Фокусирующе-отклоняющая система устройства для электронно лучевой литографии

(19 (1 И Ва) Н 01 Л 37 147 ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн двтоескому свидетельству(56) 1. Ашговв К, ЭевЦп ой Кавс деГ 1 есй 1 оп со 11 в аког ап е 1 есггоп Ьеаш вз.сгойаЬгхсаг 1 оп вувСеш. - "Чо 1. Вс, ТесЬп", ч.12, 1975; Н 6, Я очЯи, рр. 1152-1155.2. Патент США У 3984687,кл.250 - 396 , опублик, 1980 (прототип ). (54)(57) ФОКУСИРУЮЩЕ-ОТИЮНЯММЦАЯ СИСТЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ЛИТОГРАФИИ, содержащая соосно установленные магнитную фокусирующую линзу с внутренним каналом в виде набора чередуащихся 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 тордов 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 составляет8=0 1841( -ЗМИзобретение относится к электрон-но-оптическому приборостроению и, вчастности, к системам фокусировки иотклонения пучка электронно-зондовыхустройств, например, устройств дляэлектронно-лучевой литографии.Известна фокусирующе-отклоняющаясистема (ФОС) устройства для электронно-лучевой литографии, содержащая магнитную фокуснрующуы линзу н Орасположенную 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 техническойсущности к изобретению является ФОСустройства для электронно-лучевой 25литографии, содержащая соосно установленные магнитную фокусирующую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец, лучепровод и размещеннуюв канале линзы систему отклоненияэлектронного пучка. Указанная ФОСобеспечивает более высокую разрешающую способность 2,Однако размещение магнитной сис 35темы отклонения в канале фокусирующей линзы требует введения специальных экранов нли компенсирующих катушек для устранения взаимодействияполей фокусирующей линзы и системыотклонения. Это значительно усложняет конструкцию указанного устройства.Кроме того, при работе системы отклонения на частотах выше 10 кГц труднодостичь полной компенсации взаимодей ствия полей линзы и системы отклонения, а следовательно, устраненияаббераций, снижающих разрешающую способность,Цель изобретения - упрощение кон 50струкции ФОС при уменьшении аббераций.Указанная цель достигается тем, что в ФОС устройства для электронно. лучевой литографии, содержащей соос" 55 но установленные магнитную фокусирую- щую линзу с внутренним каналом в виде набора чередующихся магнитных и немагнитных колец, лучепровод и раз-, 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 нарасстоянии, равном половине диаметра канала линзы, и имеющий длину,равную 0,9-1, 1 указанного диаметра,при этом угол поворота электродовдефлектрона по его длине составляет. 9 =0 184 "1 -ЗМф. Гч фгде 3 Й - число ампер-витков фокусирующей линзы,ускоряющее напряжение=0,45-0,55При этом коэффициент пропорциональности 1 зависит от соотношениягеометрических 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 лцнзы 31- является константой для электрон- Юно-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 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 З 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) представляетсобой 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. 1 еУстройство работает следующим об- нием -2 равна примерно диаметру0разом. канала линзы, В этой области уголЭлектронный 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- О 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 электролинзы. Дефлектрон располагается в ды 6 соответствующих потенциалов , центральной части фокусирующего поля. (7, 9 ) 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. За прения рисунка ИС. При прохождении элек делами этого диапазона значений К тронами пучка поля фокусирующей лин- угол 6 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 иВыполнение системы отклонения в длины дефлектрона, расположенного в виде дефлектрона с определенной дли- ,центральной части Фоь сирующей систеной электродов и углом их поворота мы, угол поворота электродов дефлекпо длине винтовой линии обеспечивает ЗО 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 компенсирующие элементы.Раз- Таким образом, предлагаемая фокумещение дефлектрона 4 на участке лу- сирующе-отклоняющая система обеспечичепровода 3, отстоящем от торцов 5 вает упрощение конструкции при умень- канала 2 линзы нарасстоянии, равном 40 шенин аберраций за счет совмещеннополовине диаметра канала 2 обуслов- го выполнения системы отклонения с лено тем, что в этой области поле с лучепроводом и исключения допол-достаточной степенью точности одно- нительных корректирующих элемен - родно. тов.