DE69432098T2

DE69432098T2 - Elektronenstrahl-Lithographie-System

Info

Publication number: DE69432098T2
Application number: DE69432098T
Authority: DE
Inventors: Hans Christian Pfeiffer; Werner Stickel
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2014-11-25
Also published as: KR0160167B1; DE69432098D1; US5466904A; CA2131670C; JPH07201726A; EP0660370A3; US5545902A; EP0660370B1; JP2829942B2; CA2131670A1; KR950019946A; EP0660370A2; TW332309B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft das Gebiet direktschreibender Elektronenstrahlsysteme, mit denen auf dem Wafer integrierter Schaltkreise Muster hergestellt werden können.

Aktueller Stand der Technik

Das klassische Elektronenstrahlsystem ist ein "Sondenbildungssystem", in dem ein schmaler Strahl, bei dem es sich um ein Bild seiner elektronischen Quelle handelt und der über eine bestimmte Gaußsche Verteilung verfügt, mit einer Menge von einem Pixel je Zeiteinheit den Wafer oder eine andere Marke überstreicht. Dabei ist das Pixel definiert als die volle Breite auf halber Höhe der Intensitätsverteilung. Solche Gaußschen Systeme weisen einerseits die höchste räumliche Auflösung, andererseits aber auch den niedrigsten Durchsatz aller Sondenbildungssysteme auf, da die Muster nacheinander jeweils nur einem Pixel ausgesetzt sind. Diese Systeme haben jedoch den Vorteil, dass Korrekturen dynamisch und Pixel für Pixel ausgeführt werden können, so dass ein Ausgleich von Bildfehlern der elektronischen Linsen und Ablenkeinheiten im System möglich ist.
Eine Durchsatzsteigerung ist durch Schaffung eines größeren, in seiner Größe jedoch einstellbaren Durchsatzpunktes auf dem Wafer möglich. Dabei kann die Größe dieses Punktes so verändert werden, dass er der Elementbreite des Schaltkreises angepasst werden kann. Bei den effizienteren, das heißt, durchsatzstärkeren Systemen hat der Bildfleck auf dem Wafer eine bestimmte Form. Das wird dadurch erreicht, dass man ein Bild einer Blende oder eines anderen von der Quelle beleuchteten Objekts (nicht jedoch der Quelle selbst) erzeugt. Die Größe dieses Bildes kann elektronisch variiert werden, so dass sich beim parallelen Projizieren von mehreren hundert Pixeln ein bestimmtes Muster ergibt. Ein Beispiel für ein solches System wird im US-Patent Nr. 4.243.866 offengelegt.
Der höchste Durchsatz wird in Projektionssystemen erreicht, in denen alle Pixel parallel projiziert werden. Das klassische Elektronenstrahl-Projektionssystem wird auf der Grundlage von optischen Projektionssystemen modelliert. In der näheren Zukunft sind Chips mit einer Größe von etwa 17 mm · 35 mm möglich, so dass das Retikel bei einer typischen Verkleinerung von 4 : 1 eine Größe von 70 mm · 140 mm aufweist. Nach dem aktuellen Stand der Technik ist es nicht möglich, eine Elektronenlinse zu produzieren, die ein Retikel dieser Größe mit einer akzeptablen Formtreue in einem Nenngeräte- Entwurfsmaß (das einer kritischen Abmessung von 0,25 um entspricht) abdeckt.
Im Wettbewerb zwischen Elektronenstrahlsystemen einerseits sowie lichtoptischen und Röntgenstrahlsystemen andererseits ist der Durchsatz die entscheidende Größe. Deshalb sind für Wafer Maskenprojektionssysteme am besten geeignet. Eine entscheidende Voraussetzung für einen hohen Durchsatz ist jedoch selbstverständlich das Vorhandensein eines Strahls mit hoher Intensität. Eine hohe Leistung bedeutet allerdings auch eine starke Hitzebelastung des Retikels, was zu intolerablen Retikelverzerrungen führt. Eine alternative Möglichkeit zur Minimierung der thermischen Verzerrung des Retikels eines Projektionssystems besteht darin, anstelle eines Absorptionsretikels ein Streuretikel zu verwenden, wie es bei S. D. Berger & J. M. Gibson, APPL. PHYS. LETTERS 57 (2) (1990) (153) beschrieben wird. Voraussetzung für die Verwendung eines Streuretikels ist, dass sich über dem Wafer eine Öffnung befindet, die vorzugsweise die Streustrahlen mit einem größeren Streuungswinkel absorbiert, so dass der Streuungskontrast auf dem Wafer zu einem Intensitätskontrast umgewandelt wird.
Ganzfeld-Projektionssysteme weisen im Vergleich zu Sondenbildungssystemen einen grundlegenden Nachteil auf: Sie sind nicht in der Lage, dynamische Korrekturen von Bildfehlern (Unschärfen, Verzerrungen) innerhalb eines Chip- oder Belichtungsfeldes vorzunehmen. Der Grund hierfür ist in der Unvollkommenheit des Retikels, des Elektronenstrahlsystems bzw. des Wafers zu suchen.
Es wurden verschiedene Elektronenstrahlsysteme vorgeschlagen, die auf dem Konstruktionsprinzip variabler Achsen aufbauen, so dass die Bildfeldgröße des Strahls erhöht werden kann. Ein Beispiel hierfür sind die dreistufigen Ablenksysteme, die in folgenden Schriften offengelegt wurden: JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY: PART B, vol. 11, nº6, 1. November 1993, Seiten 2332-2341, XP000423368 PFEIFFER H. C. ET AL, Titel: ,EL-4, a new generation Electron-beam lithography system', oder in JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY: PART B, vol. 11, nº6, 1. November 1993, Seiten 2309-2314, XP000423364 PETRIC P. F. ET AL, Titel: ,EL-4, Column and Control'. Zwar bieten diese Systeme einen akzeptablen Kompromiss zwischen den Durchsatzanforderungen, die beim Direktschreiben bestehen, und den Stabilitätsanforderungen bei der Maskenherstellung, jedoch sind auch Möglichkeiten für Verbesserungen durchaus vorhanden.
Zusammengefasst lässt sich konstatieren, dass die Branche schon seit langer Zeit nach einem Elektronenstrahlsystem sucht, das einen akzeptablen Kompromiss zwischen Genauigkeit und Durchsatz bietet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlsystem für Direktschreibanwendungen, welches in sich den parallelen Pixeldurchsatz eines Projektionssystems mit der Montagegenauigkeit eines Sondenbildungssystems vereint. Zu diesem Zweck dient ein Elektronenstrahler dazu, eine erste Blende gleichmäßig zu beleuchten, mit einer Kondensorlinse wird ein Zwischenbild der Blende erzeugt, und ein erstes Set steuerbarer Deflektoren dient dazu, mit dem Strahl das Retikel parallel zur Systemachse zu überstreichen. Dabei ist die magnetische Feldachse bzw. die "optische" Achse einer ersten Linse mit variabler Achse koinzident mit dem Strahl, so dass am Retikel ein Bild der ersten Blende gebildet und ein Unterbereich oder "Teilfeld" des Retikels beleuchtet wird. Eine zweite Linse mit variabler Achse dient zum Kollimieren des strukturierten Strahls, ein zweites Set steuerbarer Deflektoren dient dazu, den Strahl zurück in eine geeignete Position über dem Wafer zu bringen, und eine dritte Linse mit variabler Achse dient zur Herstellung eines Bildes des Retikel-Teilfeldes auf dem Wafer, und zwar gemeinsam mit Korrekturelementen, mit denen Bildfehler (die von Teilfeld zu Teilfeld unterschiedlich sein können) ausgeglichen werden. Folglich bietet das System einen hohen Durchsatz, was in erster Linie die parallele Verarbeitung der 10 Pixel je Teilfeld zurückzuführen ist (wobei ein Pixel an einer Seite etwa 0,1 m groß ist). Dabei wird die geringe Bildfehlerquote der Linse mit variabler Achse und die Fähigkeit zur Ausführung ortsabhängiger Korrekturen genutzt, welche Sondenbildungssysteme auszeichnen, die das Bild Pixel für Pixel montieren.
Ein Merkmal der Erfindung ist die Möglichkeit zur Ausführung dynamischer Korrekturen in den einzelnen Teilfeldern, so dass ein Ausgleich für die unterschiedlichsten Fehler geschaffen werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 illustriert in einem teilweise bildhaften, teilweise schematischen Stil eine Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 2A und 2B zeigen, eine Draufsicht auf ein Retikel und einen Wafer, wodurch die Überstreichungssequenz illustriert wird.
Die Fig. 3A bis 3C zeigen verschiedene Ausführungsformen, die sich voneinander durch die Anzahl und die Anordnung der optischen Elemente und der entsprechenden Strahlspuren unterscheiden.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung benachbarter Teilfelder eines Wafers.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein Retikel, das im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 6 zeigt einen Teil einer Ausführungsform der Erfindung, der über eine dynamische Fokuskorrektur verfügt, so dass Raumladungskorrekturen ausgeführt werden können.

Bestes Verfahren zur Umsetzung der Erfindung

Nunmehr bezugnehmend auf Fig. 1, wird in teilweise bildhafter, teilweise schematischer Form eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Oben ist auf der Zeichnung eine Elektronenstrahlquelle 10 dargestellt, die durch eine Beleuchtungsöffnung 20 (die in diesem Beispiel 1 mm² groß ist) nach unten in Z-Richtung einen divergierenden Elektronenstrahl mit einer Energie von 100 KeV emittiert, der abwärts entlang einer Systemachse 102 verläuft. Die Größe der Öffnung ist so gewählt, dass über ihr innerhalb bestimmter Grenzen eine gleichmäßige Elektronenverteilung erfolgt, so dass die Intensitätsunterschiede innerhalb des Teilfeldes des Wafers akzeptabel bleiben. In der Regel liegt bei Elektronenstrahlsystemen das Gleichmäßigkeitslimit bei etwa 2%. Nach dem Passieren der Öffnung 20 wird der Strahl von einer konventionellen Magnetlinse 8, die als Kondensorlinse wirkt, kollimiert (parallel wiedergegeben).
Um die Systemanforderung nach einem sehr großen Feld zu erfüllen, überstreicht der Strahl in aufeinanderfolgenden Schritten die Oberfläche des Retikels 204. Der Strahl wird durch konventionelle Ablenkelemente 32 und 34 abgelenkt. Diese sind in der Lage, den Strahl in X-Richtung (in der Zeichnung links und rechts) senkrecht zur Z-Achse und/oder in Y-Richtung (in die Ebene des Papiers hinein bzw. aus ihr heraus) abzulenken. Der Strahl erstreckt sich entlang einer zweiten Achse 104 (aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Strahlachse im n-ten Teilfeld des Retikels als "Retikelachse" bezeichnet) und durch eine erste Linse mit einer variablen Achse hindurch. Diese Linse wird allgemein durch die Zahl 40 bezeichnet und verfügt oben und unten über einen Polschuh 42 bzw. 44. Die zur Achsenverschiebung dienenden Gabeln 43 und 45 (allgemein als Achsenverschiebungs-Elemente bezeichnet) überdecken mit ihren Feldern die Linsenfelder, die zwischen den Polschuhen 42 und 44 geschaffen wurden, so dass die kombinierten Felder azimuth symmetrisch über der Achse 104 in einer Region liegen, die größer als der Strahl ist, wie in dem US-Patent 4.376.249 offengelegt wird. Mit dieser Anordnung können Achsenabweichungen der Linse in einem wesentlichen Maße reduziert werden, und man kann mit einem großen Überstreichungsfeld von über 10 mm arbeiten. Linsen dieses Typs werden als Linsen mit variabler Achse (VAL-Linsen) bezeichnet, da bei diesen Linsen die optische Achse steuerbar verschoben werden kann. Die Verwendung solcher Linsen mit variabler Achse ermöglicht ein hochauflösendes Überstreichen der Retikel- und Waferflächen. Dieser Vorgang wird bei Bedarf durch ein mechanisches Abtasten des Retikels und des Wafers ergänzt, so dass die gesamte Chipfläche abgedeckt ist.
Der Strahl 104 wird durch den oberen Teil der Linse 40 auf das Retikel 204 fokussiert. Dabei entsteht auf dem Retikel ein Bild der Öffnung 20, das hinsichtlich seiner Größe einem Teilfeld des Retikels entspricht. Der Strahl 104 trifft auf das n-te Teilfeld des Retikels 204 auf und verläuft parallel zur Z-Achse weiter durch die Bohrung des Polelements 44. Beim Passieren des Retikels wird der Strahl durch die im Teilfeld enthaltenen Informationen strukturiert. Im Falle eines konventionellen absorbierenden Retikels wird der Strahl im wesentlichen in dicken, opaken Bereichen absorbiert, während er offene Bereiche ohne Störungen passiert. In den Überdeckungsbereichen einander ergänzender Retikel werden nacheinander ringförmige Muster belichtet, so dass die gewünschten Merkmale entstehen, wie sie bei H. Bohlen et al., Solid State Technology, Sept (1984) 210 beschrieben werden.
Der untere Teil der Linse 40 kollimiert in diesem Beispiel den Strahl erneut und leitet ihn zusammen mit dem Deflektor 66 zur Kontrastöffnung 70, die unterschiedliche, nachfolgend beschriebene Funktionen ausführt. Der Strahl wird vorzugsweise in dem Bereich zwischen der Linse 40 und der Linse 50 kollimiert, um Interaktionen zwischen den Elektronen zu vermeiden. Eine solche Kollimation ist jedoch nicht erforderlich. Zur Zusammenfassung der Begriffe Kollimieren, Fokussieren und Defokussieren wird deshalb im Folgenden der Begriff "Einwirken auf den Strahl" verwendet. Der untere Teil der Linse 40 fokussiert im Zusammenwirken mit den vorhergehenden Linsen, einschließlich dem oberen Teil der Linse 40, ein Bild der Quelle 10 auf eine Öffnung 70, wobei gleichzeitig ein Kollimieren des Bildes des Rektikels erfolgt. Fachleute auf diesem Gebiet werden rasch die Beschränkungen verstehen, welche durch diese Anforderung in Bezug auf die Position der Elemente und die Brennweite bestehen.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Bild eines Teilfeldes des Wafers von der Position aus übertragen werden kann, an der ein Projektionssystem für die gesamte Chipstrukturierung es platzieren würde. Folglich ist es möglich, dass das System die Teilfelder des Retikels im wesentlichen unabhängig voneinander auf den Wafer projiziert. Demzufolge können die Genauigkeits- und Stabilitätsanforderungen an das Retikel drastisch vermindert werden, denn das System kann vor und sogar noch während der Projektion kleinere Korrekturen an den Positionen der einzelnen Teilfelder vornehmen. Außerdem ist es aufgrund der Möglichkeit der Ausführung von Korrekturen auf der Basis von Teilfeldern (ein entscheidender Vorteil von Sondenbildungssystemen) nicht mehr notwendig, dass die Retikelmuster über die gesamte Chipfläche hinweg aneinander angrenzen. Demzufolge kann auch ein stabileres Retikel verwendet werden, in dem die einzelnen Teilfelder physisch voneinander getrennt sind und dessen Struktur durch Verstrebungen verstärkt ist, mit denen die schädigende Wirkung von Hitzeeinflüssen vermindert wird, wie es beispielsweise bei S. D. Berger et al., J. Vac. Sci. & Technol. B 9 (6) (1991) 2996 oder bei J. A. Little et al., Ibid., P. 3000) beschrieben wird. Die Teilfelder auf dem Wafer können unter Ausnutzung der Montageeigenschaften des Systems in der X-Y-Dimension korrigiert werden, so dass sie aneinander angrenzen.
An den Deflektoren 66 und 68 wird das Bild im Vergleich zu der über dem Retikel 204 erfolgenden Übertragung umgekehrt, und in der Öffnung 70 wird der Strahl zurück auf die Systemachse 102 gebracht. Danach wird er zu dem finalen Strahl 106 gebogen (aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Strahlachse am n-ten Teilfeldbild des Wafers als "Waferachse" bezeichnet), der parallel zur Achse 102 und auf der dem Strahl 104 gegenüberliegenden Seite verläuft. Der Punkt, an dem der Strahl die Achse 102 kreuzt, wird als Drehpunkt bezeichnet, denn der Strahl wird bei der Abbildung der verschiedenen Teilfelder in diesem Punkt gedreht. Die Immersionslinse 50 mit variabler Achse (VAIL-Linse) sowie die untere Hälfe der Linse 40 mit variabler Achse fokussieren gemeinsam den Strahl 106 auf den Wafer 224, so dass auf letzterem eine verkleinerte Abbildung des im betreffenden Retikel-Teilfeld enthaltenen Musters entsteht. Bei der Linse 50 handelt es sich um eine Sonderform einer Immersionslinse mit variabler Achse. In ihr bildet eine magnetisch permeable Platte 56 unterhalb des Wafers 224 einen Rückleitungsweg für die Magnetfelder, die den Strahl auf den Wafer 224 fokussieren. Im Allgemeinen lassen VAIL-Linsen ein Passieren des Strahls zu. Auch bei der Linse 50 handelt es sich um eine VAIL-Linse, denn im Feld erfolgt eine Immersion des Retikels 204. Diese Linse kann entweder als "duale VAIL-Linse" bezeichnet werden (denn sie führt zwei Fokussieraktionen aus - eine zur Fokussierung eines auf das Retikel 204 gerichteten kollimierten Strahls und eine andere zur Kollimierung des vom Retikel 204 abgehenden Strahls), oder aber als "transmissive VAIL-Linse", denn sie überträgt den Strahl zum nächsten Element anstatt ihn zu stoppen.
Diese Achsenquerung ermöglicht einige Vorzüge der Erfindung. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird der Meinung sein, dass es aufgrund der Verminderung der Achsenabweichungen durch die Achsenverschiebungs-Elemente 43 und 45 ausreicht, die Strahlachse 104 vollständig bis hinunter zum Wafer 224 zu verlängern, wobei bei der Montage der Teilfelder auf dem Wafer nur leichtere Verschiebungen korrigiert werden müssen. Die Einbeziehung weiterer Elemente führt unvermeidlich zu Bildfehlern, denn kein Element ist perfekt. Folglich werden es Fachleute auf diesem Gebiet bevorzugen, nur mit einer einzelnen Verschiebungsachse zu arbeiten und die Verwendung zusätzlicher Elemente, beispielsweise der Deflektoren 66 und 68, zu vermeiden. Mit der Einbeziehung der Deflektoren 66 und 68 und die Deflektion durch den Drehpunkt werden jedoch die beiden Linsensysteme 40 und 50 effektiv voneinander entkoppelt, so dass jedes unabhängig vom jeweils anderen über seine eigene optische Achse verfügt und der Strahl auf diesen variablen Achsen verbleibt.
Ein erster Vorteil dieser Unabhängigkeit besteht darin, dass der Strahl jederzeit durch einen festen Drehpunkt auf der Symmetrieachse 102 des Linsensystems gelenkt werden kann, wobei die Position dieses Drehpunkts frei auszuwählen ist. Folglich kann der Drehpunkt über eine einzelne Mehrzwecköffnung 70 verfügen, ohne dass es notwendig ist, jedem Teilfeld eine separate Öffnung zuzuordnen. Eine solche Zuordnung wäre auch unpraktisch, denn für die Mehrlochplatte, die unter einem ständigen Bombardement extrem energiereicher Elektronen stünde, würden hinsichtlich der Genauigkeit und Stabilität extrem strenge Anforderungen bestehen, die mit den an Röntgenmasken gestellten vergleichbar sind. Die Öffnung 70 erfüllt mehrere Funktionen: Einschränkung der Bildgröße der Quelle 10 (durch Abschneiden der Schwänze der verteilten Elektronen); Blockieren von im Retikel stark gestreuten Elektronen; Erzeugen eines Bildkontrasts in der Marke; Fungieren als Instrument zur Messung des Strahlstroms, so dass Ausrichtungen und andere Korrekturen vorgenommen werden können. Dementsprechend wird diese Öffnung manchmal auch als Mehrzwecköffnung bezeichnet.
Ein zweiter Vorteil besteht in der Möglichkeit, symmetrisch um den festen Drehpunkt herum Elemente zur dynamischen Korrektur von Bildfehlern (Feldkrümmungen, Astigmatismen, Verzerrungen) anzuordnen. Da der Strahl diese Korrekturelemente konzentrisch passiert, kann auf diese Weise die Entstehung zusätzlicher, aus der Überstreichbewegung des Strahls resultierender Bildfehler Verhindert werden.
Die Linse 40 wird in Analogie zu optischen Linsen auch als Immersionslinse bezeichnet, da das Objekt (das Retikel) in das von der Linse definierte Fokussierfeld eingetaucht wird. Eine solche Immersion ist nicht notwendig. Sowohl die physische Lage entlang der Z-Achse, als auch die Form der Felder kann maßgeschneidert gestaltet werden. Das Retikel muss sich nicht exakt in der Symmetrieebene der Linse 40 befinden, wie in Fig. 1 dargestellt. Da über den unteren Teil der Linse 40 im Zusammenwirken mit der Linse 50 die allgemeine Verkleinerung des Systems erfolgt, kann auch eine andere Axialposition des Retikels gewählt werden, wenn dies zur Optimierung des Gesamtleistungsvermögens des Systems als wünschenswert erscheint. Beispielsweise ist es möglich, das Retikel stromaufwärts und außerhalb des Feldes der Linse 40 zu platzieren, wobei dann beide Bereiche der Linse 40 als eine Linse wirken würden. Die in den Fig. 3A und 3B dargestellten alternativen Ausführungsformen werden weiter unten erläutert.

ELEKTRISCHES UND MECHANISCHES ÜBERSTREICHEN BZW. ABTASTEN

Der Belichtungsprozess erfordert die Synchronisierung von vier unabhängigen Überstreichbewegungen:
1. Überstreichen des Retikels mit einem Elektronenstrahl
2. Mechanisches Abtasten des Retikels
3. Überstreichen des Wafers mit einem Elektronenstrahl
4. Mechanisches Abtasten des Wafers
Beide Vorgänge des Überstreichens mit einem Elektronenstrahl können modifiziert werden, so dass es möglich ist, Fehler beim mechanischen Abtasten von Retikel und Wafer zu korrigieren. Es ist auch möglich, ganz auf die mechanischen Abtastvorgänge zu verzichten, um an Umschlagpunkten Zeit einzusparen.
In Fig. 1 bewegt sich der Strahl 104 in der X-Dimension von rechts nach links schrittweise über das Retikel 204 (wobei der Strahl 106 gleichzeitig schrittweise von links nach rechts über den Wafer 224 bewegt wird), während Retikel und Wafer in der Y-Dimension mechanisch abgetastet werden (das heißt, in die Ebene des Papiers hinein und aus ihr heraus). Für die Belichtungsvorgänge wird die mechanische Bewegung nicht unterbrochen. Mögliche Unschärfen des Bildes aufgrund der während des Belichtungsvorgangs erfolgenden Bewegungen werden durch ein Ablenken des Strahls während des Belichtungsvorgangs vermieden, so dass ein Ausgleich für die Überquerungsbewegung geschaffen wird. Der Vorgang des Überstreichens ist in den Fig. 2A und 2B illustriert. Fig. 2A zeigt einen Chip mit beispielsweise 70 mal 140 Teilfeldern und einigen Endspalten (68, 69, 70). Der Strahl ist effektiv auf einen kleinen Bereich in der Y-Dimension, beispielsweise einige Teilfeldzeilen, begrenzt, die senkrecht zur X-Z-Dimension verlaufen. Ein elektrisches Überstreichen des Strahls durch große Energiemengen in der Y-Dimension ist nicht erforderlich, wenn mit einem kontinuierlich in Bewegung befindlichen Tisch gearbeitet wird, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen. Die elektrischen Überstreichvorgänge in den Dimensionen X und Y können jedoch mit einer mechanischen Bewegung im Step-und- Repeat-Verfahren kombiniert werden, um auf diese Weise ein Ablenksystem zu schaffen, dessen Ablenkung kleiner als die hier dargestellte ist.
Zum Zwecke der Illustration wird ein Beispiel gezeigt, bei dem der Strahl in der X-Dimension schrittweise elektrisch in einem Streifen von fünf Teilfeldern bewegt wird, während gleichzeitig Retikel und Wafer mechanisch in der Y-Dimension bewegt werden. In der Fig. 2A wird das Ausmaß der schrittweisen Bewegung in der X-Ebene durch die mit 232 bezeichnete Klammer und die in der Y-Ebene erfolgende Bewegung durch den mit 202 bezeichneten Pfeil angegeben. Da sich der Wafer (und das Retikel) in der Y-Ebene bewegen, muss sich der Strahl such in der Y-Ebene elektrisch bewegen, damit die Ausrichtung beibehalten bleibt. Diese Tatsache wird in der Fig. 2B illustriert, auf der die Lage im Raum der Teilfelder (1,70) bis (5,70) und (5,69) dargestellt ist. Jedes Teilfeld wird im Raum entlang der Y-Achse verschoben, damit die Ausrichtung des sich bewegenden Wafer beibehalten bleibt. Beispielsweise ist am Ende der über fünf Felder erfolgenden Verschiebung das Teilfeld (5,70) um eine Zeile verschoben, und das Teilfeld (5,79) hat zum Zeitpunkt der Belichtung denselben Y-Wert wie das Teilfeld (1,70) während dessen Belichtung hatte. Am Ende des Streifens 232 wird die mechanische Bewegung umgekehrt, und der Strahl wird entlang dem Streifen 212 aus Fig. 2A bewegt. Vorzugsweise wird die Abtastrate des Strahls während der Verlangsamung der Bewegung von Retikel und Wafer am Ende des Abtastvorgangs 232 eingestellt, um einen Ausgleich für die Verlangsamung zu schaffen (und dementsprechend während der Beschleunigung am Beginn des nächsten Abtastvorgangs 212). Mit einer solchen Anordnung lässt sich eine kürzere Wartezeit am Ende eines jeden Abtastvorgangs erreichen als zu erreichen wäre, wenn der Strahl während des Verlangsamungs- und Beschleunigungsvorgangs deaktiviert würde.
Nunmehr Bezug nehmend auf Fig. 4, ist in Fig. 4A ein vergrößerter Teil eines Wafers dargestellt, auf dem in übertriebener Weise die Überlagerung zweier aneinandergrenzender Teilfelder n und n+1 gezeigt wird. Zu beachten ist, dass die senkrecht zu den Kanten der gemeinsamen Grenze stehenden Linien in den Eckbereichen miteinander in Kontakt kommen, sich in der Mitte der Grenze jedoch nicht treffen. Umgekehrt können sich Linien, die parallel zur Grenze verlaufen, überlappen und im Überlappungsbereich eine Überbrückung bilden, während im mittleren Bereich diese parallelen Linien einen zusätzlichen Trennungsbereich aufweisen. Bei einem nominellen Ausgleichsfehler von 20 nm sollten sich die Teilfelder in einem gewissen Maße überlappen (beispielsweise um 50 nm) um sicherzustellen, dass die Verbindungslinien keine Lücken aufweisen. Eine zu starke Belichtung im Überlappungsbereich lässt sich durch die Anwendung von Technologien vermeiden, die in der Parallelanmeldung (D. E. Davis, Docket Nr. F19-93-057) beschrieben werden, oder indem man die Dreiecksspitzen der entsprechenden Linien nutzt. Die ergänzenden Dreiecksspitzen von der Länge der nominellen Überlappung werden an den Enden der Linien, und zwar an den Grenzen der Teilfelder, herausgebildet. Eine Kompromisswinkelgröße beträgt 45º, doch Fachleute auf diesem Gebiet werden problemlos die für ihren konkreten Einsatzzweck am besten geeignete Winkelgröße bestimmen können.

ARTEN VON RETIKELN

Das erfindungsgemäße System kann zusammen mit Retikeln verschiedener Arten verwendet werden, sowohl mit konventionellen Schablonenretikeln, wie in der Referenz von Bohlen dargestellt, als auch mit "konventionellen" Streuretikeln, wie in der Referenz von Berger dargestellt.
Bei Schablonenretikeln passiert der Strahl geöffnete Blenden, ehe er von den opaken Bereichen vollständig absorbiert wird. In diesem Fall wird die Kontrastverbesserungsfunktion der Mehrzwecköffnung 70 nicht benötigt, und auf den Einsatz der Blockierplatte kann verzichtet werden, sofern die anderen Funktionen der Platte nicht benötigt werden oder an einem anderen Ort ausgeführt werden können. Schablonen- und Streuretikel repräsentieren zwei extreme Konstruktionsformen von Retikeln. Der Nachteil von Schablonenretikeln sind die aus den entstehenden Wärmeaufladungen resultierenden Probleme. Bei Streuretikeln hingegen kommt es an der Kontrastöffnung zu substanziellen Stromverlusten, selbst in den "transparenten" Bereichen des Retikels.
In Fig. 5 ist im Querschnitt ein Retikel eines neuartigen Typs dargestellt, der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden kann. Die Schicht 510 bildet das Hauptmaterial des Retikels; beispielsweise Silizium. Die Dicke der Schicht 510 wird so gewählt, dass ein wesentlicher Anteil (beispielsweise 90%) von 100 kev-Elektronen ausreichend weit gestreut wird, so dass die Elektronen von der Kontrastöffnung abgefangen werden können. Bei Silizium beträgt diese Dicke rund 100 um. Die Stempel 520 und 522 dienen als Auflage für das abgebildete Teilfeld. Der Nennabstand der beiden Stempel wird durch den mit 502 bezeichneten Pfeil angegeben. Die nutzbare Nenngröße des Teilfeldes ist durch den mit 504 bezeichneten Pfeil angegeben und beträgt in dem dargestellten Beispiel 1 mm. Die Nennbreite und -dicke der Stempel 520, die durch gewöhnliche Ätztechniken hergestellt werden können, beträgt rund 0,2 mm. Die Blende 516, hier in der üblicheren Situation einer einfach verbundenen Fläche dargestellt, ist als eine Öffnung in der Schicht 510 ausgeführt. Ein solches Retikel zeichnet sich im Vergleich zu einem "Differential"-Streuretikel dadurch aus, dass es allgemein geringere Streuungen verursacht (in den Öffnungen überhaupt keine). Folglich treten an der Kontrastblende wesentlich geringere Stromverluste auf. In jedem Fall liegt auf dem Wafer eine gewisse Hintergrundintensität von Elektronen vor, die so weit nach vorn gestreut wurden, dass sie die Blende 70 passieren. Die Dicke der Blockierungen wird so gewählt, dass sie ein effektives Entfernen von Elektronen, die den Bereich passieren, ermöglichen (dieser Anteil nimmt mit zunehmender Dicke des Retikels ebenfalls zu). Dabei muss der Entfernungsquotient dem Kontrast der Resistbeschichtung angemessen sein, so dass die Elektronen, welche die Blockierfläche passieren, sowie die Blendenöffnung keine nennenswerte Resistbelichtung verursachen.

KALIBRIERUNG UND FEHLERKORREKTUR

Ein Vorzug der vorliegenden Erfindung, welche die Merkmale eines Sondenbildungssystems mit denen der Projektionstechnologie verbindet, besteht darin, dass bei Linsenbildfehlern, thermischen Verzerrungen, Fehlern beim mechanischen Transport usw. jedes Teilfeld dynamisch korrigiert werden kann. Die anfängliche Kalibrierung der Systeme erfolgt sowohl im Bereich der Bildfehler für die einzelnen Teilfelder als auch auf dem Gebiet der thermischen Effekte aufgrund der Hitze, die von den Strahlen während des Betriebs abgelagert wurde. Da das System jedes Teilfeld bearbeitet, können auf die Linsen, Deflektoren und anderen Korrekturelemente (Quadrupole, Hexapole, Oktupole usw.) Korrekturfaktoren angewandt werden. Darüber hinaus lässt sich das System in der Art einer geschlossenen Schleife verwenden. Hierzu muss ein Elektronenimpuls auf ein Dummy-Teilfeld an der Peripherie eines Chips mit einem Kalibrierungsmuster angewandt werden, das an die entsprechenden Justiermarken auf dem Wafer anzupassen ist. Die Genauigkeit der Registrierung wird durch Detektorelektronen geprüft, die von den Justiermarken aus gestreut werden. Daraufhin werden an den Deflektoren und/oder anderen Korrekturelementen die entsprechenden Korrekturen vorgenommen.

ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nunmehr bezugnehmend auf die Fig. 3A, 3B und 3C sind drei alternative Ausführungsformen dargestellt. Die mit 103, 103 und 103" bezeichneten durchgehenden Linien repräsentieren den Verlauf der Abbildungsstrahlen des Objekts (die Beleuchtungsöffnung 20 sowie das Retikel 204), und die gestrichelten Linien 101, 101' sowie 101" repräsentieren den Verlauf der Abbildungsstrahlen der Quelle 10. Im Interesse einer deutlichen Darstellung wurde auf eine Illustration der Achsenverschiebungen verzichtet.
Die Bilder der Objekte (Beleuchtungsöffnung und Retikel) sowie der Quelle entstehen beim Konvergieren der jeweiligen Linien. In der Fig. 3A bildet die Linse 6 ein Zwischenbild der Quelle 10 in einer Position, die geeignet ist, damit die Linse 40 an der Blende 70 ein weiteres Bild darstellen kann. Eine solche optionale Funktionalität ermöglicht eine effizientere Nutzung der Elektronen, allerdings um den Preis zusätzlicher Beschränkungen hinsichtlich der Position und der Brennweite der Elemente. Wenn mit dieser Option gearbeitet wird, kommt es nicht zu einer Konjunktion der Beleuchtungsöffnung und der Quelle. Die Linse 8 bildet auf dem Retikel 204 ein Bild der Beleuchtungsöffnung 20, wobei das Retikel von der ursprünglichen Position in der Ausführungsform nach Fig. 1 aus stromaufwärts verschoben wurde, so dass es sich außerhalb des Feldes der VAL-Linse 40 befindet. Durch diese Verschiebung werden mögliche Probleme mit Wirbelströmen eliminiert, zu denen es anderenfalls durch die Bewegung des Retikels und/oder der Auflage kommen könnte. Außerdem stellt diese Konfiguration eine weniger stark eingeschränkte physikalische Umgebung des Retikels und des Retikeltischs dar, was angesichts der Notwendigkeit einer schnellen Bewegung des Tisches im Interesse des größtmöglichen Durchsatzes wichtig sein kann. Außerdem muss die Magnetumgebung des Retikels im Interesse einer Minimierung von Bildfehlern mit großer Sorgfalt gestaltet werden. Dies wäre nicht möglich, wenn das Retikel dem Linsenfeld ausgesetzt würde, denn dessen Amplitude wird durch die Fokussierbedingung bestimmt und ist deshalb nicht veränderbar. Die Funktion der VAL-Linse 40 besteht nun darin, an der Blende 70 ein Bild der Quelle 10 zu bilden (wie vorher) sowie gemeinsam mit der VAIL-Linse 50 ein Bild des Retikels 204 auf dem Wafer 224 darzustellen. Da diese Linse die Einzelstrahlen im Strahl 103 kollimiert und im Strahl 101 kondensiert, um in der Blende 70 ein Bild der Quelle zu entwickeln, kann diese Linse als Kollimator-/Kondensorlinse bezeichnet werden. Im Raum zwischen den Elementen 66 und 68 ist der Strahl 103 durch parallele Linien und der Strahl 101 durch konvergierende Linien dargestellt. Diese symbolische Darstellung bezieht sich auf die Bilder, nicht auf die Verteilung im Raum der Elektronen. Da der Strahl in etwa die Größe eines Teilfeldes hat, füllt er nicht den Raum zwischen den Innendurchmessern der Gabeln aus, wie man schlussfolgern könnte, wenn Fig. 3a eine detailgetreue Darstellung wäre. Der Ausdruck "Kollimieren des Elektronenstrahls eines Objekts" sowie die möglichen Varianten dieses Ausdrucks beschreiben in Analogie zur Terminologie aus der Optik, dass die Bildebene des Objekts unendlich groß ist. Zwischen den Elementen 66 und 68 befindet sich die Bildebene des n-ten Teilfeldes unendlich weit entfernt, während sich die Bildebene der Quelle 10 in einer endlichen Entfernung (der Ebene der Blende 70) befindet.
Die Tatsache, dass der Strahl 103 mit parallelen Linien dargestellt ist, bedeutet nicht, dass sich alle Elektronen parallel zur Achse 102 bewegen. Die Linse VAL 40 ist schematisch dargestellt, wobei die Achsverschiebungsgabeln 43 und 45 angegeben sind. Die Hauptspule und die Polschuhe sind symbolisch durch gekrümmte Linien dargestellt, welche die Gabeln einschließen, ähnlich der Darstellung einer optischen Linse.
In Fig. 3B funktioniert die Linse 6 wie vorher beschrieben, während die Linse 8 die aus der Beleuchtungsöffnung 20 kommenden Strahlen kollimiert. Die linke Seite der Linse 40 bildet auf dem Retikel 204 ein Bild der Öffnung 20 (wie die Linse 8 in der in Fig. 3A dargestellten Ausführungsform) und kollimiert ebenfalls den Strahl 101. Die rechte Seite der Linse generiert an der Blende 70 ein Bild der Quelle 10 und kollimiert ebenfalls die vom Retikel 204 kommenden Strahlen. Diese Linse wird auch als "duale VAIL-Linse" bezeichnet, da sie in einem doppelt fokussierenden, telozentrischen Modus arbeitet, in dem es zwei Fokusebenen gibt, die in unterschiedlichen Positionen entlang der X-Achse verlaufen. Die "Fokuslängen" des linken und rechten Teils können voneinander abweichen; das Retikel muss sich nicht im Mittelpunkt der Linse 40 befinden.
Das Magnetfeld in der Linse 40 ist ausreichend stark, um in der Position des Retikels 204 ein Bild der Blende 20 zu erzeugen. Darüber hinaus überträgt es ein Bild der Quelle 10 an die Blende 70. Dann befindet sich das Retikel an der Spitze des Linsenfeldes.
In Fig. 3C ist eine VAL-Linsendoublette ("duale VAL-Linse") dargestellt, deren Fokus zwischen den Linsen 41 und 42 liegt. Diese Doublette muss nicht unbedingt symmetrisch sein. Im Gegenteil: Wenn es wünschenswert ist, die Position der Fokusebenen im Rahmen eines konstruktorischen Kompromisses einzustellen, kann eine asymmetrische Konfiguration bequemer zu handhaben sein. Es besteht die Möglichkeit, die Polarität der Linsen 41 und 42 umzukehren, um in der Nähe des Retikels 204 eine feldfreie Region zu generieren. Da die Elektronen über den Feldlinien eine Spirale bilden, wird ein Bild um einen Betrag gedreht, der von der Feldstärke sowie dem entlang der Z-Achse bestehenden Abstand zur Bildebene abhängt. Das Integral über den axialen Komponenten aller Felder zwischen dem Retikel und dem Wafer sollte Null betragen, damit die Drehung des Teilfeldbildes in Bezug auf das Retikel-Teilfeld aufgehoben werden kann. Eine gewisse Abweichung von Nullist selbstverständlich (je nachdem Fehlerbudget des Systems) zu tolerieren.
Um die Teilfeldkanten auf die Abtastrichtung der Stufen und die Strahlablenkung ausrichten zu können, ist auch eine Bilddrehung um ein ganzzahliges Vielfaches von 90 Grad akzeptabel. Eine zweite Anforderung, die durch die Verwendung einer VAIL-Linse erfüllt wird, besteht darin, dass der an der Marke ankommende Strahl für diese Marke normal ist. Eine dritte Anforderung ist die Kompensation/Minimierung von Bildfehlern im Verlauf des Bildstrahls. Um dieses Ziel zu erreichen, muss das Magnetfeld am Retikel auf eine optimale Beleuchtung eingestellt werden.
Der Vorteil der in den Fig. 3B und 3C dargestellten Konfigurationen gegenüber der in Fig. 3A dargestellten besteht in der exakteren Kontrolle des Bildes der Blende 20 und demzufolge in einer besseren Beleuchtung des Retikels über die gesamte Abtastfläche des Strahls hinweg. Die in Fig. 3C dargestellte Konfiguration zeichnet sich gegenüber der in Fig. 3B dargestellten dadurch aus, dass das Magnetfeld am Retikel maßgeschneidert gestaltet werden kann. Die Konfiguration 3B wiederum ist weniger komplex (sie kommt mit weniger Gabeln aus). Welche dieser drei Ausführungsformen (oder der Ableitungen davon) schließlich bevorzugt wird, hängt von den üblichen Kompromissen bei der Konfiguration des Gesamtsystems, von seinem Betrieb und von den Leistungsanforderungen ab.

KORREKTURELEMENTE

Korrekturelemente werden für Korrekturen von Astigmatismen, Verzerrungen des nicht abgelenkten Teilfeldes (jenes auf der Achse 102), für Feldkrümmungen sowie für potenzielle Verzerrungskorrekturen der abgelenkten Teilfelder (das sind jene außerhalb der Achse 102) benötigt. Außerdem kann die Kompensation für die Defokussierung von Raumladungen in Echtzeit erfolgen. Diese Kompensation variiert mit der musterabhängigen durchschnittlichen Transparenz der Teilfelder. Die Tatsache, dass für jedes Teilfeld unterschiedliche Korrekturmöglichkeiten gegeben sind, gehört zu den Vorzügen dieser Erfindung. Im Rahmen der Erstkalibrierung wird eine Gruppe von Korrekturdaten generiert, die in der in Fig. 1 dargestellten Speichereinheit 110 abgelegt werden können. Bei dieser Einheit kann es sich um ein Diskettenlaufwerk, einen RAM oder eine, andere geeignete Speicherart handeln. Die Steuereinheit 100, bei der es sich um einen Mehrzweckcomputer (beispielsweise ein PS/2®-System von IBM) handeln kann, wählt die geeigneten Korrekturfaktoren aus und wendet sie auf die Korrekturelemente an, die schematisch durch den in Fig. 1 gekennzeichneten Kasten 80 dargestellt sind. Eine bereits vor der Belichtung erfolgende Kalibrierung der Raumladungs-Defokussierung (durch eine zuverlässige Zuordnung) ist eine Alternative zur Ausführung von Echtzeitkorrekturen in den einzelnen Teilfeldern, die zum Beginn einer jeden Teilfeldbelichtung auf der Grundlage von Strommessungen an der Blende vorgenommen werden können. Zur Korrektur von Astigmatismen werden konventionelle Korrekturelemente (beispielsweise die in Lehrbüchern der Elektronenoptik beschriebenen "Stigmatoren") verwendet, die mindestens ein Paar Quadrupollinsen umfassen. Höherrangige Multipole, beispielsweise Hexapole, können ebenfalls zur Korrektur von Teilfeldverzerrungen verwendet werden. Zur Korrektur von Feldkrümmungen dient eine Magnetlinse. Vorzugsweise befinden sich die Korrekturelemente in der Ebene eines Bildes der Quelle, und zwar zwischen Retikel und Wafer, zusammenfallend mit der Position der Mehrzweckblende 70.
Die Echtzeitkorrektur für die von der Raumentladung verursachte Strahldefokussierung wird wie folgt vorgenommen: Die Platte 72 mit der Mehrzweckblende 70 ist als Sensorplatte gestaltet, mit der der abgefangene Strahlstrom gemessen wird. Dieser Strom variiert umgekehrt proportional zur Retikeltransparenz und bildet einen Maßstab für den Strahlstrom jedem Teilfeld des Wafers. Aufgrund der Raumladungsabstoßungen innerhalb des Elektronenstrahls tritt am Wafer eine Teilfeld-Defokussierung auf, die eine Funktion des Wafer-Strahlstroms ist, der das Retikel-Teilfeld passiert. Diese Defokussierung kann durch eine dynamische Fokuslinse (magnetisch oder elektrostatisch) ausgeglichen werden, die rings um die Mehrzweckblende 70 entsprechend den Strahlstrommessungen gesteuert wird. Diese Messung kann mit Hilfe eines Echtzeit-Fokusservos erfolgen, der die Raumladungsdefokussierung innerhalb eines kurzen Zeitraums (er beträgt etwa 1% der Belichtungszeit des Teilfeldes) zu Beginn der Teilfeldbelichtung vornimmt, ohne dass es an dem belichteten Bild zu erkennbaren Unschärfen kommt. Die Größe der Blende 70 wird so gewählt, dass sie den verschiedenen Einsatzzwecken, wie oben beschrieben, angepasst werden kann. Die aufgrund der Raumladungseffekte erfolgende Expansion des Strahls an der Öffnung ist sehr klein, so dass eine direkte Messung der Auswirkungen der Raumladung nicht praktikabel ist. Stattdessen wird der gestreute Strahl als Diskriminante genutzt, wodurch die umgekehrte Kongruenz zwischen dem gestreuten Strahlstrom und der Raumladung vorteilhaft genutzt werden kann.
Bezugnehmend auf Fig. 6 befindet sich während des Betriebs des Systems innerhalb der Steuereinheit 100' (die ein Teil der Steuereinheit 100 aus Fig. 1 ist) ein Detektor, der den gestreuten Strahlstrom während des Anfangszeitraums (von beispielsweise 1 us) der Wirkung eines Elektronenimpulses misst. Zuvor empfing die Steuereinheit 100' von der Datenbank 110' eine Gruppe gespeicherter Referenzzahlen. Diese repräsentieren Angaben von der Sensorplatte 72 und sind mit entsprechenden Strahlfokus-Korrekturströmen zu den Korrekturlinsen 240 verbünden. Die Mess- und Speicherdaten werden in geeigneter Form, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist (durch seriellen Vergleich an einem Mehrzweckcomputer, durch Parallelvergleich in speziellen Schaltkreisen usw.) miteinander verglichen. Danach wird an der Korrekturlinse 240 die entsprechende Korrektur vorgenommen. Diese Linse kann beispielsweise unterhalb der Platte 72 oder an einem anderen geeigneten Ort untergebracht sein. Dabei handelt es sich um eine Korrektur nach dem Prinzip der "offenen Schleife"; die Auswirkungen dieser Korrektur werden nicht überwacht. Die Strommessfunktion der Blende 70 kann auch in Kombination mit Strahljustierservos genutzt werden, die als geschlossene Schleife gestaltet sind und die zur Zentrierung des Elektronenstrahls in verschiedenen Blenden dienen, wie in den US-Patenten 3.894.271, 4.000.440 und 4.423.305 beschrieben wird.

VORABVERZERRUNG AM RETIKEL

Zur Kompensation von Ablenkungsverzerrungen des Systems könnte das Muster des Retikels bei Bedarf auch vorabverzerrt in entgegengesetzter Richtung bestimmt werden. Dies ist jedoch nur unter der Voraussetzung möglich, dass die Systemverzerrungen bekannt und invariant sind. Beispielsweise entsteht im Falle einer Rest-Tonnenverzerrung im optischen System ein kissenförmig verzerrtes Retikel, das von Teilfeld zu Teilfeld um einen bestimmten Betrag vom Idealwert abweicht. In Bezug auf die Symmetrie oder die Polynomfolge ist die zulässige Verzerrung keine strengen Vorgaben unterworfen. Folglich sind innerhalb eines Teilfeldes alle nichtlinearen Verzerrungen korrigierbar. Auch wiederholte thermische Verzerrungen der Maske aufgrund der vom Strahl ausgehenden Strahlungen können korrigiert werden, und für die globale thermische Verzerrung gelten abgeschwächte Anforderungen.

Claims

1. Elektronenstrahlsystem zum Übertragen eines Musters auf einen Wafer, das Folgendes umfasst:

eine Elektronenstrahlquelle (10) sowie Elemente zur Beschleunigung des Elektronenstrahls entlang einer Systemachse (102) und durch eine Beleuchtungsöffnung (20) hindurch;

ein erstes magnetisches Fokuselement (8) mit einer ersten Brennweite, das entlang der besagten Systemachse angeordnet ist, über eine erste magnetische Symmetrieachse verfügt und den besagten Elektronenstrahl abfängt, um auf diesen von der besagten Beleuchtungsöffnung (20) kommenden Elektronenstrahl einzuwirken;

ein erstes und zweites Ablenkelement (32, 34), die entlang der besagten Systemachse zwischen dem besagten ersten magnetischen Fokuselement und dem besagten Retikel positioniert sind, um den besagten Elektronenstrahl so zu verschieben, dass er entlang einer Retikelachse (104) parallel zu der besagten Systemachse verläuft und das besagte n-te Retikel-Teilfeld schneidet;

ein zweites magnetisches Fokuselement (40), das eine VAL- Linse umfasst, über eine zweite Brennweite verfügt und entlang der besagten Systemachse zwischen dem ersten besagten magnetischen Fokusstrahl und einem Retikel (204) angeordnet ist, über eine zweite magnetische Symmetrieachse verfügt und den besagten Elektronenstrahl des besagten zweiten Ablenkelements schneidet, wobei das besagte zweite magnetische Fokuselement über einen ersten Abschnitt (42) verfügt, der mit dem besagten ersten magnetischen Fokuselement zusammenwirkt, um den besagten verschobenen Elektronenstrahl so zu fokussieren, dass auf dem besagten Retikel (204) ein Bild der besagten Beleuchtungsöffnung entsteht, wobei das besagte Bild der besagtem Beleuchtungsöffnung ein n-tes Retikel-Teilfeld einer Vielzahl von N nichtzusammenhängenden Retikel-Teilfeldern des besagten Retikels abdeckt, die durch einen Teilfeld- Trennungsabstand voneinander getrennt sind, wobei das besagte n-te Teilfeld mindestens 10&sup4; Pixel enthält, wobei alle diese besagten Pixel des besagten n-ten Teilfeldes gleichzeitig dem besagten Strahl ausgesetzt sind, und wobei das besagte zweite magnetische Fokuselement außerdem über einen zweiten Abschnitt (44) verfügt, der entlang der besagten Systemachse zwischen dem besagten Retikel (204) und einem Wafer (224) verläuft, um auf den besagten Elektronenstrahl von dem besagten Teilfeld aus einzuwirken;

ein drittes Ablenkelement (66), das entlang der besagten Systemachse (102) angeordnet ist und den besagten Elektronenstrahl von dem besagten zweiten Fokuselement aus schneidet, wobei es sich entlang der besagten Retikelachse bewegt, um den besagten Elektronenstrahl zurück in Richtung der besagten Systemachse und durch einen Drehpunkt (70) auf der besagten Systemachse abzulenken;

ein viertes Ablenkelement (68), das entlang der besagten Systemachse (102) angeordnet ist und den besagten Elektronenstrahl so schneidet, dass der besagte Elektronenstrahl von dem besagten dritten Ablenkelement zu einer Wafer-Achse (106) abgelenkt wird, die parallel zu der besagten Systemachse und von der besagten Retikelachse aus gegenüber der besagten Systemachse verläuft;

ein drittes magnetisches Fokuselement (50) mit einer dritten Brennweite, das entlang der besagten Systemachse verläuft, über eine dritte magnetische Symmetrieachse verfügt und den von dem besagten vierten Ablenkelement kommenden besagten Elektronenstrahl schneidet, wobei das besagte dritte magnetische Fokuselement mit dem besagten zweiten Abschnitt des besagten zweiten magnetischen Fokuselements (44) zusammenwirkt, um ein von dem besagten Elektronenstrahl übertragenes Bild des besagten Retikel- Teilfeldes auf ein korrespondierendes n-tes Wafer-Teilfeld aus einer Vielzahl von N aneinandergrenzenden Wafer- Teilfeldern des besagten Wafers (224) zu übertragen, wobei das besagte zweite und das besagte dritte Fokuselement jeweils ein Element (43, 44, 53) zur Verschiebung der magnetischen Achse enthalten, so dass eine kontrollierbare Übertragung von Magnetfeldern des besagten magnetischen Fokuselements möglich ist, so dass die besagten Magnetfelder im wesentlichen parallel zu und azimuth symmetrisch über der besagten Retikel- bzw. Wafer-Achse verlaufen, wobei die besagte zweite magnetische Symmetrieachse mit der besagten Retikelachse und die besagte dritte magnetische Symmetrieachse mit der besagten Wafer-Achse zusammenfallen; und

eine Steuereinheit (100), die mit der besagten Quelle, dem besagten zweiten magnetischen Fokuselement und dem besagten dritten magnetischen Fokuselement verbunden ist, so dass die Dauer der Existenz des Elektronenstrahls gesteuert werden kann, wobei diese Steuereinheit (100) darüber hinaus mit dem besagten ersten, zweiten, dritten und vierten Strahl-Ablenkelement und den besagten Magnetfeldern des besagten zweiten und dritten magnetischen Fokuselements und dem besagten Element zur Verschiebung der Magnetachse, verbunden ist.

2. System nach Anspruch 1, in dem das besagte zweite magnetische Fokuselement (40) und das besagte dritte magnetische Fokuselement (50) über axiale Felder von gegensätzlicher Polarität und im wesentlichen gleicher Stärke verfügen, wobei das axiale Nettofeld an dem besagten Retikel im wesentlichen gleich Null ist.

3. System nach Anspruch 1, in dem das besagte zweite (40) und das besagte dritte (50) magnetische Fokuselement miteinander kombiniert werden, um parallel zu der besagten Systemachse axiale Magnetfeldkomponenten zu erzeugen, deren Größe und Polarität so gestaltet ist, dass das Integral der besagten axialen Magnetfeldkomponenten entlang einer bestimmten Strahlstrecke zwischen dem besagten Retikel und dem besagten Wafer gleich Null ist.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, in dem eine Blende (70) in einer Blockierplatte (72) auf der besagten Systemachse positioniert ist, und zwar so, dass sich der besagte Drehpunkt innerhalb der besagten Blende (70) befindet, wobei von der Achse abweichende Elektronen vorzugsweise durch die besagte Blockierplatte blockiert werden.

5. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, in dem eine Blende (70) in einer Blockierplatte (72) auf der besagten Systemachse positioniert ist, und zwar entlang der besagten Systemachse zwischen dem besagten Retikel (204) und dem besagten Wafer (224), und in dem über der besagten Blende mindestens ein Detektor angebracht ist, wobei das System darüber hinaus ein Signalvergleichselement enthält, das auf die Ladungsmenge reagiert, die auf dem besagten, mindestens einem Detektor innerhalb eines Anfangszeitraums eines Strahlimpulses auftrifft, so dass ein Korrektursignal übertragen werden kann, wobei dieses Signal abhängig von der besagten Ladungsmenge ist und zu den Strahlkorrekturelementen übertragen wird, die entlang der besagten Systemachse angeordnet sind und die zur Veränderung des Strahls in Reaktion auf das besagte Korrektursignal dienen.

6. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei eine Blende (70) auf der besagten Systemachse in einer Blockierplatte (72) positioniert ist, und zwar in einer Quellbildebene des besagten Systems, in der die besagte Quelle und die besagte Beleuchtungsöffnung nicht zueinander gehören und in der die besagte Öffnung in der besagten Blockierplatte mit der Eintrittsöffnung des Retikelabbildungssystems zusammenfällt.

7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei über dem besagten Drehpunkt mindestens ein Korrekturelement angeordnet ist und es sich bei dem besagten Retikel (204) um ein Schablonenretikel handelt, dessen Dicke zur Absorption der auf den Blockierbereichen des Retikels auftreffenden Elektronen ausreicht.

8. System nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Detektor die besagte Blockierplatte (72) umfasst und wobei das besagte Korrekurelement ein Fokuskorrekturelement umfasst, das auf das besagte Korrektursignal reagiert.

9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das besagte Strahlfokus-Korrekturelement entlang der besagten Systemachse (102) des besagten Retikels (204) positioniert ist, und zwar zumindest in derselben Entfernung wie die besagte Blende (70).

10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die besagte Blockierplatte (72) in einer Ebene positioniert ist, bei der es sich nicht um eine Bildebene des besagten Retikel-Teilfelds handelt.

11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich das besagte Strahlfokus-Korrekturelement zwischen der besagten Blende (72) und dem besagten Wafer (224) befindet.

12. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei über dem besagten Drehpunkt mindestens ein Korrekturelement (66) angebracht ist.

13. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das besagte erste (8) und das besagte zweite (40) magnetische Fokuselement gemeinsam eine transmissive VAIL-Linse bilden, die über dem besagten Retikel angebracht ist.

14. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Korrekturelement mindestens zwei Quadrupol- Elektromagneten und einen Hexapol-Magneten umfasst.