DD158197A3 - Verfahren und einrichtung zur korpuskularbestrahlung eines targets - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Korpuskularbestrahlung eines Targets, insbesondere zur Elektronenbestrahlung zum Zwecke der Erzeugung eines Belichtungsmusters in einer das Target bedeckenden Resistschicht mit einem Strahlenbuendel, dessen geforderter Strahlquerschnitt jeweils auf einen Teil des zu bearbeitenden Targets gerichtet und dessen Intensitaet innerhalb des Strahlquerschnittes steuerbar strukturiert ist,indem ein Feldspeicher auf das Strahlenbuendel einwirkt. Ziel der Erfindung ist die steuerbare Strukturierung ohne Intensitaetsverlust an d. nicht modulierten Stellen mit hohem Kontrast und grosser Schaerfe. Der Nutzen der Erfindung besteht darin, dass eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit auch bei Verwendung von Resists mit normal hoher Bestrahlungsempfindlichkeit moeglich ist. Die Loesung erfolgt dadurch, dass das Strahlenbuendel astigmatisch in zwei reelle Brennlinien fokussiert,die erste Brennlinie in streifenden Kontakt mit den Feldspeicherelektroden gebracht und auf das Target stigmatisch abgebildet wird, waehrend die zweite Brennlinie auf die Oeffnung einer Spaltblende eingestellt ist. Die Feldspeicherelektroden sind mit Polen einer Spannungsquelle ueber elektronische Schalter verbunden, die von Datenausgang eines Speichersystems gesteuert werden.

Description

. Titel; Verfahren und Einrichtung zur Korpuskular» bestrahlung eines Targets

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Strukturierung der Intensität in einem Korpuskularstrahlblmdel, das auf ein Target gerichtet ist. Das Verfahren kann in Korpuskularstrahlapparaten zur Bearbeitung eines Werkstückes angewendet werden, insbesondere in Elektronenstrahlgeräten zur mikrolithografischen Strukturierung dünner Schichten.

Die Elektronenstrahllithografie hat eine große Bedeu- . tung für die Weiterentwicklung der Mikrostrukturierung von Festkörperoberflächen erlangt. Die vorteilhaften Eigenschaften dieser Technik sind erstens die Steuerbarkeit des Eis ktronenstrahls, wodurch die Flexibilität des Belichtungsmusters in Form eines computergespeichterten Programms ermöglicht wird, und zweitens das hohe Auflösungsvermögen der Elektronenoptik, das eine große Kompaktheit von Strukturelementen pro Flächeneinheit erlaubt. Jedoch wird die industrielle .Einsatzbreite der Elektronenstrahllithografie entscheidend durch die Arbeitsgeschwindigkeit bestimmt, mit der der Strukturierungsprozeß durchgeführt werden kann. Daher besteht ein

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großes Interesse an Verfahren,- die· eine Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit und damit der Produktivität sum Ziele haben.

Diesem Zweck dient auch das DDR WP Hol j 216 600, in dem ein neues Wirkprinzip - Strukturierung der Intensität im geformten Strahlquerschnitt durch Einwirkung einee Feldspeichers auf das Elektronenstrahlbündel - beschrieben ist. In einer bevorzugten- Ausführungsform des genannten Verfahrens wird als Feldspeicher ein Elektronenspiegel verwendet, dessen steuerbares .Potentialrelief ein passives Abbild des jeweiligen Belichtungsmusters darstellt, gemäß dem jeweils ein Teil des Targets (Unterfeld) exponiert werden soll. Die Wirkung des Feldspeichers auf das Elektronenstrahlbündel - wodurch das passive in

15. 'ein aktives Abbild de3 Belichtungsmusters in Gestalt eines auf das entsprechende Unterfeld geridhteten intensitätsstrukturierten Elektronenstrahlquerschnitts verwandelt wird - besteht primär in einer Reflexion, die dem Belichtungsmuster entsprechend lokal unterschiedlieh moduliert ist.

Bei einer-ersten Art der Modulation wird die V/irkung tangential zur Spiegeloberfläche -gerichteter Komponenten des Potentialgradienten genutzt, die eine Ablenkung (Streuung) der reflektierten Strahlen aus dem Winkelbereich der einfallenden Strahlen bewirken. Durch Ausblen- den der gestreu1]'re.flektierten Strahlen ist die Intensität im jeweiligen konjugierten BiIdpunkt im Strahlquerschnitt auf dem Target moduliert. Bei einer zweiten Art der Modulation wird die Fähigkeit des Elektronenspiegels „zur Reflexion und Absorption genutzt. Auf der Spiegeloberfläche ist ein System von"Elektroden matrixartig angeordnet, die steuerbar auf ein binäres Potential geladen werden können, das wenige Volt- unter bzw. über Kathodenpotential liegt. ·

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.. .. Im DDR V/P;H01o 216 600 wird der Begriff'Feldspeicher eingeführt als Bezeichnungfür ein'einer eingegebenen Information (Muster) gemäß strukturiertes elektrisches und/oder magnetisches Feld, das durch Wechselwirkung. mit dem Strahlungsfeld, eines Energieträgers (Elektronenstrahl) diesem die Information aufprägt zum Zwecke der Reproduktion des Musters durch Bestrahlung eines Substrates. '

Der genannte Elektronenspiegel ist eine besondere Ausführiingsform eines Feldspeichers. Die Information kann parallel, seriell oder parallel-seriell eingegeben v/erden und ist in Binärform gespeichert. Wesentliches Kennzeichen (Unterscheidungsmerkmal) eines elektronenoptischen Feldspeichers - also eines_Feldspeichers im enge-.

'^en Sinne, wie er auch in 'Anwendung auf den Erfindungsgegenstand gemeint ist - ist die Anzahl seiner elektronenoptischen Kanäles auf die unabhängig voneinander und simultan die gespeicherte Information eingeprägt werden • kann. Hiernach ist ein gewöhnliches Ablenkfeld ein PeIdspeicher mit einem Kanal, obsehon auf diesem Kanal nicht nur eine Ja/Nein-Ent scheidung (Hell/Dunkel), sondern auch ein Wort in Analogform (durch Einstellung von Stärke und Richtung des Ablenkfeldes; übertragen werden kann. In letz.-terem Falle gehört zum Übertragungssystem ein DA-Wandler,

ü5 da aber dieser nur eine sehr beschränkte Kapazität besitzt, muß das gleiche Muster im Unterschied zum PeIdspeicher in Worte zerlegt sequentiell übertragen werden.

Bei dem Elektronenoptischen Feldspeicher als Glied.eines Vielkanalübertragungasystems besteht grundsätzlich das Problem des Übersprechens, weil die Feldmodulation einer Zelle auch das Feld der benachbarten Zellen beeinflußt und deren Abstände aus elektronenoptischen Gründen klein sind. Bei einem Elektronenspiegel, dessen glatte Oberfläche matrixartig in Zellen mit verschwindend kleinen Abständen zerlegt ist und dessen Zellen an ein den

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Primärstrahl zeilenweise in reflektierte und absorbierte Strahlen selektierendes Binärpotential angeschlossen sind, besteht das Problem des-Ubersprechens indirekt insofern, als in der Umgebung zweier benachbarter Zellen mit unterschiedlichem Potential tangential gerichtete Feldstärkekomponenten auftreten, die zu einer Streuung des einfallenden Primärstrahls führen. Aufgrund der notwendigen Aperturbeschränkung des nachfolgenden elektronenoptischen Abbildungssystems - es handelt sich um verkleinerte Abbildungsmaßstäbe - entstehen hierdurch musterabhängige Übertragungsfehler.

Die Bestrahlung der zu exponierenden Schicht auf dem Target erfolgt durch schrittweises Aneinandersetzen von strukturierten Strahlquerschnitten, indem die -fosition des Elektronenstrahls und die Position des das Target tragenden Objekttisches in bezug aufeinander verändert werden.

Wird ein rechteckförmiger Strahlquerschnitt verwendet, dessen Breite der kleinsten Strukturelementbreite ent-

έθ spricht und dessen Länge ein Vielfaches seiner Breite ist, kann die Bestrahlung streifenförmig erfolgen, indem der Objekttisch unter dem feststehenden in seiner Längsrichtung steuerbar strukturierten Elektronenstrahlquer-

- schnitt (StrichsondeJ in senkrechter Richtung dazu kon-.

^c tinuierlich bewegt wird.

In'der USA-KS. 3-900 737 wird der Objekttisch kontinuierlich bewegt und das Target mit.einer strukturierten Strichsonde streifenförmig belichtet. Jedoch erfolgt hierbei die Str.ukturierung der senkrecht, zur üischfahrrichtunglinienförmigen Bestrahlung sequentiell, indem eine Punktstrahlsonde mit im Vergleich zur Tischfahrgeschwindigkeit hohen Geschwindigkeit längs einer Linie quer zum Streifen abgelenkt und dem Strahlungsmuster auf der Linie gemäß hell/dunkel gesteuert wird. Ein Nachteil dieser Methode besteht darin, daß die Intensität

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im zeitlichen Mittel auf einer im flying-spot Verfahren geschriebenen dynamischen Strichsonde im Vergleich zur Intensität auf einer s-tatischen Strichsonäe um so viel mal kleiner ist« wie viel .Funkt strahl sonde η aneinandergereiht benötigt werden, um die Fläche der Strichsonde r auszufüllen.

Die Erzeugung einer steuerbar, strukturierten Strichsonde mit Hilfe der im DDR-Y/P HOIj 216 600 beschriebenen Einrichtung ist jedoch ebenfalls mit einer Verminderung der Intensität verbunden, da der nichtmodulierte Strahl reflektiert viiird. Infolge der durch die Winkelstreuung am Elektronenspiegel (Feldspeicher) praktisch unvermeidbaren Aperturverbreiterung treten Abbildungsfehler verstärkt auf, die durch Ausblenden der gestreuten Strahlen· unterdrückt werden müssen.

1-5 Die Erzeugung einer statischen Strichsonde auf einem ' ' Target, die in bezug zum Target bewegt und in Abhängigkeit von dieser Bewegung in ihrer Längsrichtung unterschiedlich strukturiert ist, kann aus der BRD-AS 1285 636 (Erfinder J.P. Le Poole, Anmeldetag 10.6.65)

^O .. entnommen werden. Hierbei handelt es sich um ein Abtast-•mikroskop, bei dem die Strukturierung der Strichsonde durch.Einwirken des abzubildenden Objektes auf den Elektronenstrahl zustande kommt. Im Zusammenhang mit dem Erfindungsgegenstand kann das Objekt als ein Raster

^5 aufgefaßt werden, dessen Rasterelemente (Zellen) durchlässig oder nicht-durchlässig sind und das somit ein binäres Muster nach Art einer Schablone darstellt. Da das Raster mit einem Strichfokus (Brennlinie) abgetastet werden kann, steht bei entsprechender Abbildung des Strich-, .30. fokus in die Targetebene ein Sortiment an strukturierten Strichsonden zur Verfugung, mit dem im Prinzip ein. beliebig vorgegebenes Belichtungsmuster reproduziert werden kann.

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Abgesehen 'davon, dai3 der BRD-AS 1ki85 636 eine ganz andere Aufgabenstellung zugrunde liegt und die angegebenen Mittel zur Erzeugung einer strukturierten Strichsonde mit hoher Arbeitsproduktivität ungeeignet sind» hat das modifizierte Abtastmikroskop den Nachteil, daß die Struk tur einer Strichsonde nicht frei programmierbar ist. Außerdem ist der Zugriff zur im Sortiment enthaltenen Struktur zeitaufwendig und macht die Verwendung von DA-Wandlern notwendig.

Es ist ein Verfahren anzugeben und zu dessen Durchführung eine Einrichtung zu schaffen,'die die flexibel steuerbare Strukturierung der Intensität im vorgeformten Strahlquerschnitt ermöglichen, wobei die Intensität an den nichtmodulierten Stellen im-Strahlquerschnitt nicht wesentlich kleiner ist als diejenige-, die bei Anwendung . einer im DDR-WF 126 438 beschriebenen Plächenstrahlsonde mit steuerbarer Form und Größe erhalten wird. Dabei soll die Fläche des vorgeformten Strahlquerschnittea nach Möglichkeit gleich oder größer derjenigen der Plächenstrahlsonde bei Einstellung auf Großtformat sein. Die Strukturierung soll hinreichend kontrastreich und scharf sein.

Der Nutzen der Erfindung besteht darin, daß -das Belich- tungsverfahren mit flexibel steuerbarem Strukturstrahl, dessen Arbeitsgeschwindigkeit durch die Steuerelektronik aufgrund der Modulationsmöglichkeit auf vielen parallelen Kanälen nicht mehr prinzipiell eingeschränkt ist, bereits mit Resists normal hoher Empfindlichkeit von beispielsweise. ' 10 C/cm hochproduktiv eingesetzt.werden kann.

Darlegung des Wesens der 'Erfindung

Ausgehend von d-emim DDB-WP H01jA±16 600 beschriebenen Belichtungsverfahren mit variablem Strukturstrahl unter Verwendung eines Feldspeichers werden ein verbessertes

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Verfahren'und eine dazugehörige Vorrichtung angegeben, bei welchem Verfahren ein Iritensitätsverlust im strukturierten Strahlquerschnitt vermieden wird und bei welcher Vorrichtung ein Übersprechen benachbarter Kanäle _: nicht zustande kommt.

. Bei einem Verfahren zur Korpuskularbestrahlung eines Targets, insbesondere zur'.Elektronenbestrahlung einer auf ' einem Halbleiter aufgebrachten Schicht (Resist) zum Zwekke der Erzeugung einer Belichtungsatruktur in derselben

IQ mit einem Elektronenstrahlbündel, dessen geformter Strahlquerschnitt jeweils auf einen Teil der zu bearbeitenden Schicht (Target) gerichtet ist und dessen Intensität im Strahlquerschnitt steuerbar strukturiert ist, indem das. Strahlungsfeld der Wirkung eines. Feldspeichers ausgesetzt wird, besteht die Erfindung darin, daß folgende Verfahrensschritte angewendet werden:

Zur Formung des Strahlungsfeldes wird das- vom Crossover eines Elektronenstrahlers ausgehende und auf ein Target gerichtete Strahlenbündel astigmatisch in zwei reelle, durch einen Abstand voneinander getrennte Ebenen (Brennebenen) zu je einer Brennlinie fokussiert, die vorzugsweise optisch zueinander senkrecht, stehen, und es wird deren Länge durch Blenden oder deren astigmatisches Abbild (Strichgitterabbild) begrenzt. Zur Strukturierung der Intensität im Strahlquerschnitt in der Targetebene

. . wird der Feldspeicher auf ein dem jeweiligen Strukturmus.ter entsprechendes Binärpotential (Wort) geladen, indem .die Feldspeicherelektroden mit Polen einer Spannungsquelle über elektronische Schalter verbunden sind, die vom Da> tenausgang eines vorzugsweise bitparallel und wortseriell organisierten Speichersystems'gesteuert v/erden,· und es wird die erste Brennlinie in Nahdistanz (streifenden Kontakt) zum Feldspeicher gebracht, während die zweite Brennlinie auf die Öffnung einer Spaltblende (Selektorblende) eingestellt ist.- Zur Reproduktion des Belichtungsmusters im Resist auf dem Target wird auf dieses die erste Brennlifiie stigaiatisch abgebildet, und es werden ihre Abbildung (Strichsonde) und das Target in

bezug aufeinander im, Takte der dem Feldspaicher über-. mittelten Wortfolge bewegt. ' ' .

Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Brennlinien durch eine Quadrupollinsenanordnung erzeugt werden, v/eil dann . die an der Hell/Dunkelsteuerung gemessene Ablenkempfindlichkeit des von einem Linienelement (Intervall) der e rsten Brennlinie -ausgehenden Teilstrahlenkomplexes bei Ablenkung in der dirch Strahleinfausrichtung und erste Brennlinie aufgespannten Ebene groß und bei Ablenkung in der dazu senkrechten Ebene klein ist. Günstig ist es, wenn zur Modulation der Intensität im Strahlquerschnitt ein elektrisches Feld gespeichert ist, weil dann die modulierende Feldstärke parallel zur kontaktierenden Oberfläche des Feldspeichers liegt, wodurch gün-

1.5 stige Bedingungen für die Realisierung des Feldspeichers geschaffen sind.

. Weitere Vorteile·ergeben sich bei Verwendung eines Quadrupollinsentyps, der die Eigenschaft besitzt, daß die zu einer ersten Dingebene astigmatisch konjugierten zwei' Bildebenen zu einer zweiten (optisch verschiedenen; Dingebene auch wieder gemeinsam astigmatisch konjugiert sind, weil aus zwei derartigen Quadrupollinsenanordnungen ein stigmatisch abbildendes System zusammengesetzt werden • · kann, mit dem die erste Brennlinie auf das Target stigmatisch abgebildet wird, und Zwischenbildebenen der stigmatischeft^stigmatischen Abbildung existieren, in denen vorteilhaft die Ablenkzentren von-Ablenkvorrichtungen liegen können, die zum Justieren des Strahlenbündeis benötigt werden.

Υ/θ it er hin ist es vorteilhaft, Y^enn der mit dem Strahlungsfeld kontaktierende Bereich dea Feldspeichers als Elektrodenkaram ausgebildet und mit mikrolithografischer Verfahrenstechnik auf der geraden Schmalseite einer Halbleiterscheibe installiert ist und diese Scheibe in der Ebene der ersten Brennlinie (erste Brennebene) angeordnet

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ist, viobei die Stege (Elektroden) des Kamms parallel zur optischen Achse liegen und der·Grat des Kamms parallel zur ersten Brennlinie verläuft. Hierbei besteht die Möglichkeit, daß auf. der Breitseite der Halbleiterscheibe mittels Verfahrenstechnik für mikroelektronische-Bauelemente Schaltkreise installiert sind, insbesondere elektronische Schalter und Multiplexer, die eine Reduzierung der Anzahl von Steuerleitungen zwischen den Elektroden des Silospeichers und dem Dat.enausgang des dynamischen Speichersystems im Verhältnis seiner Taktfrequenz zur Belichtungsfrequenz der Strichsonde ermöglichen.

Ferner kann ein zv/eiter Feldspeicher vorgesehen sein, der ebenso eingerichtet wie der erste diesem gegenüber . steht, indem die Grate der beiden Kämme die Begrenzungen eines in der ersten Brennebene liegenden Spaltes bilden. Die erste Brennlinie kann mittels Ablenkung wahlweise mit dem ersten oder zweiten Elektrodenkamm in streifenden Kontakt gebracht werden, was auch im raschen Wechsel geschehen und zur Einstellung des über einen Belichtungstakt zeitintegrierten Intensitätsprofils der Doppelstrichsonde ' . in Querrichtung' dienen kann.

Es ist möglich, anstelle eines elektrischen einen magne-. · tischen Feldspeicher vorzusehen, bei dem die modulierende, magnetische Feldstärke senkrecht zur kontaktierenden Oberfläche liegt, und Technologien anzuwenden, v/ie sie bei der Entwicklung von Domänen-Verschiebespeichern (bubble memories) bekannt geworden und z.B. in V/. Hilberg, Elektronische digitale- Speicher, Oldenbourg Verlag München, Wien 1.975s S. 334-339 beschrieben sind.

Es besteht ferner die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung zu kombinieren erstens mit einem Elektronen-' strahler mit Feldemissionskathode, weil im astigmatischen Abbild der Kathodenspitze die beiden Brennlinien sehr schmal sind und eine relativ hohe Intensität haben, und zweitens mit einem Ablenkobjektiv, das die hinter der

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zweiten Quadrupollinsenanordnung erzeugte Strichsonde in. eine dem Ablenkobjektiv nachfolgend angeordnete Targetebene abbildet, weil dann die Strichsonde und das Target in bezug aufeinander sehr schnell bewegt werden können. Bs ergeben sich neue vorteilhafte Varianten fur die Be-. licht ungssteuerung. Im Arbeitsfeld des Objektivs kann Unterfeldtechnik mittels dynamisch strukturierter Flächen-S:trahlen (Strukturstrahlen) angewendet, werden, indem die · Strichsonde, mit dem Sweep einer schnellen (elektrischen) Ablenkvorrichtung die Fläche des Unterfeldes überstreicht und indem dabei die Intensität der Strichsonde mittels des in schneller Y/ortfolge besprochenen Feldspeichers entsprechend dem vorprogrammierten Belichtungsmuster des Unterfeldes moduliert wird. · '·

Die Anwendung dieser Technik ist besonders dann vorteil-, haft, wenn das vorprogrammierte Belichtungsmuster im Arbeitsfeld durch ein Sortiment an Strukturstrahlen mit hohem Wiederholungsgrad. reproduziert werden kann, weil dann die erforderliche Kapazität des dem Feldspeicher vorgeschalteten Speichersystems reduziert ist und günstige Bedingungen fur 'einen der Originalbeschreibung des Belichtungsmusters angepaßten Datentransfer geschaffen sind.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die Fig.1 bia 4. . .

Fig. 1 dient zur Erklärung des Wirkprinzips steuerbare Strukturierungeiner Strichsonde gemäß der Brfindung,

Fig. 2 gibt eine schematische Darstellung der optishen Einrichtung des Erfindungsgegenstandes,

Fig. 3 dient zur Demonstration des Feldstärkeverlaufs in' Nahdistanz zum Elektrodenkamm des FeIdspeicherSj

Fig. 4 gibt eine schematische Darstellung des elektronischen Datentransfers zum Feldspeicher. .

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Zu Pig. 1:

Da₁S -Schema zeigt die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Baugruppen, soweit sie in der die Elektronenoptik enthaltenden Säule integriert sind. In Strahlfortpflanzungsrichtung folgen aufeinander: ein Strahl-, erzeugungssystem 1 mit einem crossover 2, eine erste Strahlbegrenzungsblende 3 (Leuchtfeldblende) und Ablenkvorrichtungen 4> 5 mit Ablenkzentrum in der Ebene der Leuchtfeldblende 3> eine erste Quadrupollinsenanord-

-jÖ nung 6, die das vom crossover ausgehende Strahlenbündel 30 zu zwei reellen zueinander orthogonalen Brennlinien 7 und 8 formt, ein Feldspeicheo¹ 9 in der achsensenkrechten Ebene der ersten Brennlinie 7 (erste Brennebene) enthaltend einen Blektrodenkamm 10 mit parallel zur optischen Achse angeordneten Stegen 11 und SteglUcken 12 auf der Schmalseite einer Halbleiterscheibe 13» wobei.der Grat H des Elektrodenkamms parallel zur ersten Brennlinie verläuft und die Stege über Zuleitungen 15 mit Anschlußstellen 16 von auf der Halbleiterscheibe integrierten elek™ tronischen Schaltern 22 verbunden sind und die Steglücken 12 mit einer einen elektrischen Widerstand bildenden Substanz, ausgefüllt sind, eine Spaltblende .17 (Selektor™ blende) in der Ebene der zweiten Brennlinie (zweite Brennebene) in paralleler Lage zu/ihr, eine zweite Quadrupol-.

.linsenanordnung 18, die die erste Brennlinie auf die Ta.r- · getebene 19 als Strichsonde 20 stigmatisch abbildet, und ein das Target tragender Objekttisch 21, der in Längs- und Querrichtung zur Strichsonde beweglich ist.» . Auf der Halbleiterscheibe ist für jede Peldspeicherelektrode des Kamms ein elektronischer Schalter, z. B. ein CMOS-Trahsistor, vorgesehen. An seinem Eingang (gate) liegt die von der SteuerelekJ;ronik (Multiplexer, Schieberegister, Speichersystem) kommende Signalleitung 23» auf seinem Ausgang (drain) die Zuleitung zur zugeordneten Peldspeicherelektrode. Zwei weitere Pole 24j 25 des elektronischen Schalters (source 1, 2) sind.mit den das Binärpotential (beispielsweise 0 und 10 Y gegenüber Masse') tragenden Lei-

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• r. λ i λ v, j η η λ j, t fc A i\ O ^f J

te-rn 26, 27 einer Spannungsquelle '28 verbunden« Je. nach anliegendem Steuersignal wird das eine oder andere Potential auf die mit dem Schalterausgang verbundene Feldspeicherelektrode geschaltet. · Das vom crossover ausgehende Strahlenbündel 30 leuchtet die Blende 3 nahezu gleichmäßig aus und' wird auf Grund · der astigmatischen Abbildung durch die erste Quadrupollinsenanordnung 6 zu einem Strahle.nkomplex 29 geformt, der durch die Brennlinien 1 und 8 aufgespannt wird. Die. · Länge der beiden Brennlinien wird durch das astigmatische Abbild der Leuchtfeldblende bestimmt, die Breite durch das astigmatische Abbild des crossover. Die Brennlinien stellen senkrecht zur optischen Achse, und ihre Meridionalebenen stehen optisch senkrecht zueinander» Mit Hilfe der Ablenkvorrichtung 4 wird die Distanz der ersten

Brennlinie zum Grat.des Elektrodenkamms eingestellt.. Mit Hilfe der Ablenkvorrichtung 5 wird die zweite Brennlinie in Querrichtung verschoben und auf Mitte der Selektor-Spaltöffnung justiert. Die erste Brennebene ist stigmatisch konjugiert zur Targetebene, und es.entsteht bei Einstellung der ersten Brennlinie auf freien Durchgang (große Distanz, zum Feldspeicher) ein Abbild der ersten Brennlinie, in der Targetebene, eine Strichsonde. Ihr Intensität sverlauf in Längsrichtung wird strukturiert, indem die erste Brennlinie auf Nahdistanz zum Grat des · · Elektrodenkamms eingestellt wird und der Feldspeicher auf ein Binärpotential geladen ist. Haben nämlich zwei benachbarte Elektroden - ihre im Vergleich zum Elektrodenabstand (Steglücke) dünnen Stege definieren ein Intervall auf der ersten Brennlinie - unterschiedliches Potential, wird zwischen ihnen eine elektrische Feldstärke erzeugt, die den durch das Intervall als Vertex und durch die zweite Brennlinie als Basis definierten Teilstrahlenkomplex in senkrechter Richtung zur Basis auf den Rand der Spaltblende ablenkt, was im Schema gestrichelt angedeutet ist« Das dem Intervall konjugierte'Bildintervall auf der Strichsonde ist dunkelgesteuert«,

Die auf der Strichsonde in der .Targetebene erzeugte binäre Strahlungsstruktur in Gestalt einer programmierten Kette von strahlenden (hellen), und nichtstrahlenden (dunklen) Bildintervallen reproduziert auf dem exponierten Resist eine entsprechende .(latente) Belichtungsstruktur

. während der auf die Resistempfindlichkeit und Sondenstromdichte abgestimmten.Belichtungszeit von beispielsweise 1 Mikrosekunde. Im Steuerprogramm ist vorgesehen, daß nachfolgend die Strichsonde in bezug zum Target eine andere Position einnimmt und die Strahluhgsstruktur nach Bedarf verändert wird. Eine Veränderung der Strahlungsstruktur auf der Strichsonde wird durchgeführt,- indem der Feldspeicher auf ein der Struktur entsprechendes Binärpotential geladen wird« Es werden Totzeiten vermieden, wenn der Ladeprozeß wesentlich kurzer ist als die Belichtungsdauer. Diese Forderung wird realisiert, indem die Signalleitungen der elektronischen Schalter über Multiplexer, die zweckmäßigerweise auf der. Feldspeicherplatte integriert sind, mit einem bitparallel und y;ortseriell organisierten Speichersystem verbunden sind, viß^ ζ. B. in Mb'schwitzer/Jorke Mikroelektronische Schaltkreise, VEB Verlag Technik, Berlin 1979, S. 172 - 175 beschrieben ist.

' Zu Fig. 2: .

Mit 31, 32, 33 sind drei Quadrupollinsen bezeichnet, die

25' auf einer geraden optischen Achse angeordnet sind. Im Vergleich zu Fig. 1 entspricht die Quadrupollinse 31 -der Quadrupollinsenanordnung -6 und die aus den Quadrupollinsen 32 und 33 bestehende Anordnung der Quadrupollinsenanordnung 13. Jede Quadrupollinse ist aus mehreren koaxial angeordneten Einzelquadrupolen zusammengesetzt und besitzt die nachfolgend beschriebenen Abbildungseigenschaften. Bezüglich der Quadrupollinse 31 sind die beiden Dingebenen 34» 35 astigmatisch konjugiert zu den beiden Bildebenen 36, 37· Das bedeutet, daß z?vischen den Ebenen 34 und 36 eine Strichgitterabbildung besteht, wobei Linien des dingseitigen Strichgitters 38, 39, 4ö den Linien des bildseitigen Strichgitters 41, 42, 43 zugeordnet sind, ferner daß zwischen den Ebenen 34 und 37 eine Strichgitterabbildung be~

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stellt, wobei Linien des dingseitigen Strichgitters 44, ... 45» 46 den Linien des· bildseitigen Strichgitters 47, 48? 49'zugeordnet sind, ferner daß zwischen den Ebenen 36 und

35 eine Strichgitterabbildung besteht, wobei Linien des

bildseitigen. Strichgitters 50, 51, 52 den Linien des dingseitigen Strichgitters 53, 54, 55 zugeordnet sind, ferner daß zwischen den Ebenen' 37 und 35 eine Strichgitterabbildung besteht, wobei Linien des bildseitigen Strichgitters 56, 57, 58 den Linien des dingseitigen Strichgitters 53,' 60, 61 zugeordnet sind..Die zuletzt genannte Eigenschaft läßt sich durch die Wahl der inneren Parameter (Anzahl, Stärke und Abstand der Einzelquadrupole) der Quadrupollinse herstellen. Diese Eigenschaft einer Quadrupollinse (Spurnullsystem) ist zur Durchführung des Verfahrens nicht unbedingt notwendig, sie erleichtert aber das Verständnis und bietet Vorteile bezüglich der Dimensionierung von Ablenkvorrichtungen zum Zwecke der Justierung des Elektronenstrahlbündels und bezüglich der Anordnung von Blenden, deren astigmatisches- Abbild die Länge der Brennlinien be-

20: grenzt.

Die stigmatische Abbildung der Ebene 36 in die Ebene 62 wird hergestellt, indem die Quadrupollinsen 32 und 33 vom Typ der Quadrupollinse 31 sind, d. h. Spurnullsysteme sind, Abstände und Stärken der Quadrupollinsen dimensioniert und die Quadrupollinsen 32 und 33 gegensinnig erregt sind. Es wird die zweite Brennebene 37, die die Ebene der Eintritts-, blende für die stigmatische Abbildung der ersten Brennebene

36 ist, in die Ebene 63 der Austrittsblende stigmatisch abgebildet.

Bezüglich des aus den Quadrupollinsen 31 und 32 zusammengesetzten Systems besitzen auch -die Ebenen 34 und 35 stigmatische Bildebenen. Es ist .die Ebene 64 stigmatisch konjugiert zur Ebene 35? und das stigmatische Abbild der Ebene 34 liegt je.nsei.ts der Quadrupollinse. 33 und wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit in das'Schema nicht aufgenommen.

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• - 1.5 -

In· der Ebene 35 ist eine Leuchtfeidblende wirksam, die •durch zwei gekreuzte Spaltblenden 65, 66 gebildet wird. Die Linien 53 und 55 stellen die Schneiden einer ersten Spaltblende 65.dar, die Linien 59 und Gi die Schneideneiner -zweiten Spaltblende 66.

In der Ebene 37 -ist.eine Selektorblende 17 wirksam, deren apaltförmige Öffnung durch, zwei parallel, sich gegenüberstehende Schneidenblenden 67, 68 gebildet wird. Die Schneiden liegen parallel zum Strichgitter 47, 48, 49'·

Die Normalen der Ablenkebene.n d er Ablenkvorriohtungen 4, 5 mit Ablenkzentrum in der Ebene 35, der Ablenkvorrichtungen 69$ 70 mit Ablenkzentrum in der Ebene 37 und der Ablenkyorrichtungen 71, 72 mit ^blanksent rum in der Ebene 64 liegen jeweils parallel zum jeweiligen Strichgitter der jeweiligen Ebene«.

Ein vorn Schnittpunkt der Linien 39 und 45 in der Ebene ausgehendes und auf die Öffnung der Leuchtfeldblende gerichtetes Strahlenbündel durchdringt die Ebene 36 auf dem durch die Linien 50, 52' begrenzten Stück der Linie Az ZO (erste Brennstrecke) und die Ebene 37 auf dem durch die Linien 56, 58 begrenzten Stück der Linie 48 (zweite Brennstrecke). . .

Der Begriff Brennstrecke bezeichnet - ebenso wie,Brennlinie und Brennebene - ein Bildelement·: der astigmatisehen Abbildung einer gegebenen Strahlquelle, unabhängig davon, wo sie auf der optischen Achse liegt.

Eine Verschiebung der punktförmigen Strahlquelle (crossover) in der Ebene 34 in Richtung der Linie 39 verlagert in der zweiten Brennebene die zweite Brennstrecke in senkrechter Richtung zu ihr₅ wobei die Lage der ersten Brennstrecke nicht verändert wird. Eine Verschiebung der punktförmigen Strahlquelle in der Ebene 34 in Richtung der Linie 45 verlagert in der ersten Brennebene die erste Brennstrecke in senkrechter'Richtung zu ihr, wobei die Lage der zweiten Brennstrecke nicht verändert wird.

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- - Damit ist .der Einfluß des . crossover-üurchme ssers auf die Breite der beiden Brennstrecken geklärt. Ebenso geklärt ist, daß bei Ablenkung mit der. Ablenkvorrich tung 4 sich in der ersten Brennebene die erste Brennstrecke in senkrechter Richtung zu sich selbst verschiebt, wobei die zweite Brennstrecke nicht verschoben wird, und daß bei Ablenkung mit der Ablenkvorrichtung 5 sich in der zwei- · ten Brennebene die zweite Brennstrecke in senkrechter Richtung zu sich selbst verschiebt, wobei die erste Brennstrecke nicht verschoben wird. Länge und Lage der ersten bzw. zweiten Brennstrecke in ihrer Längsrichtung v/erden eingestellt durch Spaltweite und Lage der Spaltblende £>5 bzw. 66.

Die Strichsonde in der Ebene 62 ist das stigmatische Abbild der ersten Brennstrecke, und ihre Lage wird in Längsund Querrichtung, eingestellt durch Ablenkung mit der Ablenkvorrichtung 69, 7Ö.

Die Ablenkvorrichtung 71 ist für die Ablenkung (sweep) der"Strichsonde günstig, wenn es auf eine genaue Führung in Richtung des d ie Länge der Strichsonde begrenzenden Strichgitters und auf eine hohe Ablenkgeschwindigkeit ankommt (Unterfeldtechnik mit dynamischen Strukturstrahlen).

DJs Ablenkvorrichtung 72 dient zur Einstellung des stigmatischen Abbildes der zweiten Brennstrecke in der Ebene 63 zwecks Justierung der Austrittspupille bzw. -blende.

Die Ebene 62 kann als Targetebene oder als Dingebene eines nachfolgend angeordneten Ablenkobjektivs angesehen werden, das die Strichsonde auf das in der Bildebene des .Ablenkobjektivs angeordnete Target abbildet und innerhalb seines Arbeitsfeldes plaziert. Zwecks Anpassung der durch das stigmatische Abbildr.der zweiten Brennstrecke in der Ebene 63 definierten Austrittspupille an den optisch verwertbaren Kanal (Eintrittspupille mit kreisförmigem Querschnitt) des Ablenkobjektivs wird bei der Dimensionierung der Quadrupoloptik deren Eigenschaft benutzt, daß die Abbildungsmaßstäbe in den Hauptschnitten unterschiedlich sind.

In der ersten Brennebene 36 befindet sich der speicher 9 , der in Verbindung mit einer nicht dargestellten Steuerlektronik und unter Mitwirkung der in der zweiten Brennebene 37 angeordneten Selektsrblende' 17 die Intensität der Strichsonde in der Ebene Sz strukturiert. Den kontaktierenden Bereich des PeIdspeichers mit dem Strahlungsfeld (erste Brennstrecke) bildet der Elektrodenkamm 10} dessen Stege 11 parallel zur optischen Achse und in regelmäßigen Abständen zu-

IQ einander auf der Schmalseite der den Feldspeicher tragenden Scheibe 13 angeordnet und auf der Breitseite der Scheibe über Leiterbahnen 15 mit Anschlußstellen der Steuerelektronik verbunden sind. Von dort erhalten sie ihr binäres Potential, das beispielsweise 0 und 10 Volt (bezogen auf das Anodenpotential des Elektronenstrahlers) sein kann. Der Grat 14 des Elektrodenkamms liegt parallel zur ersten Brennstrecke, und diese kann mit ' Hilfe der Ablenkvorrichtung 4 in streifenden Kontakt mit dem E'lektrodenkamm 11 gebracht werden.

Entsprechend dem binären Potential der Stege 11 des Elek- - trodenkamms 10 besteht insbesondere längs seines Grates · ein elektrisches PeId, dessen Feldstärke in der Lücke zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen durch deren Potentialdifferenz erregt wird. Haben zwei benachbarte Stege das gleiche Potential, ist zwischen ihnen kein Potentialgefälle vorhanden und die Feldstärke in Richtung des Grates ist Null. Haben zwei benachbarte Stege ungleich es Potential, besteht zwischen ihnen ein Potentialgefälle, und es ist in der SteglUcke eine Feldstärke in Richtung des Grates vorhanden. Ist nun die erste Brennstrecke auf Nahdistanz zum Grat 14 des Elektrodenkamms eingestellt, befindet sie.sich.in streifendem Kontakt mit dem Feld des Speichers, und es werden die Elektronenstrahlen intervall- weise in der durch die Strahleinfallsrichtung und die erste Brennstrecke aufgespannten Ebene abgelenkt oder in

dieser Ebene niciit abgelenkt, je nachdem, ob in den Steglücken 12 ein Potentialgefälle vorhanden oder nicht vorhanden ist«

Der Teilstrahlenkomplex eines Intervalls wird von den.. Strahlen des S. trahlenkomplexes' 29 gebildet, die einerseits das betreffende Intervall auf der ersten Brennstrecke als Vertex durchsetzen und andererseits die zweite Brennstrecke auf ihrer gesamten Länge als Basis haben. Da eine Potentialdifferenz zwischen den das betreffende Intervall markierenden zwei Stegen eine vorwiegend parallel zur ersten Brennstrecke .gerichtete Feldstärke erregt,, wird die Basis des Teilstrahlenkomplexes vorwiegend orthogonal zur Richtung der zweiten Brennstrecke abgelenkte Da diese im Vergleich zu ihrer Lange sehr schmal ist, genügt bereits eine kleine Ablenkung des Teilstrahlenkomplexes., um dessen Basis aus dem Bereich der zweiten Brennstrecke ' so weit abzulenken, daß der Teilstrahlenkomplex von einer der beiden Schneidenblenden der Selektorblende 17 abgefangen wird. Dem betreffenden Intervall auf der ersten Brennstrecke ist auf Grund der zwischen der Brennebene 36 und der Ebene 62 bestehenden stigmatisehen Abbildungsbeziehung ein Intervall auf der Strichsonde zugeordnet, und somit ist in diesem Bildintervall der Elektronenstrom dunkelgesteuert.

25. Die Öffnung (Spaltbreite) der Selektorblende 17 wird durch den Abstand der Schneiden'67> 68 eingestellt und ist so bemessen, daß sie der Teilstrahlenkomplex im Falle einer nichtvorhandenen Potentialdifferenz zwischen den betreffen-• den Stegen ungehindert passiert. Dabei ist der Umstand berücksichtigt, daß die Felder benachbarter Intervalle auf ein programmiert feldfreies Intervall schwach übergreifen und die Basis des hellprogrammierten Teilstrahlenkomplexes etwas verbreitern können. Daher und aus Gründen der Jus tiertoleranz ist die öffnung der Selektorblende 17 vorzugsweise etwas breiter als die letztlich durch die Größe des crossover bestimmte Breite der zweiten·'Brennstrecke» Eine infolge schwach übergreifender Felder verursachte kleine Ablenkung der. Basis in Längsrichtung des Selektorspaltes führt zu

- 19 - * « *» £^t

keinem Intensitätsverlust im Bildintervall auf der Striehsönde; denn erstens ist·die Basisverschiebung klein " in bezug auf die Längsöffnung d-er Selektorblende ~ die Eintrittsblende für die stigmatische Abbildung der Ebene in die Ebene 62 ist - und' zweitens kann die Länge der zweiten Brennstrecke - sie ist Eintrittspupille der genannten stigmatischen Abbildung - größer als die Längsöffnung der Selektorblende eingestellt werden. Es ist möglich, die Strichsonde dunkelzutasten, indem die zweite Brennstrecke mit Hilfe der Ablenkvorrichtung 5 aus der. Öffnung der Selektorblende 17 abgelenkt .wird, wobei die Lage er ersten Brennstrecke unverändert bleibt. Anstelle der Verwendung einer Ablenkvorrichtung, die die Strichsonde kontinuierlich oder auch schrittweise in die

1.5 mustergerechte Position innerhalb des Arbeitsfeldes plaziert-, wobei der Objekttisch im stop-and-go-Betrieb zwecks Wechsel des Arbeitsfeldes das Target bewegt, kann eine kontinuierliche Tischbewegung in senkrechter Richtung zur.Strichsonde von Vorteil sein. Totzeiten entstehen dann während eines Streifenwechsels. Ihre Summe ist klein, wenn die Strichsonde eine angemessene Länge h,at, beispiels-

' * weise.1 mm* Bei einer Länge des Bildintervalls auf der Strichsonde von 0,1 pm ist in-diesem Beispiel eine Installation von 10^ Stegen auf einem Kamm des Feldspeichers er- · forderlich. Stegbreiten von wenigen Oj1 um, Stegabstände . von wenigen 1 pm und Steglängen von 100 pm sind übliche Strukturen der mit mikrοlithografischer Technik hergestellten -mikroelektronischen Leiterkonfigurationen. Die miniaturisierte Dimensionierung des Peldspeichers hat für die Elektronenoptik den- Vorteil, daß der Abbildungsmaß stab der stigina tisch en Abbildung der ersten Brennstrecke auf das Target beispielsweise nur 1 : 10 zu sein braucht, womit erleichternde Bedingungen für die Quadrupoloptik geschaffen sind. Es kann dafür gesorgt werden, daß während der Belichtungsdauer (1 Aisec) die Position der Strichsonde in bezug

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-. 20 - ' ^{& ψ &} ^ *

den kontinuierlich bewegten Tisch sich nicht- verändert, indem die Strichsonde mit Hilfe der Ablenkvorrichtung 71 sä'gezahnformig im Takte der Belichtungsfrequenz unter Berücksichtigung der Tischfahrgeschwindigkeit abgelenkt wird. ' · .. · .

. Die den Feldspeicher 9 .tragende Scheibe 13 beansprucht nur die eine Hälfte der Brennebene 3β· Es ist daher ohne weiteres, möglich, auf der anderen Hälfte einen·gleich . oder ähnlich aufgebauten Feldspeicher 73 vorzusehen. Die beiden Elektrodenkämme '10 und 74 stehen sich mit ihrem Grat 14 und 75 einander gegenüber und lassen einen Spalt offen zum freien Durchtritt des in der Brennebene 3δ linienförmigen Elektronenstrahls. Mit Hilfe der Ablenkvorrichtung .4 kann die erste Brennstrecke in die Lage der Linie 41 abgelenkt werden, wo sie in streifenden Kontakt mit dem Grat 14 des Elektrodenkarams 10 gelangt, oder in die Lage der Linie 43 abgelenkt werden, wo sie in streifenden Kontakt mit dem Grat 75 des Elektrodenkamras 74 gelangt* Sind die Binärpotentiale der beiden Elektrodenkämme unterschiedlich, bewirkt der Wechsel der Brennstrecke vom streifenden Kontakt mit dem einen zum streifenden Kontakt mit dem anderen Feldspeicher eine Änderung der.Strahlungsstruktur auf der Strichsonde. Während der Verschiebungsphase der ersten Brennstrecke in der Brenn- · ebene -36 (Feldspeicherebene), die im Vergleich zur Standzeit sehr kurz bemessen ist, .kann die Sti-ichsonde ~ sofern erforderlich - insgesamt dunkelgetastet werden. Die durch die wechselnde Kontaktlage der ersten Brennstrecke hervorgerufene Lagedistanz der alternierenden Strichsonde in

30. der Targetebene - im Zeitmaß einer Periode des Kontaktwechsels ist die alternierende Strichsonde eine quasi statische Doppelstrichsonde - kann bei synchron geschalteter Ablenkvorrichtung 71 positiv,null oder negativ eingestellt werden. ' . .·

Die Doppelstrichsondentechnik 'eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten zur Intensitätsprofilierung in Querrichtung der

Strichsonde..Sie wird unterstützt durch, die Abbildung der Schneiden von Schutzblenden,- die mit der ersten Brennstrecke in Berührung gebracht'werden. Auf der Seite zum einfallenden Strahl sind die FeIdspeicherscheiben durch je- eine metallische Schlitzblende abgedeckt, die in Fig. 2 nicht dargestellt sind. Ihre parallel zum Grat H bzw. 75 .verläufenden Schneiden sind so justiert, daß der Grat des'jeweiligen Elektrodenkamins gerade noch im Strahlschatten'liegt, wenn die erste Brennstrecke auf Berührung mit der jeweiligen Blendenschneide eingestellt ist. Außer dem Schutz des Peldspeichers vor Bestrahlung erfüllt die Blende noch zwei weitere Aufgaben: erstens -dient sie als Detektor zum Zwecke der Einhaltung von Lagegenauigkeit und -stabili.tät der ersten Brennstreck« im Zustand des streifenden Kontaktes mit dem Peldspeicher und zweitens führt das stigmatische Abbild ihrer Schneide zur Ausbildung einer einseitig steilen·Planke im Intensität sprof.il .in Querrichtung der Strichsonde und zur Ausbildung einer beidseitig steilen Planke im Intensitätsprofil der Doppelstrichsonde<, Im letzteren Falle haben die beiden ElektrOdenkärame das gleiche Binärpotential (Muster), und die Lagedistanz ist positiv eingestellt» Von ihrer Große hängt die Prof !.!wölbung ab; konvex, eben oder konkav. Ist das Binärpotential des einen Elektrodenkamms invers zu dem des anderen, ist die Doppelstrichsonde durchgehend hei! Diese Möglichkeit kann vorteilhaft fur Justier- und Testaufgaben genutzt werden. '· · In der Ebene der Schutzblende können zwei weitere Blendenschneiden angeordnet sein, von denen die eine Schneide parallel zur Strichgitterlinie 20 in Höhe des ersten Steges und die andere Schneide parallel zur Strrchgitterlinie 22 in Höhe des letzten Steges des Elektrodenkamms verlaufen und zur Begrenzung der ersten Brennstrecke auf eine dem Blektrodenkamni angemessene Länge dienenkann>

3-5:4

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.. · Zu Pig. 3: . ·

Der hochvergröße-rte Ausschnitt der Feidspeicherebene 36 zeigt das Potentialrelief in einem, eine Reihe von Stegen 11 -umfassenden Abschnitt des Elektrodenkamms in Nahdistanz zu dessen Grat 14· Dieser hat in Strahlfortpflanzungsrichtung - also senkrecht zur Zeichenebene der Pig. 3 - eine Breite von 100 bis 200 /um, die zugleich auch die Dicke der den. •Elektrodenkamm tragenden Halbleiterscheibe 13 sein kann. · Die Elektroden des Kamms haben in Richtung des Grates eine Stegbreite von beispielsweise wenigen 0,1 /um, und ihr Abstand voneinander beträgt wenige 1 /um. Sie und ihre Leiterbahnen 15 sind mit Hilfe mikrolithografischer Technik auf der Schmal- bzw. Breitse'ite einer Halbleiterscheibe 13 installiert. Es werden Aufladungen der zwischen den Elektroden liegenden Flächen vermieden, wenn die Stege im weniger gut leitend dotierten Substrat 77 des Halbleiters (z* -B. Si) eingebettet sind, während die Zuleitungen 15 auf der Breitseite der Halbleiterscheibe im isolierenden Substrat 78 (SiOp) verlegt sind. Die Breitseite ist durch eine metallische Blende abgedeckt. Die Elektroden des Kammes sind über Leiterbahnen jeweils mit den Ausgängen elektronischer ·' . Schalter 22 verbunden, an die über Signalleitungen 23 gesteuert ein Binärpotential geschaltet werden-kann· • ' Aus Gründen der Potentialfelddarstellung wurde das Binär- - potential symmetrisch zum Potential des Außenraumes (0 YoIt) gelegt und mit -, + bezeichnet, was in der Realisierung beispielsweise 0 und 10 V bedeutet. Haben zwei benachbarte. Elektroden unterschiedliches Potential, bildet sich zwischen ' ihnen ein elektrisches Feld aus, dessen Äquipotentiallinien

3Q 79 ausgezogen und dessen Feldstärkelinien 80 mit Angabe des Richtungssinns durch Pfeile gestrichelt dargestellt sind. Das Binärpotential erzeugt ein Feld auf dem Elektrodenkamm, dessen Gradient (Feldstärke) längs des Grates des Elektrodenkamms in eindeutiger V/eise den Steglücken zugeordnet ist:

"der Gradient ist in den Steglticken mit Potentialunterschied parallel zum Grat und in den Steglücken ohne Potentialunterschied senkrecht zum Grat gerichtet. Diese Eigenschaft

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• - 23 -

iat. unabhängig vom angelegten Binärpotential (Strukturmuster). Abhängig vom Strukturmuster ist lediglich die Stärke des Gradienten in den Steglücken ohne Potentialunterschied. Sie wird um-s ο schwächer, je größer der Abatand zur nächstgelegenen Steglücke mit Potentialunterschied ist.

Auf einer schmalen Brennlinie, die auf den Grat des Elektrodenkamms eingestellt ist, wird durch die Stege eine Zerlegung in Intervalle markiert. Hierdurch werden

<jQ der durch die erste und zweite !!rennstrecke aufgespannte Strahlenkomplex in Teils'trahlenkompleze und der Strahlstrom in Teilströme zerlegt. Ein Teilstrahlenkomplex hat auf der ersten Brennstrecke ein.Intervall als Vertex und den ganzen Querschnitt der zweiten Brennstrek-' ke als Basis. Die erste Brennstrecke wird stigmatisch in die Targetebene als Strichsonde' abgebildet, und der Strom im konjugierten Bildintervall ist gleich dem durch die genannte Zerlegung definierten Teilstrom. Dieser wird durch das Binärpotential der beiden Elektroden gesteuert, die den Teilstrahlenkomplex festlegen. Stromtor ist die spaltförmige' Selektorblende 17, Strombett die linienförmige Ba-• .. sis des Teilstrahlenkomplexes, Steuerorgan die elektrische Feldstärke an der Steglücke. Steuerwirksam ist nur die Feldst-ärkekomponente in Richtung des Grates, weil diese

2.5 das linienförmige Strombett aus der spaltförmigen Öffnung des Stromtores in Querrichtung - also auf dem kürzesten Wege zum Sperrbereich des Stromtores - ablenkt.'Nicht ' steuerwirksam ist die PeIdstärkekompOriente in senkrechter Richtung zum Grat, weil das Strombett in seiner Längsrich-. tung abgelenkt wird. Es ist- länger als die Länge des Stromtores, so daß der Teilstrom konstant bleibt. Die Hell/Dunkel-Steuereigenschaft des Potentialunterschiedes zweier benachbarter Elektroden ist somit eindeutig und unabhängig . vom Binärpotential (Strukturmust-er)♦ Ein Übersprechen findet nicht statt.

Bei einer breiteren Brennlinie, wie sie in Pig. 3 dargegestel.lt ist, kommen Feldbereiche zur Wirkung, in denen

- - die Feldlinien einen gekrümmten Verlauf nehmen. Die stromsteuernde Feldstärkekomponente wird in Steglücken mit Potentialunterschied geschwächt und greift auf benachbarte Steglücken ohne Potentialunterschied über. Die •5 Steilheit des Kontrastes an der Trennatelle zweier unterschiedlich gesteuerter Bildintervalle wird abgeflacht. In dem aus Gründen der Übersichtlichkeit versetzt darge-. stellten Abschnitt 76 der Strichsonde wird das dem Feldlinienbild entsprechende Iiontrastverhalten demonstriert. In beiden Extremfällen - im Falle des isoliert hellgesteuerten und Falle des isoliert dunkelgesteuerten Bildintervalls - bleibt der Signalcharakter· erhalten.

Zu Fig. 4:

•Die schematische Darstellung gibt einen Überblick über Stationen des Datentransfers,die für den Belis htungsprozeß benötigt werden. Die Dateneingabe dient zur Aufnahme der das Belichtungsmuster beschreibenden.Daten. Der Rechner bereitet die Daten in die erforderliche Binärform auf und setzt sie auf dem Zwischenspeicher ab. Die Steuerein-

ZO richtung vermittelt die Daten an die dynamischen Speicherblöcke. Jedem Speicherblock ist jeweils ein Multiplexer zugeordnet. Jeder Multiplexer enthält u Ausgänge, über die das Binärpotential einer aus u Elektroden bestehenden Elektrodengruppe des Feldspeichers gesteuert wird, indem in jeder Zuleitung ein elektronischer Schalter (z.B. ein CMOS-Transistor) vorgesehen ist und die zugeordnete Elektrode des Elektrodenkamms mit Spannung versorgt wird.

In einem Speicherblock sind u parallele Schieberegister mit je k Speicherzellen mit einem Eingabe- und einem Ausgaberegister zu je u. Speicherzellen angeordnet. Die Bitfolge gelangt mit hoher Frequenz u, f in das Bingaberegister, durchläuft diese mit u mal niedrigerer Taktfrequenz f, wird durch Parallel-Serien-Umsetzung in das Ausgabenregister übernommen und mit hoher Taktfrequenz an den MuI-tiplexer ausgegeben, wo sie auf ti Schalterkanäle sukzessive verteilt das Binärpotential von u Elektroden einer

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·- 25 -. ÄÄ4 Cl

Elektrodengrappe dea Feldapeichers steuert. Der Ausleseprozeß kann sich k mal wiederholen, bis die in den Schieberegistern enthaltene Information ausgeschöpft ist. Mt m Speicherblöcken können m.u Elektroden des Peldspeicher3 mit der Taktfrequenz f geladen werden.

Die genannten ßi-Speicherblöcke 'bilden eine Etage mit einer Speicherkapazität von ra.u.k Bit, die zur Beschreibung des Musters auf einem Streifen von der Breite der Striohsondenlänge und der Länge eines Chips ausreicht. Zur Beschreibung eines Chips sind η Streifen nötig, und es können η Etagen vorgesehen sein, die einzeln.über einen nicht dargestellten Steuerte.il wahlweise an die Multiplexer geschaltet werden.

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Claims (12)

1. Verfahren sair Korpuskularbestrahlung eines Targets, insbesondere zur Bestrahlung .einer auf einem Halbleiter aufgebrachten Schicht (Resist) zum Zwecke der Erzeugung eines Belichtungsmuster-s in derselben mit einem von einem Elektronenstrahler ausgehenden Elektronenstrahlbündel, dessen in bezug auf die Intensität strukturierter Strahlquerschnitt jeweils auf einen Teil der zu bearbeitenden Schicht gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Elektronenstrahler und dem'Target ein astigmatisch.es Strahlenbündel mit zwei Brennlinien erzeugt wird, die optisch zueinander senkrecht stehen und einen Abstand voneinander haben, und daß zur Strukturierung die erste Brenn-.linie in Nahdistanz (streifender-Kontakt) zu einem FeIdspeicher und die zweite Brennlinie auf die Öffnung einer Spaltblende (Selektorblende) eingestellt werden, ferner daß eine Strichsonde auf dem Target erzeugt wird, indem die erste Brennlinie stigmatisch auf die Targetebene abgebildet wird, und daß die Strichsonde strukturiert ist, indem ein Feldspeicher auf ein vorprogrammiertes Binärpotential geladen ist, das ein Binärwort darstellt, und die Struktur der Strichsonde veränderbar ist, indem der • .. Feldspeicher vom Datenausgang eines vorzugsweise bitparallel und wortseriell organisierten Speichersystems gesteuert wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dynamischer Flächenstrahl erzeugt wird, indem die Strichsonde in Querrichtung sägezahnförmig abgelenkt wird, und der dynamische Flächenstrahl zum Zwecke der Reproduktion eines vorprogrammierten Musters in dem von dem Flächenstrahl in der Targetebene überdeckbaren Gebiet in eines dynamischen Strukturstrahl profiliert wird, indem im Takte des Schubs der Strichsonde in bezug auf das Target, der durch die kleinste Strukturfeinheit definiert ist, die Strichsonde strukturiert wird.

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3« Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeprozeß des Feldspeichers·während einer Hälfte· des Schubtaktes erfolgt und die erste Brennlinie alternierend zum Ladeprozeß in· Nahdistanz zum Feldspeicher eingestellt ist, wobei Totzeiten vermieden sind, indem ein zweiter Feldspeicher alternierend zum ersten geladen und mit der ersten Brennlinie in Kontakt gebracht wird..

4» Verfahren nach Punkt 1 bis'3* dadurch gekennzeichnet, daß dynamische Strukturstrahlen in zeitlicher Folge aus einem Sortiment entnommen werden, indem das vorprogrammier te Muster des jeweiligen im· Sortiment vorgesehenen Struktu Strahls auf einem jeweiligen Block im Speichersystem gespeichert ist, der bei Aufruf seiner Blockadresse den Feldspeicher steuert.

5» Verfahren nach Punkt 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Resist streifenweise belichtet wird, indem, der das Target tragende Objekttisch kontinuierlich bewegt ist, und im Streifen ein vorprogrammiertes Muster reproduziert wird indem im Takte des Schubs des Objekttisches in bezug auf die Strichsonde, der durch die kleinste Strukturfeinheit definiert ist, die Strichsonde strukturiert wird«

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektronenstrahler und Target vorgesehen sind: eine erste Quadrupollinse zur astigmatischen- Abbildung des crossover in Form von zwei .reellen Brennlinien, ein Feldspeicher in der Ebene der ersten Brennlinie enthaltend einen Elektrodenkamm mit Stegen auf der Schmalseite der Feldspeicherscheit wobei der Grat des Elektrodenkamms parallel zur ersten . Brennlinie verläuft und die Stege hierzu senkrecht liegen, eine Spaltblende (Sel'ektorblende) in-der Ebene der zweiter Brennlinie in paralleler Lage zu ihr, eine zweite Quadrupollinsenanordnung zur stigmatischen Abbildung der ersten Brennlinie als Strichsonde in die Targetebene, eine Ablenkvorrichtung vor der ersten Quadrupollinse zwecks Einstellung der zweiten Brennlinie auf die Öffnung der

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....' . Selektorblende und Einstellung der ersten Brennlinie auf - den Grat des Elektrod-enkamms, dessen Stege über Zuleitungen mit dem Ausgang je eines elektronischen Schalters verbunden sind, an den zwei das Binärpotential tragende Leiter und eine vom Speichersystem kommende Signalleitung herangeführt sind.

7. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Quadrupollinse aus mehreren koaxialen Einzelquadrupolen zusammengesetzt ist und dingseitig vor der ersten Quadrupollinse mit Abstand zum crossover eine Ebene •(Leuchtfeldebene) existiert, die ebenso wie die Ebene des crossover astigmatisch konjugiert ist zu den bildseitig liegenden zwei Ebenen de-r ersten und zweiten Brennllnie,

8. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß ' zur Begrenzung der Länge der ersten Brennlinie ein erstes Paar paralleler Schneiden in der Leuchtfeldebene angeordnet und optisch parallel zur Richtung der zwischen Leuchtfeldebene und der Ebene der ersten Brennlinie bestehenden astigmatischen Abbildung (Strichgitterabbildung) justiert ist und der Abstand der Schneiden voneinander einstellbar ist. -

9. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Länge der zweiten Brennlinie ein

. . zweites Paar paralleler Schneiden in der Leuchtfeldebene . angeordnet und optisch parallel zur Pachtung der zwischen der Leuchtfeldebene und der Ebene der zweiten Brennlinie bestehenden astigmatischen Abbildung (Strichgitterabbildung) justiert ist und der Abstand der Schneiden voneinander einstellbar ist.

10. Einrichtung nach"Punkt 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Quadrupollinsenanordnung aus zwei Quadrupollinsen vom Typ der ersten Quadrupollinse zusammengesetzt ist, und eine Zwischenbildebene, d-er stigmatischen Leuchtfeldabbildung existiert.

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11, Einrichtung nach Punkt 2.und 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenbildebene der Leuchtfeldabbildung eine Ablenkvorricht-ung zur Bildung eines dynamischen Plächenstrahls vorgesehen ist.

5 12. Einrichtung nach Punkt 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung der Strichsonde und/oder des dynamischen Plächenstrahls bezüglich ihrer Lage in der Targetebene eine Ablenkvorrichtung.vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach Punkt 6,' dadurch gekennzeichnet, daß der Feldspeicher auf einer Halbleiterscheibe vorzugsweise einer Siliziumscheibe.installiert" ist, wobei dafür 'gesorgt ist j daß die Stege im elektrisch schwach leitend . dotierten Halbleitersubstrat und. die Zuleitungen in der Isolierschicht (SiOp) verlegt sind.

14. Einrichtung nach-Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, . daß vor dem Feldspeieher eine Blende mit geradlinigen Schneiden angeordnet ist, wobei eine Schneide parallel zum Grat des Elektrodenkamrns' so Justiert ist, daß der Grat gerade noch im Strahlschatten liegt, und zwei witere Schneiden senkrecht dazu verlaufend den Grat in Höhe des ersten und letzten Steges beschneiden.

•15. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronischen Ansteuerung des Feldspeichers vorgesehensind: eine der Anzahl der Elektroden des Slektro-denkamms entsprechende gleichgroße Anzahl von elektronischen Schaltern, eine jeweilige elektrisch leitende Verbindung zwischen jeder Elektrode und dem Ausgang des ihr zugeordneten Schalterp> zwei das Binärpotential führende Leiter, die an die Schalter herangeführt sind, eine elektrisch leitende' Verbindung zwischen dem Eingang der jeweils in Gruppen zusammengefaßten Schalter und je ein der jeweiligen Gruppe zugeordneter Multiplexer, Kabelänschlußstellen zwecks elektronischer Verbindung der Multiplexer mit dem in Blöcken aufgeteilten Speicher-' -system mit Serien-Parallel-Serienstruktur auf CCD-Basis,

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eine Datenaufbereitungsanlage, die aus einer Dateneingabe, einem Rechner "und einem Zwischenspeicher besteht, und eine Steuereinrichtung, die die Daten des Zwischenspeichers an den jeweiligen Speicherblock vermittelt.

16. Einrichtung nach Punkt T5, dadurch gekennzeichnet,' daß Teile der Steuerel.ektronik auf der Halbleiterscheibe .des Feldspeichers installiert sind.

17» Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Feldspeicher vorgesehen ist, der ebenso eingerichtet ist wie der erste und diesem gegenüber steht, indem die Gräte der beiden Elektrodenkämme die Begrenzungen eines in der ersten Brennebene liegenden Spaltes bilden.

18. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, · daß ein Elektronenstrahler mit Peldemissionskatode-verwendet wird.

19. Einrichtung nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten Quadrupollinsenanordnung und dem Target ein Ablenkobjektiv vorgesehen ist.

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