DE19638109A1

DE19638109A1 - Elektronenstrahl-Lithographie-System

Info

Publication number: DE19638109A1
Application number: DE19638109A
Authority: DE
Inventors: Kazumitsu Tanaka; Susumu Takashima; Junji Abe
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1997-03-27
Also published as: US5661307A

Description

FACHGEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-Lithographie-System, das mit einer Feldemissions-Elektronenkanone ausgestattet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektronenstrahl-Lithographiesysteme wurden für die Herstellung von LSI-, VLSI- und ELSI-(Extra Large Scale Integration)Schaltkreisen verwendet.

Ein Elektronenstrahl-Lithographie-System hat eine Elektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenstrahls. Der Strahl wird auf ein zu strukturierendes Material fokussiert, so daß der Strahl die gewünschte Position auf dem Material trifft. Dadurch wird ein IC-Muster auf dem Material gezeichnet. Elektronenstrahl- Lithographiesysteme dieser Art werden in zwei Hauptklassen eingeordnet: Punkt- Elektronenstrahl-Lithographiesysteme, bei denen ein Elektronenstrahl, der auf einen Punkt fokussiert ist, eine gewünschte Region auf dem Material abtastet, um ein gewünschtes Muster zu zeichnen; und Form-Elektronenstrahl-Lithographiesysteme, bei denen eine Lochblende mit einer Öffnung einer bestimmten Form oder bestimmten Formen im Elektronenstrahlenverlauf plaziert wird und ein Abbild der Öffnung an einer gewünschten Stelle auf dem Material fokussiert, und somit das gewünschte Muster gezeichnet wird. Elektronenstrahl-Lithographiesysteme des Flächentyps werden ferner in Elektronenstrahl-Lithographiesysteme fester Form, die mit einer einzelnen Lochblende ausgestattet sind, und in Elektronenstrahl- Lithographiesysteme variabler Form mit einer Ablenkeinrichtung zwischen mehreren Lochblenden, klassifiziert.

Bei dem variablen Elektronenstrahl-Lithographiesystem wird der Elektronenstrahl, der durch die obere Öffnung verläuft, durch die Ablenkeinrichtung in geeigneter Weise über der unteren Lochblende abgelenkt, so daß der Strahl mit einem gewünschten Querschnitt durch die untere Öffnung verläuft. Das variable Elektronenstrahl-Lithographiesystem ist im US-Patent Nr. 4,117,340 offenbart. Außerdem wurde ein Elektronenstrahl-Lithographiesystem, das sowohl mit dem festen, als auch mit dem variablen Strahlensystem ausgestattet ist, erst kürzlich vorgeschlagen.

Im oben beschriebenen Punkt-Elektronenstrahl-Lithographiesystem werden die Abbildungen der Elektronen-Emmissionsbereiche auf einen Punkt auf dem zu strukturierenden Material fokussiert. Andererseits wird im Form-Elektronenstrahl- Lithographiesystem eine Abbildung der Öffnung, die mit der Größe der Öffnung übereinstimmt, auf dem zu strukturierenden Material fokussiert. Deshalb ist es mit dem Form-Elektronenstrahl-Lithographiesystem möglich, mit einem Elektronenstrahlstrom zu arbeiten, der größer ist als der des Strahls, der von dem Punkt-Elektronenstrahl-Lithographiesystem verwendet wird, wodurch das vorherige System eine höhere Schreibgeschwindigkeit als das letztere System aufweist. Folglich kann mit dem vorherigen System ein höherer Durchsatz erreicht werden.

Normalerweise verwendet ein Elektronenstrahl-Lithographiesystem einen Feldemissions-Emitter oder erhitztes Lanthanhexaborid (LaB₆) als Elektronenkanonen-Kathode. In der Elektronenkanone, die mit der Feldemissionskathode ausgestattet ist, hat der elektronengenerierende Bereich eine ziemlich hohe Helligkeit B (etwa 10⁸ A/cm² steradial) und die Streuung der Anfangsgeschwindigkeiten Δv ist gering. Die Streuung der Stromdichten ist auch gering. Dadurch sind die Stromdichten auf dem Material groß. Andererseits hat bei der Elektronenkanone, die mit erhitztem Lanthanhexaborid ausgestattet ist, der elektronengenerierende Bereich eine geringe Helligkeit B (etwa 10⁶ A/cm² steradial) und die Streuung der Anfangsgeschwindigkeiten Δv ist groß. Dadurch sind die Stromdichten auf dem Material gering.

α sei der halbe Einfallswinkel des Elektronenstrahls auf das zu strukturierende Material. B sei die Helligkeit des elektronengenerierenden Bereichs der Elektronenkanone. Die Stromdichte des Elektronenstrahls, der auf das zu strukturierende Material einwirkt, ist gegeben durch:

ρ = B π α² (1).

V sei die Beschleunigungsspannung, mit der der Elektronenstrahl des Elektronenstrahl-Lithographiesystems beaufschlagt wird. Die Auflösung S der Abbildung auf dem zu strukturierenden Material ist proportional zu Δv/V.

Wenn die Feldemissions-Elektronenkanone im oben beschriebenen Punkt- Elektronenstrahl-Lithographiesystem verwendet wird, können die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche auf dem Material, wegen der großen Helligkeit und der schmalen Geschwindigkeitsverteilung, mit ausreichend hoher Stromdichte (z. B. 1.000 A/cm²) und mit einer hohen Auflösung S (in der Größenordnung von 0,01 µm) fokussiert werden. Jedoch ist der Durchmesser der fokussierten Abbildung auf dem Material ziemlich klein, z. B. etwa 0,05 µm, wegen der sehr kleinen Fläche der Elektronen-Emissionsbereiche. Das macht eine Erhöhung der Schreibgeschwindig keit unmöglich. Aus diesem Grund kann ein hoher Durchsatz nicht erwartet werden. Wenn der Strahldurchmesser durch ein Defokussieren der Abbildung, die auf dem Material gebildet ist, erhöht wird, verschlechtert sich die Auflösung der Abbildung und die Stromdichte. Ein Punkt-Elektronenstrahl-Lithographiesystem mit einer Elektronenkanone, bestehend aus einer Feldemissions-Elektronenkanone ist von H. Nakazawa, H. Takemura, M. Isobe, Y. Nakagawa, M. Hassel und W. Thomson in der J. Vac. Technol. B6(6), November/Dezember 1988 offenbart.

Wenn eine Elektronenkanone, die mit einer LaB₆-Kathode ausgestattet ist, in dem zuvor erwähnten Form-Elektronenstrahl-Lithographiesystem verwendet wird, kann eine große Abbildung einer Öffnung (z. B. etwa 5 × 5 µm), die eine gleichmäßige Stromdichteverteilung über die ganze Abbildung zeigt, auf dem Material fokussiert werden. Jedoch ist die Helligkeit B des elektronengenerierenden Bereichs niedrig und damit ist es nicht möglich, eine Abbildung der Öffnung mit ausreichend großer Stromdichte auf dem Material zu fokussieren. Folglich kann kein sehr hoher Durchsatz erwartet werden. Darüber hinaus ist die Auflösung der Abbildung der Öffnung auf etwa 0,1 µm begrenzt.

Wenn eine Feldemissionskanone im vorher erwähnten Form-Elektronenstrahl- Lithographiesystem eingesetzt wird, ist es möglich, eine große Abbildung (z. B. etwa 5 × 5 µm) zu fokussieren, wobei eine hohe Auflösung S (etwa 0,01 µm) auf dem Material fokussiert werden kann. Aber es ist nicht möglich, eine Abbildung einer großen Öffnung mit ausreichend hoher Stromdichte zu fokussieren. Daher kann ein hoher Durchsatz nicht erwartet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Elektronenstrahl- Lithographiesystem zu schaffen, das eine große Öffnungs-Abbildung auf einem Material, bei gleicher Stromdichteverteilung über die gesamte Abbildung, bei hohen Stromdichten und mit hoher Auflösung ermöglicht.

Ein erfindungsgemäßes Elektronenstrahl-Lithographiesystem umfaßt eine Elektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenstrahls mit einem Querschnitt mit einer Form, eine Lochblende mit einer Öffnung, die dazu beiträgt, die Form des Querschnitts des Elektronenstrahls zu bestimmen, eine Projektionslinse, um die Abbildungen der Öffnung auf dem zu strukturierenden Material zu fokussieren, eine Kondensorlinse, die zwischen der Elektronenkanone und der Projektionslinse angeordnet ist und eine Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung zur Festlegung einer Position, an der die Abbildungen der Öffnung auf dem Material fokussiert werden. Die Elektronenkanone umfaßt Feldemissions-Elektronenquellen mit mehreren nadelähnlichen Kathoden. Die Kondensorlinse fokussiert Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Kanone am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse.

Ein anderes erfindungsgemäßes Elektronenstrahl-Lithographiesystem umfaßt eine Elektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenstrahls mit einem Querschnitt einer Form, eine Strahlenquerschnittsform-Einstelleinrichtung, eine Projektionslinse, eine Kondensorlinse, die zwischen der Elektronenkanone und der Projektionslinse angeordnet ist und eine erste Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung. Die Elektronenkanone umfaßt Feldemissions-Elektronenquellen mit mehreren nadelähnlichen Kathoden. Die Strahlenquerschnittsform-Einstelleinrichtung umfaßt mehrere Loch blenden, die sich in der optischen Achse befinden, und eine zweite Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung, die zwischen den Loch blenden angeordnet ist. Die Projektionslinse fokussiert die Abbildungen einer Öffnung in der Lochblende, die in der Nähe des Materials ist, auf das zu strukturierende Material. Die Kondensorlinse fokussiert die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Kanone am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse. Die erste Elektronenstrahl- Ablenkeinrichtung bestimmt eine Position, an der die Abbildungen der Öffnung auf dem Material fokussiert werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die oben beschriebene Elektronenkanone mehrere Feldemissions-Elektronenquellen, bestehend aus mehreren nadelähnlichen Kathoden, die auf einem Substrat angeordnet sind. Eine isolierende Schicht und eine Anode sind in dieser Reihenfolge über dem Substrat laminiert. Die isolierende Schicht und die Anode sind mit Löchern versehen, die die Kathoden umgeben.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung befindet sich eine Blende zur Einstellung des Strahlenstroms an einer Position, an der die Abbildungen der Elektronenquellen fokussiert sind.

Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der Beschreibung im folgenden erscheinen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Lithographie-Systems;

Fig. 2 ist eine Teil-Querschnittsansicht einer Elektronenkanone, die im Elektronenstrahl-Lithographie-System in Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer mit Öffnungen versehenen Platte, die in dem erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Lithographie-System verwendet wird; und

Fig. 4 den optischen Verlauf der Elektronenstrahlen eines anderen erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Lithographie-Systems.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt schematisch ein Elektronenstrahl-Lithographie-System, das das Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft ausführt. Dieses System hat eine Elektronenstrahlkanone 1, die in Fig. 2 teilweise im Querschnitt gezeigt ist.

In Fig. 2 ist ein Substrat 2 gezeigt, das aus Silizium (z. B. Si) oder Metall hergestellt ist. Eine isolierende Schicht 3, die z. B. aus SiO besteht, ist auf dem Substrat gebildet. Eine Anode 4, die z. B. durch das Anlagern von Metall gebildet ist, ist auf der isolierenden Schicht 3 gebildet. Löcher 5 erstrecken sich sowohl durch die isolierende Schicht 3 als auch durch die Anode 4. Die Anzahl der Löcher 5 ist z. B. 100, sie sind in Reihen und Spalten angeordnet, und die Löcher 5 sind etwa 10 µm voneinander beabstandet. Eine nadelähnliche Kathode oder Spitze 6 ist an jedem Loch über dem Substrat 2 gebildet. Diese nadelähnlichen Kathoden sind wie weiter unten beschrieben hergestellt.

Die isolierende Schicht 3 und die Anode 4 sind über dem Substrat 2 wie oben beschrieben, gebildet. Danach werden die Löcher 5 gebildet. In diesem Zustand wird aus einem Metalldampf, von oberhalb der Anode 4, durch die Löcher 5, mittels einer bekannten Bedampfungsmethode, z. B. Wolfram oder Silizium am Substrat abgelagert. Als Folge bilden sich in den Löchern nadelähnliche Kathoden. Danach wird jedes Loch 5 mit einem Ionenstrahl bestrahlt, wodurch die Kathoden geätzt werden und eine scharfe Spitze an der Oberseite der Kathoden entsteht. Auf diese Weise werden die nadelähnlichen Kathoden 6, wie in Fig. 2 gezeigt, über dem Substrat 2 gebildet. Anstatt der Bedampfung, kann auch ein bekanntes Epitaxie- oder chemisches Ätzverfahren verwendet werden, um die nadelähnlichen Kathoden über dem Substrat zu bilden.

Eine Spannungsquelle 7 versorgt die Anode 4 gegenüber dem Substrat 2 mit positiver Spannung.

Bezieht man sich wiederum auf Fig. 1, so fokussiert eine Verdichtungslinse 8 Bilder von Bereichen der Elektronenemission der Elektronenkanone 1 am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse 13 (später beschrieben). Eine Lochblende 9 ist innerhalb oder nahe der Kondensorlinse 8 angeordnet und schneidet die optische Achse der Kondensorlinse 8 rechtwinklig. Die Lochblende 9 ist mit beliebigen Öffnungen ausgestattet, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Lochblende 9 ist rechtwinklig zur optischen Achse mittels eines Bewegungsmechanismus 11 durch Anstörung von einer Kontrolleinheit 10 beweglich, so daß jede der Öffnungen in die optische Achse gebracht werden kann. Die Lochblende 9 kann in jede beliebige Position zwischen der Kondensorlinse 8 und der Projektionslinse 13 gebracht werden.

Die Projektionslinse 13 fokussiert Bilder der Öffnung auf ein Material 12, das strukturiert werden soll und richtet gleichzeitig den Strahl aus, der auf das Material 12 einwirkt, wobei der Strahl die Bilder der Elektronen-Emissionsbereiche, die durch die Kondensorlinse 8 fokussiert werden, abbildet. Eine stromeinstellende Blende 14 befindet sich am vorderen Brennpunkt der Kondensorlinse 8. Die Bilder der Elektronen-Emissionsbereiche werden an diesem vorderen Brennpunkt der Kondensorlinse 8 fokussiert. Die Blende 14 regelt die Menge des Elektronenstrahls, die das Material 12 erreicht. Der Durchmesser des undurchlässigen Bereichs der Blende 14 wird zweckmäßig durch einen Strahlenstrom-Kontroll-Signalgenerator 15 variiert, der Anweisungen von der Kontrolleinheit 10 erhält. Die Blende 14 kann eine Platte mit mehreren Löchern verschiedener Durchmesser sind, wobei die Löcher in einer geraden Linie aufgereiht sind. Die Blende kann entlang der geraden Linie bewegt werden. Alternativ kann die Blende 14 ein Laminat aus zwei Platten sein, die jeweils mit einem einzelnen rechteckigen Loch versehen sind. Diese zwei Platten können gegeneinander verstellt werden. Wenn die Blende 14, die den Strom einstellt, sich außerhalb der Position befindet, in der die Bilder der Elektronen-Emissionsbereiche fokussiert werden, dann wird die Elektronen- Dichteverteilung der Öffnungs-Abbildungen, die auf dem Material fokussiert sind, nicht gleichmäßig sein.

Eine Positions-Ablenkeinrichtung 16 steuert die Position auf dem Material, an der die Abbildungen der Öffnungen von der Projektionslinse 13 fokussiert werden. Die Ablenkeinrichtung 16 wird von einem Strahlen-Positionier-Signalgenerator 17 unter Ansteuerung von der Steuereinheit 10 bedient. Die Strukturdaten werden in einem Speicher 18 gespeichert. Das System umfaßt ferner D/A-Wandler 19, 20 und 21.

Bei der Bedienung des Elektronenstrahl-Lithographie-Systems, das wie oben beschrieben ausgeführt ist, bildet sich, wenn die Spannungsquelle 7 der Elektronenkanone 1 eine Spannung erzeugt, z. B. etwa + 1.000 Volt, dann ein elektrisches Feld zwischen der Anode 4 und dem Substrat 2. Dieses Feld zieht Elektronen aus den Chips 6 der Elektronenkanone 1. Die Chips 6 bilden Feldemissions-Elektronenquellen. Die abgegebenen Elektronen werden von einer Beschleunigungsspannung von z. B. mehreren kV auf das Material zu beschleunigt, die zwischen einer Beschleunigungselektrone (nicht gezeigt) und dem Substrat 2 angelegt ist. Die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Chips werden am Ort der stromregulierenden Blende 14 von der Kondensorlinse 8 fokussiert. Eine Anweisung, eine Öffnung auszuwählen, wird von der Kontrolleinheit 10 zu dem Bewegungsmechanismus 11 über den D/A-Wandler 19 gesendet, gemäß den Strukturdaten aus dem Speicher 18. Deshalb wird die Lochblende 9 so bewegt, daß die gewünschte Öffnung in der optischen Achse liegt. Demgemäß werden die Elektronen, die von den Elektronen-Emissionsbereichen der Chips ausgestoßen werden, durch die ausgewählte Öffnung laufen. Die Form des Querschnitts des Elektronenstrahls stimmt mit der Form dieser Öffnung überein. Die Abbildungen der Öffnung werden auf dem Material 12 von der Projektionslinse 13 fokussiert. Das heißt, es werden Öffnungsabbildungen, in gleicher Anzahl wie die Anzahl der Chips, überlagert und auf dem Material fokussiert. Gleichzeitig werden die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse 13 fokussiert. Deshalb richtet die Projektionslinse den Strahl aus und erzeugt die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche. Eine Anweisung, die die Bestrahlungsposition angibt, wird von der Kontrolleinheit 10 an die Positions-Ablenkeinrichtung 16 über den D/A-Wandler 21 und auch über den Strahlenpositions-Signalgenerator 17, gemäß den Strukturdaten aus dem Speicher 18, gesendet. Da der Elektronenstrahl durch die Projektionslinse 13 verläuft, erfährt er eine gegebene Ablenkung durch die Ablenkungseinrichtung 16, und die Öffnungsabbildungen werden an einer gegebenen Position auf dem Material 12 fokussiert. Die Strahlen-Stromdichte der Abbildung der Mehrfachöffnung, die auf das Material 12 fokussiert ist, wird durch die Einstellung des Durchmessers des undurchlässigen Bereichs an der Blende 14, wie oben beschrieben, gesteuert.

Das Elektronenstrahl-Lithographie-System umfaßt die Elektronenkanone, bestehend aus mehreren Feldemissions-Elektronenquellen, die Lochblende zur Festlegung der Form des Querschnitts des Elektronenstrahls, der von der Elektronenkanone ausgesendet wird, die Projektionslinse zur Fokussierung von Abbildungen einer Öffnung in der Lochblende auf das zu strukturierende Material, und die Kondensorlinse, die zwischen der Elektronenkanone und der Projektionslinse angeordnet ist und dazu beiträgt, Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Feldemissions-Elektronenquellen am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse zu fokussieren. Die Abbildungen der Öffnung werden an einer gegebenen Position auf dem Material überlagert und fokussiert. Folglich zeigt ein vergrößertes, zusammengesetztes Abbild der Öffnung, das z. B. eine Größe von 5 × 5 µm hat, eine gleichmäßige Stromdichteverteilung über die gesamte zusammengesetzte Abbildung, und hat z. B. eine hohe Stromdichte von etwa 100 A/cm², wobei eine hohe Auflösung von etwa 0,01 µm erreicht wird.

Im obigen Beispiel ist die Lochblende mit mehreren Öffnungen gebildet. Wenn nur eine vorgegebene Lochblende eingesetzt wird, dann kann eine Lochblende mit nur einer Öffnung verwendet werden. In diesem Fall kann auf den Bewegungs mechanismus 11 verzichtet werden. Wie im obigen Beispiel wird die Lochblende vom Bewegungsmechanismus bewegt, um die gewünschte Öffnung auszuwählen. Eine Ablenkeinrichtung zum Auswählen einer gewünschten Öffnung kann zwischen der Elektronenkanone und der Lochblende montiert sein. Eine Anweisung zur Auswahl einer gewünschten Öffnung wird an die Ablenkeinrichtung gesendet. Der Elektronenstrahl von der Elektronenkanone wird geeigneterweise abgelenkt, so daß der Strahl die gewünschte Öffnung beleuchtet. Des weiteren hat im obigen Beispiel die Elektronenkanone 100 Feldemissions-Elektronenquellen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anzahl begrenzt.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Ladungsteilchenstrahl- Lithographiesystem anwendbar, umfassend mehrere Lochblenden, die jeweils mit einer rechteckigen oder quadratischen Öffnung ausgestattet sind, und eine Ablenkeinrichtung, die zwischen den Lochblenden angeordnet ist. Die Ablenkeinrichtung wird verwendet, um die Form und Größe des Querschnitts eines Elektronenstrahls zu bestimmen. Der Strahl, der durch die obere Öffnung läuft, wird in geeigneter Weise von der Ablenkeinrichtung abgelenkt und auf die untere Öffnung gerichtet. Der Elektronenstrahl mit der gegebenen Form und Größe wird von der unteren Öffnung erzeugt und auf das Material fokussiert. Fig. 4 ist eine elektronenoptische Darstellung des Elektronenstrahls, die dieses System erläutert. Die obere und untere Lochblende sind durch die Bezugsziffern 22 bzw. 23 bezeichnet. Das System umfaßt ferner eine Linse 24 und eine Ablenkeinrichtung 25. Die Projektionslinse 13 richtet den Strahl aus, der von den Abbildungen der Elektronenquellen zum Material 12 verläuft. Zur gleichen Zeit fokussiert die Projektionslinse 13 die Abbildungen der unteren Öffnung auf das Material.

Claims

1. Elektronenstrahl-Lithographiesystem, umfassend:

- eine Elektronenkanone bestehend aus Feldemissions-Elektronenquellen mit mehreren nadelähnlichen Kathoden, wobei die Elektronenkanone einen Elektronenstrahl erzeugt, der einen geformten Querschnitt aufweist;
- eine Lochblende zur Festlegung der Form des Querschnitts des Elektronenstrahls, der von der Elektronenkanone erzeugt wird;
- eine Projektionslinse zur Fokussierung von Abbildungen einer Öffnung in der Lochblende auf ein zu strukturierendes Material;
- eine Kondensorlinse, die zwischen der Elektronenkanone und der Projektionslinse angeordnet ist und dazu beiträgt, die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Elektronenkanone am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse zu fokussieren; und
- eine Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung zur Festlegung einer Position, an der die Abbildungen der Öffnung auf dem Material fokussiert werden.

2. Elektronenstrahl-Lithographiesystem umfassend:

- eine Elektronenkanone bestehend aus Feldemissions-Elektronenquellen mit mehreren nadelähnlichen Kathoden;
- eine Strahlenquerschnittsform-Einstelleinrichtung umfassend mehrere Loch blenden, die sich in der optischen Achse der Elektronen befinden und eine Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung, die sich zwischen den Loch blenden befindet, wobei sich eine der Loch blenden näher am zu strukturierenden Material befindet als die andere Lochblende;
- eine Projektionslinse zur Fokussierung von Abbildungen einer Öffnung in der Lochblende, die näher am Material ist, auf das Material;
- eine Kondensorlinse, die sich zwischen der Elektronenkanone und der Projektionslinse befindet und dazu beiträgt, daß die Abbildungen der Elektronen-Emissionsbereiche der Elektronenkanone am vorderen Brennpunkt der Projektionslinse fokussiert werden; und
- eine zweite Elektronenstrahl-Ablenkeinrichtung zur Festlegung einer Position, an der die Abbildungen der Öffnung auf dem Material fokussiert werden.

3. Elektronenstrahl-Lithographiesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Feldemissions-Elektronenquellen der Elektronenkanone ein Substrat, mehrere nadelähnliche Kathoden, die auf dem Substrat angeordnet sind, eine isolierende Schicht, die über dem Substrat gebildet ist, eine Anode, die über der isolierenden Schicht gebildet ist, und mehrere Löcher aufweist, die sich sowohl durch die isolierende Schicht als auch durch die Anode erstrecken bzw. die die Kathoden umgeben.

4. Elektronenstrahl-Lithographie-System nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Blende zur Einstellung des Stromes des Elektronenstrahls, wobei sich die Blende an einer Position befindet, an der die Abbildungen der Elektronen- Emissionsbereiche fokussiert werden.