RU2129294C1 - Способ получения рисунка - Google Patents

Способ получения рисунка Download PDF

Info

Publication number
RU2129294C1
RU2129294C1 RU98109497/28A RU98109497A RU2129294C1 RU 2129294 C1 RU2129294 C1 RU 2129294C1 RU 98109497/28 A RU98109497/28 A RU 98109497/28A RU 98109497 A RU98109497 A RU 98109497A RU 2129294 C1 RU2129294 C1 RU 2129294C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mask
charged particles
pattern
substrate
manufacture
Prior art date
Application number
RU98109497/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Б.А. Гурович
Д.И. Долгий
Е.П. Велихов
Е.А. Кулешова
Б.А. Аронзон
Е.З. Мейлихов
занцев Е.П. Р
Е.П. Рязанцев
В.В. Рыльков
К.Е. Приходько
А.Г. Домантовский
Я.И. Штромбах
Е.Д. Ольшанский
Original Assignee
Гурович Борис Аронович
Долгий Дмитрий Иосифович
Велихов Евгений Павлович
Кулешова Евгения Анатольевна
Аронзон Борис Аронович
Мейлихов Евгений Залманович
Рязанцев Евгений Петрович
Рыльков Владимир Васильевич
Приходько Кирилл Евгеньевич
Домантовский Александр Григорьевич
Штромбах Ярослав Игоревич
Ольшанский Евгений Дмитриевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гурович Борис Аронович, Долгий Дмитрий Иосифович, Велихов Евгений Павлович, Кулешова Евгения Анатольевна, Аронзон Борис Аронович, Мейлихов Евгений Залманович, Рязанцев Евгений Петрович, Рыльков Владимир Васильевич, Приходько Кирилл Евгеньевич, Домантовский Александр Григорьевич, Штромбах Ярослав Игоревич, Ольшанский Евгений Дмитриевич filed Critical Гурович Борис Аронович
Priority to RU98109497/28A priority Critical patent/RU2129294C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2129294C1 publication Critical patent/RU2129294C1/ru
Priority to DE19922758A priority patent/DE19922758A1/de
Priority to NL1012118A priority patent/NL1012118C2/nl
Priority to US09/316,533 priority patent/US6004726A/en
Priority to KR1019990018465A priority patent/KR19990088482A/ko
Priority to GB9911759A priority patent/GB2338588B/en
Priority to FR9906509A priority patent/FR2778990B1/fr

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/203—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure comprising an imagewise exposure to electromagnetic radiation or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/05—Arrangements for energy or mass analysis
    • H01J2237/057—Energy or mass filtering

Abstract

Изобретение относится к технологии создания рисунков с помощью заряженных частиц и может быть использовано при изготовлении различных электронных приборов, запоминающих устройств и т.д., имеющих сложные структуры, состоящие из множества сверхмалых элементов. Способ получения рисунка включает в себя пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, при этом пучок, направляемый на маску, формируют с расходимостью 5•10-2 - 10-4рад и дисперсией заряженных частиц по энергиям в пучке 0,1-5 эВ. Изобретение позволяет повысить разрешающую способность и получать единичные элементы изображения с геометрическими размерами порядка нескольких нанометров. 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относится к технологии создания рисунков с помощью заряженных частиц и может быть использовано при изготовлении различных электронных приборов, запоминающих устройств и т.д., имеющих сложные структуры, состоящие из множества сверхмалых элементов.
Известен способ формирования рисунка на подложке из радиационно-чувствительного материала с использованием пучка заряженных частиц (см. описание к патенту США N 5376505, НКИ 430-296, МКИ G 03 F 9/00, 1994 /1/), Способ предусматривает облучение подложки через маску, несущую рисунок-оригинал. При этом пучок, которым облучают маску путем сканирования ее отдельных частей, образован заряженными частицами (электронами или ионами), которые движутся по различным траекториям в пределах некоторого пространственного угла и попадают на поверхность подложки также под различными углами. Этим обусловлен один из недостатков известного способа - невысокая разрешающая способность. Кроме того, рисунок формируется путем последовательного сканирования отдельных участков маски (оригинал-шаблона), что снижает производительность способа и также влечет снижение разрешающей способности за счет возникновения сферических и хроматических аберраций.
Известен способ получения рисунка, включающий освещение маски путем сканирования пучком заряженных частиц (ионов или электронов) и последующее фокусирование пучка на подложке с помощью проекционной линзовой системы (см. описание к патенту США N 5382498, НКИ 430-296, МКИ G 03 F 9/00, 1995 /2/). Недостатком данного способа, как и упомянутого выше, является малая разрешающая способность, обусловленная наличием аберраций, и малая производительность, поскольку рисунок переносится на подложку по частям.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является способ получения изображения на радиационно-чувствительной подложке путем одноразовой экспозиции (см. описание к патенту США N 5561008, НКИ 430-4, МКИ G 03 F 9/00, 1996 /3/). Известный способ включает пропускание пучка заряженных частиц через маску (шаблон) и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность.
Недостатком известного способа является малая разрешающая способность, не позволяющая получать единичные элементы рисунка с размерами порядка нескольких нанометров, что обусловлено наличием аберраций, вызванных большой расходимостью и большой дисперсией по энергиям первичного пучка.
Заявляемый в качестве изобретения способ получения рисунка направлен на повышение разрешающей способности, позволяющей получать единичные элементы изображения с геометрическими размерами порядка нескольких нанометров.
Указанный результат достигается тем, что способ получения рисунка включает пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, при этом направляемый на маску пучок формируют с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад и дисперсией заряженных частиц в пучке 0,1 - 5 эВ.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад;
- формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с дисперсией по энергии 0,1 - 5 эВ.
Формирование пучка заряженных частиц, направляемого на маску с расходимостью 5•10-2 - 10-4 рад позволяет существенно уменьшить сферическую аберрацию при проецировании изображения маски на облучаемую поверхность оптической системой и тем самым повысить достигаемое разрешение формируемого рисунка. При этом, как установлено экспериментально, если расходимость пучка частиц будет больше, чем 5•10-2 рад, то сферическая аберрация не уменьшается до такой степени, чтобы получать изображения элементов структуры с размерами несколько нанометров, т.е. это приводит к снижению разрешающей способности и искажению элементов структуры рисунка, сужающих область его применения или исключающих его практическое использование. Снижение расходимости пучка до значений, меньших 10-4 рад, приводит к существенному снижению плотности потока заряженных частиц, что в свою очередь будет требовать больших времен экспозиции при незначительном увеличении разрешающей способности, что становится экономически неоправданным при серийном производстве.
Формирование направляемого на маску пучка заряженных частиц с дисперсией по энергии 0,1 - 5 эВ, как показали проведенные опыты, позволяет снизить хроматическую аберрацию при проецировании изображения маски на облучаемой поверхности оптической системой и тем самым повысить достигаемое разрешение элементов структуры создаваемого рисунка. При этом уменьшение дисперсии до значений меньше 0,1 эВ экономически не оправдано, т.к. дальнейшего заметного увеличения разрешающей способности не происходит. Если же дисперсия будет превышать 5 эВ, то возникающая хроматическая аберрация снизит разрешающую способность и не даст возможности получить рисунок с разрешением в несколько нанометров.
Сущность заявляемого способа поясняется чертежом, на котором условно показана принципиальная схема способа, и примерами его реализации.
На чертеже условно показаны:
1 - источник заряженных частиц - электронов или ионов;
2 - электромагнитная или электростатическая система линз, формирующая пучок с заданной расходимостью;
3 - маска с изображением рисунка, который необходимо перенести на облучаемую поверхность;
4 - электромагнитная или электростатическая фокусирующая система линз, уменьшающая изображение, нанесенное на маске;
5 - подложка, на которую фокусируется изображение маски и формируется рисунок.
Пример 1. В общем случае способ реализуется следующим образом. В камере технологической установки на подложкодержателе устанавливается подложка 5, на которую необходимо нанести рисунок, покрытая соответствующим радиационно-чувствительным материалом, который может быть выбран из числа известных. Камера вакуумируется до необходимого разрежения, отвечающего оптимальному режиму работы установки. Затем включается источник заряженных частиц 1 - ионный или электронный. В качестве источника ионов может быть использован любой из числа известных - термоионный, газоразрядный, поверхностно-плазменный, фотодесорбционный и т.п. В качестве источника электронов может быть использована любая из известных конструкций электронных пушек. С помощью электронной (ионной) линзы (или системы линз) 2 формируется пучок заряженных частиц с необходимой расходимостью. Заданное значение энергий частиц и их дисперсия по энергиям устанавливается вариацией режимов работы источника заряженных частиц. Сформированный таким образом пучок направляется на маску 3 с изображением рисунка-оригинала, который нужно воспроизвести на подложке 5. Прошедший сквозь маску пучок приобретает пространственную модуляцию по интенсивности и несет информацию о всем рисунке. Затем он фокусируется на подложке 5 с помощью электронной (ионной) линзы 4, где и фиксируется известным образом. В результате на подложке получается уменьшенное изображение рисунка с маски с высокой разрешающей способностью.
Пример 2. В вакуумной камере в обойме подложкодержателя размещается одна или несколько подложек из кремния с размерами 5х5х0,4 мм, на которые нанесен слой радиационно-чувствительного материала толщиной 10 нм. В качестве такого материала может быть использован гидрид лантана или нитрид галлия. На пути электронного пучка устанавливается маска с рисунком-оригиналом. При проведении экспериментов в качестве маски использовалась пластина из кремния толщиной 0,4 мм и размерами 50х50 мм с изготовленной в ней регулярной структурой в виде рядов круглых отверстий диаметром 100 нм и линий шириной 100 нм и длиной 3 мм и расстоянием между элементами 1000 нм. Вакуумная камера откачивалась сначала форвакуумным и турбомолекулярным насосом, а затем ионным до давления 10-9 торр. В качестве источника электронов использовалась электронная пушка с термокатодом из вольфрама. После откачки включалась электронная пушка и устанавливался ее рабочий режим, обеспечивающий требуемую дисперсию электронов по энергии. В этот период перед маской на пути электронного пучка устанавливалась заслонка, поглощающая пучок электронов. После выхода электронной пушки на рабочий режим с помощью подложкодержателя подложка устанавливается в проекционную позицию, заслонка открывается и осуществляется экспозиция, в результате которой уменьшенное изображение рисунка маски воспроизводится на подложке. В результате взаимодействия пучка электронов радиационно-чувствительный материал разлагается на металлическую и газообразную составляющие (см. описание к патенту США N 5459098, МКИ H 01 L 21/306, НКИ 437-173, 1995 /4/). Газообразная составляющая удаляется, а металлическая остается на подложке, образуя рисунок. Эксперименты по описанной процедуре осуществлялись с вариациями параметров электронного пучка. Результаты для удобства их восприятия сведены в таблицу 1.
Пример 3. Способ осуществлялся по общей схеме, описанной в примерах 1 и 2, только с тем отличием, что в качестве источника заряженных частиц использовался источник протонов, обеспечивающий генерацию ионов водорода с энергиями порядка 1 кэВ. В этом случае, в качестве радиационно-чувствительного слоя на подложке использовался гидрид иттербия толщиной 10 нм. Маска использовалась та же, что и в примере 2. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет получать рисунки на радиационно-чувствительных материалах с высокой степенью разрешения.

Claims (1)

  1. Способ получения рисунка, включающий пропускание пучка заряженных частиц через маску и его последующую фокусировку на облучаемую поверхность, отличающийся тем, что пучок, направляемый на маску, формируют с расходимостью 5 • 10-2 - 10-4 рад и дисперсией заряженных частиц по энергиям в пучке 0,1 - 5 эВ.
RU98109497/28A 1998-05-22 1998-05-22 Способ получения рисунка RU2129294C1 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) 1998-05-22 1998-05-22 Способ получения рисунка
DE19922758A DE19922758A1 (de) 1998-05-22 1999-05-18 Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Zeichnung
NL1012118A NL1012118C2 (nl) 1998-05-22 1999-05-21 Werkwijze voor het vormen van een lithografisch patroon.
US09/316,533 US6004726A (en) 1998-05-22 1999-05-21 Method of forming a lithographic pattern utilizing charged beam particles between 0.1 and 5.0 ev
KR1019990018465A KR19990088482A (ko) 1998-05-22 1999-05-21 리소그래픽패턴형성방법
GB9911759A GB2338588B (en) 1998-05-22 1999-05-21 Method of forming a lithographic pattern
FR9906509A FR2778990B1 (fr) 1998-05-22 1999-05-21 Procede de realisation d'un dessin lithographique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) 1998-05-22 1998-05-22 Способ получения рисунка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2129294C1 true RU2129294C1 (ru) 1999-04-20

Family

ID=20206193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98109497/28A RU2129294C1 (ru) 1998-05-22 1998-05-22 Способ получения рисунка

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6004726A (ru)
KR (1) KR19990088482A (ru)
DE (1) DE19922758A1 (ru)
FR (1) FR2778990B1 (ru)
GB (1) GB2338588B (ru)
NL (1) NL1012118C2 (ru)
RU (1) RU2129294C1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526236C1 (ru) * 2013-03-22 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ формирования магнитной паттернированной структуры в немагнитной матрице
US10136027B2 (en) 2017-01-12 2018-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Image reading apparatus with reference surface to generate reference data for shading correction, and related image forming apparatus and method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3275679D1 (en) * 1981-05-26 1987-04-16 Hughes Aircraft Co Focused ion beam microfabrication column
AT391771B (de) * 1987-03-05 1990-11-26 Ims Ionen Mikrofab Syst Einrichtung zur verkleinernden oder 1 : 1 ionenprojektionslithographie
US5362606A (en) * 1989-10-18 1994-11-08 Massachusetts Institute Of Technology Positive resist pattern formation through focused ion beam exposure and surface barrier silylation
US5130547A (en) * 1989-11-30 1992-07-14 Fujitsu Limited Charged-particle beam exposure method and apparatus
US5063296A (en) * 1990-05-31 1991-11-05 Shimadzu Corporation Electron-optical system for making a pseudoparallel micro electron-beam
EP0470299B1 (en) * 1990-08-08 1996-06-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Energy filter for charged particle beam apparatus
US5376505A (en) * 1992-03-16 1994-12-27 At&T Corp. Device fabrication entailing submicron imaging
US5279925A (en) * 1992-12-16 1994-01-18 At&T Bell Laboratories Projection electron lithographic procedure
US5468595A (en) * 1993-01-29 1995-11-21 Electron Vision Corporation Method for three-dimensional control of solubility properties of resist layers
US5561008A (en) * 1995-01-27 1996-10-01 Lucent Technologies Inc. Process for device fabrication using projection lithography and an apparatus therefor
TW302507B (ru) * 1995-02-10 1997-04-11 Siemens Ag
US5789140A (en) * 1996-04-25 1998-08-04 Fujitsu Limited Method of forming a pattern or via structure utilizing supplemental electron beam exposure and development to remove image residue
JP3085206B2 (ja) * 1996-09-06 2000-09-04 日本電気株式会社 電子線露光装置及びその露光方法
JPH11283552A (ja) * 1998-03-31 1999-10-15 Tadamoto Tamai イオン注入装置、イオン注入方法、イオンビーム源、及び可変スリット機構

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990088482A (ko) 1999-12-27
DE19922758A1 (de) 1999-11-25
GB2338588B (en) 2002-10-30
NL1012118C2 (nl) 2001-09-28
US6004726A (en) 1999-12-21
GB2338588A (en) 1999-12-22
FR2778990A1 (fr) 1999-11-26
NL1012118A1 (nl) 1999-11-24
GB9911759D0 (en) 1999-07-21
FR2778990B1 (fr) 2002-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6407399B1 (en) Uniformity correction for large area electron source
EP1849175B1 (en) Charged-particle exposure apparatus
US20080089484A1 (en) Nanofocus x-ray tube
US7095037B2 (en) Electron beam lithography system having improved electron gun
JP2004327080A (ja) 電子銃
US6740895B2 (en) Method and apparatus for emission lithography using patterned emitter
EP1052677B1 (en) Electron emitters for lithography tools
GB2157884A (en) Photoemissive cathode for high current density photoelectron generators
US6465797B2 (en) Electron beam illumination apparatus, electron beam exposure apparatus, and device manufacturing method
RU2129294C1 (ru) Способ получения рисунка
McGee A review of some television pick-up tubes
US6091187A (en) High emittance electron source having high illumination uniformity
JPH01159955A (ja) 電子イメージプロジェクタ
RU2129320C1 (ru) Способ формирования проводящей структуры
JP3492978B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法
JPH0254851A (ja) 電界電離型ガスイオン源の制御方法
US6541783B1 (en) Stencil reticle incorporating scattering features for electron beam projection lithography
RU2183040C1 (ru) Устройство проекционной электронно-лучевой литографии
Mankos et al. Basic constraints for a multibeam lithography column
JPH0451438A (ja) 電子ビーム露光装置及び露光方法
JP2000133652A (ja) 金属配線形成方法および金属配線形成装置
JPH01189839A (ja) 電界電離ガスイオン化方法とそのイオン源
JPS60119053A (ja) 高輝度イオンビ−ムの形成方法
Hughes Design of a medium‐power x‐ray‐lithography system
JPS6355775B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050523