DE19848070A1 - Niedrigenergie-Elektronenstrahllithographie - Google Patents
Niedrigenergie-ElektronenstrahllithographieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von integrier
ten Schaltungen und insbesondere eine Vorrichtung und ein
Verfahren für eine solche Herstellung.
Ein kritisches Element bei der Herstellung von inte
grierten Schaltungen ist die Strukturierung der verschiedenen
Schichten auf der Oberfläche des Halbleiterwafers, der nach
der Bearbeitung in die Chips aufgeteilt wird, die die inte
grierten Schaltungen darstellen. Die Strukturierung legt die
verschiedenen Bereiche in der integrierten Schaltung fest,
wie Ionenimplantationsbereiche, Kontaktfensterbereiche, Kon
taktflächenbereiche usw.; die Bereiche werden im allgemeinen
durch die Übertragung von Mustern mit geometrischen Formen
von einer Maske auf eine dünne Schicht eines strahlungsemp
findlichen Materials ausgebildet, das "Fotolack" genannt wird
und das auf dem Siliziumwafer liegt, in dem die integrierten
Schaltungen erzeugt werden. In der Regel ist das Muster auf
der Maske vergrößert und muß bei der Übertragung auf den Fo
tolack verkleinert werden.
Gegenwärtig erfolgt der Musterübertragungsvorgang ge
nerell durch Photolithographie, die für die Übertragung ver
wendete Strahlung ist Energie bei optischen Wellenlängen.
Mit der Verringerung der Strukturgrößen im Muster als
Folge der höheren Packungsdichte für die Schaltungselemente
der integrierten Schaltung wurde es erforderlich, die Wellen
länge der optischen Strahlung für die Übertragung entspre
chend zu verringern. Diese Technologie erreicht jedoch jetzt
schnell den Punkt, an dem die optische Strahlung ihren Nutzen
für die Strukturierung des Fotolacks verliert.
Es gibt mehrere Alternativen, die für die Übertragung
von geometrischen Mustern auf einer Maske auf die Fotolack
schicht in Betracht gezogen werden. Darunter fällt die Ver
wendung von Röntgenstrahlen, Strahlung im extremen Ultravio
lettbereich und Elektronenstrahlen.
Elektronenstrahlen, die eine präzise Steuerung mit
feinen Details erlauben, werden gegenwärtig vor allem bei der
Herstellung der Masken für die optische Lithographie angewen
det. Es gibt zwar die Möglichkeit der Verwendung von Elektro
nenstrahlen zum direkten Schreiben von Mustern in Fotolack
auf Siliziumwafern, diese Möglichkeit ist jedoch auf kunden
spezifische Schaltungen begrenzt, die in kleinen Stückzahlen
hergestellt und zu sehr hohen Preisen verkauft werden.
Die Schwierigkeit bei der Verwendung von Elektronen
strahlen für die Strukturierung von Fotolack bei der Herstel
lung von integrierten Schaltungen ist der geringe Durchsatz
in Verbindung mit den relativ hohen Kosten für Elektronen
strahl-Belichtungssysteme. Entsprechend wird das Potential
von Elektronenstrahl-Belichtungssystemen für die Herstellung
von integrierten Schaltungen derzeit als niedrig betrachtet,
und die Bemühungen, kommerzielle Systeme dafür zu entwickeln,
sind gering.
In einem Artikel mit dem Titel "High Throughput Sub
micron Lithography with Electron Beam Proximity Printing",
veröffentlicht in Solid State Technology, September 1984,
Seiten 210-217 ist ein Elektronenstrahl-Lithographiesystem
beschrieben, bei dem der Elektronenstrahl mit einer Energie
von 10 keV betrieben wird, was zu der Zeit als sehr gering
betrachtet wurde, und das mit einer Schablonenmaske von 2
Mikrometer Dicke arbeitet, eine Dicke, die kleiner ist als
damals üblich, und mit einem Abstand zwischen der Maske und
dem Wafer von 0,5 Millimeter (500 Mikrometer), was damals als
ungewöhnlich nah angesehen wurde. Der Elektronenstrahl, der
einen Durchmesser von etwa 1 Millimeter (1000 Mikrometer)
hatte, was nur einen kleinen Bruchteil der Fläche der Maske
darstellte, wurde mittels eines ersten Paares von Ablenkspu
len rasterförmig über die Maske geführt. Ein zweites Paar von
Ablenkspulen diente dazu, den Strahl um einen Schwenkpunkt in
der Ebene der Maske zu kippen. Als Maske wurde ein Silizium
wafer verwendet, der eine zentrale Membran aufwies, die auf 2
Mikrometer verdünnt war. Mit dieser Maske und einer Strahl
energie von 10 keV war es erforderlich, eine Absorberschicht
aus einem geeigneten Metall auf der Maske anzubringen, um die
Elektronen abzufangen, die nicht in die Öffnungen in der Mas
ke fielen. Anderenfalls wären diese Elektronen durch die dün
ne Membran der Siliziummaske gelaufen und hätten das im Foto
lack zu erzeugende Muster verwischt. Die Verwendung einer
dickeren Siliziummaske hätte es jedoch erschwert, kleine Li
nienbreiten zu erhalten, da das Verhältnis der Linienbreite
zur Dicke der Maske, das sogenannte Seitenverhältnis, ungün
stiger geworden wäre.
Dieser Artikel wirkte sich jedoch auf die Arbeit im
fraglichen Gebiet der Technik wenig aus, und das Interesse an
solchen Proximity-Projektionsbelichtungssystemen hat seit
1984 stark nachgelassen. Statt dessen wurden für Elektronen
strahl-Belichtungssysteme allgemein Systeme verwendet mit
hochenergetischen Elektronen im Strahl, damit der Strahl
"steif" wird. Ein steifer Strahl ist einer, dessen Durchmes
ser gut kontrollierbar ist und der daher leichter zu fokus
sieren ist und mit dem schärfere Abbildungen erzeugt werden
können. Ein steifer Strahl wird auch weniger von Streufeldern
beeinflußt. Die Steifigkeit ist im allgemeinen mit der Ener
gie oder der Geschwindigkeit der Elektronen im Strahl ver
knüpft; je höher die Energie, desto steifer der Strahl.
Aus diesem Grund wurden in der kommerziellen Praxis
in der Regel Strahlen mit wenigstens 50 keV Energie benutzt,
um eine gute Auflösung zu erhalten. Vorrichtungen für solche
Strahlen umfassen im allgemeinen eine Quelle für solche Elek
tronen, ein Beleuchtungssystem, das die Elektronen zu einem
Strahl sammelt und fokussiert und den Strahl durch eine Maske
führt, und ein Projektionssystem, das den Strahl durch eine
Linse projiziert, wobei auf diesem Weg das Maskenmuster ins
gesamt um einen Faktor fünf bis fünfundzwanzig verkleinert
wird, bevor der Strahl auf den Fotolack trifft.
Mit dem Ansteigen der Dichte der Schaltungselemente
in den integrierten Schaltungen und der Verkleinerung der
Strukturgrößen des Musters im Fotolack entstehen jedoch mit
den Hochenergiestrahlen Probleme. Insbesondere erhöht sich
der Proximityeffekt, der als Folge der Rückstreuung von Elek
tronen von dem darunterliegenden Siliziumwafersubstrat in den
Fotolack eine Deformation des im Fotolack ausgebildeten Mu
sters verursacht. Je feiner das Muster im Fotolack werden
soll, um so mehr Schwierigkeiten macht dieser Effekt. Es gibt
einigen Grund zu der Annahme, daß, wenn die Beschleunigungs
spannung groß genug gemacht wird, weniger Hochenergieelektro
nen im Fotolack vorwärtsgestreut werden und sich die rückge
streuten Elektronen über einen größeren Bereich verteilen, so
daß der Fotolack eine relativ konstante Dosis erhält. Dadurch
wird die Korrektur des Proximityeffekts leichter, auch wenn
es unmöglich ist, den Proximityeffekt vollständig zu elimi
nieren. Eine Eigenschaft der Elektronenstrahl-Fotolacke ist
jedoch, daß ihre Empfindlichkeit mit zunehmender Energie der
Elektronen abnimmt, da die höherenergetischen oder schnelle
ren Elektronen weniger Zeit im Fotolack verbringen und darin
weniger Energie verlieren. Entsprechend steigt mit der Ener
gie der Elektronen der Strom (das heißt die Dichte der Elek
tronen im Strahl), der für eine bestimmte Empfindlichkeit
erforderlich ist. Je höher die Dichte der Elektronen ist,
desto größer sind aber auch Raumladungseffekte innerhalb des
Linsensystems, wodurch sich der Strahl defokussiert, was wie
derum zu einem Verwischen des Musters und zu einer Ver
schlechterung der Auflösung führt. Auch ist bei großem Strom
die Aufheizung der Maske, des Fotolacks und des Substrats
größer und die Verzerrung des projizierten Musters höher. Um
die erforderliche Genauigkeit zu erhalten, muß daher der
Strom begrenzt werden. Dadurch verringert sich aber der
Durchsatz der Vorrichtung.
Aus diesem Grund entstand für einige Zeit wieder mehr
Interesse an Niedrigenergie-Elektronenstrahlen zum Struktu
rieren von Fotolack. Der Artikel mit dem Titel "Low Voltage
Alternative for Elektron Beam Lithographie" in J. Vac. Sci.
Tech. B 10 (6), November/Dezember 1992, Seiten 3094-3098 be
schreibt Experimente, die demonstrieren, daß Proximityeffekte
durch Elektronen mit relativ geringer Energie erheblich ver
ringert werden können. Insbesondere wird angegeben, daß der
Proximityeffekt mit Elektronenstrahlenergien von 2 kV auf
einem Siliziumsubstrat mit einem PMMA-Fotolack von 66 Nanome
tern Dicke wesentlich verringert werden konnte. Die Arbeit
war vor allem darauf gerichtet, zu zeigen, daß Niedrigener
gie-Elektronenstrahlen zur Belichtung von Fotolacken mit ei
ner Dicke, die zur Strukturierung ausreichend ist, verwendet
werden können.
Trotz dieser Erkenntnisse, daß Niedrigenergie-
Elektronenstrahlen zur Strukturierung von Fotolack verwendet
werden können und sich dabei möglicherweise auch Vorteile
ergeben, ergab sich keine kommerzielle Nutzung mit Geräten
für große Mengen von Schaltungen. Erhebliche Entwicklungsbe
mühungen wurden darauf gerichtet, eine Niederspannungslitho
graphie mittels eines elektronenoptischen Rückfelds, einer
Mehrfachanordnung von Miniatur-Elektronenstrahlen oder einer
Mehrfachanordnung von Rastertunnelmikroskopspitzen zu verwen
den.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System
und ein Verfahren für die Niedrigenergie-Elektronenstrahl-
Proximityprojektionslithographie mit einem ausreichenden
Durchsatz und mit ausreichender Genauigkeit für die Ausbil
dung von Submikronstrukturen und darunter bei der Massenpro
duktion von integrierten Schaltungen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Patent
anspruch 1 angegebenen System bzw. dem im Patentanspruch 14
angegebenen Verfahren gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen System wird das Muster auf
einer Maske, die aus einer dünnen Membran mit einer Dicke von
typisch etwa 0,5 Mikrometern in einem Wafer besteht, der in
der Regel aus monokristallinem Silizium ist, auf einen ultra
dünnen, elektronenstrahlempfindlichen Fotolack auf einem Si
liziumsubstrat übertragen, wobei der Fotolack typisch etwa
0,1 Mikrometer dick ist. Die Maske ist eine Schablonenmaske
sehr nahe am Substrat, mit einem Abstand von in der Regel
nicht mehr als einige zehn Mikrometer, etwa fünfzig Mikrome
ter. Der Elektronenstrahl wird mit einer niedrigen Spannung
beschleunigt, in der Regel etwa 2 keV, und der Strahlstrom
ist relativ klein, zum Beispiel etwa drei Mikroampere. Der
Elektronenstrahl wird senkrecht zur Maske in einem Abtastmu
ster abgelenkt, das entweder eine Raster- oder eine Vektorab
tastung oder eine verschachtelte Abtastung sein kann.
Die Betriebsparameter für den Elektronenstrahl und
die Abmessungen und der Abstand der Maske relativ zum
Substrat sind derart, daß die Rückstreuung von Elektronen aus
dem Substrat in den Fotolack im wesentlich eliminiert ist. Es
besteht auch in der Regel kein Erfordernis für eine Schicht
aus einem Metall mit hoher Atomzahl auf der Maske, um die
Elektronen zu absorbieren, die nicht in die Öffnungen der
Maske fallen.
Ein Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung ist die Verwendung einer Siliziummaske, die ohne eine
Absorberschicht aus einem anderen Material ausreichend dick
ist, damit der Durchgang von Elektronen verhindert wird, die
nicht in die Öffnungen der Maske fallen, während sie anderer
seits ausreichend dünn ist, daß ihre Öffnungen ein Seitenver
hältnis haben, damit nur wenige Elektronen, die in dies Öff
nungen in der Maske fallen, beim Durchgang durch die Öffnun
gen von den Seitenwänden der Öffnungen aufgefangen werden.
Ein weiteres Merkmal der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist, daß die Beschleunigungsspannung und die
Dicke des elektronenstrahlempfindlichen Fotolacks so korre
liert sind, daß im wesentlichen alle Elektronen, die auf den
Fotolack fallen, auch direkt vom elektronenstrahlempfindli
chen Fotolack absorbiert werden, so daß nur wenige Elektro
nen, wenn überhaupt welche, das Substrat erreichen. Dadurch
ergibt sich sowohl eine hoch effiziente Verwendung des Elek
tronenstrahl zur Sensibilisierung des Fotolacks als auch eine
im wesentliche vollständige Elimination des Proximityeffekts
und des Erfordernisses, diesen zu korrigieren. Insbesondere
ergibt die vorliegende Erfindung idealerweise die Belichtung
eines Volumens im Fotolack, das in etwa die Form einer Kugel
hat, deren Radius im wesentlichen gleich der Hälfte der Dicke
des Fotolacks ist.
Unter dem Vorrichtungsaspekt ist die vorliegende Er
findung auf ein Elektronenstrahl-Lithographiesystem zur
Strukturierung eines Fotolacks auf einem Halbleitersubstrat
gerichtet. Das System umfaßt eine Quelle für einen Elektro
nenstrahl, eine Maske, die im Weg des Elektronenstrahls ange
ordnet ist, und eine Einrichtung zum Halten eines mit Foto
lack bedeckten Substrats im Weg des Elektronenstrahl und der
Maske. Das System ist dadurch gekennzeichnet, daß der elek
tronenstrahlempfindliche Fotolack ultradünn ist, daß die
Spannung zur Beschleunigung des Strahls ausreichend niedrig
ist, damit der Proximityeffekt unbedeutend ist, daß die Ener
gie des Strahls ausreichend klein ist, damit die Aufheizung
der Maske, des Fotolacks und des Substrats ebenfalls unbedeu
tend ist, und daß die Dichte der Elektronen im Strahl ausrei
chend gering ist, damit im wesentlichen keine Raumladungsef
fekte auftreten.
Unter dem Verfahrensaspekt ist die vorliegende Erfin
dung auf ein Verfahren zur Strukturierung eines mit Fotolack
bedeckten Siliziumsubstrats bei der Herstellung von inte
grierten Schaltungen gerichtet. Das Verfahren umfaßt die
Schritte des Positionierens eines Siliziumsubstrates mit ei
ner Oberfläche, auf der sich eine Schicht eines zu struktu
rierenden elektronenstrahlempfindlichen Fotolacks mit einer
Dicke im Bereich von etwa 0,03 bis 0,3 Mikrometern befindet,
in einem Elektronenstrahlgerät; des Positionierens einer
strukturierten Maske angrenzend an die mit Fotolack beschich
tete Oberfläche des Siliziumsubstrates in einem Abstand davon
von zwischen etwa 10 bis 300 Mikrometern; des Führens eines
Elektronenstrahls über die strukturierte Maske im wesentli
chen senkrecht zur Maske mit einer Beschleunigungsspannung im
Bereich von etwa 1 bis 4 kV und einem Strahlstrom von bis zu
etwa 20 Mikroampere, wodurch der Fotolack ohne wesentliches
Aufheizen der Maske strukturiert wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
beispielhaft näher beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch ein
Niedrigenergie-Elektronenstrahl-Lithographiesystem zur Erläu
terung der Erfindung.
In der Zeichnung ist ein Elektronenstrahlsystem 10
dargestellt. Das System umfaßt eine Elektronenkanone 12 mit
einer Elektronenquelle 14, die einen Elektronenstrahl 15 er
zeugt; eine Strahlbegrenzungsblende 16 und eine Kondensorlin
se 18, die die Elektronen zu einem parallelen Strahl von im
wesentlichen kreisförmigen (oder einem anderen geeigneten)
Querschnitt formt; ein Abtastprojektionssystem 20 mit einem
ersten und einem zweiten Hauptsatz von Ablenkspulen 22, 24
zum Ablenken des Strahls als im wesentlichen paralleler
Strahl in entweder einem Raster- oder einem Vektorabtastmodus
über und im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche einer
Maske 30. Die Zeichnung zeigt den Elektronenstrahl 15 in drei
verschiedenen Positionen A, B und C. Das System 10 umfaßt des
weiteren erste und zweite Feineinstellsätze von Ablenkspulen
51, 52. Die Ablenkspulen 51, 52 werden dazu verwendet, um den
Strahl geringfügig um einen Schwenkpunkt in der Ebene der
Maske zu kippen, um die Ausrichtung der Maske und des
Substrats genau einzustellen und eine Verzerrung des Systems
zu begrenzen. Die Maske 30, die aus einem dünnen Wafer aus
monokristallinem Silizium besteht, ist zentral mit einer dün
nen Membran 32 versehen, die sich in der Mitte davon befindet
und die von einem dickeren äußeren Randabschnitt 34 umgeben
ist. In der Regel ist keine Absorberschicht vorhanden, die
eine Hauptursache für Verzerrungen ist und die bei dem ein
gangs genannten Stand der Technik wichtig ist. Etwa 50 Mikro
meter unterhalb der Siliziummaske 30 befindet sich das Werk
stück aus einem relativ großen Siliziumwafer 40, der von ei
ner ultradünnen Schicht aus einem elektronenstrahlempfindli
chen Fotolack 42 bedeckt ist, der zu strukturieren ist. Der
Fotolack ist typisch etwa 0,1 µm dick und kann aus einem der
Fotolacke bestehen, die bei ultradünnen Dicken für die Struk
turierung durch einen Elektronenstrahl geeignet sind.
In der Regel wird der Siliziumwafer 40 so gehalten
(nicht gezeigt), daß er schrittweise auf die übliche Art be
wegt werden kann, um aufeinanderfolgende Bereiche des mit
Fotolack beschichteten Wafers 40 nacheinander durch den Elek
tronenstrahl mit einer Zeit, die zum Strukturieren des Foto
lacks geeignet ist, zu belichten.
Das System 10 umfaßt auch ein geeignetes Gehäuse
(nicht gezeigt), in der Regel eine vakuumdichte Umhüllung,
die das System umschließt. Es enthält auch, obwohl nicht ge
zeigt, die verschiedenen Elemente, die zum Erzeugen der Be
schleunigungs- und Ablenkspannungen für den beschriebenen
Betrieb erforderlich sind.
Bei einer relativ niedrigen Beschleunigungsspannung
von zum Beispiel etwa 2 keV werden die Elektronen im wesent
lichen vollständig in der Fotolackschicht 42 absorbiert, und
es können folglich nur wenige Elektronen vom Substrat 40 zu
rückgestreut werden, um den Proximityeffekt zu erzeugen, der
das vom einfallenden Strahl erzeugte Muster verzerren könnte.
Da alle Elektronen ihre Energie im Fotolack abgeben, ist der
erforderliche Strom gering. Wegen des geringeren Stroms auf
grund der höheren Empfindlichkeit des Fotolacks wird eine
Aufheizung der Maske durch die einfallenden Elektronen, die
nicht durch die Maske laufen, vermieden. Wegen der geringen
Eindringtiefe des Niedrigenergie-Elektronenstrahls braucht
die Maske keine zusätzliche Absorberschicht aufzuweisen. Da
der Aufheizeffekt klein ist, bleibt die Maske relativ frei
von Verzerrungen, wodurch kein Erfordernis nach komplexen
Hilfsverfahren zur Kompensation von Verwerfungen der Maske
besteht. Da der Aufbau der Maske relativ einfach ist, wird es
leichter, den ganzen Maskensatz für eine integrierte Schal
tung auf einen bestimmten Siliziumwafer aufzusetzen, und die
Ausrichtung von der einen Maskenebene zur nächsten ist einfa
cher.
Bei Elektronenstrahlbelichtungssystemen sind Aus
richt- und Überlagerungsmarkierungen sowohl auf der Maske als
auch auf dem Siliziumsubstrat vorgesehen, und die Markierun
gen auf der Maske sind zu den entsprechenden Markierungen auf
dem Substrat auszurichten. Die richtige Ausrichtung wird mit
tels der Elektronen festgestellt, die durch die Markierungen
auf der Maske zu den Markierungen auf dem Substrat laufen und
die hinter dem Substrat aufgefangen werden. Dieser Strom, der
in das Substrat fließt, ist in der Regel so klein, daß er
keinen wesentlichen Proximityeffekt verursacht.
Da das beschriebene System ein Niedrigenergiesystem
ist, verdampft nur wenig von dem Fotolack oder von einem an
deren Material, so daß davon der Betrieb nicht beeinflußt
wird und keine Wartungsprobleme entstehen.
Die angegebenen speziellen Werte sind nur beispiel
haft für die derzeit bevorzugte Art des Betriebs des Systems,
und die Werte können über einen gewissen Bereich verändert
werden, ohne daß einer der genannten unerwünschten Effekte
Bedeutung erhält. Zum Beispiel kann die Dicke des elektronen
strahlempfindlichen Fotolacks im Bereich von 0,03 bis 0,3
Mikrometer liegen; die Beschleunigungsspannung kann zwischen
1 bis 4 kV betragen; der Strahlstrom kann bis zu etwa 20 Mi
kroampere groß sein; der Strahldurchmesser kann zwischen 0,1
und 5,0 Millimeter liegen; und der Abstand zwischen der Maske
und dem Werkstück (dem mit Fotolack beschichteten Substrat)
kann 10 bis 300 Mikrometer betragen. Die Maske ist eine Scha
blonenmaske aus monokristallinem Silizium ohne jede Absorber
schicht mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,2 bis 1,0 Mi
krometer. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der
Fotolack etwa 0,1 Mikrometer dick; der Strahlstrom beträgt
etwa 3 Mikroampere, und der Strahldurchmesser ist etwa 1 Mil
limeter. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Maske
eine Schablonenmaske aus monokristallinem Silizium ohne jede
Absorberschicht mit einer Dicke von etwa 0,5 Mikrometer, die
vom Substrat einen Abstand von etwa 50 Mikrometer hat.
Claims (15)
1. System (10) zum Strukturieren eines Fotolacks (42)
auf einem Halbleitersubstrat (40), mit
einer Quelle (14) für einen Elektronenstrahl (15);
einer Maske (30), die im Weg des Elektronenstrahls (15) angeordnet ist; und mit
einem mit elektronenstrahlempfindlichen Fotolack (42) beschichteten Substrat (40) im Weg des Elektronenstrahl (15) und der Maske (30);
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15) im Bereich von etwa 1 bis 4 keV liegt;
der Strahlstrom des Elektronenstrahls (15) im Bereich von etwa 0,3 bis 20 Mikroampere liegt;
der Strahldurchmesser des Elektronenstrahls (15) im Bereich von etwa 0,1 bis 5,0 Millimeter liegt;
der Fotolack (42) eine Dicke von etwa 0,03 bis 0,3 Mikrometer hat; und daß
die Maske (30) von dem mit Fotolack (42) beschichte ten Substrat (40) einen Abstand von etwa 10 bis 300 Mikrome ter hat.
einer Quelle (14) für einen Elektronenstrahl (15);
einer Maske (30), die im Weg des Elektronenstrahls (15) angeordnet ist; und mit
einem mit elektronenstrahlempfindlichen Fotolack (42) beschichteten Substrat (40) im Weg des Elektronenstrahl (15) und der Maske (30);
dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15) im Bereich von etwa 1 bis 4 keV liegt;
der Strahlstrom des Elektronenstrahls (15) im Bereich von etwa 0,3 bis 20 Mikroampere liegt;
der Strahldurchmesser des Elektronenstrahls (15) im Bereich von etwa 0,1 bis 5,0 Millimeter liegt;
der Fotolack (42) eine Dicke von etwa 0,03 bis 0,3 Mikrometer hat; und daß
die Maske (30) von dem mit Fotolack (42) beschichte ten Substrat (40) einen Abstand von etwa 10 bis 300 Mikrome ter hat.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske (30) eine dünne zentrale Membran (32) in einem Si
liziumwafer ist, die keine Absorptionsschicht aufweist.
3. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (20) zum Schwenken des Elektronenstrahls (15)
über die Oberfläche der Maske (30) im wesentlichen senkrecht
zur Maske (30) und zu dem mit Fotolack (42) beschichteten
Substrat (40).
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektronenstrahl (15) im elektronenstrahlempfindlichen
Fotolack (42) ein Volumen belichtet, das in etwa die Form
einer Kugel hat, deren Radius im wesentlichen gleich der
Hälfte der Dicke des Fotolacks (42) ist.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15)
etwa 2 keV beträgt.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske (30) von dem mit Fotolack (42) beschichteten
Substrat (40) einen Abstand von etwa 50 Mikrometer hat.
7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fotolack (42) etwa 0,1 Mikrometer dick ist.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strahlstrom des Elektronenstrahls (15) etwa 3 Mikroampere
beträgt.
9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strahldurchmesser des Elektronenstrahls (15) etwa 1 Mil
limeter groß ist.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske (30) eine Schablonenmaske aus monokristallinem Si
lizium ohne jede Absorberschicht mit einer Dicke im Bereich
von etwa 0,2 bis 1,0 Mikrometer ist.
11. System nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske (30) eine Schablonenmaske aus monokristallinem Si
lizium ohne jede Absorberschicht mit einer Dicke von etwa 0,5
Mikrometer ist.
12. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (22, 24) zum Ablenken des Elektronenstrahls (15)
als im wesentlichen paralleler Strahl im wesentlichen senk
recht zur Maske (30).
13. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung (51, 52) zum Neigen des Elektronenstrahls (15) um
einen Schwenkpunkt in der Ebene der Maske (30) zum Zwecke der
Korrektur von Verzerrungen des Systems.
14. Verfahren zur Strukturierung eines mit einem Fotolack
(42) bedeckten Siliziumsubstrats (40) bei der Herstellung von
integrierten Schaltungen, mit den Schritten
des Positionieren des Siliziumsubstrates (40) in ei nem Elektronenstrahl-Belichtungsgerät (10), wobei sich auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrats (40) eine Schicht ei nes zu strukturierenden elektronenstrahlempfindlichen Foto lacks (42) mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,03 bis 0,3 Mikrometer befindet;
des Positionierens einer strukturierten Maske (30) angrenzend an die mit Fotolack (42) beschichtete Oberfläche des Siliziumsubstrats (40) mit einem Abstand im Bereich von etwa 10 bis 300 Mikrometer; und
des Überstreichens der strukturierten Maske (30) mit einem Elektronenstrahl (15) , um Elektronen im wesentlichen senkrecht zur Maske (30) durch diese laufen zu lassen, wobei die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15) im Bereich von etwa 1 bis 4 keV liegt und der Strahlstrom bis zu etwa 20 Mikroampere beträgt.
des Positionieren des Siliziumsubstrates (40) in ei nem Elektronenstrahl-Belichtungsgerät (10), wobei sich auf einer Oberfläche des Siliziumsubstrats (40) eine Schicht ei nes zu strukturierenden elektronenstrahlempfindlichen Foto lacks (42) mit einer Dicke im Bereich von etwa 0,03 bis 0,3 Mikrometer befindet;
des Positionierens einer strukturierten Maske (30) angrenzend an die mit Fotolack (42) beschichtete Oberfläche des Siliziumsubstrats (40) mit einem Abstand im Bereich von etwa 10 bis 300 Mikrometer; und
des Überstreichens der strukturierten Maske (30) mit einem Elektronenstrahl (15) , um Elektronen im wesentlichen senkrecht zur Maske (30) durch diese laufen zu lassen, wobei die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15) im Bereich von etwa 1 bis 4 keV liegt und der Strahlstrom bis zu etwa 20 Mikroampere beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl (15)
etwa 2 keV beträgt; die Maske (30) von dem mit Fotolack (42)
beschichteten Substrat (40) einen Abstand von etwa 50 Mikro
meter hat; der Fotolack (42) etwa 0,1 Mikrometer dick ist;
der Strahlstrom des Elektronenstrahls (15) etwa 3 Mikroampere
beträgt; der Strahldurchmesser des Elektronenstrahls (15)
etwa 1 Millimeter groß ist und die Maske (30) eine Schablo
nenmaske aus monokristallinem Silizium ohne jede Absorber
schicht mit einer Dicke von etwa 0,5 Mikrometer ist.
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