Способ корпускулярного облучения мешени и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к лучевой технологии. Может использоваться для структурирования интенсивности пучка корпускулярных лучей, направленного на мишень, для обработки изделия, в частности в электроинолучевых приборах для микролитографи

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛЧН

ÄÄSUÄÄ 1287244 А1 (51)4 H 01 J 37/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (89) 158197 DD (21) 777! 936/24-21 (22) 28. 07. 81 (31) W PH O l J/224257 (32) 01.10.80. (33) DD (4б) 30. 01. 87.Бюл. У 4 (71) ФЕБ Карл Цейсс Йена (DD) (72) Хан Эберхард (09) (53) 621.387 (088.8) (54) СПОСОБ КОРПУСКУЛЯРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ МИШЕНИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЯ (57) Изобретение относится к лучевой технологии. Макет использоваться для структурирования интенсивности пучка корпускулярных лучей, направленного на мишень, для обработки иэделия, в частности в электроннолучевых приборах для микролитографи128 ческой обработки тонких слоев. Целью изобретения является повышение скорости обработки поверхности. Для достижения этой цели в устройстве в направлении распространения электронного луча последовательно расположены система 1 формирования луча с кроссовером 2, первая апертурная диафрагма 3, отклоняющие системы 4 и 5, первая система квадрупольных линз 6, формирующая из кроссовера пучок лучей 30, подаваемый на фокальные линзы 7 и 8, модулятор 9 поля, содержащий электродную гребенку 10 с ребрами 11 и промежутками 12 между ними, полупроводниковый диск 13, вершина

14 электродной гребенки. Ребра соединены посредством линий 15 с местами подключения электронных переключателей 22. На чертеже также показаны селекторная диафрагма 17, вто7244 рая система квадрупольных линз 18, отображающая стигматически первую фокальную линию в плоскости мишени

19 в виде штрихового зонда 20,предметный столик 21, несущий мишень и перемещаемый относительно штрихового зонда. Сигнальный провод 23,полюса 24 и 25 электронного переключателя, проводники 26 и 27, источник 28 напряжения. Исходящий из кроссовера пучок лучей 30 освещает практически равномерно диафрагму 3 и преобразуется посредством линз 6 в лучевой комплекс 29. Повьппение скорости обработки достигается в результате преобразования в данном устройстве электронного луча в штриховой зонд, структурирование которого осуществляется воздействием поля модулятора. 2 с. и 8 з.п. ф"лы, 3 ил.

Изобретение относится к лучевой технологии и может быть использовано для структурирования интенсивности пучка корпускулярных лучей, направленного на мишень, для обработки изделия, в частности в электроннолучевых приборах для микролитографической обработки тонких слоев.

Электроннолучевая литография имеет большое значение в дальнейшем развитии микроструктурирования поверхностей твердых тел, ее преимуществами являются воэможность управления электронным лучом, благодаря чему становится возможной универсальность топологии экспонирования в виде содержащейся в компьютере программы, и высокая разрешающая способность электронной оптики, обеспечивающая большую плотность структурных элемен" тов на единицу поверхности. Однако промьппленное применение электроннолучевой литографии в значительной степени определяется скоростью работы, с которой может производиться процесс структурирования, поэтому возникает необходимость в способе, обеспечивающем повышение скорости работы и, следовательно производительно сти, 5

fO

В хозяйственно патенте ГДР

Ф 147018, кл. Н О1 3 37/30, 1979, описывается новый принцип действия— структурирование интенсивности в сформированном поперечном сечении луча с помощью воздействия модулятора поля на пучок электронных лучей.

В качестве модулятора поля используется электронное зеркало, управляемый потенциальный рельеф которого представляет собой пассивное изображение соответствующей топологии экспонирования, согласно которой должна экспонироваться часть мишени (подполе). Воздействие модулятора поля на пучок электронных лучей (благодаря чему пассивное иэображение преобразуется в активное изображение структурированного по интенсивности поперечного сечения электронного пучка) состоит в отражении электронного пучка, которое модулировано в соответствии с топологией экспонирования.

В электронно-оптическом модуляторе поля, как звене многоканальной системы передачи, имеется принципиально проблема интерференции, так как модуляция поля одной ячейки влияет на поле соседних ячеек, а их рас 1287244 стояния в силу электронно-оптических причин малы. На электронном зеркале, гладкая поверхность которого разложена в виде матрицы на ячейки с бесконечно малыми расстояниями, подсоединенными к двоичному потенциалу,разлагающему первичный луч по ячейкам в отраженные и поглощенные лучи, проблема интерференции косвенно заключается в том, что в окрестности 10 двух соседних ячеек с различным потенциалом возникают тангенциально направленные компоненты напряженности поля, которые приводят к рассеянию падающего первичного пучка. 15

В связи с необходимостью ограничения апертуры последующей электронно-оптической системы (речь идет об уменьшенных масштабах изображения) возникают зависящие от топологии 20 ошибки передачи.

В патенте СНА 3900737, кл.250-492, 1979 предметный столик плавно пере мещается и мишень экспонируется по полосам с помощью структурированного штрихового зонда. Однако при этом структурирование линейчатого облучения, перпендикулярного к направлению перемещения столика, происходит последовательно таким образом, что то- 30 чечно-лучевой зонд отклоняется с высокой по сравнению со скоростью перемещения столика скоростью вдоль линии поперечно к полосе и бланкируется на линии в соответствии с тополо- 35 гней излучения.

Недостаток этого метода состоит в том, что интенсивность, усредненная по времени на записанном по способу бегущего луча динамическом штри- 40 ховом зонде, по сравнению с интенсивностью на статическом штриховом зонде во столько раз меньше, сколько точечно-лучевых зондов требуется приложить друг к другу, чтобы эапол- 45 нить" поверхность штрихового зонда.

Целью изобретения является повышение скорости обработки поверхности.

На фиг.1 представлена схема, поясняющая принцип действия управляемого 50 структурирования штрихового зонда; на фнг.2 — оптическая схема устройства; на фиг. 3 - распределение потенциала вблизи электродов модулятора поля. 55

В устройстве в направлении распространения электронного луча последовательно расположены система 1 формирования луча с кроссовером 2, первая ограничивающая пучок диафрагма 3 (апертурная диафрагма) и отклоняющие системы 4 и 5 с центром отклонения в плоскости апертурной диафрагмы 3, первая система квадрупольных линз 6, формирующая исходящий из,кроссовера пучок 30 лучей в две реальные ортогональные друг другу фокальные линии 7 и 8, модулятор 9 поля в перпендикулярной к осям плоскости первой фокальной линии 7 (первая фокальная плоскость), содержащий электродную гребенку 10 с расположенными параллельно к оптической оси ребрами 11 и промежутками 12 между ребрами на узкой стороне полупроводникового диска 13, причем вершина 14 электродной гребенки расположена параллельно к первой фокальной линии и ребра соединены посредством линий 15 с местами 16 подключения интегрированных на полупроводниковом диске электронных выключателей 22, а промежутки 12 между ребрами заполнены веществом, обладающим электрическим сопротивлением, щелевая диаф-. рагма 17 (селекторная диафрагма) в плоскости второй фокальной линии (вторая фокальная плоскость), расположенная параллельно последней, вторая система квадрупольных линз 18, отображающая стигматически первую фокальную линию в плоскость мишени

19 в виде штрихового зонда 20, несущий мишень предметный столик 21,перемещаемый вдоль и поперек относительно штрихового зонда.

На полупроводниковом диске предусмотрен для каждого электрода гребенки электронный выключатель, например

MDII-транзистор. На его входе (сток).. располагается подводимый от электроники управления (мультиплексор,регистр сдвига, запоминающая система) сигнальный провод 23, а на его выходе (исток) - проводящая лийия к соответствующему электроду модулятора поля. Два упругих полюса 24 и 25 электронного выключателя связаны с несущими двоичный потенциал (например, О и 10 В относительно массы) проводниками 26 и 27 источника 28 напряжения. В зависимости от приложенного сигнала управления на электрод модулятора поля, связанного с выходом выключателя, подается тот или другой потенциал.

1287244

Исходящий из кроссовера пучок 30 лучей равномерно освещает диафрагму

3 и преобразуется вследствие астигматического изображения посредством первой системы квадрупольных линз 6 в лучевой комплекс 29, проходящий через фокальные линии 7 и 8. Длина обеих фокальных линий определяется астигматическим изображением апертурной диафрагмы, а ширина — астигматическим изображением кроссовера.Фокальные линии расположены перпендикулярно к оптической оси, а их меридиональные плоскости — оптически перпендикулярно друг к другу. С помощью отклоняющего приспособления 4 устанавливается расстояние от первой фокальной линии до вершины электродной гребенки. С помощью отклоняющей системы 5 вторая фокальная линия перемещается в поперечном направлении и юстируется на центр селекторного щелевого отверстия. Первая фокапьная плоскость стигматически сопряжена с плоскостью мишени, и при юстировке первой фокальной линии на свободный проход (большое расстояние до модулятора поля) возникает изображение первой фокальной линии в плоскости мишени — штриховой зонд. Kro интенсивность в продольном направлении структурирована так, что первая фокальная линия устанавливается на близкое расстояние к вершине электродной гребенки и модулятор поля заряжается до двоичного потенциала.

Однако если два соседних электрода (их узкие по сравнению с расстоянием между электродами ребра определяют интервал на первой фокальной линии) имеют различный потенциал, то между ними возникает напряженность электрического поля, которая отклоняет на край щелевой диафрагмы в перпендикулярном к базису направлении частичный лучевой комплекс, который определяется интервалом как вершина и второй фокальной линией как базис, что на фиг.1 показано штрихами. Сопряженный,с этим интервалом интервал изображения на штриховом зонде бланкируется.

Полученная на штриховом зонде в плоскости мишени двоичная структура излучения в виде программированной цепочки излучающих (светлых) и неизлучающих (темных) интервалов изображения воспроизводит на зкспонированном резисте соответствующую (скрытую) структуру экспонирования в течение согласованного с чувствительностью резиста и плотностью тока зонда вре5 мени экспонирования примерно в 1 мкс.

В программе управления предусмотрено, что вспоследствии штриховой зонд может занять другое положение относительно мишени, и структура экспонирования может.при необходимости изменяться. Изменение структуры излучения на штриховом зонде обусловлено тем, что модулятор поля заряжается до соответствующего структуре двоичного потенциала. Мертвое время устраняется, если процесс зарядки будет значительно короче времени экспонирования. Это требование реализуется в случае, если сигнальные линии электрОнных выключателей связываются с организованной параллельным двоичным кодом и словопоследовательно запоминающей системой при помощи мультиплексоров, интегрированных на плате модулятора поля..

На прямой оптической оси расположены три квадрупольные линзы 31-33.

Квадрупольная линза 31 соответствует системе квадрупольных линз 6, а сис" тема, состоящая из квадрупольных линз 32 и 33, — системе квадрупольных линз 18. Каждая квадрупольная линза составлена иэ нескольких коаксиально расположенных отдельных квадруполей.

Обе предметные плоскости 34 и 35 астигматически сопряжены с двумя плоскостями 36 и 37 изображения, т.е. между плоскостями 34 и 36 существует

40 изображение штриховой решетки, причем линии 38,39 и 40 штриховой решетки со стороны предметной плоскости соответствуют линиям 41,42 и 43 штриховой решетки со стороны плоскос.45 ти изображения, между плоскостями

34 и 37 существует иэображение штриховой решетки, причем линии 44,45 и 46 штриховой решетки со стороны плоскости предмета соответствуют ли50

0 ниям 47 48 и 49 штриховой решетки со

Э стороны плоскости изображения, кроме того, между плоскостями 36 и 35 существует изображение штриховой решетки, причем линии 50, 51 и 52 штрихо55 вой решетки со стороны плоскости изображения соответствуют линиям 53, 54 и 55 штриховой решетки со стороны предметной плоскости, а между плоскостями 37 и 35 существует изображе1287244 ние штриховой решетки, причем линии

56,57 и 58 штриховой решетки со стороны плоскости изображения соответствуют линиям 59,60,61 штриховой решетки со стороны плоскости предмета.

Указанное свойство может быть реализовано выбором внутренних параметров (количество, сила и расстояние отдельных квадруполей) квадрупольной линзы. Это свойство квадрупольной

1 линзы (система нулевого следа) не является необходимой для реализации способа. Однако с его помощью могут быть уменьшены размеры отклоняющих систем для юстировки электронного пучка лучей и диафрагмы, астигматическое изображение которых ограничивает длину фокальных линий.

Стигматическое изображение плоскости 36 в плоскости 62 достигается тем, что квадрупольные линзы 32 и 33 аналогичны линзе 31, т.е.являются системами нулевого следа и возбуждены противоположно. Вторая фокальная плоскость 37, являющаяся плоскостью входной диафрагмы для стигматического изображения первой фокальной плоскости 36, стигматически отображается в плоскость 63 выходной диафр агмы.

Плоскости 34 и 35 также обладают стигматическими плоскостями изображе ния. Плоскость 64 стигматически сопряжена с плоскостью 35, а стигматическое изображение плоскости 34 располо- 35 жено по другую сторону квадрупольной линзы 33. В плоскости 35 действует апертурная диафрагма конденсора образованная двумя перекрещенныЭ

40 ми щелевыми диафрагмами 65 и 66. Линии 53 и 55 представляют собой ножи первой щелевой диафрагмы 65, линии

59 и 61 — ножи второй щелевой диафрагмы 66.

В плоскости 37 расположена селек45 торная диафрагма 17, щелеобразное отверстие которой образуется двумя расположенными параллельно друг другу ножевыми диафрагмами 67 и 68.Ножи размещены параллельно штриховой решетке.

Нормали отклоняющих плоскостей отклоняющих приспособлений 4 и 5 с центром отклонения в плоскости 35, отклоняющих приспособлений 69 и 70 с центром отклонения в плоскости 37 и отклоняющих приспособлений 71 и 72 с центром отклонения в плоскости 64 расположены параллельно соответствующей штриховой решетке соответствующей плоскости.

Пучок лучей, исходящий иэ точки пересечения линий 39 и 45 в плоскости 34 и направленный на отверстие апертурной диафрагмы конденсора,проникает в плоскость 36 на ограниченном линиями 50 и 52 участке линии

42 (первый фокальный отрезок) и в плоскость 37 на ограниченном линиями 56 и 58 участке линии 48 (второй фокальный отрезок).

Фокальный отрезок также как фокальная линия и фокальная плоскость кадровый элемент астигматического изображения заданного источника излучения независимо от того, где на. оптической оси он расположен.

Перемещение точечного источника излучения (кроссовер) в плоскости 34 в направлении линии 39 смещает второй фокальный отрезок во второй фокальной плоскости в направлении, перпендикулярном к нему, причем положение первого фокального отрезка остается неизменным. Перемещение кроссовера в плоскости 34 в направлении линии 45 смещает первый фокальный отрезок в первой фокальной плоскости в перпендикулярном к нему направлении, причем положение второго фокапьного отрезка остается неизменным. Этим объясняется влияние диаметра кроссовера на ширину обоих фокальных отрезков. Кроме того, при отклонении с помощью. отклоняющего устройства 4 в первой фокапьной плоскости первый фокальный отрезок сдвигается в направлении, перпендикулярном самому себе, при этом второй фокапьный отрезок не сдвигается. Точно также при отклонении с помощью отклоняющего устройства 5 во второй фокальной плоскости второй фокапьный отрезок сдвигается в направлении,перпендикулярном самому себе, ° причем первый фокальный отрезок не сдвигается ° Длина и положение первого или второго фокального отрезка в их продольном направлении устанавливаются шириной щели и положением щелевой диафрагмы 65 или 66.

Штриховой зонд в плоскости 62 представляет собой стигматическое изображение первого фокального отрезка, и его положение в продольном и поперечном направлениях устанавлива1287244 10 ется отклонением с помощью отклоняющего приспособления 69 или 70.

Отклоняющее приспособление 7! используется для отклонения штрихового зонда, если требуется точное прохождение его в направлении штриховой решетки, ограничивающей длину штрихового зонда, и высокая скорость отклонения.

Отклоняющее приспособление 72 служит для установки стигматического иэображения второго фокального отрезка в плоскости 63 для юстировки выходного зрачка или диафрагмы.

Плоскостью 62 может быть плоскость мишени или предметная плоскость размещенного за ней отклоняющего объектива, который отображает штриховой зонд на расположенную в плоскости изображения отклоняющего объектива мишень и располагается внутри его рабочего поля. С целью согласования выходного зрачка, определяемого стигматическим изображением второго фокального отрезка в плоскости 63, с оптическим каналом (входной зрачок с круговым сечением) отклоняющего объектива при установлении размеров квадрупольной оптики используется то ее свойство, что масштабы изобра ения в главных сечениях различны.

В первой фокальной плоскости 36 находится модулятор 9 поля, которйй в сочетании с управляющей электронникой и при содействии селекторной диафрагмы 17, расположенной во второй фокальной плоскости 37, структурирует интенсивность штрихового зонда в плоскости 62. Контактирующая область модулятора поля с полем излучения (первый фокальный отрезок) образует электродную гребенку 10, ребра 11 которой расположены параллельно к оптической оси и на регулярных расстояниях друг от друга на узкой стороне диска 13, несущего модулятор поля. На широкой стороне диска электроды соединяются с помощью проводящих линий 15 с местами подключения управляющей электроники, где они получают двоичный потенциал, который, например, может составлять

0 и 10 В (относительно анодного потенциала электронной пушки). Вершина 14 электродной гребенки расположена параллельно первому фокапьному отрезку, который с помощью отклоняющего приспособления 4 может приво5

10 !

55 диться в касательный контакт с электродной гребенкой 11 °

В соответствии с двоичным потенциалом ребер 11 электродной гребенки 10 возникает вдоль ее вершины 14 электрическое поле, напряженность которого возбуждается разностью потенциалов в промежутке между ребрами 12, разделяющими два соседних ребра. Если два соседних ребра имеют одинаковый потенциал, то между ними не существует градиента потенциала, и налряженность поля в направлении вершины равна нулю. Если два соседних ребра имеют неодинаковый потенциал, то между ними возникает градиент потенциала, а в промежутке между ними — напряженность электрического поля в направлении вершины.Если первый фокальный отрезок установлен близко к вершине 14 электродной гребенки, то взаимодействует с полем модулятора и электронные лучи будут поинтервально отклоняться в плоскости, образованной направлением падения лучей и первым фокапьным отрезком, или не будут отклоняться в этой плоскости в зависимости от того,имеется ли в промежутке между ребрами

12 градиент потенциала или нет.

Частичный лучевой комплекс интервала образуется лучами 29, которые проходят этот интервап на первом фокальном отрезке и имеют второй фокальный отрезок по всей его длине как базис. Так как разность потенциалов между маркирующими соответствующий интервал двумя ребрами создает напряженность электрического поля в направлении параллельном первому фокальному оТреэку, то базис частичного комплекса лучей будет отклонен ортогонально к направлению второго фокального отрезка. Так как ширина его значительно меньше длины, то достаточно небольшого отклонения частичного комплекса лучей, чтобы базис из области второго фокального отрезка отклонился настолько, чтобы частичный комплекс лучей попал на одну из ножевых диафрагм селекторной диафрагмы 17. Каждому интервапу на первом фокальном отрезке соответствует интервал на штриховом зонде, следовательно, в этом интервале изображения электронный ток бланкируется.

Отверстие (ширина щели) селекторной диафрагмы 17 устанавливается

12872 расстоянием между ножами 67 и 68 и должно иметь такой размер, чтобы частичный комплекс лучей при отсутствии разности потенциалов между соответствующими ребрами мог беспрепятственно проходить через него. При этом следует учитывать то обстоя— тельство, что поля соседних интервалов слабо переходят в программированный не имеющий поля интервал и могут 10 несколько расширить базис запрограммированного с максимальной интенсивностью частичного комплекса лучей.

По этой причине, а также из-за допусков на юстировку отверстие селекторной диафрагмы 17 несколько шире, чем определяемая величиной кроссовера ширина второго фокального отрезка. Вызванное таким образом переходящим полем небольшое отклонение ба- Э! зиса в продольном направлении селекторной щели не приводит к потери интенсивности в интервале иэображения на штриховом зонде: это связано с тем, что сдвиг базиса мал относитель- но продольного отверстия селекторной диафрагмы, являющейся входной диафрагмой для стигматического изображения плоскости 36 в плоскости 62, и длина второго фокального отрезка может, являющегося входным зрачком стигматического изображения, устанавливаться большей, чем продольное отверстие селекторной диафрагмы.

Сканирование штрихового зонда воз- 35 можно вследствие того,что второй фокальный отрезок отклоняется с помощью отклоняющего приспособления 5 от отверстия селекторной диафрагмы 17,причем положение первого фокального от- 40 резка остается неизменным.

Отклоняющее приспособление размещает штриховой зонд плавно или дискретно в соответствующую топологии 4 позицию внутри рабочего поля, где предметный столик передвигается в шаговом режиме с целью смены рабочего поля мишени, возможно плавное передвижение столика в направлении, перпендикулярном штриховому зонду.

Мертвое время будет возникать во время смены полосы. Сумма таких времен мала, если штриховой зонд имеет соответствующую длину, например 1 мм. 55

При длине интервала изображения на штриховом зонде в 0,1 мкм в этом

Ч примере необходимо размещение 10 ребер на гребенке модулятора поля.Ши44 12 рина ребер О,1 мкм, расстояние меж-. ду ребрами 1 мкм и длина ребер

100 мкм являются обычными структурами, изготовляемыми с помощью техники микролитографии печатных конфигураций. Миниатюризированные размеры модулятора поля имеют,пля электронной оптики то преимущество, что масштаб стигматического отображения первого фокального отрезка на мишень должен быть, например, лишь 1:10,чем облегчаются условия создания квадрупольной оптики. Кроме того, можно обеспечить, чтобы за время облучения (1 мкс) позиция штрихового зонда не изменялась относительно плавно перемещаемого столика. Это достига ется тем, что штриховой зонд посредством отклоняющего устройства 71 будет отклоняться пилообразно в такт с частотой экспонирования с учетом скорости перемещения столика.

Диск 13, несущий модулятор 9 поля, занимает лишь одну половину фокапьной плоскости 36. Поэтому вполне возможно предусмотреть на другой половине такой же или подобный модулятор 73 поля. Обе электродные rpeI бенки 10 и 74 расположены противоположно друг к другу своими вершинами 14 и 75 и между ними имеется щель для свободного прохождения линейного электронного луча в фокальной плоскости 36. С помощью отклоняющего приспособления 4 первый фокальный отрезок может отклоняться в положение линии 41, где он вступает во взаимодействие с вершиной 14 электродной гребенки 10, или в положение линии 43, где он взаимодействует с вершиной 75 электродной гребенки 74. Если двоичные потенциалы обеих электродных гребенок различны, то переход от взаимодействия фокального отрезка с одним модулятором поля к взаимодействию с другим вызывает изменение структуры излучения на штриховом зонде. В течение фазы сдвига первого фокального отрезка в фокальной плоскости 36 (плоскость модулятора поля), которая мала по сравнению со временем постоянства положения штриховой зонд (если в этом есть необходимость) может в целом бланкироваться. Вызванное изменением положения контакта первого . фокального отрезка расстояние переменного штрихового зонда в плоскос13 12872 ти мишени (в масшта6е времени одного периода смены контакта переменный штриховой зонд представляет собой квазистатический двойной штриховой зонд) может при синхронно включенном отклоняющем приспособлении 71 устанавливаться положительным, нулевым или отрицательным, Со стороны пучка диски модулятора поля закрыты металлической защит- Ю ной диафрагмой (не показана).Ее ножи, расположенные параллельно вершине 14 или 75, отъюстированы так, чтобы вершина соответствующей электродной гребенки располагалась в тени луча, если первый фокальный отрезок установлен на соприкосновение с соответствующим ножом диафрагмы. Кроме защиты модулятора поля от облучения, диафрагма служит как детектор с целью выдержи- 20 вания точности положения и стабильности первого фокального отрезка в состоянии касательного контакта с модулятором поля иприводит стигматическое изображение ее ножей к образованию одностороннего крутого фронта в профиле интенсивности в поперечном направлении штрихового зонда и к образованию двустороннего крутого фронта в профиле интенсивности двойного штрихового зонда. В поспеднем случае обе электродные гребенки имеют одинаковый двоичный потенциал (топологию) и расстояние установлено положительным. От его величины зависит крутиз- З5 на профиля: выпуклый, плоский или вогнутый. Если двоичный потенциал одной электродной гребенки обратен двоичному потенциалу, другой электродной гребенки, то двойной штрихо40 вой зонд полностью светлый.

В плоскости защитной диафрагмы могут размещаться два других ножа диафрагмы, из которых один расположен параллельно линии штриховой решетки 20 на уровне первого ребра, а другой - параллельно линии штриховой решетки 22 на уровне последнего ребра электродной гребенки и которые могут служить для ограничения первого фокального отрезка до длины, соответствующей электродной гребенке, Сильно увеличенный разрез плоскости модулятора 9 поля показывает рельеф потенциала на участке, охватывающем ряд ребер 11 электродной гребенки на близком расстоянии к ее вершине 14. Вершина имеет в направ44 14 ленин луча !т.е. перпендикулярно к плоскости фиг.3)ширину 100 — 200 мкм, которая определяется толщиной полупроводниковой шайбы !3, несущей электродную гребенку, Электроды гребенки имеют в направлении вершины ширину ребра, например, 0,1 мкм, а их расстояние друг от друга составляет несколько микрометров, Они и их проводящие линии 15 смонтированы с помощью микролитографической техники на узкой или широкой стороне полупроводниковой шайбы 13. Во избежание эаряжения поверхностей, лежащих между электродами, следует размещать ребра в слабопроводящей легированной части 77 полупроводника (например, Si) в то время, как проводники 15 на широкой стороне полупроводниковой шайбы должны прокладываться в изолирующей части 78 (SiOz). Широкая сторона закрыта с помощью металлической диафрагмы. Электроды гребенки соеди.нены проводящими линиями соответственно с выходами электронных выключа" телей 22, к которым через сигнальные проводки 23 может подключаться двоичный потенциал.

На основании представления потенциального поля двоичный потенциал располагается симметрично к потенциалу внешнего пространства (О В) и обозначен -,+, что реально означает,например, 0 и 10 В. Если два соседних электрода имеют различный потенциал,, 1 то между ними образуется электричес- кое поле, эквипотенциальные линии

79 которого представлены сплошными, а линии 80 напряженности электрического поля с указанием направленнбсти посредством стрелок — штриховыми линиями. Двоичный потенциал вызывает поле на электродной гребенке,гра45 диент (напряженность) которого вдоль вершины электродной гребенки однозначно соответствует промежуткам между ребрами: градиент направлен в промежутках между ребрами с разностью потенциалов параллельно вершине, а в промежутках, не имеющих разности потенциалов, перпендикулярно вершине, Это свойство не зависит от приложенного двоичного потенциала (топология структуры), От топологии структуры зависит лишь величина градиента в промежутках, между ребрами, не имеющими разности потенциала. Она будет тем слабее, чем больше расстояние мещеиия.

15 128724 до ближайшего .промежутка между ребрами, имеющими разность потенциала.

Фо р мул а и з о б р е т ения

1. Способ корпускулярного облучения мишени, включающий обработку поверхности электронным пучком, структурированным полем модулятора и перемещаемым вдоль поверхности в соот10 ветствии с рисунком, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения скорости обработки, электронный луч преобразуют в штриховой зонд с двумя фокальными линиями, расположен- 15 ными в разных плоскостях перпендикулярно одна другой, а структурирование штрихового зонда осуществляют воздействием поля модулятора на первую фокальную линию путем изменения двоичного потенциала его электродов последовательно с обработкой, а изоб- ражение зонда на обрабатываемой поверхности получают суперпозицией полей первой и второй фокальных линий в плоскости мишени.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что структурирование зонда осуществляют в такт со сдвигом пучка относительно мишени.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что обработку осуществляют при непрерывном перемещении мишени, в такт со сдвигом которой структурируют штриховой зонд.

4. Устройство для корпускулярного облучения мишени, содержащее последовательно расположенные электронную пушку, систему отклонения и формироI вания пучка, модулятор поля,объек- 40 тив и предметный столик, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости обработки, система формирования пучка выполнена в виде двух расположенных в разных . плоскостях вдоль оптической оси устройства квадрупольных линз, модулятор выполнен в виде линейной элект4 !

6 ронной гребенки, установленной в первой фокальной плоскости первой квадрупольной линзы, а во второй фокальной плоскости первой квадрупольной линзы установлена щелевая диафрагма, ось которой перпендикулярна электродной гребенке, а объектив выполнен в виде второй системы квадрупольных линз °

5. Устройство по п.4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электродная гребенка выполнена в виде набора проводников, расположенных по боковой поверхности полупроводниковой шайбы, а на ее торцовой поверхности размещена система управления потенциалом электродов.

6. Устройство по п.5, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что над полупроводниковой шайбой установлена ограничивающая диафрагма с прямолинейными ножами,.один из которых расположен параллельно гребенке на уровне торцов электродов, а два других установлены по краям гребенки перпендикулярно первому.

7. Устройство по п.5, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что проводники электродной гребенки и система управления потенциалом выполнены в виде микроэлектронной структуры в теле полупроводниковой шайбы.

8. Устройство по п.4, о. т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторым модулятором поля, электродная гребенка которого расположена параллельно первой в той же плоскости, 9. Устройство по п.4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что пушка вы" полнена с автоэлектронным катодом.

10. Устройство по п.4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между второй системой квадрупольных линз и мишенью установлена дополнительная отклоняющая система, а предметный столик выполнен с возможностью пере! 287244

14 Ю

15 .

67 7

1287244

Составитель К.Шилан

Техред М.Ходанич

Редактор А.Лежнина

Корректор М. Демчик

Заказ 7725/57 Тираж 698 Подпи сно е

В1ПИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4