CS221592B1 - Elektronově optický systém elektronového litografu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká elektronově optického systému elektronového litografu tvořený autoeimisní tryskou, sdustaivOu k formováni svazku elektronů a třístupňové optické soustavy. Podstatou optického systému je, že za soustavou k formování svazku elektronů jsou za sebou uspořádány jednak přenášecí čočka s dlouhým ohniskem, za iní zmenšovaeí čoč­ ka. Systém umožňuje plné využití výhodných optimálních podmínek autoemisní trysky. Vynález je určen zejména pro elektronové líitografy

Description

Vynález se týká optického systému elektronového litografu sestávajícího· z auítoemisní trysky, soustavy k formování svazku a třístupňové optické soustavy.

Pro výrobu obvodů s velmi vysokou integrací aktivních i pasivních prvků se dosud používá techniky optické litografie. Struktury, jejichž jednotlivé prvky jsou rozměrově blízké 1 μϊη, je již z fyzikálních důvodů nemožné zobrazovat metodami, používajícími světelného záření. Pro vytváření submikronových struktur se používá různých typů elektroinových biografů, které vzhledem k podstatně menší vlnové délce elektronů nejsou omezovány ohybovými jevy, jako je tomu v případě světelného záření. Elektronové litografy můžeme z elektronově optického hlediska rozdělit na přístroje pracující s kruhovým svazkem elektronů a přístroje pracující s tvarovaným svazkem elektronů. Přístroje pracující s kruhovým svazkem musí jednotlivé obrazce exponovat rastrovacím způsoibem, což klade velké nároky na vysokofrekvenční řídicí systém. U těchto přístrojů je všaik nej jednodušší elektronově optický systém pracující pouze se dvěma čočkami.

Přístroje pracující s tvarovaným elektronovým svazkem mohou být opět dvou typů, a to buď vybavené termoemisním zdrojem elektronů nebo aiutoemisním zdrojem elektronů. Přístroje s termoemisním, zdrojem elektronů zobrazují dvě roviny tyarovacích clon čočkou vzájemně ma sebe a vychylovacím systémem meizi clonami mění rozměr svazku. Přístroje s autoemisním zdrojem elektronů využívají bodové projekce clon umístěných nad a, pod křižištěm bez zobrazovací čočky.

Formovací systém vytvořený svazkem elektronů je· třeba zmenšeně promítnout na substrát s oo možná největší hloubkou ostrosti. Velká hloubka ostrosti je výhodná vzhledem k tomu, že substráty nejsou dokonale rovné a je nezbytně nutná, chceme-li exponovat velké plochy bez napojování struktur. Při rastrování po velké ploše je zaostřený obraz pouze na kulové ploše, jejíž tečnou je rovina substrátu a střed křivosti je dán průsečíkem vychýleného svazku a optické osy systému. Při nedostatečné hloubce ostrosti jsou struktury na okraji zorného pole rozostřeny, respektivě zkresleny. Při práci s termoemisním zdrojem elektronů je hloubka ostrosti daná v podstatě pracovní vzdáleností přístroje, tedy vzdáleností exponovaného' substrátu od projekční čočky a není ji možno jinak ovlivnit.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje elektronově optický systém elektronového litográfu, sestávající z auítoemisní trysky, soustavy k formování svazku elektronů a třístupňové soustavy, jehož podstatou je, že za soustavou k formování svazku elektronů jsou za sebou uspořádány přeinášací čočka s dlouhým ohniskem, za ní zmemšovací čočka s krátkým ohniskem a za ní projekční zmenšovaní čočka.

Hlavní předností optického systému je využití optimálních podmínek, které poskytuje auítoemisní zdroj elektronů. U tohoto systému lze vzhledem k zanedbatelným rozměrům zdroje sestavit optickou soustavu tak, že systematicky zvětšujeme velikost křižiště, jehož rozměr je rozhodující pro ostrost hran promítaného obrazce a zároveň zmenšujeme celkovou aperturu svazku, danou celkovým rozměrem promítaného obrazce. Poněvadž apertura osvětlení hrany je velice malá, můžeme, na její úkor zmenšit celkovou aperturu svazku až na jistou optimální hodnotu, při které je hloubka ostrosti maximální.

Navrhovaný elektronově optický projekční systém¹ dosahuje zmenšení celkové apertury tím, že první čočka zobrazuje křižiště svazku mezi formovacími clonami do, ohniska druhé zmemšovací čočky, která takto vytváří prakticky rovnoběžný svazek prd třetí čočku, která v důsledku malých aperturních úhlů, se kterými pracuje, promítá na substrát obraz s velkou hloubkou ostrosti.

Vynález blíže objasní výkres, na kterém je schematicky znázorněno základní uspořádání optického, systému.

Základem optického systému je autoemisní katoda 1. Svazek elektronů vycházející z autoemisní katody 1 prochází kondenzorem 3 a je- v místě prvního křižiště fl kondenzoru 3 vymezen první a druhou tvarovací clonou 4 a 5. Kondenzor 3 spolu s -tvarovacími clonami 4 a 5 vytváří soustavu 2 k formování svazku elektronů. Elektronový svazek prochází dále třístupňovou soustavou sestávající z přenášecí čočky β s dlouhým ohniskem vytvářející druhé křižiště f2. Za ní následuje zmenšovací čočka 8 vytvářející třetí křižiště f3 a promítající obraz formovacích clon na povrchu substrátu 9.

Elektronově optický systém elektronového litografu s autoemisní tryskou a proměnným tvarem svazku pracuje tak, že zobrazuje zmenšeně pomocí těchto tří čoček 6, 7, 8 obrazec získaný metodou hodové projekce systému dvou tvarovaeích clon 4 a 5 taik, že první přenášecí čočka 6 zobrazuje první křižiště fl svazku, vytvořené mezi tvarovacími clonami 4 a 5 do místa předmětového ohniska zmenšovací čočky 7, která vytváří zmenšený obraz tvíarovacích clon 4 a 5 v blízkosti obrazového ohniska zmenšovací čočky 7 a tento obraz clon je pak již s malým zmešením promítnut projekční zmenšovací čočkou 8 na povrch substrátu 9 s velkou hloubkou ostrosti, dosaženou tím, že projekční zmenšovací čočka 8 zpracovává prakticky rovnoběžný svazek elektronů s dostatečně malou celkovou aperturou svazku na úkor zvětšení apertury osvětlení zobrazovaných hran obrazců, která je vzhledem k použitému pricipu bodové projekce i po zvětšení na úkor zmenšení celkové apertury vzhledm k požadované hloubce ostrosti optimální.

Claims (1)

1. Elektronově optický systém elektronového litografii sestávající z antoemiisní trysky, soustavy k formování svazku elektronů a třístupňové optické soustavy, vyznačený tím, že za soustavou (2), k formování svazku eVYNÁLEZU lektronů jsou za sebou uspořádány přeméšeeí čočka (6) s dlouhým ohniskem, za ní zmenšovat! čočka (7) s krátkým ohniskem a za, ní projekční zmenšovací čočka (8 J.