SU1211825A1 - Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate - Google Patents

Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate Download PDF

Info

Publication number
SU1211825A1
SU1211825A1 SU807771536A SU7771536A SU1211825A1 SU 1211825 A1 SU1211825 A1 SU 1211825A1 SU 807771536 A SU807771536 A SU 807771536A SU 7771536 A SU7771536 A SU 7771536A SU 1211825 A1 SU1211825 A1 SU 1211825A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electron
mirror
substrate
irradiation
pattern
Prior art date
Application number
SU807771536A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эберхард Хан
Original Assignee
Феб,Карл Цейсс Йена (Инопредприятие)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Феб,Карл Цейсс Йена (Инопредприятие) filed Critical Феб,Карл Цейсс Йена (Инопредприятие)
Priority to SU807771536A priority Critical patent/SU1211825A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1211825A1 publication Critical patent/SU1211825A1/en

Links

Abstract

1. Способ корпускул рного облучени  подложки, включающий обработку поверхности электронным пучком , структурированным в соответствии с рисунком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  скорости обработки, структурирование пучка осуществл ют путем проекционного экспонировани  на подложку рисунка, набранного установкой электрических и/или магнитных полей в запоминающем устройстве. (Л N01. A method of corpuscular irradiation of a substrate, including surface treatment with an electron beam, structured in accordance with a pattern, characterized in that, in order to increase the processing speed, beam structuring is carried out by projection exposing a pattern assembled by installing electrical and / or magnetic fields on a substrate in the storage device. (L N0

Description

2.Способ по п,1, о т л и ч а ю- И и и с   тем, что набор рисунка н запоминающем устройстве осуществл ют одновременно с экспонированием,2. The method according to claim 1, 1 and 2, so that the set of the pattern and the storage device is carried out simultaneously with the exposure,

3.Устройство дл  корпускул рного облучени  подложки, состо щее из первых электронно-оптических средств и содержащих последовательно установленные излучатель, элементы формировани  и фокусировки пучка и уста овленных на той же оси вторых электронно-оптических средств, содержащих элементы отклонени  и фокусировки , отличающее с  тем, что, с целью повьгашни  скорости обработки, в него введены3. A device for corpuscular irradiation of the substrate, consisting of the first electro-optical means and containing a successively installed emitter, the elements of forming and focusing the beam and the second electro-optical means installed on the same axis, containing the elements of deflection and focusing, that, in order to speed up the processing, they are entered into it

1one

Изобретение относитс  к способу матричной перезаписи любой заданной информации (рисунка) в первой плоскости (в плоскости пол ) и передачи загшсанной информации носителю энергии (электронному пучку), которой создают рисунок Б плоскости облучени  (мишени), представл ющий собой изображение (репродукцию) заданного рисунка. Способ может быть применен в корпускул рно-лучевых приборах дл  обработки издели , j частности в электронно-лучевых прибора дл  нетермической обработки полу- проводниковЕ 1х пластин.The invention relates to a method of matrix rewriting of any given information (picture) in the first plane (in the floor plane) and transferring the zagssanny information to the energy carrier (electron beam), which is created by drawing B of the irradiation plane (target), which is an image (reproduction) of a given pattern . The method can be applied in corpuscular-beam devices for treating the product, j in particular, in an electron-beam device for non-thermal processing of semi-conductor 1x plates.

Известен способ дл  электронного облучени , при котором рисунок перезаписан в виде шаблона, который равномерно облучаетс  электронами и при помощи электронно-оптической системы проектируетс  на мишень (H.Koops, Optic 36 (1972) с.93, М.Е.Heritage, Т. Vac. Sei 12 (1975) с, 1135).There is a known method for electron irradiation, in which the pattern is rewritten as a template that is uniformly irradiated with electrons and projected onto a target using an electron-optical system (H. Koops, Optic 36 (1972) p.93, ME E. Heritage, T. Vac. Sei 12 (1975), 1135).

Шаблон на местах, соотвв т ствующи необлучаемым област м мишени,  вл етс  непроницаемым дл  электронов , в то врем  как в местах, соответствующих облучаемым област м мишени, снабжен отверсти ми, положени  и форма которых соответствует рисунку. Однако из-за относительног многообрази  возможных рисунков способ не  вл етс  универсальным.The pattern in the places corresponding to the non-irradiated target areas is impermeable to electrons, while in the places corresponding to the irradiated areas of the target it is provided with openings, positions and shapes of which correspond to the pattern. However, due to the relative diversity of possible patterns, the method is not universal.

третьи опт ические средстна установленные на оптической оси пер- пендикул рнор первой, и содержащие элементы фокусировки отклонени , диафрагму и электронное зеркало,,the third optics are installed on the optical axis of the perpendicular rnor of the first, and containing deflection focusing elements, aperture and electronic mirror,

4. Устройство по п 3,, о т л и- чающеес  тем, что электронное зеркало выполнено в виде по- верхности с потенциальным рельефом,4. The device according to claim 3, which is based on the fact that the electronic mirror is made in the form of a surface with a potential relief,

5. Устройство по п,3, о т л и - чающеес  тем, что электронное зеркаловьсюлнено звиде поверхноти , содержащей рассеивающие и отражающие элементы,устанавливаемые в соответствии с экcпoниpyeмIJIM рисунком.5. The device according to p. 3, about tl and - that the electronic mirror mirrors the surface of the surface containing the scattering and reflecting elements, installed in accordance with the ex -IJIM pattern.

22

В другом способе, описанном в пат,ГДР № 126А38,, кл. Н 09 J 37/30, 1977 г.,рисунок мозаично разлагают преимущественно в пр моугольныеIn another method, described in US Pat., GDR No. 126A38 ,, cl. H 09 J 37/30, 1977, the mosaic pattern is decomposed predominantly into rectangular

элементы поверхности различной формы и величинЕ-,, и данные, описывающие положение 5 форму и величину элементов поверхностиj путем установки отклон ющих полей последовательно воздействуют на электронный пучок ,surface elements of various shapes and sizes, and the data describing position 5 of the shape and size of surface elements j by setting deflection fields sequentially affect the electron beam,

К недостаткам этого способа относитс  то, что на основании конечной скорости передачи данных цифроаналогового преобразовател  и отклонени  пучка возникают простои, в течение которых мишень не облучаетс . Сумма времени этих простоев устанавливает верхнюю границу производительности ,, которую нельз  улучшить даже повышением чувствительности облучаемого лака,,The disadvantages of this method are that, based on the final data rate of the digital-to-analog converter and beam deflection, downtime occurs during which the target is not irradiated. The amount of time of these downtime sets the upper limit of productivity, which can not be improved even by increasing the sensitivity of the irradiated varnish ,,

Yic этой причине был предложен способ, известный под названиемYic therefore, was proposed a method known as

Character projection пат. ГДР № 128/436, кл, Н 01 J 37/30, 1977г, пункт формулы изобретени  11 M.C.Pfeiffer,, С.О. Langner 8-th IntiConf. on Electron and IonCharacter projection Pat. GDR No. 128/436, Cl, H 01 J 37/30, 1977, claim 11 M.C.Pfeiffer, S.O. Langner 8th IntiConf. on Electron and Ion

Beam Science and Technology p.893, Electroch Soc„Prenoeton 1978), при котором форма и размеры сечений пучка устанавливаетс  так, чтобы и в случае образовани  наклонных аBeam Science and Technology p.893, Electroch Soc (Prenoeton 1978), in which the shape and dimensions of the beam sections are set so that, in the case of the formation of oblique a

33

круговых фигур достичь более высоко рабочей скорости по сравнению с точечным методом, при котором изменение формы пучка ограничено. Несмотр  на улучшение, св занное с расширением типа рисунков, производительность способа невысока.circular shapes to achieve a higher working speed compared with the point method, in which the change in beam shape is limited. Despite the improvement associated with the expansion of the type of patterns, the performance of the method is low.

Цель изобретени  -повьш)ение скорости обработки.The purpose of the invention is to lower the processing speed.

В основу изобретени  положен способ и соответствующее устройство, сообщающее любую заданную информацию (рисунок) носитель энергии (электронному пучку) таким пространственно-временным образом, чтобы при взаимодействии носител  энергии с мишенью (лаковый слой на полупроводнике ) возникала структура, предстанл кица  собой точное изображение (репродукцию) заданного рисунка . При этом должна достигатьс  крайне высока  скорость обработки, зависима  от чувствительности облучаемого лака и независима  от облучаемого рисунка на чипе, несмотр  на то, имеютс  ли при этом фигуры со скошенными кромками, дугообразной формы и т.п., и несмотр  на количество таких фигур.The invention is based on a method and a corresponding device that communicates any given information (figure) energy carrier (electron beam) in such a space-time manner that when an energy carrier interacts with a target (a lacquer layer on a semiconductor), a structure appears that presents an exact image ( reproduction) of a given pattern. In this case, the processing speed should be extremely high, dependent on the sensitivity of the irradiated varnish and independent of the irradiated pattern on the chip, regardless of whether there are figures with beveled edges, an arched shape, etc., and despite the number of such figures.

Согласно способу корпускул рного облучени  подложки, включающему обработку поверхности электронным пучком, структурированным в соответствии с рисунком, структурирование пучка осуществл ют путем проекционного экспонировани  на подложку рисунка , набранного установкой электрических и/или магнитных полей в допЪлнительном устройстве.According to the method of corpuscular irradiation of the substrate, which includes surface treatment with an electron beam structured in accordance with the pattern, the beam is structured by projection exposure of the pattern to the substrate, set up by installing electrical and / or magnetic fields in an additional device.

При этом набор рисунка в запоминющем устройстве может осуществл тьс  одновременно с экспонированием.In this case, the set of the pattern in the memory device can be carried out simultaneously with the exposure.

Область записи в запоминающем устройстве, контактированна  полем излучени , в общем случае превышает рисунок, перенодимый электроным пучком на подложку, при этом перва  в состо нии облучени  контактирует с пучком, в то врем  как друга  в состо нии накоплени  взаимодействует с внешним устройством подготовки данных и не контактирует с пучком.The recording area in the storage device, contacted by the radiation field, generally exceeds the pattern transferred by the electron beam to the substrate, while the first in the irradiation state contacts the beam, while the other in the accumulation state interacts with the external data preparation device and does not is in contact with the beam.

fljfii осуществлени  предлагаемого способа в устройстве дл  корпускул рного облучени  подложки, состо щем из первых электронно-оптических средств и содержащих последовательно установленные излучательfljfii implementation of the proposed method in the device for the corpuscular irradiation of the substrate, consisting of the first electron-optical means and containing sequentially installed emitter

18251825

элементы формировани  и фокусировки пучка и установленных на той же оптической оси, а также вторых электронно-оптических средств иelements of the formation and focusing of the beam and mounted on the same optical axis, as well as second electron-optical means and

5 содержащих элементы отклонени  и фокусировки, введены третьи электронно-оптические средства, установленные на оптической оси, перпендикул рной первой, и содержащие эле0 менты фокусировки отклонени , диафрагмы и электронное зеркало.5 containing the elements of deflection and focusing, the third electron-optical means, installed on the optical axis perpendicular to the first one, and containing deflection focusing elements, diaphragms and an electronic mirror, are introduced.

Согласно изобретению электронное зеркало выполнено в виде поверхности с потенциальным рельефом или вAccording to the invention, the electron mirror is made in the form of a surface with a potential relief or in

5 виде поверхности, содержащей рассеивающие и отражающие элементы, устанавливаемые в соответствии с экспонируемым рисунком.5 as a surface containing scattering and reflecting elements, installed in accordance with the exposed pattern.

Электронный пучок, произведенныйElectron beam produced

0 первыми электронно-оптическими средствами и предварительно формованный, отклон етс  отклон ющей призмой в направлении второй оптической оси, где он формируетс  в поле излу5 чени , направленное на электронное зеркало, и фокусируетс .0 by the first electron-optical means and preformed, deflected by a deflecting prism in the direction of the second optical axis, where it is formed in the radiation field, directed toward the electron mirror, and focused.

Названное поле излучени  после повторного вь1хода из электронного зеркала структурировано согласноThe named radiation field after repeated return from the electron mirror is structured according to

Q рисунку и при прохождении обратного пути оно отклон етс  отклон ющей призмой в направлении первой оптической оси, где через отклон ющий объектив проектируетс  на подложку . Взаимодействие электронов с накопителем пол  может состо ть в рассеивании на потенциальном рельефе , образованном от топографии поверхности зеркала и приложенного пол  или в отражении, или поглощении в зависимости от потенциала соответствующего электрода.Q in the pattern and when passing through the return path, it is deflected by a deflecting prism in the direction of the first optical axis, where it is projected onto the substrate through a deflecting lens. The interaction of electrons with the field accumulator can consist in dispersion on a potential relief formed from the topography of the mirror surface and the applied field or in reflection or absorption depending on the potential of the corresponding electrode.

На поверхности электронного зеркала могут располагатьс  две или несколько систем электродов описанного типа, которые могут параллельно зар жатьс  по времени. Далее дл  экранировани  рассе нного излучени  в фокусе электронного зеркала может располагатьс  диафрагма.On the surface of the electron mirror can be located two or more systems of electrodes of the described type, which can be parallel charged in time. Further, a screen can be positioned at the focal point of the electron mirror to screen the scattered radiation.

Между электронным зеркалом и диафрагмой находитс  отклон юща  система . Between the electronic mirror and the diaphragm there is a deflection system.

Через поверхность электронного 5 зеркала проходит поверхность раздела , на одной стороне которой ра з- мещены электронно-оптические средст-( ва. проектирующие поле излучени ,об5An interface 5 passes through the surface of the electronic mirror 5, on one side of which electron-optical devices are placed (a) projecting radiation field, about 5

00

5five

$$

разованное конденсаторной системой и отклоненное через магнитную призму , на поверхность электронного зеркала . На последнем электроны пол  излучени  в зависимости от потенциала накопительных электродов (например О или 10 В по отношению к потенциалу катода) отражаютс  или поглощаютс . Далее структурированное электронно-оптическими средствами поле излучени  по обратному пути через отклон ющую призму и отклон ющий объектив проектируетс  на мишень.developed by a capacitor system and deflected through a magnetic prism, onto the surface of the electron mirror. In the latter, the electrons of the radiation field, depending on the potential of the storage electrodes (for example, O or 10 V relative to the potential of the cathode) are reflected or absorbed. Further, the field of radiation structured by electron-optical means on the return path through the deflecting prism and the deflecting lens is projected onto the target.

На другой стороне поверхности раздела может находитьс  управл юща  электронна  система, устанавливающа  на накопительных электродах , подвергнутых воздействию пол  излучени , потенциал, соответствующий облучаемому рисунку, и на накопительных электродах, не подвергнутых воздействию пол  излучени , потенциал, предписанный управл ющей программой.On the other side of the interface, there can be a control electronic system mounted on the storage electrodes exposed to the radiation field, the potential corresponding to the irradiated pattern, and on the storage electrodes not exposed to the radiation field, the potential prescribed by the control program.

Отклон ющий объектив, задача которого ограничена проектированием структурированного пол  излучени  на плоскость машины, может перемещатьс  по шагам длины грани формованного пол  излучени , благодар  чему увеличиваютс  размеры обрабатываемого рисунка.A deflecting lens, the task of which is limited to designing a structured radiation field on the machine plane, can be moved in steps of the length of the face of the molded radiation field, thereby increasing the size of the pattern being processed.

Управление облучением ограничиваетс  шаговым отклонением субпо- пей в плоскости мишени и в плоскости матрицы накопител  пол .The control of irradiation is limited by the step deviation of the sub-sources in the plane of the target and in the plane of the array of the drive field.

При этом допускаютс  большие времена установлени , что существенно не вли ет на производительность, поскольку врем  облучени  мишени может быть относительно продолжительны ( например, 100 мкс) из-за больших размеров обработки (например, 100-100 мк ), а интенсивность пучка в структурированном поле излучени  из-за отфильтровывани  рассе нного излучени  антидиффузиной диафрагмы мала. Поэтому при применении изобретени  не возникает проблем , св занных с действием пространственного зар да и кратковременными скоплени ми тока.In this case, large establishment times are allowed, which does not significantly affect the performance, since the target irradiation time can be relatively long (for example, 100 µs) due to the large processing size (for example, 100-100 µm), and the beam intensity in a structured field radiation due to the filtering of the scattered radiation of the anti-diffusive diaphragm is small. Therefore, when applying the invention, there are no problems associated with the action of spatial charge and short-term current accumulations.

Кроме того, имеетс  возможность вьтолнить оптические средства по типу дисперсионной оптики на основе квадрупольных систем, содержащих отклон ющие системы и цилиндричесIn addition, it is possible to add optical tools of the type of dispersion optics based on quadrupole systems containing deflecting systems and cylindrical

66

5five

кие линзы, что дает преимущества дл  электронно-оптического взаимодействи  и дл  юстировки. При этом возможна фокусировка электронного 5 пучка на матрицу накопител  пол  его отклонени  растровым образом, так что получаетс  другой вид управл емого воздействи  на матрицу накопител  пол , который, например,These lenses provide advantages for electron-optical interaction and for alignment. In this case, it is possible to focus the electron beam 5 onto the storage array matrix of its deflection in a raster manner, so that another kind of controlled influence on the storage array matrix is obtained, which, for example,

0 может быть применен дл  коррекций, информации, накопленной на матрице пол , с произвольной выборкой накопительных электродов.0 can be applied for corrections, information accumulated on the field matrix, with an arbitrary selection of storage electrodes.

На фиг.1 показано электронно5 оптическое устройство, использующее перезапись в виде шаблона; на фиг.2 - то же, использующее плоское структурирование луча; на фиГс,3 - то же, согласно изобретению.FIG. 1 shows an electron5 optical device using rewriting as a template; figure 2 - the same, using a flat beam structuring; in figs, 3 is the same, according to the invention.

0 Как представлено на фиГо1, структурирование пол  излучени  4, производитс  шаблоном 12. Дл  этого шаблон 12 освещаетс  пухжом лучей 2 от кроссовера излучател  1, главные лучи которого при помощи кон- денсорной линзы 3 перед этим направлены параллельно оптической оси. Шаблон состоит , например, из опорной сетки тонких перемычек, матрич0 но подраздел ющих поверхность шаблона в  чейки. Например, - чейки на местах 10 и 11 имеют металлическое покрытие и непроницаемы дл  электронов , в то же врем  в остальных0 As represented in FIG. 1, the structuring of the radiation field 4 is performed by template 12. For this, the template 12 is illuminated by the fluff of the rays 2 from the crossover of the radiator 1, the main rays of which are directed parallel to the optical axis by means of the condenser lens 3. The pattern consists, for example, of a support grid of thin jumpers that matrix but subdivide the pattern surface into cells. For example, the cells in places 10 and 11 have a metal coating and are impermeable to electrons, while in the rest

5 местах проницаемы дл  электронов. Структурированное таким образом поле излучени  через .линзу 5 отклон ющим объективом 6 проектируетс  на плоскость мишени 7 с целью облучени 5 places permeable to electrons. The radiation field thus structured through the lens 5 by the deflecting objective 6 is projected onto the plane of the target 7 in order to irradiate

0 наход щегос  на ней лакового сло . Дл  того, чтобы это происходило с высокой плотностью тока и без аберраций кроссовер излучател  1 через линзы 3 и 5 проектируетс  на0 located on her lacquer layer. In order for this to occur with a high current density and without aberrations, the crossover of the radiator 1 through the lenses 3 and 5 is projected onto

5 входной зрачок 8 отклон ющего объектива 6.5 entrance pupil 8 deflecting lens 6.

Длительность облучени  составл ет в зависимости от величины переданного пол  излучени ,например,The duration of the irradiation is, depending on the magnitude of the transmitted radiation field, for example,

0 1 миллисекунду, и дл  этой длительности потенциал выт гивающего электрода на излучателе 1 установлен так, что ток пучка соответствует, например, 100 мкА. При помощи от5 клон ющей системы 9 можно перемещать изображение шаблона 12 на мишени , так, чтобы одним и тем же рисунком облучить и другие области0 1 millisecond, and for this duration the potential of the drawing electrode on the emitter 1 is set so that the beam current corresponds, for example, to 100 μA. With the help of the cloning system 9 it is possible to move the image of the template 12 on the target, so that other areas can be irradiated with the same pattern

77

мишени. Из-за относительно долгого времени облучени  (1 миллисекунда) и короткой длительности (например, 1/100 миллисекунды) шага отклонени  при переходе от облученной к еще необлученной области отключени  тока пучка не требуетс .target Due to the relatively long irradiation time (1 millisecond) and the short duration (e.g., 1/100 millisecond), the deviation step in the transition from the irradiated to the still unirradiated area of the beam current shutdown is not required.

Однако при смене рисунок шаблона необходимо заменить соответственно вьтолненньгм другим шаблоном, что приводит к простою, в течение которого облучение не производитс .However, when changing the pattern of the pattern, it is necessary to replace the correspondingly filled with another pattern, which leads to an idle time during which irradiation is not performed.

Дл  того, чтобы создавать измен емые рисунки облучени  и с высокой скоростью, бьшг предложено, как представлено на фиг.2, воздействовать на поле излучени  .электрической или магнитной силой с целью изменени  его формы .и величины . Рисунок в соответствии с устанавливаемыми преимущественно пр моугольными сечени ми пучка мозаично раздел етс , и облучение производитс  согласно соответствующей управл ющей программе, задающей положение, форму и величину импульсов тока на мишени. Так как мозаичное облучение производитс  последовательно, отдельное облучени должно быть очень коротким (1 микросекунда ) , и тем самым  вл етс  незн чительньгм по сравнению с временем установки от1$лон ющих систем. Поэтому необходима манипул ци  интенсивностью электронного луча, вызывающа  простой и ограничивающа  производительность.In order to create variable irradiation patterns and at high speed, it has been proposed, as shown in Fig. 2, to influence the radiation field with an electric or magnetic force in order to change its shape and size. The pattern in accordance with the predominantly mounted rectangular beam sections is mosaically separated, and the irradiation is performed according to the appropriate control program specifying the position, shape and magnitude of the current pulses on the target. Since the mosaic irradiation is performed sequentially, the individual irradiation must be very short (1 microsecond), and thus is not a very small amount compared to the installation time from 1 to 3 systems. Therefore, it is necessary to manipulate the intensity of the electron beam, causing a simple and limiting performance.

Поле излучени  ограничиааетс  двум  угловыми диафрагмами 19 и 16 так, что перва  углова  диафрагма 19 через обе конденсаторные линзы 3 и 5 отображаетс  в плоскость второй 16, где его изображение 14 занимает дополнительное положение относительно угловой диафрагмы 16. Положение изображени  определ етс  напр женностью пол , созданной отклон ющей системой 18, так что ее модул цией в конце концов управл ютс  форма и величина сечени  пучка в плоскости мишени 7. Плоскости первой угловой диафрагмы 19 и второй угловой диафрагмы 16 оптически сопр жены относительно плоскости мишени 7.The radiation field is limited by two angular diaphragms 19 and 16 so that the first angular diaphragm 19 is displayed in the second 16 plane through both condenser lenses 3 and 5, where its image 14 occupies an additional position relative to the angular diaphragm 16. The image position is determined by the intensity of the field created the deflecting system 18, so that its modulation ultimately controls the shape and size of the beam section in the plane of the target 7. The planes of the first angular diaphragm 19 and the second angular diaphragm 16 are optically conjugated 7 tnositelno target plane.

Отклон ющее действие отклон кнцей системы 18 на поле излучени  осуществл етс  симметрично промежуточному изображению 13 кроссовера, такThe deflecting action of the deflection of the system 18 on the radiation field is carried out symmetrically to the intermediate image 13 of the crossover, so

1182311823

что положение его промежуточного i изображени  в плоскости 8 входного зрачка отклон ющего объектива 6 в случае изменени  формата остаетс  5 неизменно.that the position of its intermediate i image in the plane 8 of the entrance pupil of the deflecting lens 6 in the case of a format change remains 5 unchanged.

Электронный пучок гаситс  тем, что В отклон ющей системе 17 создаетс  напр женность пол , вывод ща  его из отверсти  гас щей диаф- 10 рагмы 15.The electron beam is quenched by the fact that the deflecting system 17 creates a field strength that leads it out of the quenching diaphragm opening 15.

На фиг.З представлен пример осуществлени  способа в соответствии с изобретением, использующий принцип плоского пучка, представленного на )5 фиг.2. Отклон юща  система 18 дл  управлени  форматом фиг.2 здесь заменена магнитной отклон ющей призмой 20, котора  отклон ет поле излучени , предварительно формованное 2Q угловой ди&фрагмой 19, из оптической оси первой оптической системы, состо щей из излучател  1 и конденсора 3, на 90 в оптическую о.сь третьей оптической системы. Она сос- 25 тоит из конденсорных линз 21 и 22, а также из электронного зеркала 24.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the method in accordance with the invention, using the principle of a flat beam, shown in FIG. 2). The deflecting system 18 for controlling the format of FIG. 2 is here replaced by a magnetic deflecting prism 20 which deflects a radiation field, pre-molded by 2Q angular diaphragm 19, from the optical axis of the first optical system consisting of radiator 1 and condenser 3 to 90 into the optical axis of the third optical system. It consists of condenser lenses 21 and 22, as well as an electronic mirror 24.

Втора  оптическа  система, об- р зованн   конденсорной линзой 5 и отклон ющим объективом 6, отклон юща  система 9 которого служит дл  перемещени  пол  излучени  на мишени, индентична оптической системе (фиг.2), наход щейс  под отклон ющей системой формата 18, причем система гашени  17 и гас ща  диафрагма 15 опущены, так как вA second optical system, configured with a condenser lens 5 and a deflecting lens 6, the deflecting system 9 of which serves to move the radiation field on a target that is identical to the optical system (figure 2), which is under the deflecting system of format 18, and dampers 17 and the damping diaphragm 15 are omitted because

функции этих узЛов во врем  процесса облучени  внутри рабочего пол  больше не нуждаютс . Вместо этого в третьей оптической системе установ- лены отклон юща  система 25 и антидиффузный экран 26 в плоскости промежуточного зрачка 23. Втора  углова  диафрагма 16 (фиг.2) переведена в третью оптическую систему и обоз- начена 27. Функци  отклон ющей системы 17 во взаимодействии с диафрагмой 15 (фиг.2) в качестве запирани  пучка возможна благодар  отклон ющей системе 28 во взаимодействии с 50 экраном 26.the functions of these nodes during the irradiation process within the working field are no longer needed. Instead, a deflecting system 25 and an anti-diffuse screen 26 are installed in the third optical system in the plane of the intermediate pupil 23. The second angle diaphragm 16 (Fig. 2) is transferred to the third optical system and is indicated 27. The function of the deflecting system 17 is in interaction with the diaphragm 15 (Fig. 2) as a beam lock, it is possible due to the deflecting system 28 in cooperation with the 50 screen 26.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

После того как пучок лучей от , кроссовера излучател  1 впервые был 5 ограничен угловой диафрагмой 19, он конденсором 3 асимтотически фокусируетс  на середину отклон ющей призмы 20. Магнитное поле отклон ю30After the beam from, the crossover of the radiator 1 was for the first time 5 limited by the angular aperture 19, it is asymtotically focused by the condenser 3 to the middle of the deflecting prism 20. The magnetic field is deflected by 30

, 9, 9

щей призмы создаетс  двум  полюс- нымн наконечниками с круглым поперечным сечением, расположенньти в направлении, перпендикул рном оси, и соединенных магнитной цепью, расположенной против третьей оптическо системы и несущей обмотку возбуждени . Лучи пучка вход т преимуществено ортогонально боковой поверхности полюсного наконечника и так же выход т , искривл   траекторию под действием магнитного пол . Возбуждение магнитного пол  происходит так, чтобы угол между падающим и выход щим лучами был преимущественно 90 . Линзы 3 и 21 составл ют телескопическую систему. Углова  диафрагма 1 9 проецируетс  в плоскость угловой диафрагмы 27, где она занимает дополнительное положение.A prism is created by two pole tips with a circular cross section, located in a direction perpendicular to the axis, and connected by a magnetic circuit located opposite the third optical system and carrying the excitation winding. The beam rays enter predominantly orthogonal to the lateral surface of the pole tip and also exit, distorting the trajectory under the action of a magnetic field. The excitation of the magnetic field occurs so that the angle between the incident and outgoing rays is predominantly 90. Lenses 3 and 21 constitute the telescopic system. The corner diaphragm 1-9 is projected into the plane of the corner diaphragm 27, where it occupies an additional position.

Угловые диафрагмы 19 и 21 установлены так, чтобы поле излучени , сформированное ими в плоскости уг ЛО1ЮЙ диафрагмы 27, имело преимущественно квадратное поперечное сечение. Однако можно установить и другие формы пол  излучени  с пр моугольным сечением пучка, ввод  электрический плоский конденсатор в зазор полюсного наконечника отклон ющей призмы, напр женность электрического пол  которого направлена параллельно напр женности магнитного пол  и обе напр женности пол устанавливаемы.The angular diaphragms 19 and 21 are set so that the radiation field, formed by them in the plane of the angle LO of the diaphragm 27, has a predominantly square cross section. However, it is possible to install other radiation field shapes with a rectangular beam section, input of a flat electric capacitor into the gap of the pole tip of a deflecting prism, the intensity of the electric field of which is directed parallel to the intensity of the magnetic field and both of the field strengths are adjustable.

Линза 22 должна проектировать сформированное поле излучени  на поверхность электронного зеркала 24. Последнее расположено так, чтобы в фокусе электронног о зеркала в плоскости 23 возникло проме жуточное изображение кроссовера, поэтому лучи падают ортогонально поверхности зеркала и в случае идеального электронного зеркала после отражени  возвращаютс  по тому же пути. Если поверхность зеркала неоднородна, то при отражении возникает угловой разброс, ухудшающий разрешающую способность зеркального изображени  в св зи с зтим в фокальной плоскости 23 электронного зеркала установлен антидиффузный экран 26, Он юстирован так, чтобы промежуточное изображение кроссовера пучка лучей по пути туда было расположено в отверстии экрана 26,Lens 22 must project the generated radiation field onto the surface of the electron mirror 24. The latter is located so that an intersection image of the crossover appears at the electron mirror focus in the plane 23, therefore the rays fall orthogonal to the mirror surface and return in the case of an ideal electron mirror after reflection of the way. If the surface of the mirror is not uniform, then an angular spread arises upon reflection, which degrades the resolution of the mirror image in connection with this in the focal plane 23 of the electronic mirror an anti-diffusion screen 26 is installed. It is adjusted so that the intermediate image of the beam crossover is located in the hole there screen 26,

Если поверхность зеркала однородна , то остаетс  однородной и ин1182510If the surface of the mirror is homogeneous, then it remains homogeneous and insensitive.

тенсивность в поле излучени , и на обратном пути в плоскост х 27 и 14 оп ть возникает промежуточное изображение формованного пол  изс лучени , которое отклон ющим объективом 6 передаетс  на мишень 7. the intensity in the radiation field, and on the way back in planes 27 and 14, an intermediate image of the molded floor again arises, which is transmitted by the deflecting lens 6 to the target 7.

Если- поверхность зеркала неоднородна , например, вследствие царапин , то вокруг царапин образует1 (1 с  потенциальный рельеф, привод щий к соответствующей неоднородности интенсивности в поле излучени . Вследствие большого рассе ни  на царапине она в изображении элект11 ронного зеркала на плоскости мишени  вл етс  темной на светлом фоне. С целью репродукции определенного и жесткого рисунка поверхность зеркала можнтэ топографически препари2Q ровать в виде шаблона, причем дл  этого не требуетс  опорной сетки, при этом поверхности можно придать свойства, при которых в област х, соответствующих местам шаблона, про2i; ницаемым дл  электронов, электронное зеркало будет мало рассеивать, т.е. почти идеально отражать, и в област х,соответствующих местах,шаб- лонах непроницаемымдл  электронов, электронное зеркало будет сильно рассеивать , и вследствие отфильтровыва- ни  антидиффузным экраном 26 будет казатьс  почти черным. Напр женность электрического пол , созданного в отклон ющей системе 25, пере - мещает поле излучени  в плоскости поверхности электронного зеркала. Это перемещение на обратном пути оп ть аннулируетс , так что при модул ции отклон ющей системы 25 наIf the surface of the mirror is not uniform, for example, due to scratches, it forms 1 around the scratches (1 s potential relief, resulting in a corresponding intensity heterogeneity in the radiation field. Due to the large scatter on the scratch in the image of the electron mirror on the target plane, it is dark on light background. In order to reproduce a specific and rigid pattern, the surface of the mirror can be topographically prepared in the form of a template, and this does not require a reference grid, while the surfaces can be properties at which the electron mirror will dissipate a little, i.e. almost perfectly reflect, in the regions corresponding to the template locations that are permissible for electrons, and in the regions corresponding to the sites impenetrable for the electrons strongly dissipated, and due to filtering by anti-diffusion screen 26 will appear almost black.The intensity of the electric field created in the deflecting system 25 shifts the radiation field in the plane of the surface of the electron mirror. This movement on the return path is again canceled, so that when the deflection system 25 is modulated by

краю пол  излучени , неподвижном на плоскости мишени и определенном угловыми диафрагмами 19 и 27, перемещаетс  структура пол  излучени  относительно кра . Так как незави 5 симо от этого можно установить и формат пол  излучени , предлагаемое устройство может charakter projection. Кроме того, в предлагаемом устройстве электронное зер50 кало может быть сконструировано в виде суперортикона, и поле излучени  светооптически проецируетс  на заднюю сторону электронного зеркала. Последнее на внутренней поверхности  The edge of the radiation field, fixed on the target plane and defined by the angular diaphragms 19 and 27, moves the structure of the radiation field relative to the edge. Since regardless of this, you can also set the radiation field format, the proposed device can charakter projection. In addition, in the proposed device, the electronic mirror can be constructed as a super-orthonic, and the radiation field is projected light-optically onto the back side of the electronic mirror. Last on the inside

5.) электронного зеркала преобразовываетс  в зар дное изображение,потенциальный рельефкоторого приотражении воздействует наполе излучени .5.) The electron mirror is transformed into a charge image, the potential relief of which is reflected by the radiation field.

30thirty

11eleven

Поверхность электронного зерка по типу матриц может быть покрыт большим количеством электродных пластинок (например, площадью 8-8 мк в рассто ни х, например, 2 мк), разделенных резистивньм слем (обзорна  стать  К.Гозера и - Г.-Йо.Пфлейдерера, Электроник, 1974, № 1, с.З). Электроды св заны с наход щимс  под ними полупро водниковым накопителем и к ним может быть приложено напр жение, наример , величиной О или 10 В. Взаимодействие этой матрицы накопител  пол  теперь заключаетс  не в рассе нии отраженных электронов, в отражении или поглощении этих электронов, в зависимости от прилагаемого потенциала электрода марицы относительно потенциала катодThe surface of the electron mirror according to the type of matrix can be covered with a large number of electrode plates (for example, an area of 8-8 microns in the distance x, for example, 2 microns) separated by resistive slugs (see K.Gozer and –G.Yo. Electronics, 1974, No. 1, p. Z). The electrodes are associated with a semiconductor storage device underneath them and a voltage of, eg, O or 10 V can be applied to them. The interaction of this field accumulator matrix is now not in the scattering of reflected electrons, in reflection or absorption of these electrons, Dependences of potential of electrode of maritsa relative to potential

Врем  зар да может находитьс  пределах миллисекунд, а разделение всей матрицы накопител  пол  на отдельные (например, дев ть) субпол  осуществл етс  пут«м от- клонени  луча отклон ющей системой 25, Первое субполе матрицы накопител  пол  контактирует с поле запоминающего устройства. Каждое субполе контактирует с внещним устройством подготовки данных (наход тс  в состо нии зар дки).The charging time can be within milliseconds, and the entire array of the field accumulator is divided into separate (for example, nine) subfields by means of deflection of the beam by a deflecting system 25, the first subfield of the matrix of the accumulator is in contact with the field of the storage device. Each subfield is in contact with an external data preparation device (in the state of charge).

Субполе матрицы запоминающего устройства пол  содержит, наприме 1000-1000 электродов на поверхнос площадью 10-10 мм.In the subfield of the memory matrix, the field contains, for example, 1000-1000 electrodes on a surface of 10-10 mm.

В результате этого режима работы можно избежать простоев.между облучени ми во врем  процесса облучени  в рабочем поле, например, мм . Оно независимо от рисунка облучаетс  за 1 с, если величина субполей на мишени составл2As a result of this mode of operation, downtime can be avoided between irradiations during the irradiation process in a working field, for example, mm. Irrespective of the pattern, it is irradiated in 1 second, if the value of the subfields on the target was 2

ет 100-100 мк и облучение одного субпол  составл ет 100 микросекун Если врем  зар да одного субпол  матрицы накопител  пол  ниже 1 милисекунды , необходима  чувствителность лака зависит уже только от ка пучка S в поле излучени  (субп ле) на мишениem 100-100 microns and the irradiation of one subfield is 100 microseconds. If the charging time of one subfield of the storage array matrix is less than 1 millisecond, the varnish sensitivity is required depends only on the beam S in the radiation field (subfield) on the target

q кулон(ов) SA , В результате углового разброса на матрице запоминающего устройства пол  и отфильтровывани  антидиффуным экраном ток, проход щий по направлению к мишени во второй оптической системе, меньше тока, эм тированного излучателем в первойq SA pendant (s). As a result of the angular spread on the memory matrix of the floor and the anti-diffusion screen filtering, the current passing towards the target in the second optical system is less than the current emulated by the radiator in the first

j ю 15 20j you 15 20

25 25

5050

55 55

30thirty

3535

4040

4545

H2S12H2S12

оптической системе. Это приводит к потере, компенсируемой увеличением чувствительности лака. Поэтому про- изводительность электронно-лучевого устройства дл  облучени , действующего согласно изобретению, зависит от чувствительности лака.optical system. This results in a loss offset by an increase in varnish sensitivity. Therefore, the productivity of an electron beam radiation device operating according to the invention depends on the sensitivity of the varnish.

Электронно-оптические узлы (фиг.З) имеют символический характер, и их реализаци  возможна не только в рамках предлагаемой схемы.Electron-optical nodes (fig.Z) have a symbolic character, and their realization is possible not only within the framework of the proposed scheme.

Вместо электронного зеркала с искривленной поверхностью может быть применено зеркало и с плоской поверхностью. Введением промежуточного электрода (электрода Венельта) между поверхностью зеркала (катодом ) и анодом также можно получить действительньБ фокус перед анодом. Плоский катод облегчает технологическую реализацию матрицы накопител  пол , изготавл емой литографическим образом.Instead of an electronic mirror with a curved surface, a mirror with a flat surface can also be used. By introducing an intermediate electrode (Venelt electrode) between the surface of the mirror (cathode) and the anode, you can also get a real focus in front of the anode. A flat cathode facilitates the technological implementation of the array of a storage box made in a lithographic manner.

Сечение полюсного наконечника отклон ющей призмы не должно быть об зательно кругообразным. В литературе (R.Castaing L.Henry, Jour. Micr.3(1964) pp.133) описаны и другие формы, причем торцовые поверхности отклон ющей призмы наклонены относительно соответствующих осей, что обеспечивает стигматическое изображение угловых диафрагм дл  установки формата пол  излучени , а также изображение антидиффузного экрана (зрачка).The cross section of the pole tip of the deflecting prism should not necessarily be circular. Other forms have been described in the literature (R.Castaing L.Henry, Jour. Micr.3 (1964) pp.133), with the end surfaces of the deflecting prism inclined relative to the respective axes, which provides a stigmatic image of the angle diaphragms for setting the field radiation format, as well as an image of the anti-diffuse screen (pupil).

Требование стигматического изображени  должно выполн тьс  только со стороны электронного зеркала и отклон ющего объектива, так что возможно и применение квадруполь- ньгх систем, например, вместо обеих линз 21 и 22, которое облегчает юстировку изображени  кроссовера на отверстие антидиффузного экрана. Квадрупольные системы могут содержать отклон ющие системы и цилиндрические линзы.The stigmatic image requirement should be fulfilled only from the side of the electronic mirror and the deflecting lens, so that the use of quadrupole systems is possible, for example, instead of both lenses 21 and 22, which facilitates the adjustment of the crossover image to the opening of the anti-diffusion screen. Quadrupole systems may contain deflecting systems and cylindrical lenses.

В св зи с этим юстировки пучка лучей на плоскость входного зрачка 23 электронного зеркала и на входной зрачок 8 отклон ющего объектива можно проводить независимо друг от друга. С этим св зано перемещение изображени  кроссовера по направлению к поверхности зеркал а, так что возможна и фокусировка пол  излучени  на электрод матрицы накопител  пол .In connection with this, alignments of the beam of rays on the plane of the entrance pupil 23 of the electronic mirror and on the entrance pupil 8 of the deflecting lens can be carried out independently of each other. This involves moving the image of the crossover towards the surface of the mirrors a, so that it is also possible to focus the radiation field on the electrode of the storage array matrix.

1313

Кроме того, юстировки формы и структуры пол  излучени  можно проводить независимо -друг от друга и без перерывов работы, неизбежных при механическом перемещении пластины , однако не обусловленных электронно-оптическими и электронными  влени ми. Пучок гаситс  тем, что электронный пучок, эмиттиро- ванный излучателем и фокусированный на отверстие антидиффузионного экрана перед ним отклон етс  отклон ющей системой 28. Антидиффузный экран 26 следовательно имеет и функцию гас щей диафрагмы.In addition, adjustments to the shape and structure of the radiation field can be carried out independently of one another and without interruptions of work, which are inevitable when the plate is mechanically moved, but not caused by electron-optical and electronic phenomena. The beam is quenched by the fact that the electron beam emitted by the emitter and focused on the opening of the anti-diffusion screen in front of it is deflected by the deflecting system 28. The anti-diffusion screen 26 therefore also has the function of extinguishing the orifice plate.

Так как ограничение пол  излучени  и зрачка во второй оптичес5Since the limitation of the radiation floor and the pupil in the second optical

1211825 1211825

кой системе, в которой находитс  отклон ющий объектив, производитс  проекцией от диафрагм, наход щихс  в третьей оптической системе, нет необходимости в установке диафрагмы , ограничивающей пучок, во вторОР оптической системе „ Это улучшает вакуумирование и упро- шает содержание в чистоте вакуумной трубки, В области первой и прежде всего третьей оптической системь возможно поддерживание сверхвысокого вакуума, в то врем  как это в области отклон ющего 15 объектива, близкой к объективу, не об зательно, поскольку все средства , создающие поле, наход тс  вне вакуумной камеры.This system, in which the diverting lens is located, is projected from the orifices located in the third optical system, there is no need to install an aperture restricting the beam into the second optical system. This improves the evacuation and simplifies the maintenance of the vacuum tube clean. the area of the first and, above all, the third optical system, it is possible to maintain an ultrahigh vacuum, while this is in the area of the deflecting 15 lens, which is close to the lens, it is not necessary, since all means creating le, are outside the vacuum chamber.

10ten

LY-JLY-J

1one

5five

uj,2uj, 2

иг.Зig.Z

V/TTy/TTTT/V / TTy / TTTT /

Claims (5)

СПОСОБ КОРПУСКУЛЯРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ ПОДЛОЖКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 1. Способ корпускулярного облучения подложки, включающий обработку поверхности электронным пучком, структурированным в соответствии с рисунком, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости обработки, структурирование пучка осуществляют путем проекционного экспонирования на подложку рисунка, набранного установкой электрических и/или магнитных полей в запоминающем устройствеMETHOD OF BODY SUBJECT IRRADIATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION (57) 1. The method of corpuscular irradiation of the substrate, including surface treatment with an electron beam structured in accordance with the figure, characterized in that, in order to increase the processing speed, the beam is structured by projection exposure onto the substrate drawing typed by the installation of electric and / or magnetic fields in the storage device 2. Способ по п.1, отличающ и й с я тем, что набор рисунка н запоминающем устройстве осуществляют одновременно с экспонированием.2. The method according to claim 1, characterized in that the set of drawing on the storage device is carried out simultaneously with exposure. 3. Устройство для корпускулярного облучения подложки, состоящее из первых электронно-оптических средств и содержащих последовательно установленные излучатель, элементы формирования и фокусировки пучка и установленных на той же оси вторых электронно-оптических средств, содержащих элементы отклонения и фокусировки, отличающее ся тем, что, с целью повышения скорости обработки, в него введены третьи оптические средства, установленные на оптической оси, перпендикулярной первой, и содержащие элементы фокусировки, отклонения, диафрагму и электронное зеркало.3. A device for corpuscular irradiation of the substrate, consisting of the first electron-optical means and containing sequentially mounted emitter, elements of beam formation and focusing and mounted on the same axis of the second electron-optical means containing elements of deviation and focusing, characterized in that, in order to increase the processing speed, third optical means were introduced into it, mounted on the optical axis perpendicular to the first and containing focusing elements, deviations, aperture and electric ktronnoe mirror. 4. Устройство по п,3, о т л ичающееся тем, что электронное зеркало выполнено в виде поверхности с потенциальным рельефом.4. The device according to claim 3, characterized in that the electronic mirror is made in the form of a surface with a potential relief. 5. Устройство по п.З, о т л и чающееся тем. что электронное зеркало выполнено в виде поверхнос ти, содержащей рассеивающие и отражающие элементы,устанавливаемые в соответствии с экспонируемым рисунком.5. The device according to p. that the electronic mirror is made in the form of a surface containing scattering and reflecting elements installed in accordance with the exposed pattern.
SU807771536A 1980-12-17 1980-12-17 Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate SU1211825A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU807771536A SU1211825A1 (en) 1980-12-17 1980-12-17 Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU807771536A SU1211825A1 (en) 1980-12-17 1980-12-17 Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1211825A1 true SU1211825A1 (en) 1986-02-15

Family

ID=21616371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU807771536A SU1211825A1 (en) 1980-12-17 1980-12-17 Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1211825A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894549A (en) * 1987-03-05 1990-01-16 Ims Ionen Mikrofabrikations Systeme Gesellschaft M.B.H. Apparatus for demagnification or full-size ion projection lithography

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4894549A (en) * 1987-03-05 1990-01-16 Ims Ionen Mikrofabrikations Systeme Gesellschaft M.B.H. Apparatus for demagnification or full-size ion projection lithography

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4130761A (en) Electron beam exposure apparatus
JP5053514B2 (en) Electron beam exposure system
GB1211616A (en) Charged particle beam fabrication of microelectronic circuit patterns
US4472636A (en) Method of and device for corpuscular projection
US4710639A (en) Ion beam lithography system
JP2001168017A (en) Device and method for exposing charged corpuscular beam, determining method for control data and method for producing device by applying the same
KR20010014053A (en) Charged particle beam illumination of blanking aperture array
JPH04242060A (en) Reflecting electronic microscope
US5763893A (en) Electron gun and electron-beam transfer apparatus comprising same
US5294801A (en) Extended source e-beam mask imaging system including a light source and a photoemissive source
US5153441A (en) Electron-beam exposure apparatus
SU1211825A1 (en) Method and apparatus for corpuscular irradiaton of substrate
EP0035556B1 (en) Electron beam system
EP0182360B1 (en) A system for continuously exposing desired patterns and their backgrounds on a target surface
EP0780879B1 (en) Electron beam exposure apparatus
JPH01220352A (en) Scanning electron microscope and its analogous device
US4218621A (en) Electron beam exposure apparatus
US4158140A (en) Electron beam exposure apparatus
JP3649008B2 (en) Electron beam equipment
JPH06291025A (en) Electron-beam aligner
JPH01295419A (en) Method and apparatus for electron beam lithography
JP3915812B2 (en) Electron beam equipment
JPS6142129A (en) Charged beam exposure apparatus
JPH09283411A (en) Ion beam projection method and its device
JPS59119666A (en) Ion beam irradiation device