DE10143096A1

DE10143096A1 - Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung, Bauteil zur Formung eines Korpuskularstrahls und Verfahren zur Herstellung dieses Bauteils

Info

Publication number: DE10143096A1
Application number: DE10143096A
Authority: DE
Inventors: Harunobu Muto; Hiroshi Yano
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-03-27
Also published as: JP2002075849A; US20020027204A1; TW526522B; GB0121380D0; GB2367689A; KR20020018950A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, welches einen ersten, auf einem Substrat das Bauteils ausgebildeten Kanal umfaßt, wobei der erste Kanal ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist; und welches einen am Substrat des Bauteils ausgebildeten zweiten Kanal aufweist, wobei der zweite Kanal ein Paar paralleler Seiten umfaßt, die im wesentlichen senkrecht zum Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufen und diese überlappen, wobei die Öffnung durch das Substrat des Bauteils hindurchverläuft und in einem Bereich ausgebildet ist, der durch die sich überlappenden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals begrenzt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronensträhl-Belichtungsvorrichtung, die ein Bauteil zur Formung eines Korpuskularstrahls umfaßt, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Bauteils. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Bauteil, durch das ein Korpuskularstrahl so geformt wird, daß er eine gewünschte, exakt rechteckige Querschnittsform erhält.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein herkömmliches Bauteil 500 mit einem Öffnungsbereich 506 zur Anpassung der Querschnittsform eines Elektronenstrahls. Das Bauteil 500 umfaßt ein Paar von Stegen bzw. Streifen 502, die in etwa parallel zueinander angeordnet sind, sowie ein weiteres Paar von Stegen bzw. Streifen 504, die in etwa senkrecht zu den Stegen 502 verlaufen. Während ein Elektronenstrahl durch die Öffnung 506 des Bauteils 500 fällt, wird er durch die Stegpaare 502 und 504 so umgeformt, daß er einen rechteckigen Querschnitt erhält.
Das zur Formung des Elektronenstrahlquerschnitts herkömmlicherweise verwendete Bauteil 500 wird unter Einsatz einer Präszisions-Maschinenbautechnologie hergestellt. Aufgrund der in den letzten Jahren erfolgten Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen, beispielsweise von Halbleiterbauteilen, ist es allerdings notwendig, daß die Querschnittsform eines beispielsweise in einer Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung eingesetzten Elektronenstrahls eine äußerst exakte Rechteckform mit sehr kleinen Abmessungen erhält. Dies macht die Herstellung des Bauteils 500 mit Hilfe der herkömmlichen Präszisions-Maschinenbautechnologie äußerst schwierig. Zudem wird derzeit eine Elektronensträhl-Belichtungsvorrichtung entwickelt, bei der mehrere Elektronenstrahlen zum Einsatz kommen. Mit Hilfe der herkömmlichen Präzisions-Maschinenbautechnologie ist es jedoch äußerst schwierig, an bestimmten Stellen des Bauteils 500 mit großer Präzision mehrere Öffnungsbereiche vorzusehen, die zur Herstellung einer rechteckigen Querschnittsform mehrerer Elektronenstrahlen eingesetzt werden können. Es ist daher nahezu unmöglich, die erwähnte Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung in der Praxis bzw. kommerziell einzusetzen.

Übersicht über die Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil zur Formung eines Korpuskularstrahls sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Bauteils zu beschreiben, durch die die oben erwähnten, beim Stand der Technik auftretenden Probleme vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmalskombinationen gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben zudem vorteilhafte und als Beispiel dienende erfindungsgemäße Kombinationen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bauteil, das eine Öffnung aufweist, durch die ein Korpuskularstrahl derart umgeformt wird, daß er eine gewünschte Querschnittsform erhält, und das die folgenden Bestandteile umfaßt: einen an einem Substrat des Bauteils ausgebildeten ersten Kanal mit einem Paar im wesentlichen zueinander paralleler Seiten; und einen am Bauteilsubstrat ausgebildeten zweiten Kanal, der ein Paar paralleler Seiten aufweist, die im wesentlichen senkrecht zu dem Paar von im wesentlichen parallelen Seiten des ersten Kanals verlaufen und diese überlappen, wobei die Öffnung durch das Bauteilsubstrat hindurchverläuft und in einem Bereich ausgebildet ist, der durch die sich überlappenden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals begrenzt wird.
Der zweite Kanal kann an einer Seite des Bauteilsubstrats ausgebildet sein, die der den ersten Kanal aufweisenden Seite gegenüberliegt.
Der Abstand zwischen dem Seitenpaar des ersten Kanals kann im wesentlichen dem Abstand zwischen dem Seitenpaar des zweiten Kanals entsprechen. Zudem kann auch mehr als eine durch das Bauteil hindurchverlaufende Öffnung vorhanden sein.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bauteil mit einer Öffnung, deren Querschnittsform zur Umformung eines Korpuskularstrahls ausgelegt ist, wobei das Bauteil die folgenden Bestandteile umfaßt: eine Basis, in der ein Loch ausgebildet ist, welches ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten sowie ein zweites Paar paralleler Seiten aufweist, die im wesentlichen senkrecht zum ersten Paar von im wesentlichen parallelen Seiten des Lochs verlaufen; und ein eingeschriebenes Element, das mit einer Innenoberfläche des Lochs in Kontakt steht, wobei das eingeschriebene Element eine innerhalb des Lochs befindliche Öffnung besitzt und wobei die Öffnung des eingeschriebenen Elements durch das Bauteil hindurchverläuft und Scheitel aufweist, die schärfer sind als diejenigen des Lochs.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, das eine Öffnung enthält, durch die sich ein Korpuskularstrahl so formen läßt, daß er eine gewünschte Querschnittsform erhält, die folgenden Verfahrensschritte: Ausbilden einer ein erstes Loch mit im wesentlichen parallelen Seiten aufweisenden ersten Schicht auf einem Substrat; Ausbilden einer ein zweites Loch aufweisenden zweiten Schicht auf der ersten Schicht, wobei das zweite Loch ein Paar von im wesentlichen senkrecht zu den im wesentlichen parallelen Seiten des ersten Lochs verlaufenden und diese überlappenden parallelen Seiten aufweist, wobei die Öffnung durch das Bauteil hindurchverläuft und an einem durch die sich überlappenden Seitenpaare des ersten und zweiten Lochs begrenzten Bereich ausgebildet ist; sowie Abtrennen des Substrats.
Die Ausbildung der ersten Schicht kann die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Ausbilden eines ersten Fotolackmusters auf einem Bereich des Substrats, in dem das erste Loch ausgebildet wird; und selektives Ausbilden der ersten Schicht auf dem Substrat; während die Ausbildung der zweiten Schicht die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Ausbilden eines zweiten Fotolackmusters auf einem Bereich der ersten Schicht und des ersten Fotolackmusters, in dem das zweite Loch ausgebildet wird; und selektives Ausbilden der zweiten Schicht auf der ersten Schicht.
Das Substrat kann aus einem leitfähigen Material bestehen und die erste Schicht und die zweite Schicht können durch galvanische Abscheidung hergestellt werden.
Die erste Schicht kann so ausgebildet werden, daß ihre Dickenabmessung die der ersten Fotolackschicht übertrifft, während die zweite Schicht so ausgeformt werden kann, daß ihre Dickenabmessung die der zweiten Fotolackschicht übertrifft.
Das Verfahren kann zusätzlich den folgenden Verfahrensschritt umfassen: Abtrennen der ersten Schicht vom Substrat, wobei die zweite Schicht sodann auf der Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet wird, die ursprünglich mit dem Substrat in Kontakt stand.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Öffnung, die eine Querschnittsform aufweist, durch welche sich ein Korpuskularstrahl formen läßt, die folgenden Verfahrensschritte: Ausbilden eines ersten Kanals mit einem Paar im wesentlichen zueinander paralleler Seiten auf einer Basis; und Ausbilden eines zweiten Kanals auf der Basis, wobei der zweiten Kanal ein zweites Paar von Seiten aufweist, die im wesentlichen senkrecht zum ersten Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufen und diese überlappen, wobei die Öffnung durch das Bauteil hindurchverläuft und in einem durch die sich überlappenden ersten und zweiten Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals begrenzten Bereich ausgebildet ist.
Der zweite Kanal kann auf einer Seite der Basis ausgebildet sein, der einer anderen Seite der Basis gegenüberliegt, an der der erste Kanal ausgebildet ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Öffnung, durch die sich ein Korpuskularstrahl derart formen läßt, das er eine wunschgemäße Querschnittsform erhält, die folgenden Verfahrensschritte: Ausbilden einer Basis, in der ein Loch erzeugt ist, welches durch ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein zweites Paar paralleler Seiten begrenzt wird, die im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Paar im wesentlichen paralleler Seiten des Lochs verlaufen; und Ausbilden eines eingeschriebenen Elements in dem Loch, wobei das eingeschriebene Element mit einer Innenoberfläche des Lochs in Kontakt steht und eine Öffnung aufweist, die innerhalb des Lochs ausgebildet ist, und wobei diese Öffnung des eingeschriebenen Elements durch das Bauteil hindurchverläuft und Scheitel besitzt, die schärfer sind als die entsprechenden Scheitel des Lochs.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung zur Belichtung eines gewünschten Bereichs einer Scheibe mit einem Elektronenstrahl die folgenden Bestandteile: eine Elektronenkanone zur Erzeugung des Elektronenstrahls; eine Elektronenlinse zur Einstellung des Fokus des Elektronenstrahls; ein Ablenkelement zur Ablenkung des Elektronenstrahls auf einen gewünschten Bereich einer Scheibe; ein Bauteil, das den Elektronenstrahl derart formt, daß dieser eine bestimmte Querschnittsform erhält; und einen Scheibentisch zur Halterung einer Scheibe; wobei das Bauteil zur Formung des Elektronenstrahls die folgenden Bestandteile umfaßt: einen im Bauteil ausgebildeten ersten Kanal mit einem Paar im wesentlichen paralleler Seiten; einen im Bauteil ausgebildeten zweiten Kanal mit einem Paar paralleler Seiten, die im wesentlichen senkrecht zu dem Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufen und diese überlappen; und eine Öffnung, die durch das Bauteil hindurchverläuft und in einem Bereich ausgebildet ist, der durch die sich überlappenden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals begrenzt wird.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Bauteil zur Formung eines Korpuskularstrahls die folgenden Bestandteile: einen im Bauteil ausgebildeten ersten Kanal, der ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist; einen im Bauteil ausgebildeten zweiten Kanal, der ein zweites Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist, wobei das zweite Seitenpaar des zweiten Kanals im wesentlichen senkrecht zum ersten Seitenpaar des ersten Kanals verläuft und dieses überlappt; und eine durch das Bauteil hindurchverlaufende Öffnung, die eine im wesentlichen rechteckige Form besitzt, die durch den Bereich begrenzt wird, in dem sich das erste und zweite Seitenpaar des ersten und zweiten Kanals überlappen, wobei ein Korpuskularstrahl die Öffnung passiert, um eine bestimmte Querschnittsform zu erhalten.
Nicht alle in diesem Überblick über die Erfindung erwähnten Merkmale sind unbedingt notwendig, so daß die Erfindung auch durch eine Kombination eines Teils der beschriebenen Merkmale verwirklicht werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein herkömmliches Bauteil 500 mit einem Öffnungsbereich zur Einstellung der Querschnittsform eines Elektronenstrahls.
Fig. 2 zeigt eine Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3(a) und 3(b) zeigen ein Bauteil 200, bei dem es sich beispielsweise um das erste bzw. zweite Formbauteil 14 bzw. 22 in Fig. 2 handelt und das mehrere Öffnungen aufweist, durch die sich Korpuskularstrahlen, beispielsweise Elektronenstrahlen, formen lassen.
Fig. 4(a) bis 4(d) zeigen weitere Ausführungsbeispiele für das eine Öffnung 230 aufweisende Bauteil 200.
Fig. 5(a) bis 5(e) zeigen ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des Bauteils 200 zum Formen eines Korpuskularstrahls.
Fig. 6(a) bis 6(f) zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung des Bauteils 200.
Fig. 7(a) bis 7(d) zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung des Bauteils 200.
Fig. 8(a) bis 8(d) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Bauteils 200.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, die jedoch keine Einschränkung der Reichweite der vorliegenden Erfindung darstellen, sondern diese Erfindung nur verdeutlichen. Nicht alle bei einem Ausführungsbeispiel beschriebenen Merkmale und Merkmalskombinationen sind für die Erfindung unbedingt wesentlich.
Der Begriff "Kanal" steht im vorliegenden Zusammenhang für eine beispielsweise durch eine Rinne, einen Einschnitt, eine Rille oder eine Nut gebildete Struktur, die in einer Basis oder einem Substrat ausgebildet ist.
Im folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 8 näher erläutert. Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sollten allerdings nicht dahingehend verstanden werden, daß sie den durch die Ansprüche festgelegten Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken, wobei die in bezug auf die Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung für die praktische Umsetzung der technischen Idee der vorliegenden Erfindung nicht jeweils als grundsätzlich wesentlich anzusehen sind.
Fig. 2 zeigt eine Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 umfaßt eine Belichtungseinheit 150 zur Belichtung einer Scheibe 44 mit einem Elektronenstrahl sowie einen Steuerbereich 140 zur Steuerung der Operation von zur Belichtungseinheit 150 gehörenden Elementen.
Die Belichtungseinheit 150 umfaßt eine Elektronenstrahl-Formeinheit 110, durch die sich mehrere Elektronenstrahlen erzeugen und so formen lassen, daß sie eine gewünschte Querschnittsform erhalten, eine Belichtungs- Schalteinheit 112 zum unabhängigen Umschalten eines Elektronenstrahls gemäß einer individuellen Bestimmung, ob die Scheibe 44 mit dem Elektronenstrahl belichtet werden soll oder nicht, und eine Projektionseinheit 114 zur Einstellung der Richtung und Größe eines Musters, das auf der Scheibe 44 eingeschrieben wird. Die Belichtungseinheit 150 umfaßt zudem einen Tischbereich mit einem Scheibentisch 46 zur Halterung der Scheibe 44, auf der das Muster eingeschrieben wird, und einen Scheibentischantrieb 48 zum Antrieb des Scheibentisches 46.
Die Elektronenstrahl-Formeinheit 110 enthält eine Elektronenkanone 10 zur Erzeugung mehrerer Elektronenstrahlen, ein erstes Formbauteil 14 und ein zweites Formbauteil 22, die jeweils mehrere Öffnungen aufweisen, mit deren Hilfe sich die Elektronenstrahlen durch Passieren der Öffnungen so formen lassen, daß sie eine gewünschte Querschnittsform erhalten, eine erste Mehrachsen-Elektronenlinse 16 zur Einstellung des Fokus eines Elektronenstrahls durch unabhängiges Konzentrieren der jeweiligen Elektronenstrahlen und ein erstes Form-Ablenkelement 18 sowie ein zweites Form-Ablenkelement 20 zur individuellen Ablenkung jeweiliger Elektronenstrahlen, die das erste Formbauteil 14 passiert haben.
Das erste Formbauteil 14 gibt dem jeweiligen Querschnitt der Elektronenstrahlen eine gewünschte Form und weist einen ersten Kanal mit zwei in etwa parallel zueinander verlaufenden Seiten sowie einen zweiten Kanal auf, der den ersten Kanal überlappt und mit zwei in etwa senkrecht zu den beiden Seiten des ersten Kanals verlaufenden Seiten versehen ist. Eine durch das Formbauteil 14 hindurchverlaufende Öffnung ist vorzugsweise in einem Bereich ausgebildet, der durch die beiden sich überlappenden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals begrenzt wird. Das zweite Formbauteil 22 besitzt dieselbe Funktion und denselben Aufbau wie das erste Formbauteil 14.
Das erste und zweite Formbauteil 14 bzw. 22 können jeweils beispielsweise aus Platin bestehende dünne Metallschichten zur Erdung der jeweiligen Oberflächen des ersten und zweiten Formbauteils 14 bzw. 22 aufweisen, auf die die Elektronenstrahlen fallen. Vorzugsweise wird zur Herstellung des ersten und zweiten Formbauteils 14 bzw. 22 und/oder der dünnen Metallschichten ein Metallmaterial mit hohem Schmelzpunkt eingesetzt. Jede Öffnung des ersten und/oder zweiten Formbauteils 14 und/oder 22 kann sich in der Bestrahlungsrichtung der Elektronenstrahlen verbreitern, wie sich dies der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 entnehmen läßt, damit die Elektronenstrahlen die entsprechenden Öffnungen effektiv passieren.
Die Belichtungsumschalteinheit 112 umfaßt eine zweite Mehrachsen-Elektronenlinse 24 zur Einstellung des Fokus eines Elektronenstrahls durch individuelle Konzentrierung der jeweiligen Elektronenstrahlen, ein Austastaperturanordnungs-Bauteil ("BAA"-Bauteil) 26 zum individuellen Umschalten eines Elektronenstrahls durch Ablenken jedes der mehreren Elektronenstrahlen gemäß einer individuellen Bestimmung, ob die Scheibe 44 mit dem Elektronenstrahl belichtet werden soll oder nicht, und eine Elektronenstrahl-Sperreinheit 28 mit mehreren von den Elektronenstrahlen zu passierenden Öffnungen, die zur Unterbrechung eines vom BAA-Bauteil 26 abgelenkten Elektronenstrahls dient. Damit die Elektronenstrahlen die entsprechenden Öffnungen effektiv passieren, kann sich jede Öffnung der Elektronenstrahl-Sperreinheit 28 in Bestrahlungsrichtung der Elektronenstrahlen verbreitern, wie sich dies der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 entnehmen läßt.
Die Projektionseinheit 114 umfaßt eine dritte Mehrachsen-Elektronenlinse 34 zur Verringerung des Querschnittsbereichs eines Elektronenstrahls durch individuelles Konzentrieren der jeweiligen Elektronenstrahlen, eine vierte Mehrachsen-Elektronenlinse 36 zum Einstellen des Fokus eines Elektronenstrahls durch individuelles Konzentrieren der jeweiligen Elektronenstrahlen, ein Unter-Ablenkelement 38 zum individuellen Ablenken jedes der mehreren Elektronenstrahlen auf eine festgelegte Stelle der Scheibe 44 hin, eine Koaxiallinse 52, die als Objektlinse dient und eine erste und eine zweite Spule 40 bzw. 50 zur Konzentration von Elektronenstrahlen aufweist, sowie ein Hauptablenkelement 42, durch das sich nur eine gewünschte Menge an Elektronenstrahlen in einer im wesentlichen gleichen Richtung konzentrieren läßt. Bei dem Hauptablenkelement 42 kann es such um ein Ablenkelement vom elektrostatischen Typ handeln, das mehrere Elektronenstrahlen durch Einsatz eines elektrischen Feldes mit hoher Geschwindigkeit ablenkt und das eine kreisförmige Achtpolstruktur mit vier einander zugewandten Polpaaren oder mehr als acht (8) Pole umfaßt. Die Koaxiallinse 52 ist vorzugsweise näher an der Scheibe 44 als an der Mehrachsen-Elektronenlinse 36 angeordnet.
Der Steuerbereich 140 umfaßt eine Gesamtsteuereinheit 130' und eine Einzelsteuereinheit 120. Die Einzelsteuereinheit 120 enthält ein Elektronenstrahl-Steuermittel 80, ein Mehrachsen-Elektronenlinsen-Steuermittel 82, ein Formablenkelement-Steuermittel 84, ein BAA-Bauteil-Steuermittel 86, ein Koaxiallinsen-Steuermittel 90, ein Unterablenkelement-Steuermittel 92, ein Hauptablenkelement-Steuermittel 94 und ein Scheibentisch- Steuermittel 96. Die Gesamtsteuereinheit 130 kann beispielsweise durch einen Arbeitsplatz gebildet werden, der alle Steuermittel der Einzelsteuereinheit 120 allgemein steuert. Das Elektronenstrahl-Steuermittel 80 dient zur Steuerung des Elektronenstrahlgenerators 10. Das Mehrachsen-Elektronenlinsen-Steuermittel 82 steuert den der ersten, zweiten, dritten und vierten Mehrachsen-Elektronenlinse 16, 24, 34 bzw. 36 jeweils zugeführten Strom.
Das Formablenkelement-Steuermittel 84 dient zur Steuerung des ersten und zweiten Formablenkelements 18 bzw. 20. Das BAA-Bauteil-Steuermittel 86 steuert die an eine im BAA-Bauteil 26 vorgesehenen Ablenkelektrode angelegte Spannung. Das Koaxiallinsen-Steuermittel 90 dient zur Steuerung des der in der Koaxiallinse 52 vorgesehenen ersten und zweiten Spule 40 und 50 jeweils zugeführten Stroms. Das Hauptablenkelement-Steuermittel 94steuert die an die im Hauptablenkelement 42 vorgesehenen Ablenkelektrode angelegte Spannung, während das Scheibentisch-Steuermittel 96 den Scheibenantrieb 48 so steuert, daß der Scheibentisch 46 an eine festgelegte Stelle bewegt wird.
Im folgenden wird die Operation der erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 im einzelnen beschrieben. Dabei erzeugt zuerst die Elektronenkanone 10 mehrere Elektronenstrahlen. Die durch den Elektronenstrahlerzeuger 10 erzeugten Elektronenstrahlen werden ausgestrahlt und durch das erste Formbauteil 14 geformt. Die Elektronenstrahlen weisen nach Passieren des ersten Formbauteils 14 jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf, der den Öffnungen des ersten Formbauteils 14 entspricht.
Jeder der einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Elektronenstrahlen wird unabhängig von den anderen Elektronenstrahlen durch die erste Mehrachsen-Elektronenlinse 16 konzentriert und der Fokus jedes einzelnen Elektronenstrahls wird durch die Mehrachsen-Elektronenlinse 16 individuell in bezug zum zweiten Formbauteil 22 eingestellt. Jeder der mehreren, einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Elektronenstrahlen wird nun individuell zu einer gewünschten Stelle am zweiten Formbauteil 22 abgelenkt und jeder der durch das erste Form-Ablenkelement 18 abgelenkten Elektronenstrahlen wird durch das zweite Form-Ablenkelement 20 individuell in bezug zum zweiten Formbauteil 22 vertikal abgelenkt. Die beschriebenen Operationen der ersten Mehrachsen- Elektronenlinse 16 und des ersten Form-Ablenkelements 18 werden an jedem Elektronenstrahl unabhängig von den anderen Elektronenstrahlen durchgeführt; anders ausgedrückt, werden die Operationen der ersten Mehrachsen- Elektronenlinse 16 und des ersten Form-Ablenkelements 18 an jedem Elektronenstrahl derart individuell durchgeführt, das die jeweiligen Elektronenstrahlen nicht aufeinander einwirken bzw. nicht von den an den anderen Elektronenstrahlen durchgeführten Operationen mitbetroffen sind. Hierdurch lassen sich die Elektronenstrahlen so steuern, daß sie an gewünschten Stellen des zweiten Formbauteils 22 vertikal auf dieses zweite Formbauteil 22 auftreffen. Das zweite Formbauteil 22 weist mehrere rechtwinklige Öffnungen auf und bewirkt eine weitere Formung der auf die Öffnungen des zweiten Formbauteils 22 fallenden, rechtwinklige Querschnitte aufweisenden Elektronenstrahlen, wodurch diese Elektronenstrahlen wünschenswertere, präziser rechtwinklige Querschnitte erhalten, so daß sie nunmehr zur Bestrahlung der Scheibe 44 geeignet sind.
Durch die zweite Mehrachsen-Elektronenlinse 24 wird jeder der Elektronenstrahlen unabhängig von den anderen Strahlen konzentriert und der Fokus eines jeden Elektronenstrahls individuell in bezug zum BAA-Bauteil 26 eingestellt. Jeder der Elektronenstrahlen, dessen Fokus durch die zweite Mehrachsen-Elektronenlinse 24 eingestellt wurde, passiert jeweils eine der mehreren im BAA-Bauteil 26 vorgesehenen Aperturen.
Das BAA-Bauteil-Steuermittel 86 bestimmt, ob eine Spannung an jede der Ablenkelektroden angelegt wird, die jeweils an einer Stelle nahe einer jeden im BAA-Bauteil 26 vorgesehenen Apertur angeordnet sind. Das BAA-Bauteil 26 steuert die Bestrahlung der Scheibe 44 mit den einzelnen Elektronenstrahlen auf der Grundlage der an die einzelnen Ablenkelektroden angelegten Spannung.
Wird eine Spannung angelegt, so fällt ein die Apertur passierender Elektronenstrahl nicht auf die Scheibe 44, da der Elektronenstrahl abgelenkt wird und somit keine in der Elektronenstrahl-Sperreinheit 28 vorgesehene Öffnung passieren kann. Wird keine Spannung angelegt, fällt ein Elektronenstrahl nach Passieren der Apertur auf die Scheibe 44, weil er nicht abgelenkt wird und eine in der Elektronenstrahl-Sperreinheit 28 vorgesehene Öffnung passieren kann.
Der Querschnittsbereich eines nicht durch das BAA-Bauteil 26 abgelenkten Elektronenstrahls wird durch die dritte Mehrachsen-Elektronenlinse 34 verringert und der Elektronenstrahl passiert die in der Elektronenstrahl- Sperreinheit 28 vorgesehene Öffnung. Durch die vierte Mehrachsen-Elektronenlinse 36 werden die mehreren Elektronenstrahlen individuell konzentriert und der jeweilige Fokus der Elektronenstrahlen wird individuell in bezug zum Unter-Ablenkelement 38 eingestellt. Die Elektronenstrahlen, deren jeweiliger Fokus eingestellt wurde, fallen auf im Unter-Ablenkelement 38 enthaltene Ablenkelemente.
Die mehreren im Unter-Ablenkelement 38 enthaltenen Ablenkelemente werden durch das Unterablenkelement-Steuermittel 92 individuell gesteuert. Die mehreren Elektronenstrahlen, die auf die Ablenkelemente des Unter- Ablenkelements 38 fallen, werden durch das Unter-Ablenkelement 38 individuell an gewünschte Belichtungspositionen auf der Scheibe 44 abgelenkt.
Während des Belichtungsvorgangs steuert das Scheibentisch-Steuermittel 96 den Scheibentischantrieb 48 derart, daß der Scheibentisch 46 in eine festgelegte Richtung bewegt wird. Das BAA-Bauteil-Steuermittel 86 bestimmt auf der Grundlage von Belichtungsmusterdaten eine Apertur, die von einem Elektronenstrahl passiert werden soll, und führt an jeder Apertur eine Spannungssteuerung durch. Durch ein geeignetes Umschalten der vom Elektronenstrahl passierten Aperturen und durch Ablenken des Elektronenstrahls mit Hilfe des Hauptablenkelements 42 und des Unter-Ablenkelements 38 in Abhängigkeit von der Bewegung der Scheibe 44 ist es möglich, gewünschte Schaltmuster auf der Scheibe 44 zu belichten.
Durch die Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 läßt sich ein Elektronenstrahl so formen, daß er eine gewünschte rechteckige Querschnittsform erhält. Somit ist es beispielsweise beim Belichten eines Schaltmusters, das eine gerade Linie aufweist, möglich, auf der Scheibe 44 ein geradliniges Muster selbst mit einer Belichtungsvorrichtung herzustellen, die einen Elektronenstrahl in Form von Impulsen aussendet. Zudem kann die Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung 100 auch als eine Vorrichtung vom Blockbelichtungstyp oder vom BAA-Typ eingesetzt werden.
Die Fig. 3(a) und 3(b) zeigen ein Bauteil 200, beispielsweise das erste oder zweite Formbauteil 14 bzw. 22, welches mehrere Öffnungen zur Formung des Querschnittbereichs von Korpuskularstrahlen, beispielsweise Elektronenstrahlen, aufweist. Bei den Fig. 3(a) und 3(b) handelt es sich um eine Aufsicht bzw. eine von der Linie A-A' des Bauteils 200 aus betrachtete Querschnittsansicht.
Wie sich den Fig. 3(a) und 3(b) entnehmen läßt, umfaßt das Bauteil 200 ein Substrat 201, auf dem ein erster Kanal 210 mit zwei in etwa zueinander parallelen Seiten und ein den ersten Kanal 210 überlappender zweiter Kanal 220 mit zwei in etwa senkrecht zu den beiden Seiten des ersten Kanals 210 verlaufenden Seiten ausgebildet sind. Darüber hinaus ist in einem Bereich des Substrates 201, der durch die beiden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals 210 begrenzt wird, eine Öffnung 230 ausgebildet. Ein ausgestrahlter Elektronenstrahl wird somit beim Passieren der Öffnung 230 so geformt, daß er einen gewünschten Querschnitt erhält. Genauer gesagt, entspricht die Querschnittsform des Elektronenstrahls nach dem Passieren der Form der Öffnung 230 bzw. der Form der Scheitel der Öffnung 230.
Wie sich Fig. 3 (b) entnehmen läßt, wird der zweite Kanal 220 vorzugsweise an einer Seite des Substrats 201 ausgeformt, die derjenigen gegenüberliegt, an der der erste Kanal 210 ausgeformt wurde. Außerdem wird der Abstand zwischen den beiden Seiten des ersten Kanals 210 vorzugsweise so gewählt, daß er im wesentlichen dem Abstand zwischen den beiden Seiten des zweiten Kanals 220 entspricht. Im einzelnen heißt dies, daß die Öffnung 230 bei Betrachtung von der Seite aus, auf der sich der Elektronenstrahlgenerator 10 befindet, vorzugsweise im wesentlichen einem Quadrat entspricht. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Öffnung 230 anstatt einer quadratischen Form eine andere Rechteckform aufweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Bauteil 200, das die Querschnittsform des Korpuskularstrahls bestimmt, durch Vorsehen des ersten und zweiten Kanals 210 bzw. 220 eine Öffnung mit im wesentlichen zueinander rechtwinkligen Scheiteln aufweisen. Es ist daher möglich, einen Korpuskularstrahl mit rechteckigem Querschnittsbereich zu formen, der im wesentlichen rechtwinklige Scheitel aufweist. Zudem ist es auf sehr einfache Weise möglich, mehrere Öffnung 230 sehr präzise an wunschgemäßen Stellen am Bauteil 200 auszubilden, weil sich die Öffnung 230 in Form eines sehr kleinen Rechtecks herstellen läßt. Zudem ist es weiterhin möglich, mehrere Bauteile 200 simultan herzustellen, an denen mehrere wunschgemäß geformte Öffnungen 230 an den jeweils gewünschten Stellen ausgebildet werden.
Die Fig. 4(a) bis 4(d) zeigen andere Ausführungsbeispiele des mit einer Öffnung 230 versehenen Bauteils 200. In den Fig. 4(a) bis 4(d) handelt es sich bei den Zeichnungen auf der rechten Seite um Aufsichten auf das Bauteil 200, während die Zeichnungen auf der linken Seite Querschnittsansichten bei einer Betrachtung von der Linie A-A' des Bauteils 200 aus wiedergeben. Wie sich Fig. 4(a) entnehmen läßt, kann das Bauteil 200 eine erste und eine zweite Schicht 202 bzw. 204 umfassen. In diesem Fall ist vorzugsweise der erste Kanal 210 an der ersten Schicht 202 und der zweite Kanal 220 an der zweiten Schicht 204 ausgebildet. Zudem können der erste und zweite Kanal 210 bzw. 220 Löcher umfassen, die durch die erste und zweite Schicht 202 bzw. 204 hindurchverlaufen.
Wie sich Fig. 4(b) entnehmen läßt, können die erste und zweite Schicht 202 und 204 mit Vorsprüngen 206 bzw. 208 versehen sein, die vom ersten bzw. zweiten Kanal 210 bzw. 220 vorstehen. Bei den Vorsprüngen 206 und 208 kann es sich vorzugsweise um vorgewölbte Bereiche oder Auskragungen der ersten bzw. zweiten Schicht 202 bzw. 204 handeln. Zudem sind die Bereiche der ersten und zweiten Schicht 202 und 204, an denen die Vorsprünge 206 und 208 ausgebildet sind, vorzugsweise weniger rauh als die Bereiche, an denen keine Vorsprünge 206 und 208 ausgebildet sind. Die erste und zweite Schicht 202 und 204 werden vorzugsweise zum Beispiel durch galvanische Abscheidung, wie etwa Elektroplattieren oder Elektroformen, ausgebildet.
Wie sich Fig. 4(c) entnehmen läßt, kann es sich bei dem Bauteil 200 um eine Basis 212 handeln, durch die ein Loch verläuft, wobei die Basis 212 einen Einsatz bzw. ein eingeschriebenes Element 214 umfaßt, das eine Öffnung 230 aufweist, deren Scheitel schärfer sind, als die des Lochs in der Basis 212. Das Loch in der Basis 212 kann ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein zweites Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweisen, wobei das zweite Seitenpaar im wesentlichen senkrecht zum ersten Seitenpaar verläuft. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das eingeschriebene Element 214 auf einer dem Elektronenstrahlgenerator 10 zugewandten Oberfläche des Bauteils 200 oder auf einer Oberfläche vorgesehen sein, die der dem Elektronenstrahlgenerator 10 zugewandten Oberfläche gegenüberliegt. Vorzugsweise sind die Scheitel der Öffnung 230 des eingeschriebenen Elements 214 schärfer als die des Lochs in der Basis 212.
Wie sich Fig. 4(d) entnehmen läßt, kann es sich beim Bauteil 200 um eine Basis 212 handeln, die mit einem Loch und einem zur Innenoberfläche des Lochs hin ausgebildeten Vorsprung 216 versehen ist, wodurch das Loch und der Vorsprung 216 eine Öffnung 230 bilden. Das Loch in der Basis 212 kann ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein zweites Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweisen, wobei das zweite Seitenpaar im wesentlichen senkrecht zum ersten Seitenpaar verläuft. Die durch den Vorsprung 216 gebildeten Scheitel sind vorzugsweise schärfer als die des Lochs in der Basis 212. Zudem ist die Oberfläche am Endbereich des Vorsprungs 216 vorzugsweise weniger rauh als die Oberfläche des Lochs in der Basis 212. Dabei ist es beispielsweise möglich, eine weniger rauhe Oberfläche am Endbereich des Vorsprungs 216 herzustellen, indem man den Vorsprung 216 durch galvanische Abscheidung der Basis 212 ausformt. Es ist somit möglich, durch Einsatz des Bauteils 200 einen Korpuskularstrahl so zu formen, daß er einen rechteckigen Querschnitt mit im wesentlichen rechtwinkligen Scheiteln aufweist.
Den Fig. 5(a) bis 5(e) läßt sich ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Bauteils 200 zur Formung eines Korpuskularstrahls entnehmen. Die Zeichnungen auf der rechten Seite der Fig. 5(a) bis 5(e) zeigen Aufsichten auf das Bauteil 200, wobei jeweilige Verfahrensschritte zu sehen sind, während die Darstellungen auf der linken Seite Querschnittsdarstellungen des Bauteils 200 bei einer Betrachtung von der Linie A-A' aus während der jeweiligen Verfahrensschritte wiedergeben. Zuerst wird ein Substrat 232 vorbereitet. Das Substrat 232 kann vorzugsweise eine Basis 226 und eine dünne leitfähige Schicht 228 umfassen, wobei die dünne leitfähige Schicht 228 aus einem Material hergestellt wird, dessen Leitfähigkeit die der Basis 226 übertrifft. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, kann bei dem Substrat 232 auf die dünne leitfähige Schicht 228 verzichtet werden, indem man ein Substrat verwendet, daß aus Material mit höherer Leitfähigkeit besteht.
Fig. 5(a) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung eines ersten Fotolackmusters 222 in einem Bereich, in dem in einer später noch beschriebenen Weise ein erstes Loch am Substrat 232 ausgebildet wird. Dabei wird zunächst das Substrat 232 durch ein Schleuderbeschichtungsverfahren mit dem Fotolack beschichtet. Daraufhin wird durch einen Photolithographivorgang, der Belichtungs- und Druckprozesse umfaßt, das erste Fotolackmuster 222 ausgebildet. Das erste Fotolackmuster 222 umfaßt dabei ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten. Für den Belichtungsvorgang kann als Lichtquelle ein Laser, ein Korpuskularstrahl, wie etwa ein Elektronenstrahl, oder ein Röntgenstrahl zum Einsatz kommen. Außerdem kann der Fotolack vorzugsweise entsprechend der verwendeten Lichtquelle gewählt werden. Beim Fotolack kann es sich beispielsweise um einen positiv oder negativ wirkenden Fotolacktyp, ein lichtempfindliches Polyimid oder einen Elektronenstrahl-Fotolack handeln.
Zudem kann der Verfahrensschritt zur Ausbildung des ersten Fotolackmusters 222 zusätzlich Verfahrensschritte umfassen, in denen eine (nicht dargestellte) Zwischenschicht am Substrat 232 ausgebildet und die Zwischenschicht unter Einsatz des ersten Fotolackmusters 222 als Maske einer Ätzung unterzogen wird. Die Zwischenschicht wird zwischen dem Substrat 232 und dem Fotolackmuster 222 ausgeformt. Im übrigen kann die Zwischenschicht beispielsweise durch eine reflexmindernde Schicht gebildet werden, die die Reflektion der Lichtquelle vom Substrat während des Belichtungsvorgangs verringert. An der Zwischenschicht wird vorzugsweise unter Verwendung des ersten Fotolackmusters 222 als Maske ein Trockenätzvorgang durchgeführt. Der Verfahrensschritt zur Ausbildung des ersten Fotolackmusters 222 kann außerdem in einem Verfahrensschritt bestehen, bei dem das erste Fotolackmuster 222 aufgedruckt wird.
Fig. 5(b) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung einer ersten Schicht 202. Die erste Schicht 202 wird auf dem Substrat 232 unter Verwendung von Materialien ausgebildet, welche aus einer Gold (Au), Platin (Pt) Kupfer (Cu) oder Nickel (Ni) usw. enthaltenden Gruppe ausgewählt wurde. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die erste Schicht 202 selektiv durch galvanische Abscheidung auf dem Substrat 232 ausgebildet. Die erste Schicht 202 wird dabei vorzugsweise so hergestellt, daß ihre Dicke im wesentlichen der Dicke des ersten Fotolackmusters 222 entspricht.
Fig. 5(c) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung eines zweiten Fotolackmusters 224 auf der ersten Schicht 202 und dem ersten Fotolackmuster 222 in einem Bereich, in dem das zweite Loch in einer später beschriebenen Weise ausgebildet wird. Dabei werden die erste Schicht 202 und das erste Fotolackmuster 222 mit Fotolack beschichtet und sodann das zweite Fotolackmuster 224 durch einen Belichtungs- und Druckprozesse umfassenden Photolithographievorgang ausgebildet. Das zweite Fotolackmuster 224 umfaßt dabei ein Paar von Seiten, die im wesentlichen senkrecht zu den erwähnten, im wesentlichen parallelen Seiten des ersten Fotolackmusters 222 verlaufen und diese überlappen.
Fig. 5(d) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung einer zweiten Schicht 204. Die zweite Schicht 204 wird unter Verwendung von Materialien, die aus einer Gold (Au), Platin (Pt), Kupfer (Cu) oder Nickel (Ni) usw. enthaltenden Gruppe ausgewählt wurden, auf der ersten Schicht 202 ausgebildet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die zweite Schicht 204 durch galvanische Abscheidung selektiv auf der ersten Schicht 202 abgelagert. Die zweite Schicht 204 wird vorzugsweise so ausgebildet, daß ihre Dicke derjenigen des zweiten Fotolackmusters 224 entspricht.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auch die zweite Schicht 204 auf einer dem Substrat 232 zugewandten Oberfläche der ersten Schicht 202 ausgebildet, indem man die erste Schicht 202 umdreht. Dabei wird nach dem Ausbilden der ersten Schicht 202 diese erste Schicht 202 zunächst durch Schmelzen der dünnen leitfähigen Schicht 228 vom Substrat 232 getrennt. Daraufhin wird die der ursprünglich mit dem Substrat 232 in Kontakt stehenden Seite gegenüberliegende Seite der abgetrennten ersten Schicht 202 erneut am Substrat 232 angebracht. Sodann werden die erste Schicht 202 und das Substrat 232 mit Fotolack beschichtet und das zweite Fotolackmuster 224 wird durch einen Photolithographievorgang hergestellt. Danach wird die zweite Schicht 204 auf der Oberfläche der ersten Schicht 202 hergestellt, die ursprünglich mit dem Substrat 232 in Kontakt stand. Es ist möglich, ein Biegen des Bauteils 200 selbst dann wirksam zu verhindern, wenn die erste und zweite Schicht 202 und 204 aus einem Material mit hoher interner Spannung bestehen, weil die zweite Schicht 204 auf der ersten Schicht 202ausgebildet wird, indem man die erste Schicht 202 nach deren Herstellung umdreht.
Fig. 5(e) zeigt einen Verfahrensschritt zum Abtrennen des Substrats 232. Zuerst werden dabei das erste und zweite Fotolackmuster 222 und 224 beispielsweise mit Hilfe einer Fotolackabtrennlösung entfernt. Danach wird das Bauteil 200 so ausgebildet, daß es die erste Schicht 202 mit dem ersten, ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweisenden Loch sowie die zweite Schicht 204 umfaßt, die ein Loch mit einem Paar im wesentlichen zu den erwähnten Seiten des ersten Lochs 242 senkrecht verlaufenden und diese überlappenden Seiten aufweist, wobei der Überlappungsbereich des ersten und zweiten Lochs 242 und 244 eine Öffnung bildet, die durch das Bauteil 200 hindurchverläuft. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die zum Substrat 232 gehörende dünne leitfähige Schicht 228 zur Herstellung des Bauteils 200 selektiv geschmolzen und beispielsweise mit Hilfe eines Ätzmittels entfernt. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel kann das Substrat 232 mechanisch entfernt werden.
Die Fig. 6(a) bis 6(f) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Bauteils 200. Die Zeichnungen auf der rechten Seite der Fig. 6(a) bis 6(f) stellen Aufsichten auf das Bauteil 200 während jeweiliger Verfahrensschritte und diejenigen auf der linken Seite stellen Querschnittsansichten bei einer Betrachtung von der Linie A-A' des Bauteils 200 aus während der jeweiligen Verfahrensschritte dar. Zuerst wird das Substrat 232 vorbereitet. Das Substrat 232 kann vorzugsweise eine Basis 226 und eine dünne leitfähige Schicht 228 umfassen, wobei die dünne leitfähige Schicht 228 aus einem Material besteht, dessen Leitfähigkeit die der Basis 226 übertrifft. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel kann beim Substrat 232 auf die dünne leitfähige Schicht 228 verzichtet werden, indem ein Substrat aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit hergestellt wird.
Fig. 6(a) zeigt einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines ersten Fotolackmusters 222. Dabei wird Fotolack auf das Substrat 232 aufgebracht und sodann das erste Fotolackmuster 222 durch einen Photolithographievorgang ausgebildet, der Belichtungs- und Druckprozesse umfaßt. Das erste Fotolackmuster 222 wird so hergestellt, daß es ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten umfaßt.
Fig. 6(b) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung einer ersten Schicht 202. Die erste Schicht 202 wird auf dem Substrat 232 unter Einsatz eines Materials hergestellt, welches aus einer Gold (Au), Platin (Pt), Kupfer (Cu) oder Nickel (Ni) usw. enthaltenden Gruppe ausgewählt wurde. Vorzugsweise wird die erste Schicht 202 mit einer Dicke hergestellt, die wesentlich höher ist als die Dicke der ersten Fotolackschicht 222. Zudem wird die erste Schicht 202 so ausgeformt, daß sie einen Bereich der oberen Außenfläche des ersten Fotolackmusters 222 bedeckt (d. h. "übersteht"), indem die erste Schicht 202 dicker ausgebildet wird als das erste Fotolackmuster 222. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die erste Schicht 202 selektiv durch galvanische Abscheidung erzeugt. Zudem wird die erste Schicht 202 durch eine entsprechende Einstellung der Verfahrensparameter bei der galvanischen Abscheidung so hergestellt, daß die Oberfläche der ersten Schicht 202 dort, wo die erste Schicht 202 nicht mit dem ersten Fotolackmuster 222 in Kontakt steht, weniger rauh ist als dort, wo die Oberfläche der ersten Schicht 202 mit dem ersten Fotolackmuster 222 in Kontakt steht. Die Verfahrensparameter der galvanischen Abscheidung können die verschiedenen Arten, Beschaffenheit und die jeweilige Dichte usw. von Zusätzen betreffen, welche der galvanischen Abscheidungslösung beigegeben werden.
Fig. 6(c) zeigt einen Verfahrensschritt, in dem die erste Schicht 202 vom Substrat 232 getrennt wird. Dabei wird zuerst der erste Fotolack 222 entfernt. Sodann wird die erste Schicht 202 beispielsweise durch Schmelzen der dünnen leitfähigen Schicht 228 vom Substrat 232 getrennt.
Fig. 6(d) läßt sich ein Verfahrensschritt zur Herstellung eines zweiten Fotolackmusters 224 entnehmen. Dabei wird zuerst die Seite der abgetrennten ersten Schicht 202, die der ursprünglich mit dem Substrat 232 in Kontakt stehenden Seite gegenüberliegt, am Substrat angebracht. Sodann werden die erste Schicht 202 und das Substrat 232 mit Fotolack überzogen und daraufhin wird das zweite Fotolackmuster 224 in einem Photolithographievorgang ausgebildet, der Belichtungs- und Druckprozesse umfaßt. Das zweite Fotolackmuster 224 umfaßt ein Seitenpaar, das im wesentlichen senkrecht zu den Seiten der in der ersten Schicht 202 bei Entfernung des ersten Fotolackmusters 222 entstandenen Öffnung verläuft und diese überlappt.
Fig. 6(e) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung einer zweiten Schicht 204. Die zweiten Schicht 204 wird auf der ersten Schicht 202 unter Verwendung von Materialien hergestellt, die aus einer Gold (Au), Platin (Pt), Kupfer (Cu) oder Nickel (Ni) usw. enthaltenden Gruppe ausgewählt wurden. Die zweite Schicht 204 wird vorzugsweise mit einer wesentlich größeren Dicke ausgebildet als das zweite Fotolackmuster 224. Zudem wird die zweite Schicht 204 so hergestellt, daß sie einen Bereich der oberen Außenfläche des zweiten Fotolackmusters 224 bedeckt (d. h. "übersteht"), indem die zweite Schicht 204 mit einer größeren Dicke ausgebildet wird als das zweite Fotolackmuster 224.
Fig. 6(f) zeigt einen Verfahrensschritt zum Abtrennen des Substrats 232. Zuerst wird dabei das zweite Fotolackmuster 224 beispielsweise unter Einsatz einer Fotolackabtrennlösung entfernt. Sodann wird das Bauteil so hergestellt, daß es die das erste Loch 242 mit einem, Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweisende erste Schicht 202 sowie die zweite Schicht 204 umfaßt, welche das zweite Loch 244 mit einem Paar im wesentlichen senkrecht zu den erwähnten Seiten des ersten Loches 242 verlaufenden und diese überlappenden Seiten enthält, wobei der Überlappungsbereich des ersten und zweiten Lochs 242 und 244 eine Öffnung 230 bildet, die durch das Bauteil 200 hindurchverläuft. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zur Ausbildung des Bauteils 200 die zum Substrat 232 gehörende dünne leitfähige Schicht 228 selektiv geschmolzen und beispielsweise mit Hilfe eines Ätzmittels entfernt.
Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste und zweite Schicht 202 Bereiche der oberen Außenflächen des ersten und zweiten Fotolackmusters 222 und 224 bedecken, ist es möglich, eine Oberflächenrauhigkeit an den zur Formung von Korpuskularstrahlen dienenden Oberflächen der ersten und zweiten Schicht 202 und 204 zu erzielen, die selbst dann äußerst gering ist, wenn das erste und zweite Fotolackmuster 222 und 224 ungleichmäßige Seiten aufweisen. Es ist daher möglich, den Korpuskularstrahl so zu formen, daß er einen Querschnitt mit einer sehr präzisen Rechteckform aufweist.
Die Fig. 7(a) bis 7(d) zeigen ein weiteres erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des Bauteils 200. Bei den Darstellungen auf der rechten Seite in den Fig. 7(a) bis 7(d) handelt es sich um Aufsichten auf das Bauteil 200 während jeweiliger Verfahrensschritte, während diejenigen auf der linken Seite Querschnittsansichten bei einer Betrachtung von der Linie A-A' des Bauteils 200 aus während der jeweiligen Verfahrensschritte zeigen.
Wie sich Fig. 7(a) entnehmen läßt, werden hier beide Seiten des Substrats 212 mit Fotolack 246 überzogen. Das Substrat 212 kann aus Materialien bestehen, die aus einer Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC), Wolfram (W) oder Tantal (Ta) usw. enthaltenden Gruppe ausgewählt wurden.
Fig. 7(b) zeigt einen Verfahrensschritt zur Herstellung eines ersten und eines zweiten Fotolackmusters 222 und 224. Dabei wird der aufgebrachte Fotolack 246 durch einen Belichtungs- und Druckprozesse umfassenden Photolithographievorgang so ausgebildet, daß er ein erstes Fotolackmuster 222, welches einem ersten Kanal mit einem Paar im wesentlichen paralleler Seiten entspricht, sowie ein zweites Fotolackmuster 224 bildet, das einem zweiten Kanal mit einem Seitenpaar entspricht, das im wesentlichen senkrecht zu den Seiten des ersten Fotolackmusters 222 verläuft und diese überlappt, wobei der erste und zweite Kanal nachfolgend noch genauer beschrieben werden. Das zweite Fotolackmuster 224 wird vorzugsweise auf einer Seite ausgebildet, die derjenigen Seite gegenüberliegt, an der das erste Fotolackmuster 222 hergestellt wird.
Fig. 7(c) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung des ersten und zweiten Kanals 210 und 220. Durch Einsatz des ersten Fotolackmusters 222 als Maske wird der erste, ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweisende Kanal 210 durch Ätzen der Basis 212 hergestellt. Der erste Kanal 210 wird dabei so ausgeformt, daß er die Basis 212 nicht durchdringt. Danach wird unter Einsatz des zweiten Fotolackmusters 224 als Maske der zweite Kanal 220 mit einem Paar im wesentlichen zu den erwähnten Seiten des ersten Kanals 210 senkrecht verlaufender und diese überlappender Seiten durch Ätzen der Basis 212 ausgebildet, wobei der durch die Überlappung der beiden Seitenpaare des ersten und zweiten Kanals 210 und 220 begrenzte Bereich durch die Basis 212 hindurchverläuft. Der zweite Kanal 220 wird so ausgeformt, daß der entsprechende Bereich der Basis 212 im Ätzvorgang durchbrochen wird.
Danach werden, wie in Fig. 7(d) gezeigt ist, das erste und zweite Fotolackmuster 222 und 224 entfernt und das Bauteil 200 wird so ausgebildet, daß es den ersten Kanal 210 mit dem Paar im wesentlichen paralleler Seiten und den zweiten Kanal 220 mit dem Paar im wesentlichen senkrecht zu dem Seitenpaar des ersten Kanals 210 verlaufender und dieses überlappender Seiten umfaßt, wobei der Überlappungsbereich des ersten und zweiten Kanals 210 und 220 eine Öffnung 230 bildet, die durch die Basis 212 hindurchverläuft.
Die Figur B(a) bis 8(d) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Bauteils 200. Die Zeichnungen auf der rechten Seite der Fig. 8(a) bis 8(d) stellen Aufsichten auf das Bauteil 200 während jeweiliger Verfahrensschritte dar, während diejenigen auf der linken Seite Querschnittsansichten des Bauteils 200 bei einer Betrachtung von der Linie A-A' aus während der jeweiligen Verfahrensschritte wiedergeben.
Wie sich Fig. 8(a) entnehmen läßt, wird eine an einem Substrat 232 angebrachte Basis 212 mit Fotolack 246 überzogen. Das Substrat besteht im Hinblick auf die nachfolgenden Prozesse vorzugsweise aus einem Isoliermaterial.
Figur B(b) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung eines Lochs 250 an der Basis 212, welches ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein weiteres Paar von Seiten aufweist, die im wesentlichen zum ersten Paar paralleler Seiten senkrecht verlaufen. Dabei wird zuerst am Fotolack 246 ein Belichtungs- und Druckprozesse umfassender Photolithographievorgang durchgeführt und dabei ein Fotolackmuster 248 so ausgebildet, daß es ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein weiteres Paar im wesentlichen zum ersten parallelen Seitenpaar senkrecht verlaufender Seiten in einem Bereich aufweist, der dem Loch 250 in der Basis 212 entspricht. Danach wird durch Ätzen der Basis 212 unter Einsatz des Fotolackmusters 248 als Maske das Loch 250 ausgebildet. Das Loch 250 wird vorzugsweise in der Basis 212 und dem Substrat 232 senkrecht ausgeformt und der Durchmesser des Loches 250 nimmt vorzugsweise in Ätzrichtung ab.
Fig. 8(c) zeigt einen Verfahrensschritt zur Ausbildung eines eingeschriebenen Elements bzw. Einsatzes 214. Das eingeschriebene Element 214 wird vorzugsweise so ausgebildet, daß es mit der Innenoberfläche des Lochs 250 in Kontakt steht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Öffnung 230 durch das eingeschriebene Element 214 gebildet, das auf der Basis 212 selektiv aus einem leitfähigen Material durch Elektroplattieren hergestellt wird, wobei die Scheitel der Öffnung 230 schärfer sind als die des Lochs 250.
Fig. 8(d) zeigt einen Verfahrensschritt zum Abtrennen des Substrats 232. Dabei wird zuerst das Fotolackmuster 248 entfernt. Danach wird das Bauteil 200 durch Abtrennen des Substrats 232 so fertiggestellt, daß es die Öffnung 230 enthält.
Wie sich aus der obigen detaillierten Beschreibung ergibt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Bauteil, das eine Öffnung mit sehr kleinem rechteckigen Querschnitt aufweist, mit äußerst hoher Präzision sehr einfach herzustellen.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand von der Verdeutlichung dienenden Ausführungsbeispielen erläutert; für den Fachmann ist jedoch klar, daß es im durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich ist, vieles abzuändern oder zu ersetzen, ohne von der Idee dieser Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Bauteil, enthaltend eine Öffnung, durch die sich ein Korspuskularstrahl derart formen läßt, daß er eine wunschgemäße Querschnittsform erhält, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil die folgenden Bestandteile umfaßt:

- einen auf einem Substrat des Bauteils ausgebildeten ersten Kanal, wobei dieser erste Kanal ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist; und

- einen auf einem Substrat des Bauteils ausgebildeten zweiten Kanal, wobei dieser zweite Kanal den ersten Kanal überlappt und ein Paar paralleler Seiten aufweist, die im wesentlichen senkrecht zu dem Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufen,

- wobei die Öffnung durch das Substrat des Bauteils hindurchverläuft und an einem Überlappungsbereich des ersten und zweiten Kanals ausgebildet ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal an einer Seite des Bauteilsubstrats ausgebildet ist, die derjenigen Seite gegenüberliegt, an der der erste Kanal ausgebildet ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Seitenpaar des ersten Kanals im wesentlichen dem Abstand zwischen dem Seitenpaar des zweiten Kanals entspricht.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine durch das Bauteil hindurchverlaufende Öffnung vorhanden ist.

5. Bauteil, enthaltend eine Öffnung mit einer Querschnittsform zur Formung eines Korpuskularstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil die folgenden Bestandteile umfaßt:

- eine Basis, in der ein Loch ausgebildet ist, welches ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein im wesentlichen senkrecht zum ersten Paar im wesentlichen zueinander paralleler Seiten verlaufendes zweites Paar paralleler Seiten umfaßt; und

- ein eingeschriebenes Element, das so geformt ist, daß es mit einer Innenoberfläche des Lochs in Kontakt kommt,

- wobei das eingeschriebene Element eine Öffnung aufweist, die in dem Loch ausgebildet ist und wobei die Öffnung des eingeschriebenen Elements durch das Bauteil hindurchverläuft und Scheitel aufweist, die schärfer sind als die entsprechenden Scheitel des Lochs.

6. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, welches eine Öffnung umfaßt, durch die sich ein Korpuskularstrahl derart formen läßt, das er eine wunschgemäße Querschnittsform erhält, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- Ausbilden einer ein erstes Loch aufweisenden ersten Schicht auf einem Substrat, wobei das erste Loch ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist;

- Ausbilden einer ein zweites Loch aufweisenden zweiten Schicht auf der ersten Schicht, wobei das zweite Loch ein Paar von im wesentlichen senkrecht zu dem Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Lochs verlaufenden und diese überlappenden parallelen Seiten aufweist;

- wobei die Öffnung durch das Bauteil hindurchverläuft und an einem Überlappungsbereich des ersten und zweiten Lochs ausgebildet ist; und

- Abtrennen des Substrats.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbildung der ersten Schicht die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- Ausbilden eines ersten Fotolackmusters auf einem Bereich des Substrats, in dem das erste Loch ausgebildet wird; und

- selektives Ausbilden der ersten Schicht auf dem Substrat;

und dadurch, daß die Ausbildung der zweiten Schicht

- Ausbilden eines zweiten Fotolackmuster auf einem Bereich der ersten Schicht und des ersten Fotolackmusters, in dem das zweite Loch ausgebildet wird; und

- selektives Ausbilden der zweiten Schicht auf der ersten Schicht.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem leitfähigen Material besteht und die erste Schicht und die zweite Schicht durch galvanische Abscheidung hergestellt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht so ausgebildet wird, daß ihre Dickenabmessung die der ersten Fotolackschicht übertrifft, und daß die zweite Schicht so ausgeformt wird, daß ihre Dickenabmessung die der zweiten Fotolackschicht übertrifft.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zusätzlich den folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- Trennen der ersten Schicht vom Substrat, wobei die zweite Schicht auf einer Oberfläche der ersten Schicht ausgebildet wird, mit der das Substrat ursprünglich in Kontakt stand.

11. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Öffnung, die eine Querschnittsform aufweist, durch welche sich ein Korpuskularstrahl formen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- Ausbilden eines ersten Kanals mit einem Paar im wesentlichen paralleler Seiten auf einer Basis; und

- Ausbilden eines zweiten Kanals auf der Basis, wobei der zweiten Kanal ein Paar von im wesentlichen senkrecht zum ersten Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufenden und diese überlappenden zweiten parallelen Seiten aufweist,

- wobei die Öffnung durch das Bauteil hindurchverläuft und in einem Bereich ausgebildet ist, in dem sich der erste und zweite Kanal überlappen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal auf einer Seite der Basis ausgebildet ist, die einer anderen Seite der Basis gegenüberliegt, an der der erste Kanal ausgebildet ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, welches eine Öffnung umfaßt, durch die sich ein Korpuskularstrahl derart formen läßt, das er eine wunschgemäße Querschnittsform erhält, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

- Ausbilden einer ein Loch umfassenden Basis, wobei das Loch durch ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten und ein zweites Paar paralleler Seiten begrenzt wird, die im wesentlichen zu dem ersten Paar im wesentlichen paralleler Seiten des Lochs im wesentlich senkrecht verlaufen; und

- Ausbilden eines eingeschriebenen Elements in diesem Loch, welches mit einer Innenoberfläche des Lochs in Kontakt steht,

- wobei das eingeschriebene Element eine Öffnung aufweist, die innerhalb des Lochs ausgebildet ist, und wobei diese Öffnung des eingeschriebenen Elements durch das Bauteil hindurchverläuft und Scheitel aufweist, die schärfer sind als die entsprechenden Scheitel des Lochs.

14. Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung zur Belichtung eines gewünschten Bereichs einer Scheibe mit einem Elektronenstrahl, wobei die Vorrichtung die folgenden Bestandteile enthält: eine Elektronenkanone zur Erzeugung des Elektronenstrahls; eine Elektronenlinse zur Fokuseinstellung des Elektronenstrahls; ein Ablenkelement zur Ablenkung des Elektronenstrahls auf einen gewünschten Bereich einer Scheibe; ein Bauteil, das den Elektronenstrahl derart formt, daß dieser eine bestimmte Querschnittsform aufweist; und einen Scheibentisch zur Halterung einer Scheibe; und wobei die Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bauteil zur Formung des Elektronenstrahls die folgenden Bestandteile enthält:

- einen in einem Substrat dieses Bauteils ausgebildeten ersten Kanal, wobei dieser erste Kanal ein Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist;

- einen im Substrat des Bauteils ausgebildeten zweiten Kanal, der ein Paar paralleler Seiten aufweist, die im wesentlichen senkrecht zu dem Paar im wesentlichen paralleler Seiten des ersten Kanals verlaufen und diese überlappen; und

- eine Öffnung, die durch das Bauteil hindurchverläuft und in einem Bereich ausgebildet, der durch die sich überlappenden ersten und zweiten Kanäle begrenzt wird.

15. Bauteil zur Formung eines Korpuskularstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil die folgenden Bestandteile umfaßt:

- einen im Bauteil ausgebildeten ersten Kanal, ein erstes Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist;

- einen im Bauteil ausgebildeten zweiten Kanal, der ein zweites Paar im wesentlichen paralleler Seiten aufweist, wobei das zweite Seitenpaar des zweiten Kanals im wesentlichen senkrecht zum ersten Seitenpaar des ersten Kanals verläuft; und

- eine durch das Bauteil hindurchverlaufende Öffnung, die eine im wesentlichen rechteckige Form besitzt, welche durch eine Überlappung des ersten und zweiten Kanals begrenzt wird,

- wobei ein Korpuskularstrahl die Öffnung passiert, um eine bestimmte Querschnittsform zu erhalten.