DE2823829C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verändern des Strahlquerschnitts eines Strahls elektrisch geladener Teilchen - Google Patents

Description

a) Bestrahlen der Öffnung einer in Strahlrichtung ersten Lochmaske mit dem Strahl,

b) Ablenken des Strahls zwischen der ersten Lochmaske und einer in Strahlrichtung folgenden zweiten Lochmaske derart, daß zur Verringerung der Strahlintensität auf den für 1; die Abbildung auf dem Target gewünschten Wert ein Teil des auf die zweite Lochmaske auffallenden Strahls zurückgehalten wird,

gekennzeichnet durch folgenden weiteren τ ei laiirCFiSSCiiritt

c) Ablenken des so reduzierten Strahls (I₂) zwischen der zweiten Lochmaske (M₂) und in Strahlrichtung weiter hinten angeordneten Lochmasken (Mi) derart, daß unter Abstimmen des Strahlquerschnitts auf die genaue Form der gewünschten Abbildung auf dem Target (W) von den weiter hinten angeordneten Lochmasken (Mz) der durch die Öffnung (H₂) der zweiten Lochn •ttke (M₂) hindurchgetretene Randteil des Strahls zurückgehalten wird, so daß eine Unscharfe der Abbildung der Überlappungsfläche der Öffnungen (Hu H₂) der ersten und zweiten Lochmaske (Mi, 1J₂) verhindert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch l.mit

a) einer Strahlquelle, <tn

b) einer Ablenkeinrichtung zwischen zwei in Strahlrichtung hintereinander angeordneten Lochmasken zum Verringern der Strahlintensität auf den für die Abbildung auf dem Target gewünschten Wert durch Zurückhalten eines 4i Teils des auf die zweite Lochmaske auffallenden Strahls, gekennzeichnet durch

c) eine zweite Ablenkeinrichtung (D₂) zwischen der zweiten Lochmaske (M₂) und in Strahlrichtung weiter hinten angeordneten Lochmasken (M₁) zum Abstimmen des Strahlquerschnitts auf die genaue Form der gewünschten Abbildung auf dem Target (W) von den weiter hinten angeordneten Lochmasken (Mz) durch Zurückhalten des durch die Öffnung (H₂) der zweiten 5ί Lochmaske (M₂) hindurchgetretenen Randteils des Strahls, so daß eine Unscharfe der Abbildung der Überlappungsfläche der Öffnungen (Hu H₂) der ersten und der zweiten I .ochmaske (Mu M₂) verhindert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dert Lochmasken (M\ bis A^) im Strahlengang Linsen (Lu L₂) angeordnet sind-

4- Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichlungen (Di bis D₃) und Linsen (Lt bis Li) zueinander koaxial angeordnet und deren Längsäbmessünpn gleich

5, Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch· gekennzeichnet, daß in der Projektionsstrecke zum Target (W) eine Einrichtung zum Verdrehen des Strahls vorgesehen ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Lochmasken (Mi bis M3) als Schutzinasken gegen thermische Deformationen der jeweils nachfolgenden Lochmaske ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verändern des Strahlquerschnitts eines Strahls elektrisch geladener Teilchen in einem Gerät zur Projektion elektrisch geladener Teilchen auf ein Target mit den im Oberbegriff des Anspruchs genannten Merkmalen. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bestrahlungsgeräte mit Elektronenstrahlen werden zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, integrierten Schaltkreisen sowie zur maschinellen Bearbeitung etwa von Muttermasken mit mikroskopischen Abmessungen und Haupi.nasken verwendet; dabei besteht die Forderung nach einer Erhöhung der Bestrahlungsgeschwindigkeit, um die Produktivität zu verbessern. Diese Forderung kann jedoch beim Einsatz eines Projektionsverfahrens für den Elektronenstrahl nicht erfüllt werden, bei dem ein Strahl mit sehr kleinem und festliegendem Durchmesser die verschiedenen Abschnitte auf einem Target nacheinander überstreicht und aufzeichnet. Daher wird bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS 26 47 855) der Querschnitt des Elektronenstrahls durch eine Strahlablenkung zwischen zwei Lochmasken sowohl in seiner Größe als ."ich in seiner Form verändert, und der so veränderte Elektronenstrahl trifft auf ein Target. Die bekannte Von ichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist zwei Lochmasken mit einer rechteckigen oder quadratischen Öffnung sowie zwei Ablenkeinrichtungen auf. mit deren Hilfe der Elektronenstrahl quer zur Strahlrichtung in alle Richtungen abgelenkt werden kann; dadurch verändert sich der Querschnitt des Elektronenstrahls sowohl in seiner Form als auch in seiner Größe bevor der Strahl einen ausgewählten Teil des Targets erreicht. Im Betrieb wird die erste Lochmaske mit dem Elektronen strahl bestrahlt. Nach dem Durchtritt des Elektronen Strahls durch die beispielsweise quadratische Öffnung der ersten Maske und durch eine Linse wird er durch die erste Ablenkeinrichtung relativ zur beispielsweise quadratischen Öffnung der zweiten Lochmaske abge lenkt. Daher trifft die vollständige Abbildung der quadratischen Öffnung der ersten Maske auf der zweiten Lochmaske auf und überlappt sich mit deren Öffnung, so daß der Strahlquerschnitt der Überlappungsfläche der Öffnungen der ersten b/w. der zweiten Maske entspricht. Nach dem Durchtritt des Elektronenstrahls durch die zweite Maske und durch eine zweite Linse wird er durch die zweite Ablenkeinrichtung abgelenkt, so daß der geformte Elektronenstrahl auf einem ausgewählten Abschnitt des Targets auftrifft.

Durch Steuerung der Querablenkungen des Strahls an zwei verschiedenen Stellen können mit dieser bekannten Vorrichtung verschiedene Elektronenstrahl-

querschnitte erhalten werden. Um beispielsweise Halbleiterbauelemente zu erzeugen, werden mehrere Strahlflecken nacheinander auf ein Halbleitersubstrat projiziert, um auf diesem das gewünschte Muster in Form einer Fleckenanordnung auszubilden. Ersichtlich ist dieses Verfahren, bei dem der Elektronenstrahl in seinem Querschnitt variiert und projiziert wird, besonders vorteilhaft, um die zur Ausbildung eines vorgegebenen Musters auf dem Target erforderliche Bestrahlungszeit zu vermindern; dies erfordert im iu Vergleich zum Überstreichen mit einem unveränderlichen Slektronenstrahlpunkt eine kurze Bestrahlungszeit, so daß die Produktivität verbessert wird.

Dieses bekannte Projektionsverfahren arbeitet in vielen Fällen zufriedenstellend. Jedoch kann es bei η mikroskopischen Bearbeitungsmethoden, insbesondere bei hohen Strahlströmen, die Auflösungen von beispielsweise 0,i μπι erfordern, zu Schwierigkeiten kommen. Die auf dem Target auftretende polygonale Abbildung der Überlappungsfläche der ersten und der zweiten Öffnung ist an den Rändern nicht scharf, die durch die entsprechenden Ränder der ersten öffnung definiert sind und mit diesen die gleiche Form aufweisen.

Es ist nun herausgefunden worden, daß das Verschmieren der Abbildung auf dem Target hauptsäch- r> lieh durch die Coulomb-Abstoßung zwischen den Elektronen oder durch Raumladungseffekte verursacht wird, während sich die Elektronen von der ersten Lochmaske zu dem Target hin bewegen, wie dies weiter unten näher beschrieben wird Ferner ist herausgefunden worden, daß die thermischen Deformationen der zweiten Lochmaske wesentlich zu Verzerrungen der Abbildung der Überlappungsfläche der ersten oder zweiten Apertur beitragen. Die thermischen Deformationen werden dadurch verursacht, daß ein großer Teil 3Ί des Elektronenstrahls aufgrund der ausgewählten Ansteuerung nicht durch die zweite Öffnung hindurchtreten kann und in der zweiten Lochmaske vernichtet wird. Aus diesen Gründen ist die Genauigkeit der Endabbildur j der Überlappungsfläche der ersten und der zweiten Öffnung vermindert. Ferner ist nachteilig, daß die Lebensdauer der zweiten Lochmaske durch das Aufheizen verkürzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, <r> daß eine scharfe und genaue Abbildung der Überlappungsfläche der Öffnungen der Lochmasken auf dem Target bei hoher Bestrahlungsgeschwindigkeit erzeug; wird.

Diese Aufgabe wird tljrch die im kennzeichnenden v> Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Weiterbildungen hiervon sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die erzielte Abbildungsschärfe kann das r. erfindungsgemäße Verfahren für den Elektronenstrahl bei mikroskopischer, maschineller Bearbeitung, wie dies bei der Herstellung außerordentlich kleiner Halbleiterschaltungen erforderlich ist. angewendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert Es teeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bekannten Elektronenstrahl-Pröjektionsvörrichtung,

Fig.2 mehrere Strahlflecken entsprechend jeweils der Uberlappungsfläche zweier verschiedener Öffnun* gen der Vorrichtung gef/äß Fig-1₁

Fig.3ä eine schematischc Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgernäßen Verfahrens, bei dem das Verschmieren des Strahlflecks weitgehend minimnlisiert ist,

F i g. 3b eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens mit nicht ausgeglichener Verschmierung des Strahlflecks,

F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Absehneidens der Strahlverzerrungen,

F i g. 5 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 mit vergleichsweise komplizierter Form unter Verwendung von mindestens vier Lochmasken mit quadratischer öffnung,

F i g. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Herstellung eines rleativ großen Musters,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 8 eine schematische Darstellung der Erzeugung des Strahlflecks in der Vorrichtung gemäß F i g. 7,

F i g. 9 einen Längsschnitt eines Ausfuhrungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 10 eine teilweise weggebrocheiie, perspektivische Ansicht einer Ablenk- und Linsenanordnung.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Γ i g. 1. 2 und 3 zunächst das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahi ens näher erläutert.

Gemäß F i g. 1 tritt der Teilchenstrahl von der Quelle G durch die erste öffnung H\ der ersten Lochmaske M\ und durch die zweite öffnung H₂ der zweiten Lochmaske M₂ und er-eicht schließlich das Target W. L₀, L\ und L₂ sind Linsen, G, G und C₂ Kreuzungspunkte des Strahls und D\ und D₂ Ablenkeinrichtungen.

Die Ränder der endgültigen Abbildung, die durch die entsprechenden Ränder der Öffnung H\ der ersten Lochmaske M\ definiert werden und deren Formen mit diesen Rändern übereinstimmen, sind auf dem Target IV unscharf; dagegen sind die übrigen Ränder der endgültigen Abbildung, die durch die entsprechenden Ränder der Apertur H₂ der zweiten Lochmaske M₂ definiert werden und deren Form mit den entsprechende" Rändern übereinstimmt, auf dem Target W relativ scharf. Es ist herausgefunden worden, daß die Unscharfe hauptsächlich durch die Coulomb-Abstoßung innerhalb des Strahls aus geladenen Teilchen, z. B. des Elektronenstrahls, erzeugt wird, der sich von der er: ten Lochmaske Mi /um Target Whin bewegt. Auf der Strecke von der ersten Lochmaske M₁ zum Target W wirken die abstoßenden Coulombkräfte innerhalb des Strahlstroms auf die geladenen Teilchen. Mikroskopisch gesehen werden beispielsweise die Elektronen im äußeren Ringhi-reich in der Querschnittsebene des Strahls von den [ i<.-ktronen in dem inneren kreisförmigen Bereich des Sirahlquerschnitts abgestoßen, so daß sich der Qiierscnnitt des Strahls nach außen ausdehnt. Dieses Verschmieren des Strahls erhöht sie*¹ mit dem Strahlstrom und mit der Länge des Strahlwegs: dementsprechend nimmt die Unscharfe der endgültigen Abbildung in dein Maße zu, daß sich die Genauigkeit der Abbildungsform -nter den Wert vermindert, der zur Herstellung von Mikroschaltkreisen und anderen extrem kleinen Einheiten erforderlich ist. An den KreuzUngspunkten C\ und Ci weist At-X Strahl eine große Stromdichte auf, und dementsprechend nimmt der Raumladunjjseffekt zu und trägt zu der resultieren* den Unscharfe sehr stark bei.

In F i g. 2 sind schraffiert verschiedene Elektronen* Strahlquerschnitte dargestellt die mit der bekannten Vorrichtung nach F i g. 1 erhalten werden können.

In Fig.3a ist das Prinzip des erfindungsgemäßcn Verfahrens näher dargestellt. F i g. 3a zeigt schemalisch eine Projektionsvorrichtung für einen Elektronenstrahl, wobei drei Lochmasken M\, Mi und Mj verwendet werden. Ferner ist dargestellt, wie der Elektronenstrahl in dieser Vorrichtung abgelenkt wird. Zum Vergleich zeigt Fig.3b schematisch eine bekannte Projektionsvorrichtung für Eiektronenstrahlen unter Verwendung zweier Lochmasken Mi und Mr, ferner ist in dieser Figur dargestellt, wie der Elektronenstrahl abgelenkt wird, um ihn zu verändern und den so veränderten Strahl auf ein Target zu projizieren. In beiden Fällen erscheint die Abbildung der Überlappungsfläche der Aperturen der zwei Lochmasken Mi und Mi in Fig. 3a bzw. der Lochmasken M\ und Afj in F i g. 3b auf dem Target. Dank der zusätzlichen Lochmaske wird der starke Strahlstrom I\ bereits an einer vorderen Stelle auf den Wert vermindert, der zur Ausbildung des gewünschten Strahlfleplcs auf rfpm Ύανσρί ?riorder!ich ist. SO daß der Raumladungseffekt auf das Verschmieren des Elektronenstrahls wesentlich vermindert wird. In Fig. 3a wird der Strahl mit hohem Strahlstrom h so abgelenkt, daß die zweite Lochmaske Mi das Hindurchtreten des unerwünschten Anteils des Strahls verhindert, während der gewünschte Teil des Strahls zuzüglich einem weiteren Randteil hindurchtreten kann. Der gewünschte Anteil des Strahls ist derjenige Anteil, der erforderlich ist, um die endgültige Abbildung der Überlappungsfläche der Öffnungen der Lochmasken Mt und Mj zu bilden: der zusätzliche Randabschnitt befindet sich ander linken Seite der endgültigen Abbildung. Der Strahl mit geringem Strahlstrom h wird so abgelenkt, daß die Maske M] den zusätzlichen Randabschnitt von dem Strahl mit geringem Strahlstrom abschneidet, so daß lediglich der gewünschte Anteil des Strahls in der Form der Überlappungsfläche der öffnungen das Target erreichen kann. Daher wird die verzerrte Seite (linke Seite) des Elektronenstrahls Λ und h vor dem Durchtritt durch die unterste Lochmaske Mi abgeschnitten. Der Elektronenstrahl h verzerrt an seiner rechten Seite auf seiner Bewegungsbahn von der mittleren Lochmaske Mi zur untersten Lochmaske M? merklich. Entsprechend wird der Elektronenstrahl /3 auf seiner Bewegungsbahn von der untersten Lochmaske Mi zum Target merklich verzerrt. Diese Verzerrungen können dadurch vermindert werden, daß der Abstand zwischen der mittleren und der untersten Lochmaske Mi bzw. Mt sowie der Abstand zwischen der untersten Lochmaske Λ/j und dem Target W minimalisiert werden.

In Fig. 3b bewegt sich der Elektronenstrahl mit hohem Strahlstrom /1 von der Lochmaske My zur Lochmaske M2. Daher wird der Elektronenstrahl in dem Zwischenraum zwischen diesen Masken M\ und M? stark verzerrt, und die rechte Seite des Elektronenstrahls wird von- dem Durchtritt durch die Lochmaske M₂ nicht abgeschnitten. Daher ist die Abbildung der Überlappungsfläche der Öffnungen der Lochmasken Mi und Mi an der rechten Seite unscharf, die durch die entsprechenden Ränder der Öffnung der ersten Lochmaske definiert wird und die gleiche Form aufweist Die Unscharfe aufgrund des Raumladungseffekts wird am unteren Teil der beiden F i g. 3a und 3b als räumliche Verteilung der Stromdichte / (A/um²) angegeben.

In F i g. 4 ist die Sirahlvenzeming an den verschiedenen Stellen durch die räumliche Verteilung der Stromdichte ;(A/um-') gegeben. In der Zeichnung ist die Strahlverzerrung mit einem Randabschnitt mit der durchgezogenen Linie dargestellt; die Strahlverzerrung ohne Randabschnitl ist gestrichelt dargestellt Aus der Zeichnung ergibt sich, daß bei Verschiebung des Strahls an der zweiten Lochmaske Mj, wie dies durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, die Verzerrung (linke Seile des Strahls), die durch den Raumladungseffekt innerhalb des Strahfs mit hohem Strahistrom verursacht ist, an der dritten Lochmaske M₃ beim Durchtritt teilweise abgeschnitten wird (vgL den linken und unteren Abschnitt des schraffierten Trapezes, das die räumliche Verteilung der Stromdichte wiedergibt); ferner ist die Abbildung auf dem Target Wunscharf (vgl. die linke und die obere abgerundete Ecke des schraffierten Trapezes). Wenn dagegen der Strahl an der zweiten Lochmaske Mi entsprechend der durchgezogenen Linie verschoben wird, wird die Verzerrung (linke Seite des Strahls), die durch den Raumladungseffpkt innerhalb des Strahle mil hohem S'.rehlsirom verursacht ist. durch die dritte Lochmaske Mi vollständig abgeschnitten, so daß eine scharfe Abbildung auf dem Target Werscheint.

Vorausgesetzt daß zwei Lochmasken verwendet werden, die jeweils quadratische öffnungen mit einer Abmessung von 25 μπι χ 25 μηι aufweisen, um einen rechtwinkligen Elektronenstrahl mit einer Abmessung Von 1 μσι χ 25 μιτι zu erzeugen, wobei die Stromdichte des "lektronenstrahls / (Α/μηι²) beträgt, können die Strahlströme und die Unscharfen in den Fi g. 3a und 3b jeweils in der folgenden Weise abgeschätzt werden: In Fig.3b beträgt der Strahktrom I₁ (A) in dem Zwischenraum zwischen den Lochmasken Mi und Mi Jx 25 χ 25 (A). Diese Zahl ist 25mal größer als der erforderliche Wert, und die Unscharfe wird dementsprechend vervielfacht, in F i g. 3a wird der Elektronenstrahl zu einem frühen Zeitpunkt auf einen Wert vermindert, der etwas größer ist als der erforderliche Wert, beispielsweise (1+0,25) μπιχ25μΐη beträgt. Daher wird der Wert des Strahlstroms, der zu der Unscharfe beiträgt, um den Faktor 20 vermindert Entsprechend wird die Unscharfe im Vergleich zur Unscharfe in F i g. 3b um den Faktor 20 vermindert

Um die Unscharfe weiter zu vermindern, wird die Länge der Projektionsvorrichtung für den Strahl dadurch vermindert daß Ablenkeinrichtungen Di und Di für den Strahl in den Elektronenlinsen L\ bzw. La (vgl. die gestrichelten Linien in F i g. 3a) angeordnet werden. Es können sowohl drei Lochmasken gemäß vorstehender Beschreibung als auch vier oder mehr Lochmasken verwendet werden.

Die Unscharfe or, aufgrund des Raumladur jseffekts beträgt in einem System mit drei oder mehr Lochmasken

Or₁ = Σ Kj

wobei

Unscharfe der /-ten Öffnungsabbildung auf dem Target

Strahlstrom von der/ten Öffnung zur (f-i- l)-ten Öffnung für j<n— 1 (öder der Strahlström von der ii-ten Öffnung zum Target für/= n),
Abstand von der /ten Öffnung zur £'-;-! )-ten Öffnung für/Sn-1 (öder der Abstand von der /j-ten Öffnung zum Target für/= n)_r

V = Beschleunigungsspannung und
Kj =* eine den jeweiligen Systemstufen zugehörige Konstante.

Es hat sich gezeigt, daß dieser theoretische Ausdruck mit den experimentellen Ergebnissen gut übereinstimmt, d. h„ die Hauptursache für die Unscharfe liegt in der Co'Jloriib-Abstoßung oder im Raumladungseffekt.

Aus der obigen Gleichung kann die Unscharfe ermittelt werden, die zu den Löchmasken gehört, die zur Veränderung des Strahlquerschnitts in die gewünschte Form verwendet werden. Beispielsweise werden bei dem System mit drei Lochmasken die vorletzte Maske und die letzte oder unterste Lochmaske dazu eingesetzt, um den Querschnitt des Strahls festzulegen, wobei die zur vorletzten Öffnung gehörige Unscharfe proportional zum Strahlstrom ist, der von der vorletzten Öffnung zur untersten Öffnung fließt; ferner ist diese Unscharfe proportional zur Länge der Strahlprojektionsvorrichtung, die sich von der obersten Lochmaske zum Target hin erstreckt. Somit kann die Unscharfe durch folgende Maßnahmen vermindert werden:

1. Verminderung des von der vorletzten öffnung zur letzten oder untersten öffnung fließenden Strahlstroms;

2. Verkürzung der Länge des Strahlprojektionssystems;

3. Erhöhung der Beschleunigungsspannung.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen kann die Beschleunigungsspannung nicht so weit erhöht werden, daß die Unscharfe wesentlich vermindert wird, ohne daß dabei das Halbleitersubstrat zerstört wird. In diesem Fall wird die Unscharfe aufgrund des Raumladungseffekts durch die vorstehend erwähnten Maßnahmen 1) und 2) vermindert Insbesondere wird eine Projektionsvorrichtung für den Elektronenstrahl mit mindestens drei Lochmasken verwendet, wobei zur Verminderung des Strahlstroms durch die Maßnahme 1) der Elektronenstrahl beim Durchtritt durch die erste Lochmasken abgelenkt wird, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen, dessen Querschnitt ähnlich oder geringfügig größer ist als die auf dem Target erscheinende endgültige Abbildung. Um die Länge der Projektionsvorrichtung gemäß der Maßnahme 2) zu vermindern, werden Elektronenlinsen vorzugsweise an der gleichen Stelle und vorzugsweise mit den gleichen Abmessungen wie die Ablenkeinrichtungen für den Strahl angeordnet

Wenn vier oder mehr Lochmasken mit quadratischen Öffnungen verwendet werden, weist die polygonale Form eine größere Seitenanzahl gemäß F i g. 5 auf.

Gemäß F i g. 3a wird der linke Rand des Abbildungs-'fleeks an der letzten Stufe abgeschnitten und ist daher im Vergleich zum rechten Rand des Abbildungsflecks genau definiert. Die genau definierte oder zuletzt abgeschnittene Seite jedes Abbildungsflecks wird entlang der Führungslinie des zu erzeugenden Musters In Form einer aus Strahlflecken zusammengesetzten Fläche bewegt, die durch die so festgelegte Randlinie begrenzte Innenfläche wird mit dem Elektronenstrahl abgetastet Dadurch entsteht das genau definierte Muster.

In F i g. 6 ist ein relativ großes Muster dargestellt, das durch die Anordnung mehrerer länglicher Flecken Eu Ez, Ei und Ei auf dem Rand des quadratischen Musters und durch Abtastungen des Elektronenstrahls mit der Abmessung Es auf der Innenfläche des quadratischen Musters erzeugt wird. Daher kann ein relativ großes Musler bei erhöhter Geschwindigkeit erzeugt werden, ohne daß der Rand der Abbildung auf dem Target Unscharf ist

Wie oben erwähnt, unterliegt eine Lochmaske, die zur Formung d?s Strahlquerschnitts einen großen Teil des Elektronenstrahls wahlweise am Durchtritt hindert, thermischen Deformationen, und daher wird die Genauigkeit der endgültigen Abbildung der Überläp-

to pungsfläche der Öffnungen der Lochmasken dementsprechend auf dem Target verschlechtert Die unmittelbar oberhalb der zur Formung des Strahlquerschnitts Vorgesehenen zweiten Lochmaske angeordnete erste Lochmaske dient als Abschirmung, um thermische Deformationen der darunterliegenden Lochmaske zu verhindern.

In den Fig. 7 und 8 sind Einzelheiten eines Ausführun_fcsbeispiels einer Vorrichtung mit drei Lochmasken ιτιά quadratischen Öffnungen dargestellt. Die

quadratische Öffnung H\ der ersten Maske M\ wird mit einem Elektronenstrahl bestrahlt der von einer Elektronenstrahlkanone G ausgeht und durch eine elektrostatische Linse L₀ hindurchtritt Der aus der ersten Maske Mt austretende, quadratische Strahl, tritt durch eine elektrostatische Linse L\ hindurch, so daß die Abbildung der quadratischen öffnung der ersten Lochmaske auf der zweiten Lochmaske Mi mit quadratischer öffnung auf trifft, und zwar an einer Stelle, die unter dem Einfluß der Strahlablenkeinrichtung D\ wahlweise bestimmt wird. Gemäß Fig.8 wird die Abbildung (a\, b\, c'\ und d'\) der ersten quadratischen Öffnung (a\, b\, C\ und d\) auf die zweite Lochmaske Mi an der Stelle abegbildet, daß die zweite quadratische Öffnung Ht den Durchtritt des Strahlabschnitts ermöglicht, der der endgültigen rechteckigen Abbildung (c"_lt b'j. c'j und d'j) zuzüglich einem zusätzlichen Randabschnitt (d'i, c"u b'i, d%, ei und 63) entspricht Der rechteckige Strahl tritt aus der zweiten Öffnung //2 aus und durch die elektrostatische Linse Li zur dritten Lochmaske Mj mit quadratischer Öffnung. Der rechtet kige Strahl wird durch die Strahlablenkeinrichtung Eh abgelenkt und auf die dritte Lochmaske Mj an der Stelle projiziert d:>R Heren quadratische Öffnung //3 den Dun 1 . UcS h^ndabschnitt": des rechteckigen Strahls verhindert; dadurch kann der verbleibende Teil des Strahls, der genau die gewünschte Form des Abbildungsflecks auf dem Target W aufweist, zu dem Target hi !durchtreten. Der aus der untersten Lochmaske austretende Elektronenstrahl kann in üblicher Weise vor den Auftreffen auf dem Target reduziert und gedreht oder abgelenkt werden, so daß zur Ausbildung eines Teils des gewünschten Fleckenmusters der Abbildungsfleck auf das Substrat gelenkt werden kann.

In Fig.9 ist schematisch ein Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit drei Lochmasken dargestellt Wie in Fig.to dargestellt, sind Ablenkeinrichtungen Du D2 bzw. Ih in die zugehörigen elektromagnetische Linsen Li, L₂ und L₃ eng eingepaßt Diese Anordnung der Linsen und der Ablenkeinrichtungen ist besonders vorteilhaft, um die Strahlprojektionsvorrichtung zu verkürzen, in vorteilhafter Weise können elektrostatische Ablenkeinrichtungen mit mehreren Polen, beispielsweise acht oder zwölf Pole, verwendet werden. Diese Ablenkeinrichfungen können relativ zur Längsachse leicht zentriert werden. Außerdem können die Abmessungen sehr klein sein.

Es können anstelle von Elektronenstrahlen jegliche Art von geladenen Teilchen verwendet werden,

beispielsweise Ionen. Ferner können die öffnungen der Lochmasken jede Form aufweisen, beispielsweise halbkreisförmig sein oder die Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Polygons aufweisen. Um den Strahl auf dem Projektionsweg zum Target zu drehen, können in der Projektionsvorrichtung eine oder mehrere magi.itische Linsen vorgesehen sein.

Hier/u 4 Blatt Zcichnuimcn

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   L Verfahren zum Verändern des Strahlquerschnitts eines Strahls elektrisch geladener Teilchen in einem Gerät zur Projektion elektrisch geladener Teilchen auf ein Target mit folgenden Verfahrensschritten: