RU2205469C1 - Method for producing three-dimensional conducting structure - Google Patents
Method for producing three-dimensional conducting structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205469C1 RU2205469C1 RU2002110168/28A RU2002110168A RU2205469C1 RU 2205469 C1 RU2205469 C1 RU 2205469C1 RU 2002110168/28 A RU2002110168/28 A RU 2002110168/28A RU 2002110168 A RU2002110168 A RU 2002110168A RU 2205469 C1 RU2205469 C1 RU 2205469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workpiece
- accelerated particles
- template
- atoms
- metal
- Prior art date
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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
-
- 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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
- H01L21/76823—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. transforming an insulating layer into a conductive layer
-
- 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
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76822—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc.
- H01L21/76825—Modification of the material of dielectric layers, e.g. grading, after-treatment to improve the stability of the layers, to increase their density etc. by exposing the layer to particle radiation, e.g. ion implantation, irradiation with UV light or electrons etc.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии создания сложных проводящих структур или структур с иными свойствами с помощью потока ускоренных частиц и может быть использовано в микроэлектронике для создания сверхминиатюрных приборов, интегральных схем, запоминающих устройств и оптических элементов. The invention relates to a technology for creating complex conductive structures or structures with other properties using a stream of accelerated particles and can be used in microelectronics to create ultra-miniature devices, integrated circuits, storage devices and optical elements.
Известен способ создания элементов проводящей структуры на диэлектрических слоях (см. описание к заявке ФРГ 19503178, Н 01 L 21/60, 1997). Способ включает разрушение оксидного слоя на поверхности алюминия и осаждение упрочняющего материала. Для этого упрочняющий материал, находящийся на подложке, переносится с помощью мощного излучения на поверхность алюминия, причем перед этим оксидный слой разрушается под действием мощного излучения и возбужденных частиц упрочняющего материала. При помощи отклоняющего устройства для луча на обрабатываемой поверхности создается слоистая металлизированная структура с требуемой геометрией рисунка. Недостатком известного способа является невозможность получения структуры с размерами отдельных элементов в несколько нанометров. Кроме того, использование способа ограничено, поскольку он применим только для алюминиевых подложек. A known method of creating elements of a conductive structure on dielectric layers (see the description of the application of Germany 19503178, H 01 L 21/60, 1997). The method includes the destruction of the oxide layer on the surface of aluminum and the deposition of hardening material. For this, the reinforcing material located on the substrate is transferred by means of high-power radiation to the surface of aluminum, and before that, the oxide layer is destroyed under the action of high-power radiation and excited particles of the reinforcing material. Using a deflecting device for a beam, a layered metallized structure with the required geometry of the pattern is created on the surface to be treated. The disadvantage of this method is the inability to obtain a structure with the dimensions of individual elements of several nanometers. In addition, the use of the method is limited since it is applicable only to aluminum substrates.
Известен способ формирования рисунка с применением электронного пучка (см. описание к заявке Японии 6038411, Н 01 L 21/302, 1994). Способ заключается в том, что в реакционной камере размещают систему для фокусировки электронного пучка, создают атмосферу из возбужденных реакционно-способных частиц и размещают на держателе обрабатываемую пластину. С помощью электронного пучка, несущего информацию, связанную с определенным рисунком, облучают пластину и в результате изменения ее вещества под воздействием электронного пучка и реакционно-способных частиц на пластине формируется определенный рисунок. Недостатком известного способа является сложность его осуществления, заключающаяся в формировании в камере атмосферы реакционно-способных частиц с одинаковой реакционной способностью, чтобы обеспечить воспроизводимость процесса на всех участках рисунка, что требует сложной аппаратуры контроля. Кроме того, известный способ не позволяет обеспечить получение элементов изображения, составляющих рисунок, с размерами в несколько нанометров. A known method of forming a pattern using an electron beam (see the description of Japanese application 6038411, H 01 L 21/302, 1994). The method consists in placing a system for focusing an electron beam in a reaction chamber, creating an atmosphere from excited reactive particles, and placing a plate to be processed on the holder. Using an electron beam that carries information associated with a particular pattern, the plate is irradiated and, as a result of a change in its substance under the influence of the electron beam and reactive particles, a specific pattern is formed on the plate. The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, which consists in the formation in the chamber of the atmosphere of reactive particles with the same reactivity in order to ensure reproducibility of the process in all areas of the figure, which requires complex control equipment. In addition, the known method does not allow to obtain image elements that make up the picture, with dimensions of several nanometers.
Известен способ получения проводящего рисунка из металлических соединений путем прямого преобразования обрабатываемого материала под воздействием модулированного пучка излучения (см. описание к патенту США 5459098, Н 01 L 21/306, НКИ 437-173, 1995). Способ включает осаждение на подложку изоляционного слоя из нитрида металла и сканирование по ней модулированным лазерным лучом. Под воздействием лазерного излучения пленка нитрида металла разлагается на металлическую составляющую и газообразную. В процессе реализации способа газ удаляется, а на диэлектрической подложке остается металл, образующий проводящий рисунок. Недостатком известного способа является малая разрешающая способность создаваемого рисунка (проводящей структуры), не позволяющая получать отдельные элементы структуры размером в несколько нанометров. A known method of obtaining a conductive pattern of metal compounds by direct conversion of the processed material under the influence of a modulated radiation beam (see the description of US patent 5459098, H 01 L 21/306, NKI 437-173, 1995). The method includes depositing an insulating layer of metal nitride on a substrate and scanning it with a modulated laser beam. Under the influence of laser radiation, a metal nitride film decomposes into a metal component and a gaseous one. During the implementation of the method, the gas is removed, and the metal forming the conductive pattern remains on the dielectric substrate. The disadvantage of this method is the low resolution of the created pattern (conductive structure), which does not allow to obtain individual elements of the structure with a size of several nanometers.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является способ получения проводящей структуры, известный из описания к RU 2129320, Н 01 L 21/263, 20.04.99 (см. патент-аналог US 6218278, НКИ 438/597, 2001). Способ формирования проводящей структуры включает нанесение на подложку слоя материала, преобразуемого в проводящий воздействием излучения, и его обработку модулированным лучом от источника заряженных частиц. Под воздействием ускоренных частиц в обрабатываемом материале происходит селективное удаление атомов неметаллов, что и приводит к преобразованию в обработанном участке диэлектрика в металл. Способ позволяет формировать на подложке слой за слоем и таким образом получать объемные проводящие структуры, отдельные слои которой при необходимости могут быть разделены диэлектрическими слоями. В этом случае роль подложки будет выполнять предыдущий слой с выполненной в нем (или на нем) структурой (рисунком). Closest to the claimed in its technical essence is a method of obtaining a conductive structure, known from the description to RU 2129320, H 01 L 21/263, 04/20/99 (see patent analogue US 6218278, NKI 438/597, 2001). A method of forming a conductive structure includes applying a layer of a material that is converted to a conductive material by radiation on a substrate and processing it with a modulated beam from a source of charged particles. Under the influence of accelerated particles in the processed material, selective removal of non-metal atoms occurs, which leads to the conversion of the dielectric into a metal in the treated area. The method allows to form layer by layer on a substrate and thus obtain volumetric conductive structures, individual layers of which, if necessary, can be separated by dielectric layers. In this case, the role of the substrate will be played by the previous layer with the structure (pattern) made in it (or on it).
Недостатком известного способа является то, что при изготовлении объемной (многослойной) структуры для формирования через шаблон рисунка в каждом из последующих слоев необходимо применять отдельные шаблоны по числу слоев. Учитывая малые размеры элементов структуры, проблема установки шаблонов строго в одно и то же место (совмещение шаблонов) вызывает определенные сложности. Механизм установки шаблонов должен обеспечивать их позиционирование с точностью до нескольких нанометров. The disadvantage of this method is that in the manufacture of a three-dimensional (multilayer) structure for the formation of a pattern through a pattern in each of the subsequent layers, it is necessary to use separate patterns according to the number of layers. Given the small size of the structural elements, the problem of installing templates strictly in the same place (combining templates) causes certain difficulties. The template installation mechanism should ensure their positioning with an accuracy of several nanometers.
Заявляемое изобретение направлено на упрощение технологии за счет использования одного и того же шаблона для формирования всей многоуровневой объемной структуры. The invention is aimed at simplifying the technology by using the same template to form the entire multi-level volumetric structure.
Указанный результат достигается тем, что способ получения объемной проводящей многоуровневой структуры осуществляется путем облучения заготовки из двух- или многоатомных диэлектриков потоком ускоренных частиц, обеспечивающих селективное удаление в материале заготовки атомов неметаллов, через один шаблон, в котором выполнен рисунок в виде сквозных и/или несквозных отверстий различной глубины, и последующую обработку заготовки через этот же шаблон потоком ионов неметаллов, обеспечивающих восстановление диэлектрических свойств материала заготовки в требуемых областях, при этом шаблон выполняют с толщиной, превышающей длину проективного пробега в нем используемых ускоренных частиц. This result is achieved by the fact that the method of obtaining a volumetric conductive multilevel structure is carried out by irradiating a workpiece from diatomic or polyatomic dielectrics with a stream of accelerated particles, which selectively remove non-metal atoms in the workpiece material, through one template in which the pattern is made in through and / or through holes of various depths, and subsequent processing of the workpiece through the same template with a stream of non-metal ions, ensuring the restoration of the dielectric properties of the material iala preform in the desired areas, the pattern is made with a thickness greater than the length of the projected range used therein accelerated particles.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве ускоренных частиц используют протоны. The indicated result is also achieved by the fact that protons are used as accelerated particles.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве ускоренных частиц используют ионы гелия. The indicated result is also achieved by the fact that helium ions are used as accelerated particles.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве ускоренных частиц используют атомы водорода или гелия. The indicated result is also achieved by the fact that hydrogen or helium atoms are used as accelerated particles.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве материала заготовки используют многоатомные соединения металлов с кислородом, водородом, азотом, фтором. The indicated result is also achieved by the fact that polyatomic compounds of metals with oxygen, hydrogen, nitrogen, and fluorine are used as the workpiece material.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве металла или полупроводника, входящего в многоатомное соединение материала заготовки, используют элементы с атомным номером, равным или большим 12. The specified result is also achieved by the fact that as a metal or a semiconductor included in the polyatomic compound of the workpiece material, elements with an atomic number equal to or greater than 12 are used.
Указанный результат достигается также тем, что в качестве металлов, входящих в многоатомные соединения, используют магний, медь, алюминий, железо, вольфрам, кобальт, никель, германий, эрбий, галлий, кремний, кальций, тантал, титан, ванадий, мышьяк. The indicated result is also achieved by the fact that the metals included in the polyatomic compounds are magnesium, copper, aluminum, iron, tungsten, cobalt, nickel, germanium, erbium, gallium, silicon, calcium, tantalum, titanium, vanadium, and arsenic.
Указанный результат достигается также тем, что используют слой материала заготовки толщиной от 2 до 150 нм. The indicated result is also achieved by using a layer of workpiece material with a thickness of 2 to 150 nm.
Выполнение шаблона с рисунком в виде сквозных отверстий или несквозных, но с различной глубиной позволяет использовать один шаблон для изготовления проводящих рисунков в разных слоях и/или обеспечивать межслоевые соединения и этим самым решать проблему совмещения рисунков разных слоев, участвующих в формировании объемной структуры. В известных же технических решениях для этого приходилось использовать по несколько шаблонов (для каждого из слоев свой). Performing a template with a pattern in the form of through holes or through holes, but with different depths, allows using one pattern for the manufacture of conductive patterns in different layers and / or providing interlayer connections and thereby solve the problem of combining patterns of different layers involved in the formation of the volumetric structure. In the well-known technical solutions, for this, several templates had to be used (for each of the layers its own).
Действительно, если взять и поставить между источником ускоренных частиц и обрабатываемым материалом пластинку переменной толщины, то до обрабатываемого материала дойдет ослабленный по-разному, в зависимости от толщины пластины, пучок частиц. Соответственно этот пучок проникнет на различную глубину в обрабатываемый материал и соответственно на различную глубину будут преобразованы диэлектрические свойства обрабатываемого материала в проводящие. Поэтому в зависимости от глубины отверстия в шаблоне будет происходить и "металлизация" на различную глубину в участках обрабатываемого материала, находящегося под этими отверстиями. Создание сквозных отверстий в шаблоне позволяет решить сразу две задачи. С одной стороны, обеспечить "металлизацию" на большую глубину по сравнению с тем, что обеспечивают несквозные отверстия в шаблоне, а с другой - через эти сквозные отверстия беспрепятственно будет проходить пучок ионов, обеспечивающий частичное восстановление диэлектрических свойств в участках обрабатываемого материала, находящихся под этими отверстиями, что расширяет возможности формирования сложных проводящих структур. Indeed, if we take and place a plate of variable thickness between the source of accelerated particles and the material being processed, then the particle beam weakened in different ways, depending on the plate thickness, will reach the material being processed. Accordingly, this beam will penetrate to a different depth into the processed material and, accordingly, the dielectric properties of the processed material will be converted to conductive at different depths. Therefore, depending on the depth of the hole in the template, “metallization” will occur at different depths in the areas of the processed material located under these holes. Creating through holes in the template allows you to solve two problems at once. On the one hand, to provide “metallization” to a greater depth compared to what non-through holes in the template provide, and on the other hand, an ion beam will freely pass through these through holes to partially restore the dielectric properties in the areas of the processed material under these holes, which expands the formation of complex conductive structures.
Кроме того, через эти сквозные отверстия, варьируя параметры условий облучения ускоренными частицами, можно формировать многократно чередующиеся слои "металл - диэлектрик - металл - диэлектрик -.........". In addition, through these through holes, by varying the parameters of the conditions of irradiation with accelerated particles, it is possible to form repeatedly alternating layers of "metal - dielectric - metal - dielectric --.........".
Естественно, что для того, чтобы в формируемой структуре сохранялись участки с первоначальными свойствами материала, необходимо, чтобы толщина шаблона обеспечивала полную задержку потока частиц в требуемых местах. Для этого она должна быть больше длины проективного пробега используемых ускоренных частиц для материала шаблона. Naturally, in order for sections with the initial material properties to be preserved in the formed structure, it is necessary that the thickness of the template provides a complete delay in the particle flow in the required places. To do this, it must be greater than the projective path length of the accelerated particles used for the template material.
Использование для облучения пучков ускоренных частиц позволяет обеспечить преобразование проводящих свойств материала заготовки путем перевода из диэлектрического состояния в металлическое или более проводящее, что является следствием взаимодействия ускоренных частиц с веществом заготовки. The use of accelerated particles for irradiation of beams allows the conversion of the conductive properties of the workpiece material by transferring from a dielectric state to a metallic or more conductive one, which is a consequence of the interaction of accelerated particles with the workpiece material.
Как было установлено экспериментально, в качестве ускоренных частиц, обеспечивающих преобразование проводящих свойств материала заготовки, могут быть использованы пучки протонов, ионов гелия, а также атомов водорода и гелия. As it was established experimentally, beams of protons, helium ions, as well as hydrogen and helium atoms can be used as accelerated particles that ensure the conversion of the conductive properties of the workpiece material.
Материал заготовки может быть выбран из числа известных диэлектриков - оксидов, гидридов, нитридов и фторидов металлов или полупроводников. В перечисленных материалах под воздействием ускоренных частиц происходит изменение химического состава материала, а именно - в облученных участках этих материалов остаются только атомы металлов или полупроводников за счет селективного удаления атомов неметаллов - кислорода, водорода, азота или фтора. The workpiece material can be selected from among known dielectrics - oxides, hydrides, nitrides and fluorides of metals or semiconductors. In these materials, under the influence of accelerated particles, the chemical composition of the material changes, namely, only metal or semiconductor atoms remain in the irradiated areas of these materials due to the selective removal of non-metal atoms - oxygen, hydrogen, nitrogen or fluorine.
При этом, как было установлено экспериментально, эффективное удаление атомов неметаллов происходит только в соединениях, в которых присутствуют атомы полупроводников или металлов с атомным номером, равным или большим 12. Moreover, it was experimentally established that the effective removal of non-metal atoms occurs only in compounds in which there are semiconductor or metal atoms with an atomic number equal to or greater than 12.
Для каждого вида частиц и обрабатываемого ими материала экспериментально подбираются режимы обработки - энергия частиц в пучке, время экспозиции и т. п., а также пары "вид частиц - вид материала", обеспечивающие наиболее эффективное преобразование свойств за счет селективного удаления атомов нужного сорта. For each type of particle and the material they process, the processing regimes are experimentally selected — the energy of the particles in the beam, the exposure time, etc., as well as the pairs “type of particles - type of material” that provide the most efficient conversion of properties due to the selective removal of atoms of the desired type.
При использовании толщины слоя заготовки менее 2 нм могут возникнуть нарушения его сплошности, что делает невозможным формирование объемной структуры. Выполнять слой заготовки более 150 нм нецелесообразно, поскольку для большинства используемых материалов, преобразующих свои свойства под воздействием потока ускоренных частиц, длина проективного пробега частиц не превышает указанного значения. When using a blank layer thickness of less than 2 nm, violations of its continuity may occur, which makes it impossible to form a bulk structure. It is impractical to produce a workpiece layer of more than 150 nm, since for the majority of materials used that transform their properties under the influence of a stream of accelerated particles, the projective path of the particles does not exceed the specified value.
Предлагаемым способом можно формировать не только проводящие структуры в объеме диэлектрика, но и магнитные структуры в объеме немагнитного материала или же структуру из немагнитного материала в объеме магнитного, а также формирование объемных оптических волноводов. В последнем случае в объеме прозрачного диэлектрика (большинство оксидов являются прозрачными при тех толщинах, которые используются в микроструктурах) формируются непрозрачные или менее прозрачные "перегородки" из преобразованного в металл вещества исходного диэлектрика заготовки. By the proposed method, it is possible to form not only conductive structures in the volume of the dielectric, but also magnetic structures in the volume of non-magnetic material or a structure of non-magnetic material in the volume of magnetic, as well as the formation of volumetric optical waveguides. In the latter case, in the volume of a transparent dielectric (most oxides are transparent at the thicknesses used in microstructures), opaque or less transparent "partitions" are formed from the material of the initial dielectric of the workpiece converted to metal.
Сущность заявляемого способа поясняется примерами реализации проводящей структуры и чертежом (а,б,с,д), на котором схематично представлены отдельные стадии технологического процесса. The essence of the proposed method is illustrated by examples of the implementation of the conductive structure and the drawing (a, b, c, d), which schematically shows the individual stages of the process.
Пример 1. В общем случае способ изготовления объемной проводящей структуры осуществляется следующим образом. Example 1. In the General case, the method of manufacturing a bulk conductive structure is as follows.
На подложку 1, которая может быть выполнена из кремния, алюминия или двуокиси кремния, наносят слой материала заготовки 2 требуемой толщины. В качестве материала заготовки используют оксиды, гидриды, нитриды или фториды металлов или полупроводников. On a
Затем слой материала заготовки облучают пучком ускоренных частиц, в качестве которых используют протоны, атомы водорода, атомы и ионы гелия. Облучение может осуществляться через шаблон 3 с заданным рисунком, нанесенным непосредственно на заготовку, в котором выполнены сквозные и/или несквозные отверстия различной глубины. Then a layer of the workpiece material is irradiated with a beam of accelerated particles, which are used as protons, hydrogen atoms, helium atoms and ions. Irradiation can be carried out through a
Под воздействием потока 4 ускоренных частиц в обрабатываемом материале происходит преобразование его исходных диэлектрических свойств в облучаемых участках 5 в проводящие за счет селективного удаления атомов неметаллов. При этом в зависимости от глубины отверстия преобразование этих свойств происходит на различную глубину в материале заготовки (черт."в"). Затем после облучения ускоренными частицами осуществляют обработку заготовки через этот же шаблон потоком ионов, обеспечивающих восстановление удаленных атомов, в результате чего в обработанных ионами участках восстанавливаются диэлектрические свойства (черт. "с"). При этом в качестве таких ионов могут быть использованы не только ионы удаленных атомов, но и ионы другого вида. Например, при обработке заготовки, выполненной из гидрида алюминия, или гидрида меди, или гидрида галлия под воздействием потока ускоренных частиц будут удаляться атомы водорода, а восстановление диэлектрических свойств в требуемых участках может осуществляться путем воздействия на заготовку потоком ионов кислорода, а в частных случаях даже достаточно извлечь заготовку из вакуумной установки и оставить ее на воздухе без удаления шаблона. При достаточно высокой химической активности металла заготовки уже этого будет достаточно для восстановления диэлектрических свойств. Например, алюминий очень быстро окисляется кислородом воздуха, переходя в оксид алюминия, обладающего диэлектрическими свойствами. После завершения процесса формирования шаблон 4 удаляется известным образом (химическое травление, реактивное травление, механическое удаление и т.п.) (см. черт."d"). Таким образом, с помощью одного шаблона может быть сформирована объемная проводящая многоуровневая структура. Under the influence of a stream of 4 accelerated particles in the material being processed, its initial dielectric properties in the
Пример 2. Способ реализовывался по общей схеме с использованием протонов в качестве частиц для облучения материала заготовки. Для его реализации в вакуумной камере технологической установки на подложкодержателе устанавливаются несколько подложек из монокристаллического кремния размером 5•5•0,4 мм, на которые нанесен слой материала заготовки требуемой толщины. Вакуумная камера откачивалась сначала форвакуумным и турбомолекулярным насосом, а затем ионным до давления 10-9 торр. В качестве источника протонов можно использовать любой из числа известных, например высокочастотный. На пути пучка ионов устанавливался шаблон, выполняемый из известных резистов по известной технологии, толщиной 0,3 мкм и размером 50•50 мм с изготовленными в ней рядами отверстий различной глубины диаметром 100 нм и сквозными прорезями в виде линий шириной 100 нм и длиной 3 мм и расстоянием между ними 300 нм. В другом случае в качестве такого шаблона использовалась маска, изготавливаемая по известным технологиям (например, фотолитографией либо электронной литографией). После откачки включался источник протонов и устанавливался его рабочий режим, обеспечивающий преобразование оптических свойств материала заготовки. Режимы для каждого вида материала и толщины заготовки подбирались экспериментально, некоторые из параметров, обеспечивающих достижение результата, приведены в таблице 1.Example 2. The method was implemented according to the general scheme using protons as particles for irradiating the workpiece material. For its implementation, in the vacuum chamber of the technological installation, several substrates of monocrystalline silicon with a size of 5 • 5 • 0.4 mm are installed on a substrate holder, on which a layer of the workpiece material of the required thickness is applied. The vacuum chamber was first pumped out by a forevacuum and turbomolecular pump, and then by an ion pump to a pressure of 10 -9 torr. As a source of protons, any of a number of known ones can be used, for example, high-frequency. A template was installed in the path of the ion beam, made of known resistes using the known technology, 0.3 μm thick and 50 • 50 mm in size, with rows of holes of various depths of 100 nm in diameter and through-cuts in the form of
После завершения обработки заготовки протонами она обрабатывалась потоком ионов, обеспечивающих восстановление удаленных атомов. В большинстве случаев для этого использовался пучок ионов кислорода, а иногда - ионы азота или ионы фтора. After processing of the workpiece with protons was completed, it was treated with a stream of ions, which ensured the restoration of the removed atoms. In most cases, a beam of oxygen ions was used for this, and sometimes nitrogen ions or fluorine ions were used.
Пример 3. Способ осуществлялся, как описано в примере 2, но с использованием ионов гелия (и соответствующего источника ионов). Некоторые параметры реализации способа приведены в таблице 2. Example 3. The method was carried out as described in example 2, but using helium ions (and the corresponding ion source). Some parameters of the implementation of the method are shown in table 2.
Пример 4. Способ осуществлялся, как описано в примере 2, но для облучения использовались пучки ускоренных атомов водорода или гелия, которые получали нейтрализацией пучков ускоренных ионов (протонов и ионов гелия) с помощью электронов. Example 4. The method was carried out as described in example 2, but for irradiation, beams of accelerated hydrogen or helium atoms were used, which were obtained by neutralizing beams of accelerated ions (protons and helium ions) using electrons.
Технологические параметры процесса для атомов водорода и атомов гелия аналогичны условиям, приведенным в таблицах 1 и 2, т.к. пучки атомов получали путем нейтрализации электронами пучков ионов гелия и водорода. Technological process parameters for hydrogen atoms and helium atoms are similar to the conditions given in tables 1 and 2, because atomic beams were obtained by neutralizing electron beams of helium and hydrogen ions.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110168/28A RU2205469C1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Method for producing three-dimensional conducting structure |
PCT/RU2003/000171 WO2003088333A1 (en) | 2002-04-18 | 2003-04-16 | Method for producing a volume conductive and/or semiconductive structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110168/28A RU2205469C1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Method for producing three-dimensional conducting structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205469C1 true RU2205469C1 (en) | 2003-05-27 |
Family
ID=20255594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002110168/28A RU2205469C1 (en) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | Method for producing three-dimensional conducting structure |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205469C1 (en) |
WO (1) | WO2003088333A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702798C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-10-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки, Институт Ядерной Физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения (ИЯФ СО РАН) | Method of producing high-aspect microstructures |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5459098A (en) * | 1992-10-19 | 1995-10-17 | Marietta Energy Systems, Inc. | Maskless laser writing of microscopic metallic interconnects |
WO1995026852A1 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process and device for coating a non-solderable surface with a solderable metallised layer |
KR100375392B1 (en) * | 1998-01-28 | 2003-03-08 | 띤 필름 일렉트로닉스 에이에스에이 | A method for generating electrical conducting or semiconducting structures in two or three dimensions, a method for erasing the same structures and an electric field generator/modulator for use with the method for generating |
RU2129320C1 (en) * | 1998-05-22 | 1999-04-20 | Гурович Борис Аронович | Conducting structure forming process |
-
2002
- 2002-04-18 RU RU2002110168/28A patent/RU2205469C1/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-04-16 WO PCT/RU2003/000171 patent/WO2003088333A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702798C1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-10-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки, Институт Ядерной Физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения (ИЯФ СО РАН) | Method of producing high-aspect microstructures |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003088333A1 (en) | 2003-10-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109804459B (en) | Quasi-atomic layer etching method | |
US7371690B2 (en) | Dry etching method and apparatus | |
EP0149779B1 (en) | Laser induced chemical etching of metals with excimer lasers | |
US4490210A (en) | Laser induced dry chemical etching of metals | |
US6037243A (en) | Method for manufacturing silicon nanometer structure using silicon nitride film | |
Posseme | Plasma Etching Processes for CMOS Devices Realization | |
RU2205469C1 (en) | Method for producing three-dimensional conducting structure | |
RU2477902C1 (en) | Method for formation of conductors in nanostructures | |
RU2243613C1 (en) | Method for bulk structure production | |
KR20040030501A (en) | Fabrication of structures of metal/semiconductor compound by x-ray/euv projection lithography | |
RU2129320C1 (en) | Conducting structure forming process | |
RU2404479C1 (en) | Method for formation of conducting structure in dielectric matrix | |
JP4042893B2 (en) | Processing method of Si semiconductor microstructure by ion beam implantation lithography of inorganic multilayer resist | |
US3585091A (en) | Method for etching thin layers of oxide or nitride | |
JP3198302B2 (en) | Method of forming fine structure pattern | |
JPH0513319A (en) | Pattern formation | |
JP4052430B2 (en) | Ion beam microfabrication method of inorganic multilayer resist and semiconductor device, quantum device, micromachine component and microstructure by this method | |
Turcu et al. | X-ray micro-and nanofabrication using a laser–plasma source at 1 nm wavelength | |
JP4405201B2 (en) | Two-dimensional patterning method and electronic device manufacturing method using the same | |
JPH03276719A (en) | Digital etching method | |
WO2003054973A1 (en) | Light receiving element and light receiving device incorporating circuit and optical disc drive | |
JPH08264444A (en) | Method and apparatus of forming circuit pattern and integrated circuit formed by the method | |
JP2667930B2 (en) | Fine processing method and device | |
WO2003054945A1 (en) | Method for ion beam fine patterning of inorganic multilayer resist, and semiconductor device, quantum device, micromachine component and fine structure manufactured by the method | |
JPS61256632A (en) | Formation of fine pattern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060523 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080419 |