Фокусирующе-отклоняющая система устройства для электронно- лучевой литографии

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . 033НЮИРП4

РЕСПУБЛИК

09} (j1) зчп H 01 7 37

ГОСУДМ СтВЕКНай КОМИтЕт СССР

По ДЕЛЛМ ИЗОБРЕТЕКИй И 0ЧМРЫтИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н.двтоескомм свидетельству (21) 3625416/24-21 (22) 29.06.83 (46) 30.11.84. Бюл. У 44 . (72) Б.Н.Васичев и И.С.Гайдукова (53) 621.385.833(088.8) (56) 1. Amtoss К. Design of fast deflection coils for an electron beam

microfabrication system. — "Vol. Sci.

Techn", ч.12, 1975; Н 6, Я ov/Du, рр.1152-1155.

2. Патент США У 3984687,кл.250 -

396, опублик. 1980 (прототип ). (54)(57) ФОКУСИРУЮЩЕ-ОТИЮНЯМЦАЯ СИСТЕМА. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ЛИТОГРАФИИ, содержащая соосно установленные магнитную фокусирующую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и не:магнитных колец, лучепровод и размещенную в канале линзы систему отклокения электронного пучка, о т л ич а ю щ а я с я 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 имеющий длину, равную 0,9-1,1 указанного диаметра, при этом угол поворота электродов дефлектрона по его длине составляет

8 =0 184 ° К—

3N

1 э где 1 И вЂ” число ампер-витков фокусирующей линзы; — ускоряющее напряжение, 0,45-0,55.

1127023

Изобретение относится к электрон-! но-оптическому приборостроению и, в частности, к системам фокусировки и отклонения пучка электронно-зондовых устройств, например, устройств для электронно-лучевой литографии.

Известна фокусирующе-отклоняющая система (ФОС) устройства для электронно-лучевой литографии, содержащая магнитную фокуснрующуы линзу н !О расположенную за пределами линзы, соосно с ней, магнитную систему отклонения электронного пучка (1) .

Однако сравнительно невысокая разрешающая способность из-за значительных аберраций фокусирующей системы снижает производительность известного устройства для электронно-лучевой литографии и не позволяет обеспечить необходимое качество изготовления ИС с элементами субмикронных размеров.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ФОС устройства для электронно-лучевой литографии, содержащая соосно установленные магнитную фокусирующую линзу 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 (2) .

Однако размещение магнитной сис35 темы отклонения в канале фокусирующей линзы требует введения специальных экранов нли компенсирующих катушек для устранения взаимодействия полей фокусирующей линзы и системы отклонения. Это значительно усложняет конструкцию указанного устройства.

Кроме того, при работе системы отклонения на частотах выше 10 кГц трудно достичь полной компенсации взаимодей-45 ствия полей линзы и системы отклонения, а следовательно, устранения аббераций, снижающих разрешающую способность.

Цель изобретения — упрощение кон50 струкции ФОС при уменьшении аббераций i

Указанная цель достигается тем, что в ФОС устройства для электроннолучевой литографии, содержащей соос- 55 но установленные магнитную фокусирую- щую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец, лучепровод и ваз-. мещенную в канале линзы систему отклонения электронного пучка, 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 имеющий длину, равную 0,9-1, 1 указанного диаметра, при этом угол поворота электродов дефлектрона по его длине составляет . 9 =О 184 "1—

ЗМ

Гч где 3 É вЂ” число ампер-витков фокусирующей линзы, - ускоряющее напряжение, k =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 было в достаточной степени однородно.

Эксплуатационный параметр линзы

31 — является константой для электрон Ж но-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 вЂ” конфигурация элек.тродов 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 ио его длине.

Дефлектрон 4 (фиг.З) представляет собой четырехэлектродную электроста3 1127023 4 тическую систему, каждый из электро- Протяженность области однородного дов 6 которой выполнен в виде гребен- поля в фокусирующей линзе с отношеки из трех полос. L устройство работает следующим об- нием — 2 Равна пРимеРно диаметРУ

0 разом. канала линзы. В этой области угол

Электронный пучок, сформированный закручивания электронов пучка на электронной пушкой и системой форми- единицу длины в фокусирующем поле порования, поступает в канал 2 магнит- стоянен. Ближе к краям канала линзы . ной фокусирующей линзы 1 по лучепро- индукция фокусирующего поля существоду 3. Фокусирующая линза 1 перено- 1б венно убывает и угол закручивания сит иэображение соответствующего се- электронов вдоль оси пучка изменяетчения электронного лучка в плоскость ся по сложному закону. Установлено, обрабатываемого объекта (на электро- что оптимальная длина дефлектрона норезистор). Система отклонения — де- составляет 0,9-1, 1 диаметра канала флектрон 4 при подаче на его электро-15 линзы. Дефлектрон располагается в ды 6 соответствующих потенциалов, центральной части фокусирующего поля. (7„, V ) отклоняет электронный пучок .Коэффициент пропорциональности К для в пределах поля обработки в соответ- ФОС предлагаемой конструкции выбираствии с заданной программой нанесе- ется в диапазоне 0,45-0,55. Эа прения рисунка ИС. При прохождении элек- 2О делами этого диапазона значений К тронами пучка поля фокусирующей лин- угол 8 поворота электродов дефлектрозы 1 вследствие действия осевой сос- на и угол закручивания электронов тавляющей поля электроны поворачива- пучка не совпадают, что приводит к ются (" закручиваются" ) на угол, за- значительному росту анизотропных висящий от местоположения электрона 25 аберраций отклонения. В выбранных в поле линзы. пределах изменения. параметра К и

Выполнение системы отклонения в длины дефлектрона, расположенного в виде дефлектрона с определенной дли- .центральной части фон сирующей систеной электродов и углом их поворота . мы, угол поворота электродов дефлекпо длине винтовой линии обеспечивает gg трона, определяемый предложенным сосогласование направления отклонения отношением, позволяет согласовать напучка в каждой точке оси с углом по- . правление отклонения электронов с ворота электронов в фокусирующем по- углом "закручивания" пучка электроле и, таким образом, минимизацию нов в фокусирующей системе на всей анизотропных ошибок отклонения. При длине дефлектрона. этом не требуется вводить дополнительные компенсируюцие элементы.Раз- Таким образом, предлагаемая фокумещение дефлектрона 4 на участке лу- сирующе-отклоняищая система обеспечичепровода 3, отстоящем от торцов 5 вает упрощение конструкции при уменьканала 2 линзы на расстоянии, равном 4О шенин аберраций за счет совмещеннополовине диаметра канала 2,,обуслов- го BblII()JIBpHBH сисlемы отклонения с лено тем, что в этой области поле с лучепроводом и исключения допол- достаточной степенью точности одно- . :нительных корректирующих элемен— родно. тов.

1127023

Фиг.1

1127023

Хр аф»

Заказ 8749/41 Тираж 682 Полисное, 4млиал ШШ Патент ° г.Унаород, ул.Проектная, 4