DE2647855A1

DE2647855A1 - Verfahren zum projizieren eines buendels aus geladenen partikeln

Info

Publication number: DE2647855A1
Application number: DE19762647855
Authority: DE
Inventors: Eiichi Goto; Masanori Idesawa; Takashi Soma
Original assignee: RIKEN
Current assignee: RIKEN
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1977-05-05
Also published as: JPS5320391B2; JPS5251871A; DE2647855C2; FR2329069A1; US4112305A; FR2329069B1; GB1567187A

Description

"Verfahren zum Projizieren eines Bündels aus geladenen Partikeln"

Priorität: 23. Oktober 1975, Japan, Kr. 127833/75

Die Erfindung betrifft allgemein ein Ablenkverfahren, bei welchem ein Bündel aus geladenen Partikeln verwendet wird, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Projizieren eines Bündels aus geladenen Partikeln, insbesondere zur Erzeugung von Mikroschaltungen. Es ist eine zunehmende Nachfrage nach höchster Präzision und kompakter Integration von Mikroschaltungen entstanden, und es ist die Elektronenbündelprojektion zur Erfüllung solcher Anforderungen verwendet worden.

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Offensichtlich erfordert das Markieren und Erzeugen eines gewünschten Musters auf einem Target nach einem herkömmlichen Verfahren eine außerordentlich große' Zeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Projizieren eines Bündels aus geladenen Partikeln zu schaffen, mit welchem in außerordentlich kurzer Zeit eine "besonders große Vielfalt an Formen in einem Muster hergestellt werden können, welches mit dem Bündel erzeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zwei Masken verwendet werden, von denen jede eine öffnung von verhältnismäßig einfacher Form auf v/eist, die "beispielsweise ein Quadrat oder ein Vieleck sein kann. Gemäß einer "besonders "bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Bündel aus geladenen Partikeln nach dem Durchgang durch eine mit einer öffnung versehenen Maske in "bezug auf die öffnung der anderen mit einer öffnung versehenen Maske abgelenkt wird, so daß dadurch die Querschnittsform des Bündels und die Projektionsstelle des Bündels auf dem · Target verändert werden.

Mit geladenen Partikeln werden hier sowohl Elektronen als auch Ionen angesprochen.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß Mikroelektronik-Schaltungen mit einem praktisch beliebig vorgebbaren Muster der Schaltung auf einem Substrat innerhalb besonders kurzer Zeit hergestellt werden können.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Pig. 1 ein herkömmliches System zur Projektion eines Elektronenbündels ,

Pig. 2 ein System zur Projektion geladener Partikeln, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird, und

Fig. 3 und 4- eine Vielfalt von Formen des Querschnittes des Bündels aus geladenen Partikeln.

Die Erfindung wird zwar unten anhand eines Elektronenbündels beschrieben, es sei jedoch bemerkt, daß dies nicht als Begrenzung aufzufassen ist.

Die Fig. 1 zeigt ein herkömmliches System zur Projektion eines Elektronenbündels. Gemäß Fig. 1 geht ein Elektronenbündel aus einer Elektronenquelle 1 durch eine erste Sammellinse 2 hindurch, und dieses Bündel wird durch die Sammellinse auf die Öffnung 4- einer Maske 3 fokussiert. Nach dem Durchgang durch die Maske 3 divergiert das Elektronenbündel wieder, und es konvergiert schließlich auf einem Target 6, nachdem es durch eine zweite Sammellinse (oder Projektionslinse 5) hindurchgegangen ist. Das Bild der Maskenöffnung, welches verkleinert auf das Target projiziert wird, wird

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in der Weise bewegt, daß es unter dem Einfluß einer Ablenkeinrichtung 7 (Ablenkspulen oder Ablenkplatten) über das Target streicht, so daß auf diese Weise ein gewünschtes Muster einer Schaltung auf dem Target entsteht. Mt "Target" wird in der vorliegenden Beschreibung diejenige Platte bezeichnet, welche als Träger der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung dient. Der Bündelfleck, welcher zur Zeichnung eines gewünschten Musters auf dem Target dient, ist sehr klein und hat üblicherweise einen Durchmesser.von etwa 0,1 /U.

Es sei angenommen, daß ein Bündelfleck von 0,1 u dazu verwen det wird, einen rechteckigen Bereich von 1 ja χ 10yu auf einem Target zu markieren. Dann muß zu diesem Zweck das Target 1000 mal mit dem entsprechenden Bündel behandelt werden.

In der Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung veranschaulicht. Ein Elektronenbündel von einer Elektronenquelle 8 geht durch eine erste Sammellinse 9 hindurch, um auf einer ersten Maske 11 fokussiert zu werden, die eine Öffnung von einfacher Form hat, die mit 10 bezeichnet ist und beispielsweise quadratisch ausgebildet ist. . Nachdem das Bündel durch die quadratische öffnung in der ersten Maske hindurchgegangen ist, geht das quadratische Bündel durch zwei Sammellinsen 12 und 13 hindurch, um auf eine zweite Maske 15 fokussiert zu werden, die eine öffnung

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mit einer ähnlichen quadratischen Form aufweist. Das quadratische Bündel wird in bezug auf die öffnung 14 der zweiten Maske 15 durch eine Ablenkeinrichtung 16 derart abgelenkt, daß durch die zweite Maske nur ein ausgewählter Teil des Bündels durchgelassen wird (siehe schraffierte Teile in der Fig. 3)· Die Form des ausgewählten Teiles des Elektronenbündels hängt von dem Maß und der Richtung einer solchen Ablenkung ab. Deshalb können eine Vielfalt von Formen (oder Querschnitten) des Elektronenbündels einfach dadurch erreicht werden, daß das Maß und die Richtung verändert werden, um welche das Bündel abgelenkt wird, und zwar in bezug auf die Öffnung der zweiten Maske (siehe Fig. 3). Bei der Herstellung eines gewünschten Musters auf einem Target-Substrat werden eine Vielfalt von Elektronenbündeln dadurch erzeugt, daß das Elektronenbündel in bezug auf die Öffnung der zweiten Maske abgelenkt wird, und das Target wird selektiv und wiederholt einem jeden solcher verschiedener Elektronenbündel ausgesetzt, so daß das gewünschte Muster in der Form von einzelnen Flecken hergestellt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen verschiedene Formen der öffnungen in der ersten und der zweiten Maske und eine Vielfalt von Querschnitten des Elektronenbündels, welche dadurch erzeugt werden können, daß der Durchgangsbereich in dem Weg des Elektronenbündels in entsprechender Weise festgelegt wird.

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Fig. 3 zeigt die Art und Weise, in welcher das quadratische Elektronenbündel sowohl hinsichtlich seines Querschnittes als auch seiner Position verändert wird. Die Fig. 3(a) zeigt speziell, daß das quadratische Elektronenbündel reduziert wird,, ohne daß die Querschnittsfora des Bündels verändert wird. Die Fig. 3(b) und 3(c) zeigen, daß das quadratische Elektronenbündel in ein rechteckiges Bündel umgeformt wird. Die Fig. 3(<3.) zeigt, daß das quadratische Elektronenbündel auf ein mögliches Minimum reduziert wird. Die Fig. A zeigt die Art und Weise, in welcher das fünfeckige Elektronenbündel (gestrichelte Linie) in seinem Querschnitt und in seiner Position verändert wird. Die Fig. 4(a) zeigt speziell, daß das fünfeckige Elektronenbündel auf ein quadratisches Elektronenbündel reduziert und verändert wird. Die Fig. 4(b) und 4(c) zeigen, daß das fünfeckige Elektronenbündel (gestrichelte Linie) reduziert und auf eine rechteckige Form gebracht wird. Solche rechteckigen Bündel, wie sie in den Fig. 3 und 4- dargestellt sind, markieren zwei quadratische öffnungen einen rechteckigen Fleck auf einer solchen orthogonalen Position auf dem Target, wie sie in den Fig.3(b) und 3(c) dargestellt sind, während zwei fünfeckige Öffnungen einen ähnlichen rechteckigen Fleck unter 4-5 auf dem Target erzeugen, wie es in den Fig. 4(b) und 4(c) veranschaulicht ist.

Bei der Herstellung von Mikrοschaltungen haben jeweils eine Vielfalt von Elektronenbündeln einen verschiedenen Querschnitt,

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welche hergestellt werden, indem das Elektronenbündel auf seinem Zwischenweg zwischen zwei mit Öffnungen versehenen Masken entsprechend modifiziert wird, und ein ausgewählter Bereich des Target-Substrates wird jedem von solchen verschiedenen Elektronenbündeln derart ausgesetzt, daß auf diese Weise ein gewünschtes Muster auf dem Target in der Form einer Fleckenanordnung erzeugt wird.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel hat folgende AbiD essungen:

Öffnungsgröße eines ersten Satzes von Masken mit quadratischen Öffnungen: 125 x 125/U.

Öffnungsgröße eines zweiten Satzes von Masken mit quadratischen Öffnungen: 250 χ 250 u Abstand zwischen den zwei mit Öffnungen

versehenen Masken: 180 mm Brennweite der ersten Sammellinse 12: 45 mm

Brennweite der zweiten Sammellinse 13^: 4-5 ^mtn

Bündelbeschleunigungsspannung: -20 kV

Bündelstrom: 1 Mikroampere

Helligkeit; 5 x 10^ A/cm² Ohm

Bündelablenkbereich: 2 χ 2 mm

Verschiebebereich der Stufe: I30 χ 130 mm

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Im Betrieb wurde der Querschnitt des Elektronenbundels im Bereich von 0,5 x 0,5 bis 25 x 25p- verändert.

Die Bündelpositionierungsgenauigkeit ist - 0,3yu. Ein verhältnismäßig kompliziertes Muster wurde auf einem Plättchen eines Targets (50 χ 50 mm) in 60 Minuten (Bestrahlungszeit) hergestellt.

Dasselbe Muster wurde nach einem herkömmlichen Verfahren mit einer Markierung einzelner Flecken in einigen zehn Stunden erzeugt.

Die Erfindung ist auch vorteilhaft bei der Herstellung von optischen Masken anwendbar, die ein Präzisionsöffnungsmuster erfordern.

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Λ Λ Verfahren zum Projizieren eines Bündels aus geladenen Partikeln auf ein Target durch wenigstens zwei mit öffnungen versehene Masken, dadurch gekenn ζ eichnet, daß das Bündel aus geladenen Partikeln nach dem Durchgang durch eine mit einer öffnung versehenen Maske in "bezug auf die öffnung der anderen mit einer Öffnung versehenen Maske abgelenkt wird, so daß dadurch die Querschnittsform des Bündels und die Projektionsstelle des Bündels auf dem Target verändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel aus geladenen Partikeln entweder aus Elektronen oder aus Ionen besteht.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Target ein Substrat ist, auf welchem elektronische Schaltungen aufgebaut werden.

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