히 존재한다.

본 발명은 구조물을 운반하는 장치, 이를 제조하는 방법 및 반도체 기술 분야에서 사용하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 부분 단면도.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 장치를 제조하기 위한 방법을 도시하는 도면.

그러므로, 본 발명의 목적은 최상의 분해능과 바람직하게는 350nm 이하의 구조물 폭이 구현되도록 패터닝되는 광학적으로 노출되는 기판의 가능한 방법을 제공하는 것이다. 노출은 가능한 한 간단하고, 빠르며 비용-효과적으로 수행될 수 있고, 장치에 대한 고비용을 필요로 하지 않고 수행될 수 있어야 한다.

이러한 목적은 구조물을 청구항 1에 따라 패터닝될 층으로 운반하는 장치에 의해 구현되고, 이는 청구항 12에 따른 방법으로 간단하게 제조될 수 있다. 본 발명은 또한 청구항 20에 따른 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 개선과 변형은 종속항, 상세한 설명 및 첨부된 도면에 개시되어 있다.

특히, 본 발명은 매우 미세한 구조물을 기판에 포토리소그래피하게 운반하기에 적합한 장치에 관한 것이다. 이 경우, 노출은 광학적 스캐닝 니어-필드 마이크로스피에서 사용되는 기술를 사용함으로써 가능하고, 매우 작은 광학적 개구를 기판 표면에 인접하게 가져감으로써 아베 제한의 광학적 분해능 한계를 극복할 수 있다. 최소 광학적 개구는 매우 높은 분해능을 위한 사전조건이다.

우수한 분해능과 관련하여 패터닝될 층의 효율적인 노출을 가능케 하는 본 발명에 따른 장치에서, 바람직하게는 250nm 이하의 개구 폭을 가지는 매우 작은 개구가 방사선 도전체의 출사 개구에 의해 형성된다. 장치 베이스 영역으로부터 반향하는 상부 영역에서, 방사선-도전 구조물은 바람직하게는 250nm 이하의 구조물 폭을 가진다.

방사선-도전 구조물은 바람직하게는 방사선-불투과(radiation-opaque) 재료로 구성된 층으로 둘러싸인 방사선 매체를 포함한다. 하지만, 방사선 매체가 충분한 굴절률을 가진다면, 이는 또한 방사선-도전 구조물로서 방사선-불투과 층없이 사용될 수 있다.

방사선-불투과 재료로 구성된 층이 제공된다면, 출사 개구 또한 방사선-불투과 재료로 구성된 층에 의해 한정될 수 있다. 다음으로, 이러한 장치는 방사선-도전 구조물의 측면상에 방사선-불투과 층을 구비한다 정확하게는, 원하는 구조물 폭을 가진 출사 개구가 방사선-도전 구조물의 상부 영역에서 자유롭게 남아 있도록 한다.

자신의 높은 굴절률 때문에, 실리콘 질화물(Si₃N₄)이 방사선 매체로서 바람직한 재료이다. 추가의 적합한 재료는 실리콘 이산화물과 실리콘 카바이드이다. 방산선-투과 재료가 화학 기상 증착 특히, PECVD(플라즈마-강화 화학 기상 증착)에 의해 증착되는 것이 특히 바람직하다.

방사선-투과 재료는 베이스 엘리먼트(지지물)과 관련하여 또는 무관하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 방사선-투과 재료는 방사선-투과적인 지지물에 제공된다. 바람직한 지지물은 유리로 구성된다. 하지만, 이들이 필요한 광학적 투과 조건을 만족한다면 포토리소그래피 분야에서 사용되는 모든 통상적인 재료를 사용하는 것이 가능하다.

광학적 불투과 재료로 구성된 지지물이 사용된다면, 이는 또한 장치 또는 마스크의 출사 개구의 반대 영역에 투과 개구를 가진다.

게다가, 마스크 제조동안 가공 장착물로서 지지물을 사용하고 마스크 완성 이후에 이를 다시 제거하는 것이 가능하다.

추가의 변형은 방사선-도전 구조물을 공동으로서 설계하는 것을 포함한다. 따라서, 이 경우 올려진 구조물과 인접하는 광학적 불투과 재료로 구성된 측벽 사이를 노출 방사선이 통과하는 매체는 일반적으로 기판의 노출이 수행되는 공기 또는 대기이다. 하지만, 굴절률을 조정하기 위해 액체일 수도 있다.

금속 특히, 알루미늄, 티타늄, 플라티늄 또는 은과 같은 플라스몬-활성 금속이 장치를 덮는 방사선-불투과 재료로서 특히 적합하다. 바람직한 금속은 알루이늄이다. 금속은 편의상 방사선 도전물을 가지고 마스크상에 기상 증착 또는 스퍼터링된다.

방사선-불투과 재료는 추가적으로 예를 들면, 산화물, 카바이드 또는 질화물로 코팅된다. 적합한 재료는 예를 들면, 실리콘 이산화물 또는 실리콘 질화물이다.

본 발명에 따른 장치는 매우 미세한 구조물을 연속 방식으로 운반하기에 매우 적합하고 이에 따라 스캐닝 팁보다 훨씬 우수하다. 100nm 이하의 구조물 폭을 가진 구조물을 제조하는 것이 가능하고, 장치내 개구 폭은 이에 따라 100nm 이하가 된다. 본 발명에 따른 장치내 방사선-도전 구조물은 바람직하게는 장치 베이스 영역과 반향하는 상부 영역내 곡률반경이 50 nm보다 크지 않도록 설계되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치의 추가의 장점은 250nm 이하의 개방폭을 가진 개구 이외에 250nm 또는 그 이상의 개방폭을 가진 개구부를 가질 수 있다는 것이다. 두 형태의 구조물 모두 본 발명에 따른 장치에 의한 단일 노출 단계에서 패터닝될 층으로 운반될 수 있다. 따라서, 통상적인 구조물과 나노구조물이 본 발명에 따른 마스크를 사용함으로써 매우 효율적으로 그리고 저가로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 나노구조물은 특히 250nm 이상 및 이하의 개구가 동시에 제조되도록 용이하게 제조된다.

광학 개구의 크기에 부가하여, 광학 스캐닝 니어-필드 마이크로스코피내 분해능 또한 표본으로부터의 거리에 의해 결정된다. 우수한 분해능을 얻기 위해, 표본으로부터의 거리는 수 nm로 정확하게 설정된다. 공지된 스캐닝 팁의 경우, 거리는 언급된 바와 같이 전단력 검출에 의해 모니터링된다. 본 발명에 따른 장치와 패터닝될 층 사이의 거리 또한 이에 상응하게 조절될 수 있다.

더욱이, 패터닝될 필요가 없는 층상의 위치에서 거리의 간섭 모니터링이 가능하다.

하지만, 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치는 방사선 매체의 상부 영역이 방사선-불투과 재료로 구성된 코팅 상부로 돌출하여 패터닝될 층에 대한 스페이서와 같은 역할을 하도록 설계된다. 따라서, 돌출부의 높이는 마스크와 기판의 노출에 대해 필요한 층 사이의 거리에 따라 용이하게 선택된다. 다음으로, 노출을 위해 마스크가 패터닝될 층상에 간단하게 배치된다. 거리에 대한 복잡한 모니터링은 필요하지 않다.

본 발명에 따른 장치는 이하의 단계를 포함하는 단계에 의한 방법으로 제조조될 수 있다:

- 방사선-투과 재료로 구성된 층을 제공하는 단계,

- 방사선-투과 재료로 구성된 층에 마스크를 제공하는 단계,

- 마스크를 사용하여, 장치 베이스 영역으로부터 반향하는 출사 개구를 가진 방사선-도전 구조물을 제조하기 위해 방사선-투과 재료로 구성된 층을 패터닝하는 단계, 및

- 마스크를 제거하는 단계.

이 경우, 장치 베이스 영역으로부터 반향하는 출사 개구가 보호되도록 방사선-불투과 재료로 구성된 층이 방사선-투과 재료로 구성된 패터닝된 층에 제공되는 것이 바람직하다.

게다가, 방사선-투과 재료로 구성된 층이 등방성 에칭에 의해 패터닝되는 것이 바람직하고, 그 결과 마스크가 언더컷되고 제조된 방사선 매체는 출사 개구에서 250nm 이하 특히, 100nm이하의 구조물 폭을 가진다.

포토레지스트층은 바람직하게는 방사선-투과 재료로 구성된 층을 패터닝하기 위한 마스크로서 사용된다.

이 경우, 포토레지스트층을 패터닝하기 위한 마스크는 통상적인 방식으로 제조될 수 있는데, 그 이유는 구조물 폭이 350nm 이상의 크기를 가지고, 이는 통상적인 노출 방법으로 제조될 수 있기 때문이다. 구조물 패턴은 처리될 기판내에 제조하고자 하는 원하는 확장된 형태의 구조물 패턴에 해당한다. 본 발명에 따른 장치의 제조동안 포토레지스트를 노출시키기 위한 적합한 마스크는 예를 들면, 350nm 이상의 폭을 가진 구조물을 포함하는 통상적인 크롬 마스크이다.

이러한 마스크의 패턴은 표준 포토그래피 프로세스에 의해 포토레지스트층으로 용이하게 운반되고, 이러한 포토레지스트층은 패터닝될 층에 제공된다. 다음으로, 마스킹 구조물이 등방성 습식 또는 건식 에칭 처리로 언더컷되고, 그 결과 패터닝될 층으로부터 에칭되는 방사선 매체가 포토마스크의 구조물 폭보다 상당히 작은 폭을 가지게 된다. 상부 에지 영역내 방사선 매체의 구조물 폭은 바람직하게는 250nm 이하이고, 이러한 방사선 매체의 곡률반경은 바람직하게는 50nm보다 크지 않다.

반응성 이온 에칭(RIE)이 방사선 매체를 에칭하는데 용이하게 사용된다. 적합한 에칭 방법이 원리적으로 당업자에게 공지되어 있다. 언급된 적합한 에칭제의 예는 불소- 또는 염소-함유 화합물이다. 에칭 시간은 예를 들면 구조물을 마스킹하는 특성 및 에칭될 층의 두께에 의존한다.

에칭 동작은 한편으로는 구조화된 재료의 연속층이 보호되도록 수행된다. 이러한 연속층은 장치 베이스 영역을 한정한다. 또한편으로는, 패터닝될 층을 재료가 방사선 매체 영역에만 남는 정도로 에칭하는 것이 가능하다. 이러한 변형은 장치 베이스 영역이 베이스 엘리먼트에 의해 한정되는 경우에 특히 적합하다.

바람직하게는 금속 재료인 광학적 불투과 층이 기상 증착 또는 스퍼터링에 의해 용이하게 제공된다. 개구 및/또는 광학적 불투과 층 상부로 방사선 도전체를 원하는 크기로 돌출시키기는 높이를 설정하기 위해, 광학적 불투과 재료 및/또는 방사선 매체는 공지된 방식으로 에칭 백된다. 금속층 또한 스퍼터링 백될 수 있다.

한정된 개구 폭을 가진 출사 개구를 제조하기 위한 추가의 가능성은 광학적 불투과 재료를 제공한 이후 장치의 최상부면을 화학 기계 연마(CMP)하는 것이다. 이 경우, 재료가 출사 개구가 원하는 개구 폭을 가질 때까지 장치 베이스 영역으로부터 반향하는 상부 영역에서 제거된다. CMP 처리 이전에 금속 산화물, 카바이드 또는 질화물로 구성된 추가층을 가진 광학적 불투과 층을 가장먼저 제공하는 것이 특히 바람직하고, 금속은 불투과 층의 금속에 한정되는지는 않는다.

CMP 처리는 개별층에 대해 선택적으로 수행될 수 있고, 그 결과 예를 들면, 금속 산화물, 카바이드 또는 질화물로 구성된 외부층이 하부에 위치하는 광학적 불투과 층 또는 방사선 매체로부터 다른 비율로 제거된다. 선택적인 제거로, 한정된 높이를 가진 스페이서가 보호될 수 있다. 한편, CMP 처리가 선택적으로 수행되지 않는다면, 광학적 불투과 층 및 적절하게는 금속 산화물, 카바이드 또는 질화물인 방사선 매체의 광학적 불투과 재료로 둘러싸인 재료가 제거된다. 그러므로, 광학적 불투과 재료 상부로 돌출하는 올려진 구조물에 의한 기판으로부터의 거리의 모니터링은 이 경우 실현될 수 없다. 이와 같은 이유로, CMP 처리는 매우 평탄한 장치 표면이 얻어지는 장점을 제공하고, 이는 전단력 검출 또는 간섭 측정과 같은 통상적인 방법에 따라 노출된 기판으로부터의 거리의 모니터링이 매우 용이하게 된다.

상술된 개별 방법 단계는 당업자에게 공지되어 있기에, 여기서는 상세히 설명되지는 않는다. 제조 단계 또는 실리콘 질화물로 구성된 구조물을 언더컷하기 위한 개별 방법 단계에 관한 상세한 설명은 예를 들면, A. Ruf "Neue Sensoren fuer die Rasterkraftmikroskopie"[New sensors for scanning force microscopy], Dissertation TH Darmstadt, Dissertations Druck Darmstadt GmbH 1996, ISDN 3-931713-04-0에 개시되어 있다. 금속-코팅된 실리콘 질화물 팁의 제조는 W. Noell등의 Appl. Phys. Lett. 70(1997) 1236-1238에 개시되어 있다.

방사선-도전 구조물을 공동으로서 제조하는 본 발명에 따른 장치를 제조하고자 한다면, 초기 과정은 원리적으로 상술된 바와 동일하다. 광학적 불투과 재료의 제공 이후의 제조 단계에서, 예를 들면 한정된 크기를 가진 개구의 제조 이후, 광학적 불투과 재료로 구성된 측벽에 의해 방사선-도전 구조물내에 밀폐되는 재료가 제거된다. 이는 밀폐된 재료가 전체적으로 또는 부분적으로 제거되는 적합한 에칭 동작으로 인해 수행될 수 있고, 이에 따라 적합한 크기를 가진 출사 개구를 제조할 수 있다.

방사선-도전 구조물이 광학적 불투과 재료로 구성된 베이스 엘리먼트상에 형성된다면, 해당 전송 개방부가 이러한 베이스 엘리먼트를 통해 연장한다.

방사선-도전 구조물이 공동으로서 설계되는 상술된 경우, 본 발명의 방법에 따라 가장 먼저 제조되는 패터닝될 층이 광학적 투과 재료로 구성될 필요가 없다.

또한편, 패터닝될 층이 보호되고 방사선 매체가 패터닝될 층의 재료로부터 형성된다면, 광학적 투과 재료가 사용된다.

본 발명에 따른 장치는 반도체 기술 분야로부터 기판을 노출시키기 위한 통상적인 크롬 마스크와 같이 사용될 수 있지만, 니어-필드 분광학 및 하부-파장 개구에 의해 훨씬 더 우수한 분해능이 얻어질 수 있고, 이에 따라 상당히 미세한 패터닝이 수행될 수 있다. 100nm 이하의 구조물 폭을 가능하다.

노출을 위해, 본 발명에 따른 장치는 패터닝될 층 예를 들면, 포토레지스트층의 상부에 위치하고, 광은 예를 들면 장치의 후면으로부터 방사되고, 상기 광은 하부-파장 출사 개구를 통해 패터닝될 층상에 조사된다. 이러한 방식으로, 하나의 노출 단계에서 패터닝될 층의 한정된 형태 및 크기의 패턴을 운반하는 것이 가능하다. 개구 및 패터닝될 층 사이의 작은 갭-광학 니어-필드 분광학 분야에서 필요한-이 통상적인 방법 예를 들면, 전단력 결정 또는 스페이서로서 설계된 방사선 매체의 도움으로 유지된다. 후자의 경우, 마스크는 패터닝될 층상에 직접 위치한다. 이러한 변형은 추가적으로 기계적 손상으로부터 개구를 보호하는 장점 및 갭의 용이한 재생가능 모니터링의 가능성과 이에 따른 정확한 재생가능 노출의 장점을 가진다. 더욱이, 본 발명에 따른 장치를 사용함으로써, 노출을 위해 예를 들면, DUV(Deep Ultraviolet) 리소그래피에서 사용되는 바와 같은 고가의 레이저 없이도 가능하다.

통상적인 장치와 방법이 본 발명에 따른 장치의 제조 및 사용에 사용될 수 있다. 위상 마스크의 제조의 경우와 같은 비용은 필요하지 않다. 게다가, 본 발명에 따른 장치는 또한 예를 들면, DRAM 셀 어레이에서와 같이 매우 인접하여 위치하는 매우 미세한 구조물을 제조하는데 사용될 수 있다. 이러한 형태의 구조물은 본 발명에 따른 장치의 제조동안 마스킹 구조물의 제조동안 두 개의 웨브와 홀 사이의 언더컷을 위해 충분한 스페이서가 남겨지지 않은 경우에도 제조될 수 있다. 이 경우, 노출될 구조물의 주기성을 사용하고 동일한 장치를 사용해 차례로 다중 노출시키는 것이 가능하고, 본 발명에 따른 장치는 제 2 시간을 스페이싱하데 필요한 격자에 의해 오프셋된다. 장치는 공지된 방식으로 예를 들면, 간섭 측정적으로 모니터링된 변위 유니트를 가진 변위표를 참조하여 변위될 수 있다 .

본 발명은 이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하고, 이러한 장치는 광학적 투과 베이스 엘리먼트(3)를 포함하고, 이러한 엘리먼트는 전체 장치 베이스 영역(9) 상부로 연장하고 이 경우 실리콘 질화물로 구성된 방사선 매체로 형성된 유리판이다. 이러한 방사선 매체(5)의 측면상에 나노구조물 마스크(1)가 광학적 불투명 재료로 코팅되지만, 바람직하게는 이 경우 알루미늄인 플라스몬-활성 재료(6)로 코팅된다. 표면파가 플라스몬-활성 재료의 경우 형성될 수 있고, 그 결과 추가의 방사선이 출사 개구로 인도된다. 방사선 매체(5)와 이들을 덮고 있는 층(6)은 방사선-도전 구조물(12)을 형성한다.

방사선 매체(5)는 자신의 상부 영역에서는 알루미늄으로 코팅되지 않고, 그 결과 250nm 이하의 개구 폭(7)을 가진 출사 개구(8)가 형성된다. 방사선 매체(5)는 알루미늄 층(6) 하부로 약간 돌출하고 본 발명에 따른 장치의 구조물-이 경우 선형적인-이 포토레지스트 등으로 운반될 때 스페이서와 같은 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 장치가 포토레지스트 방향으로 출사 개구(8)를 가지도록 포토레지스트상에 직접 위치하고, 이에 따라 개구(8)가 레지스트로부터 원하는 거리에 위치한다.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 장치의 제조 방법을 도시한다.

도 2는 이 경우 유리인 광학적 투과 재료로 구성된 베이스 엘리먼트(3)를 가진 초기 재료의 단면도를 도시하고, 엘리먼트상에 광학적 투과 실리콘 질화물(2)과 포토레지스트층(4)이 공지된 방식으로 증착된다.

도 3은 포토레지스트층(4)이 통상적인 방식 예를 들면, 크롬 마스크를 사용한 노출로 패터닝된 다음의 단계를 도시한다.

다음으로 실리콘 질화물층이 다음 단계에서 에칭된다. 본 발명에 따르면, 포토레지스트층(4)이 패터닝될 수 있는 층(2)의 처리중 얻더컷되고, 그 결과 포토레지스트의 폭보다 작은 구조물 폭을 가지며 250nm 이하인 방사선 도전체(5)가 보호된다.

도 5는 포토레지스트(4)가 제거된 다음 단계를 도시한다.

마지막으로, 도 6은 이 경우 알루미늄으로 구성된 광학적 불투과 층(6)이 제공된 이후의 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 층은 한편으로는 250nm 이하의 개구 폭(7)이 구현되고 또한편으로는 방사선 매체(5)가 개구(8)와 나노구조물 마스크의 도움으로 노출되도록 하기 위한 기판 표면 사이의 원하는 거리에 상응하여 금속 상부로 돌출하도록 제공된다.

Claims (22)

1. 패터닝될 층으로 구조물을 운반하는 장치에 있어서,

   상기 장치의 베이스 영역(9)으로부터 돌출하는 적어도 하나의 방사선-도전 구조물(12)이 제공되어, 방사선을 상기 장치 베이스 영역(9)으로부터 반향하는 출사 개구(8)로 인도하고, 상기 구조물(12)의 형상은 운반될 구조물의 형상과 일치하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 방사선-도전 구조물(12)은 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드 또는 실리콘 이산화물을 함유하는 방사선 매체(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방사선-도전 구조물(12)은 플라스몬-활성 층(6)인 방사선-불투과 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 방사선-불투과 층(6)은 알루미늄, 티타늄, 플라티늄 또는 은인 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 금속은 기상-증착 또는 스퍼터링되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 산화물, 카바이드 또는 질화물로 구성된 층이 상기 방사선-불투과 층(6)에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선-도전 구조물(12)은 공동으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 방사선-투과 재료를 함유하는 베이스 엘리먼트(3)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치의 미리 설정된 영역내 출사 개구(8)의 구조물 폭(7)은 250nm 이하, 바람직하게는 100nm이하인 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선-도전 구조물(12)은 상기 출사 개구(8)에서 상기 미리 설정된 영역내에 50nm보다 크지 않은 곡률 에지 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 3 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 출사 개구(8) 영역에서, 상기 방사선 매체(5)는 상기 방사선-불튜과 층(6)에 의해 덮이지 않은 상기 방사선 매체(5)의 높이가 원하는 노출 거리에 해당하도록 상기 방사선-불투과 층(6)에 대해 돌출하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항에 따른 장치를 제조하는 방법에 있어서,

    - 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)을 제공하는 단계,

    - 상기 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)에 마스크(4)를 제공하는 단계,

    - 상기 마스크(4)를 사용하여, 장치 베이스 영역(9)으로부터 반향하는 출사 개구(8)를 가진 방사선-도전 구조물(5, 12)을 제조하기 위해 상기 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)을 패터닝하는 단계, 및

    - 상기 마스크(4)를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 방법은 상기 장치 베이스 영역(9)으로부터 반향하는 상기 출사 개구(8)가 보호되도록 방사선-불투과 재료로 구성된 층(6)이 상기 방사선-투과 재료로 구성된 패터닝된 층(2)에 제공되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)은 등방성 에칭에 의해 패터닝되어, 상기 마스크(4)가 언더컷되고 상기 방사선 매체(5)가 상기 출사 개구(8)에서 250nm 이하 특히 100nm 이하의 구조물 폭(7)을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)은 반응성 이온 에칭에 의해 에칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 산화물, 카바이드 또는 질화물로 구성된 층이 상기 방사선-불투과 재료로 구성된 층(6)에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제 12 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 출사 개구(8)는 화학 기계 연마에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 13 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선-불투과 재료(6) 하부로 돌출하는 패터닝된 층(2)의 상기 영역의 높이가 상기 패터닝된 층(2)을 에칭 백 또는 상기 방사선-불투과 재료(6)를 에칭 백 혹은 스퍼터링 백함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 12 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 방사선-투과 재료로 구성된 층(2)은 베이스 엘리먼트(3)상에 제공된는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 따른 장치를 반도체 기술 분야에서 패터닝된 층을 제조하는데 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 장치를 출사 개구(8)와 패터닝될 층 표면 사이의 한정된 거리를 유지하면서 광학적 니어-필드에서 노출을 위해 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 장치를 상기 패터닝될 층의 다중 노출을 위해 사용하고, 상기 장치는 상기 노출간의 미리 설정된 거리로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 방법.