DE8634545U1

DE8634545U1 - Korpuskularstrahlgerät zur fehlerarmen Abbildung linienförmiger Objekte

Info

Publication number: DE8634545U1
Application number: DE8634545U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1987-05-21
Also published as: US4853545A

Description

Siemens Aktiengesellschaft

Korpuskularstrahlgerät zur fehlerarmen Abbildung linienförmiger 5 Objekte

Die Erfindung bezieht sich auf ein Korpuskularstrahlgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Gerät dieser Art, das zur lithographischen Erzeugung von Mikrostrukturen verwendet wird, ist beispielsweise *n der DE-OS 35 04 714 beschrieben. Dabei besteht das linienförmige Objekt aus einer in den Strahlengang einer Korpuskularstrahlquelle eingefugten zellenförmigen Mehrlochstruktur einer Aperturblende, die zur Erzeugung einer Mehrzahl von Korpuskularstrahlsonden dient. Letztere treffen auf die von einer Fotolackschicht bedeckte Oberfläche eines zu strukturierenden Körpers, insbesondere Halbleiterkörpers, und belichten diese Fotolackschicht jeweils in den Auftreffpunkten.

Bei einer solchen Abbildung eines linienförmigen Objektes auf eine Fläche, insbesondere auf die Oberfläche eines zu strukturierenden Halbleiterkörpers, treten jedoch störende Verzeichnungen auf. Diese können z. B. darin bestehen, daß die durch eine Mehrzahl von Korpuskularstrahlsonden belichteten Bildpunkte zueinander nicht äquidistant sind, wie das der Mehrlochstruktur der Aperturblende entsprechen wurde, sondern mit wachsender Entfernung von der optischen Achse des Korpuskularstrahlgeräts immer weiter auseinandezliegen und zusätzlieh auch immer größere Bildpunktabmessungen aufweisen (isotrope Verzeichnung). Wenn die Bildpunkte daruberhinaus auch nicht mehr auf einer Geraden liegen, wie das der Lochzeile der Aperturblende entsprechen würde, sondern stattdessen auf einer S-förmigen Kurve angeordnet sind, so bezeichnet man das als eine anisotrope Verzeichnung. Durch die genannten Verzeichnungen entstehen auch Abweichungen in der Form der Bildpunkte gegenüber der Form der die Korpuskularstrphlsonden erzeugenden Löcher in der Aperturblende.
St 1 Sti/19.12.1986

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korpuskularstrahlgerät der eingangs genannten Art anzugeben, das eine fehlerarme Abbildung von linienförmigen Objekten ermöglicht. Das wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung des Korpuskularstrahlgeräts nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil liegt insbesondere darin, daß die bei der Abbildung von linienförmigen Objekten auftretenden isotropen und anisotropen Verzeichnungen weitgehend kompensiert werden.

Die Ansprüche 2 bis 4 sind auf bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand «ines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Flg. 1 den Strahlengang eines nach der Erfindung ausgebildeten Korpuskularstrahlgeräts in prinzipieller Darstellung und Flg. 2 eine Multipoloptik, die in den Strahlengang des Korpuskularstrahlgeräts nach Fig. 1 einsetzbar ist.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte, für Lithographiezwecke verwendbare Korpuskularstrahlgerät ist als ein Elektronenstrahlgerät ausgebildet. Es umfaßt eine Elektronenstrahlquelle 1, bestehend aus einer Kathode la, einem Wehneltzylinder Ib und einer Anode Ic, wobei zwischen Ic und la eine Beschleunigungsspannung Upc angelegt ist, sowie ein abzubildendes Objekt 2, z.B. eine Aperturblende, eine erste Feldlinse 3 dicht unterhalb der Aperturblende 2, eine Kondensorlinse 4, eine zweite Feldlinse 5, ein Ablenksystem 6 und eine Abbildungslinse 7, unter der sich ein zu strukturierender Körper 8, insbesondere aus dotiertem Halbleitermaterial, befindet. Dieser ist auf einem Tisch 9 befestigt. Die aus der Kathode la austretenden Elektronenstrahls &eegr; werden durch die das Bildfeld auf dem Körper 8 seitlich begrenzenden Feldstrahlen 10, 11 und die sogenannten axialen Strahlen 12, 13 dargestellt, die die Aperturblende in

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der optischen Achse 14 durchdringen. Die scheibenförmig ausgebildete Aperturblende 2 ist mit einer zellenförmigen Lochstruktur versehen, die z.B. aus rechteckigen oder quadratischen Ausnehmungen gebildet ist, welche durch Unterbrechungen 15 angedeutet sind. Eine, vorteilhafte Ausgestaltung der Aperturblende 2 ist in der DE-OS 35 04 714 eingehend beschrieben. Weiterhin findet sich dort auch eine Beschreibung der Mikrostrukturerzeugung auf einem Halbleiterkörper. Mit Hilfe des Ablenksystems 6 überstreichen die Elektronenstrahlsonden dabei die Oberfläche des Körpers 8.

"Wie sich dem dargestellten Strahlengang entnehmen läßt, werden die Querschnitte der Elektronenstrahlsonden, die in der Ebene der Aperturblende 2 durch die Abmessungen der Ausnehmungen 15 gegeben sind, mittels der Linsen 4, 5 und 7 stark verkleinert auf die Oberfläche des Körpers &thgr; abgebildet. Wegen der linearen Erstreckung der abzubildenden Lochreihe entstehen jedoch die obengenanntne isotropen und anisotropen Verzeichnungen, die die Strukturerzeugung erheblich beeinträchtigen können. Um diese Verzeichnungen zu kompensieren, wird nach der Erfindung eine Multipoloptik 16 in den Strahlengang eingefügt. Diese ist zweckmäßigerweise dicht unterhalb des abzubildenden Objekts 2 angeordnet. Mit einer weiter unten beschriebenen Ausbildung der Multipoloptik 16 gelingt es, die genannten Abbildungsverzeichnungen zu kompensieren, doch entsteht hierbei ein zusätzlicher kleiner Astigmatismus schiefer Bündel. Daher wird der isotrope und anisotrope Astigmatismus des gesamten Abbildungsystems, und zwar in erster Linie der Astigmatismus dritter Ordnung, mittels einer zweiten Multipoloptik 17, die dicht oberhalb der Abbildungslinse 7 angeordnet ist, seinerseits kompensiert bzw. beseitigt.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Multipoloptiken 16 bzw. 17. Hierbei handelt es sich um eine Oktupolanordnung, bei der acht Elektroden 18 bis 25 etwa entlang eines Kreises angeordnet sind, dessen Mittelpunkt etwa in der optischen Achse 14 liegt. Die Elektroden 18, 20, 22 und 24 sind dabei mit einer Spannung +U beschaltet, die Elektroden 19, 21,

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23 und 25 mit einer Spannung -U. Weiterhin sind acht Magnetpolstücke 26 bis 33 vorgesehen, die jeweils zwischen den Elektroden Io bis 25 liegen. Die Magnetpolstücke 26, 28, 30 und 32 stellen jeweils Nordpole dar, die Magnetpolstücke 27, 29, 31 und 33 jeweils Südpole. Durch eine getrennte Einstellung der Spannung U einerseits und der magnetischen Feldstärke, die durch eine Einstellung der Stromstärke in den Magnetpolstücken zugeordneten Erregerwicklungen erfolgt, andererseits, gelingt es, sowohl die Stärke als auch die azimutale Orientierung des Feldes einer Oktupolanordnung nach Fig. 2, die als Multipoloptik 16 verwendet wird, auf solche Werte einzustellen, daß die Verzeichnungsfehler weitgehend kompensiert werden. Wird eine zweite Oktupolanordnung nach Fig. 2 als Multipoloptlk 17 eingesetzt, so gelingt es weiterhin durch eine Einstellung sowohl der Stärke als auch der azimutalen Orientierung ihres Feldes, den gesamten isotropen oder anisotropen Astigmatismus, insbesondere den dritter Ordnung, des ganzen Abbildungssystems weitgehend zu kompensieren.

Mit besonderem Vorteil wird das Abbildungssystem so ausgebildet, daß die das Bildfeld auf der Oberfläche des Körpers 8 begrenzende Bildfeldwölbung minimal wird. Das erreicht man dadurch, daß die rotationssymmetrischen Feldlinsen 3 und 5 so erregt und angeordnet werden, daß in der Mitte jeder der Linsen 4, 5 und 7 eine Nullstelle entweder der Feldstrahlen 10, 11 oder der axialen Strahlen 12, 13 liegt.

In Abweichung von der oben beschriebenen Ausführungsform der Multipoloptiken 16 und 17 können diese auch mit einer anderen Anzahl von Elektroden und Magnetpolstücken ausgebildet sein. Insbesondere können Multipoloptiken mit jeweils 16 Elektroden und Magnetpolstücken verwendet werden.

4 Ansprüche
2 Figuren

Claims

Ansprüche

.'lJL Korpuskularstrahlgerat mit einer Korpuskularstrahlquelle (la), wenigstens einer Kondensorlinse (4), einem linienfoimigen 5 Objekt (2, 15) und einer das linienförmige Objekt auf eine Bildfläche (8) abbildenden Abbildungslinse (7), gekennzeichnet durch die Anordnung einer ersten Multipoloptik (16) im Strahlengang untarhalb des Objektes (2_r 15} _ und einer zweiten Multipoloptik (17) im Strahlengang oberhalb der Abbildungslinse (7).
2. Korpuskularstrahlgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und zweite Multipoloptik (16, 17) als Oktupolanordnungen ausgebildet sind.
3. Korpuskularstrahlgerat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede Oktupolanordnung acht Elektroden und acht Polschuhe umfaßt.
4. Korpuskularstrahlgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang zusätzliche rotationssymmetrische Feldlinsen (3, 5) eingefügt sind, wobei in der Mitte jeder unterhalb der ersten Feldlinse (3) liegender. Linse (4, 5, 7) des Korpuskular-Strahlgeräts eine Nullstelle entweder der das Bildfeld begrenzenden Feldstrahlen (10, 11) oder der im Bereich des abzubildenden Objekts (2, 15) durch die optische Achse (14) gehenden Axialstrahlen (12, 13) liegt.

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