JPH0638411B2 - Pattern formation method by electron beam - Google Patents
Pattern formation method by electron beamInfo
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- JPH0638411B2 JPH0638411B2 JP59084975A JP8497584A JPH0638411B2 JP H0638411 B2 JPH0638411 B2 JP H0638411B2 JP 59084975 A JP59084975 A JP 59084975A JP 8497584 A JP8497584 A JP 8497584A JP H0638411 B2 JPH0638411 B2 JP H0638411B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、励起された反応性粒子と電子ビームとの相乗
効果による物質の変化により基板に所要のパターンを形
成する方法に関する。The present invention relates to a method for forming a desired pattern on a substrate by changing a substance by a synergistic effect of excited reactive particles and an electron beam.
ここで、励起された反応性粒子とは、後述のように、反
応室とは離れた位置でマイクロ波励起され、反応室まで
輸送することのできる長寿命ラジカルから成る反応性励
起粒子や、短波長電磁光波を含む広義の光化学励起反応
によって励起された反応性励起粒子を含む総称である。Here, the excited reactive particles are, as described later, excited by microwaves at a position apart from the reaction chamber, and are composed of long-lived radicals that can be transported to the reaction chamber or short-lived reactive particles. It is a general term including reactively excited particles excited by a photochemically excited reaction in a broad sense including a wavelength electromagnetic light wave.
従来から報告されているプラズマエッチにおいては、レ
ジストパターンを予め形成することによつて保護マスク
とし、全面プラズマ反応を行わせることによつて、パタ
ーンエッチを行つている。In the conventionally reported plasma etching, a pattern is formed by forming a resist pattern in advance and using it as a protective mask, and then performing a plasma reaction over the entire surface.
また、減圧した酸素の放電(酸素のプラズマ)内で半導
体や金属の表面に酸化膜を成長させるプラズマ酸化は低
温で形成できるので、広い応用の可能性をもつ。In addition, plasma oxidation for growing an oxide film on the surface of a semiconductor or a metal in a reduced-pressure oxygen discharge (oxygen plasma) can be formed at a low temperature, and thus has wide application potential.
これらのプロセスにおいて、選択的なパターン形成はマ
スク用の遮蔽物質がないかぎり不可能であつた。光化学
反応はガス状分子を励起して、反応性励起粒子にする作
用をもつが、一方では光パターン照射しながら反応性ガ
スまたは反応性励起粒子を送れば、直接パターンを形成
できる特徴をもつている。しかしながら電子ビームによ
るパターン形成に比べると、多くの場合、微細加工性に
おいて劣つている。In these processes, selective patterning was not possible without masking masking materials. Photochemical reactions have the effect of exciting gaseous molecules into reactively excited particles, but on the other hand, they have the characteristic that they can directly form a pattern by sending a reactive gas or reactively excited particles while irradiating a light pattern. There is. However, in many cases, it is inferior in fine workability as compared with pattern formation by an electron beam.
一方、電子ビームによるパターン形成はレジストなどの
特殊な物質にかぎられている。On the other hand, pattern formation by an electron beam is limited to a special substance such as a resist.
一方、上記に述べたプラズマ中の反応性励起粒子や光化
学反応による反応性励起粒子は直接、各種の物質をエッ
チ、酸化等の処理可能にできる。On the other hand, the reactive excitation particles in the plasma and the reactive excitation particles due to the photochemical reaction described above can directly process various substances such as etching and oxidation.
本発明は、上記の実情に鑑み、基板上にレジストパター
ンまたはSiO2膜などの遮蔽パターンを予め設置しない
で、電子ビーム自体にパターン情報を付与し、基板上で
の電子ビームと反応性励起粒子雰囲気との作用による物
質の変化を選択した場所にのみ生じさせ、電子ビームの
照射のない部分には、そうした変化をわづかしか起させ
ないか、また、適当に選択された条件で殆ど起させない
ようにすることを主目的としたものであり、電子ビーム
によるパターンの微細化を維持し、かつ、直接パターン
形成を可能とするものである。In view of the above situation, the present invention does not preliminarily install a resist pattern or a shielding pattern such as a SiO 2 film on a substrate, imparts pattern information to the electron beam itself, and reacts with the electron beam on the substrate to excite particles. Change the substance due to the action with the atmosphere only in the selected place, and in the part where the electron beam is not irradiated, make such change only insignificantly, or rarely under the appropriately selected condition. The main purpose of this is to maintain the miniaturization of the pattern by the electron beam and to enable direct pattern formation.
本発明のパターン形成法を概説すると、適当に選択され
た加速エネルギーをもつ電子ビームを用いて、差動排気
などで可能になつた反応性励起粒子を含む雰囲気中にあ
る基板上に、電子光学系によつて結像させることにより
二次元パターンを描画し、もつて同一素工程で反応性励
起粒子と電子ビームとの相乗効果による反応を基板上に
合理的に行わせる反応性励起粒子の選択的処理が可能な
パターン形成法であると要約することができる。以下本
発明について実施例に基づき詳細に説明する。An outline of the pattern formation method of the present invention will be described. An electron beam having an appropriately selected acceleration energy is used to form an electron optical film on a substrate in an atmosphere containing reactive excitation particles made possible by differential evacuation or the like. Select a reactive excitation particle that draws a two-dimensional pattern by imaging with a system and reasonably causes the reaction due to the synergistic effect of the reactive excitation particle and the electron beam on the substrate in the same elementary process. It can be summarized as a pattern formation method that can be mechanically processed. Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples.
第1図は、本発明の電子ビームにパターン情報を付与
し、電子光学系を介して、反応性励起粒子を含む雰囲気
中にある基板上に電子ビームを投影することにより、反
応室内の基板部において電子ビームと反応性励起粒子の
雰囲気とが基板物質に作用することによつて生じる物質
の変化をパターン化した状態で形成し得る装置の概略構
成図である。本発明の一実施例を示す第1図において、
電子光学系を上から説明すると、電子を供給する電子銃
1、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(対物レンズ)9および第3電磁レンズ9の中
に二重偏向コイル8a、スティグメータ8bが配置されてい
る。反応室へは第3絞り10を通して電子ビームが入射さ
れる。基板が設置されている反応室と電子光学系とは所
要の真空度が大巾にことなるので、複数の排気系によつ
て差動排気を行い、電子光学系への反応性励起粒子など
による汚染を防止するとともに、電子ビーム走査と制御
に必要な真空度を維持することにする。FIG. 1 shows a substrate portion in a reaction chamber by imparting pattern information to the electron beam of the present invention and projecting the electron beam onto a substrate in an atmosphere containing reactive excitation particles through an electron optical system. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus capable of forming in a patterned state a change in a substance caused by an electron beam and an atmosphere of reactive excitation particles acting on a substrate substance in FIG. In FIG. 1 showing an embodiment of the present invention,
The electron optical system will be described from the top. An electron gun 1 for supplying electrons, a first diaphragm 2, an aligner 3, a first electromagnetic lens 4, a blanking plate 5, a second diaphragm 6, a second electromagnetic lens 7, and a third electromagnetic. A double deflection coil 8a and a stigmator 8b are arranged in the lens (objective lens) 9 and the third electromagnetic lens 9. An electron beam is incident on the reaction chamber through the third diaphragm 10. Since the required degree of vacuum differs greatly between the reaction chamber where the substrate is installed and the electron optical system, differential evacuation is performed by multiple evacuation systems, and reactive excitation particles etc. to the electron optical system are used. Contamination will be prevented and the vacuum required for electron beam scanning and control will be maintained.
集束された電子ビーム11は基板12に照射され、パターン
が描画される。基板には基板支持台13の上に設置され、
必要に応じて低温の加熱などの基板部の温度制御が可能
なように支持台が構成されている。The focused electron beam 11 is applied to the substrate 12 to draw a pattern. The board is installed on the board support base 13,
The support base is configured so that the temperature of the substrate part can be controlled by heating at a low temperature, if necessary.
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等程度の精密位置合
わせと精密移動ができる。反応室16内の各種の材料はプ
ラズマなど反応励起粒子の雰囲気で腐触されない材料で
構成される。The support base 13 is installed on the X-Y moving mechanisms 14 and 15, and can perform precision alignment and precision movement equivalent 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 atmosphere of reaction excited particles such as plasma.
第1図の実施例では電子ビーム光学系はそれぞれ排気口
17、18、19によつて差動排気されている。反応室は排気口
20によつて排気される。反応室内の圧力は、これらの排
気口19、20などからの排気能力によつて決められる。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を通して導入することが
できる。輸送管の前にはマグネトロン発振によつて発生
された2.45GHzのマイクロ波が導波管22aに導入され、
導波管の一部に石英管反応部23が挿入されている。導波
路の終端は整合器22bによつてインピーダンス整合が採
れている。石英管の中に導入管23aを通してCF4+O2ガス
を0.1Torr程度で導入する。この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、ガスの流量の変化に対しても
整合条件はくずれない。プラズマの輸送管21はテフロン
コートにしておけば、放電部で生じた活性種は約1m離
れた反応室においても、あまり減衰することなしに反応
室16に導入される。すなわち、こうした活性種は、長寿
命ラジカルである。In the embodiment shown in FIG. 1, each electron beam optical system has an exhaust port.
Differentially exhausted by 17, 18, and 19. Exhaust port of reaction chamber
Exhausted by 20. The pressure in the reaction chamber is determined by the exhaust capacity from these exhaust ports 19, 20 and the like. On the other hand, electric field excited plasma, which is one of the important elements among the reactive excitation particles, can be introduced through the transport tube 21. 2.45 GHz microwave generated by magnetron oscillation is introduced into the waveguide 22a in front of the transport tube,
A quartz tube reaction part 23 is inserted in a part of the waveguide. The end of the waveguide is impedance-matched by a matching device 22b. CF 4 + O 2 gas is introduced into the quartz tube through the inlet tube 23a at about 0.1 Torr. When introduced at a pressure of this level, the generated plasma hardly spreads even with an increase in electric power, becomes in a stable state, and the matching condition is not broken even with a change in gas flow rate. 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 without being significantly attenuated even in the reaction chamber about 1 m away. That is, such active species are long-lived radicals.
このような2.45GHzのマイクロ波励起のプラズマエッチ
法については、従来から報告されている。この方法によ
れば多結晶シリコンSiN4,SiO2,Nb,W,Mo,フォトレジス
ト等の各種薄膜がエッチされる。その条件はCF4の圧力
0.12Torr程度でPr=Po2/PCF4が0〜4程度までゞエッチ
が可能である。この励起法によるプラズマエッチ法の利
点は反応室16において放電用の電極を必要としないこと
である。Such a 2.45 GHz microwave-excited plasma etching method has been conventionally reported. According to this method, various thin films such as polycrystalline silicon SiN 4 , SiO 2 , Nb, W, Mo and photoresist are etched. The condition is the pressure of CF 4 .
At 0.12 Torr, Pr = Po 2 / PCF 4 can be etched up to 0-4. The advantage of the plasma etching method based on this excitation method is that no electrode for discharge is required in the reaction chamber 16.
上記のプラズマ励起の方法において、導入ガスとしてO2
またはN2を用いて、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窒化も条件によつて可能と
なる。In the above plasma excitation method, O 2 was used as an introduced gas.
Alternatively, plasma oxidation or nitridation with plasma-activated oxygen or nitrogen with N 2 is also possible under certain conditions.
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、既述の通り、約1m離れた所で発生させても余
り減衰することなく当該反応室内に至り得る、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
r2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も、CH3BrのガスのdeepUV励起光による反
応でエッチ可能である。本発明の一実施例として提案す
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、パターン情報を持つ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, as described above, so-called long plasma-excited so-called long plasma-excited particles that can reach the reaction chamber without being significantly attenuated even if they are generated at a distance of about 1 m. It is a life-time radical. However, the means capable of 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 light. Further, depending on the case, the gas phase particles can be excited by an electromagnetic light wave chemical reaction also by an electromagnetic light wave having a short wavelength from the deep UV light to the X-ray. Photochemical reaction processes include, for example, Si for 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. GaAs and InP can also be etched by the reaction of CH 3 Br gas with deep UV excitation light. Proposed as one embodiment of the present invention, which also incorporates the effect of reactive gas particles by electromagnetic light wave photochemical reaction, the pattern formation method by electron beam drawing with pattern information is based on the findings of the reports of various reactions described above. There is.
第1図において、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。光源よりの光束24Lはレーザなどか
らの光化学反応励起用光源からとする。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
置などを変化させるため、光束制御系25を配置する。光
束制御系25を出射した光束24Mは反射鏡26と反射鏡27、
光束透過用窓28、平面または凹筒反射鏡29をへて試料近
傍へ到達する光束24aとなる。In FIG. 1, a light beam 24 is a scannable light beam for exciting a photochemical reaction. The light flux 24L from the light source is from a light source for exciting a photochemical reaction from a laser or the like. A light flux control system 25 is arranged to switch the light flux 24L temporally or spatially change the direction, position, etc. of the light flux. The luminous flux 24M emitted from the luminous flux control system 25 is a reflecting mirror 26 and a reflecting mirror 27,
It becomes the light beam 24a that reaches the vicinity of the sample through the light beam transmitting window 28 and the plane or concave cylindrical reflecting mirror 29.
光化学反応用のガスはガス源31、32よりバルブ30をへて
反応室16へ導入される。光化学反応用ガスは減圧した雰
囲気の中で光束24bの位置のような反応室内の光通過空
間で光化学励起をうける。The gas for photochemical reaction is introduced into the reaction chamber 16 from the gas sources 31, 32 through the valve 30. The photochemical reaction gas undergoes photochemical excitation in the light passage space in the reaction chamber such as the position of the light beam 24b in the depressurized atmosphere.
更に試料面近傍や試料面に直接照射される光束24aは光
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励起による局部加熱と活性
化、電子−正孔励起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。また、光束24aは、基板
に対してアニール効果を持つこともある。Further, the light beam 24a directly irradiated to the vicinity of the sample surface or the sample surface acts more strongly on the photochemical reaction. In particular, when the sample surface is directly irradiated, local heating and activation due to photoexcitation of the sample surface, electron-hole excitation, and the like are added, so that a multi-element reaction mechanism is added. Further, the light flux 24a may have an annealing effect on the substrate.
光束24a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可能である。機械的には26、27、29の
ミラーを微小移動制御機構で駆動してもよい。より高速
に行うには電子的光スイッチまたは光路変更デバイスを
光束制御系25中に設置することによつて可能となる。Uniformity of light irradiation on the sample surface by making the light beam 24a scannable,
It is also possible to increase controllability. Mechanically, the mirrors 26, 27 and 29 may be driven by a fine movement control mechanism. Faster operation is possible by installing an electronic optical switch or optical path changing device in the light flux control system 25.
また、幾つかの偏光によるスイッチやハーフミラー、マ
イクロレンズアレー、光ファイバーなどを用いれば、複
数個の光束の同時、並列処理ができる。これによつて複
数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。Further, if a switch, a half mirror, a microlens array, an optical fiber, or the like, which uses some polarized light, is used, a plurality of light beams can be processed simultaneously and in parallel. As a result, each of the plurality of light beams can be uniquely intermittently timed and spatially arranged.
第1図に示した光束制御系25、ミラー26、27、29などの光
学系は、一つの実施例である。この他にもいろいろの光
束制御がありうることがわかる。第1図に示すような電
子ビームパターン描画系に別途、複数の光束透過用窓を
あけ、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。または、光束は
真空と大気中とでその制御に差違がないという利点があ
る。従つて、上記に述べた各種の光束群制御系を反応室
16内へもちこむことも可能である。反応室内の基板近傍
の斜めより上記の光束群を入射させれば、基板内の特定
の場合に複数個の光束を空間的分布、時間的断続をもつ
て照射させることも可能である。The optical system including the light flux control system 25 and the mirrors 26, 27, 29 shown in FIG. 1 is one embodiment. It can be seen that various other light flux controls are possible. It is also possible to separately provide a plurality of light flux transmitting windows in the electron beam pattern writing system as shown in FIG. 1 and to make a plurality of light flux groups enter the respective light flux transmitting windows spatially and temporally intermittently. Alternatively, there is an advantage in that there is no difference in the control of the light flux between the vacuum and the atmosphere. Therefore, the various luminous flux group control systems described above are used in the reaction chamber.
It is also possible to go inside 16. It is possible to irradiate a plurality of light fluxes with a spatial distribution and a temporal discontinuity in a specific case within the substrate by making the above light flux groups enter obliquely in the vicinity of the substrate in the reaction chamber.
反応室内に光束制御系を設置する場合は、光束制御系が
反応性励起粒子によつて損傷を受けないように石英板、
テフロンコートの素材など保護できる収納容器などを設
ける必要がある。When installing the light flux control system in the reaction chamber, a quartz plate, so that the light flux control system is not damaged by the reactive excitation particles,
It is necessary to provide a storage container that can protect the material of Teflon coat.
以上詳細に説明したように、本発明を利用することによ
り、マイクロ波励起長寿命ラジカルによるプラズマ処理
やフォトケミカル反応性励起粒子によるフォトケミカル
処理、及びこれら二種の励起法によって励起された反応
性励起粒子を共に用いてのプロセス等に、電子ビームに
よる微細パターン描画機能を付加することができる。As described in detail above, by utilizing the present invention, plasma treatment by microwave-excited long-lived radicals, photochemical treatment by photochemically reactive excited particles, and reactivity excited by these two types of excitation methods A fine pattern drawing function by an electron beam can be added to a process using excited particles together.
更に、本発明によれば、電子ビームが当たった個所は当
該電子ビームと反応性励起粒子との基板上における反応
効果、例えば基板上の各種粒子による局部損傷、局部加
熱、アニール等によって他の部分よりも深くエッチされ
る。プラズマ長寿命ラジカル形成条件や光化学励起反応
条件などの反応の強さを変化させるパラメータを、電子
ビームを当てない時には、殆ど反応が基板上で起きない
程度にしておき、電子ビームが照射されると反応が促進
され、そこだけエッチングが起るようにも調整できる。
つまり、このような条件を見つけることによりレジスト
レスのパターン形成エッチが可能となる。場合によって
は、エッチされたウエーハの凹凸面でも、小面積であれ
ば電子ビームによっての局部加熱やアニールが可能であ
る。これには例えば、公知の手段に従い、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
速い状態でスキャンを重ねて単位面積当たりのビームエ
ネルギー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方向に僅かづつ動かす等すれ
ば良い。Further, according to the present invention, the portion hit by the electron beam is the other portion due to the reaction effect of the electron beam and the reactive excitation particles on the substrate, for example, local damage by various particles on the substrate, local heating, annealing, etc. Is deeper etched than. The parameters that change the reaction strength such as plasma long-lived radical formation conditions and photochemically excited reaction conditions are set so that almost no reaction occurs on the substrate when the electron beam is not applied, and when the electron beam is irradiated. It can be adjusted so that the reaction is promoted and etching occurs only there.
That is, the resistless pattern formation etching can be performed by finding such conditions. In some cases, the uneven surface of the etched wafer can be locally heated or annealed by an electron beam if the area is small. For this purpose, for example, according to known means, the relevant parameters such as the focusing condition and the scanning condition such as the spot size of the electron beam are appropriately selected, and the scanning is repeated in a state of being faster than the thermal response time of the substrate unit to make a unit area. The beam energy density per hit may be improved to a desired value, and the heating or melting portion may be moved little by little in the direction orthogonal to the scan width.
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光エネルギービーム
とすることにより、電子ビームによるアニールと光エネ
ルギービームによるアニールとを基板の同一場所に重畳
させることもできる。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
場合、それを光ビームにより、所望の配分比に従って補
うことができる。Further, regarding the light beam, at least one of the one or more light beams to be introduced is a light energy beam, so that the annealing by the electron beam and the annealing by the light energy beam are superposed at the same position on the substrate. You can also In this way, when the energy density is insufficient for annealing only by the electron beam, it can be compensated by the light beam according to a desired distribution ratio.
また、プラズマ酸化などの反応性励起粒子による酸化プ
ロセスに関していえば、酸化層の深さの制御とパターン
化、酸化中および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などが可能である。Regarding the oxidation process using reactively excited particles such as plasma oxidation, it is possible to control the depth of an oxide layer and pattern it, and to modify the film quality by pattern beam annealing during and after oxidation.
なお、第1図に示した電子ビーム描画系は通常の走査型
のビーム制御系に類似するものであるが、これには可変
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。もちろん、本書に言う電子ビームとは、この種
の技術分野で定義されている通り、公知既存の電子ビー
ム加速系ないしは減速系、電子ビーム集束・走行系、そ
して電子ビーム偏向系ないし電子ビーム光学系により走
査または制御可能な文字通りの電子ビームを指す。The electron beam drawing system shown in FIG. 1 is similar to a normal scanning type beam control system. However, this includes a known existing electron beam drawing system such as a variable shaped beam drawing system, An apparatus having an electron beam focusing control system similar to a known electron beam transfer system or the like may be used as long as the conditions are set appropriately. Of course, the electron beam referred to in this document is, as defined in this type of technical field, a known existing electron beam acceleration system or deceleration system, electron beam focusing / traveling system, and electron beam deflection system or electron beam optical system. Refers to a literal electron beam that can be scanned or controlled by.
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
ルギー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, by appropriately controlling or changing various parameters, it is possible to appropriately adjust the electron beam energy and the spatial distribution of the beam bundle. The parameters can be selected, and the degree of freedom in design can be given to a certain extent with respect to the resistless pattern direct formation technique, which is the application of the present invention.
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に移動させることで、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 beam for photochemical excitation, various laser lights in the far ultraviolet region to the infrared region can be used. Also,
As the drawing mode, for example, the scanning or transfer of the electron beam is performed within one frame, and after the end of one frame, the step and repeat is repeated. On the other hand, conventionally, lithography with charged particles or a light beam,
As a pattern drawing technique using various beams, there is a technique of precisely moving a moving table on which a substrate is installed to form a desired pattern on the substrate in a manner of writing with a brush. It is applicable to the present invention.
本発明によれば真空排気系の中で、大気に曝すことな
く、基板ウエーハへレジストレス直接プロセスでサブミ
クロンまでのパターン形成が可能であり、今後進展が予
想される直接パターン形成プロセスの一環として利用す
ることができる。これによつて、各種電子デバイス、集
積回路等の製造の能率向上、性能向上に寄与することが
できる。According to the present invention, it is possible to form a sub-micron pattern on a substrate wafer by a resistless direct process in a vacuum exhaust system without exposing it to the atmosphere, and as a part of a direct pattern forming process expected to progress in the future. Can be used. This can contribute to improving the efficiency and performance of manufacturing various electronic devices, integrated circuits and the like.
第1図は本発明のプラズマ励起反応性粒子の雰囲気と光
化学励起反応性粒子の雰囲気を混合することを可能にし
た雰囲気中における電子ビーム微細パターン形成法の一
実施例を説明するための図である。 図中、1は電子銃、2は絞り、4は電磁レンズ、5はブ
ランキング板、6は絞り、7は電磁レンズ、8aは二重偏
光コイル、8bはスティグメータ、9は電磁レンズ、10は
絞り、11は電子ビーム、12は基板、13は基板支持台、1
4、15はX、Y移動機構、16は反応室、17、18、19、20は排
気口、21は輸送管、22aはマイクロ波導波管、23はガス
導入管、24は光化学反応用光束、25は光束制御系、26、2
7、29は反射鏡、28は透過窓、31、32はガス源、30はガス
導入管である。FIG. 1 is a view for explaining an embodiment of an electron beam fine pattern forming method in an atmosphere in which an atmosphere of plasma-excited reactive particles and an atmosphere of photochemically excited reactive particles of the present invention can be mixed. is there. In the figure, 1 is an electron gun, 2 is a diaphragm, 4 is an electromagnetic lens, 5 is a blanking plate, 6 is a diaphragm, 7 is an electromagnetic lens, 8a is a double polarization coil, 8b is a stigmator, 9 is an electromagnetic lens, 10 Is an aperture, 11 is an electron beam, 12 is a substrate, 13 is a substrate support, 1
4, 15 are X and Y moving mechanisms, 16 is a reaction chamber, 17, 18, 19, 20 are exhaust ports, 21 is a transport pipe, 22a is a microwave waveguide, 23 is a gas introduction pipe, and 24 is a light beam for photochemical reaction. , 25 are light flux control systems, 26, 2
Reference numerals 7 and 29 are reflecting mirrors, 28 is a transmission window, 31 and 32 are gas sources, and 30 is a gas introduction pipe.
Claims (5)
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
子ビームを照射し; 該電子ビームと該反応性励起粒子との相乗効果による物
質の変化により、上記基板に所定のパターンを形成する
こと; を特徴とする電子ビームによる微細パターン形成法。1. An electron beam focusing optical system is arranged in a reaction chamber so that differential evacuation is possible; the reaction chamber is housed in the reaction chamber in an atmosphere containing reactive excitation particles. The substrate is irradiated with an electron beam to which predetermined pattern information is given in advance from the electron beam focusing optical system; a predetermined substance is applied to the substrate due to a change in a substance due to a synergistic effect of the electron beam and the reactive excitation particles. The method of forming a fine pattern by using an electron beam.
れた所で発生され、該反応室に輸送されて来た長寿命ラ
ジカルから成ること; を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の微細パター
ン形成法。2. The reactive excited particles are composed of long-lived radicals generated at a distance from the reaction chamber and transported to the reaction chamber. The method for forming a fine pattern as described in.
から透過窓を介し、該反応室内に導入される光ビームに
より、電磁光波化学反応により励起されたものであるこ
と; を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の微細パター
ン形成法。3. The reactive excitation particles are those excited by an electromagnetic light wave chemical reaction by a light beam introduced into the reaction chamber from outside the reaction chamber through a transmission window. The fine pattern forming method according to claim 1.
れた所で発生され、該反応室に輸送されて来た長寿命ラ
ジカルから成るものと、上記反応室の外部から透過窓を
介し、該反応室内に導入される光ビームにより、電磁光
波化学反応により励起されたものであること; を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の微細パター
ン形成法。4. The reactive excitation particles are composed of long-lived radicals generated at a location remote from the reaction chamber and transported to the reaction chamber, and from the outside of the reaction chamber via a transmission window. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the method is excited by an electromagnetic light wave chemical reaction by a light beam introduced into the reaction chamber.
本あり、その中の少なくとも一本の光ビームが上記電磁
光波化学反応により反応性励起粒子を励起すること; を特徴とする特許請求の範囲第3項または第4項に記載
の微細パターン形成法。5. A plurality of light beams are introduced into the reaction chamber, and at least one of the light beams excites the reactive excitation particles by the electromagnetic light wave chemical reaction. 5. The fine pattern forming method as described in the above item 3 or 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084975A JPH0638411B2 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Pattern formation method by electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59084975A JPH0638411B2 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Pattern formation method by electron beam |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4146712A Division JPH0777208B2 (en) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Fine pattern formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60229338A JPS60229338A (en) | 1985-11-14 |
| JPH0638411B2 true JPH0638411B2 (en) | 1994-05-18 |
Family
ID=13845617
Family Applications (1)
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| JP59084975A Expired - Lifetime JPH0638411B2 (en) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | Pattern formation method by electron beam |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20260003760A (en) * | 2023-04-27 | 2026-01-07 | 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 | Remote plasma electromagnetic induction mask repair |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850737A (en) * | 1981-09-21 | 1983-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture apparatus for semiconductor element |
| JPS59165422A (en) * | 1983-03-10 | 1984-09-18 | Agency Of Ind Science & Technol | Dry process apparatus |
-
1984
- 1984-04-26 JP JP59084975A patent/JPH0638411B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60229338A (en) | 1985-11-14 |
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