DE60034625T2

DE60034625T2 - Elektronenstrahl-Lithographysystem mit Ziel-Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60034625T2
Application number: DE60034625T
Authority: DE
Inventors: John G. Fishkill Hartley; Rodney A. Ridgefield Kendall
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-03-18
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2020-03-19
Also published as: EP1045427A3; US20020056813A1; ATE361547T1; DE60034625D1; EP1045427A2; US6437347B1; EP1045427B1; JP2000349021A; JP3344713B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Teilchenstrahl-Lithographiesysteme und im Besonderen ein Teilchenstrahl-Lithographiesystem mit in-situ-Kalibrierung und Kalibrierungsverfahren hierfür.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der Halbleiterfertigung ist die Verwendung von Elektronenstrahl-Lithographieanlagen zur Bildung von Submikrometerstrukturen auf einem Halbleiterwafer üblich. Strukturen werden gebildet, indem ein Elektronenstrahl von einer Quelle an einem Ende einer Säule auf eine Fotolackschicht auf einem Substrat an einem entgegengesetzten Ende der Säule gerichtet wird. Ein typisches Substrat kann einen Durchmesser von 200 bis 300 mm oder mehr aufweisen. Diese Submikrometerstrukturen können gebildet werden, indem entweder die Struktur direkt auf eine Fotolackschicht auf dem Substrat geschrieben wird, wobei das Substrat ein Halbleiterwafer ist; oder indem die Struktur auf eine Fotolackschicht auf einem Substrat geschrieben wird, das als Maske dient, und anschließend die Struktur auf den Halbleiterwafer übertragen wird.
Ferner werden in der Elektronenstrahl-Lithographie zwei grundlegende Schreibmodi angewendet. Der erste Typ wird als „Blindmodus" oder als „Koppelmodus" bezeichnet und wird üblicherweise bei der Maskenherstellung angewendet. Beim Blindmodus dient als Substrat eine unstrukturierte leere, mit Fotolack beschichtete Fläche, auf der alle Strukturen im Koppelmodus nebeneinander aufgebracht werden. Der zweite Modus, der auch als „gesteuerter Schreibmodus" oder als „Direktschreibmodus" bezeichnet werden kann, wird beim direkten Schreiben auf einen Halbleiterwafer angewendet, stellt also Fertigungsschritte eines Halbleiterbauelements dar. Beim gesteuerten Schreibmodus müssen die Strukturmuster genau auf vorhergehende Ebenen ausgerichtet werden, wobei zu diesem Zweck sowohl in jede Ebene als auch in das Substrat Positionierungszielmarken eingearbeitet werden müssen. Unabhängig vom verwendeten Modus erfordert das genaue Aufbringen und Wiederholen von Submikrometerstrukturen an bestimmten Stellen über einen Durchmesser von 200 bis 300 mm hinweg eine genaue Strahlsteuerung.
Selbst wenn der Strahl zu Beginn der Strukturierung ordnungsgemäß positioniert ist, kann der Elektronenstrahl während des Schreibens der Struktur eine gewisse Verschiebung erfahren, d.h. im Verlauf der Zeit in einer Richtung eine zunehmende Ungenauigkeit aufweisen. Deshalb kann das Schreiben der Struktur zur Gewährleistung der gewünschten Genauigkeit je nach der einer bestimmten Anlage eigenen Elektronenstrahlabweichung von Zeit zu Zeit unterbrochen werden, um die Ausrichtung der Anlage zu prüfen und den Elektronenstrahl neu zu justieren, wenn der Deckungsfehler eine zulässige Fehlergrenze überschreitet.
Normalerweise wird das Substrat auf einem Tisch gegenüber (unterhalb) der Elektronenstrahlquelle gehaltert, und diese Messung der Passgenauigkeit beinhaltet das Verschieben des Tisches so weit, bis sich eine Zielmarke unter dem Strahl befindet. Dann tastet der Strahl die Zielmarke ab, die Lage der Zielmarke wird gemessen und die gemessene Lage der Zielmarke mit einem erwarteten Ergebnis verglichen. Möglicherweise gemessene Fehler werden durch Justieren des Strahls oder der Lagesteuerung des Tisches korrigiert. Dann fährt der Tisch wieder zurück in seine vorhergehende Stellung, und das Schreiben der Maskenstruktur wird fortgesetzt. Diese Messung und Neueinstellung kann zeitaufwändig sein.
Außerdem findet die Messung der Passgenauigkeit des Elektronenstrahls bei diesem Ansatz nicht dort statt, wo die Struktur eigentlich geschrieben wird. Selbst nach dem Messen und Korrigieren von Fehlern kann es demzufolge beim Zurückfahren des Tisches vom Messbereich zur Arbeitsposition zu Fehlern kommen, zum Beispiel durch das Spiel des Tisches oder andere durch die Bewegung bewirkte Verspannungen. Ferner sollte der Strahl zur Gewährleistung der größtmöglichen Genauigkeit oft, vorzugsweise in jedem Arbeitsfeld, neu ausgerichtet werden. Wenn jedoch der Durchsatz eine Rolle spielt, was meist der Fall ist, ist es unpraktisch, die Strahlausrichtung vor dem Strukturieren jedes Arbeitsfeldes zu korrigieren.
Deshalb sind Versuche unternommen worden, die Strahlausrichtung während der Strukturierung, d.h. in situ, zu korrigieren. Ein in-situ-Ansatz, der vom MIT vorgeschlagen und in „Spatial-phase-locked Electron-beam Lithography: Initial Test Results", S. 2342 bis 2345, J. Vac. Sci. Technol. B., Ed. 11, Nr. 6, Nov./Dez. 1993, mitgeteilt wurde, wird als Elektronenstrahl-Lithographiesystem mit räumlicher Phasenverriegelung (SPLEBL) bezeichnet. Die Realisierung eines SPLEBL-Systems würde spezielle Prüfstrukturen auf jedem Substrat und eine Zusatzbelichtung des Substrats während des Prüfzyklus erfordern. Eine solche Zusatzbelichtung ist jedoch für hochempfindliche Fotolacke ungeeignet. Ferner würde ein SPLEBL-System auch ein anspruchsvolles Verfahren zur Gewinnung der Positionierungsdaten während der Belichtung erfordern. Zwar ist ein solches anspruchsvolles Verfahren bei einer Gauss'schen oder festen Strahlform möglich; jedoch ist es äußerst unwahrscheinlich, dass ein solches Verfahren für einen Strahl mit variabler Form entwickelt werden kann, der in der US-Patentschrift Nr. 4 243 866 mit dem Titel „Method and Apparatus for Forming a Variable Size Electon Beam" von Pfeiffer et al. beschrieben wird.
Ein anderes in-situ-Prüfverfahren für die Röntgenfolienbelichtung ist von Wissenschaftlern in den Naval Research Laboratories (NRL) beschrieben worden, zum Beispiel von Perkins et al. in „Improving Pattern Placement Using Through the Membrane Signal Monitoring", J. Vac. Sci. Technol. B, Microelectron. Nanometer Struct. (USA), Bd. 16, Nr. 6, Nov./Dez. 1998, S. 3567 bis 3571. Bei diesem Verfahren muss direkt unterhalb der Röntgenfolie auf dem Substrat ein Positionierungsgitter angebracht werden. Das Positionierungsgitter bildet mit dem Substrat einen Schottky-Diodenübergang, sodass dieses gleichzeitig als hochempfindlicher Detektor für auftreffende Elektronen fungieren kann. Dieses Prüfverfahren ist jedoch auf hochdurchlässige Folien beschränkt, und sein Auflösungsvermögen ist noch nicht ermittelt worden. Ferner wird der Strahl unterhalb der Folie rasch abgelenkt und gestreut, was die Brauchbarkeit dieses Verfahrens einschränkt.
In der US-Patentschrift Nr. 4 119 854 mit dem Titel „Electron Beam Exposure System" von Tanaka et al. wird ein Elektronenstrahl-Belichtungssystem beschrieben, bei dem die Verschiebung des Elektronenstrahl und des Werkstücks kompensiert werden kann. Das System von Tanaka et al. verwendet als Referenzziel ein Paar aus einer x-Linie und einer y-Linie. Die relative Lage des Tisches gegenüber der x-Linie und der y-Linie wird unter Verwendung der Differenzial-Interferometrie ermittelt. Der Strahl wird mit Hilfe einer Spule neu auf die Referenzlinien x und y fokussiert. Die Neufokussierung des Strahls führt jedoch in ein System wie von Tanaka et al. eine Hysterese ein. Die Hysterese wiederum verringert die Strahlgenauigkeit.
Somit besteht ein Bedarf an in-situ-Prüfverfahren für die Passgenauigkeit von Elektronenstrahl-Lithographiesystemen und insbesondere von VAIL-Elektronenstrahl-Lithographiesystemen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Passgenauigkeit von Elektronenstrahl-Lithographiesystemen zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die zur Neuausrichtung von Elektronenstrahl-Lithographiesystemen erforderliche Zeit zu verringern.
Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Genauigkeit eines VAIL-Elektronenstrahl-Lithographiesystems zu verbessern.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Genauigkeit eines VAIL-Elektronenstrahl-Lithographiesystems zu verbessern, ohne den Durchsatz der Elektronenstrahlanlage zu beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Elektronenstrahl-Lithographiesystem nach den Ansprüchen 1 bis 17 bereit, bei dem die Passgenauigkeit in situ geprüft werden kann. Als bevorzugtes System dient ein Elektronenstrahlsystem mit Immersionslinse mit variabler Achse (VAIL), das ein Doppelablenkungssystem darstellt. Ein steuerbarer Tisch bewegt ein Substrat gegenüber der Strahlachse und verschiebt das gewünschte Schreibfeld des Substrats innerhalb einer Apertur zu einer Feldverriegelungszielmarke. Die Feldverriegelungszielmarke befindet sich zwischen dem Optikbereich und dem Substrat, und die Apertur ist so bemessen, dass der Strahl das Arbeitsfeld beschreiben kann. Die Feldverriegelungszielmarke beinhaltet Justiermarken um die Apertur herum. Ein Differenzialinterferometriesystem misst die relativen Positionen der Feldverriegelungszielmarke und des Tisches. Wenn sich der Tisch in seine Arbeitsstellung bewegt, um ein Feld zu beschreiben, wird der Strahl über das Feld geführt, um die Justiermarken zu finden und so die Ausrichtung des Systems zu prüfen. Die zum Erreichen der Zielmarken erforderlichen Steuerdaten des Strahls (Spulenströme und Spannungen der elektrostatischen Ablenkungsplatten) werden gespeichert, die Korrekturwerte für die Verschiebung berechnet und die Steuerdaten für den Strahl im Arbeitsfeld korrigiert.
Der Schreibvorgang wird im neu eingestellten Arbeitsfeld mit den durch die berechneten Korrekturwerte für die Verschiebung korrigierten Steuerdaten des Strahls fortgesetzt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Verschiebung in einem Elektronenstrahl-Lithographiesystem nach den Ansprüchen 18 bis 22 und ein Verfahren zum Schreiben von Strukturen mit einem solchen Elektronenstrahl-Justiersystem.
Die Feldverriegelungszielmarke kann eine mechanische Justierung zur Feinabstimmung der Aperturlage beinhalten. Nach einer Vorkalibrierung des Systems wird die Feldverriegelungszielmarke so justiert, dass die Justiermarken an ihrem erwarteten Ort liegen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen sowie weitere Aufgaben, Aspekte und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsart in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher, wobei:
die 1A bis D die räumlichen Beziehungen zwischen Punkten, Rechtecken, Teilfeldern, Feldern und einem Gitter zeigen;
2 eine Querschnittsdarstellung der bevorzugten Ausführungsart des Elektronenstrahl-Lithographiesystems ist;
3 eine Querschnittsansicht einer Ecke der Feldverriegelungszielmarke zeigt;
4 ein Funktionsbild des Systems der bevorzugten Ausführungsart zeigt;
5 ein Ablaufplan zum Erfassen und Zentrieren der Zielmarke ist;
6 ein Ablaufplan zum Verriegeln und Kalibrieren der Zielmarke beim System der bevorzugten Ausführungsart ist;
7 ein Ablaufplan für einen A1-Standardzyklus ist;
8 ein Ablaufplan für einen A1-Zyklus ist, bei dem die Verriegelungszielmarke abgetastet wird;
9 ein Ablaufplan des A1-Zyklus ist, bei dem das Verriegeln der Zielmarke in Verbindung mit dem Schreiben der Struktur erfolgt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
Die Zeichnungen, und insbesondere die 1A bis 1D, zeigen die hierarchische Beziehung zwischen den einzelnen gedruckten Komponenten, die eine Struktur bilden. 1A zeigt eine typische Substratstruktur, die in eine Matrix von Feldern 40 aufgeteilt ist, um eine Struktur aufzunehmen, die wesentlich größer ist als das Schreibfeld des bevorzugten Elektronenstrahl-Lithographiesystems. Die Anordnung von Feldern 40 wird als Gitter 42 bezeichnet. Jedes Feld 40 ist durch die x/y-Adresse seines Mittelpunktes gekennzeichnet. In 1B ist jedes Feld 40 in mehrere Teilfelder 44 aufgeteilt, die jeweils durch die x/y-Adresse ihres Mittelpunktes gekennzeichnet sind. In 1C kann jedes Teilfeld 44 ein oder mehrere Rechtecke 46, 48, 50 und 52 beinhalten. Rechtecke sind logische Anordnungen und werden nicht extra adressiert. In 1D ist jedes Rechteck 46, 48, 50 und 52 aus Gruppen einzelner Punkte 54 gebildet.
Das bevorzugte Elektronenstrahl-Lithographiesystem ist ein Elektronenstrahlsystem mit Immersionslinse mit variabler Achse (VAIL) und stellt ein Doppelablenkungssystem dar. Die US-Patentschrift Nr. 4 376 249 mit dem Titel „Variable Axis Electron Beam Projection System" von Pfeiffer et al. und die US-Patentschrift Nr. 4 544 846 mit dem Titel „Variable Axis Immersion Lens Electron Beam Projection System" von Langer et al., beide an denselben Anmelder abgetreten und hier durch Bezugnahme einbezogen, sind Beispiele für VAIL-Elektronenstrahlsysteme. Obwohl es sich bei dem System der bevorzugten Ausführungsart um ein VAIL-Linsensystem handelt, soll die vorliegende Erfindung nicht auf Elektronenstrahlsysteme mit VAIL-Linse beschränkt sein, und andere Ablenkungssysteme können die vorliegende Erfindung nach geeigneter Anpassung ebenso anwenden. Außerdem ist das hier verwendete Substrat nicht als Einschränkung, sondern lediglich als Material zu verstehen, auf dessen Oberfläche die Struktur aufgebracht wird.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Elektronenstrahl-Lithographiesystems 100 der bevorzugten Ausführungsart. Das System der bevorzugten Ausführungsart beinhaltet einen Optikbereich 102 mit einer Positionsfokussierungsspule 104a, einer Autofokussierungsspule 104b, Strahlablenkspulen 106, 108, einer Ablenkspule 110 zur Verschiebung der Achse der Projektionslinse und Strahlablenkplatten 111. Obwohl die Positionsfokussierungsspule 104a und die Autofokussierungsspule 104b in 2 in Form von zwei konzentrischen Spulen dargestellt sind, können diese beiden Spulen mit einer Gesamtschaltung zu einer einzigen gemeinsamen Spule zusammengefasst werden, welche die Ströme der einzelnen Spulen zu einem einzigen Steuerstrom zusammenfasst. Eine Elektronenstrahlquelle 90 emittiert einen durch den Pfeil 112 dargestellten Strahl, der beim Schreiben auf ein Zielfeld auf einem Substrat trifft, das auf einer Halterung 114 befestigt ist. Die Autofokussierungsspule 104b fokussiert den Strahl auf Höhenabweichungen des Ziels, die sich aus Fehlstellen, Dickeschwankungen usw. des Substrats ergeben. Bei dem bevorzugten VAIL-Linsensystem lenken Doppelablenkspulen 106, 108 den Strahl 112 magnetisch ab; und eine Achsenverschiebungsspule verschiebt die variable Achse der Projektionslinse entsprechend dem abgelenkten Strahl 112. Die relativ geringe magnetische Ablenkung durch die Spulen 106, 108 legt die Lage des Teilfeldes fest, während der Strahl 112 innerhalb des Teilfeldes durch die elektrostatischen Hochgeschwindigkeits-Ablenkplatten 111 abgelenkt wird.
Eine passive Feldverriegelungszielmarke 116 ermöglicht, dass der Strahl 112 die Struktur durch eine Apertur 118 in das Zielfeld auf dem Substrat schreibt. Die bevorzugte Apertur ist rechteckig und groß genug, damit das gesamte Feld beschrieben werden kann. Während des normalen Schreibens einer Struktur sind die Teilfelder des Substrats innerhalb der Apertur 118 der Feldverriegelungszielmarke angeordnet, und durch elektrostatische Ablenkung werden Punkte geschrieben, die die Formen der Struktur bilden. Während der Positionierung ist das Teilfeld dadurch definiert, dass es sich über den Markierungen der Feldverriegelungszielmarke nahe der Apertur 118 befindet; und der Strahl wird entsprechend abgelenkt, was durch die Pfeile 112' dargestellt ist. Dann werden die Marken auf der Feldverriegelungszielmarke 116 durch elektrostatische Ablenkung in situ abgetastet, um nahezu in Echtzeit eine Rückmeldung der Positionsdaten zu erhalten. Üblicherweise sind die Marken auf der Feldverriegelungszielmarke 116 4 mm oberhalb der normalen Schreibebene des Substrats angebracht.
Somit wird innerhalb des Hauptfeldes 40 der Strahl unter Verwendung der magnetischen Ablenkung auf eine x/y-Adresse für ein ausgewähltes Teilfeld 44 gelenkt. Dann wird das Teilfeld 44 unter Verwendung der gerichteten elektrostatischen Ablenkung strukturiert. Rechtecke werden nicht gesondert durch Ablenkungselemente adressiert. Stattdessen wird der geformte Strahl elektrostatisch ausreichend lange an jedem Punkt 54 gehalten, um die Ablenkung zur Ruhe kommen zu lassen und die Belichtungszeit für den Fotolack einzuhalten. Auf diese Weise werden Gruppen von Punkten 54 geschrieben, um ein Rechteck 46, 48, 50 oder 52 zu bilden. Rechtecke 46, 48, 50 und 52 werden geschrieben, um ein Teilfeld 44 zu bilden. Die Teilfelder 44 werden geschrieben, um ein Feld 40 zu bilden. Die Felder 40 werden geschrieben, um ein Gitter 42 zu bilden, das die Struktur vervollständigt.
Nach der Bildung aller Rechtecke 46, 48, 50 und 52 des ausgewählten Teilfeldes 44 wird der Strahl magnetisch zum nächsten ausgewählten Teilfeld 44 abgelenkt. Nach der Bildung aller Teilfelder 44 im ausgewählten Feld 40 wird der Tisch verschoben, um das nächste ausgewählte Feld 40 in der Apertur 118 zu positionieren usw., bis das Gitter 42 fertig ist.
Wie oben bereits erwähnt, können bestimmte Elektronenstrahlsysteme wie z.B. von Tanaka et al. eine Spule zum Neufokussieren des Strahls auf eine Referenzzielmarke beinhalten, jedoch wird wie bei jedem Elektromagnet jedes Mal beim Neufokussieren des Strahls durch die elektromagnetische Linse eine Hysterese in das System eingeführt. Dieser Hystereseeffekt der elektromagnetischen Linse beim Neufokussieren ist auf eine Überlagerung des Feldes, das der durch die Wicklungen der Linse fließende Strom erzeugt, mit den durch das umgebende magnetische Medium induzierten Feldern zurückzuführen. Wenn ein Strom das erste Mal durch eine magnetische Linse fließt, wird ein Feld erzeugt, das gleich der Vektorsumme dieser beiden überlagerten Felder ist. Wenn der Spulenstrom abgeschaltet wird, bleibt von der Magnetisierung des umgebenden Mediums ein Restmagnetfeld zurück. Wenn der Elektronenstrahl vor dem Schaltzyklus dieser Linse fokussiert war (was immer der Fall ist, wenn der Strahl zur Zielmarke zum Einrasten des Arbeitsfeldes bewegt wird), ist der Strahl wieder defokussiert, wenn er zum Substrat zurückkehrt.
Bei dem Elektronenstrahlsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Positionsfokussierungsspule 104a jedoch ständig zwischen diesen beiden Plätzen hin- und herbewegt. Dieser ständige Wechsel erfolgt auch dann, wenn die Referenzzielmarke nicht beschrieben oder abgetastet wird, und stellt sicher, dass die Magnetisierung im ausgeschalteten Zustand stabil bleibt. Bei stabiler Magnetisierung im ausgeschalteten Zustand kann die Projektionslinse mit einer Korrekturgröße versehen werden. Somit wird der Hystereseeffekt beim Fokussieren bei einem System gemäß der bevorzugten Ausführungsart kompensiert.
Zum Verfolgen und Einstellen des Tisches beinhaltet das Elektronenstrahlsystem 100 der bevorzugten Ausführungsart ein Differenzial-Interferometriesystem 120. Das Interferometriesystem 120 lenkt einen durch die Pfeile 122 dargestellten Laserstrahl auf Laserzielmarken 124 und 124', um die relative Lage der Zielmarke 116 zum Einrasten des Arbeitsfeldes in Bezug auf die Tischspiegelbaugruppe 126 zu messen. Die Laserzielmarke 124 ist mechanisch mit der Feldverriegelungszielmarke 116 gekoppelt, und die Laserzielmarke 124' ist an einer Tischspiegelbaugruppe 126 angebracht. Die Halterung 114 ist an den Punkten 128 austauschbar festgeklemmt. Die Tischspiegelbaugruppe 126 wiederum ist an den Punkten 132 flexibel auf einem Tischunterteil 130 befestigt. Zum Steuern des Tisches ist an einer entsprechenden Seite des Tischunterteils 130 ein x- oder y-Antrieb 134 angebracht, der den Tisch üblicherweise computergesteuert in x- oder y-Richtung verschiebt und nach Erreichen der gewünschten Position verriegelt. Eine mechanische Zentriereinrichtung 136 ermöglicht eine Feinjustierung der Feldverriegelungszielmarke 116, um diese genau auf den Strahl auszurichten. Alternativ kann der Strahl anstelle der mechanischen Zentriereinrichtung 136 durch verstärkte magnetische Ablenkung des Strahls zentriert werden, was jedoch Störungen im System verstärkt.
Eine Struktur wird gebildet, indem der Tisch lasergesteuert 120, 122 zuerst an einer entsprechenden x/y-Adresse eines ausgewählten Feldes 40 positioniert wird. Der Tisch hält an dem ausgewählten Feld 40 an, und die Belichtung mit dem Strahl beginnt und dauert so lange, bis die Struktur des Feldes fertig ist. Zu beachten ist, dass die mechanische Zentriereinrichtung 136 die Feldverriegelungszielmarke 116 sowohl in der Mitte als auch außerhalb der Mitte des Feldes zentrieren kann. Durch das mechanische Zentrieren verhindert die Feldverriegelungszielmarke die Störungen, die ansonsten durch das Ablenkfeld mit einem ausreichenden Bereich zum elektrischen Kompensieren von Fehlausrichtungen ausgelöst würden.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ecke einer Feldverriegelungszielmarke 116. Vorzugsweise besteht die Feldverriegelungszielmarke 116 aus einem Kohlenstoffsubstrat mit einer Apertur 118, die vorzugsweise in jeder Richtung 0,2 mm größer als die Feldgröße ist, z.B. beträgt die Apertur 1,1 × 1,1 mm für ein Feld der Größe 0,9 × 0,9 mm. Die Seitenwände 160 der Apertur und der Boden der Feldverriegelungs-Zielmarke 116 sind mit Gold beschichtet, um eine Strahlungsbegrenzung zu erzeugen. Auf der oberen Fläche ist durch quer zueinander verlaufende Linien 162, 164 im Abstand der Teilfeldgröße ein (nicht maßstabsgerecht gezeichnetes) rechtwinkliges Gitter oder Sieb gebildet. Die Linien 162, 164 bestehen aus einem Material mit einer wesentlich höheren Ordnungszahl (großes Z) und streuen deshalb die Elektronen wesentlich stärker als das Untergrundmaterial aus Kohlenstoff. Auf diese Weise wird durch die Auswahl von Kontrastmaterialien mit einer Differenz der Ordnungszahl von mindestens einer Größenordnung ein starker Materialkontrast für den abtastenden Elektronenstrahl erzeugt. Das Untergrundmaterial aus Kohlenstoff weist daher eine relativ niedrige Ordnungszahl (kleines Z) auf und erzeugt einen starken Kontrast zu den Goldlinien der bevorzugten Ausführungsart mit großem Z, was zu einem Rückstreusignal mit hohem Kontrast führt. Durch den Nachweis der rückgestreuten Elektronen wird die Position des Elektronenstrahl in Bezug auf die Zielmarken ermittelt.
Obwohl die bevorzugte Feldverriegelungszielmarke 116 aus Gold auf Kohlenstoff besteht, können stattdessen andere Materialkombinationen verwendet werden, sofern sie nicht die Rückstreueffekte durch Verringerung des Signal-Rausch-Verhältnisses oder durch negative Beeinflussung der Elektronenstrahlumgebung verschlechtern. Ferner sind die einzelnen Materialdicken der bevorzugten Feldverriegelungszielmarke 116 zwar nicht kritisch, müssen jedoch dick genug gewählt werden, um Streuelektronen oder Röntgenstrahlen vom Erreichen der lichtempfindlichen Strukturschicht auf dem Substrat abzuhalten, die den Fotolack zwangsläufig belichten würden. Somit müssen die Dicke des Kohlenstoffs, die Dicke der unteren Goldschicht und die Dicke der Seitenwand im Zusammenhang betrachtet werden, um für jede Schicht die richtige Dicke zu ermitteln.
An jeder Ecke der Apertur 118 befinden sich zwei Teilfelder des A1-Zyklus, die durch einander überlappende gestrichelte Kästen 166 und 168 dargestellt sind. Das Teilfeld 166 enthält vier vertikale Abtastrechtecke 170, welche die y-Position der horizontalen Balken 164 der Verriegelungszielmarke anzeigen. Das Teilfeld 168 enthält vier horizontale Abtastrechtecke, welche die x-Position der vertikalen Linien 162 der Verriegelungszielmarke anzeigen. Ferner dient der Mittelwert der Positionen der Abtastrechtecke 170 in den Teilfeldern 166 und 168 des A1-Zyklus zur Kennzeichnung der Lage der Feldecken in Bezug auf die Linien 162 und 164 der Feldverriegelungszielmarke. Diese Positionsbeziehungen dienen als Ausgangspunkt für die Berechnung der Feldabweichung. Jedes der vier Abtastrechtecke 170 des Teilfeldes für sich liefert die x- und y-Komponenten der Feldabweichung.
Die Bereitstellung mehrerer Ausrichtungslinien 162 und 164 weist mehrere Vorteile auf. Bei nur einer einzelnen Zielmarke wie beispielsweise bei dem System von Tanaka et al. muss die Lage des Zielfeldes genau in Bezug auf die einzelne Zielmarke ermittelt werden. Diese Anforderung entfällt bei dem System gemäß der bevorzugten Ausführungsart oder wird gemildert, indem zur Positionierung an jeder Ecke mehrere Ausrichtungsmarken (Linien) 162 und 164 angebracht werden. Durch die Einbeziehung mehrerer Linien 162 und 164 wird sichergestellt, dass sich eine Positionierungsmarke immer innerhalb einer Gitterperiode von der Kante der Apertur 118 befindet. Zweitens werden bei dem Elektronenstrahl-Lithographiesystem 100 der bevorzugten Ausführungsart nur die Verschiebungsfehler an den vier Ecken der Apertur 118 gemessen. Diese Messung liefert ausreichend Informationen zur Korrektur der Verschiebung in x- und y-Richtung, des x- und y-Schrägversatzes (Drehung), der x- und y-Vergrößerung und der x- und y-Trapezverzerrung. Wahlweise können genauere Korrekturen für Fehler höherer Ordnung, zum Beispiel Balken-Nadelkissen-Verzerrung, symmetrische und antisymmetrische quadratische Verzerrung usw., erzeugt werden, indem zusätzliche Marken zur Messung weiterer Fehlerinformationen eingefügt werden. Drittens können an jeder Ecke der bevorzugten Ausführungsart an jedem Kalibrierungsort vier vertikale und horizontale Abtastrechtecke 170 bzw. 172 angebracht werden, wobei sich jedes Abtastrechteck an der vorgesehenen Grenze des Teilfeldes befindet. Diese Abtastrechtecke liefern Daten zur Kontrolle und zur Korrektur der Verzerrungen im Bereich des Teilfeldes.
Nach der Beschreibung des Systems 100 der bevorzugten Ausführungsart lässt sich die Funktionsweise des Systems 100 unter Bezug auf den einfachen Ablaufplan von 4 verstehen. Im Gegensatz zu Systemen nach dem Stand der Technik durchläuft das System 100 der bevorzugten Ausführungsart ständig vier verschiedene Phasen, eine A1-Phase 180, eine A2-Phase 182, eine B-Phase 184 und eine C-Phase 186. Während der A1-Phase 180 tastet der Strahl die Referenzzielmarken 162, 164 an den vier Ecken der Apertur 118 ab. Während der A2-Phase 182 werden im Direktschreibmodus die Positionierungsmarken auf dem Substrat abgetastet. Während der B-Phase 184 wird die Struktur auf das Hauptfeld des Substrats geschrieben. Die C-Phase 186 dient der Vorbereitung auf das nächste Feld, d.h., der Tisch wird zwischen den Feldern verschoben, wobei Servoregler für den Strahl erforderlichenfalls justiert, Höhendaten für die Autofokussierung erfasst, Digital-Analog-Umsetzer (DAC) für die Autofokussierungs- und die Feldverriegelungsspule geladen werden können und die Struktur eingestellt werden kann.
Der bevorzugte Tisch 128 beinhaltet ein dauerhaft eingebautes Gitter zur Systemkalibrierung. Vor Beginn des normalen Arbeitsablaufs muss die Apertur 118 mechanisch auf das Belichtungsfeld zentriert werden. Zu diesem Zweck wird der Strahl über seinen ganzen Ablenkungsbereich geschwenkt, während er auf das Zielmarkengitter fokussiert ist. Rückgestreute Elektronen vom Kalibrierungsgitter und von der Feldverriegelungszielmarke 116 werden aufgefangen und abgebildet. Die x/y-Position der Feldverriegelungszielmarke in Bezug auf das Ablenkungsfeld wird durch die Brennweitenänderung zwischen dem rückgestreuten Bild der Kalibrierungszielmarke und der Feldverriegelungszielmarke dargestellt. Das Bild der Feldverriegelungszielmarke 116 wird unter Verwendung der mechanischen Justiereinrichtung 136 auf das Ablenkungsfeld zentriert.
Wie im Ablaufplan zur Zielmarkenerfassung und -zentrierung von 5 gezeigt, werden die Teilfelder 166 und 168 während einer ersten A1-Phase 180 mit dem Strahl abgetastet, um die Linien 162 und 164 in jeder ihrer vier Ecken zu finden. Das Feld wird zentriert, und in Schritt 190 werden die vier erwarteten Orte der Verriegelungszielmarken 166, 168 an den Ecken der Apertur 118 abgetastet, um festzustellen, ob der Strahl hinreichend genau auf die Zielmarke ausgerichtet ist. Wenn die Verriegelungsmarken an ihrem erwarteten Ort gefunden werden, ist keine weitere Justierung erforderlich, sodass die Zielmarkenerfassung in Schritt 192 abgeschlossen ist. Wenn jedoch die Verriegelungsmarken in Schritt 190 nicht an ihren erwarteten Orten gefunden werden, geht das Verfahren weiter zu Schritt 194, wo ermittelt wird, ob eine Marke 170 während jedes Durchlaufs erkannt wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in Schritt 196 der Ablenkungsort der Marken für jede Verriegelungszielmarke 166, 168, bei der eine Marke nicht erkannt wurde, justiert; und unter Verwendung eines entsprechenden Abweichungswertes der Suche, zum Beispiel einer Hälfte von Länge/Breite eines Teilfeldes, wird der Bereich um den erwarten Ort der Marke herum durchsucht. Wenn zu Anfang bei jedem Durchlauf in Schritt 194 eine Marke erkannt wurde, oder nach dem Finden der Marken in Schritt 196 wird in Schritt 198 die Zentrierung jeder einzelnen Marke 170 geprüft. Wenn die Marken nicht ordnungsgemäß zentriert sind, wird in Schritt 200 für jede nicht zentrierte Marke der Ablenkungsort der Marke um einen passenden Betrag korrigiert, um die Marke zu zentrieren. Nachdem entweder in Schritt 198 gefunden wurde, dass alle Marken zentriert sind, oder nach dem Zentrieren der nichtzentrierten Marken in Schritt 200, werden in Schritt 202 die A1-Ablenkungswerte geladen, und der A1-Zyklus beginnt.
Darauf folgen unmittelbar eine A2-Phase 182 und ein B-Zyklus 184, die im Ablaufplan von 6 zur Zielverriegelung und Kalibrierung dargestellt sind. Zuerst werden in Schritt 204 das in der Schreibebene befindliche Kalibrierungsgitter des Systems abgetastet und die Mitten- und Eckkoordinaten des Teilfeldes gemessen und justiert, um das Ablenkungsfeld und die Teilfelder auf das Gitter auszurichten. Dann werden die Steuerparameter für die Ablenkung um einen ausgewählten Betrag korrigiert und die Phasen A1, A2 und B ausgeführt. Unter Verwendung des in der Schreibebene auf dem Tisch befindlichen Kalibrierungsgitters werden die A2- und die B-Ablenkung kalibriert, um Korrekturfaktoren zu erhalten. Dann wird in Schritt 206 eine Beziehung zwischen den Korrekturfaktoren in der Schreibebene und an der Feldverriegelungszielmarke hergestellt.
Unmittelbar nach dem Ausmessen der Mittenmarken des Teilfeldes während des A2- und des B-Zyklus wird das in der Höhe der Schreibebene auf dem Tisch angebrachte Kalibrierungsgitter des Systems abgetastet. Dann werden die Mitten- und Eckkoordinaten des Teilfeldes korrigiert, um das Ablenkungsfeld und die Teilfelder auf das Gitter auszurichten. Abschließend werden die Steuerparameter für die Ablenkung während jedem A1-, A2- bzw. B-Zyklus gezielt um einen identischen Betrag geändert. Jede relative Verschiebung zwischen den Phasen A1, A2 und B wird gemessen und in Korrekturen der Schreibebene umgesetzt. Nach dieser Vorkalibrierung werden die Strukturen auf dem Substrat normal gebildet, indem alle vier Phasen A1, A2, B und C durchlaufen werden.
Wie oben bereits erwähnt, erfolgt bei dem System 100 der bevorzugten Ausführungsart die Feldverriegelung unabhängig vom Betriebsmodus INAKTIV, BEREITSCHAFT oder AKTIV. Unabhängig vom Betriebsmodus BEREITSCHAFT oder AKTIV tastet der Strahl ferner während jedes A1-Zyklus die Referenzzielmarken 166, 168 ab, um die Zielmarken 166, 168 im thermischen Gleichgewicht zu halten. Wenn die Referenzzielmarken 166, 168 nicht ständig abgetastet werden, ändert sich deren Temperatur infolge der unregelmäßigen Energiezufuhr auf unkontrollierte Weise. Diese Temperaturänderung führt dazu, dass die Referenzzielmarken 166, 168 eine unzulässige Temperaturdrift erfahren. Obwohl die Referenzmarken 166, 168 während jedes Zyklus abgetastet werden, könnte der Verarbeitungsschritt auch im Betriebsmodus BEREITSCHAFT stattfinden, jedoch muss die Verarbeitung unbedingt im Betriebsmodus AKTIV erfolgen, um das System neu zu kalibrieren.
Ferner hebt die A2-Korrektur im Direktschreibmodus normalerweise alle von einem A1-Zyklus abgeleiteten Korrekturen auf und macht damit den A1-Zyklus überflüssig. Jedoch können beide Zyklen dazu verwendet werden, in einem Diagnosemodus zur Feldverriegelung eine Feldverriegelungsdiagnose zu erstellen. In diesem Diagnosemodus wird eine auf dem XY-Tisch 114 befestigte Positionierungszielmarke in das Ablenkungsfeld geschoben, und die Abtastung der A2-Zielmarke wird mit der Positionierungszielmarke wiederholt. Die Ergebnisse der A1-Abtastung werden nicht weiterverarbeitet. Die A2-Abtastung dient nicht zur Gewinnung von Korrekturwerten, sondern zur Überwachung der Felddrift und -verzerrung. Dann werden gezielt durch Störung der oberen Säule Verschiebungen ausgelöst und anschließend die Feldverriegelung im A1-Zyklus abgetastet. Aus der Abtastung der Feldverriegelung im A1-Zyklus werden Korrekturwerte berechnet und in der Belichtungsanlage umgesetzt. Wenn das System ordnungsgemäß funktioniert, sollte im A2-Zyklus keine Drift mehr gemessen werden, da diese bereits im A1-Zyklus erkannt und als Korrekturwert im A2- und im B-Zyklus umgesetzt wurde.
7 ist ein Ablaufplan eines A1-Zyklus 180 zur Voreinstellung, bei dem die Verriegelungszielmarke nicht abgetastet wird. Vor dem Zentrieren der Ablenkung auf die Feldverriegelungszielmarke 116 können Streuelektronen zum Substrat gelangen. Deshalb sollte der Strahl vor dem Zentrieren nicht aktiv sein, falls sich auf dem Tisch ein Substrat befinden sollte. Sobald jedoch die Verriegelungszielmarke gemäß der Beschreibung zu 5 erfasst wurde, ist der Strahl während jedes A1-Zyklus aktiv.
Um während des Zyklus das Tastverhältnis konstant zu halten und Hystereseeffekte auszuschließen, werden deshalb die Fokussierungsspulen 104a, 104b, die Ablenkspulen 106, 108 und die Linsenverschiebungsspule 110 zyklisch weiterbetrieben, obwohl der Strahl 112 während des A1-Zyklus 180 zur Voreinstellung inaktiv ist. Beim Wechsel zum A1-Zyklus werden in Schritt 210 Statusbits gesetzt, um anzuzeigen, dass der A1-Zyklus abläuft (A1IP). Dann werden in Schritt 212 die Statusbits erstmalig geprüft, um festzustellen, ob der A1-Zyklus gemäß der Anzeige durch die gesetzten A1IP-Bits abläuft.
Wenn die A1IP-Bits gesetzt sind, wird die Autofokussierungsspule 104b auf die dem Fokussierungswert entsprechende Stelle des Kalibrierungsgitters und die Positionsfokussierungsspule auf ihren aktiven Wert gesetzt. Das Rückmeldesignal für den Strahlstatus (BF_STATUS) wird in den Datenpfad des Systems eingegeben, und das Rückmeldesignal für den Strahlzustand (BF_STATE) wird gleich null gesetzt, um mechanische Fehlerkorrekturen am Tisch zu verhindern. Im Normalbetrieb werden die Rückmeldedaten gesammelt, um Positionsdaten für den Tisch im Nanometerbereich zur Verfügung zu haben. Die gesammelten Daten werden zur Feinabstimmung verwendet, um den Einfluss von Tischschwingungen und mechanischen Ungenauigkeiten der gröberen mechanischen Positionierung auf den Strahl zu kompensieren. Üblicherweise liegt die mechanische Genauigkeit der Tischpositionierung innerhalb des durch das Rückmeldesignal erfassten Bereichs des Strahls. Wenn der Strahl während der Positionierung auf die Positionierungszielmarke 116 ausgerichtet wird, ist die tatsächliche Tischposition ohne Belang, sodass die Rückmeldung vom Strahl unterbunden wird.
Dann wird in Schritt 216 die magnetische Ablenkung angesteuert, um den Strahl zu jedem Teilfelder 166 und 168 so abzulenken, dass die Referenzzielmarke abgetastet wird. Sobald die Referenzzielmarke abgetastet ist, wird in Schritt 218 die Autofokussierungsspule auf den Zielwert (d.h. die Feldadresse) gesetzt und die Fokusverriegelungsspule abgeschaltet. Das Signal BF_STATUS wird in den Datenpfad des Systems eingegeben, und das Signal BF_STATE wird auf eins gesetzt, um mechanische Fehlerkorrekturen am Tisch zu aktivieren, und gleichzeitig werden die A1IP-Bits abgeschaltet.
Dann werden in Schritt 212 die A1IP-Bits erneut geprüft. Die erneute Prüfung in Schritt 212 zeigt jedoch, dass die A1IP-Bits abgeschaltet sind. Deshalb wird in Schritt 220 ein A2-HOLDOFF-Signal geprüft, um zu ermitteln, ob mit dem A2-Zyklus fortgefahren werden soll. Wenn das A2-HOLDOFF-Signal in Schritt 220 aktiv ist, begibt sich das System in Schritt 222 in eine Warteschleife. Das A2-HOLDOFF-Signal wird in periodischen Abständen immer wieder geprüft, bis es inaktiv ist, worauf das System zum einem A2-Zyklus 182 übergeht.
8 ist ein Ablaufplan eines A1-Zyklus, bei dem die Verriegelungszielmarke abgetastet wird, der im Wesentlichen jedoch gleich dem Ablaufplan in 7 ist. Daher werden identische Schritte mit identischer Funktion durch identische Bezugsnummern bezeichnet. Wenn das System den A1-Zyklus von 8 abwickelt, wird die Verriegelungszielmarke in Schritt 216' abgetastet und gemessen, und die Abtastergebnisse werden zurückgemeldet. Wenn das bevorzugte Elektronenstrahl-Lithographiesystem in 8 vom A1-Zyklus zum A2-Zyklus übergeht, geht das System wieder in seinen Standardzyklus über und beginnt in Schritt 224 mit der Verarbeitung des Rückmeldesignals der A1-Abtastung.
Gemäß der Beschreibung in Verbindung mit 3 bietet das Gitter auf der oberen Fläche der Feldverriegelungszielmarke 116 eine erste Führung für das bevorzugte System und ist zu Anfang beim Aufsuchen geeigneter Referenzzielmarken behilflich. Wenn die Feldverriegelung zu Anfang aktiviert ist, wird der Strahl während eines A1-Zyklus 180 nacheinander am Rand der Feldapertur 118 an den erwarteten Stellen für die Zielmarken entlanggeführt. Infolge der Verzerrungen des Ablenkungsfeldes und mechanischer Positionierungsfehler werden die Zielmarken in der Praxis jedoch nur selten an diesen zu Anfang erwarteten Stellen gefunden. Deshalb wird ein Suchalgorithmus zum Auffinden von mittleren Teilfeldmarken an jeder der entsprechenden Zielmarken verwendet, und die entsprechenden Befehlsadressen für die Zielmarken werden dementsprechend geändert.
9 ist ein Ablaufplan des A1-Zyklus, bei dem die Zielverriegelung erfolgt, während eine Struktur gerade geschrieben wird, der ansonsten jedoch im Wesentlichen gleich dem Ablaufplan in 8 ist. Demzufolge werden identische Schritte mit identischer Funktion durch identische Bezugsnummern bezeichnet. Somit wird beim Abtasten der Struktur in Schritt 216" die Positionsfokussierungsspule 104a in Schritt 260 geprüft, um zu ermitteln, ob eine Korrektur erforderlich ist. Diese Prüfung erfolgt, indem ein Stromwert der Feldverriegelungsspule gestört und in Schritt 216" ein zweiter A1-Zyklus durchlaufen wird. Nach dem Durchlaufen des zweiten A1-Zyklus werden Korrekturwerte in Schritt 262 berechnet und weitergeleitet, um während des A2-Zyklus 182 und des B-Zyklus 184 zur Positionssteuerung der Struktur eingesetzt zu werden. Ferner werden nach dem Wechsel zum A2-Zyklus, während des Schreibens der Struktur in Schritt 264, die Strukturen unter Verwendung der während des A1-Zyklus erzeugten aktuellsten Korrekturwerte justiert.
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsarten beschrieben wurde, ist dem Fachmann klar, dass die Erfindung innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche in veränderter Form realisiert werden kann.

Claims

Elektronenstrahl-Lithographiesystem (100), das Folgendes umfasst: einen Optikbereich (102), der Strahlablenkungsmittel (106, 108, 111) zur Steuerung des Ausbreitungsweges eines Elektronenstrahls entlang einer Systemachse enthält; einen steuerbaren Tisch (114) an einem Ende des Ausbreitungsweges, wobei auf dem steuerbaren Tisch ein Zielsubstrat angebracht ist, das in Bezug auf eine Systemachse positioniert ist; eine oberhalb des steuerbaren Tisches (114) angebrachte Feldverriegelungszielmarke (116); eine Apertur (118) durch das Feldverriegelungsziel (116); um die Apertur (118) herum angeordnete Justiermarken; und ein Substrat-Justiersystem zum Messen der relativen Positionen des Feldverriegelungsziels und des Substrats.
System nach Anspruch 1, bei dem das Substrat-Justiersystem Folgendes umfasst: einen Laser (122); ein erstes Laserziel (124), das an der Feldverriegelungszielmarke (116) angebracht ist und Laserenergie vom Laser reflektiert; und ein zweites Laserziel (124'), das am Substrat angebracht ist und Laserenergie vom Laser reflektiert.
System nach Anspruch 2, bei dem die Feldverriegelungszielmarke (116) auf einer Fläche ein Gitter von Feldern (40) beinhaltet, wobei die Felder in mehrere Teilfelder (44) aufgeteilt sind und die Periodizität der Felder gleich der Periodizität der Teilfelder ist.
System nach Anspruch 3, bei dem die Feldverriegelungszielmarke (116) ferner mindestens einen Abtastbereich des Teilfeldes beinhaltet, der aus vier Abtastrechtecken (170) besteht.
System nach Anspruch 4, bei dem die Feldverriegelungszielmarke (116) aus Kohlenstoff und das Gitter aus Gold besteht.
System nach Anspruch 5, bei dem die Feldverriegelungszielmarke (116) ferner eine Goldschicht auf der der einen Fläche gegenüber liegenden Fläche beinhaltet.
System nach Anspruch 5, bei dem Feldverriegelungszielmarke (116) so positioniert ist, dass sich das Gitter 4 mm oberhalb des Zielsubstrats befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Apertur (118) so bemessen ist, dass der Strahl ein Feld auf dem Substrat beschreiben kann.
System nach Anspruch 8, bei dem die Apertur (118) 0,2 mm größer als die Feldabmessungen ist.
System nach Anspruch 1, das ferner ein Justiermittel (136) zum Justieren der Position der Feldverriegelungsplatte umfasst.
System nach Anspruch 10, bei dem das Justiermittel (136) die Position der Feldverriegelungsplatte mechanisch justiert.
System nach Anspruch 1, bei dem der Optikbereich (102) eine Immersionslinse mit variabler Achse (VAIL) ist.
System nach Anspruch 12, bei dem der Optikbereich (102) Folgendes umfasst: Strahlablenkungsplatten (111) zum Ablenken des Strahls auf einen genauen Ort; ein Positionsfokussierungsmittel (104a) zum Neufokussieren des Strahls auf ein Referenzziel; ein Autofokussierungsmittel (104b) zum Justieren des Strahlfokus auf Höhenänderungen des Ziels; magnetische Strahlablenkungsmittel (106, 108) zum magnetischen Ablenken des Strahls auf ein Teilfeld; und eine Ablenkspule (110) zum Verschieben der Achse der Projektionslinse, welche die variable Achse der Linse verschiebt, damit diese dem abgelenkten Strahl folgt.
System nach Anspruch 13, bei dem das Positionsfokussierungsmittel (104a) und das Autofokussierungsmittel (104b) ein Paar konzentrischer Spulen bilden.
Teilchenstrahlsystem nach Anspruch 13, bei dem das Positionsfokussierungsmittel (104a) und das Autofokussierungsmittel (104b) durch eine einzige Spule bereitgestellt werden.
Teilchenstrahlsystem nach Anspruch 13, bei dem das magnetische Strahlablenkungsmittel (106, 108) aus einem Paar Spulen besteht.
Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Drift eines Elektronenstrahl-Justiersystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: i. Einleiten der Verschiebung eines Tisches (114) zum Zentrieren eines Schreibfeldes auf einem Substrat auf dem Tisch; ii. Schwenken eines Teilchenstroms zum Finden von Markierungen in der Nähe einer mittleren Feldposition, während sich der Tisch in die Arbeitsstellung bewegt; iii. Aufzeichnen von Strahlsteuerdaten, wenn die Markierungen getroffen werden, und Berechnen von Korrekturwerten für den Strahl; iv. Messen der relativen Position des Tisches und der mittleren Feldposition und erforderlichenfalls Justieren der mittleren Feldposition; und v. Beschreiben des zentrierten Schreibfeldes mit dem um die berechneten Korrekturwerte korrigierten Strahls.
Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Drift nach Anspruch 17, bei dem die zentrierte Feldposition innerhalb einer Apertur (118) in einem Feldverriegelungstisch (116) liegt und die Markierungen sich in der Nähe der Apertur auf dem Feldverriegelungstisch befinden.
Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Drift nach Anspruch 18 vor dem Schritt (i) des Einleitens der Tischverschiebung, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: a1) Aufbringen eines Kalibrierungsziels auf das Schreibfeld innerhalb der Apertur; a2) Schwenken des Strahls, um die Markierungen nahe der Apertur zu finden; a3) Zentrieren der Markierungen innerhalb eines erwarteten Ortes; a4) Zentrieren eines ersten Schreibfeldes innerhalb der Apertur; und a5) Schreiben einer Struktur auf das erste Schreibfeld.
Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Drift nach Anspruch 19, bei dem der Schritt a3) des Zentrierens der Markierungen das mechanische Justieren des Ortes der Apertur (118) umfasst.
Verfahren zur Berechnung von Korrekturwerten für die Drift nach Anspruch 17, bei dem sich die zentrierte Feldposition innerhalb des durch das Rückmeldesignal erfassten Bereichs des Strahls befindet.
Verfahren zum Schreiben von Strukturen mit einem Elektronenstrahl-Justiersystem nach Anspruch 1, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: 1. Zentrieren einer Apertur für eine Feldverriegelungszielmarke; 2. Verschieben eines Tisches zum Zentrieren eines Schreibfeldes auf einem Substrat auf dem Tisch innerhalb der Apertur; 3. Schreiben einer Struktur in das zentrierte Schreibfeld; 4. Einleiten des Zentrierens eines nächsten Schreibfeldes innerhalb der Apertur; 5. Prüfen der Strahlposition, während das nächste Schreibfeld zentriert wird; und 6. Wiederholen der Schritte (c) bis (e), bis alle Felder auf dem Substrat beschrieben worden sind.
Verfahren zum Schreiben von Strukturen mit einem Elektronenstrahl-Justiersystem nach Anspruch 22, bei dem der Schritt 1) des Zentrierens der Apertur für die Feldverriegelungszielmarke die folgenden Schritte umfasst: 1. Aufbringen einer Kalibrierungszielmarke innerhalb der Apertur für die Feldverriegelungszielmarke; 2. Schwenken des Elektronenstrahls, um die Kalibrierungszielmarke und die Marken in der Nähe der Apertur für die Feldverriegelungszielmarke zu finden; 3. Justieren des Strahls, um die Marken innerhalb eines erwarteten Bereichs anzuordnen; und 4. mechanisches Justieren der Marken, um die Marken an einem erwarteten Ort anzuordnen.
Verfahren zum Schreiben von Strukturen mit einem Elektronenstrahl-Justiersystem nach Anspruch 22, bei dem der Schritt (5) des Prüfens der Strahlposition die folgenden Schritte umfasst: 1. Abtasten von Positionsmarken in der Nähe der Apertur für die Feldverriegelungszielmarken; und 2. Ermitteln von Korrekturwerten für den Strahl.
Verfahren zum Schreiben von Strukturen mit einem Elektronenstrahl-Justiersystem nach Anspruch 22, bei dem im Schritt 3) beim Schreiben der Struktur der Strahl unter Verwendung der ermittelten Korrekturwerte justiert wird.