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Die
Erfindung betrifft einen Multistrahlmodulator für einen Partikelstrahl. Im
besonderen betrifft die Erfindung einen Multistrahlmodulator, der
aus einem Partikelstrahl, mehrere Einzelstrahlen erzeugt, wobei
der Partikelstrahl den Multistrahlmodulator zumindest teilweise
flächig
beleucht, dass der Multistrahlmodulator mehrere Aperturgruppen umfasst, dass
jede Aperturgruppe aus mehreren Aperturzeilengruppen besteht, dass
die Gesamtheit aller Aperturzeilen eine Matrix aus m × n Zellen
aufspannt, dass m Zellen eine Zeile bilden, und dass in jeder Zeile
k Öffnungen
ausgebildet sind.
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Ferner
betrifft die Erfindung die Verwendung eines Multistrahlmodulators
zur maskenlosen Substratsstrukturierung. Im besonderen werden durch
die Erfindung mehrere Einzelstrahlen erzeugt, indem ein Partikelstrahl
den Multistrahlmodulator zumindest teilweise flächig beleucht, wobei im Multistrahlmodulator
mehrere Apperturgruppen ausgebildet sind, dass jede Aperturgruppe
aus Aperturzeilengruppen besteht, dass die Gesamtheit der Aperturzeilen
eine Matrix aus m × n
Zellen aufspannt, dass m Zellen eine Zeile bilden, und dass in jeder
Zeile k Öffnungen ausgebildet
sind.
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Das
U.S. Patent 4,153,843 offenbart ein Belichtungssystem mit mehreren
Strahlen. Dazu ist im Strahlengang eines Elektronenstrahl-Belichtungssystems
ein zweidimensionales Array mit mehreren Öffnungen vorgesehen. Das Array
wird von dem Elektronenstrahl flächig
beleuchtet und verkleinert auf ein Substrat abgebildet. Es ist lediglich
eine einzelne Aperturplatte vorgesehen, die aus der flächigen Beleuchtung
die mehreren einzelnen Elektronenstrahlen erzeugt. Die einzelnen Öffnungen
sind gleichmäßig innerhalb
einer Zeile über
die Aperturplatte verteilt.
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Die
U.S. Patentanmeldung US 2003/0155534 A1 offenbart ein maskenloses
Belichtungssystem für
Partikelstrahlen. Eine Vielzahl von hintereinander geschachtelten
Aperturplatten erzeugen aus einem Elektronenstrahl eine Vielzahl
von Einzelstrahlen. Die obersten zwei Platten und die unterste Platte
haben Öffnungen
ausgebildet, durch die der Elektronenstrahl durchtritt. Jede der
Platten hat eine Dicke von ungefähr
100 μm und
sind von einander durch einen Abstand von 100 μm bis 1 mm beabstandet. Zwischen
der zweiten Platte und der untersten Platte ist ein Array von Korrekturlinsen
vorgesehen, das vor der letzten Aperturplatte angeordnet ist. Die
Dichte der Öffnungen
innerhalb einer Zeile ist konstant.
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Das
U.S. Patent 5,144,142 offenbart ein Teilchenstrahlsystem, das eine
Aperturplatte enthält,
um entsprechende Teilstrahlen ausblenden zu können. Die einzige Aperturplatte
umfasst m-Reihen und n-Spalten aus Öffnungen, die zweidimensional
auf einem Substrat angeordnet sind. Jeder Öffnung ist ein Paar von Ablenkelektroden
zugeordnet. Ferner sind n × m-bit-Schieberegister
auf dem Substrat vorgesehen, um den Musterdaten entsprechende Spannungen
an die m-Paare der Ablenkelektroden zuzuführen. Die Aperturplatte ist
jedoch lediglich als einzelnes Bauteil ausgebildet. Es ist ebenfalls
keine ungleichmäßige Verteilung
der Öffnungen
innerhalb einer Zeile vorgeschlagen.
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Das
U.S. Patent 5,369,282 offenbart ein Teilchenstrahlsystem, das aus
einem flächigen
Elektronenstrahl mit Hilfe einer Aperturplatte eine Vielzahl von
Teilstrahlen erzeugt, die auf ein Substrat abgebildet werden. Eine
Vielzahl von Öffnungen
sind in der Aperturplatte ausgebildet. Die Öffnungen sind gleichmäßig über der
Aperturplatte verteilt.
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Das
U.S. Patent 5,430,304 offenbart ein Teilchenstrahlsystem, mit dem
eine Vielzahl von Teilstrahlen auf ein Substrat abgebildet werden.
Es ist ebenfalls eine Aperturplatte vorgesehen, in der eine Vielzahl
von schaltbaren Öffnungen
ausgebildet sind. Die Öffnungen
werden über
eine entsprechende Anzahl von Schieberegistern angesteuert. Die
Verteilung der Öffnungen
in der Aperturplatte ist homogen.
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Der
Artikel „Programmable
Aperture Plate for Maskless High-Throughput Nanolithography" von Berry et al.;
J. Vac. Sci. Technol. B 15(6), Nov/Dec 1997; Seite 2382 bis 2386,
offenbart ein programmierbares Aperturenarray, das 3000 × 3000 Aperturen
umfasst, die individuell elektronisch angesteuert beziehungsweise
aktiviert werden können,
um dadurch den Strahldurchtritt zu kontrollieren oder zu steuern.
Das zu schreibende Muster wird von einer Seite in das Aperturplattensystem
als binäres
Bildsignal eingeleitet und zu der anderen Seite durchgeschoben.
Das Aperturplattensystem umfasst eine Aperturplatte mit den entsprechenden
Ablenkelektroden, wobei die Öffnungen
entsprechend regelmäßig verteilt
sind.
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Aus
den obigen Publikationen sind Multistrahlmodulatoren in Form von
Zeilen bzw. Arrays bekannt, bei denen die Ansteuerung jedes Steuerelementes
separat erfolgt, was jedoch auf Grund der großen Anzahl von Zuleitungen
die Zahl der parallel arbeitenden Strahlen auf ca. 1000 begrenzt
und trotz des vielfachen Aufwandes nur einen mäßigen Produktivitätszuwachs
ermöglicht.
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Im
weiteren wurden deshalb regelmäßige bzw.
gleichmäßige Arraystrukturen
mit n Zeilen und m Spalten vorgeschlagen, in denen die Information Ein/Aus
in jeder Zeile von einem der m Modulatorelemente zum nächsten über integrierte
Verzögerungsglieder
oder Schieberegister weitergegeben wird. Das zeitliche Shiften des
Pixelbildes von Spalte zu Spalte wird mit einer Scanbewegung aller
Strahlen relativ zum Substrat korreliert, so dass es gelingt, alle n × m Strahlen
parallel zu nutzen, wobei mit jedem Belichtungstakt jedoch nur neue
Daten für
die n Modulatoren der ersten Spalte bereitgestellt werden müssen. Hauptmangel
bekannter Realisierungen dieses Prinzips ist die Beschränkung auf
ein Bit (Ein/Aus) pro Belichtungstakt und Zeile, wodurch zwingend
erforderliche Dosisstufen, Proximitykorrekturen u.ä. nur in
begrenztem Umfang durch Verwendung mehrerer Arrays realisiert werden
können.
Bekannte Lösungen
für den
Blanking Chip benötigen eine
hohe Speicherdichte und sind unflexibel.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Multistrahlmodulatoren für einen
Partikelstrahl zur maskenlosen Übertragung
eines Layouts auf ein Substrat zu schaffen, die direkt elektronisch
angesteuert werden können,
und wobei der Multistrahlmodulator sowohl hinsichtlich des minimalen
Speicherbedarfs der elektronischen Schaltung, als auch der zeitlichen
und räumlichen
Homogenisierung des Gesamtstrahls sowie strahloptischer Gesichtspunkte konfigurierbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Multistrahlmodulator mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Verwendung des Multistrahlmodulators
zur maskenlosen Substratsstrukturierung, wobei der Multistrahlmodulator
sowohl hinsichtlich des minimalen Speicherbedarfs der elektronischen
Schaltung, als auch der zeitlichen und räumlichen Homogenisierung des
Gesamtstrahls sowie strahloptischer Gesichtspunkte konfigurierbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Multistrahlmodulator mit den Merkmalen
des Anspruchs 22 gelöst.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass dadurch die aufwändigen und kostenintensiven
Schritte der Herstellung von Belichtungsmasken vermieden werden.
Das zeitlich serielle Schreibprinzip bedingt jedoch eine gegenüber der
parallelen Strukturübertragung
mittels Maske verringerte Produktivität der Belichtung. Eine Entwicklungsrichtung
maskenloser Belichtungsgeräte
besteht deshalb darin, durch eine große Anzahl parallel arbeitender
Teilstrahlen die effektive Schreibgeschwindigkeit zu vervielfachen.
Die Teilstrahlen sind dabei in Form eines Arrays angeordnet und
können
durch ein spezielles Modulationselement (steuerbare Strahlquellen
/ Blanker / Spiegel) einzeln ein- und ausgeschaltet werden. Der
vorliegende Erfindungsvorschlag beschreibt den Aufbau eines Multistrahlmodulators
auf der Basis von zeilenorientierten Schieberegistern und dessen
Konzept der Dosissteuerung. Dabei kann der Multistrahlmodulator
sowohl hinsichtlich minimalen Speicherbedarfs der elektronischen
Schaltung, als auch der zeitlichen und räumlichen Homogenisierung des
Gesamtstrahls sowie strahloptischer und thermischer Gesichtspunkte
konfiguriert werden. Im weiteren beinhaltet er Lösungsvorschläge, wie
mittels Rekonfigurierbarkeit der Steuerung eine Fehlerredundanz und
Dosiskorrektur ermöglicht
wird.
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Der
Multistrahlmodulator hat den Vorteil, dass die Dichte der Öffnungen
innerhalb einer Zeile ungleichmäßig verteilt
ist. Dadurch werden somit Extrema in dem Gesamtstrom aller Teilstrahlen
vermieden. Die Öffnungen
innerhalb einer Zeile sind gleich beabstandet, wobei aber der Abstand
zwischen den Öffnungen,
ausgedrückt
in einer Anzahl von Zellen, kleiner ist als der Quotient aus der
Zahl der Zellen einer Zeile und der Zahl der Öffnungen innerhalb einer Zeile.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Zahl k der Öffnungen innerhalb einer Zeile
zwischen 64 und 71 beträgt bzw. einem Vielfachen davon.
Die Zellen des Multistrahlmodulators besitzen eine quadratische
Form und die Größe der Zellen
entspricht einem am Target zu schreibenden Pixel multipliziert mit
dem Abbildungsmaßstab
der nachgeschalteten Optik. Alle Öffnungen einer Zeile nebst
dazwischenliegender Zellen bilden eine Aperturzeile. Mehrere Aperturzeilen, die
im gleichen X-Intervall und einem gewählten Y-Intervall liegen, sind
zu Aperturzeilengruppen zusammengefasst. Ebenso sind die Aperturzeilengruppen zu
Aperturgruppen zusammengefasst und regelmäßig auf einem Chip einer Aperturplatte
angeordnet. Die Aperturgruppen sind durch Stege getrennt, auf denen
keine Strukturierung vorgenommen ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
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In
der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt
und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
Darstellung einer Aperturplatte gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines gesamten Systems zur
Elektronenstrahllithographie;
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3 eine
schematische Darstellung der Vorrichtung zur Strukturierung eines
Partikelstrahls;
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4 eine
erste Ausführungsform
der Aperturplatte gemäß der Erfindung,
wobei die Öffnungen in
der Apertuplatte nach dem erfindungsgemäßen System verteilt sind;
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5 eine
zweite Ausführungsform
der Aperturplatte, wobei die Öffnungen
in der Aperturplatte nach dem erfindungsgemäßen System verteilt sind;
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6 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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7 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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8 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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9 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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10 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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11 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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12 eine
schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte gemäß einer
weiteren Ausführungsform,
wobei die Aperturgruppen auf einem Chip konfiguriert sind;
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13 eine
Anordnung der Schieberegister auf der erfindungsgemäßen aktiven
Aperturplatte;
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14 einen
Vorschlag, bei dem jedem Modulatorelement eine kombinatorische Logikschaltung zugeordnet
ist;
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15 einen
Vorschlag, bei dem die Modulatorelemente durch eine konfigurierbare
Logik angesteuert werden; und
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16 eine
Modifikation der Geometrie der Öffnungen
in der Aperturplatte.
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1 ist
eine Darstellung einer Aperturplatte 100 gemäß dem Stand
der Technik. In der Aperturplatte 100 sind in einer sind
M Zeilen 101 mit m Zellen und N Spalten 102 mit
n Zellen ausgebildet. In jeder Zeile 101 ist eine bestimmte
Anzahl k Öffnungen 103 ausgebildet.
Die Öffnungen 103 sind
innerhalb einer Zeile derart Verteilt, dass die Dichte der Öffnungen 103 innerhalb
einer Zeile gleich ist.
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2 zeigt
schematisch den Aufbau eines gesamten Systems zur maskenlosen Elektronenstrahllithographie.
Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf Elektronenstrahlen
beschränkt,
soll dies nicht als eine Beschränkung
der Erfindung aufgefasst werden. Es ist selbstverständlich,
dass die Erfindung für
alle Partikelstrahlen geeignet ist.
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Von
einer Elektronenkanone 30 wird ein Elektronenstrahl 31 erzeugt,
der sich in Richtung einer elektronenoptischen Achse 32 ausbreitet.
Die aus der Elektronenkanone 30 austretenden Elektronen
weisen einen Quell-Crossover 310 auf.
Der Elektronenkanone 30 ist eine Strahlzentriereinrichtung 33 nachgeschaltet,
die den Elektronenstrahl symmetrisch um die optische Achse 32 ausrichtet.
Nach der Strahlzentriereinrichtung durchläuft der Elektronenstrahl 31 ein
Kondensorsystem 10, das aus dem anfänglich divergenten Elektronentrahl 31 einen
parallelen Strahl formt. Der durch das Kondensorsystem 10 geformte
Strahl besitzt einen Durchmesser, über den die Intensität homogen
verteilt ist. Nach dem Kondensorsystem 10 ist ein flächiges Objekt 34 vorgesehen.
Das flächige
Objekt 34 ist eine Aperturplatte bzw. ein Apertuplattensystem 50.
Das Apertuplattensystem 50 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen
zur Erzeugung vieler paralleler Strahlenbündel 36 versehen.
In Ausbreitungsrichtung der Strahlenbündel 36 hin zum Target 6 folgt
eine Ablenkplatte 35, die eine Vielzahl von Strahlablenkeinheiten
besitzt. Nach der Ablenkplatte 35 folgt eine Beschleunigungslinse 39, die
die Energie der Elektronen im Elektronenstrahl 31 erhöht und dann
ein erstes Zwischenbild des Crossovers 31, am Ort der Aperturblende 38 erzeugt.
Alle individuellen Crossover der Teilstrahlenbündel 36 entstehen
nahezu am gleichen Ort, nämlich
der Blendenöffnung
der Aperturblende 38. Der Durchmesser der Öffnung der
Aperturblende 38 ist dabei so gewählt, dass nahezu alle Elektronen
der unabgelenkten Strahlenbündeln 36 die
Aperturblende 38 passieren können. Einzelstrahlen 37,
die durch die Ablenkplatte 35 eine individuelle Richtungsänderung
erfahren haben, werden an der Aperturblende 38 gestoppt,
da ihr Crossover-Zwischenbild nicht am Ort der Aperturblendenöffnung entsteht.
Im weiteren Strahlverlauf folgt jetzt mindestens eine magnetische Linse 40 zwecks
verkleinerter Abbildung der Aperturplatte 34 auf das Target 6.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwei magnetische Linsen 40 gezeigt. Bei der Abbildung
entsteht ein zweites Zwischenbild des Crossovers 312 .
Bevor die unabgelenkten Strahlenbündel 36 auf das Target 6 treffen, das
zum Beispiel ein Wafer ist, durchlaufen sie eine Objektivlinse 41.
Die Objektivlinse 41 ist mit einer Vielzahl von Elementen
ausgestattet. Vor und nach einem zweiten Crossover 312 des Elektronenstrahls 31 sind
zwei Ablenkeinrichtungen 45 und 46 vorgesehen.
Die Ablenkeinrichtungen 45 und 46 dienen zum Auslenken
und zur Lagebestimmung des Elektronenstrahls 31 beziehungsweise
der Vielzahl der unabgelenkten Strahlenbündel 36 im Target 6.
Die zwei unabhängig
steuerbaren Ablenksysteme 45 und 46 werden vorteilhaft
dazu benutzt, um langsame und schnelle Ablenkvorgänge separat
optimal zu gestalten. Schnelle Ablenkvorgänge im Frequenzgebiet Megaherz
bis Gigaherz sind zum Beispiel erforderlich, um mittels sägezahnförmiger Ablenkungen
die Position der verkleinerten Aperturplatte 34 auf dem gleichförmig bewegten
Target 6 für
die Zeitdauer eines Belichtungsschrittes beziehungsweise Belichtungstaktes
konstant zu halten und anschließend
in sehr kurzer Zeit zum nächsten
Belichtungspunkt zu springen. Da benachbarte Pixel typisch kleiner
als 100 Mikrometern entfernt sind, wird das schnelle Ablenksystem 46 bevorzugt
als elektrostatisches System aufgebaut. Für die Kompensation niederfrequenter
Positionsabweichungen des Targets 6 von der gleichförmigen Bewegung
im Bereich von einigen Mikrometern kommt bevorzugt ein langsames
aber hochgenaues magnetisches Ablenksystem 45 zum Einsatz.
Ferner sind Stigmatoren 44 vorgesehen, die bevorzugt als
mehretagige magnetische Spulensysteme aufgebaut sind, um Astigmatismen
und Verzeichnungen, die in der optischen Säule durch Fertigungstoleranzen
und Justagefehler bedingt sind, auszugleichen. Die Objektivlinse 41 besitzt
ein am Landepunkt des Elektronenstrahls am Target 6 abtastendes
Höhenmesssystem 42.
Das Höhenmesssystem 42 dient
der Erfassung von Unebenheiten des Targets 6 (zum Beispiel
Wafer) sowie von Höhenschwankungen,
die ein Verschiebetisch verursachen kann. Ein Detektor 43 für die von
Target 6 rückgestreuten
Partikel beziehungsweise Elektronen befindet sich nahe dem Strahlauftreffpunkt.
Dieser Detektor 43 dient der Positionsermittlung von Marken
auf dem Target 6 zum Zwecke der Überdeckung mehrerer Belichtungsebenen
beziehungsweise zur Kalibrierung von Steuerelemente einer Belichtungsanlage.
Weiterhin befinden sich drei Korrekturlinsenpaare 23, 24, 25 im
unteren Bereich der Korpuskularstrahleinrichtung 2. Die
Korrekturlinsen 23, 24, 25 dienen der
dynamischen Korrektur des Fokus, der Bildfeldgröße und der Bildfeldrotation
während
der Belichtung des kontinuierlich bewegten Targets 6. Das
Korrekturlinsensystem 23, 24, 25 ermöglicht die
Korrektur von Fehlern, die durch Höhenschwankungen des Targets,
sowie durch veränderliche
Raumladungen im Säulenbereich
hervorgerufen werden.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 50 zur
Strukturierung eines Partikelstrahls 31. Es sei bemerkt,
dass der Partikelstrahl 31 mit einem Elektronenstrahl gleichzusetzen
ist. Die Vorrichtung 50 zur Strukturierung des Partikelstrahls 31 besteht
aus einer ersten Aperturplatte 51, einer zweiten Aperturplatte 52,
einer dritten Aperturplatte 53 und einer vierten Aperturplatte 54.
Der in Richtung der optischen Achse 32 einfallende Partikelstrahl
beleuchtet großflächig die
erste Aperturplatte 51. In der ersten Aperturplatte 51 sind
eine Vielzahl von Öffnungen 61 ausgebildet,
die einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt besitzen. Die
erste Aperturplatte 51 besteht aus Silizium und besitzt
eine Dicke 51D von circa 20 μm bis 100 μm. Der ersten
Aperturplatte 51 ist eine zweite Aperturplatte 52 nachgeschaltet.
In der zweiten Aperturplatte sind ebenfalls Öffnungen 62 ausgebildet.
Der zweiten Aperturplatte 52 ist eine dritte Aperturplatte 53 nachgeschaltet,
in der ebenfalls mehrere Öffnungen 63 ausgebildet sind.
Der dritten Aperturplatte 53 ist eine vierte Aperturplatte 54 nachgeschaltet,
in der ebenfalls mehrere Öffnungen 64 ausgebildet
sind. Alle Öffnungen 61, 62, 63, 64 in
der ersten Aperturplatte 51, in der zweiten Aperturplatte 52,
in der dritten Aperturplatte 53 und in der vierten Aperturplatte 54 haben
einen quadratischen Querschnitt. Die Öffnung 61 in der ersten Aperturplatte
besitzt eine größere Abmessung 71 als die Öffnung 62 in
der zweiten Aperturplatte 52. Die der ersten Aperturplatte 51 nachgeschaltete
Aperturplatte 52 besitzt dabei eine Dicke 52D von wenigen Mikrometern und die Öffnungen 62 besitzen
einen hochgenauen quadratischen Querschnitt. Hochgenau bedeutet
in diesem Zusammenhang, dass der Querschnitt eine Toleranz < 100 nm für die absolute Maßhaltigkeit
in x und y einhält
und ebenso die Eckenradien sowie die Kantenrauhigkeit eine Toleranz < 100 nm erfüllen. Die Öffnungen 62 in
der zweiten Aperturplatte 52 besitzen eine Abmessung 72, die
kleiner ist als die Abmessung 71 der Öffnung 61 in der ersten
Aperturplatte 51. Ein typisches Verhältnis für die Abmessungen der Öffnungen 71 : 72 beträgt 2...3,
wenn man absolute Maße
von 6...3 μm
für die Öffnung 62 unterstellt.
Die erste Aperturplatte 51 wird, wie bereits erwähnt, flächig vom
einfallenden Elektronenstrahl 31 beleuchtet und erzeugt
dabei durch die Öffnungen 61 mehrere
Teilstrahlen, die im Querschnitt dem Querschnitt der Öffnungen 61 in
der ersten Aperturplatte 51 entsprechen. Die erste Aperturplatte 51 dient
nicht nur zur Erzeugung einer Vielzahl von Teilstrahlen, sondern
dient auch dazu, die vom einfallenden Elektronenstrahl 31 erzeugte überschüssige Wärme abzuleiten.
Die durch die erste Aperturplatte 51 erzeugten Teilstrahlen
treffen auf die zweite Aperturplatte 52, wobei die Öffnungen 62 in der
zweiten Aperturplatte 52 den für die Abbildung erforderlichen
formdefinierten Teilstrahl 80 erzeugen. Der formdefinierte
Teilstrahl 80 trifft auf die dritte Aperturplatte 53,
in der Öffnungen 63 ausgebildet sind,
die ebenfalls eine größere Abmessung 73 aufweisen
als die Öffnungen 62 in
der zweiten Aperturplatte 52. Die dritte Aperturplatte 53 weist
auf der dem einfallenden Partikelstrahl 31 abgewandten
Seite eine Ansteuerschaltung 55 auf, die die für die Ablenkung
des formdefinierten Teilstrahl 80 erforderlichen Signale
erzeugt. Die dritte Aperturplatte 53 besitzt eine Dicke 53D von circa 20 μm bis 100 μm. Die vierte Aperturplatte 54 besitzt
eine Dicke 54D von circa 20 μm bis 100 μm.
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Ebenso
ist an der dem einfallenden Partikelstrahl 31 abgewandten
Seite der dritten Aperturplatte 53 jede Öffnung 63 ein
Deflektor 56 für
den formdefinierten Teilstrahl 80 zugeordnet. Der dritten
Aperturplatte 53 ist eine vierte Aperturplatte 54 nachgeschaltet,
in der ebenso Öffnungen 64 vorgesehen
sind, die in etwa die gleiche Abmessung 74 aufweisen wie
die Öffnungen 63 in
der dritten Aperturplatte 53. Die erste Aperturplatte 51,
die zweite Aperturplatte 52, die dritte Aperturplatte 53 und
die vierte Aperturplatte 54 sind zueinander derart angeordnet,
dass alle Öffnungen 61, 62, 63, 64 entlang
einer Zentrumsachse 81 ausgerichtet sind.
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4 zeigt
eine erste Ausführungsform
der Aperturplatte 400 gemäß der Erfindung. Die Öffnungen 403 in
der Aperturplatte 400 sind nach dem erfindungsgemäßen System
verteilt. In der Aperturplatte 400 sind M Zeilen 401 mit
N Zellen und N Spalten 402 mit M Zellen ausgebildet. In
jeder Zeile 401 ist eine bestimmte Anzahl k Öffnungen 403 ausgebildet.
Die Öffnungen 403 sind
innerhalb einer Zeile derart Verteilt, dass die Dichte der Öffnungen 403 innerhalb
einer Zeile 401 ungleichmäßig verteilt ist. In dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind die Öffnungen 403 innerhalb
einer Zeile 401 derart gruppiert, dass der Abstand zwischen
den Öffnungen 403 in
einer Zeile 401 zwei Zellen beträgt. Die Zahl der Öffnungen 403 in
einer Zeile 401 ist vier. Dabei ist die Zahl der Zellen
innerhalb einer Zeile 401 um ca. den Faktor mindestens
zehn größer als
die Zahl der Öffnungen 403.
Die vier Öffnungen 403 sind
derart verteilt, dass jede dritte Zelle eine Öffnung 403 ist. Der Aperturzeilenversatz 404 beträgt achtzehn
Zellen in X-Richtung, d.h., dass jeweils zwei in X-Richtung nebeneinander
liegende Aperturzeilen 406 um achtzehn Zellen versetzt
sind. Eine Aperturzeilensubgruppe 407 umfasst drei Aperturzeilen 406.
Aperturzeilengruppen 408 werden durch eine Vielzahl von
in Y-Richtung aneinander grenzender Aperturzeilensubgruppen 407 gebildet.
In X-Richtung benachbarte Aperturzeilen 406 gehören stets
zu verschiedenen Aperturzeilengruppen und besitzen einen Y-Versatz von
wenigstens einer Zelle.
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5 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Aperturplatte 500 gemäß der Erfindung. Die Öffnungen 503 in
der Aperturplatte 500 sind nach dem erfindungsgemäßen System
verteilt. In der Aperturplatte 500 sind M Zeilen 501 mit
m Zellen und N Spalten 502 mit n Zellen ausgebildet. In
jeder Zeile 501 ist eine bestimmte Anzahl k Öffnungen 503 ausgebildet. Die Öffnungen 503 sind
innerhalb einer Zeile derart Verteilt, dass die Dichte der Öffnungen 503 innerhalb einer
Zeile 501 ungleichmäßig verteilt
ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 503 innerhalb
einer Zeile 501 derart gruppiert, dass der Abstand zwischen
den Öffnungen 503 in
einer Zeile 501 zwei Zellen beträgt. Die Zahl der Öffnungen 503 in
einer Zeile 501 ist vier. Dabei ist die Zahl der Zellen
innerhalb einer Zeile 501 um ca. den Faktor mindestens
zehn größer als
die Zahl der Öffnungen 503.
Die vier Öffnungen 503 sind
derart verteilt, dass jede dritte Zelle eine Öffnung 503 ist. Der Aperturzeilenversatz 504 beträgt in X-Richtung
fünfzehn
Zellen, d.h., dass jeweils zwei benachbarte Aperturzeilensubgruppen 505, 507 um
fünfzehn
Zellen in X-Richtung versetzt sind. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
wechseln eine erste Aperturzeilensubgruppe 505 und eine
zweite Apertuzeilensubgruppe 507 einander ab. Sowohl die
erste als auch die zweite Aperturzeilensubgruppe 505 und 507 umfasst
drei Aperturzeilen 506. Die erste Aperturzeilensubgruppe 505 ist
dabei derart ausgestaltet, dass die erste Zeile 501 der
ersten Aperturzeilensubgruppe 505 mit einer Öffnung 503 beginnt.
Die zweite Aperturzeilensubgruppe 507 ist dabei derart
ausgestaltet, dass die erste Zeile 501 bei der dritten
Zelle mit einer Öffnung 503 beginnt.
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Die
oben erläuterten
Realisierungsvarianten sind auf der Basis der vorgeschlagenen Verteilung der Öffnungen 403, 503 folglich
auch der Modulatorelemente vorgeschlagen, wobei alle k Modulatorelemente
jeder Zeile 401, 501 in möglichst geringem Abstand von
p-mal der Teilstrahlbreite (p = 4...8) direkt hintereinander angeordnet
sind und sich dadurch die geringst mögliche Aperturzeilenlänge ergibt.
Jeweils p Aperturzeilengruppen sind in X-Richtung versetzt angeordnet, wobei
der Versatz einem ganzzahligen Vielfachen der Teilstrahlbreite entspricht
und größer als
die Aperturzeilenlänge
ist. Durch wiederholte, orthogonal zur Zeilenrichtung versetzte
Anordnung von Aperturzeilensubgruppen 407 bzw. 505, 507 entstehen
Aperturzeilengruppen, die das komplette Blendenarray darstellen(siehe 4 und 5).
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Da
die Dosisinformationen jeweils nur in verkürzten Zeilen, nämlich den
Aperturzeilen gehalten werden müssen,
ergibt sich eine Verringerung der Gesamtspeicherdichte um den Faktor
p. Außerdem verringern
sich durch die engere Nachbarschaft aller Öffnungen 403, 503 und
folglich auch der Modulatorelemente in jeder Zeile 401, 501,
die Unschärfe
für ein
bestimmtes Pixel auf dem Substrat, die durch Überlagerung der unterschiedlichen
Verzeichnungen entsteht, die die einzelnen Aperturen einer Aperturzeile
bei der Abbildung auf das Target erleiden. Weiterhin ergibt sich
die Möglichkeit
der Korrektur von Verzeichnungsrestfehlern, die z.B. fertigungsbedingt sein
können
und ermittelt wurden, was sich ebenso in einer verbesserten lithographischen
Auflösung
niederschlägt.
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Herzstück der vorgeschlagenen
Vorrichtung 50 ist das Aperturplattensystem, wobei bei
mindestens einer aktiven Aperturplatte 53 den Öffnungen 403, 503 Deflektoren
oder Modulatorelemente (siehe 3) zugeordnet
sind. Die Erfindung benutz dabei kein vorgegebenes, regelmäßiges Array
von Öffnungen 403, 503 bzw.
von Deflektoren. Die Dichte der Öffnungen 403, 503 innerhalb
einer Zeile 401, 501 ist nicht gleichmäßig über die
Zeile 401, 501 verteilt. Die Deflektoren oder
Modulatorelemente umfassen M Schieberegister der Länge n. Dies
ergibt einen, von den verschiedenen physikalischen und technologischen
Randbedingungen abhängenden,
Multistrahlmodulator.
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6 zeigt
eine schematische Ansicht einer kompletten aktiven Aperturplatte 600 gemäß einer Ausführungsform.
Die Größe eines
Chips 601, auf dem die Aperturplatte 600 realisiert
ist, beträgt
33 mm × 26
mm. Auf dem Chip 601 ist ebenfalls eine Steuerelektronik 602 realisiert.
Auf der Aperturplatte 600 sind die Aperturzeilengruppen 604,
die in einer X- Linie 605 angeordnet sind, durch Stege 606 voneinander
getrennt. In den Stegen 606 ist keine Strukturierung durch
Aperturzeilengruppen vorgenommen. Die sechs Aperturzeilengruppen
in jeder X-Linie 605 besitzen untereinander einen Y-Versatz
von 1 bis 5 Zellen, so dass die Öffnungen
der Aperturzeilen jeder Aperturzeilengruppe in unterschiedlichen Zeilen
positioniert sind. Bei dem in 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 64) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile 64. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Der Aperturzeilenversatz in X-Richtung
X kann z. B. X = 384W + 6 × j × W sein.
Dabei ist 6 × j × W die
Breite der Stege 606 zwischen den in einer Linie angeordneten Aperturzeilengruppen 605.
W steht für
die Abmessung der Öffnungen
bzw. Zellen und j ist eine ganze Zahl. Eine Aperturzeilengruppe 604 kann
z.B. 64 Aperturzeilen umfassen, die in Y-Richtung jeweils
um 6W versetzt sind. Alle 60 dargestellten Aperturzeilengruppen 604 zusammen
beinhalten somit 3840 Aperturzeilen mit jeweils 64 Öffnungen.
Aus Gründen
der Datenübertragungseffektivität kann es
sinnvoll sein, die Anzahl der Aperturzeilen z.B. auf 4096 zu erweitern,
was durch Anordnung weiterer Aperturzeilengruppen bzw. durch Erhöhung der
Anzahl der Aperturzeilen pro Aperturzeilengruppe erfolgen kann. Symbolisch
angedeutete elektrische Leitungen 609 verbinden die Ansteuerelektronik
mit den jeweiligen ersten Schieberegistern jeder Aperturzeile, die
die Grauwertinformation dann getaktet von Zelle zu Zelle durch die
Aperturzeile schiebt.
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7 zeigt
eine schematische Ansicht einer kompletten aktiven Aperturplatte 700 gemäß einer weiteren
Ausführungsform.
Die Größe eines
Chips 701, auf dem die Aperturplatte 700 realisiert
ist, beträgt
33 mm × 26
mm. Auf dem Chip 701 ist analog zu 6 eine Steuerelektronik
(nicht dargestellt) realisiert. Auf dem Chip 701 der Aperturplatte 700 sind die
einzelnen Aperturzeilengruppen 704, derart angeordnet,
dass sich der Abstand 707 zwischen den einzelnen Aperturzeilengruppen 704 in
den Eckbereichen 705 eines um die Anordnung der einzelnen Aperturzeilengruppen
gezogenen Rechtecks 706 verringert. In den Abständen 707 zwischen
den Aperturzeilengruppen 704 ist keine Strukturierung durch Aperturzeilengruppen 704 vorgenommen.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 64) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Der Aperturzeilenversatz in X-Richtung
X kann z. B. X = 384W + 6 × j × W sein.
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Dabei
ist 6 × j × W der
maximale Abstand 707 zwischen den aneinander gereihten
Aperturzeilengruppen 704. Eine Aperturzeilengruppe 704 kann z.B. 64 Aperturzeilen
umfassen, die in Y-Richtung jeweils um 6W versetzt sind. Alle dargestellten
sechzig Aperturzeilengruppen 704 zusammen beinhalten somit
3840 Aperturzeilen mit jeweils 64 Öffnungen.
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8 zeigt
eine schematische Ansicht einer kompletten aktiven Aperturplatte 800 gemäß einer weiteren
Ausführungsform.
Die Größe eines
Chips 801, auf dem die Aperturplatte 800 realisiert
ist, beträgt
33 mm × 26
mm. Auf dem Chip 801 ist analog zu 6 eine Steuerelektronik
(nicht dargestellt) realisiert. Auf dem Chip 801 der Aperturplatte 800 sind die
einzelnen Aperturzeilengruppen 804 in eine erste Aperturgruppe 810,
eine zweite Aperturgruppe 820 und eine dritte Aperturgruppe 830 gegliedert.
Die einzelnen Aperturzeilengruppen 804 der ersten Aperturgruppe 810,
der zweiten Aperturgruppe 820 und der dritten Aperturgruppe 830 sind
derart angeordnet, dass die einzelnen Aperturzeilengruppen einer
jeden Aperturgruppe unmittelbar aneinander grenzen. Die einzelnen
Aperturgruppen 810, 820 und 830 sind
auf dem Chip voneinander durch unstrukturierte Bereiche 807 beabstandet.
Die zweite Aperturgruppe 820 ist dabei derart ausgestaltet,
dass um das Symmetriezentrum 809 der zweiten Aperturgruppe 820 vier Aperturzeilengruppen 804 angeordnet
sind. An die vier zentralen Aperturzeilengruppen 804 schließen sich
jeweils vier L-förmige
Anordnungen 811 der Aperturzeilengruppen an, wobei die
kurzen Schenkel des L's
nach Außen
weisen. Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 64) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile 64. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Eine Aperturzeilengruppe 804 kann
z.B. 64 Aperturzeilen umfassen, die in Y-Richtung um 6W
versetzt sind.
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9 zeigt
eine schematische Ansicht einer kompletten aktiven Aperturplatte 900 gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung. Die Größe eines
Chips 901, auf dem die Aperturplatte 900 realisiert
ist, beträgt
33 mm × 26
mm. Auf dem Chip 901 ist symmetrisch aufgebaut und besitzt
an gegenüberliegenden
Seiten jeweils eine Steuerelektronik 908. Auf dem Chip 901 der
Aperturplatte 900 sind die einzelnen Aperturzeilengruppen 904 in
sechs Aperturgruppen 910, 920, 930, 940, 950, 960 angeordnet. Die
Form der Anordnung der einzelnen Aperturgruppen 910, 920, 930, 940, 950, 960 ist
im wesentlichen linear. Ebenso besitzen die einzelnen Aperturgruppen 910, 920, 930, 940, 950, 960 den
gleichen Abstand 907 voneinander. Die dritte und die vierte
Aperturgruppe 930, 940 haben eine Zahl H von linear
angeordenten Aperturzeilengruppen 904. Die zweite und die
fünfte
Aperturgruppe 920, 950 besitzen an den jeweils
gegenüberliegenden
Enden der linearen Anordnung der Aperturgruppe 920, 950 ein
Ende aus vier quadratisch angeordneten Aperturzeilengruppen 904.
Die erste und die sechste Aperturgruppe 910, 960 haben
ein Zahl H von linear angeordenten Aperturzeilengruppen 904 eine
Zahl H – 4
von linear angeordenten Aperturzeilengruppen 904. Bei dem
in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel, ist die Zahl N
(N = 64) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile 64. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Eine Aperturzeilengruppe 904 kann
z.B. 64 Aperturzeilen umfassen, die in Y-Richtung um 6W versetzt
sind.
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10 zeigt
eine schematische Ansicht einer kompletten aktiven Aperturplatte 1000 gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
Die Größe eines Chips 1001,
auf dem die Aperturplatte 1000 realisiert ist, beträgt 66 mm × 52 mm.
Auf dem Chip 1001 ist auf gegenüberliegenden Seiten eine Steuerelektronik 1005 realisiert.
Auf dem Chip 1001 der aktiven Aperturplatte 1000 sind
die einzelnen Aperturzeilengruppen 1004, um ein Symmetriezentrum 1008 herum
angeordnet. Der Bereich 1009 um das Symmetriezentrum 1008 herum
ist frei von jeglicher Strukturierung. Bei dem in 10 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 128) der Öffnungen in
jeder Aperturzeile 128. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen, bzw.
der Pitchabstand p (p = 6). Eine Aperturzeilengruppe 1004 kann
z.B. 128 Aperturzeilen umfassen, die in Y-Richtung um 6W versetzt
sind. Alle 60 dargestellten Aperturzeilengruppen 1004 zusammen
beinhalten somit 7680 Aperturzeilen mit jeweils 128 Öffnungen.
Aus Gründen
der Datenübertragungseffektivität kann es
sinnvoll sein, die Anzahl der Aperturzeilen z.B. auf 8192 zu erweitern,
was durch Anordnung weiterer Aperturzeilengruppen bzw. durch Erhöhung der
Anzahl der Aperturzeilen pro Aperturzeilengruppe erfolgen kann.
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11 zeigt
eine schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte 1100 gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
Die Größe eines
Chips 1101, auf dem die Aperturplatte 1100 realisiert
ist, beträgt
66 mm × 52
mm. Auf dem Chip 1101 ist auf gegenüberliegenden Seiten eine Steuerelektronik 1105 realisiert.
Auf dem Chip 1101 der Aperturplatte 1100 sind die
einzelnen Aperturzeilengruppen 1104, um ein Symmetriezentrum 1108 herum
angeordnet. Der Bereich 1109 um das Symmetriezentrum 1108 herum
ist frei von jeglicher Strukturierung. Bei dem in 11 dargestellten
Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 128) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile 128. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Eine Aperturzeilengruppe 1104 kann
z.B. 128 Aperturzeilen umfassen, die in Y-Richtung um 6W
versetzt sind.
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12 zeigt
eine schematische Ansicht einer aktiven Aperturplatte 1200 gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
Die Größe eines
Chips 1201, auf dem die Aperturplatte 1200 realisiert
ist, beträgt
66 mm × 52
mm. Auf dem Chip 1201 ist auf gegenüberliegenden Seiten eine Steuerelektronik 1205 realisiert.
Auf dem Chip 1201 der Aperturplatte 1200 sind die
einzelnen Aperturzeilengruppen 1204, um ein Symmetriezentrum 1208 herum
angeordnet. Der Bereich 1209 um das Symmetriezentrum 1208 herum ist
frei von jeglicher Strukturierung. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel,
ist die Zahl N (N = 128) der Öffnungen
in jeder Aperturzeile 128. Der Abstand zwischen zwei Öffnungen
innerhalb einer Zeile beträgt
fünf Zellen,
bzw. der Pitchabstand p (p = 6). Eine Aperturzeilengruppe 1204 kann z.B. 128 Aperturzeilen
umfassen, die in Y-Richtung um 6W versetzt sind. Der Y-Versatz der
sechs Aperturzeilengruppen innerhalb einer X-Linie 1206 beträgt auch
hier zwischen 1W und 5W.
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Ein
weiterer wichtiger Aspekt bei der Auswahl der Position der Öffnungen
in den einzelnen Aperturplatten und der Position der Aperturzeilenanfänge ist
die Minimierung von Abbildungsfehlern. Aus der konventionellen Optik
ist bekannt, dass diese Fehler mit zunehmendem radialen Abstand
der Teilstrahlen von der Strahlachse stark ansteigen. Es ist deshalb
sinnvoll, ungeachtet der rechteckigen Arraystruktur eine Konfiguration
der Aperturplatte zu wählen,
die Teilstrahlen in den Eckbereichen weitgehend vermeidet, wie das
in den 7, 8, 9, 10, 11 und 12 in
unterschiedlicher Art und Weise beispielhaft dargestellt ist. Da
in der Praxis ein gewisser Mindestabstand zwischen den Modulatorelementen
eingehalten werden muss und, andererseits, aus Gründen von
Platzausnutzung und optischer Transparenz der Anordnung ein kompakter Aufbau
zu bevorzugen ist, ergibt sich als Grundvariante eine regelmäßige Arrayanordnung,
wie sie in verschiedenen Veröffentlichungen
vorgeschlagen wird.
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Die
Ansteuerung (Zufuhr der Dosisinformation) jeder Aperturenzeile erfolgt
direkt am Aperturzeilenanfang, so dass der jeweilige X-Versatz zum
Zeilenanfang bzw. zur Ansteuerelektronik durch Leiterzüge überbrückt wird.
Zur Sicherung der Signalqualität
können
wenige Schieberegister 1302 oder andere Signalformerstufen 1304 dazwischengeschaltet
werden (siehe 13). Der korrekte Datenbezug
kann durch entsprechende Aufbereitung der Dosisdaten und taktverzögerte Ausgabe
der Zeileninformationen elektronisch hergestellt werden.
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Das
Schieberegisterarray M × n
korrespondiert mit einem M × n
großen
Pixelfeld auf dem Substrat oder Traget 6. Die Datenzufuhr erfolgt über die Leitungen 1301,
die eine Bitbreite k besitzen. Ebenso soll jede Schieberegisterstufe
die Bitbreite k besitzen, wodurch 2k verschiedenen
Dosisstufen D kodiert werden können.
Durch Nutzung des oben beschriebenen Scans in Zeilenrichtung, der
exakt synchron zum Schiebetakt abläuft, ist es möglich, jeder
Dosisstufe D, die eine entsprechende Schiebezeile durchläuft, eine
Pixelposition auf dem Substrat zuzuordnen. Da jede Aperturzeile
n Schiebepositionen besitzt, ist es theoretisch möglich, mit
jedem Dosiswert D sukzessive n verschiedene Modulatorelemente anzusteuern.
Diese müssen
jeweils so angeordnet sein, dass die zugehörigen Teilstrahlen durch die
Projektionsoptik in zeitlicher Abfolge auf ein und dasselbe Substratpixel
abgebildet werden – im
Idealfall in regelmäßigen Abständen auf
einer Linie, real auf einem Kurvenzug, der die Verzeichnungen der
Abbildungsoptik kompensiert. Nun ist es aus Platzgründen unmöglich, in
jeder Zeile an jeder Schiebeposition ein Modulatorelement anzuordnen;
andererseits ist das auch nicht notwendig: Zur Erzielung der gewünschten
Dosisstaffelung sind m (typisch 64...512) identische Modulatorelemente
ausreichend: 2k – 1 ≤ m < M. Damit ergibt sich unter Beachtung
des Zusammenhanges zwischen Schiebestufe und Strahlposition in jeder
Aperturzeile die Auswahlmöglichkeit
von M Positionen aus n.
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Hieraus
leitet sich der Aufbau eines Multistrahlmodulators auf der Basis
eines Schieberegisterarray aus M Zeilen und n Schiebestufen, wobei
in jeder Zeile M Modulatorelemente wahlfrei an M von n Positionen
angeordnet werden können.
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In
der praktischen Realisierung können
alle Schiebestufen, die nach dem letzten Modulatorelement in jeder
Zeile folgen würden,
selbstverständlich weggelassen
werden, da die Dosisstufeninformation nicht weiter benötigt wird.
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Auch
die Schiebestufen vor dem ersten Modulatorelement einer Zeile lassen
sich einsparen, wenn die Datenzufuhr mit entsprechender Taktverzögerung erfolgt.
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Ein
weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Erfindung besteht darin, dass
nicht nur eine Ein/Aus-Information durch die Zeilen der aktiven
Aperturplatte oder des Modulatorarrays geschoben wird, sondern eine
Graustufeninformation mit einer Bitbreite k (typisch 6...8 bit).
Dadurch eröffnen
sich vielfältige
Möglichkeiten
der Ansteuerung der Modulatorelemente. 14 zeigt
einen Vorschlag, bei dem jedem Modulatorelement 1401 eine
kombinatorische Logikschaltung 1400 zugeordnet ist. Durch
das am Ausgang der Logikschaltung 1400 anliegenden Signals
wird entschieden, ob das Modulatorelement 1401 den zugehörigen Teilstrahl
ein oder aus schaltet. Auf Grundlage der anstehenden Dosisstufe
D wird somit entschieden, ob zum Zeitpunkt des Übernahmetaktes MODTakt der
Teilstrahl eingeschaltet wird oder nicht. Als Beispiel kann von
den m Logikschaltungen der m Modulatorelemente einer Zeile genau
eine bei D > 0, eine
bei D > 1 usw. bis
genau eine bei D > m – 1 als Resultat „Teilstrahl
ein" liefern, womit
m Dosisstufen realisiert werden können. Beliebige andere logische Verknüpfungen
der Bits von D sind möglich.
Der Umstand, dass die Zuordnung der Logikschaltungen zu den Modulatoren
einer Zeile beliebig sein kann, ermöglicht es, eine Variante zu
wählen,
die eine lateral homogene Strahlverteilung bei allen Dosisstufen
ergibt und überwindet.??????
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Desweiteren
wird vorgeschlagen, alle bzw. einen Teil der Logikschaltungen mit
s internen Speicherzellen zu versehen, wodurch aus der kombinatorischen
Logik eine sequentielle Logik 1500 (von der Vorgeschichte
abhängig
da mit „Gedächtnis") wird. Die Speicherzellen
werden als s bit Konfigurationsspeicher genutzt, der vor der Belichtung
geladen werden muss. Ist s <=
k, so kann das Laden in der Weise geschehen, dass bestimmte Bits
der anstehenden Dosisstufe D in die Konfiguration übernommen
werden, wenn ein Konfigurationssignal Config aktiviert wird (15 ).
Bereits bei einem Konfigurationsbit (s = 1) ist es möglich, ein
bestimmtes Modulatorelement zu aktivieren (nimmt entsprechend seiner
Logik an der Teilstrahlsteuerung teil) oder zu deaktivieren (Modulator
ist ständig
im Zustand „aus"). Mit Vergrößerung von
s ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten der Variation der
Steuerlogik, wobei allerdings auch der schaltungstechnische Aufwand
steigt. Durch die elektronische Rekonfigurierbarkeit des Modulators
ergeben sich folgende neuartige Möglichkeiten. Es wird eine Fehlerredundanz
ermöglicht,
so dass bei Ausfall einzelner Modulatorelemente einfach einige bewusst
als Reserve im Layout vorgesehene aktiviert werden können. Ebenso
ist eine Dosisanpassung der Belichtungszeilen möglich. Dies erfolgt durch Anpassung
der Zahl aktiver Modulatoren, so können Dosisschwankungen zwischen
des Belichtungszeilen ausgeglichen werden (Kompensation der Ausleuchtungsinhomogenität).
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16 zeigt
eine Modifikation der Geometrie der Öffnungen in der zweiten Aperturplatte 52.
Die regulären,
quadratischen Öffnungen 62 sind
nicht modifiziert. Bei der Herstellung der Öffnungen in der Aperturplatte
können
Eckenverrundung zu einer Deformation des Querschnitts des Teilstrahls
führen. Ein
definierte Vorverzerrung der Geometrie der Öffnungen in der Aperturplatte 52 kann
dies teilweise kompensieren. 16 zeigt
dazu einfache Beispiele zur Modifikation der Geometrie der Öffnungen.
In einer ersten Variante besitzen die Öffnungen 1602 einen
quadratischen Querschnitt, wobei an den Ecken des Quadrats jeweils
eine weitere kleine Öffnung 1604 ausgebildet
ist. Die gesamte Geometrie des Querschnitts der Öffnung erstreckt sich über die
Dimension einer Zelle der Aperturplatte 52. Eine weitere
Möglichkeit
der Ausgestaltung einer Modifikation einer Öffnung 1606 in der
Aperturplatte ist, dass die Öffnung 1606 ein
diagonal bezüglich
einer Zelle ausgerichtetes Rechteck ist. Dabei sind an den Ecken des
Rechtecks weitere rechteckige kleine Öffnungen 1608 ausgebildet.
Wie in 16 dargestellt ist, können sich
die Öffnungen
hinsichtlich ihrer Form innerhalb einer Zeile ändern. Die oben erwähnte Konfigurierbarkeit
der Modulatorelemente innerhalb einer Aperturzeile auf der aktiven
Aperturplatte ermöglicht nun,
in Abhängigkeit
von der besonderen Spezifik der Belichtungsaufgabe, einzelne besonders
gut geeignete Teilstrahlquerschnitte 1606 zu aktivieren
und andere weniger geeignete zu deaktivieren. Die beispielhaft gezeigten 45 deg
bzw. 135 deg gedrehten rechteckigen Strahlquerschnitte
könnten
helfen die Kantenrauhigkeit bei der Belichtung von schrägen Linien
zu reduzieren. Ebenso kann man sich spezielle Teilstrahlquerschnitte
zur Belichtungsoptimierung für beliebig
gekrümmte
Strukturen oder Sonderstrukturen vorstellen.