RU2181085C1 - Установка для формирования рисунка на поверхности пластин - Google Patents
Установка для формирования рисунка на поверхности пластин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181085C1 RU2181085C1 RU2001116619/12A RU2001116619A RU2181085C1 RU 2181085 C1 RU2181085 C1 RU 2181085C1 RU 2001116619/12 A RU2001116619/12 A RU 2001116619/12A RU 2001116619 A RU2001116619 A RU 2001116619A RU 2181085 C1 RU2181085 C1 RU 2181085C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- ion
- electron
- ion beam
- possibility
- Prior art date
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process 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 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Установка для формирования рисунка на поверхности пластин для повышения качества рисунка выполнена с обеспечением возможности перемещения ионного пучка по поверхности пластины с постоянной скоростью в направлении, параллельном плоскости осей колонн ионного и электронного пучков. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к установкам для формирования на пластинах различных рисунков.
Известна установка для формирования рисунка на поверхности полупроводниковых пластин ионными пучками, содержащая вакуумную камеру с системой откачки, колонны ионного и электронного пучков, размещенные с рабочей стороны пластины так, что их оси расположены в одной плоскости с нормалью к пластине, находящейся в рабочем положении с обеспечением возможности пересечения в точке на рабочей поверхности пластины, прецизионный стол для пластины, ионный источник с управляемой энергией, детектор вторичных электронов, компьютер с монитором и интерфейсом, выполненные с возможностью обеспечения сканирования ионного пучка по набору площадок посредством перемещения пластины по заданным координатам площадок и получения изображений поверхности пластины во вторичных электронах и обеспечения возможности совмещения растров ионного и электронного пучков на поверхности пластины (RU 2164718, 27.03.2001 - аналог и прототип).
Недостатком известной установки является ее низкая эффективность при получении рисунков.
Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей установки, связанных с получением когерентных волнообразных наноструктур.
Достигается это тем, что установка для формирования рисунка выполняется с обеспечением возможности перемещения ионного пучка по поверхности пластины с постоянной скоростью в направлении, параллельном плоскости осей колонн ионного и электронного пучков, а оси колонн ионного и электронного пучков наклонены одна относительно другой.
Предпочтительно, чтобы колонна электронного пучка была выполнена с обеспечением возможности получения диаметра электронного пучка до 1 нм.
Предпочтительно, чтобы диаметр ионного пучка составлял от 0,5 мкм до 1,5 мкм при энергии ионов 5 кэВ.
Предпочтительно, чтобы установка была выполнена с обеспечением возможности перемещения ионного пучка по поверхности пластины с постоянной скоростью, определяемой зависимостью:
где I - ток пучка ионов, А;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ- плотность кремния, г/см3;
L - длина прямолинейного сканирования ионного пучка по поверхности пластины перпендикулярно плоскости чертежа, см;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
е - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
где I - ток пучка ионов, А;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ- плотность кремния, г/см3;
L - длина прямолинейного сканирования ионного пучка по поверхности пластины перпендикулярно плоскости чертежа, см;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
е - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
Изобретение иллюстрировано графическим материалом, где на чертеже приведена установка для формирования рисунка на поверхности пластин, содержащая вакуумную камеру 1, позволяющую создавать вакуум 10-7 Торр с необходимой системой откачки (на чертеже не показана), дверь вакуумной камеры 2, к которой крепится прецизионный стол для пластины 3, кремниевую пластину 4, источник ионов азота с управляемой энергией 5, колонну ионного пучка 6, колонну электронного пучка 7, детектор вторичных электронов 8, интерфейс 9, компьютер 10, монитор 11.
Установка работает следующим образом.
Устанавливают пластину 4 на прецизионный стол 3, закрывают дверь 2 в вакуумную камеру 1, включают средства откачки и откачивают вакуумную камеру до рабочего давления 10-7 Торр. В источник ионов 5 типа дуоплазмотрон через систему напуска подают азот для получения потока ионов азота. Задают энергию ионов от 500 эВ до 20 кэВ, ток ионов I и угол облучения пластины пучком ионов азота. Сканируют ионным пучком по прямолинейному отрезку длины L на поверхности пластины, перпендикулярному плоскости чертежа, одновременно со сканированием ионного пучка по отрезку длины L перемещают отрезок сканирования по поверхности пластины 4 перпендикулярно отрезку при помощи системы сканирования колонны ионного пучка 6 или при помощи прецизионного стола 3 с постоянной скоростью V, определяемой зависимостью. Для I=1 мкА; Y=1,3; L=100 мкм; DF=100 нм; ρ=2,3 г/см3, скорость перемещения пучка по поверхности V=77 мкм/с. Для I=1 нА при прочих равных условиях скорость упадет до V=17 нм/с. Заканчивают перемещение пластины, когда массив нанолиний достигнет требуемого размера. Наблюдают изображение массива и контролируют сформированный массив нанолиний при помощи колонны электронного пучка 7, разворачивающей электронный пучок в растр, детектора вторичных электронов 8, интерфейса 9, компьютера 10 с монитором 11, формирующих изображение поверхности пластины во вторичной электронной эмиссии и в совокупности составляющих известное устройство - РЭМ.
Колонна ионного пучка 6 обеспечивает цифровое управление сканированием ионного пучка по поверхности пластины 4 со связью по постоянному току управляющих сигналов разверток с элементами системы сканирования и с возможностью изменения размера растра и отношения сторон растра. Диаметр ионного пучка должен быть около 1 мкм (от 0,5 мкм до 1,5 мкм) при энергии ионов 5 кэВ.
Направления Х и Y сканирования ионного пучка должны совпадать с направлениями перемещения прецизионного стола 3. Электронное управление смещением ионного пучка вдоль оси Y должно быть не меньше 100 мкм. Линейность развертки ионного пучка в направлении Y должна быть управляемой.
Колонна электронного пучка 7 создает электронный пучок с энергией электронов от 300 эВ до 30 кэВ диаметром до 1 нм. Направления Х и Y сканирования электронного пучка должны совпадать с направлением перемещения прецизионного стола 3.
Электронное управление смещением электронного пучка в направлении Y должно обеспечивать смещение электронного пучка на расстояние не меньшее 100 мкм.
Прецизионный стол 3 обеспечивает возможность наклона пластины таким образом, чтобы нормаль к пластине оставалась в плоскости осей колонн ионного пучка 6 и электронного пучка 7. Угол наклона нормали пластины относительно оси колонны ионного пучка 6 должен обеспечиваться от 0 до 90o. Вращение пластины должно обеспечиваться от 0 до 360o. Непрерывного вращения пластины не требуется. Точность установки углов должна быть ±0,5o. Прецизионный стол 3 должен обеспечивать нагрев пластины от комнатной температуры до 700oC. Х и Y направления перемещения пластины должны быть в плоскости пластины. Перемещение пластины в направлении Z должно обеспечивать совмещение плоскости поверхности пластины с точкой фокуса колонн ионного пучка 6 и электронного пучка 7. Погрешность перемещения пластины должна быть около 1 мкм.
Компьютер 10 с монитором 11 и интерфейсом 9 предназначены для управления установки в целом. Компьютер 11 должен обеспечивать сканирование ионного пучка по набору площадок посредством перемещения пластины по заданным координатам площадок.
Компьютер 11 обеспечивает получение изображений поверхности пластины на мониторе 10 во вторичных электронах, вызываемых сканирующими электронным или ионным пучками, для обеспечения возможности совмещения растров ионного и электронного пучков на поверхности пластины.
Таким образом, изобретение расширяет функциональные возможности установки.
Промышленная применимость.
Изобретение может быть использовано в том числе и при создании полупроводниковых приборов, и в оптическом приборостроении.
Claims (4)
1. Установка для формирования рисунка на поверхности пластин, содержащая вакуумную камеру с системой откачки, колонны ионного и электронного пучков, размещенные с рабочей стороны пластины так, что их оси расположены в одной плоскости с нормалью к пластине, находящейся в рабочем положении с обеспечением возможности пересечения в точке на рабочей поверхности пластины, прецизионный стол для пластины, ионный источник с управляемой энергией, детектор вторичных электронов, компьютер с монитором и интерфейсом, выполненные с возможностью обеспечения сканирования ионного пучка по набору площадок посредством перемещения пластины по заданным координатам площадок и получения изображений поверхности пластины во вторичных электронах, и обеспечения возможности совмещения растров ионного и электронного пучков на поверхности пластины, отличающаяся тем, что она выполнена с обеспечением возможности перемещения ионного пучка по поверхности пластины с постоянной скоростью в направлении, параллельном плоскости осей колонн ионного и электронного пучков, а оси колонн ионного и электронного пучков наклонены одна относительно другой.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что колонна электронного пучка выполнена с обеспечением возможности получения диаметра электронного пучка до 1 нм.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр ионного пучка составляет от 0,5 до 1,5 мкм при энергии ионов 5 кэВ.
4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с обеспечением возможности перемещения ионного пучка по поверхности пластины с постоянной скоростью, определяемой зависимостью
где I - ток пучка ионов, А;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ - плотность кремния, г/см3;
L - длина ленточного пучка, см;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
е - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
где I - ток пучка ионов, А;
Y - коэффициент распыления кремния ионами азота в расчете на один атом азота;
А - молярная масса кремния, г;
ρ - плотность кремния, г/см3;
L - длина ленточного пучка, см;
DF - глубина формирования волнообразной когерентной структуры, см;
NA - число Авогадро, 6,022•1023 моль-1;
е - заряд электрона, 1,6•10-19 Кл.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001116619/12A RU2181085C1 (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 |
|---|---|---|---|
| RU2001116619/12A RU2181085C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2181085C1 true RU2181085C1 (ru) | 2002-04-10 |
Family
ID=20250823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001116619/12A RU2181085C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2181085C1 (ru) |
Citations (4)
| 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 |
| RU2164718C1 (ru) * | 2000-07-04 | 2001-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Агентство маркетинга научных разработок" | Установка для формирования наноструктур на поверхности полупроводниковых пластин ионными пучками |
-
2001
- 2001-06-20 RU RU2001116619/12A patent/RU2181085C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| 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 |
| RU2164718C1 (ru) * | 2000-07-04 | 2001-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Агентство маркетинга научных разработок" | Установка для формирования наноструктур на поверхности полупроводниковых пластин ионными пучками |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20080142728A1 (en) | Mechanical scanner | |
| CN102460237B (zh) | 倾斜光栅和用于生产倾斜光栅的方法 | |
| TW420821B (en) | T-shaped electron-beam microcolumn as a general purpose scanning electron microscope | |
| US6768124B2 (en) | Reticle-focus detector, and charged-particle-beam microlithography apparatus and methods comprising same | |
| EP1266392B1 (en) | System for imaging a cross-section of a substrate | |
| KR100845635B1 (ko) | 이온 주입용 하이브리드 주사 시스템 및 방법 | |
| US5422490A (en) | Focused ion beam implantation apparatus | |
| JP2004170410A (ja) | ３次元構造の製作方法 | |
| AU5479200A (en) | Supercritical fluid-assisted nebulization and bubble drying | |
| JP5469091B2 (ja) | 軸傾斜を用いて改善された大傾斜注入角度性能 | |
| RU2164718C1 (ru) | Установка для формирования наноструктур на поверхности полупроводниковых пластин ионными пучками | |
| US4513203A (en) | Mask and system for mutually aligning objects in ray exposure systems | |
| JPH05225937A (ja) | 材料試料を粒子−光学的に検査して処理する装置 | |
| RU2181085C1 (ru) | Установка для формирования рисунка на поверхности пластин | |
| US6455863B1 (en) | Apparatus and method for forming a charged particle beam of arbitrary shape | |
| JP3529997B2 (ja) | 荷電粒子ビーム光学素子、荷電粒子ビーム露光装置及びその調整方法 | |
| JPH08213305A (ja) | 荷電ビーム転写装置および転写方法 | |
| Stephan et al. | The heavy ion micro-projection setup at Bochum | |
| JP2006278316A5 (ru) | ||
| JP3802525B2 (ja) | 荷電粒子顕微鏡 | |
| JPH1186773A (ja) | 電子線描画装置 | |
| JP3057437B2 (ja) | 並列型高速電子線回折装置 | |
| Ichiki et al. | New fast atom beam processing with separated masks for fabricating multiple microstructures | |
| JPH02260361A (ja) | イオン注入装置 | |
| JPH0582424A (ja) | 電子線露光方法 |
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 |