Способ корпускулярного облучения мешени и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК H01J37/30 

ческой обработки тонких слоев.Целью изобретения является повышение скорости обработки поверхности. Для достижения этой цели :в устройстве в направлении распространения электронного луча последовательно расположены система 1 формирования луча с кроссовером 2, первая апертурная диафрагма 3, отклоняющие системы 4 и 5, первая система квадрупольных линз 6, формирующая из кроссовера пучок лучей 30, подаваемый на фокальные линзы 7 и 8, модулятор 9 поля, содержащий электродную гребенку 10 с ребрами 1 1 и промежутками 12 между ними, полупроводниковый диск 13, вершина 14 электродной гребенки. Ребра соединены посредством линий 15 с местами подключения электронных переключателей 22. На чертеже также показаны селекторная диафрагма 17, вто1

Изобретение относится к лучевой технологии и может быть использовано дпя структурирования интенсивности пучка корпускулярных лучей, направленного на мишень, для обработки изделия, в частности в электроннолучевых приборах для микролитографической обработки тонких слоев.

Электроннолучевая литография имеет большое значение в дальнейшем развитии микроструктурирования поверхностей твердых тел, ее преимуществами являются возможность управления электронным лучом, благодаря чему становится возможной универсальность топологии экспонирования в виде содержащейся в компьютере программы, и высокая разрешающая способность электронной оптики, обеспечивающая большую плотность структурных элементов на единицу поверхности. Однако прюмьщшенное применение электроннолучевой литографии в значительной степени определяется скоростью работы, с которой может производиться процесс структурирования, поэтому возникает необходимость в способе, обеспечивающем повышение скорости работы и, следовательно производительности.

рая система квадрупольных линз 18, отображакнцая стигматически первую фокальную линию в плоскости мишени 19 в виде штрихового зонда 2О,предметный столик 21, несущий мишень и перемещаемый относительно штрихового зонда. Сигнальньй провод 23,полюса 24 и 25 электронного переключателя, проводники 26 и 27, источник 28 напряжения. Исходящий из кроссовера пучок лучей 30 освещает практически равномерно диафрагму 3 и преобразуется посредством линз 6 в лучевой комплекс 29. Повьш1ение скорости обработки достигается в результате преобразования в данном устройстве электронного луча в штриховой зонд, структурирование которого осуществляется воздействием поля модулятора. 2с, и 8 з.п, ф-лы, 3 ил.

В хозяйственном патенте ГДР № 147018, кл. Н 01 J 37/30, 1979, описывается новый принцип действия - структурирование интенсивности в

сформированном поперечном сечении луча с помощью воздействия модулятора поля на пучок электронных лучей. В качестве модулятора поля используется электронное зеркало, управляемый потенциальный рельеф которого представляет собой пассивное изображение соответствующей топологии экспонирования , согласно которой должна экспонироваться часть мишени (подполе). Воздействие модулятора поля на пучок электронных лучей (благодаря чему пассивное изображение преобразуется в активное изображение структурированного по интенсивности поперечного сечения электронного пучка) состоит в отражении электронного пучка, которое модулировано в соответствии с топологией

экспонирования.

В электронно-оптическом модуляторе поля, как звене многоканальной системы передачи, имеется принципиально проблема интерференции, так

30

как модуляция поля одной ячейки влияет на поле соседних ячеек, а их рас

стояния в силу электронно-оптических причин малы. На электронном зеркале, гладкая поверхность которого разложена в виде матрицы на ячейки с бесконечно малыми расстояниями, подсоединенными к двоичному потенциалу,разлагающему первичный луч по ячейкам в отраженные и поглощенные лучи, проблема интерференции косвенно заключается в том, что в окрестности двух соседних ячеек с различным потенциалом возникают тангенциально направленные компоненты напряженности поля, которые приводят к рассеянию падающего первичного пучка.

В связи с необходимостью ограничения апертуры последукщей электронно-оптической системы (речь идет об уменьшенных масштабах изображения) возникают зависящие от топологии ощибки передачи,

В патенте США 3900737, кл.250-492 1979 предметный столик плавно перемещается и мишень экспонируется по полосам с помощью структурированного штрихового зонда. Однако при этом структурирование линейчатого облучения, перпендикулярного к направлению перемещения столика, происходит последовательно таким образом, что точечно-лучевой зонд отклоняется с высокой по сравнению со скоростью перемещения столика скоростью вдоль линии поперечно к полосе и бланкирует- ся на линии в соответствии с топологией излучения.

Недостаток этого метода состоит в том, что интенсивность, усредненная по времени на записанном по способу бегущего луча динамическом щтри ховом зонде, по сравнению с интенсивностью на статическом штриховом зонде во столько раз меньше, сколь

На полупроводниковом диске преду мотрен для каждого электрода гребен ки электронный выключатель, наприме МОП-транзистор, На его входе (сток) располагается подводимый от злектро

ко точечно-лучевых зондов требуется управления (мультиплексор,ре- приложить друг к другу, чтобы запол-. « сдвига, запоминающая система) нить поверхность штрихового зонда.

Целью изобретения является повышение скорости обработки поверхности.

На фиг.1 представлена схема,поясняющая принцип действия управляемого 50 структурирования штрихового зонда; на фиг.2 - оптическая схема устройства; на фиг. 3 - распределение потенциала вблизи электродов модулятора поля.

В устройстве в направлении распространения электронного луча пос- тедовательно расположены система 1

55

сигнальный прювод 23, а на его выхо .де (исток) - проводящая линия к соо ветствующему электроду модулятора п ля. Два упругих полюса 24 и 25 элек ронного выключателя связаны с несущими двоичный потенциал (например, О и 10 В относительно массы) провод никами 26 и 27 источника 28 напряжения. В зависимости от приложенного сигнала управления на электрод модулятора поля, связанного с выходом выключателя, подается тот или другой потенциал.

5

0

формирования луча с кроссовером 2, первая ограничивающая пучок диафрагма 3 (апертурная диафрагма) и отклоняющие системы 4 и 5 с центром отклонения в плоскости апертурной диафрагмы 3, первая система квадруполь- ных линз 6, формирующая исходящий из.кроссовера пучок 30 лучей в две реальные ортогональные друг другу фокальные линии 7 и 8, модулятор 9 поля в перпендикулярной к осям плоскости первой фокальной линии 7 (первая фокальная плоскость), содержащий электродную гребенку 10 с расположенными параллельно к оптической оси ребрами 11 и промежутками 12 между ребрами на узкой стороне полупро водникового диска 13, причем вершина 14 электродной гребенки расположена параллельно к первой фокальной линии и ребра соединены посредством линий 15 с местами 16 подключения интегрированных на полупроводниковом диске электронных выключателей 22, а промежутки 12 между ребрами заполнены веществом, обладающим электрическим сопротивлением, щелевая диаф-. рагма 17 (селекторная диафрагма) в плоскости второй фокальной линии

(вторая фокальная плоскость), расположенная параллельно последней, вторая система квадрупольных лидз 18, отображающая стигматически первую фокальрую линию в плоскость мишени

5 19 в виде штрихового зонда 20, несущий мишень предметный столик 21,перемещаемый вдоль и поперек относительно штрихового зонда.

На полупроводниковом диске предусмотрен для каждого электрода гребенки электронный выключатель, например МОП-транзистор, На его входе (сток),- располагается подводимый от злектро0

5

управления (мультиплексор,ре- « сдвига, запоминающая система)

управления (мультиплексор,ре- сдвига, запоминающая система)

сигнальный прювод 23, а на его выхо- .де (исток) - проводящая линия к соответствующему электроду модулятора поля. Два упругих полюса 24 и 25 электронного выключателя связаны с несущими двоичный потенциал (например, О и 10 В относительно массы) проводниками 26 и 27 источника 28 напряжения. В зависимости от приложенного сигнала управления на электрод модулятора поля, связанного с выходом выключателя, подается тот или другой потенциал.

Исходящий из кроссовера пучок 30 лучей равномерно освещает диафрагму 3 и преобразуется вследствие астигматического изображения посредством первой системы квадрупольных линз 6 5 в лучевой комплекс 29, проходящий через фокальные линии 7 и 8. Длина обеих фокальных линий определяется астигматическим изображением апертур- ной диафрагмы, а щирина - астигмати- ческим изображением кроссовера.Фокальные линии расположены перпендикулярно к оптической оси, а их меридиональные плоскости - оптически перпендикулярно друг к другу. С помощью отклоняющего приспособления 4 устанавливается расстояние от первой фокальной линии до верщины электродной гребенки. С помощью отклоняющей сисJ5

ном резисте соответствующую (скрытую структуру экспонирования в течение согласованного с чувствительностью резиста и плотностью тока зонда времени экспонирования примерно в 1 мкс В программе управления предусмотрено, что вспоследствии штриховой зонд может занять другое положение относительно мищени, и структура экспонирования может.при необходимости изменяться. Изменение структуры излучения на штриховом зонде обусловлено тем, что модулятор поля заряжается до соответствующего структуре двоичного потенциала. Мертвое время устраняется, если процесс зарядки будет значительно короче времени экс понирования. Это требование реализуется в случае, если сигнальные литемы 5 вторая фокальная линия переме- нии электронных выключателей связы-.

щается в поперечном направлении и юстируется на центр селекторного щелевого отверстия. Первая фокальная плоскость стигматически сойряжена с плоскостью мищени, и при юстировке первой фокальной линии на свободньпй проход (большое расстояние до модулятора поля) возникает изображение первой фокальной линии в плоскости мищени - штриховой зонд. Его интенсивность в продольном направлении структурирована так, что первая фокальная линия устанавливается на близкое расстояние к вершине электродной гребенки и модулятор поля заряжается до двоичного потенциала. Однако если два соседних электрода (их узкие по сравнению с расстоянием между электродами ребра определяют интервал на первой фокальной линии) имеют различный потенциал, то между ними возникает напряженность электрического поля, которая отклоняет на край щелевой диафрагмы в перпендикулярном к базису направлении частичный лучевой комплекс,который определяется интервалом как вер- щина и второй фокальной линией как базис, что на фиг.1 показано щтриха- ми. Сопряженный .с этим интервалом интервал изображения на штриховом зонде бланкируется.

Полученная на штриховом зонде в плоскости мишени двоичная структура излучения в виде программированной цепочки излучающих (светлых) и неизлучающих (темных) интервалов изображения воспроизводит на экспонирован

ном резисте соответствующую (скрытую) структуру экспонирования в течение согласованного с чувствительностью резиста и плотностью тока зонда времени экспонирования примерно в 1 мкс. В программе управления предусмотрено, что вспоследствии штриховой зонд может занять другое положение относительно мищени, и структура экспонирования может.при необходимости изменяться. Изменение структуры излучения на штриховом зонде обусловлено тем, что модулятор поля заряжается до соответствующего структуре двоичного потенциала. Мертвое время устраняется, если процесс зарядки будет значительно короче времени экспонирования. Это требование реализуется в случае, если сигнальные линии электронных выключателей связы-.

5

0

ваются с организованной параллельным двоичным кодом и слрвопоследователь- но запоминающей системой при помощи мультиплексоров, интегрированных на плате модулятора поля.

На прямой оптической оси расположены три квадрупольные линзы 31-33. Квадрупольная линза 31 соответствует системе квадрупольных линз 6, а система, состоящая из квадрупольных линз 32 и 33, - системе квадрупольных линз 18. Каждая квадрупольная линза составлена из нескольких коаксиально расположенных отдельных квадруполей.

5 I . о/ ос

Обе предметные плоскости 34 и 35

астигматически сопряжены с двумя плоскостями 36 и 37 изображения, т.е. между плоскостями 34 и 36 существует изображение штриховой решетки, причем линии 38,39 и 40 штриховой ре щетки со сторойы предметной плоскости соответствуют линиям 41,42 и 43 штриховой решетки со стороны плоскос- 5 ти изображения, между плоскостями 34 и 37 существует изображение штриховой решетки, причем линии 44,45 и 46 штриховой решетки со стороны плоскости предмета соответствуют линиям 47,48 и 49 штриховой решетки со стороны плоскости изображения, кроме того, между плоскостями 36 и 35 существует изображение штриховой решетки, причем линии 50, 51 и 52 штриховой решетки со стороны плоскости изображения соответствуют линиям 53, 54 и 55 штриховой решетки со стороны предметной плоскости, а между плоскостями 3.7 и 35 существует изображе0

0

5

ние штриховой решетки, причем линии 56,57 и 58 штриховой решетки со стороны плоскости изображения соответствуют линиям 59,60,61 штриховой решетки со стороны плоскости предмета. Указанное свойство может быть реализовано выбором внутренних параметров (количество, сила и расстояние отдельных квадруполей) квадрупольной линзы. Это свойство квадрупольной линзы (система нулевого следа) не является необходимой для реализации способа. Однако с его помощью могут быть уменьшены размеры отклоняющих систем для юстировки электронного пучка лучей и диафрагмы, астигматическое изображение которых ограничивает длину фокальных линий.

Стигматическое изобр.ажение плоскости 36 в плоскости 62 достигается тем, что квадрупольные линзы 32 и 33 аналогичны линзе 31, т.е.являются системами нулевого следа и возбуждены противоположно.Вторая фокальная плоскость 37, являющаяся плоскостью входной диафрагмы для стигматического изображения первой фокальной плоскости 36, стигматически отображается в плоскость 63 выходной диафрагмы.

Плоскости 34 и 35 также обладают стигматическими плоскостями изображения. Плоскость 64 стигматически сопряжена с плоскостью 35, а стигматическое изображение плоскости 34 располо жено по другую сторону квадрупо: ь- ной линзы 33. В плоскости 35 действует апертурная диафрагма конденсора, образованная двумя перекрещенными щелевыми диафрагмами 65 и 66. Линии 53 и 55 представляют собой ножи первой щелевой диафрагмы 65, линии 59 и 61 - ножи второй щелевой диафрагмы 66.

В плоскости 37 расположена селекг торная диафрагма 17, щелеобразное отверстие которой образуется двумя расположенными параллельно друг другу ножевыми диафрагмами 67 и 68.Ножи размещены параллельно штриховой

решетке.

I

Нормали отклоняющих плоскостей

отклоняющих приспособлений 4 и 5 с центром отклонения в плоскости 35, отклоняющих приспособлений 69 и 70 с центром отклонения в плоскости 37 и отклонякицих приспособлений 71 и 72 с центром отклонения в плоскости 64

fO

f5

20

25

30

35

40

45

50

55

расположены параллельно соответствующей штриховой решетке с ответст- вующей плоскости.

Пучок лучей, исходящий из точки пересечения линий 39 и 45 в плоскости 34 и направленный на отверстие апертурной диафрагмы конденсора,проникает в плоскость 36 на ограниченном линиями 50 и 52 участке линии 42 (первый фокальный отрезок) и в плоскость 37 на ограниченном линиями 56 и 58 участке линии 48 (второй фокальный отрезок).

Фокальный отрезок также как фокальная линия и фокальная плоскость кадровый элемент астигматического изображения заданного источника излучения независимо от того, где на. оптической оси он расположен.

Перемещение точечного источника излучения (кроссовер) в плоскости 34 в направлении линии 39 смещает второй фокальный отрезок во второй фокальной плоскости в направлении , перпендикулярном к нему, причем положение первого фокального отрезка остается неизменным. Перемещение кроссовера в плоскости 34 в направлении линии 45 смещает первый фокальный отрезок в первой фокальной плоскости в перпендикулярном к нему направлении, причем положение второго фокального отрезка остается неизменным. Этим объясняется влияние Диаметра кроссовера на ширину обоих фокальных отрезков. Кроме того, при отклонении с помощью, отклоняющего устройства 4 в первой фокальной плоскости первый фокальный отрезок сдвигается в направлении, перпендикулярном самому себе, при этом цторой фокальный отрезок не сдвигается. Точно также при отклонении с помощью отклоняющего устройства 5 во второй фокальной плоскости второй фокальный отрезок сдвигается в направлении,перпендикулярном самому себе,.причем первый фокальный отрезок не сдвигается. Длина и положение первого или второго фокального отрезка в их продольном направлении устанавливаются шириной щели и положением щелевой диафрагмы 65 или 66.

Штриховой зонд в плоскости 62 представляет собой стигматическое изображение первого фокального отрезка, и его положение в продольном и поперечном направлениях устанавливается отклонением с помощью отклоняющего приспособления 69 или 70.

Отклоняющее приспособление 71 используется для отклонения штрихового зонда, если требуется точное прохож- дение его в направлении штриховой решетки, ограничивающей длину штрихового зонда, и высокая скорость отклонения ,

Отклоняющее приспособление 72 слу жит для установки стигматического изображения второго фокального отрезка в плоскости 63 для юстировки выходного зрачка или диафрагмы.

Плоскостью 62 может быть плоскост мишени или предметная плоскость размещенного за ней отклонякэдего объектива, который отображает штриховой зонд на расположенную в плоскости изображения отклоняющего объектива мишень и располагается внутри его рабочего поля. С целью согласования выходного зрачка, определяемого стигматическим изображением второго фокального отрезка в плоскости 63, с оптическим каналом (входной зрачок с круговым сечением) отклоняющего объектива при установлении размеров квадрупольной оптики используется то ее свойство, что масштабы изобра- чения в главных сечениях различны.

В первой фокальной плоскости 36 находится модулятор 9 поля, которь1й в со четании с управляющей электрон- никой и при содействии селекторной диафрагмы 17, расположенной во второй фокальной плоскости 37, структурирует интенсивность штрихового зонда в плоскости 62, Контактирующая область модулятора поля с полем излучения (первый фокальный отрезок) образует электродную гребенку 10, ребра 11 которой расположены параллельно к оптической оси и на регу- лярных расстояниях друг от друга на узкой стороне диска 13, несущего модулятор поля. На широкой стороне диска электроды соединяются с помощью проводящих линий 15 с местами подключения управляющей электроники где они получают двоичный потенциал который, например, может составлять О и 10 В (относительно анодного потенциала электронной пушки), Верши- на 14 электродной гребенки расположена параллельно первому фокальному отрезку, который с помощью отклоняющего приспособления 4 может приво

О

5 0

5

5

Q « с

диться в касательный контакт с электродной гребенкой 11 .

В соответствии с двоичным потенциалом ребер 11 электродной гребенки 10 возникает вдоль ее вершины 14 электрическое поле, напряженность которого возбуждается разностью потенциалов в промежутке между ребрами 12, разделяющими два соседних ребра. Если два соседних ребра имеют одинаковый потенциал, то между ними не существует градиента потенциала, и напряженность поля в направлении вершины равна нулю. Если два соседних ребра имеют неодинаковый потенциал, то между ними возникает градиент потенциала, а в промежутке между ними - напряженность электрического поля в направлении вершины.Если первый фокальный отрезок установ- I

лен близко к вершине 14 электродной гребенки, то взаимодействует с полем модулятора и электронные лучи будут поинтервально отклоняться в плоскости, образованной направлением падения лучей и первым фокальным отрезком, или не будут отклоняться в этой плоскости в зависимости от того,имеется ли в промежутке между ребрами 12 градиент потенциала или нет.

Частичный лучевой комплекс интервала образуется лучами 29, которые проходят этот интервал на первом фокальном отрезке и имеют второй фо- каЛьный отрезок по всей его длине как базис. Так как разность потенциалов между маркирующими соответствующий интервал двумя ребрами создает напряженность электрического поля в направлении параллельном первому фокальному otpe3Kyi то базис частичного комплекса лучей будет отклонен ортогонально к направлению второго фокального отрезка. Так как ширина его значительно меньше длины, то достаточно небольшого отклонения частичного комплекса лучей, чтобы базис из области второго фокального отрезка отклонился настолько, чтобы частичный комплекс лучей попал на одну из ножевых диафрагм селекторной диафрагмы 17. Каждому интервалу на первом фокальном отрезке соответствует интервал на штриховом зонде, следовательно, в этом интервале изображения электронный ток бланкируется.

Отверстие (ширина щели) селекторной диафрагмы 17 устанавливается

расстоянием между ножами 67 и 68 и должно иметь такой размер, чтобы частичный комплекс лучей при отсутствии разности потен1щалов между соответствующими ребрами мог беспрепят- ственно проходить через него. При этом следует учитывать то обстоятельство , что поля соседних интервалов слабо переходят в программирован ны й не имеющий поля интервал и могут несколько расширить базис запрограммированного с максимальной интенсивностью частичного комплекса лучей. По этой причине, а также из-за допусков на юстировку отверстие селекторной диафрагмы 17 несколько шире, чем определяемая величиной кроссовера ширина второго фокального отрезка. Вызванное таким образом переходящим полем небольшое отклонение базиса в продольном направлении селекторной щели не приводит к потери интенсивности в интервале изображения на штриховом зонде: это связано с тем, что сдвиг базиса мал относитель но продольного отверстия селекторной диафрагмы, являющейся входной диафрагмой для стигматического изображения плоскости 36 в плоскости 62, и длина второго фокального отрезка может, являющегося входным зрачком стигматического изображения, устанавливаться большей, чем продольное отверстие селекторной диафрагмы.

Сканирование штрихового зонда воз можно вследствие то го,что второй фокальный отрезок отклоняется с помощью отклоняющего приспособления 5 от отверстия селекторной диафрагмы 17,причем положение первого фокального отрезка остается неизменным.

Отклоняющее приспособление размещает штриховой зонд плавно или дискретно в соответствующую топологии позицию внутри рабочего поля, где предметный столик передвигается в шаговом режиме с целью смены рабочего поля мишени, возможно плавное передвижение столика в направлении, перпендикулярном штриховому зонду. Мертвое время будет возникать во время смены полосы. Сумма таких времен мала, если штриховой зонд имеет соответствующую длину, например I мм При длине интервала изображения на штриховом зонде в О,1 мкм в этом примере необходимо размещение 10 ребер на гребенке модулятора поля.Ши

15

20

25

5 О

35 30

40

45

50

55

рина ребер 0,1 мкм, расстояние между ребрами 1 мкм и длина ребер 100 мкм являются обычными структурами, изготовляемыми с помощью техники микролитографии печатных конфигураций. Миниатюризированные размеры модулятора поля имеют для электронной оптики то преимущество, что масштаб стигматического отображения первого фокального отрезка на мишень должен быть, например, лишь 1:10,чем облегчаются условия создания квадру- польной оптики. Кроме того, можно обеспечить, чтобы за время облучения (1 мкс) позиция штрихового зонда не изменялась относительно плавно перемещаемого столика. Это достигается тем, что штриховой зонд посредством отклонякяцего устройства 71 будет отклоняться пилообразно в такт с частотой экспонирования с учетом скорости перемещения столика.

Диск 13, несущий модулятор 9 поля, занимает лишь одну половину фокальной плоскости 36. Поэтому вполне возможно предусмотреть на другой половине такой же или подобный модулятор 73 поля. Обе электродные греI

бенки 10 и 74 расположены противоположно друг к другу своими вершинами 14 и 75 и между ними имеется щель для свободного прохождения линейного электронного луча в фокальной плоскости 36. С помощью отклоняющего приспособления 4 первый фокальный отрезок может отклоняться в положение линии 41, где он вступает во взаимодействие с вершиной 14 электродной гребенки 10, или в положение линии 43, где он взаимодействует с вершиной 75 электродной гребенки 74. Если двоичные потенциалы обеих электродных гребенок различны, то переход от взаимодействия фокального отрезка с одним модулятором поля к взаимодействию с другим вызывает изменение структуры излучения на штриховом зонде, В течение фазы сдвига первого фокального отрезка в фокальной плоскости 36 (плоскость модулятора поля), которая мала по сравнению со временем постоянства положения штриховой зонд (если в этом есть необходимость) может в це- лом бланкироваться. Вызванное изменением положения контакта первого фокального отрезка расстояние переменного штрихового зонда в плоскоети Мишени (в масштабе времени одного периода смены контакта переменный mtpHXOBOft зонд представляет собой квазистатический двойной штриховой зонд) может при синхронно включенном отклоняющем приспособлении 71 устанавливаться положительным, нулевым или отрицательным.

Со стороны пучка диски модулятора поля закрыты металлической защитной диафрагмой (не показана).Ее ножи, расположенные параллельно вершине 14 или 75, отъюстированы так, чтобы верлении луча (т.е. перпендикулярно к Ш10СКОСТИ фиг.З)ширину 100 - 200 мкм которая определяется толщиной полупроводниковой шайбы 13, несущей электродную гребенку. Электроды гребенки имеют в направлении вершины ширину ребра, например, 0,1 мкм, а их расстояние друг от друга составляет несколько микрометров. Они и их проводящие линии 15 смонтированы с помощью микролитографической техники на узкой или широкой стороне полупроводниковой шайбы 13. Во избежание заряжения поверхностей, лежащих

шина соответствующей электродной гребенки располагалась в тени луча,если 5 между электродами, следует размещать первый фокальный отрезок установлен ребра в слабопроводящей легированной на соприкосновение с соответствующим ножом диафрагмы. Кроме защиты модулятора поля от облучения, диафрагма служит как детектор с целью вьщержи- 20 вания точности положения и стабильности первого фокального отрезка в

части 77 полупроводника (например. Si), в то время, как проводники 15 на широкой стороне полупроводниковой шайбы должны прокладываться в изоли- рукицей части 78 (SiOx). Широкая сторона закрыта с помощью металлической диафрагмы. Электроды гребенки соеди- .нены проводящими линиями соответственно с выходами электронных выключателей 22, к которым через сигнальные проводки 23 может подключаться двоичный потенциал.

состоянии касательного контакта с модулятором поля и приводит стигматическое изображение ее ножей к образова- нию одностороннего крутого фронта в профиле интенсивности в поперечном направлении штрихового зонда и к образованию двустороннего крутого фронта в профиле интенсивности двойного штрихового зонда. В последнем случае обе электродные гребенки имеют одинаковый двоичный потенциал (топологию) и расстояние установлено положительным. От его величины зависит крутиз- на профиля: выпуклый, плоский или вогнутый. Если двоичный потенциал одной электродной гребенки обратен двоичному потенциалу, другой электродной гребенки, то двойной штриховой зонд полностью светлый.

В плоскости защитной диафрагьш могут размещаться два других ножа диафрагмы, из которых один расположен параллельно линии штриховой решетки 20 на уровне первого ребра, а другой - параллельно линии штриховой решетки 22 на уровне последнего ребра электродной гребенки и которые могут служить дпя ограничения первого фокального отрезка до длины, соответствующей электродной гребенке

Сильно увеличенный разрез плоскости модулятора 9 поля показывает рельеф потенциала на участке, охватывающем ряд ребер 11 электродной гребенки на близком расстоянии к ее ве ршине 14. Вершина имеет в направ

лении луча (т.е. перпендикулярно к Ш10СКОСТИ фиг.З)ширину 100 - 200 мкм, которая определяется толщиной полупроводниковой шайбы 13, несущей электродную гребенку. Электроды гребенки имеют в направлении вершины ширину ребра, например, 0,1 мкм, а их расстояние друг от друга составляет несколько микрометров. Они и их проводящие линии 15 смонтированы с помощью микролитографической техники на узкой или широкой стороне полупроводниковой шайбы 13. Во избежание заряжения поверхностей, лежащих

между электродами, следует размещать ребра в слабопроводящей легированной

между электродами, следует размещать ребра в слабопроводящей легированной

части 77 полупроводника (например. Si), в то время, как проводники 15 на широкой стороне полупроводниковой шайбы должны прокладываться в изоли- рукицей части 78 (SiOx). Широкая сторона закрыта с помощью металлической диафрагмы. Электроды гребенки соеди- .нены проводящими линиями соответственно с выходами электронных выключателей 22, к которым через сигнальные проводки 23 может подключаться двоичный потенциал.

На основании представления потенциального поля двоичный потенциал располагается симметрично к потенциалу внешнего пространства (О В) и обозначен -,, что реально означает,например, Си 10 В. Если два соседних электрода имеют различный потенциал,, то между ними образуется электричес- кое поле, эквипотенциальные линии 79 которого представлены сплошными, а линии 80 напряженности электрического поля с указанием направленности посредством стрелок - штриховыми линиями. Двоичный потенциал вызывает поле на электродной гребенке,градиент (напряженность) которого вдоль вершины электродной гребенки однозначно соответствует промежуткам между ребрами: градиент направлен в йромежутках между ребрами с разностью

потенциалов параллельно вершине, а в промежутках, не имеклцих разности потенциалов, перпендикулярно вершине. Это свойство не зависит от приложенного двоичного потенциала (топология структуры). От топологии структуры зависит лишь величина градиента в промежутках .между ребрами, не имеющими разности потенциала. Она будет тем слабее, чем больше расстояние

до ближайшего .промежутка между ребрами, имеющими разность потенциала.

Формула изобретения

1.Способ корпускулярного облучения мишени, включающий обработку поверхности электронным пучком, структурированным полем модулятора и перемещаемым вдоль поверхности в соответствии с рисунком, отличающийся тем, что, с целью повьше- кия скорости обработки, электронньй луч преобразуют в штриховой зонд с двумя фокальными линиями, расположен ными в разных плоскостях перпендикулярно одна другой, а структурирование штрихового зонда осуществляют воздействием поля модулятора на первую фокальную линию путем изменения двоичного потенциала его электродов последовательно с обработкой, а изоб ражение зонда на обрабатываемой поверхности получают суперпозицией полей первой и второй фокальных линий

в плоскости мишени.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что структурирование зонда осуществляют в такт со сдвигом пучка относительно мишени.

3.Способ по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что обработку осуществляют при непрерывном перемещении мишени, в такт со сдвигом кото

рой структурируют штриховой зонд.

4. Устройство для корпускулярного облучения мишени, содержащее последовательно расположенные электронную пушку, систему отклонения и формирования пучка, модулятор поля,объектив и предметный столик, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости обработки, система формирования пучка выполнена в виде двух расположенных в разных плоскостях вдоль оптической оси устройства квадрупольных линз, модулятор выполнен в виде линейной элект

0

ронной гребенки, установленной в первой фокальной плоскости первой квадрупольной линзы, а во второй фокальной плоскости первой квадрупольной линзы установлена щелевая диафрагма, ось которой перпендикулярна электродной гребенке, а объектив выполнен в виде второй системы квадрупольных линз.

5.Устройство по п.4, о т л и - чающее ся тем, что электродная гребенка выполнена в виде набора проводников, расположенных по боковой поверхности полупроводниковой шайбы, а на ее торцовой поверхности размещена система управления потенциалом электродов.

6.Устройство по п.5, отличающееся тем, что над полупроводниковой шайбой установлена ог- раничивакяцая диафрагма с прямолинейными ножами, один из которых расположен параллельно гребенке на уровне торцов электродов, а два других

5 установлены по краям гребенки перпендикулярно первому.

7.Устройство по п.5, отличающееся тем, что проводники электродной гребенки и система управления потенциалом выполнены в виде микроэлектронной структуры в теле полупроводниковой шайбы.

8.Устройство по п.4, о-т л и - чающееся тем, что оно снабжено вторым модулятором поля, электродная гребенка которого расположена параллельно первой в той же плоскости .

9.Устройство по п.4, отличающееся тем, что пушка выполнена с автоэлектронным катодом.

10.Устройство по п.4,отличающееся тем, что между второй системой квадрупольных линз и

5 мишенью установлена дополнительная отклоняющая система, а предметный столик вьтолнен с возможностью пере- мещения.

0

5

0

29

si %Ni wi4aX

ж1| у||в&

4ff

r--T

I-4

63

Фиг. 2

/4 /J

Редактор А.Лежнина

Составитель К.Шилан Техред М.Ходанич

Заказ 7725/57Тираж 698Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.З

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к лучевой технологии. Может использоваться для структурирования интенсивнос- ти пучка корпускулярных лучей, направленного на мишень, для обработки изделия, в частности в электроинолу- чевых приборах для микролитографиО)