RU2180885C1 - Установка для формирования рисунка на поверхности пластин - Google Patents
Установка для формирования рисунка на поверхности пластин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180885C1 RU2180885C1 RU2001116611/12A RU2001116611A RU2180885C1 RU 2180885 C1 RU2180885 C1 RU 2180885C1 RU 2001116611/12 A RU2001116611/12 A RU 2001116611/12A RU 2001116611 A RU2001116611 A RU 2001116611A RU 2180885 C1 RU2180885 C1 RU 2180885C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- silicon
- precision table
- beams
- plasma
- Prior art date
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 4
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002164 ion-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
Установка для формирования рисунка на поверхности пластин для расширения функциональных возможностей содержит формирователь матрицы ионных пучков, выполненный с возможностью формирования ленточных ионных пучков, наклонно падающих на поверхность пластины в свободном от электростатических полей пространстве. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к установкам для формирования рисунка на поверхности пластин.
Известна установка, содержащая плазменный электрод с матрицей отверстий для формирования матрицы ионных пучков из общей плазмы (К.L. Scott, T.-J. King, M. A. Lieberman, K.-N. Leung "Pattern generators and microcolumns for ion beam lithography" - Journal of Vacuum Science and Technology B, v. 18(6), 2000, pp. 3172-3176).
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога - прототипа.
Недостатками прототипа является недостаточный минимальный размер формируемого рисунка.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей известной установки.
Достигается это тем, что формирователь матрицы ионных пучков выполнен с возможностью формирования ленточных ионных пучков, наклонно падающих на поверхность пластины в свободном от электростатических полей пространстве, а прецизионный стол для перемещения пластины выполнен с возможностью обеспечения перемещения пластины поперек ленточных пучков со скоростью, регулируемой сигналом вторичной электронной эмиссии из тестовой ячейки, установленной на прецизионном столе, при этом расположение линейных отверстий в плазменном электроде выполнено в соответствии с расположением массивов нанолиний в кристалле.
Предпочтительно, чтобы ширина ленточных ионных пучков составляла 0,5 мкм при энергии ионов 5 кэВ.
Предпочтительно, чтобы прецизионный стол для пластины обеспечивал перемещение пластины со скоростью, определяемой зависимостью:
где Il -линейная плотность тока ленточного пучка ионов, А/см;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ- плотность кремния, г/см3;
DF- глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
e - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
где Il -линейная плотность тока ленточного пучка ионов, А/см;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ- плотность кремния, г/см3;
DF- глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
e - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
Изобретение иллюстрировано чертежами.
На фиг. 1 показан формирователь матрицы ленточных пучков, образующий пучок 1 и содержащий матрицу линейных отверстий 2 в плазменном электроде 3, электроды 4 включения и выключения, электроды отклонения 5 и 6, электроды фокусировки 7, 8 и 9 ленточных пучков. Пластина кремния 10 расположена под формирователем матрицы ленточных пучков 11.
На фиг. 2 показаны вид сверху плазменного электрода 3 (вид А), кристалл 12 с массивами нанолиний 14.
На фиг. 3 показана установка для формирования рисунка на поверхности пластин, содержащая формирователь матрицы ленточных пучков 11, постоянные магниты 15, плазменную камеру 16 с системой напуска азота и откачки (не показана), тестовые ячейки 17, детектор вторичных электронов 18, прецизионный стол 19 для пластины 10, вакуумную камеру 20 с системами откачки и ввода пластины в камеру (не показаны), кремниевую пластину 10, компьютер с интерфейсом (не показаны).
Установка работает следующим образом.
Устанавливают пластину 10 на прецизионный стол 19, откачивают вакуумную камеру до рабочего давления. В плазменную камеру через систему напуска подают азот для получения потока ионов азота. Зажигают разряд в плазменной камере. Рабочий потенциал плазмы относительно земли U=+5 кВ, поэтому следует предусмотреть меры для электрической изоляции камеры 16 от камеры 20. Плазменный электрод 3 находится под потенциалом U-U1, электроды 4 находятся под потенциалом U-U1 при включении и U+U1 при отключении пучков, электроды отклонения пучка 5 и 6 находятся под потенциалами U-U2 и U+U2 соответственно, электроды фокусировки пучков 7, 8 и 9 находятся под потенциалами U-U2, U и под потенциалом земли соответственно. Потенциалы U1 и U2 порядка +100 В. Управляют при помощи компьютера и интерфейса движением прецизионного стола 19 при помощи сигнала детектора вторичных электронов из тестовой ячейки 17. Скорость перемещения стола уменьшается пропорционально току вторичной электронной эмиссии, регистрируемому детектором 18 из тестовой ячейки 17. При плотности тока ионов в плазме 20 мА/см2 и ширине линейных отверстий 2 в плазменном электроде 3, равной 5 мкм, скорость перемещения пластины составляет 33 мкм/с, что при расстоянии между ленточными пучками 4 мм дает производительность 15 пластин в час при условии 100% покрытия пластины нанолиниями.
Линейные отверстия 2 в плазменном электроде 3 выполнены вдоль рядов с периодом d, в целое число раз меньшим размера S кристалла 12 на пластине 10. Это позволяет покрыть кристалл массивами нанолиний 14 за перемещение на расстояние в S/d раз меньшее размера кристалла.
Плазменный электрод выполнен из сильно легированной пластины кремния n-типа проводимости около 20 мкм толщиной. Часть формирователя матрицы линейных пучков 11, содержащая электроды 3, 4, 5 и 6 может быть выполнена по планарной кремниевой технологии с выполнением изоляторов, несущих электроды, из нитрида кремния. Фокусирующая часть формирователя 11 тоже может быть выполнена по планарной технологии с последующим разделением отдельных фокусирующих частей и их сборкой. Внешняя часть формирователя 11, где расположены электроды 9, покрыта слоем аморфного кремния или углерода с низкой проводимостью. Материал изолятора фокусирующей части формирователя 11, несущий электроды 7, 8 и 9, также может быть нитридом кремния. Электроды 7, 8 и 9 выполнены из хрома - материала стойкого к ионному распылению.
Таким образом, изобретение расширяет функциональные возможности известной установки.
Промышленная применимость.
Изобретение может быть использовано, в том числе, и при создании полупроводниковых приборов и в оптическом приборостроении.
Claims (3)
1. Установка для формирования рисунка на поверхности пластин, содержащая вакуумную камеру с системой откачки, прецизионный стол для перемещения пластины, плазменную камеру с магнитным удержанием плазмы, формирователь матрицы ионных пучков с плазменным электродом и возможностью выключения отдельных пучков, отличающаяся тем, что формирователь матрицы ионных пучков выполнен с возможностью формирования ленточных ионных пучков, наклонно падающих на поверхность пластины в свободном от электростатических полей пространстве, а прецизионный стол для перемещения пластины выполнен с возможностью обеспечения перемещения пластины поперек ленточных пучков со скоростью, регулируемой сигналом вторичной электронной эмиссии из тестовой ячейки, установленной на прецизионном столе, при этом расположение линейных отверстий в плазменном электроде выполнено в соответствии с расположением массивов нанолиний в кристалле.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ширина ленточного ионного пучка составляет 0,5 мкм при энергии ионов 5 кэВ.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что прецизионный стол для пластины выполнен с обеспечением возможности перемещения пластины со скоростью, определяемой зависимостью:
где IL - линейная плотность тока ленточного пучка ионов, А/см;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ - плотность кремния, г/см3;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
e - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
где IL - линейная плотность тока ленточного пучка ионов, А/см;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ - плотность кремния, г/см3;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
e - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001116611/12A RU2180885C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001116611/12A RU2180885C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2180885C1 true RU2180885C1 (ru) | 2002-03-27 |
Family
ID=20250818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001116611/12A RU2180885C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180885C1 (ru) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050697A2 (fr) | 2003-10-10 | 2005-06-02 | World Business Associates Limited | Procede de formation de nanostructures ondulees ordonnees |
| US7768018B2 (en) | 2003-10-10 | 2010-08-03 | Wostec, Inc. | Polarizer based on a nanowire grid |
| US8859888B2 (en) | 2011-07-06 | 2014-10-14 | Wostec, Inc. | Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9057704B2 (en) | 2011-12-12 | 2015-06-16 | Wostec, Inc. | SERS-sensor with nanostructured surface and methods of making and using |
| US9134250B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-09-15 | Wostec, Inc. | SERS-sensor with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9224918B2 (en) | 2011-08-05 | 2015-12-29 | Wostec, Inc. 032138/0242 | Light emitting diode with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9500789B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-11-22 | Wostec, Inc. | Polarizer based on a nanowire grid |
| US9653627B2 (en) | 2012-01-18 | 2017-05-16 | Wostec, Inc. | Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using |
| US10672427B2 (en) | 2016-11-18 | 2020-06-02 | Wostec, Inc. | Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using |
| US10879082B2 (en) | 2014-06-26 | 2020-12-29 | Wostec, Inc. | Wavelike hard nanomask on a topographic feature and methods of making and using |
| US11371134B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-06-28 | Wostec, Inc. | Nanowire grid polarizer on a curved surface and methods of making and using |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767459A (en) * | 1969-07-22 | 1973-10-23 | Gen Electric | Method for making electron energy sensitive phosphors for multi-color cathode ray tubes |
| GB1377671A (en) * | 1971-07-10 | 1974-12-18 | Dainippon Ink & Chemicals | Method of preparing a decorative surface |
| DE2509865A1 (de) * | 1974-10-22 | 1976-04-29 | Bloesch W Ag | Verfahren zur herstellung von dekors verschiedener strukturen und farben aus metall auf einer metallunterlage |
-
2001
- 2001-06-20 RU RU2001116611/12A patent/RU2180885C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767459A (en) * | 1969-07-22 | 1973-10-23 | Gen Electric | Method for making electron energy sensitive phosphors for multi-color cathode ray tubes |
| GB1377671A (en) * | 1971-07-10 | 1974-12-18 | Dainippon Ink & Chemicals | Method of preparing a decorative surface |
| DE2509865A1 (de) * | 1974-10-22 | 1976-04-29 | Bloesch W Ag | Verfahren zur herstellung von dekors verschiedener strukturen und farben aus metall auf einer metallunterlage |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| K.L.SCOTT, T.-J.KING, M.A.LIEBERMAN, K.-N.LEUNG "Pattern generators and microcolumns for ion beam lithography" - Journal of Vacuum Science and Technology B, v.l8(6), 2000, pp.3172-3176. * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005050697A2 (fr) | 2003-10-10 | 2005-06-02 | World Business Associates Limited | Procede de formation de nanostructures ondulees ordonnees |
| US7768018B2 (en) | 2003-10-10 | 2010-08-03 | Wostec, Inc. | Polarizer based on a nanowire grid |
| US7977252B2 (en) | 2003-10-10 | 2011-07-12 | Wostec, Inc. | Method of formation of coherent wavy nanostructures (variants) |
| US8426320B2 (en) | 2003-10-10 | 2013-04-23 | Wostec, Inc. | Method of formation of coherent wavy nanostructures (variants) |
| US8859440B2 (en) | 2003-10-10 | 2014-10-14 | Wostec, Inc. | Method of formation of coherent wavy nanostructures (variants) |
| US8859888B2 (en) | 2011-07-06 | 2014-10-14 | Wostec, Inc. | Solar cell with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9224918B2 (en) | 2011-08-05 | 2015-12-29 | Wostec, Inc. 032138/0242 | Light emitting diode with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9660142B2 (en) | 2011-08-05 | 2017-05-23 | Wostec, Inc. | Light emitting diode with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9057704B2 (en) | 2011-12-12 | 2015-06-16 | Wostec, Inc. | SERS-sensor with nanostructured surface and methods of making and using |
| US9653627B2 (en) | 2012-01-18 | 2017-05-16 | Wostec, Inc. | Arrangements with pyramidal features having at least one nanostructured surface and methods of making and using |
| US9134250B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-09-15 | Wostec, Inc. | SERS-sensor with nanostructured layer and methods of making and using |
| US9500789B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-11-22 | Wostec, Inc. | Polarizer based on a nanowire grid |
| US10879082B2 (en) | 2014-06-26 | 2020-12-29 | Wostec, Inc. | Wavelike hard nanomask on a topographic feature and methods of making and using |
| US10672427B2 (en) | 2016-11-18 | 2020-06-02 | Wostec, Inc. | Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using |
| US11037595B2 (en) | 2016-11-18 | 2021-06-15 | Wostec, Inc. | Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using |
| US11308987B2 (en) | 2016-11-18 | 2022-04-19 | Wostec, Inc. | Optical memory devices using a silicon wire grid polarizer and methods of making and using |
| US11371134B2 (en) | 2017-02-27 | 2022-06-28 | Wostec, Inc. | Nanowire grid polarizer on a curved surface and methods of making and using |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2180885C1 (ru) | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин | |
| KR101185370B1 (ko) | 이차원 이온빔 프로파일용 장치 및 방법 | |
| KR101153106B1 (ko) | 플라즈마 기반 이온주입을 위한 패러데이 도즈 및 균일성모니터 | |
| US4465934A (en) | Parallel charged particle beam exposure system | |
| KR20020059842A (ko) | 플라즈마 도핑 시스템용 도즈 모니터 | |
| US6294862B1 (en) | Multi-cusp ion source | |
| KR20120105469A (ko) | 워크피스들을 제어 가능하게 주입하기 위한 장치 및 방법 | |
| RU2240280C1 (ru) | Способ формирования упорядоченных волнообразных наноструктур (варианты) | |
| WO2002001249A1 (en) | Corpuscular beam image detector using gas amplification by pixel type electrodes | |
| JPH11513530A (ja) | 高流速の電離粒子の位置の高分解能検出器 | |
| KR101311612B1 (ko) | 이온빔용 정전기 평행 렌즈 | |
| GB2405525A (en) | Masked ion beam lithography apparatus | |
| KR20030064752A (ko) | 이온 주입기용 패러데이 장치 | |
| US3619608A (en) | Multiple imaging charged particle beam exposure system | |
| US3585397A (en) | Programmed fine ion implantation beam system | |
| KR100831442B1 (ko) | 자석의 이온 빔 중성화를 위한 방법 및 장치 | |
| US4652795A (en) | External plasma gun | |
| US3614423A (en) | Charged particle pattern imaging and exposure system | |
| JP2793181B2 (ja) | 荷電粒子ビーム リソグラフイー方法および装置 | |
| US6872953B1 (en) | Two dimensional stationary beam profile and angular mapping | |
| US8895945B2 (en) | Dose measurement device for plasma-immersion ion implantation | |
| US9245709B1 (en) | Charged particle beam specimen inspection system and method for operation thereof | |
| WO2001059479A1 (en) | Radiation detector, an apparatus for use in radiography and a method for detecting ionizing radiation | |
| JP2946433B2 (ja) | イオンビーム制御システム | |
| US12469666B2 (en) | Lattice based voltage standoff |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040621 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20060328 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110627 |