Oblast techniky

Vynález se týká částicového optického zařízení pro změnu trajektorií nabitých částic divergentního svazku korpuskulámího záření, orientovaného podél podélné osy. Vynález se dále týká částicového optického osvětlovacího zařízení a projekčního systému, které takové částicové optické zařízení obsahují, jakož i způsobu výroby konstrukční součástky, přičemž způsob obsahuje fotolitografickou operaci, při níž je použito tohoto částicového optického zařízení. Toto částicové optické zařízení je zejména určeno pro použití v elektronovém projekčním litografickém systému, jakož i pro použití při způsobu výroby konstrukční součástky prostřednictvím elektronové projekční litografie.

Dosavadní stav techniky

Jako způsob, který pracuje s elektronovým svazkem pro zobrazení a osvětlení vrstvy citlivé na záření, je známý tak zvaný způsob SCALPEL (Scattering with Angular Limitation in „Projection Electron-beam Lithography“ - Rozptylování s úhlovým omezením v elektronové projekční litografii). Tento způsob je popsán ve vědecké publikaci „SCALPEL: A Projection ElectronBeam Approach to Sub-Optical Lithography“, Technology Review, prosinec 1999, autoři J. A. Liddle, Lloyd R. Harriott, A. E. Novembre a W. K. Waskíewicz, Bell Laboratories, Lucent

Technologies, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Jersey 07974, USA. Obsah tohoto spisu je v plném rozsahu součástí tohoto popisu. Způsobu SCALPEL se dále týkají patentové spisy US 5 079 112, US 5 130 213, US 5 260 151, US 5 376 505, US 5 258 246, US 5 316 879, EP 0 953 876 A2 a EP 0 969 326 A2. Rovněž obsahy těchto uvedených spisů jsou v plném rozsahu součástí tohoto popisu,

Jeden známý projekční litografický systém se používá například pro výrobu polovodičového konstrukční součástky. Přitom jsou struktury, které mají být vytvořena na polovodičovém plátku definovány v masce, neboli vzoru, přičemž tato maska se osvítí elektronovým svazkem a struktury definované na masce se zobrazí na polovodičovém plátku. Polovodičový plátek je opatřen vrstvou citlivou na záření a po exponování elektronovým svazkem se tato vrstva citlivá na záření, jakož i polovodičový plátek, podrobí dalším operacím pro vytvoření struktur v materiálu polovodičového plátku.

Na obr. 1 je schematicky znázorněno osvětlovací zařízení pro exponování masky 3 nabitými částicemi. Těmito nabitými částicemi jsou elektrony emitované zdrojem 5 elektronu ve směru 7 záření. Svazek částic, neboli svazek korpuskulámího záření, emitovaný zdrojem 5 elektronů má malou divergenci, neboli rozbíhavost, kteráje samozřejmě na obr. 1 pro větší názornost zobrazena zvětšeně. Maximální úhel a elektronů vůči směru 7 záření činí přibližně 5 mrad.

První elektronovou optickou zaostřovací čočkou 9 se zobrazí zdroj 5 elektronů v přední ohniskové rovině H druhé elektronové optické zaostřovací čočky 13. l ato druhá elektronová optická zaostřovací čočka 13 vytvoří z elektronů procházejících přední ohniskovou rovinou 11 rozbíhavě v podstatě rovnoběžný svazek 15 částic se zvětšeným průřezem, pro umožnění exponování pole 17 na masce 3, jehož rozměr kolmo ke směru 7 záření činí přibližně 1 mm.

Maximální osvětlovací průzor, kterého je možno při tomto druhu osvětlení dosáhnout, je dán prostorovým rozměrem h kolmým ke směru 7 záření zdroje 5 elektronů, jakož i ohniskovou vzdáleností ή druhé elektronové optické zaostřovací čočky 13. Maximální úhel β částic vůči směru 7 záření při jejich dopadu na masku 3 je dán vztahem β = h/2f]. Pro malé rozměry zdroje 5 elektronů (na obr. 1 je znázorněn bodový zdroj 5 elektronů) je proto osvětlovací průzor malý.

-1 CZ 300612 B6

Je však zapotřebí většího osvětlovacího průzoru, aby na polovodičový plátek mohly být přesně přeneseny i malé struktury definované na masce 3.

Je proto zapotřebí zvětšit prostorový rozměr kolmý ke směru záření zdroje, aby se zvětšil osvětlovací průzor. U zdrojů nabitých částic je však zvětšení tohoto rozměru zdroje problematické, když osvětlené pole na masce má být navíc osvětleno rovnoměrně.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu proto je vytvořit částicové optické zařízení, které přispěje ke zvýšení osvětlovacího průzoru v část i co vém optickém osvětlovacím systému.

Dalším úkolem vynálezu je navrhnout částicové optické zařízení pro změnu trajektorií nabitých částic svazku částic. Úkolem vynálezu přitom zejména je navrhnout částicové optické zařízení, které bude trajektorie nabitých částic měnit selektivně, to znamená, které bude působit jen na trajektorie určitých nabitých částic a nikoli stejně na trajektorie všech částic svazku částic.

Dalším úkolem vynálezu je navrhnout osvětlovací zařízení pro osvětlování pole prostorově rozloženého kolmo ke směru záření poměrně velkým osvětlovacím průzorem v masce a/nebo pro rovnoměrné osvětlování.

Dalším úkolem vynálezu je vytvořit projekční systém, jehož osvětlovací zařízení bude mít výše uvedené výhody a ještě dalším úkolem vynálezu je vytvořit způsob výroby zejména miniaturizovaných konstrukčních součástek, který umožní vyšší přesnost při výrobě těchto konstrukčních součástek.

Vynález vychází z této základní úvahy:

V zobrazovacím osvětlovacím systému, jaký byl například výše objasněn podle obr. 1, je hodnota vedení světla, respektive emitance, udržovací veličinou. Tato veličina je definována jako součin druhé odmocniny osvětlené plochy a rozbíhavosti osvětlení (číselného vyjádření průzoru). Zvýšení rozbíhavosti osvětlení proto nemůže být dosaženo bez zmenšení osvětlené plochy zobrazovacím osvětlovacím systémem. Proto je základní myšlenkou vynálezu vyvinout částicové optické zařízení, které nepracuje jako zobrazovací systém, nýbrž které jiným způsobem mění trajektorie nabitých částic procházejících částicovým optickým zařízením. Přitom má být tato změna trajektorií nabitých částic různá pro různé skupiny částic a má být taková, aby se celkově dosáhlo zvýšení hodnoty vedení světla, respektive emitance, svazku procházejícího zařízením.

Podle vynálezu je navrženo zejména částicové optické zařízení, které obsahuje dvě válcová uspořádání elektrod, která jsou uspořádána v sobě, a která jsou uspořádána relativně vůči svazku částic vstupujícímu do zařízení tak, aby směr záření byl přibližně rovnoběžný se směrem rozložení alespoň jednoho válcového uspořádání elektrod. Dále má vnitřní uspořádání z obou uspořádání elektrod takovou délku, popřípadě takový průměr, aby trajektorie alespoň těch částic, které vstupují do zařízení pod určitým úhlem vůči ose záření, který je větší než minimální úhel, procházely vnitřním uspořádáním elektrod vzhledem ke směru záření radiálně. Za tím účelem je vnitřní uspořádání elektrod pro nabité částice alespoň částečně transparentní, neboli průsvitné. Mezi vnitřním uspořádáním elektrod a vnějším uspořádáním elektrod existuje takový rozdíl elektrických potenciálů, aby se komponenta pohybu částic procházejících vnitřním uspořádáním elektrod, orientovaná kolmo ke směru záření, obrátila.

Vnitřní a vnější uspořádání elektrod spolu vzájemně spolupracují jako válcová trubka obklopující svazek částic, která je uvnitř pozrcadlená, a která odráží částice, které by chtěly opustit vnitřní prostor válce.

-2CZ 300612 B6

Zařízení s výhodou nepůsobí na skupinu svazku částic, které do tohoto zařízení vstupují s malou rozbíhavostí. To znamená, že tato skupina částic prochází zařízením přímo, takže pozorovatel nacházející se na výstupní straně zařízení vidí tyto částice, jako by přicházely ze zdroje částic.

Na jinou skupinu částic se zvýšenou rozbíhavostí působí zařízení s výhodou tak, že tyto částice jsou pozrcadlenou trubkou odráženy jednou. Pozorovateli se proto zdá, jako by tato skupina částic pocházela z prostorově rozloženého zdroje, který se zdá být uspořádán vedle skutečného zdroje.

Na ještě další skupinu částic s ještě větší rozbíhavostí působí zařízení tak, že tyto částice jsou pozrcadlenou trubkou odráženy dvakrát, nebo i vícekrát, takže pozorovateli se zdá, že tyto skupiny částic pocházejí z dalších prostorově rozložených zdrojů, které jsou uspořádány v ještě větším odstupu od skutečného zdroje.

Zařízení podle vynálezu proto působí tak, že již malý zdroj záření vnímá pozorovatel tak, jako by se jednalo o zdroj záření s podstatně větší vyzařovací plochou.

Použije-li se takové částicové optické zařízení v osvětlovacím systému, přispívá k zdánlivému zvětšení prostorového rozložení zdroje záření kolmo ke směru záření, což vede ke zvýšení hod20 noty vedení-světla, respektive emitance, osvětlovacího systému, takže zařízení podle vynálezu umožňuje i zvětšení osvětlovacího průzoru u osvětlovaného pole rozloženého kolmo ke směru záření.

Na základě rozdílu potenciálu mezi vnitřním a vnějším uspořádáním elektrod je mezi těmito oběma uspořádanými elektrod vytvořen prostor, v němž existuje elektrické pole, které umožní obrácení příčné komponenty pohybu částic vzniklých do tohoto prostoru. Protože toto pole je omezeno na prostor mezi vnitřním a vnějším uspořádáním elektrod, musí být umožněn vstup nabitých částic do tohoto prostoru, takže vnitřní uspořádání elektrod je pro částice alespoň částečně transparentní. S výhodou se tato vlastnost dílčí transparentnosti vnitřního uspořádání elektrod vytvoří tím, že vnitřní uspořádání elektrod je rozděleno na větší počet dílčích elektrod, které jsou uspořádány se vzájemným odstupem od sebe. Jednotlivé dílčí elektrody mají s výhodou stejný elektrický potenciál a mezi dílčími elektrodami je upraven prostor bez jakéhokoli materiálu, takže částice vzniknou mezi dvě sousední dílčí elektrody a mohou vniknout do prostoru mezi vnitřním a vnějším uspořádáním elektrod, který vytváří odrazné elektrické pole. Přitom je však samozřejmě možné, aby částice dopadaly přímo na dílčí elektrody a tím nemohly vnikat do prostoru mezi vnitrní a vnější elektrodou.

Aby se dosáhlo co nejvyšší transparentnosti pro nabité částice, rozkládají se dílčí elektrody s výhodou v podstatě rovnoběžně s podélnou osou zařízení a/nebo v podstatě rovnoběžně s hlav40 ním směrem svazku částic vstupujícího do zařízení.

Použije-li se výše popsané částicové optické zařízení v osvětlovacím zařízení pro osvětlování nějakého předmětu, působí zde jako zařízení na změnu emitance, které je s výhodou uspořádáno mezi zdrojem částic a rovinou předmětu. Takové osvětlovací zařízení s výhodou obsahuje i zobrazovací kondenzorový systém, který je uspořádán mezi zařízením na změnu emitance a předmětem, a který usměrňuje na předmět částice vystupují ze zařízení na změnu emitance.

Částice emitované zdrojem částic vstupují s výhodou přímo do zařízení na změnu emitance. Dále je však rovněž výhodné uspořádat mezi zdrojem částic a zařízením na změnu emitance optický systém, který vytváří obraz zdroje, který je s výhodou uspořádán mezi vlastním zdrojem a vstupním průřezem zařízení na změnu emitance.

Kondenzorový systém obsahuje s výhodou zaostřovací čočku, která zobrazí zdroj samotný nebo obraz tohoto zdroje v mezilehlé zobrazovací rovině, která je uspořádána mezi zařízením na změnu emitance a rovinou předmětu. V mezilehlé zobrazovací rovině s výhodou vznikne více

-3 CZ 300612 B6 obrazů zdroje samotného tehdy, když první zaostřovací čočka zobrazí zdroj v mezilehlé rovině, a více obrazů obrazu zdroje vznikne tehdy, když první zaostřovací čočka zobrazí zdroj v mezilehlé zobrazovací rovině. Těchto více obrazů zdroje nebo obrazů obrazu zdroje je rozloženo v mezilehlé zobrazovací rovině, zejména navzájem u sebe.

Je však rovněž výhodné, když první zaostřovací čočka nevytváří v mezilehlé zobrazovací rovině přesný obraz zdroje, popřípadě obrazu zdroje. Podstatné je potom to, že první zaostřovací čočka odchýlí částice, které prošly zařízením na změnu emitance, mezilehlou zobrazovací rovinou tak, že tyto částice mají v mezilehlé zobrazovací rovině odstup od podélné osy zařízení, respektive středu svazku, který je tím větší, čím častěji byla trajektorie jedné částice změněna zařízením na změnu emitance. V mezilehlé zobrazovací rovině vznikne proto ve srovnání se situací, při níž není zařízení na změnu emitance uspořádáno v dráze svazku, větší osvětlená oblast, respektive oblast, kterou prošly částice. Částice, které prošly touto zvětšenou oblastí jsou s výhodou pomocí druhé zaostřovací čočky odchýleny do roviny předmětu tak, že v této rovině je osvětleno pole, které má kolmo ke směru záření rozměr, který je menší než rozměr osvětlené oblasti v mezilehlé zobrazovací rovině. Osvětlování této oblasti v rovině předmětu je potom ve srovnání se situací, v níž není zařízení na změnu emitance uspořádáno v dráze svazku, prováděno s větším číselným průzorem.

Uvedené úkoly splňuje rovněž způsob výroby konstrukční součástky, přičemž se s výhodou jedná o velmi miniaturizované konstrukční součástky, jako jsou například mikromechanické struktury nebo integrované obvody. V případě integrovaného obvodu obsahuje maska vzor obvodu, který odpovídá jednotlivé vrstvě obvodu, který má být vytvořen na vhodném podkladě, zejména na křemíkovém plátku. Pro vytvoření vzoru na cílové oblasti (anglicky označované jako „Die“ 25 matrice) podkladu se podklad nejprve opatří vrstvou („odolnou“) citlivou na záření. Potom se tato vrstva citlivá na záření exponuje neboli osvítí tím, že vzor masky se prostřednictvím nabitých částic, například elektronů nebo iontů, zobrazí na této vrstvě citlivé na záření. Tato vrstva citlivá na záření se potom vyvolá a buď osvícené, respektive exponované, nebo neosvětlené, respektive neexponované oblasti této vrstvy se sejmou. Zbylá struktura vrstvy citlivé na záření potom slouží jako maska neboli vzor, například při leptání, implantaci iontů, odlučování materiálu nebo podobně.

Podle vynálezu se přitom při fotolitografické operaci způsobu podle vynálezu prostřednictvím výše objasněného osvětlovacího zařízení osvětlí maska a struktura definovaná na masce, která má být zobrazena na podkladu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje osvětlovací zařízení, u něhož není v dráze svazku částic uspořádáno ěásticové optické zařízení podle vynálezu, obr. 2 schematicky v perspektivním pohledu příkladné provedení částicového optického zařízení podle vynálezu, obr. 3 v řezu částicového optického provedení z obr. 1, obr. 4 způsob činnosti zařízení znázorněného na obr. 2 a 3, obr. 5 ve zvětšeném měřítku detail V z obr. 4, obr. 6 další objasnění funkce zařízení znázorněného na obr. 2 a 3, obr. 7 příkladné provedení osvětlovacího systému podle vynálezu a obr. 8 pohled na část projekčního systému podle vynálezu podle příkladného provedení.

-4CZ 300612 B6

Příklady provedení vynálezu

Zařízení 21 na změnu emitance, znázorněné na obr. 2, slouží k tomu, aby svazek 25 nabitých částic vstupující na vstupní straně 23 do zařízení 21 měnilo tak, aby emitance tohoto svazku 25 po jeho výstupu na výstupní straně 27 zařízení 21 na změnu emitance byla vyšší.

Mezi vstupní stranou 23 a výstupní stranou 27 se rozkládá vnější uspořádání 29 elektrod ve tvaru válce, přičemž směr jeho válce a podélná osa 35. která je rovněž osou symetrie, jsou shodné se io směrem 31 svazku 25. Vnější uspořádání 29 elektrod je tvořeno čtyřmi deskovými elektrodami

33, uspořádanými kolmo vůči sobě v párech, které jsou uspořádány vždy se stejným odstupem od podélné osy 35. Každá desková elektroda 33 je provedena z celoplošně elektricky vodivého materiálu.

Zařízení 21 na změnu emitance dále obsahuje vnitřní uspořádání 37 elektrod provedené z většího počtu drátů 39, rozkládajících se vždy rovnoběžně s podélnou osou 35. Dráty 39 jsou uspořádány uvnitř dutého prostoru ohraničeného deskovými elektrodami 33, přičemž každý drát 39 má od bezprostředně sousední deskové elektrody 33 odstup d = 0,2 mm. Dráty 39 jsou proto uspořádány ve čtyřech rovinách 41, které jsou uspořádány vždy rovnoběžně s příslušnou deskovou elektro20 dou 33, přičemž každá rovina 41 má od podélné osy 35 odstup D = 0,5 mm. Dráty 39 jsou upnuty mezi prvním rámovým držákem 43 uspořádaným na vstupní straně 23 a druhým rámovým držákem 45 uspořádaným na výstupní straně 27 a jsou s nimi elektricky vodivě spojeny.

Zařízení 21 na změnu emitance dále obsahuje zdroj 47 napětí, kteiý je jednak prostřednictvím vedení 49 spojen s vnější uspořádáním 29 elektrod a jednak prostřednictvím vedení 51 přes jeden z rámových držáků 43, 45 s vnitřním uspořádáním 37 elektrod, přičemž vnitřní uspořádání 37 elektrod je připojeno k potenciálu uzemnění. Zdroj 47 napětí vytváří mezi vnitřním uspořádáním 37 elektrod a vnějším uspořádáním 29 elektrod rozdíl potenciálů 10 V, takže vnější uspořádání 29 elektrod má vůči uzemnění potenciál +10 V.

Proto v meziprostoru 61 mezi vnitrním uspořádáním 37 elektrod a vnějším uspořádání 29 elektrod vznikne elektrické pole, jehož průběh je schematicky naznačen siločárami 53 na obr. 3. Pro vnitřní prostor 57 uvnitř vnitřního uspořádání 37 elektrod působí toto vnitřní uspořádání 37 elektrod jako Faradayova klec, takže tento prostor 57 neobsahuje v podstatě žádné elektrické pole.

Na obr. 4 jsou znázorněny dvě trajektorie 54 a 55 elektronů svazku 25, které procházejí zařízením 21 na měnu emitance. Trajektorie 54 má při vstupu do zařízení 21 na změnu emitance menší rozbíhavost, respektive menší úhel vůči podélné ose 35 a proto zcela probíhá ve vnitřním pro40 storu 57, takže zařízením 21 na změnu emitance prochází přímočaře. Na rozdíl od toho probíhá trajektorie 55 při svém vstupu do zařízení 21 na změnu emitance pod větším úhlem vůči podélné ose 35, takže prochází vnitřním uspořádáním 37 elektrod v místě 59, přičemž odpovídající elektron prolétne mezi dvěma sousedními dráty 39 a vstoupí do meziprostoru 61 mezi vnitřním uspořádáním 37 elektrod a vnějším uspořádáním 29 elektrod. Tato skutečnost je ve zvětšeném měřítku znázorněna na obr. 5. Na základě elektrického pole, naznačeného siločárami 53, existujícího v meziprostoru 61 působí na elektron síla 63 opačná k siločárám 53, která je na obr. 5 naznačena šipkami. Tato síla 63 zmenšuje pohybovou složku elektronu pohybujícího se v meziprostoru 61, kolmou k podélné ose 35, a tuto pohybovou složku, která je při vstupu do meziprostoru 61 v místě 59 kolmá k podélné ose 35, nakonec obrátí tak, že elektron v dalším místě 65 opět mezi50 prostor 61 opustí tím, že prolétne mezi dvěma dráty 39 vnitřního uspořádání 37 elektrod a opět dospěje do vnitřního prostoru 57, v němž není vytvořeno žádné elektrické pole, a v němž se potom pohybuje dále přímočaře až na výstupní straně 27 opustí zařízení 21 na změnu emitance. Meziprostor 29 elektrod proto působí na elektron, který projde vnitřním uspořádáním 37 elektrod, jako rovinné zrcadlo.

-5CZ 300612 B6

Na obr. 6 je znázorněn zdroj 67 částic uspořádaný koncentricky s podélnou osou 35 zařízení 21 na změnu emitance a v odstupu od vstupní strany 23 zařízení 21 na změnu emitance. Tento zdroj 67 částic má kolmo k podélné ose 35 rozměr h. Na obr. 6 je dále vyznačen větší počet trajektorií elektronů, totiž dvě trajektorie 69, 69', které s podélnou osou 35 svírají takový úhel, že dojde k jednomu odrazu uspořádáními 37, 29 elektrod. Dále jsou zde znázorněny dvě trajektorie 71, 71', které svírají s podélnou osou 35 větší úhel, takže odpovídající elektrony se na uspořádáních 37, 29 elektrod odrazí dvakrát. Z hlediska pozorovatele 75 nacházejícího se ve směru záření za výstupní stranou 27 zařízení 21 na změnu emitance se zdá, že elektrony pohybující se na trajektoriích 69, 69', 71, 71' pocházejí ze zdánlivých zdrojů 77, 77', 79, 79' záření, které jsou ve směru kolmém k podélné ose 35 uspořádány přesazené vedle skutečného zdroje 67 záření. Přitom jsou zdánlivé zdroje 79, 79' záření, které jsou tvořeny trajektoriemi 71, 7Γ, u nichž dochází k dvojnásobnému odrazu v zařízení 21 na změnu emitance, uspořádány od podélné osy 35 dále než zdánlivé zdroje 72, 77' záření, které jsou tvořeny trajektoriemi 69, 69', u nichž dochází v zařízení 21 na změnu emitance jen k jednomu odrazu.

Proto z hlediska pozorovatele 75 působí zařízení 21 na změnu emitance tak, že pozorovatel 75 vnímá veškeré záření, které jako by pocházelo z jednoho zdroje záření, který má kolmo k podélné ose 35 rozměr A, který v příkladném provedení podle obr. 6, v němž v důsledku omezené rozbíhavosti svazku 25 dochází maximálně ke dvěma odrazům v zařízení 21 na změnu emitance, odpovídá pětinásobku hodnoty rozměru h skutečného zdroje 67 částic. Rozbíhavost, to znamená úhel vůči podélné ose 35, respektive rozložení úhlů svazků 25 vystupujících ze zařízení 21 na změnu emitance na výstupní straně 27, přitom není zařízení 21 na změnu emitance ve srovnání se vstupem svazků 25 na vstupní straně 23 změněna. Protože však zdánlivá plocha zdroje je na základě zařízení 21 na změnu emitance větší, má zařízení 21 na změnu emitance vyšší hodnotu světelné vodivosti, respektive emitance svazku 25, která je definována jako součin druhé odmocniny osvícené plochy a rozbíhavosti osvětlení.

Na obr. 7 je znázorněno příkladné provedení osvětlovacího systému 83, do něhož je integrováno zařízení 21 na změnu emitance. Podélná osa 35 zařízení 21 na změnu emitance je přitom uspořádána tak, zeje shodná s optickou osou osvětlovacího systému 83.

Osvětlovací systém 83 je částí litografického systému, který dále obsahuje projekční systém 84, který bude blíže objasněn později v souvislosti s obr. 8. Osvětlený předmět 85 je přitom maskou, na níž jsou definovány vzory, které mají být projekčním systémem 84 promítnuty na vrstvu 105 citlivou na záření polovodičového plátku 107. Zdroj 67 částic je tepelným zdrojem elektronů, u něhož elektrony emitované katodou zahřátou na teplotu asi 2000 K jsou urychlovány napětím 100 kV ve směru optické osy shodné s podélnou osou 35. Kinetická energie elektronů ve směru podélné osy 35 proto činí 100 keV, zatímco kinetická energie ve směru kolmém k podélné ose 35 činí maximálně asi 0,2 eV. Maximální úhel a, který zaujímá trajektorie jednoho elektronu emitovaného ze zdroje 67 částic vůči podélné ose 35 činí proto asi l ,4 mrad.

První zaostřovací čočka 87 vytváří v rovině 89 lOnásobně zmenšený obraz zdroje 67 částic. Druhá zaostřovací čočka 91 je na optické ose uspořádána tak, že obraz zdroje 67 částic v rovině 89 zobrazí v mezilehlé zobrazovací rovině 93. Mezi rovinou 89 a druhou zaostřovací čočkou 91 je uspořádáno zařízení 21 na změnu emitance, přičemž toto zařízení 21 na změnu emitance má ve směru optické osy totožné s podélnou osou 35 délku 200 mm a kolmo k tomuto směru délku okrajů přibližně 10 mm* 10 mm.

Mezilehlá zobrazovací rovina 93 se třetí zaostřovací čočkou 95 zobrazí na osvětleném předmětu 85, tedy na masce, na nekonečno. Na obr. 7 jsou znázorněny pouze příkladně některé trajektorie elektronů na jejich cestě ze zdroje 67 částic k masce, neboli osvětlenému předmětu 85. První skupina 97 trajektorií znázorněných na obr. 7 patří elektronům, který byly ze zdroje 67 částic emitovány pod tak malým úhlem a vůči podélné ose 35, že zařízením 21 na změnu emitance projdou bez odrazů. Pro tyto elektrony vytvoří druhá zaostřovací čočka 91 v mezilehlé zobrazovací

-6CZ 300612 B6 rovině 93 tak zvaný meziobraz 100 zdroje 67 částic, který je uspořádán na podélné ose 35. Tyto trajektorie se třetí zaostřovací čočkou 95 paralelizují, takže při svém dopadu na masku tvořící osvětlený předmět 85 svírají s podélnou osou 35 velmi malý úhel β.

Druhá skupina 98 trajektorií patří elektronům, které jsou ze zdroje 67 částic emitovány v takovém rozsahu úhlu a vůči podélné ose 35, že se v zařízení 21 na změnu emitance jednou odrazí. Pro tyto elektrony vytváří druhá zaostřovací čočka 91 v mezilehlé zobrazovací rovině 93 meziobraz 101. který se nachází v odstupu od optické osy totožné s podélnou osou 35. Třetí zaostřovací čočka 95 usměrňuje i tyto elektrony na masku, kde se tyto elektrony superponují s elektrony první skupiny 97 trajektorií. Na masku však tyto elektrony dopadají pod podstatně větším úhlem β vůči podélné ose 35.

Ještě další, třetí skupina 99 trajektorií patří elektronům, které jsou ze zdroje 67 částic emitovány pod téměř maximálním úhlem a emitance. Tyto elektrony se v zařízení 21 na změnu emitance dvakrát odrazí a druhá zaostřovací čočka 91 vytvoří pro tyto elektrony meziobraz 102 obrazu zdroje 67 částic v rovině 89. Tyto meziobrazy 102 zdroje 67 částic vzniklé po dvojnásobném odrazu v zařízení 21 na změnu emitance jsou od podélné osy 35 uspořádány ještě ve větším odstupu než meziobrazy 101 elektronů, které byly v zařízení 21 na změnu emitance odraženy jen jednou.

Rovněž meziobrazy 102 jsou třetí zaostřovací čočkou 95 usměrněny na masku jako osvětlený předmět 85 jako v podstatě paralelní svazek paprsků, přičemž se superponují s elektrony první skupiny 97 a druhé skupiny 98 trajektorií a na masku dopadají pod ještě větším úhlem β vůěi podélné ose 35.

Úhel β vůči podélné ose 35 pro posledně uvedenou třetí skupinu trajektorií přitom představuje maximální osvětlovací průzor a je podstatně větší než maximální úhel a rozbíhavosti zdroje 67 částic, ačkoli na masce jako na osvětleném předmětu 85 se osvítí čtvercové pole o délce 1 strany asi 1 mm. Toto pole se přitom osvítí v podstatě homogenně i přes své relativně velké rozložení neboli velikost ve srovnání s rozložením zdroje 67 částic. Z obr. 7 je přitom rovněž vidět, že délka i strany osvíceného poleje menší než odstup meziobrazů 101 a 102 od podélné osy 35.

Projekční systém 84 znázorněný na obr. 8 zobrazí masku jako osvětlený předmět 85 na vrstvě 15 citlivé na záření, která je umístěna na straně polovodičového plátku 107 přivrácené k masce. Za tím účelem obsahuje projekční systém 84 dvojici magnetických čoček 109 a 111, které zmenší struktury a vzory definované na masce o faktor 4 a zobrazí na vrstvě 105 citlivé na záření. Na obr. 8 jsou jako příklad znázorněny tři skupiny trajektorií s různým odstupem M od optické osy totožné s podélnou osou 35. přičemž i z obr. 8 je patrné, že maska jako osvětlený předmět 85 je osvícena osvětlovacím systémem 83 znázorněným na obr. 7 s osvětlovacím průzorem β.

Dvojice magnetických čoček 109 a 111 vede trajektorie rovinou 113 symetrie, na které je pro paprsky vytvořen přechod, to znamená že v tomto místě trajektorie protínají podélnou osu 35. V této rovině 113 symetrie je rovněž uspořádána clona 115 s průzorem, kterou projdou paprsky, které mají projít maskou nerozptýleně, zatím co elektrony, které jsou maskou snadno vychýleny ze své původní dráhy jsou absorbovány clonou 115 s průzorem, takže na vrstvu 105 citlivou na záření nedopadnou.

Na obr. 8 jsou dále znázorněny pomocné cívky 121, 123, 125, které navíc k magnetickým čočkám 109, 111 vytvářejí magnetické pole, a které mohou být ovládány tak, aby se zmenšil chyba zobrazení při promítnutí masky jako osvětleného předmětu 85 na vrstvu 105 citlivou na záření.

Ve výše popsaných příkladech provedení bylo zařízení 21 na změnu emitance použito v osvětlovacím systému 83 a v projekčním systému 84, který slouží k zobrazení struktury masky na podkladu. Toto zařízení 21 na změnu emitance však není omezena na uvedené použití. Může být

-7CZ 300612 B6 použito všude tam, kde má být proveden zásah do trajektorií nabitých částic, přičemž působení, popřípadě změna trajektorie, je závislá na úhlu trajektorie vůči optické ose před vstupem do zařízení 21 na změnu emitance.

Dále bylo výše toto zařízení 21 na změnu emitance popsáno tak, že obsahuje vnitřní uspořádání 37 elektrod a vnější uspořádání 29 elektrod, která mají vždy čtvercový průřez. V úvahu však připadají i jiné tvary. Tato uspořádání elektrod mohou mít tvar kruhového válce nebo i jiný libovolný tvar.

ío Výše bylo rovněž popsáno uspořádání elektrod ve tvaru válce zařízení 21 na změnu emitance jako symetrické vůči dopadajícímu záření. Je však rovněž možné mezi dopadajícím zářením a podélnou osou 35 upravit úhel nebo podélnou osu 35 válce přesadit vůči dopadajícímu záření.

U příkladného provedení podle obr. 7 se kondenzorovým systémem zobrazuje obraz zdroje 67 částic v mezilehlé zobrazovací rovině 93. Je však rovněž možné v mezilehlé zobrazovací rovině 93 zobrazit i zdroj 67 částic samotný.

Ve výše uvedeném příkladném provedení jsou dílčí elektrody zařízení 21 na změnu emitance popsány jako upnuté dráty. Alternativně k tomu je však rovněž možné vytvořit tyto dílčí elektro20 dy pomocí jiných opatření. Jednou z možností rovněž je vytvořit tyto dílčí elektrody litograficky tím, že mezi sousedními dílčími elektrodami se leptáním z plného materiálu vytvoří vybrání.