JP2001313240A

JP2001313240A - 接合用部材及び接合方法並びに荷電粒子線描画装置

Info

Publication number: JP2001313240A
Application number: JP2000128514A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maehara; 広前原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】例えば真空中で使用する電子レンズ等の高い組
立精度が要求される部品又は装置の製造に好適な接合用
部材及び接合方法を提供する。【解決手段】接合対象部材としての基板６００及び７０
０は、Ｖ型の溝を有する。接合用部材１０００は、表層
部が低融点材料または低温軟化材料で構成され、内部が
相対的に高融点材料または高温軟化材料で構成されてい
る。接合用部材１０００をＶ型の溝で挟むようにして基
板６００及び７００を配置し熱を加えることによって両
基板が接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接合用部材、接合
方法、該部材又は方法を利用して製造され得る装置に関
する。本発明は、例えば、半導体デバイス、マイクロマ
シーン、微小電子光学素子、微小光学素子、フレネルレ
ンズ、バイナリオプティックス等の部品、該部品を含む
荷電粒子線描画装置等の装置の製造に好適である。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造技術の進歩は止まることを知
らず、その応用範囲も半導体メモリに代表される電子デ
バイスのみならず微小部品、微小機械、微小光学素子な
どに拡大している。一方、この様な応用範囲においては
従来のいわゆる半導体製造プロセス以外に、基板や部品
同士の組立、接合技術なども重要な課題となっている。
特に部品が微小な場合は、その組立に要する精度もそれ
に応じた高い精度が求められる。複数の基板同士を接合
する方法としては、例えばパイレックス（登録商標）光
ファイバーと機械加工された溝を組み合わせて、更に陽
極接合を行う方法が、D.A.Crewe, M.M.Ruffin, A.D.Fei
nerman, J. Vac. Sci. Technol. B14(6), 3808(1996)
に、また、４つのスロットと円柱状の棒と接着剤を使用
して組み立てる方法がＵＳＰ４４１９５８０（１９８
３）に開示されている。一方、液晶表示板用のスペーサ
ーとして接着性を有する材料を使用する方法が、例えば
特開平１０−２２１６９７号に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
真空中で使用することを目的とした微小部品等の場合
は、組立のために接着剤を使用すると、これが揮発性有
機化合物（所謂ＶＯＣ）の発生源になり、また、接着剤
の硬化反応時に発生する応力によって微小部品が変形す
るという問題があった。ＶＯＣの発生は、真空状態を不
安定にしたり、炭素化合物の堆積などを起こして装置性
能に深刻な影響をもたらしたりする。更に、真空装置以
外でも、例えば高精度な光学系、特に紫外線や真空紫外
線を発生又は利用する装置等の組立に接着剤を使用する
場合において、極微量なＶＯＣの発生が大きな問題とな
っていた。一方、陽極接合法は、接合に３００℃前後の
高温を要するため、作製された素子が破損するなど、そ
の使用に大きな制約があった。更に、光学部品や機械部
品の組立などの際には、高精度な位置決めと高精度な接
合を同時に行うことが困難であった。

【０００４】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、例えば、高い組立精度が要求される部品又
は装置の製造に好適な接合用部材及び接合方法並びにこ
れらの応用技術を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面に係
る接合用部品は、熱特性が互いに異なる２以上の部材を
一体化してなり、接合対象部材の位置決め部に適合する
形状を有することを特徴とする。

【０００６】本発明の第１の側面に係る接合用部品は、
例えば、前記２以上の部材を同心状に一体化してなるこ
とが好ましい。

【０００７】本発明の第１の側面に係る接合用部品は、
例えば、接合対象部材に適合する形状として、実質的に
円柱形状を有することが好ましい。

【０００８】本発明の第１の側面に係る接合用部品は、
例えば、接合対象部材に適合する形状として、実質的に
球形状を有することが好ましい。

【０００９】本発明の第１の側面に係る接合用部品にお
いて、例えば、外部の部材の構成材料が内部の部材の構
成材料に対して融点が低いことが好ましい。

【００１０】本発明の第１の側面に係る接合用部品にお
いて、例えば、外部の部材の構成材料が内部の部材の構
成材料に対して軟化点が低いことが好ましい。

【００１１】本発明の第２の側面に係る接合方法は、上
記の接合用部材を使用して接合対象部材を接合すること
を特徴とする。

【００１２】本発明の第３の側面に係る接合方法は、熱
特性が互いに異なる２以上の部材を一体化してなる接合
用部材を、２以上の接合対象部材の位置決め部で挟み、
熱を利用して前記２以上の接合対象部材を接合すること
を特徴とする。

【００１３】本発明の第３の側面に係る接合方法におい
て、前記接合用部材は、例えば、前記２以上の部材を同
心状に一体化してなることが好ましい。

【００１４】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記接合用部材は、前記位置決め部に適合する形状
として、例えば、実質的に円柱形状を有することが好ま
しい。

【００１５】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記位置決め部は、例えば、溝を有することが好ま
しい。

【００１６】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記接合用部材は、前記位置決め部に適合する形状
として、例えば、実質的に球形状を有することが好まし
い。

【００１７】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記位置決め部は、例えば、窪みを有することが好
ましい。

【００１８】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記接合用部材は、例えば、外部の部材の構成材料
が内部の部材の構成材料に対して融点が低いことが好ま
しい。

【００１９】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記内部の部材の構成材料の融点よりも低
い温度で接合を行うことが好ましい。

【００２０】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記内部の部材の構成材料の融点よりも低
く前記外部の部材の構成材料の融点よりも高い温度で接
合を行うことが好ましい。

【００２１】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、前記接合用部材は、例えば、外部の部材の構成材料
が内部の部材の構成材料に対して軟化点が低いことが好
ましい。

【００２２】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記内部の部材の構成材料の軟化点よりも
低い温度で接合を行うことが好ましい。

【００２３】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記内部の部材の構成材料の軟化点よりも
低く前記外部の部材の構成材料の軟化点よりも高い温度
で接合を行うことが好ましい。

【００２４】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記２以上の接合対象部材には、前記接合
用部材を挟んだ状態で前記２以上の接合対象部材間の位
置関係が適正になるように、前記位置決め部が配置され
ていることが好ましい。

【００２５】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記２以上の接合対象部材は構造部を有
し、前記２以上の接合対象部材には、前記接合用部材を
挟んだ状態で前記２以上の接合部材の構造部間の位置関
係が適正になるように、前記位置決め部が配置されてい
ることが好ましい。

【００２６】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記２以上の接合対象部材には、前記接合
用部材を挟んで接合がなされた状態で前記２以上の接合
対象部材間の位置関係が適正になるように、前記位置決
め部が配置されていることが好ましい。

【００２７】本発明の第３の側面に係る接合方法おい
て、例えば、前記２以上の接合対象部材は構造部を有
し、前記２以上の接合対象部材には、前記接合用部材を
挟んで接合がなされた状態で前記２以上の接合部材の構
造部間の位置関係が適正になるように、前記位置決め部
が配置されていることが好ましい。

【００２８】本発明の第４の側面に係る部品又は装置
は、上記の接合用部材によって接合された部分を有する
ことを特徴とする。

【００２９】本発明の第５の側面に係る荷電粒子線描画
装置は、上記の接合用部材によって接合された部分を含
む部品（例えば、電子レンズ）を有することを特徴とす
る。

【００３０】本発明の第６の側面に係る部品又は装置
は、上記の接合方法によって接合された部分を有するこ
とを特徴とする。

【００３１】本発明の第７の側面に係る荷電粒子線描画
装置は、上記の接合方法によって接合された部分を含む
部品（例えば、電子レンズ）を有することを特徴とす
る。

【００３２】本発明の第８の側面に係るデバイスの製造
方法は、デバイス材料に感光剤を塗布する工程と、上記
の荷電粒子線描画装置を利用して、前記感光材が塗布さ
れたデバイス材料にパターンを描画する工程と、前記パ
ターンが描画されたデバイス材料に現像処理を施す工程
とを含むことを特徴とする。

【００３３】本発明の第９の側面に係る電子レンズの製
造方法は、第１開口部と、該第１開口部の外側に配置さ
れた第１電極と、第１位置決め部とを有する第１基板を
作成する工程と、第２開口部と、該第２開口部の外側に
配置された第２の電極と、第２位置決め部とを有する第
２基板を作成する工程と、前記第１位置決め部と前記第
２位置決め部とによって請求項１乃至請求項６のいずれ
か１項に記載の接合用部材が挟まれるように前記第１基
板及び前記第２基板を配置して、熱を利用して該第１の
基板と該第２の基板とを接合する工程とを含むことを特
徴とする。

【００３４】本発明の第９の側面に係る電子レンズの製
造方法において、前記第１基板を作成する工程では、複
数の第１開口部及び第１電極を有する第１基板を作成
し、前記第２の基板を作成する工程では、前記第１基板
の複数の第１開口部及び第１電極に対応する位置に複数
の第２開口部及び第２電極を有する第２基板を作成する
ことが好ましい。

【００３５】本発明の第１０の側面に係る荷電粒子線描
画装置は、荷電粒子線源と、デバイス材料を支持する支
持体と、前記荷電粒子線源と前記支持体との間に配置さ
れた電子光学系とを備え、前記電子光学系は、上記の製
造方法によって形成された電子レンズを含むことを特徴
とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態について説明する。

【００３７】図１は、本発明の好適な実施の形態に係る
接合用のファイバー１０００の構成を示す図（（ａ）は
斜視図、（ｂ）は断面図）である。図２は、本発明の好
適な実施の形態に係る接合用のボール２０００の構成を
示すために一部を切り欠いた図である。

【００３８】本発明の好適な実施の形態では、図１また
は図２に示すように、組立接合に使用するファイバー
（円柱状部材）やボール（球状部材）等の接合用部材を
熱特性の異なる材料の多重構造の複合材料とする。すな
わち、この実施の形態に係る接合用部材は、表層部（図
１では１００１、図２では２００３）が低融点材料また
は低温軟化材料で構成され、内部（図１では１００２、
図では２００４）が相対的に高融点材料または高温軟化
材料で構成されている。このようなファイバーやボール
等の接合用部材を使用して、接合温度を、内部の構成材
料の融点または軟化点と表層部の構成材料の融点または
軟化点との間の温度とすることが好ましい。

【００３９】このような接合用部材は、揮発性有機化合
物の発生の大きい接着剤に代わる新規かつ有用な組立手
段を提供し、しかも、必ずしも陽極接合のような高い温
度を必要としない。また、接合温度は、接合に用いる材
料を選択することによって、接合対象の部材に適した温
度とすることができる。表層材料／内部材料の組み合せ
としては、ガラス／ガラス、高分子材料／ガラス、金属
ロウ／ガラス、ガラス／セラミック、高分子材料／セラ
ミック、金属ロウ／セラミック等が好適である。

【００４０】この接合用部材は、好適には、溝、窪み等
の位置決め部が形成された接合対象部材の当該位置決め
部に係合（配置）させて使用され得る。接合対象の２つ
の部材間の接合面方向の位置関係は、この位置決め部に
よって規定される。また、接合対象の２つの部材間の距
離等の位置関係は、例えば、接合用部材としての複合部
材の内部材料の直径等の寸法で規定される。したがっ
て、この接合部材を利用した接合方法によれば、接合面
に水平な方向と垂直な方向が同時に高精度で位置決めさ
れ接合され得るため、高い機械的精度を必要とするデバ
イスの組立に極めて有用である。なお、位置合わせの精
度は相対的に低下するが、簡易的には、図３に示すよう
に、２種の材料が共に外部に露出した構造を有する接合
用部材３０００を採用することもできる。

【００４１】具体的には、表層材料／内部材料の組み合
わせがガラス／ガラスの場合は、例えば、内部材料とし
て比較的高軟化点の石英ガラス等を採用し、表層材料と
して図２１に示すようなＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ａｌ₂Ｏ₅，
ＰｂＯ，Ｎａ₂Ｏ，もしくはＫ ₂Ｏ等からなる封着用のガ
ラス、または、図２２に示すようなＡｓ−Ｓｅ−ＴＩ，
Ａｓ−Ｓ−ＴＩ，もしくはＡｓ−Ｓ−Ｓｅを組成とする
のカルコゲナイドガラス等を採用することができる。ま
た、表層材料／内部材料の組み合わせが高分子材料／ガ
ラスの場合は、例えば、内部材料として図２０に示すよ
うなガラス材料、石英、フッ化物、または封着用ガラス
等を採用し、表層部として図１９に示すようなポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
（テフロン（登録商標））、ポリ｛テトラフルオロエチ
レン−コーパーフルオロ（アルコキシビニルエーテ
ル）｝、ポリ（エチレン−コーヘキサフルオロプロピレ
ン）、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロ
エチレン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリ
オキシメチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリオ
キシエチレン−オキシテレフタロイル、ポリオキシテト
ラメチレン−オキシテレフタロイルとそのテトラメチレ
ンオキサイドとの共重合体、ポリアミド６、ポリアミド
６６、ポリアミド６１０、ポリアミド１２等の高分子材
料を採用することができる。

【００４２】更に、表層材料／内部材料の組み合わせが
金属ロウ／ガラスの場合は、例えば、内部材料として石
英等のガラス物質、表層材料としてインジウムまたはそ
の合金等の低融点金属を採用することができる。また、
ガラスの軟化温度を低下させたい場合は、ガラスに微量
のフッ素を添加した材料を採用することができる。作
花、境野、高橋編、“ガラスハンドブック”（朝倉書
店）によれば、１％のフッ素の混入で、軟化点を３０℃
低下させることができる。一方、これらの接合用部材
によって接合すべき部材は、これらの接合用部材と熱膨
張係数が近いものが好ましい。熱膨張係数が大きく異な
る場合、熱応力により接合対象の基板や部品等の部材が
破損したり、接合面で剥がれたりする不都合が生じ得る
からである。この点から言えば、例えば熱膨張係数が２
６×１０^-7のシリコン同士を接合する場合には、接合用
部材の構成材料としてガラス材料を採用することが好ま
しい。より具体的には、例えば、接合用部材の構成材料
としては図２０または図２１に示すテレックス、７７２
０，７９１０等が好ましい。また、接合すべき基板また
は部品等の部材の表面が銅で構成されている場合は、接
合用部材の表層材料としてカルコゲナイドガラスを採用
したものが、親和性の点で好ましい。

【００４３】更に、この実施の形態では、接合用部材の
構成材料の軟化または融解を利用するため、接合対象部
材の接合部位の全域にわたって接合がなされるという点
で、実質的に複数の点で接合がなされる陽極接合法に比
較して、大きな接合強度を得ることができる。

【００４４】図４は、図１に示すファーバー状の接合用
部材１０００によって好適に接合される部材（図４
（ａ））及び接合の様子（図４（ｂ））を模式的に示す
図である。接合対象部材４０００は、接合用部材１００
０に係合する溝状の位置決め部４００１を有する。な
お、図４には、１つの接合対象の部材４０００のみが示
されているが、実際には、各々位置決め部４００１を有
する２以上の部材（好適には２つの部材）が、接合用部
材１０００に位置決め部４００１が係合した状態で接合
される。接合の際、接合用部材１０００は、その表層部
１００１が軟化または融解する。１００１’は、軟化ま
たは融解した状態の表層部である。

【００４５】図５は、図２に示すボール状の接合用部材
２０００によって好適に接合される部材（図５（ａ））
及び接合の様子（図５（ｂ））を模式的に示す図であ
る。接合対象の部材５０００は、接合用部材２０００に
係合する錐状の窪みからなる位置決め部５００１を有す
る。なお、図５には、１つの接合対象の部材５０００の
みが示されているが、実際には、各々位置決め部５００
１を有する２以上の部材（好適には２つの部材）が、接
合用部材２０００に位置決め部５００１が係合した状態
で接合される。接合の際、接合用部材２０００は、その
表層部２００３が軟化または融解する。２００３’は、
軟化または融解した状態の表層部である。

【００４６】接合対象部材の位置決め部は、例えば、フ
ォトリソグラフィーによるエッチング、レーザー加工、
機械加工等の公知の方法で形成され得る。位置決め部を
フォトリソグラフィーで形成する場合は、例えば、基板
上に形成すべきデバイス、位置合わせ用のマーク、及び
位置決め部（例えば、溝、錘状の窪み）のパターンを同
一フォトマスクを利用して形成し、組立の際、自己整合
的に該基板と他の部材とを接合することができる。ま
た、位置決め部をレーザー加工や機械加工で形成する場
合は、基板自体または基板上のデバイスパターンまたは
位置合わせ用のマークを基準としてレーザー描画装置や
数値制御工作機で溝（例えば、Ｖ型の溝）または窪み
（例えば、錘状の窪み）等の位置決め部を形成すること
ができる。特に、接合対象としての基板がシリコン単結
晶のウエハである場合は、塩基性水溶液で異方性エッチ
ングを行うことによって、容易にＶ型の溝や４角錐状の
窪み等の位置決め部を形成することができる。

【００４７】このようにして形成され得る位置決め部
（例えば、溝、錘状の窪み）の形状及び寸法と、接合用
部材（例えば、ファイバー、ボール）の形状及び寸法と
によって、接合対象の部材（例えば、基板）間の間隔を
調整することができる。この場合も、接合対象の２つの
部材の相対的な位置は、接合用部材の内部の構造によっ
て規定され、両部材に形成された構造部は自己整合的に
位置合わせされ得る。位置決め部は、接合用部材に適合
する限り、角型の溝、Ｕ字型の溝、円錐状の窪み、円柱
状の窪み、直方体状の窪み等の各種の形状を採用し得
る。また、位置決め部は、接合用部材に適合する限り、
接合対象の接合面から突出した形状であってもよい。

【００４８】上記の実施の形態によれば、従来の問題
点、即ち、高い精度での組立の困難性、接着剤を利用す
ることに起因する高真空での使用の際の問題を解決する
ことができる。しかも、組み立て対象の２つの部材（接
合対象の部材）の接合面の方向が位置決め部によって位
置決めされる他、該２つの部材間の距離が接合用部材及
び位置決め部の形状及び寸法で規定されるため、多軸の
拘束を同時に行うことができる。この実施の形態は、例
えば、マイクロメカニクス、微小光学素子などの分野に
極めて有用である。

【００４９】以下、本発明の好適な実施例を列挙する。

【００５０】

【実施例１】この実施例は、電子線描画装置等の荷電粒
子線描画装置の一部として好適に使用され得る電子レン
ズに関する。

【００５１】この電子レンズは、第１電極を構成する基
板と第２電極を構成する基板とを接合用部材で接合して
構成される。図６は、第１電極を構成する基板の作成方
法を示す図、図７は、第２電極を構成する基板の作成方
法を示す図、図８は、第１電極を構成する基板と第２電
極を構成する基板を接合用部材で接合する様子を示す図
である。

【００５２】まず、図６を参照しながら第１の電極を構
成する基板の作成方法を説明する。

【００５３】図６（ａ）に示す工程では、基板として結
晶方位が＜１００＞のシリコンウエハ６０１を用意し、
該ウエハ６０１の両面に化学気層蒸着法（ＣＶＤ）によ
って膜厚３００ｎｍの窒化珪素膜６０２を成膜する。次
いで、レジストプロセスとエッチングプロセスにより、
後に電子線の光路になる部分と第２電極との位置合わせ
を行う部分の窒化珪素膜６０２を除去する。

【００５４】図６（ｂ）に示す工程では、窒化珪素膜６
０２の開口部に露出しているシリコン基板６０１をテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で深さ１〜２
μｍ程度異方性エッチングを行い、基板の少なくとも一
つの面にＶ字型の溝を形成する。この時、使用するエッ
チング液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの
無機アルカリ水溶液、またはトリメチルモノヒドロキシ
エチルアンモニウムヒドロキシド（別名コリン）などの
有機アルカリ水溶液等が好適である。次に、このＶ字型
の溝が形成された面にメッキ用の電極６０３としてチタ
ン／金をそれぞれ５ｎｍ／５０ｎｍの膜厚で連続して形
成する。この形成には、抵抗加熱または電子ビームによ
る蒸着法や、スパッタ法などが好適である。電極材料
は、この他にチタン／銅、チタン／白金なども好適であ
る。また、チタンは密着促進の働きをすればよく、その
膜厚は数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲が好適である。また、導
電性の金膜は、数十ｎｍ〜数百ｎｍの範囲が好適であ
る。

【００５５】図６（ｃ）に示す工程では、メッキ用の電
極６０３上にメッキの鋳型となるレジストパターン６０
４を形成する。レジストの膜厚は、メッキ構造体の厚み
を考慮して、数μｍ〜数千μｍとすることが好ましい。
レジストは、エポキシ化ビスフェノールＡオリゴマーを
主成分とするＳＵ−８(MicroChem.co)で形成することが
好ましく、膜厚は１１０μｍ程度が好適である。レジス
トの露光は、高圧水銀ランプを用いた密着型の露光装置
を用いて６０秒程度行うことが好ましい。また、露光後
にホットプレート上において８５℃で３０分間の露光後
ベ−ク（ＰＥＢ）を行うことが好ましい。露光後、基板
を室温まで徐冷した後にプロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテートで５分間現像し、メッキ用の鋳型
パターン６０４を形成する。なお、レジストは、例え
ば、ポリビニルフェノールベースや環化ゴム系のネガ型
レジストや、ノボラックベースのポジ型レジストであっ
てもよい。所望の厚膜を得ることが困難なレジスト材料
を採用する場合には、処理を複数回繰り返して所望の厚
膜を得てもよい。

【００５６】次に、電気メッキにより、レジストパター
ン６０４の開口部に金属パターン６０５を埋め込む。例
えば、酸性銅メッキ液のユーパック１Ａ（エバラユージ
ライト製）を用いて、メッキ液流速５Ｌ／分、電流密度
７．５ｍＡ／ｃｍ²、液温２８℃の条件で、６時間４０
分電気メッキを行うことにより、膜厚１００μｍの銅パ
ターンをレジストパターン６０４の間隙に埋め込むこと
ができる。

【００５７】図６（ｄ）に示す工程では、例えば、８０
℃のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中でＳＵ−８レジ
スト６０４を剥離し、ＩＰＡで洗浄し、乾燥させる。こ
こで、金属パターン６０５は、銅の他、例えば、金や白
金などの非磁性体の材料で形成してもよい。

【００５８】図６（ｅ）に示す工程では、例えば、メッ
キ面（金属パターン６０５が形成された面）をポリイミ
ド（不図示）を用いて保護し、他方の面を２２％のテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて９０
℃でシリコン基板６０１のバックエッチングを行う。こ
のエッチングは、シリコン６０１がエッチングで除去さ
れ、窒化珪素膜６０２が露出するまで行う。その後、基
板を水洗し、乾燥させ、ドライエッチング装置内でテト
ラフルオロメタンを用いて、シリコン６０１のエッチン
グ後に露出した窒化珪素膜７０２をエッチングで除去す
る。次いで、メッキ面の保護用のポリイミド膜をアッシ
ングにより除去する。

【００５９】図６（ｆ）では、上記の工程で作成された
素子を、電子線描画装置の電子光学系の設計に応じて適
当な大きさにカッティングする。カッティングは、例え
ば、ダイシングソー、レーザーカッターなど、半導体製
造プロセス等で使用される装置を用いて行うことが出来
る。

【００６０】次に、図７を参照しながら第２電極を構成
する基板の作成方法を説明する。

【００６１】図７（ａ）に示す工程では、基板として結
晶方位が＜１００＞のシリコンウエハを用意し、化学気
層蒸着法（ＣＶＤ）によって膜厚３００ｎｍの窒化珪素
膜７０２を成膜する。次いで、レジストプロセスとエッ
チングプロセスにより、後に電子線の光路になる部分と
電極間の位置合わせを行う部分の窒化珪素膜７０２を除
去する。次いで、窒化珪素膜７０２の開口部のシリコン
基板をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で
深さ１００μｍ程度異方性エッチングを行い、基板の少
なくとも一つの面にＶ字型の溝を形成する。この時、使
用するエッチング液は、水酸化カリウム、水酸化ナトリ
ウムなどの無機アルカリ水溶液、またはトリメチルモノ
ヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド（別名コリ
ン）などの有機アルカリ水溶液等が好適である。次に、
このＶ字型の溝が形成された面に、メッキ用の電極膜７
０３としてチタン／金をそれぞれ５ｎｍ／５０ｎｍの膜
厚で連続して形成する。この形成には、抵抗加熱または
電子ビームによる蒸着法や、スパッタ法などが好適であ
る。この電極材料は、例えば、チタン／銅、チタン／白
金などであってもよい。また、チタンは密着促進の働き
をすればよく、その膜厚は数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲が好
適である。また、導電性の金膜は、数十ｎｍ〜数百ｎｍ
の範囲が好適である。

【００６２】図７（ｂ）に示す工程では、電極７０３上
にメッキの鋳型となるレジストパターン７０４を形成す
る。レジストの膜厚は、メッキ構造体の厚みを考慮し
て、数μｍ〜数千μｍとすることが好ましい。レジスト
は、エポキシ化ビスフェノールＡオリゴマーを主成分と
するＳＵ−８(MicroChem.co)で形成することが好まし
く、膜厚は１１０μｍ程度が好適である。レジストの露
光は、高圧水銀ランプを用いた密着型の露光装置を用い
て６０秒程度行うことが好ましい。また、露光後にホッ
トプレート上において８５℃で３０分間の露光後ベーク
（ＰＥＢ）を行うことが好ましい。露光後、基板を室温
まで徐冷した後にプロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテートで５分間現像し、メッキ用の鋳型パター
ンを７０４を形成する。なお、レジストは、例えば、ポ
リビニルフェノールベースや環化ゴム系のネガ型レジス
トや、ノボラックべースのポジ型レジストであってもよ
い。所望の厚膜を得ることが困難なレジスト材料を採用
する場合には、処理を複数回繰り返して所望の厚膜を得
てもよい。

【００６３】次に、電気メッキにより、レジストパター
ン７０４の開口部に金属パターン７０５を埋め込む。例
えば、酸性銅メッキ液のユーパック１Ａ（エバラユージ
ライト製）を用いて、メッキ液流速５Ｌ／分、電流密度
７．５ｍＡ／ｃｍ²、液温２８℃の条件で、６時間４０
分電気メッキを行うことにより、膜厚１００μｍの銅パ
ターン７０５をレジストパターン７０５の間隙に埋め込
むことができる。

【００６４】図７（ｃ）に示す工程では、８０℃のＮ−
メチルピロリドン（ＮＭＰ）中でＳＵ−８レジストを剥
離し、ＩＰＡで洗浄し、乾燥させる。ここで、金属パタ
ーン７０５は、銅の他、例えば、金や白金などの非磁性
体の材料で形成してもよい。

【００６５】図７（ｄ）に示す工程では、例えば、メッ
キ面（金属パターン７０５が形成された面）をポリイミ
ド（不図示）を用いて保護し、他方の面を２２％のテト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いて９０
℃でシリコン基板７０１のバックエッチングを行う。こ
のエッチングは、シリコン７０１がエッチングで除去さ
れ、窒化珪素膜７０２が露出するまで行う。その後、基
板を水洗し、乾燥させ、ドライエッチング装置内でテト
ラフルオロメタンを用いて、シリコン７０１のエッチン
グ後に露出した窒化珪素膜７０２をエッチングで除去す
る。次いで、メッキ面の保護用のポリイミド膜をアッシ
ングにより除去する。

【００６６】次いで、図８を参照しながら第１電極を構
成する基板と第２電極を構成する基板とを前述の接合用
部材で接合する方法を説明する。

【００６７】まず、図６及び図７を参照しながら説明し
たプロセスで作製された第１電極を構成する基板６００
と、第２電極を構成する基板７００とを用意する。そし
て、各基板上のＶ型溝（位置決め部）の部分でファイバ
ー状の接合用部材１０００を挟むようにして２つの基板
６００及び７００を対面させ、該２つの基板を近づける
方向に該２つの基板に圧縮力を作用させることによっ
て、該２つの基板の接合面に平行な方向と垂直な方向に
位置決めがなされる。

【００６８】次に、この様にして配置された２つの基板
６００及び７００を接合する。接合用部材１０００とし
ては、例えば、内部の材料が石英、表層部の材料がタリ
ウム６０％、砒素２０％及びイオウ２０％からなるカル
コゲナイドガラスで構成されたファイバーが好適であ
る。この実施例におけるファイバーの内部の石英部分の
直径は１５０μｍ、全体の直径は２５０μｍである。こ
のファイバーを２つの基板６００と７基板００との間
に、それらのＶ型溝（位置決め部）の部分で挟み込むこ
とによって、２つの素子の面方向の位置合わせがなされ
る。

【００６９】次いで、このファイバーの表層材料のカル
コゲナイドガラスの軟化温度である１３０℃よりもやや
高く、かつ内部材料の石英の軟化温度よりも十分低い１
４０℃で熱処理を行う。

【００７０】この時、接着面に垂直な方向に圧縮力を作
用させると、軟化している表層のカルコゲナイドガラス
が変形し、２つの基板６００及び７００のＶ型溝とファ
イバー内部の石英の部分で基板６００と基板７００との
距離が決定される。この状態を保持したまま徐冷するこ
とによって接合が完了する。

【００７１】この様にして製作されたデバイス（電子レ
ンズ）は接着面に水平な方向と垂直な方向の双方につい
て高精度で位置決めがなされており、かつ接着剤を使用
していないため、デバイスを高真空中に設置した場合で
も揮発性有機化合物の発生がない。更に、この実施例の
ように、接合温度を低温（例えば１４０℃）とすること
により、接合の際にデバイスが破損することもない。

【００７２】

【実施例２】この実施例は、実施例１の変形例を提供す
る。具体的には、接合対象の基板は、実施例１と同じ手
順で用意する。接合のために使用する接合用部材として
は、実施例１における石英とカルコゲナイドガラスの複
合部材の代わりに、内部がソーダ石灰ガラスで構成さ
れ、表層部がポリスチレンで構成された復合部材を採用
する。接合は、接合温度をポリスチレンの融点である２
４０℃よりも高く、ソーダ石灰ガラスの軟化温度の７０
０℃よりも十分低い２５０℃とする以外は、実施例１と
同様である。

【００７３】

【実施例３】この実施例は、実施例１の変形例を提供す
る。具体的には、接合対象の基板は、実施例１と同じ手
順で用意する。接合のために使用する接合用部材として
は、実施例１における石英とカルコゲナイドガラスの複
合材料の代わりに、内部がアイソタクティックポリプロ
ピレンで構成され、表層部がポリエチレンで構成された
複合部材を採用する。接合は、接合温度をポリスチレン
の融点である１３８℃よりも高く、ポリプロピレン（ア
イソタクティック構造４０％含有）の融点の１６２℃よ
りも低い１５０℃で行う以外は、実施例１と同様であ
る。

【００７４】

【実施例４】この実施例は、上記の接合方法を適用して
製造した電子レンズ等のデバイスを搭載した装置の一例
として荷電粒子線描画装置を提供する。なお、ここで
は、荷電粒子線描画装置の一例として電子ビーム描画装
置を挙げるが、本発明は、例えばイオンビーム描画装置
等の他の方式の荷電粒子線描画装置にも適用することが
できる。

【００７５】図９は、本発明の好適な実施例に係る電子
ビーム描画装置の概略構成を示す図である。図９におい
て、１は、カソード１ａ、グリッド１ｂ、アノード１ｃ
を含む電子銃１である。カソード１ａから放射された電
子はグリッド１ｂ、アノード１ｃの間でクロスオーバ像
を形成する。以下では、このクロスオーバ像を電子源Ｅ
Ｓと記す。

【００７６】この電子源ＥＳから放射される電子は、コ
ンデンサーレンズ光学系２を通して補正電子光学系３に
照射される。このコンデンサーレンズ２は、複数枚の開
口電極で構成され得る。

【００７７】補正電子光学系３は、光軸ＡＸに沿って、
電子銃１側から順に配置されたアパーチャアレイＡＡ、
ブランカーアレイＢＡ、要素電子光学系アレイユニット
ＬＡＵ、ストッパーアレイＳＡを含む。補正電子光学系
３の要素電子光学系アレイユニットＬＡＵは、各々複数
の電子レンズを含む基板を有し、この基板は、前述の接
合方法によって形成され得る。ただし、図６乃至図８に
示す工程では、１つの電子レンズを有する基板（デバイ
ス）を作成するが、この実施例では、マトリックス状に
配列された複数の電子レンズを有する基板を作成する。

【００７８】補正電子光学系３は、電子源ＥＳの中間像
を複数形成し、各中間像は縮小電子光学系４によって縮
小投影され、ウエハ５上には、形状が同一の複数の電子
源ＥＳ像が形成される。ここで、補正電子光学系３は、
各中間像が縮小電子光学系４を介してウエハ５に縮小投
影される際に現れる収差の影響を予め補正するように、
その複数の中間像を形成する。

【００７９】縮小電子光学系４は、第１投影レンズ４１
（４３）と第２投影レンズ４２（４４）とからなる対称
磁気ダブレットで構成される。第１投影レンズ４１（４
３）の焦点距離をｆ１、第２投影レンズ４２（４４）の
焦点距離をｆ２とすると、この２つのレンズ間距離はｆ
１＋ｆ２になっている。光軸上ＡＸの物点は第１投影レ
ンズ４１（４３）の焦点位置にあり、その像点は第２投
影レンズ４２（４４）の焦点位置にある。この像は−ｆ
２／ｆ１に縮小される。また、２つのレンズ磁界が互い
に逆方向に作用する様に決定されているので、理論上
は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面
湾曲収差、軸上色収差の５つの収差を除いて他のザイデ
ル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消され
る。

【００８０】６は、要素電子光学系アレイ３からの複数
の電子ビームを偏向させて、複数の投影像をウエハ５上
でＸ，Ｙ方向に共通の変位量だけ変位させる偏向器であ
る。偏向器６は、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向
器と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器で構成され
ており、主偏向器は電磁型偏向器で、副偏向器は静電型
偏向器である。

【００８１】７は、偏向器６を作動させた際に発生する
偏向収差による光源像のフォーカス位置のずれを補正す
るダイナミックフォーカスコイルであり、８は、偏向に
より発生する偏向収差の非点収差を補正するダイナミッ
クスティグコイルである。

【００８２】９は、ウエハ５を載置し、光軸ＡＸ（Ｚ
軸）方向とＺ軸回りの回転方向に移動可能なθ−Ｚステ
ージであって、ステージ基準板１０が固設されている。

【００８３】１１は、θ−Ｚステージを載置し、光軸Ａ
Ｘ（Ｚ軸）と直交するＸＹ方向に移動可能なＸＹステー
ジである。

【００８４】１２は、電子ビームによってステージ基準
板１０上のマークが照射された際に生じる反射電子を検
出する反射電子検出器である。

【００８５】次に、図１０を参照しながら補正電子光学
系３の構成について説明する。なお、図１０（ａ）は、
補正電子光学系３を電子銃１側から見た図、図１０
（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ’線で補正電子光学系
３を切断した断面図である。

【００８６】前述したように、補正電子光学系３は、ア
パーチャアレイＡＡ、ブランカーアレイＢＡ、要素電子
光学系アレイユニットＬＡＵ、ストッパーアレイＳＡを
含む。

【００８７】アパーチャアレイＡＡは、図１０（ａ）に
示すように、複数の開口が形成された基板であり、コン
デンサーレンズ２からの１つの電子ビームを複数の電子
ビームに分割する。

【００８８】ブランカーアレイＢＡは、アパーチャアレ
イＡＡで分割された複数の電子ビームを個別に偏向させ
る偏向器が複数形成された基板である。図１１は、ブラ
ンカーアレイＢＡ中の１つの偏向器を抜き出して示した
図である。基板３１は、開口ＡＰと、該開口ＡＰを挟ん
だ一対の電極３２を有し、この電極３２は電子ビームを
偏向させるブランカーとして機能する。また、基板上３
１には、ブランカー３２を個別にｏｎ／ｏｆｆさせるた
めの配線Ｗ１が形成されている。

【００８９】要素電子光学系アレイユニットＬＡＵは、
同一平面内に複数の電子レンズを２次元配列して形成し
た電子レンズアレイである第１電子光学系アレイＬＡ
１、及び第２電子光学系アレイＬＡ２で構成される。各
電子光学系アレイＬＡは、前述の接合方法を参照して構
成され得る。

【００９０】図１２は、第１電子光学系アレイＬＡ１の
構成を示す図である。第１電子レンズアレイＬＡ１は、
開口に対応して形成されたドーナツ状電極が複数配列さ
れた上部電極板ＵＥ、中間電極板ＣＥ、下部電極板ＬＥ
の３枚を有し、絶縁物を介在させて、その３枚の電極板
が積層される。上電極板、中電極板、下電極板のドーナ
ツ状電極は、一つの電子レンズ（いわゆるユニポテンシ
ャルレンズ）として機能する。各電子レンズＵＬの上
部、下部電極板の全てのドーナツ状電極は共通の配線ｗ
２でＬＡＵ制御回路１１２と接続され、同一の電位が印
加される。この実施例では、上部、下部の電極の電位は
電子ビームの加速電位として作用する。

【００９１】一方、各電子レンズの中間電極板のドーナ
ツ状電極は、個別の配線ｗ３でＬＡＵ制御回路１１２と
接続され各々に所望の電位が印加される。それにより、
各電子レンズの電子光学的パワー（焦点距離）を所望の
値に設定できる。第２電子光学系アレイＬＡ２も第１電
子光学系アレイＬＡ１と同様の構造・機能を有する。

【００９２】図１０（ｂ）に戻り、要素電子光学系アレ
イユニットＬＡＵは、第１電子レンズアレイＬＡ１の電
子レンズと第２電子レンズアレイＬＡ２の電子レンズと
で一つの要素電子光学系ＥＬを構成する。そして、アパ
ーチャアレイＡＡが各要素電子光学系ＥＬの略前側焦点
位置に位置する為、各要素電子光学系ＥＬは、分割され
た複数の電子ビームよりそれぞれの略後側焦点位置に電
子源ＥＳの中間像を形成する。そして、中間像が縮小電
子光学系４を介してウエハ５に縮小投影される際に現れ
る像面湾曲の影響を補正するように、要素電子光学系Ｅ
Ｌ毎に電子レンズの電子光学的パワーを調整し、中間像
形成位置を異ならせている。

【００９３】ストッパーアレイＳＡは、アパーチャーア
レイＡＡと同様に、複数の開口が形成された基板であ
る。そして、ブランカーアレイＢＡで偏向された電子ビ
ームは、その電子ビームに対応したストッパーアレイＳ
Ａの開口以外の部分で照射され、ブランカーアレイＳＡ
を通過しなくなる。

【００９４】次に、図１３を参照しながら補正電子光学
系３の機能について説明する。図１３において、電子を
放射する電子源ＥＳからの電子はコンデンサーレンズ２
により略平行なビームにされる。略平行の電子ビームは
アパーチャアレイＡＡに入射し、複数の電子ビームに分
割される。複数の電子ビームのそれぞれは要素電子光学
系ＥＬ１〜ＥＬ３に入射し、各要素電子光学系の略前側
焦点位置に電子源ＥＳの中間像ｉｍａｇｅ１〜ｉｍａｇ
ｅ３を形成する。各中間像は、図１に示した縮小電子光
学系４を介して被露光面であるウエハ５に投影される。
ここで、複数の中間像が被露光面に投影される際に現れ
る収差の影響を補正するために、像面湾曲収差（投影電
子光学系４の光軸方向における実際の結像位置と理想の
結像位置とのずれ）については、複数の要素電子光学系
の光学特性を個別に設定して光軸方向の中間像形成位置
を要素電子光学系毎に異ならせることにより補正され
る。また、例えば、図１４（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
な歪曲収差については、光軸に直交する方向の中間像形
成位置を要素電子光学系毎に調整することによって、図
１４（ａ）に示すように補正することができる。

【００９５】各電子ビームのウエハ５上への照射は、ブ
ランカーＢ１〜Ｂ３とストッパーＳ１〜Ｓ３とによって
個別に制御される。図１３において、例えば、ｉｍａｇ
ｅ３は、ブランカーＢ３をｏｎすることにより、ストッ
パーＳ３で遮断される。

【００９６】図１５は、図９に示す電子ビーム描画装置
の制御システムの構成図である。ＢＡ制御回路１１１
は、ブランカーアレイＢＡのブランカーのｏｎ／ｏｆｆ
を個別に制御する制御回路、ＬＡＵ制御回路１１２は、
レンズアレイユニットＬＡＵを構成する電子レンズの焦
点距離を制御する制御回路である。

【００９７】Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１３は、ダイナミ
ックスティグコイル８を制御して縮小電子光学系４の非
点収差を制御する制御回路、Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１
１４は、ダイナミックフォーカスコイル７を制御して縮
小電子光学系４のフォーカスを制御する制御回路、偏向
制御回路１１５は偏向器６を制御する制御回路、光学特
性制御回路１１６は、縮小電子光学系４の光学特性（倍
率、歪曲）を調整する制御回路である。反射電子検出回
路１１７は、反射電子検出器１２からの信号より反射電
子量を求める回路である。

【００９８】ステージ駆動制御回路１１８は、θ−Ｚス
テージ９を駆動制御し、かつＸＹステージ１１の位置を
検出するレーザ干渉計ＬＩＭと共同してＸＹステージ１
１を駆動制御する制御回路である。

【００９９】副制御部１２０は、メモリ１２１に記憶さ
れた描画用制御データを上記複数の制御回路に分配する
と共に各制御回路を制御する。副制御部１２０は、イン
ターフェース１２２を介して電子ビーム露光装置全体を
コントロールする主制御部１２３によって制御されてい
る。

【０１００】以下、図１５を参照しながら本実施例に係
る電子ビーム露光装置の露光動作について説明する。

【０１０１】副制御部１２０は、メモリ１２１から提供
される露光制御データに基づいて、偏向制御回路１１５
に命じて、偏向器６によって、複数の電子ビームを偏向
させると共に、ＢＡ制御回路１１５に命じて、ウエハ５
に描画すべきパターンに応じてブランカーアレイＢＡの
各ブランカーを個別にｏｎ／ｏｆｆさせる。この時、Ｘ
Ｙステージ１１はｙ方向に連続移動しており、ＸＹステ
ージの移動に対して複数の電子ビームが追従するよう
に、偏向器６によって複数の電子ビームが偏向される。
各電子ビームは、図１６に示すように、ウエハ５上の対
応する要素露光領域（ＥＦ）を走査露光する。各電子ビ
ームに対応する要素露光領域（ＥＦ）は、２次元的に互
いに隣接するように設定されており、複数の要素露光領
域（ＥＦ）で構成されるサブフィールド（ＳＦ）に対し
て同時に隙間無くパターンが描画される。

【０１０２】副制御部１２０は、１つのサブフィールド
（ＳＦ１）の露光が終了した後、次のサブフィールド
（ＳＦ２）を露光する為に、偏向制御回路１１５に命じ
て、偏向器６によって、ステージ走査方向（ｙ方向）と
直交する方向（ｘ方向）に複数の電子ビームを偏向させ
る。この時、偏向によってサブフィールドが変わること
により、各電子ビームが縮小電子光学系４を介して縮小
投影される際の収差も変わる。そこで、副制御部１２０
は、ＬＡＵ制御回路１１２、Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１
３、及びＤ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１４に命じて、変化
した収差を補正するように、レンズアレイユニットＬＡ
Ｕ、ダイナミックスティグコイル８、及びダイナミック
フォーカスコイル７を調整する。そして、再度、前述し
たように、複数の電子ビームによりサブフィールド２
（ＳＦ２）にパターンを描画する。

【０１０３】そして、図１６に示すように、複数のサブ
フィールド（ＳＦ１〜ＳＦ６）に順次パターンを描画す
ることによって、ステージ走査方向（ｙ方向）と直交す
る方向（ｘ方向）に並ぶサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ
６）で構成される１つのメインフィールド（ＭＦ）にパ
ターンが描画される。

【０１０４】副制御部１２０は、図１６に示すメインフ
ィールド１（ＭＦ１）の露光が終了した後、偏向制御回
路１１５に命じて、順次、ステージ走査方向（ｙ方向）
に並ぶメインフィールド（ＭＦ２，ＭＦ３，ＭＦ４…）
に複数の電子ビームを偏向させると共にパターンを描画
させる。これにより、メインフィールド（ＭＦ２，ＭＦ
３，ＭＦ４…）で構成されるストライプ（ＳＴＲＩＰＥ
１）にパターンが描画される。そして、ＸＹステージ１
１をｘ方向にステップさせ、次のストライプ（ＳＴＲＩ
ＰＥ２）にパターンを描画する。

【０１０５】

【実施例５】この実施例は、実施例４に係る電子ビーム
描画装置を利用した半導体デバイス（半導体素子）の製
造方法について説明する。

【０１０６】図１７は、半導体デバイス（例えば、ＩＣ
やＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ等）の
製造のフローチャートである。ステップ１（回路設計）
では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２
（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンを電子ビ
ーム露光装置用のデータへ変換する。ステップ３（ウエ
ハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ製造す
る。

【０１０７】ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と
呼ばれ、電子ビーム露光装置用のデータに従ってリソグ
ラフィー技術によってウエハ上に回路を形成する。具体
的には、まず、レジストが塗布されたウエハを電子ビー
ム露光装置内にローディングする。そして、アライメン
トユニットでウェハ上のグローバルアライメント用のデ
ータを読み取り、その結果に基づいてウエハステージを
駆動して所定の位置に次々にパターンを描画する。そし
て、パターンが描画された基板に対して現像処理を施
す。次のステップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステ
ップ４によって製作されたウエハを用いて半導体チップ
化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボ
ンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の
工程を含む。

【０１０８】ステップ６（検査）ではステップ５で製作
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【０１０９】図１８は、図１７のステップ４のウエハプ
ロセスの詳細なフローチャートである。まず、ステップ
１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ
１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ス
テップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によ
って形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウ
エハにイオンを打ち込む。

【０１１０】ステップ１５（レジスト処理）ではウエハ
にレジストを塗布する。ステップ１６（描画）では、上
記の電子ビーム露光装置によって回路パターンをウエハ
に描画する。ステップ１７（現像）では露光したウエハ
に現像処理を施す。ステップ１８（エッチング）では、
現像されたレジストを利用して、ステップＳ１１〜１３
で形成された膜の不要な部分をエッチングすることによ
り該膜をパタニングする。これらのステップを繰り返し
行うことによってウエハ上に多層のパターンが形成され
る。

【０１１１】

【発明の効果】本発明によれば、高い組立精度が要求さ
れる部品又は装置の製造に好適な接合用部材及び接合方
法並びにこれらの応用技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施の形態に係るファイバーの
構成を示す図（（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図）であ
る。

【図２】図２は、本発明の好適な実施の形態に係るボー
ルの構成を示すために一部を切り欠いた図である。

【図３】接合剤部材の他の実施の形態を示す図である。

【図４】図１に示すファーバー状の接合用部材１０００
によって好適に接合される部材（図４（ａ））及び接合
の様子（図４（ｂ））を模式的に示す図である。

【図５】図２に示すボール状の接合用部材２０００によ
って好適に接合される部材（図５（ａ））及び接合の様
子（図５（ｂ））を模式的に示す図である。

【図６】電子レンズの一部を構成する第１電極を構成す
る基板の作成方法を示す図である。

【図７】電子レンズの一部を構成する第２電極を構成す
る基板の作成方法を示す図である。

【図８】第１電極を構成する基板と第２電極を構成する
基板を接合用部材で接合する様子を示す図である。

【図９】本発明の好適な実施例に係る電子ビーム描画装
置の概略構成を示す図である。

【図１０】補正電子光学系の構成を示す図である。

【図１１】ブランカーアレイ中の１つの偏向器を抜き出
して示した図である。

【図１２】第１及び第２電子光学系アレイの構成を示す
図である。

【図１３】補正電子光学系の機能を説明する図である。

【図１４】歪曲収差の補正を説明する図である。

【図１５】図９に示す電子ビーム描画装置の制御システ
ムの構成図である。

【図１６】露光手順を説明する図である。

【図１７】半導体デバイス（例えば、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ等）の製造のフロー
チャートである。

【図１８】半導体デバイス（例えば、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ等）の製造のフロー
チャートである。

【図１９】各種ポリマーの融点を示す図である。

【図２０】各種ガラスの軟化温度と熱膨張係数を示す図
である。

【図２１】封着用ガラスの軟化温度と熱膨張係数を示す
図である。

【図２２】カルコゲナイドガラスの軟化温度を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０００接合用部材（ファイバー）１００１ファイバー表層部１００２ファイバー内部２０００接合用部材（ボール）２００３ボール表層部２００４ボール内部３０００接合用部材（ファイバー）３００５相対的に軟化点または融点の低いファイバー
構成材料３００６相対的に軟化点または融点の高いファイバー
構成材料４０００接合対象部材４００１位置決め部（溝）５０００接合対象部材５００１位置決め部（角錐状の窪み）６００第１電極を構成する基板６０１シリコンウエハ６０２窒化珪素膜６０３メッキ用電極６０４レジストパターン６０５金属パターン７００第２電極を構成する基板７０１シリコンウエハ７０２窒化珪素膜７０３メッキ用電極７０４レジストパターン７０５金属パターン１電子銃２コンデンサーレンズ３補正電子光学系４縮小電子光学系５ウエハ６偏向器７ダイナミックフォーカスコイル８ダイナミックスティグコイル９ θ−Ｚステージ１０基準板１１ＸＹステージ１２反射電子検出器１１０ＣＬ制御回路１１１ＢＡ制御回路１１２ＬＡＵ制御回路１１３Ｄ＿ＳＴＩＧ制御回路１１４Ｄ＿ＦＯＣＵＳ制御回路１１５偏向制御回路１１６光学特性制御回路１１７反射電子検出回路１１８ステージ駆動制御回路１７１２０副制御部１２１メモリ１２２インターフェース１２３主制御部ＡＡアパーチャアレイＢＡブランカーアレイＬＡＵ要素電子光学系アレイユニットＳＡストッパーアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱特性が互いに異なる２以上の部材を一
体化してなり、接合対象部材の位置決め部に適合する形
状を有することを特徴とする接合用部材。
【請求項２】前記２以上の部材を同心状に一体化して
なることを特徴とする請求項１に記載の接合用部材。
【請求項３】接合対象部材に適合する形状として、実
質的に円柱形状を有することを特徴とする請求項２に記
載の接合用部材。
【請求項４】接合対象部材に適合する形状として、実
質的に球形状を有することを特徴とする請求項２に記載
の接合用部材。
【請求項５】外部の部材の構成材料が内部の部材の構
成材料に対して融点が低いことを特徴とする請求項２乃
至請求項４のいずれか１項に記載の接合用部材。
【請求項６】外部の部材の構成材料が内部の部材の構
成材料に対して軟化点が低いことを特徴とする請求項２
乃至請求項４のいずれか１項に記載の接合用部材。
【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれか１項に
記載の接合用部材を使用して接合対象部材を接合するこ
とを特徴とする接合方法。
【請求項８】熱特性が互いに異なる２以上の部材を一
体化してなる接合用部材を、２以上の接合対象部材の位
置決め部で挟み、熱を利用して前記２以上の接合対象部
材を接合することを特徴とする接合方法。
【請求項９】前記接合用部材は、前記２以上の部材を
同心状に一体化してなることを特徴とする請求項８に記
載の接合方法。
【請求項１０】前記接合用部材は、前記位置決め部に
適合する形状として、実質的に円柱形状を有することを
特徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１１】前記位置決め部は、溝を有することを
特徴とする請求項１０に記載の接合方法。
【請求項１２】前記接合用部材は、前記位置決め部に
適合する形状として、実質的に球形状を有することを特
徴とする請求項９に記載の接合方法。
【請求項１３】前記位置決め部は、窪みを有すること
を特徴とする請求項１２に記載の接合方法。
【請求項１４】前記接合用部材は、外部の部材の構成
材料が内部の部材の構成材料に対して融点が低いことを
特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記
載の接合方法。
【請求項１５】前記内部の部材の構成材料の融点より
も低い温度で接合を行うことを特徴とする請求項１４に
記載の接合方法。
【請求項１６】前記内部の部材の構成材料の融点より
も低く前記外部の部材の構成材料の融点よりも高い温度
で接合を行うことを特徴とする請求項１４に記載の接合
方法。
【請求項１７】前記接合用部材は、外部の部材の構成
材料が内部の部材の構成材料に対して軟化点が低いこと
を特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に
記載の接合方法。
【請求項１８】前記内部の部材の構成材料の軟化点よ
りも低い温度で接合を行うことを特徴とする請求項１７
に記載の接合方法。
【請求項１９】前記内部の部材の構成材料の軟化点よ
りも低く前記外部の部材の構成材料の軟化点よりも高い
温度で接合を行うことを特徴とする請求項１７に記載の
接合方法。
【請求項２０】前記２以上の接合対象部材には、前記
接合用部材を挟んだ状態で前記２以上の接合対象部材間
の位置関係が適正になるように、前記位置決め部が配置
されていることを特徴とする請求項８乃至請求項１９の
いずれか１項に記載の接合方法。
【請求項２１】前記２以上の接合対象部材は構造部を
有し、前記２以上の接合対象部材には、前記接合用部材
を挟んで接合がなされた状態で前記２以上の接合部材の
構造部間の位置関係が適正になるように、前記位置決め
部が配置されていることを特徴とする請求項８乃至請求
項１９のいずれか１項に記載の接合方法。
【請求項２２】請求項１乃至請求項６のいずれか１項
に記載の接合用部材によって接合された部分を有するこ
とを特徴とする部品。
【請求項２３】請求項１乃至請求項６のいずれか１項
に記載の接合用部材によって接合されてなる部品と他の
部品とを有することを特徴とする装置。
【請求項２４】請求項１乃至請求項６のいずれか１項
に記載の接合用部材によって接合された部分を含む部品
を有することを特徴とする荷電粒子線描画装置。
【請求項２５】請求項１乃至請求項６のいずれか１項
に記載の接合用部材によって接合された部分を含む電子
レンズを有する荷電粒子線描画装置。
【請求項２６】請求項８乃至請求項２２のいずれか１
項に記載の接合方法によって接合された部分を有するこ
とを特徴とする部品。
【請求項２７】請求項８乃至請求項２２のいずれか１
項に記載の接合方法によって接合されてなる部品と他の
部品とを有することを特徴とする装置。
【請求項２８】請求項８乃至請求項２２のいずれか１
項に記載の接合方法によって接合された部分を含む部品
を有する荷電粒子線描画装置。
【請求項２９】請求項８乃至請求項２２のいずれか１
項に記載の接合方法によって接合された部分を含む電子
レンズを有する荷電粒子線描画装置。
【請求項３０】デバイスの製造方法であって、デバイス材料に感光剤を塗布する工程と、請求項２４、請求項２５、請求項２８及び請求項２９の
いずれか１項に記載の荷電粒子線描画装置を利用して、
前記感光材が塗布されたデバイス材料にパターンを描画
する工程と、前記パターンが描画されたデバイス材料に現像処理を施
す工程と、を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項３１】電子レンズの製造方法であって、第１開口部と、該第１開口部の外側に配置された第１電
極と、第１位置決め部とを有する第１基板を作成する工
程と、第２開口部と、該第２開口部の外側に配置された第２の
電極と、第２位置決め部とを有する第２基板を作成する
工程と、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とによって請
求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の接合用部材
が挟まれるように前記第１基板及び前記第２基板を配置
して、熱を利用して該第１の基板と該第２の基板とを接
合する工程と、を含むことを特徴とする電子レンズの製造方法。
【請求項３２】前記第１基板を作成する工程では、複
数の第１開口部及び第１電極を有する第１基板を作成
し、前記第２の基板を作成する工程では、前記第１基板
の複数の第１開口部及び第１電極に対応する位置に複数
の第２開口部及び第２電極を有する第２基板を作成する
ことを特徴とする請求項３１に記載の電子レンズの製造
方法。
【請求項３３】荷電粒子線描画装置であって、荷電粒子線源と、デバイス材料を支持する支持体と、前記荷電粒子線源と前記支持体との間に配置された電子
光学系と、を備え、前記電子光学系は、請求項３１又は請求項３２
に記載の製造方法によって形成された電子レンズを含む
ことを特徴とする荷電粒子線描画装置。