Фокусирующе-отклоняющая система устройства для электронно-лучевой литографии Советский патент 1984 года по МПК H01J37/147 

Изобретение относится к электронно оптическс)му приборостр оению и, в частности, к системам фокусировки и отклонения пучка электронно-зондовых устройств, например, устройств для электронно-лучевой литографии. Известна фокусирукице-отклоняющая система (ФОС) устройства для электронно-лучевой литографии, содержащая магнитную фокусирукицуы линзу к расположенную за пределами линзы, соосно с ней, магнитную систему отклонения электронного пучка Ш . Однако сравнительно невысокая раз решающая способность из-за значительных аберраций фокусирующей систе мы снижает производительность извест ного устройства для электронно-лучевой литографии и не позволяет обеспе чить необходимое качество изготовления ИС с элементами субмикронных раз меров. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ФОС устройства- для электронно-лучевой литографии, содержащая соосно установленные магнитную фокусирукичую лин зу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец, лучепровод и размещенную в канале линзы систему отклонения электронного пучка. Указанная ФОС обеспечивает более высокую разрешающую способность И . Однако размещение магнитной системы отклонения в канале фокусирующей линзы требует введения специальных экранов или компенсирующих катущек для устранения взаимодействия полей фокусирующей линзы и системы отклонения. Это- значительно усложняет конструкцию указанного устройства Кроме того, при работе системы откло нения на частотах выше 10 кГц трудно достичь полной компенсации взаимодей ствия полей линзы и системы отклонения, а следовательно, устранения аббераций, снижающих разрешающую спо собность. Цель изобретения - упрощение конструкции ФОС при уменьшении аббераций. Указанная цель достигается тем, что в ФОС устройства для электроннолучевой литографии, содержащей соосно установленные магнитную фокусирую щую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец, лучепровод и разгмещенную в канале линзы систему отклонения электронного пучка, система отклонения вьшолнена в виде дефлектрона, электроды которого в виде металлических полос нанесены по винтовым линиям .на. участок лучепровода, отстоящий от торцов канала линзы на расстоянии, равном половине диаметра канала линзы, и имекмций длину, равную 0,9-1,1 указанного диаметра, при этом угол поворота электродов дефлектрона по его длине составляет IN . в 0,184-К , где 3 Р1 - число ампер-витков фокусирующей линзы, V - ускоряющее напряжение, К 0,45-0,55.. При этом коэффициент пропорциональности k зависит от соотношения геометрических параметров линзы, определяющих распределение индукции фокусирующего поля вдоль оси системы, а также длину и местоположение дефлектрона в.канале линзы. Местоположение и длина дефлектроНа выбираются так, чтобы в области отклонения электронного пучка фокусирующее поле бьшо в достаточной степени однородно. Эксплуатационньй параметр лцнзы 3N. „ z является константой для электронно-оптической системы, положение объекта и изображения которрй постоянно. Величина этой константы определяется геометрией канала-фокусирующей линзы. На фиг.1 показана ФОС, общий вид, на фиг.2 - дефлектрон, поперечный разрез, на фиг.З - конфигурация электродов дефлектрона. Фокусирующе-отклоняющая система содержит магнитную фокусирующую линзу 1 с внутренним каналом 2 в виде набора магнитных и немагнитных колец; В канале 2 линзы 1 размещен лучепровод 3 и система отклонения в виде дефлектрона 4, образованного на участке лучепровода, отстоящем от торцов 5 канала линзы на расстоянии, равном половине его диаметра. Электроды 6 в виде.металлических полос нанесены на участок лучепровода длиной 0,9-1,1 диаметра канала линзы по винтовой линии с заданным углом поворота по его длине. Дефлектрон 4 (фиг.З) представляет собой четырехэлектродную электроста311тическую систему, каждьй из электродов 6 которой вьтолнен в виде гребен ки из трех полос. Устройство работает следующим образом. Электронный пучок, сформированный электронной пушкой и системой формирования, поступает в канал 2 магнитной фокусирующей линзы 1 по лучепроводу 3. Фокусирукядая линза 1 переносит изображение соответствующего сечения электронного пучка в плоскость обрабатываемого объекта (на электронорезистор). Система отклонения - де флектрон 4 при подаче на его электро ды 6 соответствующих потенциалов (V, Vu) отклоняет электронный пучок - . 3 в пределах поля обработки в соответствии с заданной программой нанесения рисунка ИС. При прохождении элек тронами пучка поля фокусирующей линзы 1 вследствие действия осевой составлякнцей поля электроны поворачиваются (закручиваются) на угол, зависящий от местоположения электрона в поле линзы. Выполнение системы отклонения в виде дефлектрона с определенной длиной электродов и углом их поворота по длине винтовой линии обеспечивает согласование направления отклонения, пучка в каждой точке оси с углом поворота электронов в фокусирующем поле и, таким образом, минимизацию анизотропных ошибок отклонения. При этом не требуется вводить дополнительные компенсирующие элементы.Размещение дефлектрона 4 на участке лучепровода 3, отстоящем foT торцов 5 канала -2 линзы нарасстоянии, равном д половине диаметра канала 2,.обусловлено тем, что в этой области поле с достаточной степенью точности однородно. 3 Протяженность области однородного поля в фокусирующей линзе с отноше U „ нием г 2 равна примерно диаметру канала линзы. В этой области угол закручивания электронов пучка на единицу длины в фокусирующем поле постоянен. Ближе к краям канала лицзы . индукция фокусирующего поля существенно убывает и угол закручивания электронов вдоль оси пучка изменяется по сложному закону. Установлено, что оптимальная длина дефлектрона составляет 0,9-1,1 диаметра канала линзы. Дефлектрон располагается в центральной части фокусирующего поля. Коэффициент пропорциональности К для ФОС предлагаемой конструкции выбирается в диапазоне 0,45-0,55. За пределами этого диапазона значений К угол в поворота электродов дефлектрона и угол закручивания электронов пучка не совпадают, что приводит к значительному росту анизотропных аберраций отклонения. В выбранных пределах изменения.параметра К и длины дефлектрона, расположенного в центральной части фоь сирующей системы, угол поворота электродов дефлектрчэна, определяемый предложенным соотношением, позволяет согласовать направлениеотклонения электронов с углом закручивания II пучка электронов в фокусирующей системе на всей длине дефлектрона. Таким образом, предлагаемая фокуирующе-отклоняющая система обеспечи-. ает упрощение конструкции при уменьшении аберраций за счет совмещенно- го выполнения сметены отклонения с лучепроводом и исключения дополнительных корректирующих элемен тов.

ФОКУСИРУЩЕ-ОТКПОНЯЮЩАЯ СИСТЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ЛИТОГРАФИИ, содержащая соосно установленные магнитную фокусирукщую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнит.ных и не1 шгнитных колец, лучепровод и размещенную в канале линзы систему отклой:ения электронного пучка, о т л и чающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции при уменьшении аберраций, система отклонения выполнена в виде дефлектрона, электроды которого в виде металлических полос нанесены по винтовым линиям на участок лучепровода, отстоящий от торцов канала линзы на расстоянии, равном половине диаметра канала линзы, и имеюпщй. длину, равную 0,9-1,1 указанного диаметра, при этом угол поворота электродов дефлектрона по его длине составляет 1Ы ,184.К , где 3N - число ампер-витков фокусирующей линзы; V - ускоряющее напряжениеj К -0,45-0,55.