DE4109972C1 - Electron beam lithography appts. - includes personal computer to prepare data prepresenting desired pattern, digital signal processor and CPU - Google Patents

Abstract

The lithography appts. has a deflector (11) for guiding an electron beam (15) in two different directions. A switch (12) provides electron beams (15) to a target area as required. A personal computer (1) provides data representing a desired lithography pattern. A digital signal processor (60) has a central controller (CPU), a memory (71, 72, 73) and a turning controller (74). A direct memory access (DMA) and an interface (61), connected to the computer (1) via a data bus (5), provide control signals for the guiding (11) and switching (12). ADVANTAGE - High prodn. rate.

Description

Aus einem Aufsatz von C.P. Umbach et al. ("Nanolithography with a high-resolution STEM", IBM J.RES. DEVELOP. VOL. 32, No. 4, July 1988, S. 454-461) ist eine Elektronenstrahllithographie-Vor­ richtung bekannt, bei der ein Personalcomputer der XT-Klasse Daten erzeugt, die ein gewünschtes Lithographiemuster reprä­ sentieren. Ein Elektronenstrahl ist von einer Ablenkeinrich­ tung in zwei unterschiedliche Richtungen ablenkbar und ist durch eine Schalteinrichtung zur bedarfsweisen Bestrahlung eines Substrats freigebbar. Bei der bekannten Vorrichtung erzeugt der Personalcomputer Steuersignale für die Ablenkein­ richtung und die Schalteinrichtung derart, daß der Elektronen­ strahl auf einer auf dem Substrat aufgebrachten Abdeckschicht (resist) den Daten gemäß geometrische Figuren beschreibt. Be­ kanntlich ("Electron-Beam Technology in Microelectronic Fabri­ cation", G.R.Brewer, Academic Press 1980, S. 11 ff.) verändern die dem Elektronenstrahl ausgesetzten Bereiche der Abdeck­ schicht ihre Molekularstruktur. In einem nachfolgenden Ent­ wicklungsvorgang können dann entweder die dem Elektronenstrahl ausgesetzten Bereiche (positive resist) oder die nicht dem Elektronenstrahl ausgesetzten Bereiche (negative resist) ent­ fernt werden. Das so erzeugte Muster in der Abdeckschicht bildet eine Maske für nachfolgende Fertigungsschritte.From an essay by C.P. Umbach et al. ("Nanolithography with a high-resolution STEM ", IBM J.RES. DEVELOP. VOL. 32, No. 4, July 1988, pp. 454-461) is an electron beam lithography device direction known in which a personal computer of the XT class Generates data representative of a desired lithography pattern submit. An electron beam is from a deflector device can be deflected in two different directions by a switching device for radiation as required a substrate can be released. In the known device the personal computer generates control signals for the distraction direction and the switching device such that the electrons beam on a covering layer applied to the substrate (resist) describes the data according to geometric figures. Be known ("Electron-Beam Technology in Microelectronic Fabri cation ", G.R. Brewer, Academic Press 1980, pp. 11 ff the areas of the cover exposed to the electron beam layer their molecular structure. In a subsequent ent can then either process the electron beam exposed areas (positive resist) or those not Areas exposed to electron beam (negative resist) be removed. The pattern thus created in the cover layer forms a mask for subsequent manufacturing steps.

Bei der bekannten Vorrichtung ist die Bewegungs- und Steue­ rungsgeschwindigkeit des Elektronenstrahls durch die Geschwin­ digkeit begrenzt, mit der der oben erwähnte Personalcomputer aus den Daten Ansteuerungsdaten für die Ablenkeinrichtung und die Schalteinrichtung erzeugen kann. Aufgrund der verhältnis­ mäßig geringen Arbeitsfrequenz solcher Personalcomputer ergibt sich bei der Herstellung von Lithographiemustern mit der be­ kannten Vorrichtung eine relativ lange Fertigungszeit, die sich ungünstig auf Fertigungskosten und Fertigungsdurch­ satz auswirkt.In the known device, the movement and control speed of the electron beam through the speed limited with which the personal computer mentioned above from the data control data for the deflection device and can generate the switching device. Because of the relationship results in moderately low working frequency of such personal computers deals with the production of lithography samples with the be knew the device a relatively long manufacturing time,  which adversely affect manufacturing costs and manufacturing through sentence affects.

Zur Vermeidung von Wartezeiten wird in einem Aufsatz von J. P. Melot et. al. ("Large Data Buffer for Electron Beam Lithogra­ phy", Microelectronic Engineering 6 (1987), S. 141-146) im Zusammenhang mit dem Datenabruf aus Speichermedien ein großer Zwischenspeicher beschrieben, in dem die zur Ansteuerung des Elektronenstrahls aufbereiteten Daten ablegbar sind. Dieser Zwischenspeicher ist jedoch schaltungstechnisch verhältnis­ mäßig aufwendig gestaltet und setzt bereits eine entsprechende Aufbereitung der Daten durch einen verhältnismäßig leistungs­ fähigen Hauptcomputer voraus.To avoid waiting times, an article by J. P. Melot et. al. ("Large Data Buffer for Electron Beam Lithogra phy ", Microelectronic Engineering 6 (1987), pp. 141-146) in Connection with the data retrieval from storage media a big one Buffer described in which the to control the Electron beam processed data can be stored. This However, the buffer memory is in terms of circuitry designed moderately complex and already sets a corresponding Preparation of the data by a relatively powerful capable main computer ahead.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektro­ nenstrahllithographie-Vorrichtung zu schaffen, mit der bei geringem schaltungstechnischen und programmtechnischen Aufwand eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreichbar ist.The invention is therefore based on the object of an electric to create NEN beam lithography device with which low circuitry and programming effort a high production speed can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Elektro­ nenstrahllithographie-Vorrichtung mit einer einen Elektronen­ strahl in zwei unterschiedliche Richtungen ablenkenden Ablenkeinrichtung, mit einer Schalteinrichtung zur be­ darfsweisen Freigabe des Elektronenstrahls auf einen Zielbe­ reich, mit einem Personalcomputer zur Bereitstellung von ein gewünschtes Lithographiemuster repräsentierenden Daten und mit einem Digitalsignalprozessor, der eine Zentralsteuerung, einen Speicher, eine Zeittaktsteuerung, einen Direktspeicher­ zugriff und eine über einen Datenbus mit dem Personalcomputer verbundene Schnittstelle aufweist und der aus den vom Perso­ nalcomputer digitalsignalprozessorgerecht bereitgestellten Daten Ansteuersignale für die Ablenkeinrichtung und die Schalteinrichtung erzeugt.This object is achieved by an electric Beam electron lithography device with one electron beam deflecting in two different directions Deflection device, with a switching device for loading if necessary release of the electron beam on a target rich, with a personal computer to provide a data representing the desired lithography pattern and with a digital signal processor that has a central control, a memory, a timing control, a direct memory access and one via a data bus with the personal computer connected interface and that from the personal nalcomputer digital signal processor provided correctly Data control signals for the deflection device and the Switching device generated.

Vorzugsweise wird ein Standard-Digitalsignalprozessor mit Programmen für Fourier-Transformationen und Faltungen auf einer Einsteckkarte verwendet, der Ein/Ausgabe- Operationen und arithmetische Funktionen gleichzeitig aus­ führen kann. Ein geeigneter Digitalsignalprozessor ist bei­ spielsweise der im "Third-Generation TMS 320 User′s Guide" von Texas Instruments, 1989, beschriebene Digitalsignal­ prozessor TMS 320 C 30.A standard digital signal processor is preferred with programs for Fourier transformations and folds on a plug-in card that uses input / output Operations and arithmetic functions simultaneously  can lead. A suitable digital signal processor is included for example the one in the "Third-Generation TMS 320 User’s Guide" digital signal described by Texas Instruments, 1989 processor TMS 320 C 30.

Die von dem Digitalsignalprozessor auszuführenden Programm­ teile werden in dessen Speicher über den Datenbus geladen, über den außerdem eine Synchronisation des Datenaustauschs mit dem Personalcomputer erfolgt. Da der Digitalsignalprozessor nur verhältnismäßig einfache Funktionen berechnet, werden die die gewünschten Lithographiemuster repräsentierenden Daten zunächst von dem Personalcomputer zu einer digitalsignal­ prozessorgerechten Form aufbereitet. Diese Aufbereitung erfolgt nach bekannten Füllalgorithmen, die beispielsweise ausführlich in "Computer Graphics/A Programming Approach", von Steven Harrington, McGraw Hill, 1987, beschrieben sind.The program to be executed by the digital signal processor parts are loaded into its memory via the data bus, which is also used to synchronize data exchange with the personal computer. Because the digital signal processor only relatively simple functions are calculated, the the data representing the desired lithography pattern first from the personal computer to a digital signal processed according to the processor. This preparation takes place according to known filling algorithms, for example detailed in "Computer Graphics / A Programming Approach", by Steven Harrington, McGraw Hill, 1987.

Da der Digitalsignalprozessor die zeitkritische Elektronen­ strahlsteuerung übernimmt, verbleiben für den Personalcomputer nur noch Aufgaben, die mit einem verhältnismäßig einfachen und daher speicherplatzsparenden Betriebsystem ausgeführt werden können. Damit vermindern sich die an den Personalcomputer zu stellenden Leistungsanforderungen erheblich, was sich kosten­ günstig auswirkt. Im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner eine wesentlich erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit auf, da die Erzeugung der An­ steuersignale in hoher Arbeitsgeschwindigkeit im Digital­ signalprozessor erfolgt.Because the digital signal processor uses the time-critical electrons beam control takes over, remain for the personal computer only tasks with a relatively simple and therefore operating system to save space can. This reduces the number of personal computers performance requirements significantly, which cost has a favorable effect. Compared to the known device the device according to the invention also has an essential increased working speed because the generation of the An Control signals in high working speed in digital signal processor takes place.

Ist - wie grundsätzlich aus "Elektron-Beam Technology in Microelectronic Fabrication", G.R.Brewer, Academic Press 1980, S. 182 ff. bekannt - zur generellen Kalibrierung der Elektro­ nenstrahllithographie-Vorrichtung und zur Markenerkennung bei Mehrlagenlithographien eine Einrichtung zum Erkennen von Mar­ ken im Zielbereich des Elektronenstrahls vorgesehen, besteht eine im Hinblick auf die Produktionsgeschwindigkeit vorteil­ hafte Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Einrichtung zum Erkennen von Marken ausgangsseitig mit dem Digitalsignalprozessor verbunden ist, der die empfangenen Signale zur Übergabe an den Personalcomputer aufbereitet.Is - as basically from "Elektron Beam Technology in Microelectronic Fabrication ", G.R. Brewer, Academic Press 1980, P. 182 ff. Known - for general calibration of the electrical system NEN beam lithography device and for brand recognition Multilayer lithographs a device for recognizing Mar provided in the target area of the electron beam an advantage in terms of production speed  adhesive development of the device according to the invention in that the device for recognizing brands on the output side with the Digital signal processor is connected to the one received Signals prepared for transfer to the personal computer.

Um auf einfache und schnelle Weise den Fokus des Elektronen­ strahls zu ermitteln, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß ein Rückstreudetektor ein die Position des Elektronenstrahls beschreibendes Intensitätssignal erzeugt und daß in dem Digitalsignalprozessor eine schnelle Fourier-Transformation zur Analyse des Intensitätssignals erfolgt. Aus der auf diese Weise bestimmbaren Bandbreite des Ortsfrequenzspektrums eines Bildteiles läßt sich der mittlere Fokusdurchmesser auf einfache Weise bestimmen.To easily and quickly focus the electron Another advantageous method is to determine the beam Training of the device according to the invention provided that a backscatter detector the position of the electron beam Descriptive intensity signal generated and that in the Digital signal processor a fast Fourier transform to analyze the intensity signal. From the on this Way determinable bandwidth of the spatial frequency spectrum of a The middle focus diameter determine easily.

Da ferner bei maximaler Bandbreite des Ortsfrequenzspektrums ein optimaler Fokus vorhan­ den ist, läßt sich gemäß einer vorteilhaften Fortbil­ dung der erfindungsgemäßen mit dem Rückstreudetektor versehenen Vorrichtung ein optimaler Fokus da­ durch einregeln, daß der Digitalsignalprozessor in Abhängigkeit des Analyseergebnisses auf den Elektronenstrahl im Sinne einer maximalen Bandbreite seines Ortsfrequenzspektrums einwirkt.Since there is also an optimal focus at maximum bandwidth of the spatial frequency spectrum which is, can be according to an advantageous Fortbil extension of the device according to the invention provided with the backscatter detector is an optimal focus by adjusting that the digital signal processor is dependent of the analysis result on the electron beam in the sense of a maximum bandwidth of its spatial frequency spectrum acts.

Eine weitere Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit der er­ findungsgemäßen Vorrichtung läßt sich vorteilhaft dadurch erreichen, daß der Rückstreudetektor an den Digitalsignalpro­ zessor über einen Analog/Digital-Wandler mit einem Speicher angeschlossen ist, der die von dem Rückstreudetektor geliefer­ ten Signale erhält.A further increase in the working speed of the The device according to the invention can advantageously be thereby achieve that the backscatter detector to the digital signal pro processor via an analog / digital converter with a memory connected, which is supplied by the backscatter detector receives signals.

Eine weitere Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung läßt sich gemäß einer vorteilhaf­ ten Weiterbildung der Erfindung durch einen weiteren Di­ gitalprozessor erreichen, der in paralleler funktioneller Anordnung zu dem einen Digitalsignalprozessor Ansteuersignale zur Steuerung der Ablenkeinrichtung in einer Richtung erzeugt. A further increase in the speed of work of the inventor device according to the invention can be advantageous ten development of the invention by another Di Reach the processor in parallel, the functional Arrangement to the one digital signal processor control signals generated to control the deflector in one direction.  

Jeder Digitalsignalprozessor erzeugt dabei jeweils bezüglich einer der zwei Richtungen die Ansteuersignale für die Ablenk­ einrichtung. Die beiden Digitalsignalprozessoren sind dazu untereinander über eine Synchronisationseinrichtung verbunden.Each digital signal processor generates with respect to one of the two directions the control signals for the deflection Facility. The two digital signal processors are there connected to each other via a synchronization device.

Die in den Digitalsignalprozessoren vorzunehmenden Berechnun­ gen lassen sich besonders schnell ausführen, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der (die) Digitalsignalprozessor(en) über eine Gleitpunkt­ arithmetik verfügt(en).The calculations to be done in the digital signal processors conditions can be executed particularly quickly if according to a another advantageous development of the invention Device the digital signal processor (s) over a floating point arithmetic.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenExemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing explained. Show it

Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung, Fig. 1 shows the basic structure of an embodiment of the inventive electron beam lithography device,

Fig. 2 die Bewegung eines Elektronenstrahls auf einem Substrat, Fig. 2, the movement of an electron beam on a substrate,

Fig. 3 einen detaillierten Ausschnitt aus der Fig. 1, Fig. 3 is a detailed section of the Fig. 1,

Fig. 4 wesentliche Bestandteile eines Digitalsignal­ prozessors, Fig. 4 essential elements of a digital signal processor,

Fig. 5 eine Datenstruktur zur Kommunikation zwischen einem Personalcomputer und einem Digitalsignalprozessor, Fig. 5 shows a data structure for communication between a personal computer and a digital signal processor,

Fig. 6 eine Funktionsverteilung zwischen dem Personalcomputer und dem Digitalsignalprozessor und Fig. 6 shows a distribution of functions between the personal computer and the digital signal processor and

Fig. 7 einen Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 7 shows a detail of a further embodiment of the device according to the invention.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Elektronenstrahllithographie-Vor­ richtung einen Personalcomputer 1 zur Überwachung und überge­ ordneten Steuerung der Vorrichtung und zur Bereitstellung von Daten, die ein gewünschtes Lithographiemuster repräsentieren. Die Daten werden von einem Speicher über eine Schnittstelle 2 übernommen oder von einem Programm in dem Personalcomputer selbst erzeugt. Der Personalcomputer 1 ist über einen Datenbus 5 mit einer Kontrolleinheit 10 verbunden, die nachfolgend nä­ her erläutert wird. Die Kontrolleinheit 10 steuert eine Ab­ lenkeinrichtung 11 und eine Schalteinrichtung 12. Die Schalt­ einrichtung 12 enthält eine Torelektrode 13 (Austastelek­ trode), durch die in "geöffneter Stellung" ein von einer Elektronenkanone 14 erzeugter Elektronenstrahl 15 hindurch­ tritt. Bei "geschlossener" Torelektrode 13 werden die Elek­ tronen am Durchtritt gehindert. Der Elektronenstrahl 15 durch­ läuft Fokussierungsspulen 16, bevor er in den Bereich einer Ablenkspule 18 der Ablenkeinrichtung 11 gelangt. Mittels der Ablenkeinrichtung 11 ist der Elektronenstrahl 15 in zwei unterschiedliche Richtungen 19 und 20 ablenkbar. Der Elektronenstrahl 15 trifft auf die Oberfläche eines mit einer Abdeckschicht (resist) 30 beschichteten Substrats 31. Die Abdeckschicht 30 erfährt unter der Einwirkung der Elektronen des Elektronenstrahls 15 eine Veränderung ihrer Molekular­ struktur dahingehend, daß dem Elektronenstrahl 15 ausgesetzte Bereiche 32, 33 und 34 in einem nachfolgenden Entwicklungs­ vorgang entfernbar sind (positive resist). Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist ein den gesamten Bereich des Elektronen­ strahls 15 und das Substrat 31 umgebendes Vakuumsystem in der Fig. 1 nicht dargestellt. Das Substrat 31 ist auf einem in zwei unterschiedlichen Richtungen 35 und 36 verfahrbaren nicht näher dargestellten Tisch gelagert. Die Tischbewegung ist über eine Steuerleitung 40 durch den Personalcomputer 1 steuerbar. Im übrigen entspricht die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in ihrem grundsätzlichen Aufbau beispielsweise der aus "Electron-Beam Technologie in Microelectronic Fabrication" G.R.Brewer, S. 143 ff. bekannten Vorrichtung. Die Vorrichtung enthält ferner als Einrichtung zum Erkennen von Marken im Zielbereich des Elektro­ nenstrahls einen Rückstreudetektor (wie beispielsweise grund­ sätzlich in "Electron-Beam Technology in Microelectronic Fabrication" G.R.Brewer, Seite 182 ff. beschrieben), die über eine Signalleitung 41 ein die Position des Elektronenstrahls 15 beschreibendes Intensitätssignal an die Kontrolleinheit 10 abgibt. Referring to FIG. 1, an electron beam lithography before direction includes a personal computer 1 for monitoring and control of the apparatus and überge arranged for providing data, representing a desired lithographic pattern. The data are taken from a memory via an interface 2 or generated by a program in the personal computer itself. The personal computer 1 is connected via a data bus 5 to a control unit 10 , which is explained in more detail below. The control unit 10 controls a steering device 11 and a switching device 12 . The switching device 12 includes a gate electrode 13 (Austastelek electrode) through which an electron gun 15 generated by an electron gun 14 passes through in the "open position". When the gate electrode 13 is "closed", the electrons are prevented from passing through. The electron beam 15 passes through focusing coils 16 before it reaches the area of a deflection coil 18 of the deflection device 11 . The electron beam 15 can be deflected in two different directions 19 and 20 by means of the deflection device 11 . The electron beam 15 strikes the surface of a substrate 31 coated with a cover layer (resist) 30 . The cover layer 30 undergoes a change in its molecular structure under the action of the electrons of the electron beam 15 in such a way that regions 32 , 33 and 34 which are exposed to the electron beam 15 can be removed in a subsequent development process (positive resist). For reasons of clarity, a vacuum system surrounding the entire region of the electron beam 15 and the substrate 31 is not shown in FIG. 1. The substrate 31 is mounted on a table, not shown in more detail, which can be moved in two different directions 35 and 36 . The table movement can be controlled by the personal computer 1 via a control line 40 . Otherwise, the basic structure of the device according to FIG. 1 corresponds, for example, to the device known from "Electron Beam Technology in Microelectronic Fabrication" GRBrewer, p. 143 ff. The device also contains as a device for detecting marks in the target area of the electron beam a backscatter detector (as described, for example, in principle in "Electron-Beam Technology in Microelectronic Fabrication" GRBrewer, page 182 ff.), Which detects the position of the signal line 41 Outputs electron beam 15 descriptive intensity signal to the control unit 10 .

Fig. 2 zeigt den in der Fig. 1 dargestellten Bereich 32 in vergrößerter Form. Der Elektronenstrahl 15 (Fig. 1) über­ streicht den Bereich 32 schrittweise unter Bildung einer Vielzahl von Einzelflecken 50 (Pixel). Die Geschwindigkeit, mit der der Elektronenstrahl 15 bewegt und damit die aufein­ anderfolgenden Einzelflecken 50 gesetzt werden können, be­ stimmt wesentlich die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung. FIG. 2 shows the area 32 shown in FIG. 1 in an enlarged form. The electron beam 15 ( FIG. 1) sweeps over the area 32 step by step to form a large number of individual spots 50 (pixels). The speed at which the electron beam 15 moves and thus the successive individual spots 50 can be set essentially determines the operating speed of the device.

Fig. 3 zeigt detailliert einen Ausschnitt aus der Fig. 1 zur Verdeutlichung des Aufbaus der Kontrolleinheit 10. Die Kon­ trolleinheit 10 enthält einen Digitalsignalprozessor 60, der mittels einer Schnittstelle 61 über den Datenbus 5 mit dem Personalcomputer 1 (Fig. 1) verbunden ist. Der Personal­ computer 1 bereitet die Daten soweit auf, daß der Digital­ signalprozessor 60 nur die Verarbeitung einfacher Struk­ turelemente (z. B. einer Geraden oder eines Bogens) zu über­ nehmen hat und daher nur einfache Rechenfunktionen ausführt. Der Digitalsignalprozessor 60 steuert über jeweils einen Di­ gital/Analog-Wandler 63 und 64 jeweils die Ablenkung durch die Ablenkeinrichtung 11 in einer Richtung 19 bzw. 20. Die Signalleitung 41 führt über einen Analog/Digital-Wandler 65 und einen Speicher auf einen Datenport 66 des Digitalsignal­ prozessors 60. Der Digitalsignalprozessor 60 weist einen Steuerausgang 68 auf, der die Schalteinrichtung 12 bzw. die Torelektrode 13 (Fig. 1) beaufschlagt. FIG. 3 shows a detail of a section from FIG. 1 to clarify the structure of the control unit 10 . The control unit 10 contains a digital signal processor 60 which is connected to the personal computer 1 ( FIG. 1) by means of an interface 61 via the data bus 5 . The personal computer 1 prepares the data to the extent that the digital signal processor 60 only has to take over the processing of simple structural elements (e.g. a straight line or an arc) and therefore only performs simple arithmetic functions. The digital signal processor 60 controls via a digital / analog converter 63 and 64 each deflection by the deflection device 11 in a direction 19 and 20 respectively. The signal line 41 leads via an analog / digital converter 65 and a memory to a data port 66 of the digital signal processor 60 . The digital signal processor 60 has a control output 68 which acts on the switching device 12 or the gate electrode 13 ( FIG. 1).

Gemäß Fig. 4 enthält der Digitalsignalprozessor 60 einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 71, einen Lesespeicher 72 und einen Programmpufferspeicher 73; ferner enthält der Digital­ signalprozessor 60 eine Zentralsteuereinheit CPU mit Gleit­ punktarithmetik, eine Arithmetik- und Logikeinheit ALU, Re­ gister und einen Adressengenerator. Ein Direktspeicherzugriff DMA des Digitalsignalprozessors 60 enthält einen Adressgene­ rator und ein Kontrollregister. Ferner ist der Digitalsignal­ prozessor 60 mit einer eigenen Zeittaktsteuerung 74 ausge­ stattet.Referring to FIG. 4 the digital signal processor 60 includes a random access 71, a read only memory 72 and a program buffer memory 73; furthermore, the digital signal processor 60 contains a central control unit CPU with floating point arithmetic, an arithmetic and logic unit ALU, registers and an address generator. A direct memory access DMA of the digital signal processor 60 contains an address generator and a control register. Furthermore, the digital signal processor 60 is equipped with its own timing control 74 .

Wie Fig. 5 zeigt, sendet der Personalcomputer 1 über den Datenbus 5 (Fig. 1) aufbereitete Daten, die den Linientyp, die Anfangskoordinaten und Endkoordinaten, den Punktabstand und die Belichtungszeit für die jeweilige Elektronenstrahl­ position vorgeben. Der Digitalsignalprozessor berechnet aus diesen Daten während der Bestrahlung eines Einzelflecks 50 (Fig. 2) bereits die Ansteuersignale für die Ablenkein­ richtung 11 für den folgenden Einzelfleck. Der Linientyp bestimmt eine zu erzeugende Linie (Gerade oder Bogen), die durch die entsprechenden Anfangs- bzw. Endkoordinaten begrenzt ist. Zur Definition eines Bogens werden die Koordinaten des Kreismittelpunktes und der Bogenradius angegeben. Mit dem Punktabstand wird der Abstand zwischen zwei zu belichtenden Einzelflecken 50 (Fig. 2) festgelegt. Unter der Belichtungs­ zeit ist die für den jeweiligen Einzelfleck 50 vorgesehene Zeitdauer der Elektronenstrahlbestrahlung zu verstehen. Aus diesen Daten werden von dem Digitalsignalprozessor 60 (Fig. 3) die Ansteuersignale für die Ablenkeinrichtung 11 bzw. die Schalteinrichtung 12 (Fig. 1) erzeugt. Durch die eigene Zeittaktsteuerung 74 (Fig. 5) kann für jeden Einzelfleck 50 die Belichtungszeit individuell eingestellt und eine system­ bedingte Einschwingzeit der Ablenkspule 18 abgewartet werden, bevor die Torelektrode 13 geöffnet wird. Diese Einschwingzeit wird gemäß Fig. 5 ebenfalls an den Digitalsignalprozessor 60 übertragen.As shown in FIG. 5, the personal computer 1 sends processed data via the data bus 5 ( FIG. 1), which specify the line type, the start coordinates and end coordinates, the dot spacing and the exposure time for the respective electron beam position. The digital signal processor already calculates the control signals for the deflection device 11 for the following single spot from this data during the irradiation of a single spot 50 ( FIG. 2). The line type determines a line to be created (straight line or arc), which is limited by the corresponding start and end coordinates. To define an arc, the coordinates of the center of the circle and the radius of the arc are specified. The distance between two individual spots 50 to be exposed ( FIG. 2) is determined with the dot spacing. The exposure time is to be understood as the time period of the electron beam irradiation intended for the respective single spot 50 . From this data, the control signals for the deflection device 11 or the switching device 12 ( FIG. 1) are generated by the digital signal processor 60 ( FIG. 3). With the own timing control 74 ( FIG. 5), the exposure time can be set individually for each individual spot 50 and a system-related settling time of the deflection coil 18 can be waited for before the gate electrode 13 is opened. This settling time is also transmitted to the digital signal processor 60 according to FIG. 5.

Fig. 6 zeigt die Funktionsverteilung zwischen dem Personal­ computer 1 und dem Digitalsignalprozessor 60 bei dem Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung; der Di­ gitalsignalprozessor 60 führt neben den obenbeschriebenen Funktionen der Elektronenstrahlablenkung und -abschaltung über die Ablenkeinrichtung 11 bzw. die Schalteinrichtung 12 auch eine Markenerkennung bzw. eine Fokusbestimmung durch. Fig. 6 shows the distribution of functions between the personal computer 1 and the digital signal processor 60 in the exemplary embodiment from the device according to the invention; the digital signal processor 60 performs in addition to the above-described functions of electron beam deflection and shutdown via the deflection device 11 or the switching device 12 also a brand recognition or a focus determination.

Zur Markenerkennung wird in dem Digitalsignalprozessor 60 das über die Signalleitung 41 zugeführte Intensitätssignal (Fig. 3) ausgewertet, aus dem auf dem Substrat 31 gesetzte Marken erkannt werden können. Diese Markenerkennung ist ins­ besondere zur Kalibrierung des Tisches (Fig. 1) und bei einer Mehrlagenlithographie notwendig. Die von dem Digitalsignal­ prozessor 60 ermittelte Lage der Marken wird über den Datenbus 5 dem Personalcomputer 1 übergeben, der beispielsweise eine ent­ sprechende Lagekorrektur des Tisches über die Tischsteuerungslei­ tung 40 vornimmt.For mark recognition, the intensity signal ( FIG. 3) supplied via signal line 41 is evaluated in digital signal processor 60 , from which marks set on substrate 31 can be recognized. This brand recognition is necessary in particular for the calibration of the table ( FIG. 1) and for multilayer lithography. The position of the marks determined by the digital signal processor 60 is transferred via the data bus 5 to the personal computer 1 which, for example, carries out a corresponding position correction of the table via the table control line 40 .

Um den Fokus des Elektronenstrahls 15 (Fig. 1) zu ermitteln, bildet der Digitalsignalprozessor 60 aus dem über die Signal­ leitung 41 zugeführten Intensitätssignal mit Hilfe eines schnellen Fourier-Transformationsalgorithmus (Fast Fourier- Transformation) das Ortsfrequenzspektrum eines Bildteiles. Die maximale Bandbreite dieses Ortsfrequenzspektrums ist ein Maß für eine optimale Fokuseinstellung. Aus der Bandbreite des so ermittelten Frequenzspektrums läßt sich ferner gemäß dem Sample-Theorem der mittlere Fokusdurchmesser bestimmen.In order to determine the focus of the electron beam 15 ( FIG. 1), the digital signal processor 60 forms the spatial frequency spectrum of an image part from the intensity signal supplied via the signal line 41 with the aid of a fast Fourier transformation algorithm (Fast Fourier Transformation). The maximum bandwidth of this spatial frequency spectrum is a measure for an optimal focus setting. From the bandwidth of the frequency spectrum thus determined, the mean focus diameter can also be determined according to the sample theorem.

Durch Einsatz eines Digitalsignalprozessors zur Steuerung der bedarfsweisen Freigabe des Elektronenstrahls und zur Steuerung der Elektronenstrahlablenkung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit auf, wobei auf­ grund der einfachen Ausgestaltung des Personalcomputers die Vorrichtungskosten vergleichsweise niedrig sind.By using a digital signal processor to control the if necessary, release of the electron beam and for control electron beam deflection has the invention Device on a high working speed, being on due to the simple design of the personal computer Device costs are comparatively low.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung, bei dem ein weiterer Digitalsignalpro­ zessor 80 teilweise Funktionen des Digitalsignalprozessors 60 übernimmt. Der Digitalsignalprozessor 60 und der Digital­ signalprozessor 80 sind an den Datenbus 5 angeschlossen, wobei der weitere Digitalsignalprozessor 80 die Schalteinrichtung 12 und die Ablenkung des Elektronenstrahls 15 in einer Richtung 19 (Fig. 1) steuert. Der Digitalsignalprozessor 60 ist nun­ mehr nur für die Steuerung der Elektronenstrahlablenkung in der anderen Richtung 20 (Fig. 1) und für die Auswertung des über die Signalleitung 41 geleiteten Intensitätssignals zu­ ständig. Die Digitalsignalprozessoren 60 und 80 sind über eine Synchronisationsleitung 90 miteinander verbunden, über die eine zeitliche Synchronisation ihrer Funktionen erfolgt. Im übrigen entspricht das in der Fig. 7 ausschnittsweise gezeigte weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Durch die Verwendung von zwei Digitalsignalprozessoren 60 und 80 läßt sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit in der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung weiter erheblich steigern, so daß ein erheblich erhöhter Fertigungsdurchsatz ermöglicht wird. Fig. 7 shows a further embodiment of the device according to the Invention, in which a further digital signal processor 80 partially takes over functions of the digital signal processor 60 . The digital signal processor 60 and the digital signal processor 80 are connected to the data bus 5 , with the further digital signal processor 80 controlling the switching device 12 and the deflection of the electron beam 15 in a direction 19 ( FIG. 1). The digital signal processor 60 is now only responsible for controlling the electron beam deflection in the other direction 20 ( FIG. 1) and for evaluating the intensity signal conducted via the signal line 41 . The digital signal processors 60 and 80 are connected to one another via a synchronization line 90 , via which their functions are synchronized over time. Otherwise, the further exemplary embodiment of the device according to the invention shown in detail in FIG. 7 corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. 1. By using two digital signal processors 60 and 80 , the processing speed in the device according to the Invention can be further increased considerably, so that a significantly increased production throughput is made possible.

Claims (7)

1. Elektronenstrahllithographie-Vorrichtung mit einer einen Elektronenstrahl (15) in zwei unterschiedliche Richtungen (19, 20) ablenkenden Ablenkeinrichtung (11), mit einer Schalt­ einrichtung (12) zur bedarfsweisen Freigabe des Elektronen­ strahls (15) auf einen Zielbereich, mit einem Personalcomputer (1) zur Bereitstellung von ein gewünschtes Lithographiemuster repräsentierenden Daten und mit einem Digitalsignalprozessor (60), der eine Zentralsteuerung (CPU), einen Speicher (71, 72, 73), eine Zeittaktsteuerung (74), einen Direktspeicherzugriff (DMA) und eine über einen Datenbus (5) mit dem Personalcompu­ ter (1) verbundene Schnittstelle (61) aufweist und der aus den vom Personalcomputer (1) digitalsignalprozessorgerecht bereit­ gestellten Daten Ansteuersignale für die Ablenkeinrichtung (11) und die Schalteinrichtung (12) erzeugt.1. electron beam lithography device with an electron beam ( 15 ) in two different directions ( 19 , 20 ) deflecting deflection device ( 11 ), with a switching device ( 12 ) for releasing the electron beam ( 15 ) to a target area as required, with a personal computer ( 1 ) for providing data representing a desired lithography pattern and with a digital signal processor ( 60 ) which has a central control (CPU), a memory ( 71 , 72 , 73 ), a timing control ( 74 ), a direct memory access (DMA) and one has a data bus ( 5 ) with the personal computer ( 1 ) connected interface ( 61 ) and which generates control signals for the deflection device ( 11 ) and the switching device ( 12 ) from the data provided by the personal computer ( 1 ) digital signal processor. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung zum Er­ kennen von Marken im Zielbereich des Elektronenstrahls (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erkennen von Marken ausgangsseitig mit dem Digitalsignalprozessor verbunden ist, der die empfangenen Signale zur Übergabe an den Personalcomputer (1) aufbereitet.2. Apparatus according to claim 1 with a device for knowing marks in the target area of the electron beam ( 15 ), characterized in that the device for recognizing marks is connected on the output side to the digital signal processor, which receives the signals received for transfer to the personal computer ( 1 ) processed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstreudetektor ein die Position des Elektronen­ strahls (15) beschreibendes Intensitätssignal erzeugt und daß in dem Digitalsignalprozessor (60) eine schnelle Fourier- Transformation zur Analyse des Intensitätssignals erfolgt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a backscatter detector generates a position signal of the electron beam ( 15 ) describing intensity signal and that in the digital signal processor ( 60 ) there is a quick Fourier transformation for analyzing the intensity signal. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalsignalprozessor (60) in Abhängigkeit des Analyseergebnisses auf den Elektronenstrahl (15) im Sinne einer maximalen Bandbreite seines Ortfrequenzspektrums einwirkt.4. The device according to claim 3, characterized in that the digital signal processor ( 60 ) acts as a function of the analysis result on the electron beam ( 15 ) in the sense of a maximum bandwidth of its spatial frequency spectrum. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstreudetektor an den Digitalsignalprozessor (60) über einen Analog/Digital-Wandler (65) mit einem Speicher angeschlossen ist, der die von dem Rückstreudetektor geliefer­ ten Signale erhält.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the backscatter detector is connected to the digital signal processor ( 60 ) via an analog / digital converter ( 65 ) with a memory which receives the signals supplied by the backscatter detector. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen weiteren Digitalsignalprozessor (80), der in paralleler funktioneller Anordnung zu dem einen Digitalsignalprozessor (60) Ansteuersignale zur Steuerung der Ablenkeinrichtung (11) in einer Richtung (19) erzeugt.6. Device according to one of the preceding claims, characterized by a further digital signal processor ( 80 ), which generates control signals for controlling the deflection device ( 11 ) in one direction ( 19 ) in a parallel functional arrangement to the one digital signal processor ( 60 ). 7. Vorrichtung nach einem der vorangehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Digi­ talsignalprozessor(en) (60; 80) über eine Gleitpunktarithmetik verfügt(en).7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the (the) Digi talsignal processor (s) ( 60 ; 80 ) has a floating point arithmetic (s).