SU1677734A1 - Устройство дл создани пучка зар женных частиц с измен емой формой сечени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электронно- оптическим и ионно-оптическим устройствам с измен емой формой сечени  пучка и может быть использовано в установках электронно- и ионно-лучевой литографии. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности устройства и уменьшение искажений формы пучка. Устройство содержит две фигурные диафрагмы и много русную систему отклонени  пучка. Система отклонени  выполнена четырехъ русной . Между средними  русами размещены фигурные диафрагмы, причем рассто ние между диафрагмами выбрано из услови , приведенного в описании. Изменение формы пучка осуществл етс  за счет прохождени  пучка через две диафрагмы под различными углами. Изменение угла прохождени  пучка через диафрагмы обеспечиваетс  четырехъ русной системой отклонени .

Description

Изобретение относитс  к электронно- оптическим и ионно-оптическим устройствам с измен емой формой сечени  пучка и может быть использовано, например, в установках электронно- и ионно-лучевой литографии .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности устройства и уменьшение искажений формы пучка.

Дл  этого в устройстве дл  создани  пучка зар женных частиц с измен емой формой его сечени , содержащем осветитель , две фигурные диафрагмы, много русную систему отклонени  пучка, состо щую из последовательно расположенных по ходу пучка  русов, каждый из которых выполнен в виде двухкоординатного отклон ющего элемента, и уменьшающую систему, система отклонени  выполнена четырехъ русной , при этом соседние  русы системы отклонени  включены противофазно, а между средними  русами размещены фигурные диафрагмы, причем рассто ние между диафрагмами выбрано из услови  I Р Ул:В

и --Т

Омакс

О)

О

s|

VI vj GO Јь

где I - рассто ние между диафрагмами, м;

Ьмакс - максимальный поперечный размер пучка после диафрагмы, м;

I - требуема  плотность тока в пучке, А/м2;

В - электронна  (или ионна )  ркость осветител  А/ (м2. стер);

Р-относительна  нерезкость кра , рав5 на  Р -д ;

Омакс

S - допустима  ширина зоны полутени, м.

В частности, при этом  русы системы отклонени  выполнены удовлетвор ющими услови м

( Ц - L2 ) 13 04 И. °2 L4-22(2)

( Ц - U3 j L2 СН 12 01 : U3 04

где Qt, 0.2, Оз, Q4 - соответственно чувствительность отклонени  (по углу) первого, второго , третьего и четвертого  русов системы отклонени ;

,L2,L3,U рассто ние от центра соответственно первого, второго, третьего и четвертого  руса до ближайшей диафрагмы.

Математическое выражение (1) получено (с учетом инвариантности электронной  ркости) из известных формул, одна из которых определ ет плотность тока в пучке через апертурный угол и электронную  ркость , а втора  - величину размыти  кра  теневого изображени  в зависимости от апертурного угла и рассто ни  до точки наблюдени .

Минимальное значение отношени 

-j определ етс  возможност ми изгоОмакс

товлени  устройства, а также значени ми коэффициентов аберраций используемых отклон ющих систем и техническими требовани ми к устройству дл  формировани  пучка в части резкости кра  пучка и допуска на отклонение формы пучка от заданной.

Выражение (2) получено из формул геометрической оптики, исход  из требовани  посто нства угла входа пучка в уменьшающую систему, при использовании одного ис- точника отклон ющего тока (или напр жени ) дл  питани  всех четырех  русов системы отклонени .

На фиг,1 показана схема устройства; на фиг.2 - сечени  пучка в разных плоскост х,

Устройство дл  создани  пучка зар женных частиц с измен емой формой его сечени  содержит осветитель 1, создающий пучок зар женных частиц 2, четырехъ русную систему 3 отклонени  пучка, две фигурные диафрагмы 4, 5 и уменьшающую систему 6. Система отклонени  пучка состоит из последовательно расположенных по ходу пучка 2  русов 7-10, каждый из которых выполнен в виде двухкоординатного отклон ющего элемента. Соседние  русы системы 3 отклонени  включены противо- фазно. Между средними  русами 8 и 9 системы 3 отклонени  размещены фигурные диафрагмы 4 и 5.

Устройство работает следующим образом ,

Осветитель 1 создает пучок зар женных частиц 2 круглого сечени  11. При отсутствии возбуждени  в системе отклонени  ось

этого пучка проходит через центры фигурных (например, квадратных) диафрагм 4 и 5 и совпадает с осью уменьшающей системы 6.

Освещающий диафрагму 4 пучок зар женных частиц 2 формируетс  таким, чтобы его диаметр существенно превышал поперечный размер диафрагмы 4, что обеспечивает посто нство плотности тока в пределах

0 формируемого пучка, Вследствие ограничени  пучка диафрагмой 4 пучок, имевший перед диафрагмой круглое сечение 11, после нее приобретает фигурную (например, квадратную ) форму 12. При отсутствии наклона

5 освещающего пучка зар женных частиц расположенна  за диафрагмой 4 фигурна  диафрагма 5 не ограничивает сформированный диафрагмой 4 пучок и он свободно проходит в уменьшающую систему 6,

0 формирующую на обрабатываемом изделии уменьшенное изображение фигурной диафрагмы 4 (например, квадратное п тно). Дл  изменени  формы пучка возбуждаетс  четырехъ русна  отклон юща  система 3.

5 Например, возбуждены элементы, обеспечивающие отклонение по одной координате . Тогда  рус 7 отклон ет пучок 2 от оптической оси системы, и  рус 8 возвращает его к оси таким образом, чтобы ось осве0 щающего пучка 2 пересекла оптическую ось системы вблизи от плоскости диафрагмы 4, что обеспечивает посто нство плотности тока в формируемом пучке при любом изменении его формы.

5При наклоне пучка 2, выход щего из диафрагмы 4, пучок смещаетс  относительно диафрагмы 5, вследствие чего диафрагма 5 обрезает часть пучка, прошедшего через диафрагму 4. При этом сечение пучка приобре0 тает форму 13. Величина обрезаемой части пучка растет с ростом наклона пучка, что позвол ет измен ть ширину пучка от максимальной величины практически до нул  (до заданной малой величины S).

5 Ярус 9 наклон ет сформированный пучок к оси так, что ось пучка пересекаетс  с осью системы вблизи от центра  руса 10, а  рус 10 выводит ось пучка на оптическую ось уменьшающей системы 6, формирующей на

0 обрабатываемом изделии пр моугольное п тно 14.

Аналогичным образом производитс  изменение формы пучка по второй координате путем отклонени  пучка в перпендику5 л рной плоскости, В результате того, что в предлагаемом устройстве (в отличие от прототипа ) все  русы отклон ющей системы размещаютс  вне зазора между фигурными диафрагмами, рассто ние между указанными диафрагмами может быть сделано достаточно малым (например, 1 мм), так как оно не определ етс  (как в прототипе) продольной прот женностью размещаемой между диафрагмами отклон ющей системы. Выбор рассто ни  между диафрагмами в соот- ветствии с вход щим в формулу математическим выражением (1) позвол ет при сохранении той же резкости кра  изображени , что и в известных устройствах , повысить плотность тока в пучке, а следовательно, и производительность примерно на два пор дка за счет увеличени  апертуры освещающего пучка на пор док ,

Другим преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  то, что в нем практически отсутствуют ограничени  н  осевую прот женность отклон ющих элементов, используемых во всех  русах отклон ющей системы. Это позвол ет использовать в уст- ройстве малоаберрационные элементы, имеющие большую осевую прот женность, и снизить, в результате этого искажение формы пучка (по сравнению с прототипом) при изменении формы пучка до пренебре- жимо малого уровн .

При использовании дл  питани  системы отклонени  восьми независимо управл емых источников питани  (например, управл емых от ЭФМ цифроаналоговых преобразователей) требуемый режим работы устройства может быть реализован при произвольных рассто ни х  русов системы отклонени  от фигурных диафрагм и произвольных значени х чувствительности откло- нени  каждого  руса. Однако, если на размещение  русов отклонени  и их чувствительность наложено условие (2), то дл  обеспечени  работы устройства достаточно двух источников питани (по од- ному на каждую координату). При этом при использовании магнитного отклонени  все  русы, работающие по одной координате , должны быть включены (с учетом приведенной в формуле изобре- тени  фазировки) последовательно с источником питани , а при использовании электростатического отклонени  - параллельно .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  создани  пучка зар женных частиц с измен емой формой сечени , содержащее осветитель, две фигурные диафрагмы, много русную систему отклонени  пучка, состо щую из последовательно расположенных по ходу пучка  русов, каждый из которых выполнен в виде двухкоор- динатного отклон ющего элемента, и уменьшающую систему, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности устройства и уменьшени  искажений формы пучка, система отклонени  выполнена четырехъ русной, с противофазным включением соседних  русов, фигурные диафрагмы размещены между средними  русами, причем рассто ние между диафрагмами выбрано из услови 

   2

   где I - рассто ние между диафрагмами, м;

   ймакс - максимальный поперечный размер пучка после диафрагмы, м;

   i - требуема  плотность тока в пучке, А/м2;

   В - электронна  (или ионна )  ркость осветител , А/(м2. стер);

   Р - относительна  нерезкость кра , равна  Р --:

   Омакс

   S- допустима  ширина зоны полутени, м.
2. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что, с целью упрощени  управлени  системой отклонени  за счет уменьшени  количества источников питани ,  русы системы отклонени  при малых углах отклонени  выполнены удовлетвор ющими услови м

   ( И - L2 ) L3 0Ј . И. 02 . Оз/ ч ( U - L3 ) L2 Q1 L2 Q1 Цз Q4

   где Qi, Q2, Оз, Q4 соответственно чувствительность отклонени  (по углу) первого, второго , третьего и четвертого  русов системы отклонени ;

   U, 1.2, La, U - рассто ние от центра соответственно первого, второго, третьего и четвертого  руса до ближайшей диафрагмы.

   Г