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 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 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 レジストの選択 描画時間計算 必要ならばエスペーサー塗布 基板の洗浄 レジスト塗布 EB装置の調整 現像 EB描画 必要ならばエッチング 性能評価
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 アナログ型レジスト 名称 P/N 特徴 ZEP520 ポジ 高解像度、低感度、安定 ZEP7000 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 P/N 特徴 OEBR ポジ 低感度、安定、実績豊富 ZEP2000 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 現像 EB 露光 ポジ ネガ 露光 EB 現像
デジタル型レジスト EB EB EB 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
アナログ型レジスト 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 EB 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