Transcript 電子ビーム描画装置の機能および操作方法

電子ビーム描画装置の機能および操作方法
大阪府立産業技術総合研究所
佐藤和郎
電子ビーム描画装置 JBX-5000SI
電子線源
LaB6
加速電圧
25KV or 50KV
試料径
ホルダーによる
最小ビーム径
8nm
つなぎ精度
60nm/40nm
重ね合わせ精度
60nm/40nm
描画方式
ベクトルスキャン
日本電子株式会社製
ホルダーについて
•1インチ□ 4枚
厚み 1mm
•2インチ○ 2枚
厚み 1mm
•1インチ□＋2インチ○ 厚み 1mm or 5mm
•3インチ○ 1枚
厚み 1mm
•4インチ○ 1枚
厚み 1mm
•5インチ□ 1枚
フォトマスク作製用
EBの鏡筒部
実際のプロセス
基板
現像
レジスト塗布
プリベーク
電子線描画
作製した素子
電子ビーム描画装置を用いて作
製したバイナリータイプの光学素
子
作製した素子
電子ビーム描画装置で作
製したマルチレベルタイプ
の光学素子
微細加工フローチャート
パターンの準備
基板の洗浄
レジストの選択
描画時間計算
レジスト塗布
必要ならばエス
ペーサー塗布
EB装置の調整
必要ならばエッチング
EB描画
性能評価
現像
パターンの準備
パターンファイルの作成
パターンファイルの変換
ジョブデックファイル、
スケジュールファイル
の変換
描画パターンの準備終了
パターンファイルとは
目的のパターンを所定のフォーマットで作成する必要があります。
j01フォーマットは、0.1μmを基本単位とするテキスト形式
のフォーマットです。最小0.1μmのパターンまで記述すること
ができます。矩形やリング等を記述するコマンドがあります。
x01フォーマットは、 j01フォーマットを拡張したものです。
1μmを基本単位とし0.1μm以下のパターンも記述できます。
他の点はj01フォーマットと同じです。
GDSIIフォーマットは通常のGDSII形式です。
パターンファイルの変換とは
作成したパターンファイルをEBが理解できる形式に変換する必
要があります。
j01、x01、GDSⅡパターンファイル
convプログラム
j51ファイル
pchk6プログラム
パターンチェック
preadプログラム
スキャナーデータ
ジョブデックファイル、スケジュールファイルとは
パターンを基板上のどの位置に描画するか等の情報を記述す
るものがjdf、sdfです。これらのファイルをコンパイルすることに
より、最終的にマガジンファイル（実行）ファイルを作成します。
ジョブデックファイル
cmplプログラム
レイヤーファイル
＋
スケジュールファイル
schdプログラム
マガジンファイル
レジストの種類と選択
デジタル型レジスト
名称
P/N
特徴
ZEP520
ポジ
高解像度、低感度、安定
ZEP7000 ポジ
低解像度、高感度、安定
NEB22
ネガ
高解像度、高感度、不安定
アナログ型レジスト
名称
OEBR
P/N
特徴
ポジ
低感度、安定、実績豊富
ZEP2000 ポジ やや高感度、安定、厚塗り可能
ポジ型レジストとネガ型レジスト
ポジ
露光
現像
EB
ネガ
露光
現像
EB
Normalized Film Thickness (arb. units)
デジタル型レジスト
1.0
EB
0.8
EB
EB
0.6
0.4
0.2
0.0
1
10
100
1000
Dose (mC/cm2)
• あるドーズ量を超えるとレジストが全く残膜しない
• バイナリー素子の作製に有効
Normalized Film Thickness (arb. units)
アナログ型レジスト
1.0
EB
EB
EB
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
1
10
100
1000
2
Dose (mC/cm )
• 与えるドーズ量によりレジストの残膜率が異なる
• ドーズ量を適切に変調することにより、マルチレ
ベルタイプの素子作製が可能
基板の洗浄
石英基板の洗浄プロセスの例
純水で5分×3回洗浄
純水で2分洗浄
セミコクリーンで15分洗浄
IPAで2分洗浄
純水で1分×5回洗浄
N2ガスでブロー
エタノールで15分洗浄
オゾン処理
レジスト、エスペーサーの塗布
プライマー（HMDS）をスピンコート
目標の厚みのレジストをスピンコート
プリベーク（ホットプレートまたはオーブン）
エスペーサーをスピンコート（絶縁基板の場合）
ジョブデックファイル、スケジュールファイルとは
パターンを基板上のどの位置に描画するか等の情報を記述す
るものがjdf、sdfです。これらのファイルをコンパイルすることに
より、最終的にマガジンファイル（実行）ファイルを作成します。
ジョブデックファイル
cmplプログラム
レイヤーファイル
＋
スケジュールファイル
schdプログラム
マガジンファイル
評価（SEM）
評価（New-View）
評価（Nanopics)
最後に
実際のプロセスは条件だしなど地道な作業です
アイデア次第で様々な可能性を秘めています
まずはご相談ください