DE2627632A1

DE2627632A1 - Nonthermic electron beam machining - has radiation control by pulse impact point and beam cross section corresp. to specific section to be machined

Info

Publication number: DE2627632A1
Application number: DE19762627632
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr Hahn
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1976-06-19
Filing date: 1976-06-19
Publication date: 1977-12-22

Abstract

Method for non-thermic electron radiation machining has a blind (8) arranged impulsewise on a part of the workpiece to be machined. The radiation to the workpiece target (6) is controlled in accordance with a specific programme related to the impact location of the impulse and to the shape and size of its beam cross section on the target. The surface to be machine is mosaic-form, combining rectangular and circular sub-sections, and the radiation of the surface to be processed is carried out in time sequence with groups of current impulses, the beam cross section of which corresponds to the specific sub-section of the surface to be machined.

Description

Vertahren und Einrichtung zur nichtthermischen Procedure and device for non-thermal

Elektronenstrahlbearbeitung Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur nichtthermischen Elektronenstrahlbearbeitung und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Electron Beam Processing The invention is directed to a method for non-thermal electron beam processing and a device for implementation this procedure.

Bei der Bearbeitung eines Objekts durch einen Elektronenstrahl besteht grundsätzlich die Aufgabe, einer als Target bezeichneten Ebene des Objekts nach Vorgabe einer beliebigen Einteilung d-es Targets in zu bestrahlende und nicht zu bestrahlende Gebiete - im folgenden als Muster bezeichnet - die zur Strukturveränderung einer in der Targetebene liegenden Schicht (z. B. When an object is processed by an electron beam it consists basically the task of following a plane of the object called the target Specification of any classification of d-es targets into to be irradiated and not to irradiating areas - hereinafter referred to as patterns - those for structural change a layer lying in the target plane (e.g.

eines Potoresists) erforderliche Bestrahlungsdosis mit Hilfe von auf beispielsweise 10 bis 30 kV beschleunigten Elektronen mit hohem Genauigkeitsgrad bezüglich der Reproduktion des vorgegebenen Musters zuzuführen.a Potoresist) required radiation dose with the help of for example 10 to 30 kV accelerated electrons with a high degree of accuracy with regard to the reproduction of the given pattern.

Es sind bereits Verfahren und auch Geräte zu deren Durchführung bekannt, mit deren Hilfe diese Aufgabe in mehr oder weniger befriedigender Weise gelöst worden ist. There are already methods and devices for their implementation known, with the help of which this problem has been solved in a more or less satisfactory manner is.

Nnch einem dieser bekannten Verfahren wird z. B. das Target mit einer der jeweils gewünschten Genauigkeit entsprechend feinen Elektronensonde zeilenweise abgetastet, wobei der Elektronenstrom jeweils hell- oder dunkelgetastet wird, je nachdem ob die Elektronensonde sich gerade auf einem zu bestrahlenden oder einem nicht zu bestrahlenden Gebiet befindet. Diesem Verfahren haften u. a. der Nachteil an, daß in die Gesamtzeit, die der Elektronenstrahl zur Durchbelichtung des gewünschten Musters benötigt, auch die Leerlaufzeit, d. h. In one of these known methods, e.g. B. the target with a fine electron probe line-by-line according to the required accuracy scanned, the electron stream being scanned light or dark, depending according to whether the electron probe is currently on a to be irradiated or a area not to be irradiated is located. This procedure is liable, inter alia. the disadvantage that in the total time it takes the electron beam to expose of required pattern, also the idle time, d. H.

die Summe der Verweilzeiten des Elektronenstrahles im dunkelgetasteten Zustand voll eingeht. Diese Leerlaufzeit kann ein Vielfaches der eigentlich benötigten Bestrahlungszeit betragen und setzt deshalb die Arbeitsproduktivität einer solchen Anlage erheblich herab.the sum of the dwell times of the electron beam in the blank State fully received. This idle time can be many times that required Exposure time and therefore sets the labor productivity of such Plant considerably.

Zwecks Vermeidung dieses Nachteils ist deshalb bekanntlich eine Einrichtung entwickelt worden, bei der die zeilenweise Rasterung nur in denjenigen Gebieten erfolgt,die einer Bestrahlung ausgesetzt werden sollen, während auf die nicht zu bestrahlenden Gebiete der Elektronenstrahl im Sinne des Rasterverfahrens gar nicht erst hingelenkt wird. Hierbei tritt aber ebenso wie bei dem zuerst genannten Verfahren der Nachteil auf, daß bei einer Steigerung der Genauigkeit - ausgedrückt durch die Strecke senkrecht zum Rand des Gebietes, innerhalb der die Stromdichte von beispielsweise 90% auf lO,fflo ihres Maximalwertes im Inneren des Gebietes @bgesunken ist - und/oder einer Verfeinerung der Struktur der zu bestrahlenden Gebiete die Elektronensonde in ihrem Durchmesser d entsprechend kleiner gewählt werden muß, Hiermit ist aber eine aus der Formel sich ergebende Verminderung des Sondenstromes T verbunden.In order to avoid this disadvantage, a device has therefore been developed in which the line-by-line rasterization only takes place in those areas that are to be exposed to irradiation, while the electron beam is not even directed to the areas not to be irradiated in the sense of the raster method. Here, however, as with the first-mentioned method, the disadvantage arises that when the accuracy is increased - expressed by the distance perpendicular to the edge of the area, within which the current density of, for example, 90% to 10, ff of its maximum value in the interior of the area @ b has sunk - and / or a refinement of the structure of the areas to be irradiated, the diameter d of the electron probe must be selected correspondingly smaller, but this is one of the formula resulting reduction in the probe current T connected.

In der Formel (1) ist R der Fichtstrahlwert, Cö der Öffnungsfehlerkoeffizient und 6 ein vom Intensitätsprofil, auf das die shl der Einstellebene und der Cbjektivapertur Einfluß haben, abhängiger Faktor von d,er Größenordnung 1.In the formula (1), R is the spruce ray value and Cö is the aperture error coefficient and 6 a of the intensity profile on which the shl of the setting plane and the Cbjectivapertur Influence have, depending on d, the order of magnitude 1.

Infolge der Proportionalität von I8 zu d8#3 ist die Abnahme des Sondenstromes mit kleiner werdendem d recht erheblich.As a result of the proportionality of I8 to d8 # 3, the probe current decreases with decreasing d quite considerably.

Es ist weiterhin ein in Analogie zum fotolithographischen Verfahren arbeitendes Gerät bekanntgeworden, bei dem das zu bestrahlende Muster in Gestalt einer Schablone materiell vorgebildet ist, die mit elektronenoptischen Linsen verkleinert auf das Target abgebildet wird. Dieses Verfahren besitzt jedoch den Nachteil, daß für jedes Muster mindestens eine Schablone hergestellt und in den Strahlengang einjustiert werden muß. It is also an analogy to the photolithographic process working device became known in which the pattern to be irradiated in the form a template is materially pre-formed, which is reduced in size with electron-optical lenses is mapped onto the target. However, this method has the disadvantage that at least one template is produced for each pattern and adjusted in the beam path must become.

Dies ist in vielen Anwendungsfällen zeitraubend und auch sehr schwierig, vor allem, wenn es sich um komplizierte filigrane Strukturen handelt.In many applications, this is time-consuming and also very difficult, especially when it comes to complicated filigree structures.

Es ist auch bereits ein Verfahren zur nichtthermischen Elektronenstrahlbearbeitung bekannt, bei dem die Elektronensonde nicht - wie es z. B. auch bei Rasterelektronenmikroskopen üblich ist - durch eine verkleinerte Abbildung des engsten Strahlquerschnittes (crossover) im Strahlerzeugungssystem auf das Target erzeugt wird, sondern durch eine verkleinerte Abbildung einer vom Strahlerzeugungssystem und einem geeigneten Kondensorsystem beleuchteten Leuchtfeldblende, die ebenso wie der crossover als Strahlquelle dienen kann. Im Gegensatz zu dem crossover, dessen Stromdichteverteilung in Richtung senkrecht zur optischen Achse nach Art einer Gaußkurve abfällt, ist die durch Bestrahlung einer Leuchtfeldblende gegebene Strahlquelle scharf begrenzt. Durch geeignete Dimensionierung der elektronenoptischen Übertragung der Leuchtfeldblende auf das Target, insbesondere durch die Wahl der Objektivapertur ist es daher möglich, eine der Leusbtf eldblend enberanaung entsprecher,5 mehr oder minder scharfe Begrenzung der Stromdichteverteilung am Rande des Leuchtfeldblendenbildes auf dem Target zu erzeugen. Man kann aber auch die als kreisförmig angenommene lieuchtfeldblende und die ebenfalls kreisförmige Aperturblende bezüglich ihrer Oeffnungen so aufeinander abgestimmt wählen, daß der durch die Formel (i) gegebene Zusammenhang auch als ein solcher zwischen der Größe als Stromdichte und der Kantenschärfe 6 betrachtet werden kann, weil die rechte Seite von (1) eine Funktion von d ist und d = S gesetzt wird. Wird nun bei gleichbleibender Öffnung der Aperturblende die Öffnung der Leuchtfeldblende vergrößert, so fließt ein der vergrößerten, von der Leuchtfeldblendenöffnung freigegebenen Fläche proportionaler Elektronenstrom hindurch, der - auf Grund der bestehenden Abbildungsbeziehung zwischen Leuchtfeldblendenebene und Target vom vom Äuflösungsvermögen c = - sich auf das entsprechende, flchenmäßig um denselben aktor angewachsene Bildgebiet verteilt. Es ist daher möglich, einem wesentlich größeren Gebiet simultan eine Bestrahlungsdosis unter Wahrung der geforderten Genauigkeit in angenähert der gleichen Zeit zuzuführen wie dem kleinsten vom Durchmesser d.There is also already a method for non-thermal electron beam processing known in which the electron probe is not - as it is, for. B. is also common with scanning electron microscopes - is generated by a reduced image of the narrowest beam cross-section (crossover) in the beam generation system on the target, but rather by a reduced image of a field diaphragm illuminated by the beam generation system and a suitable condenser system, which, like the crossover, can serve as a beam source . In contrast to the crossover, the current density distribution of which drops in the direction perpendicular to the optical axis in the manner of a Gaussian curve, the radiation source provided by irradiating a field diaphragm is sharply delimited. By suitably dimensioning the electron-optical transmission of the field diaphragm to the target, in particular by choosing the objective aperture, it is therefore possible to produce a more or less sharp limitation of the current density distribution at the edge of the field diaphragm image on the target, which corresponds to the Leusbtf eldblend enberanaung. However, the luminous field diaphragm, assumed to be circular, and the likewise circular aperture diaphragm can be selected to be coordinated with one another with regard to their openings so that the relationship given by formula (i) also as such between the size can be viewed as the current density and the edge sharpness 6 because the right-hand side of (1) is a function of d and d = S is set. If the opening of the luminous field diaphragm is now enlarged while the opening of the aperture diaphragm remains the same, an electron current proportional to the enlarged area released by the luminous field diaphragm opening flows through which - due to the existing imaging relationship between the luminous field diaphragm plane and the target from the resolution c = - is directed to the corresponding, Image area that has grown in area around the same actuator is distributed. It is therefore possible to simultaneously apply a radiation dose to a much larger area while maintaining the required accuracy in approximately the same time as the smallest of diameter d.

Da das Muster im allgemeinen aus einer Anzahl in Größe und Gestalt unterschledlicher Wiederholungsstrukturen besteht, könnte man zunächst an eine der einzelnen Wiederholstruktur entsprechende gebietsmäßige simultane Bestrahlung denken. Hierzu wäre jeweils eine der Form der jeweiligen Wiederholstruktur an, gepaßte Xeuchtfeldblende nach Art einer Schablone notwendig, deren Bild in der Targetebene durch Strahlablenkung überall dort zur Uberdeckung zu bringen ist, wo vom Muster her die jeweilige Wiederholstruktur programmatisch vorgezeichnet ist. Because the pattern generally consists of a number in size and shape If there are different repetition structures, one could first refer to one of the corresponding to the individual repetition structure territorial simultaneous Think about irradiation. For this purpose, one would be the form of the respective repetitive structure on, fitted Xuchtenfeldblende in the manner of a template necessary, the image of which is in the The target plane is to be brought to cover by beam deflection wherever the respective repetition structure is programmatically mapped out in terms of the pattern.

Dieses Verfahren wäre jedoch in seiner technischen Ausführung erheblich aufwendig bzw, wenig flexibel. Außerdem würde bei den vielen unterschiedlichen Strukturen, die in der Praxis auf einem Arbeitsfeld vorkommen können, der mechanische Wechsel der verschiedenen Schablonen zu viel Zeit beanspruchen. Ferner muß die Tatsache berücksichtigt werden, daß die euchtfeldblende aus mechanischen Gründen nicht beliebig klein und aus elektronenoptischen Gründen nicht beliebig groß gemacht werden kann.However, this procedure would be substantial in its technical execution expensive or not very flexible. In addition, with the many different structures which can occur in practice in a field of work, the mechanical change the different templates take too much time. Furthermore, the fact must be taken into account that the euchtfeldblende for mechanical reasons not arbitrary small and cannot be made arbitrarily large for electron-optical reasons.

Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das eine nichtthermische Elektronenstrahlbearbeitung mit höherer Arbeitsproduktivität gewährleistet. The purpose of the invention is to provide a method that is non-thermal Electron beam machining with higher work productivity guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur nicht thermischen Elektronenstrahlbearbeitung anzugeben, das bei Vermeidung der vorgenannten Schwierigkeiten die Belichtung des Targets mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitig hoher Arbeitsgeschwindigkeit gestattet. The invention is based on the object of a method for not specify thermal electron beam processing, while avoiding the aforementioned Difficulty exposing the target with high accuracy at the same time high working speed allowed.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bestrahlung der zu bearbeitenden Schicht (Target) des Werk stückes nach einem bestimmten Programm bezüglich des Auftreffortes der Impulse und der Form und Größe ihrer flächenmäßigen Ausdehnung (ihres strahiquerschnittes) auf dem Target in der Weise gesteuert wird, daß die entsprechend dem Sortiment an einstellbaren Strahiquerschnitten zu bearbeitende Fläche mosaikartig in vorzugsweise rechteckige oder kreisförmige Elementarflächen aufgeteilt wird und daß die Bestrahlung der zu bearbeitenden Fläche in zeitlicher Aufeinanderfolge mit Gruppen von Stromimpulsen, deren Strahl querschnitt der je. This object is achieved according to the invention in that the irradiation the layer to be machined (target) of the workpiece according to a specific program regarding the point of impact of the impulses and the shape and size of their areal Expansion (of its beam cross-section) on the target in the way is controlled that the according to the range of adjustable beam cross-sections The area to be processed is like a mosaic, preferably rectangular or circular Elementary areas are divided and that the irradiation of the area to be processed in chronological succession with groups of current pulses whose beam cross-section the ever.

weiligen die Gruppe kecnzebucenoen Elementarfläche entspricht, durchgeführt wird.sometimes the group kecnzebucenoen corresponds to the elementary surface will.

Die mosaikartige Zerlegung des zu bestrahlenden Musters bedeutet keine Einschrankung hirsichtlich der Menge aller nur denkbaren ?#uster, da im Extremfall - eines schachbrettartigen Musters mit abwechselnd zu bestrahlenden und nicht zu bestrahlenden quadratischen Flächenelementen von der Kantenlänge d - die Leuchtfeldblende auf ihre kleinstmögliche quadratische Fläche eingestellt werden kann und so jedes Muster mit der vorgegebenen GenauigkeIt, beispielsweise auch nach dem Rasterverfahren, bestrahlt werden kann. In einem solchen Extremfall bietet die Erfindung gegenüber einem der eingangs erwähnten Verfahren keinen Vorteil, sofern nicht die Kantenlänge ein Vielfaches von d ist. The mosaic-like decomposition of the pattern to be irradiated means No restriction in terms of the amount of all conceivable? # patterns, as in extreme cases - a checkerboard-like pattern with alternately to be irradiated and not to irradiating square surface elements of edge length d - the luminous field diaphragm can be set to their smallest possible square area and so each Samples with the specified accuracy, for example also according to the raster method, can be irradiated. In such an extreme case, the invention offers the opposite one of the methods mentioned at the beginning has no advantage, unless the edge length is a multiple of d.

Um den erforderlichen Zeitaufwand bei einem mit mechanischen Mitteln erfolgenden Blendenwechsel klein zu halten, empfiehlt es sich, die Vielzahl der an sich möglichen Mosaikbausteine für ein Arbeitsfeld bei optimaler Auswahl bezüglich der Form und Größe auf wenige, z. B. zehn, zu beschränken und dafür die Wiederholquote zu erhöhen. Das hiermit verbundene und hier nur angedeutete Optimierungsproblem kann beispielsweise einem Computer übertragen werden, der auch zur Bewältigung von Aufgaben zur Programmierung und Steuerung mit Vorteil eingesetzt werden kann. Auf Grund der wesentlich kürzeren Ansprechzeit der elektrischen und/oder magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahls über dem Target sowie der ebenfalls wesentlich kitrzeren Stand zeit desselben auf dem zu bestrahlenden Flächenelement, bietet die gruppen eise Durchführung des Bestrahlungsprozesses, bei der jede Gruppe durch die Verwendung eines Mosaikbausteines (Rechteckfläche) gekennzeichnet ist, besondere Vorteile. Nimmt man eine Elektronenstromdichte von 1 A/cm2 und eine Resistempfindlichkeit von 10 5C/cm2 an, so können in einer Gruppe beispielsweine 104 Einzelbelichtungen von 0,1 8 durchgeführt werden, während der mechanische Blendentrechsel von einer kruppe zur nchsten etwa 0,1 8 beträgt. Bei zehn Gruppen mit jeweils 104 Einzelbelichtungen entstehen so Gesamt zeiten fr die Bestrahlung eines Arbeitsfeldes mit 10 x 104 Mosaikbausteinen von ca. 2 8 trotz einer relativ groben --acrungsdichte und eines hohen Genauigkeitsgrades. To the time required for one with mechanical means To keep the aperture changes taking place small, it is advisable to use the large number of possible mosaic building blocks for a field of work with an optimal selection regarding the shape and size to a few, z. B. ten, to limit and the repetition rate to increase. The optimization problem associated with this and only hinted at here can for example be transferred to a computer that also Used to advantage to accomplish programming and control tasks can be. Due to the much shorter response time of the electrical and / or magnetic deflection of the electron beam over the target as well as the significantly shorter service life of the same on the surface element to be irradiated, offers group execution of the irradiation process in which each group is characterized by the use of a mosaic block (rectangular area), special advantages. If one takes an electron current density of 1 A / cm2 and a resist sensitivity of 10 5C / cm2, for example 104 individual exposures can be made in a group of 0.1 8 can be carried out, while the mechanical aperture lathe can be performed by one croup to the nearest is about 0.1 8. With ten groups with 104 single exposures each This results in total times for the irradiation of a work area with 10 x 104 mosaic blocks of approx. 2 8 in spite of a relatively coarse -acration density and a high degree of accuracy.

Weitere Vorteile ergeben sich bei der Verwendung einer Einrichtung zur Bildung von vorzugsweise rechteckförmigen Elektronenstrahlquerschnitten unterschiedlicher Form und Größe auf dem Target, bei der keine mechanischen Teile bewegt werden müssen. Eine mechanisch einstellbare Blendenanordnung für den beschriebenen Zweck erfordert ein hohes Maß an Präzision. Further advantages result from the use of a device for the formation of preferably rectangular electron beam cross-sections of different Shape and size on the target with which no mechanical parts have to be moved. Requires a mechanically adjustable diaphragm arrangement for the purpose described a high degree of precision.

Außerdem können bei ihrer Anwendung in Anbetracht der großen Zahl an Umschaltungen - im Dauerbetrieb kann die Blendenumschaltung pro Tag mehr als zehntausendmal erfolgen . gewisse Schwierigkeiten auftreten, die die Effektivität herabsetzen.They can also use them in view of the large number of switchovers - in continuous operation, the aperture switch can be more than done ten thousand times. certain difficulties arise that affect the effectiveness reduce.

Es ist daher von besonderem Vorteil, wenn zur Einstellung der Iadungsmenge bzw. des Strahlquerschnittes der Stromimpulse in der Targetebene nach Form und Größe eine in vorzugsweise senkrechter Richtung zur Strahlachse wirkende elektrische und/oder magnetische Kraft zuschaltbar oder veränderbar ist. It is therefore of particular advantage if to adjust the amount of charge or the beam cross-section of the current pulses in the target plane according to shape and size an electrical and / or acting in a preferably perpendicular direction to the beam axis magnetic force can be switched on or changed.

Außerdem ist es vorteilhaft, zur Einstellung des Strahlquerschnitts der Stromimpulsein einer oder mehreren zur Target. It is also advantageous to adjust the beam cross-section the current pulse in one or more to the target.

ebene optisch konjugierten Zwischenbildebenen Mittel zur Verstellung von geeigneten Blenden und/oder deren Bildern vorzusehen.plane optically conjugated intermediate image planes means for adjustment of suitable apertures and / or their images to be provided.

Es wird dabei von dem Gedanken ausgegangen, daß der Umfang des unmittelbar hinter der Leuchtfeldblende vorzugsweise rechteckförmig begrenzten Elektronenstrahlquerschnittes nicht in seiner gesamten Länge, insbesondere nicht alle vier Rechteck. It is based on the idea that the scope of the immediate behind the luminous field diaphragm, preferably a rectangular electron beam cross-section not in its entire length, especially not all four rectangles.

seiten, durch eine unmittelbar davor liegende materielle Blendenanordnung gebildet werden müssen, sondern beispielsweise wenigstens eine oder zwei davon das von einem oberhalb der Leuchtfeldblende befindlichen Linsensystem entworfene Bild der Kanten einer ersten Leuchtfeldblende sein können, die sich reell in die Ebene der zweiten hinreichend scharf abbildet. Während nun der durch die zweite leuchtfeldblende gebildete Teil der Begrenzung des Elektronenstrahlquerschnittes fest ist, kann der andere Teil, der das Bild eines Teiles der Berandung der ersten Leuchtfeldblende ist, mit Hilfe eines geeignet im betreffenden elektronenoptischen Zwischenabbildungssystem angeordneten Ablenksystems in beliebiger Richtung senkrecht zur optischen Achse verschoben werden. Dabei ergibt sich in der unmittelbar hinter der zweiten Leuchtfeldblende gelegenen Ebene und damit auch in der Targetebene ein rechteckförmiger Elektronenstrahlquer.sides, through a material panel arrangement directly in front of it must be formed, but for example at least one or two of them that image designed by a lens system located above the field diaphragm the edges of a first field diaphragm can be, which are real in the plane the second is sufficiently sharp. While now through the second luminous field diaphragm formed part of the limitation of the electron beam cross-section is fixed, the other part, which is the image of a part of the edge of the first field diaphragm is, with the aid of a suitable in the relevant electron-optical intermediate imaging system arranged deflection system in any direction perpendicular to the optical axis be moved. This results in the directly behind the second field diaphragm located level and thus also a rectangular one in the target plane Electron beam cross.

schnitt, dessen Form und Größe mit Hilfe des genannten #blenksystems sich sogar kontinuierlich einstellen läßt.cut, its shape and size with the help of the mentioned #blenksystem can even be adjusted continuously.

Ein besonderer Vorzug dieser Einrichtung besteht darin, daß nunmehr auch sehr schmale und kleinerBlendenöffnungen simuliert werden können, was sich auf die Dimensionierung des gesamten elektronenoptischen Systems günstig auswirkt, da auf im Rahmen der konventionellen Elektronenoptik unvermeidbare Aberrationen, wie beispielsweise den Öffnungsfehler, Rücksicht genommen werden muß. Andererseits kann aber auch das Verhältnis zwischen der größten und kleinsten Kantenlänge der simulierten Leuchtfeldblenden wesentlich vergrößert werden und ebenso die Anzahl der nunmehr elektronisch einstellbaren Gruppen, was insgesamt eine beträchtliche Verkürzung der arbeitszeit pro Arbeitsfeld bedeutet. A particular advantage of this facility is that now very narrow and smaller aperture openings can also be simulated, which is has a beneficial effect on the dimensioning of the entire electron-optical system, as there are unavoidable aberrations in the context of conventional electron optics, such as the opening error, must be taken into account. on the other hand but can also be the ratio between the largest and smallest edge length of the simulated luminous field diaphragms are significantly increased and so is the number of the groups that can now be set electronically, which is a considerable overall Means a reduction in the working time per field of work.

k5 versteht sich von selbst, daß die erste und/oder zweite Leuchtfeldblende auch in ihrer Form und Größe mechanisch verstellbar und/oder wechselbar ausgebildet sein können. k5 goes without saying that the first and / or second field diaphragm also designed to be mechanically adjustable and / or changeable in their shape and size could be.

Eine weitere Ausgestaltung des ErLindungsgedankens dient zur Erzeugung anders geformter Mosaikbausteine (Elementarflächen), wie z. B. Kreisflächen und schrägliegender Rechteckflächen. Zu diesem Zweck enthält die zweite Leuchtfeldblende nach Art einer Schablone flächenmäßig nebeneinander angeordnete der jeweiligen Elementarfläche entsprechende Öffnun#n,während die erste Tleuchtfeldblende nur eine, vorzugsweise quadratische Öffnung besitzt. Diese ist so dimensioniert, daß bei Abbildung der ersten euctfeldblende auf die Ebene der zweiten und entsprechender Ablenkung ihres Bildes nur jeweils eine Öffnung oder ein Teil derselben beleuchtet und in die Targetebene abgebildet wird. Another embodiment of the inventive concept is used for generation differently shaped mosaic blocks (elementary areas), such as B. circular areas and inclined rectangular surfaces. For this purpose, the second field diaphragm contains the respective elementary surface arranged next to one another in terms of surface area in the manner of a template corresponding openings, while the first fluorescent field diaphragm has only one, preferably has a square opening. This is dimensioned so that when the first euctfeldblende on the level of the second and corresponding diversion of their image only one opening or part of it is illuminated and in the target plane is mapped.

Zu der Anlage zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens können eine Reihe von an sich bekannten Einrichtungen gehören oder zugeordnet werden, wie beispielsweise Stigmatoren zur Korrektur des Astigmatismus auch höherer Ordnung, eine vorzugsweise automatische elektrisch/magnetische Strahlzentrierung, Mittel zur Markendetektion und Fokuskontrolle, eine Raster-und Displayeinrichtung, ein zur Beobachtung bzw. Registrierung des Elektronenstrahls in der Targetebene derselben nachfolgendes elektronenoptisches Abbildungssystem sowie entsprechende Steuer-, Regel- und Versorgungseinrichtungen, die einerseits zur Gew~ahrleistung der Funktion und des Betriebes der Apparatur notwendig sind, andererseits aber auch unter Ausnutzung der durch den Erfindungsgegenstand gegebenen Möglichkeiten neue Vorteile entstehen lassen. So kann beispielsweise das Signal-Rauschverhält. The system for implementing the method according to the invention can a number of facilities known per se belong or be assigned such as For example, stigmators for correcting the astigmatism of even higher order, a preferably automatic electric / magnetic beam centering, means for mark detection and focus control, a grid and display device for the observation or registration of the electron beam in the target plane of the same subsequent electron-optical imaging system as well as corresponding control, Control and supply facilities, on the one hand to guarantee the function and the operation of the apparatus are necessary, but on the other hand also under utilization the possibilities given by the subject matter of the invention give rise to new advantages permit. For example, the signal-to-noise ratio.

nis bei der Markendetektion verbessert werden, wenn die Marke anstelle mit einer punktförmigen Elektronensonde mit einer linienförmigen abgetastet wird, die sich durch Einstellung der Leuchtfeldblende auf die kleinste Spaltbreite erreichen läßt.Mark detection can be improved if the mark is in place is scanned with a point-shaped electron probe with a line-shaped one, which can be achieved by setting the luminous field diaphragm to the smallest slit width leaves.

Weiterhin soll darauf hingewiesen werden, daß anstelle von rotationssymmetrischen Linsen auch Quadrupollinsen verwendet werden können. It should also be noted that instead of rotationally symmetrical Lenses also quadrupole lenses can be used.

der Erfindung In der Zeichnung wird der Gegenstand#anhand einer Reihe von schematischen Darstellungen näher erläutert. of the invention In the drawing, the item # is based on a series explained in more detail by schematic representations.

Es zeigen: Fig. 1 das elektronenoptische Schema eines nach dem Rasterprinzip arbeitenden Elektronenstrahlbearbeltungsgerätes, Fig. 2 das gleiche Schema für eine nach dem Schablonenverfahren arbeitende Apparatur, Fig. 3 das elektronenoptische System einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Anlage, Fig. 4 eine Einrichtung zur elektronenoptischen Variation des vorzugsweise rechteckförmigen Elektronenstrahiquerschnittes mit festen Blenden und zwei getrennten Linsen, Fig. 5 eine dem gleichen Zweck dienende Einrichtung, bei der nur eine Linse verwendet wird, Fig. 6 eine Anordnung zur Bildung einer rechteckförmigen Blendenöffnung mit Hilfe zweier gekreuzter Spaltblenden. The figures show: FIG. 1 the electron-optical scheme of one according to the raster principle working electron beam processing device, Fig. 2 shows the same scheme for a Apparatus operating according to the template process, FIG. 3 the electron-optical apparatus System of a plant serving to carry out the method according to the invention, 4 shows a device for the electron-optical variation of the preferably rectangular shape Electron beam cross-section with fixed diaphragms and two separate lenses, Fig. Fig. 5 shows a same purpose device using only one lens Fig. 6 shows an arrangement for forming a rectangular aperture with With the help of two crossed slit diaphragms.

Die Fig. 7 (a ... c) dienen zur Erläuterung der Bildung rechteckförmiger Elektronenstrahl querschnitte mit Hilfe der Abbildung von zwei in optisch konjugierten Ebenen liegenden festen Blenden, deren Bilder jedoch in achsensenkrechter Richtung gegeneinander verschoben sind. 7 (a ... c) serve to explain the formation of rectangular ones Electron beam cross sections using the mapping of two in optically conjugated Fixed diaphragms lying on planes, but their images in an axis-perpendicular direction are shifted against each other.

In dem Schema der Fig. 1 wird der von einem Elektronenstrahlerzeugungssystem 1 gebildete crossover 2 mittels einer Magnet linse 3 in eine Ebene 4 verkleinert und von dort mittels eines Sondenobjektivs 5 in eine Targetebene 6 abgebildet. Die Apertur der feinen Sonde 7 wird durch eine Aperturblende 8 bestimmt. Mit einem Ablenksystem 9, das entweder magnetisch oder elektrisch wirksam ist und auch innerhalb oder oberhalb des Linsenfeldes angeordnet sein kann, wird die Sonde in einem gewissen Bereich - dem Arbeitsfeld -bewegt und insbesondere gerastert. Die Hell- und Dunkeltastung erfolgt durch eine entsprechende Steuerung der Spannung an der Wehneltelektrode 10 des Strahlerzeugmgssystems 1. In the scheme of FIG. 1, that of an electron gun 1 formed crossover 2 reduced in a plane 4 by means of a magnetic lens 3 and from there by means of a probe lens 5 in a target plane 6 pictured. The aperture of the fine probe 7 is determined by an aperture diaphragm 8. With a deflection system 9 that is either magnetically or electrically effective and can also be arranged within or above the lens field, the probe in a certain area - the work area - moved and especially rasterized. The light and dark switching is carried out by a corresponding control of the voltage on the Wehnelt electrode 10 of the beam generation system 1.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird der crossover 12 eines Elektronenstrahlers 11 nach Begrenzung des Öffnungswinkels durch eine Blende 13 mittels einer Magnetlinse 14 zu einer punktförmigen Quelle 15 stark verkleinert abgebildet, deren weitgeöffneter Strahlenkegel die im Feld einer Übertragungslinse 16 angeordnete Schablone 17 hinreichend homogen beleuchtet und in Richtung auf ein Objektiv 18 konvergiert. Das Objektiv 18 entwirft auf einer Targetebene oder Fotoplatte 19 ein stark verkleinertes Bild der Schablone 17. Freigabe und Unterbrechung der Bestrahlung kann durch eine entsprechende Steuerung der Spannung an der Wehneltelektrode 20 erfolgen. In the embodiment shown in FIG. 2, the crossover 12 of an electron gun 11 after limiting the opening angle by a diaphragm 13 greatly reduced in size by means of a magnetic lens 14 to form a point source 15 shown, whose wide-open beam cone is that in the field of a transmission lens 16 arranged template 17 illuminated sufficiently homogeneously and in the direction of a Lens 18 converges. The lens 18 designs on a target plane or photo plate 19 a greatly reduced image of the template 17. Release and interruption of the Irradiation can be achieved by appropriately controlling the voltage at the Wehnelt electrode 20 take place.

In dem in Fig. 3 gezeigten elektronenoptischen System einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Elektronenstrahlbearbeitungsanlage wird der crossover 22 des Elektronenstrahlers 21 mittels eines Anpaßkondensors 23 in eine Ebene 24 abgebildet, die,beztiglich eines Kondensors 25 und einer stark verkleinernden Linse 26 zur Ebene einer Aperturblende 27 elektronenoptisch konjugiert ist. Der Anpaßkondensor 23 ist in seiner Brechkraft so eingestellt, daß sowohl die aus zwei Spaltblenden 28; 29 gebildete Öffnung der Leuchtfeldblende als auch die Öffnung der Aperturblende 27 Jeweils hinreichend homogen ausgeleuchtet werden. Die Leuchtfeldblende 28; 29 wird mittels der Linse 26 stark verkleinert kurizf u en bildseitige Brennebene abgebildet und von dort mittels eines Übertragungsobjektivs 30 in die Targetebene 31 übertragen. In the electron optical system shown in Fig. 3 according to The electron beam processing system designed according to the invention is the crossover 22 of the electron gun 21 into a plane 24 by means of a matching capacitor 23 shown, the, with respect to a condenser 25 and a strongly reducing lens 26 to the plane of an aperture diaphragm 27 electron-optically conjugated is. The adjusting condenser 23 is adjusted in its refractive power so that both the from two slit diaphragms 28; 29 formed opening of the field diaphragm as well as the Opening of the aperture diaphragm 27 are each illuminated in a sufficiently homogeneous manner. the Field diaphragm 28; 29 is greatly reduced in size by means of the lens 26 Imaged focal plane on the image side and from there by means of a transmission lens 30 transferred to the target plane 31.

Das in der Ebene 24 liegende crossover-Bild wird mit Hilfe des Übertragungskondensors 25 in eine Ebene kurz vor der dingseitigen Brennebene der Linse 26 abgebildet, wo auch das von der Linse 26 im optisch rückwärtigen Strahlengang zugeordnete Bild 32 der Aperturblende 27 liegt. Auf diese als Eintrittspupille wirkende virtuelle Blende 32, die nur wenigetm im Durchmesser betragen kann, muß der Elektronenstrahl sehr genau zentriert sein. Aus diesem Grunde ist unterhalb des Elektronenstrahlers 21 ein zweistufiges Ablenksystem 33; 34 angeordnet, das den Elektronenstrahl sowohl mit Kippzentrum im crossover 22 auf eine Vorblende 36 und damit auf die zu dieser über den Anpaßkondensor 23 und Übertragungskondensor 25 optisch konjugierte Leuchtfeldblende 28; 29 als auch mit Kippzentrum um die Vorblende 35 auf die Aperturblende 27 zu zentrierven gestattet. Zum Zweck der Strahlstrommessung und einer zwischenzeitlich - beispielsweise in den Arbeitspausen, die ohnehin während der mechanischen Verschiebung des Targets nach der step- and -repeat-Methode vorhanden sind - einschaltbaren automatischen Strahljustierun läßt sich ein Faradaybecher 36 unmittelbar unterhalb der Aperturblende 27 einschwenken, der gleichzeitig als mechanischer Blendenverschluß dienen kann, Aus der Bedingung einer hinreichend homogenen Beleuchtung der Öffnungen der L.'uchtfeld. und Aperturblende ergibt sich in Abhängigkeit von der Größe derselben und unter Berücksichtigung der Strahlungscharakteristik des Elektronenstrahlers sowie des Öffnungsfehlers des Übertragungskondensors eine Forderung für die Mindestgrößides Emissionsstromes an der Kathode. Dieser kann z. B. 1 mA betragen, so daß bei einer Strahlspannung von beispielsweise 30 kV in der Ebene der Vorblende 35 eine Strahlungsleistung von 30 Watt existiert.The crossover image located in level 24 is generated with the help of the transfer condenser 25 imaged in a plane shortly before the thing-side focal plane of the lens 26, where also the image assigned by the lens 26 in the optically rearward beam path 32 of the aperture stop 27 is located. Virtual ones acting as the entrance pupil on this Diaphragm 32, which can be only a few meters in diameter, must be the electron beam be very precisely centered. For this reason is below the electron gun 21 a two-stage deflection system 33; 34 arranged that the electron beam both with the tilting center in the crossover 22 on a front panel 36 and thus on the one to this Field diaphragm optically conjugated via the matching condenser 23 and transmission condenser 25 28; 29 as well as with a tilting center around the pre-diaphragm 35 towards the aperture diaphragm 27 centering permitted. For the purpose of beam current measurement and one in the meantime - For example, in the work breaks, which are anyway during the mechanical shift of the target are available according to the step-and-repeat method - automatic switchable Beam adjustment can be a Faraday cup 36 immediately below pivot the aperture diaphragm 27, which also acts as a mechanical shutter can serve, from the condition of a sufficiently homogeneous illumination of the openings the L.'uchtfeld. and aperture diaphragm results as a function of the size of the same and taking into account the radiation characteristics of the electron gun as well as the opening error of the transfer condenser a requirement for the minimum size Emission current at the cathode. This can e.g. B. 1 mA, so that at a Beam voltage of, for example, 30 kV in the plane of the screen 35 produces a radiation power of 30 watts exists.

Diese wird zu ihrem größten Teil dort in Wärme umgesetzt, da die Vorblende nur den mittleren nahezu homogenen Teil der Stromdichteverteilung durchläßt. Um unerwünschte thermische Einflüsse auszuschließen, kann es von Vorteil sein, die Vorblende 35 zusätzlich zu kühlen. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, diese Vorblende zwischenzeitlich aus dem Strahlengang herauszuziehen, wobei nahezu die gesamte Strahlungsleistung bei genügend weit geöffneter Leuchtfeldblende 28; 29 in der Aperturblende 27 umgesetzt wird. Bei entsprechender Dimensionierung kann diese dabei kurzzeitig auf Glühtemperatur erhitzt werden, wobei schädliche Verunreinigungen entfernt werden.For the most part, this is converted into heat there, as the front panel only lets through the middle, almost homogeneous part of the current density distribution. Around To exclude undesirable thermal influences, it can be advantageous to use the Pre-aperture 35 to cool additionally. On the other hand, there is also the possibility of this In the meantime, pull the screen out of the beam path, with almost the total radiation power with the field diaphragm 28 open sufficiently wide; 29 is implemented in the aperture stop 27. With appropriate dimensioning can these are briefly heated to the annealing temperature, causing harmful impurities removed.

Mit Hilfe eines Ablenksystems 37, das sich unterhalb, innerhalb oder oberhalb des UbertragungsobJektives 30 befinden kann, ist es möglich, das Bild der Leuchtfeldblende au:? jede beliebige Stelle 38 innerhalb des Ärbeitsfeldes einzustellen. Um eine einwandfreie Zuführung der durch die Gradation des Potoresists bestimmten Bestrahlangsdosis in das vorgeschriebene Gebiet za gewahrlelatea, vjird der Elektronenstrahlquerschnitt im aznkelgetasteten Zustand nach Lage und Gestalt eingestellt und danach für eine bestimmte, im allgemeinen sehr kurze Zeitdauer von beispielsweise 10 Mikrosekunden hellgetastet, Die beschriebene Apparatur bietet den Vorteil, daß die Hell- und Dunkeltastung des Elektronenstromes auf der Targetebene mit einfachen Mitteln bewerkstelligt werden kann, die frei von unerwünschten Nebenwirkungen ist. Oberhalb der Leuchtfeldblende 28; 29 befindet sich ein vorzugsweise elektrisches Ablenksystem 39, dessen Ablenkempfindlichkeit durch die starke Vergrößerung der Linse 26 auf die virtuelle Eintrittspupille 32 so verstärkt wird, daß bereits eine Ablenkspannung von 10 V genügt, um das in der Ebene der Aperturblende 27 liegende crossover-Bild aus dem Bereich der Öffnung derselben voll auszulenken. Da die Ebene der Beuchtfeldblende und die Targetebene zueinander optisch konjugiert sind, wird hierbei die Uberdeckung des Elektronenstrahlquerschnittes mit dem zu bestrahlenden Gebiet nicht gestört, sondern es wird der in der Targetebene ankommende Elektronenstrom gleichmäßig zum Erlöschen gebracht. With the help of a deflection system 37, which is below, within or can be located above the UbertragungsobJektives 30, it is possible to display the image of the Field diaphragm au:? any position 38 within the field of work to adjust. In order to ensure a perfect supply of the due to the gradation of the Potoresist certain radiation dose in the prescribed area za gewahrlelatea, vjird the electron beam cross-section in the articulated state according to position and shape set and then for a certain, generally very short period of time of for example, light keyed for 10 microseconds, the described apparatus offers the advantage that the light and dark scanning of the electron stream on the target level Can be done with simple means that are free from undesirable side effects is. Above the field diaphragm 28; 29 is a preferably electrical one Deflection system 39, whose deflection sensitivity due to the strong magnification of the Lens 26 is amplified on the virtual entrance pupil 32 so that already one A deflection voltage of 10 V is sufficient to reduce that lying in the plane of the aperture diaphragm 27 fully deflect crossover image from the area of the opening of the same. Because the plane of the field diaphragm and the target plane are optically conjugate to one another here the coverage of the electron beam cross-section with that to be irradiated Area is not disturbed, but the electron stream arriving in the target plane is evenly extinguished.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines elektronenoptischen Systems, das mit dem in Fig. 3 dargestellten bis auf den zwischen den Ebenen 24 und 32 liegenden Teil übereinstimmt, so daß also die mit 24 und 41 bzw. 32 und 47 bezeichneten Ebenen hinsichtlich ihrer optischen Bedeutung einander entsprechen. Der vom crossover-Zwischenbild 41 ausgehende Strahlenkegel beleuchtet eine erste Luchtfeldblende 42, die mit Hilfe der Linsen 43 und 44 in die Ebene 45 einer zweiten Leuchtfeldblende abgebildet wird. Weitere Zwischenbilder des crossover entstehen in den Ebenen 46 und 47. Im Raum zwischen den beiden Linsen 43 und 44 befindet sich ein Ablenksystem 48; 49, das das in der Ebene 45 vorhandene Bild der ersten Leuchtfeldblende in beliebiger Richtung senkrecht zur optischen Achse, also auch gegenüber der Öffnung der zweiten Leuchtfeldblendea zu verschieben gestattet. Das Ablenksystem 48; 49 ist so angeordnet, daß es dabei das in der Eintrittspupille 47 liegende crossover-Bild nicht verschiebt. Zwecks Erleichterung von Justierschwierigkeiten, die diese Bedingung infolge der ggf. sehr kleinen Öffnung der Eintrittspupille 47 mit sich bringt, kann das Ablenksystem 48; 49 auch ein geeignet zugeordnetes Justier-Korrektursystem enthalten, so daß die unter Umständen erforderliche Justierung einmalig innerhalb der elektronischen Versorgungseinrichtung vollzogen werden kann. Wie aus dem Verlauf der Begrenzungsstrahlen 50; 51 im unabgelenkten Fall und den Begrenzungsstrahlen 52; 53 im abgelenkten Zustand ersichtlich ist, ist der flächenmäßig von dem Bild der ersten Leuchtfeldblende und der Öffnung der zweiten Leuchtfeldblende gebildete Ausschnitt 54 nach Lage und Gestalt gleich dem Elektronenstrahl querschnitt unmittelbar hinter der Ebene 45 der zweiten Leuchtfeldblende, die bezüglich des nachfolgenden Linsensystems gemäß Fig. 3 zur Targetebene optisch konjugiert ist. Die außeraxiale Verschiebung des Querschnittmittelpunktes bedeutet keinen Nachteil und muß lediglich bei der Programmierung der Ablenkung des Elektronenstrahls innerhalb des Arbeitsfeldes auf der Targetebene berücksichtigt werden. Fig. 4 shows a schematic representation of a section of a electron optical system, which is shown in Fig. 3 except for the between levels 24 and 32 lying part coincides, so that the planes denoted by 24 and 41 or 32 and 47 with regard to their optical Meaning correspond to each other. The ray cone emanating from the crossover intermediate image 41 illuminates a first luminous field diaphragm 42 which, with the aid of lenses 43 and 44 in the plane 45 of a second luminous field diaphragm is imaged. More intermediate images of the crossover are created in levels 46 and 47. In the space between the two lenses 43 and 44 there is a deflection system 48; 49, the one in level 45 Image of the first field diaphragm in any direction perpendicular to the optical Axis, that is to say also to move with respect to the opening of the second luminous field diaphragma allowed. The deflection system 48; 49 is arranged so that it is in the entrance pupil 47 horizontal crossover image does not move. To alleviate adjustment difficulties, this condition as a result of the possibly very small opening of the entrance pupil 47 brings with it, the deflection system 48; 49 also a suitably assigned adjustment correction system included, so that the adjustment that may be required once within the electronic supply device can be carried out. As if from the course the boundary rays 50; 51 in the undeflected case and the limiting rays 52; 53 can be seen in the deflected state, the area is different from the picture the first field diaphragm and the opening of the second field diaphragm formed Cutout 54 according to position and shape is the same as the electron beam cross-section directly behind level 45 the second field diaphragm, which with respect to of the subsequent lens system according to FIG. 3 is optically conjugated to the target plane is. The off-axis shift of the center of the cross-section does not mean any disadvantage and need only when programming the deflection of the electron beam within of the field of work at the target level must be taken into account.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des in Fig. 4 dargestellten elektronenoptischen Systems. Die Linsen 43 und 44 der Fig. 4 sind hier zu einer einzigen Linse 55 vereinigt, wobei die beiden Leuchtfeldblenden 56 und 57 innerhalb des Linsenfeldes angeordnet und bezüglich des von ihnen geometrisch eingeschlossenen Linsenfeldes einander optisch konjugiert sind. Zwischen ihnen befindet sich wiederum ein Ablenksystem 58; 59, das das in der Ebene der zweiten Leuchtfeldblende vorhandene Bild der ersten achsensenkrecht zu verschieben gestattet, während das von der Linse 55 in der Ebene 60 zweistufig mit Zwischenabbildung in 61 entworfene Bild des crossover.Zwischenbildes 62 dabei in Ruhe bleibt. FIG. 5 shows another embodiment of that shown in FIG electron optical system. The lenses 43 and 44 of Fig. 4 are here to one single lens 55 combined, the two luminous field diaphragms 56 and 57 within of the lens field and with respect to the geometrically enclosed by them Lens field are optically conjugated to one another. Between them is again a deflection system 58; 59, the one present in the plane of the second field diaphragm Image of the first allowed to move perpendicular to the axis while that of the lens 55 in level 60 two-stage with intermediate image in 61 designed image of the crossover intermediate image 62 remains in peace.

In Fig. 6 ist eine zweistufige Leuchtfeldblende dargestellt, die aus zwei dicht übereinander liegenden Spalt, blenden 63; 64 mit den Breiten a und b gebildet wird und deren Schneiden mittels einer geeigneten mechanischen Einrichtung verstellt werden können. In Fig. 6, a two-stage field diaphragm is shown, the from two closely one above the other gap, aperture 63; 64 with the widths a and b is formed and its cutting by means of a suitable mechanical device can be adjusted.

Fig. 7 stellt eine Draufsicht auf die Ebene 45 der zweiten Leuchtfeldblende (Fig. 4) dar. Die Konturen der Öffnung der zweiten Leuchtfeldblende sind mit 65, die des Bildes der ersten Leuchtfeldblende mit 66 und der Durch~ stoßpunkt der optischen Achse mit 67 bezeichnet. Je nach Ablenkamplitude und Azimut des Ablenksystems 48; 49 (Fig. 4 liegt das Bild der ersten .Leuchtfeldblende gegenüber der zweiten verschoben, so daß der durch Schraffur gekennzeichnete gemeinsame Teil der durch die Konturen 65 und 66 begrenzten Flächen die für den Elektronenstrahl freie Öffnung bildet. 7 shows a plan view of the plane 45 of the second field diaphragm (Fig. 4). The contours of the opening of the second field diaphragm are 65, the des Image of the first field diaphragm with 66 and the through ~ The point of impact of the optical axis is denoted by 67. Depending on the deflection amplitude and azimuth the deflection system 48; 49 (Fig. 4 shows the image of the first field diaphragm opposite the second moved so that the common part indicated by hatching the areas bounded by the contours 65 and 66 are those for the electron beam forms free opening.

Fig. 7a zeigt den Fall für einen großflächig quadratischen Querschnitt, Fig. 7b den für einen rechteckförmigen und Fig. 7c den für einen kleinen quadratischen Querschnitt des Elektronenstrahls.Fig. 7a shows the case for a large square cross-section, Fig. 7b for a rectangular and Fig. 7c for a small square Cross section of the electron beam.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims method for non-thermal electron beam processing, in which a diaphragm arranged in the beam path is pulsed by an imaging system is mapped to a part of the workpiece to be machined, thereby characterized in that the irradiation of the layer to be processed (target) of the ilerkstückes according to a certain program with regard to the call location of the impulses and the form and the size of its surface nusdehnuna (its beam cross-section) on the target is controlled in such a way that the according to the range of adjustable Beam cross-sections to be processed in a mosaic-like, preferably rectangular area or circular, elementary surfaces are divided on and that the irradiation of the area to be processed in chronological order with groups of current pulses, whose beam cross-section of the respective elementary surface characterizing the group is carried out.

2, method according to claim 1, characterized in that the to Irradiating entire area or parts of it in strips with current pulses are scanned, the one perpendicular to the direction of the strip, linear Have beam cross-section, the length and position of the respective linear shapes Beam cross-section is controlled according to a predetermined program.

3. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that the charge men # e the one on the target incoming current pulses with preferably the same pulse duration based on that smallest possible amount of charge as a unit, the one for that hit with an impulse Sufficient radiation dose is imparted to the partial area, in a ratio of one can be set up to several powers of ten, the amount of charge being the cross-sectional area of the corresponding current pulse in the target plane is proportional.

4. Device according to claim 3, characterized in that for adjustment the amount of charge or the cross-section of the current pulse in the target plane according to shape and size a diaphragm in an intermediate image plane that is optically conjugate to the target plane is interchangeable or adjustable.

5, device according to claim 3, characterized in that for setting the amount of charge or the beam cross-section of the current pulses in the target plane according to shape and size, one acting in a preferably perpendicular direction to the beam axis electrical and / or magnetic force can be switched on or changed.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that that to adjust the amount of charge or

of the beam cross-section of the current pulses in the target plane according to shape and size in one or more intermediate image planes optically conjugate to the target plane Means are provided for adjusting suitable diaphragms and / or their images are.

7. Device according to claim 3, characterized in that in the beam path of the electron beam at least two optically effective apertures are provided, one of which crosses the electron beam in the target plane and the other the aperture of the incident beam in the target plane is determined and that the openings of these two diaphragms can be changed.

8. Device according to claim 1 and 7, characterized in that Means are provided in the work breaks that occur during the mechanical feed from one working field to another, the beam automatically hits the Center the luminous field and aperture diaphragm, with the strengths of the appropriately modulated Current pulses measured below the aperture diaphragm and the measured value used as a signal will

9. Device according to claim 1, characterized in that the cross-sectional change of the electron beam in the target plane and pupil plane (plane of the aperture diaphragm) serving means for automatic focusing and correction of the axial astigmatism be exploited.

10. Device according to claim 1, characterized in that in the beam path a preferably electrical deflection system is arranged in front of the luminous field diaphragm, its deflection sensitivity through the subsequent lens (26) to the virtual The entrance pupil (33) is so amplified that even a low deflection voltage is sufficient to remove their image lying in the plane of the aperture diaphragm (30) from the area to deflect the opening of this aperture fully.

11. Device according to claim 1 and 6, characterized in that when using two diaphragms that are optically conjugate to the target plane, the second one Illuminated field diaphragm (45) distributed over a number of template-like openings contains in such a way that with suitable masking of the beam by the first luminous field diaphragm (42) and controllable deflection with in the vicinity of the interpupil (46) according to the program only one opening or part of the deflecting means the same is illuminated and mapped into the target plane.