DE102004055149B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat, mit einer Partikelstrahlquelle, die einen Partikelstrahl erzeugt, einem Aperturplattensystem, das vom Partikelstrahl flächig beleuchtet wird und aus dem Partikelstrahl eine Vielzahl von Einzelstrahlen erzeugt, die durch ein Projektionssystem auf ein Substrat projiziert werden und dort einen Strahlfußpunkt festlegen, wobei das Substrat auf einem in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch (20) aufgelegt ist, der mit einem Laserwegmesssystem (21) versehen ist und wobei mit dem Aperturplattensystem ein latentes Pixelbild mit einem Pixelshifttakt um ein Pixelraster weitergeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserwegmesssystem (21) Positionsdaten mit einem festen Takt an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) liefert, die taktgleich eine Sollposition für den Tisch (20) vorgibt, in einem definierten Frequenzverhältnis zum Takt des Laserwegmesssystems (21) den Pixelshifttakt für das Aperturplattensystem generiert und die Korrektursignale für ein mehrkanaliges Strahlnachführsystem liefert, das den Strahlfußpunkt (55) in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung positioniert, wobei ein erster Kanal aufgrund eines...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Partikelstrahlquelle, die einen Partikelstrahl erzeugt. Ein Aperturplattensystem wird über eine Kondensoroptik vom Partikelstrahl flächig beleuchtet und erzeugt aus dem Partikelstrahl eine Vielzahl von Einzelstrahlen. Ein Projektionssystem projiziert die Einzelstrahlen auf ein Substrat, wobei die Mitte des Strahlbündels auf der Oberfläche des Substrats einen Strahlfußpunkt. Das Substrat selbst ist auf einem in x-Koordinatenrichtung und y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch aufgelegt, der mit einem Laserwegmesssystem versehen ist.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Positionieren eines durch eine Aperturplatte gebildeten Mehrfachpartikelstrahls, der aus einer Vielzahl von Einzelstrahlen besteht.
  • Die in der Lithographie eingesetzten maskenlosen Partikel-Projektionssysteme (e-Beam- oder Ionenschreiber) besitzen neben dem Vorteil einer hohen Auflösung bei den heutigen Strukturniveaus das Manko einer nur geringen Produktivität, was im seriellen Schreibvorgang des Partikelstrahls begründet liegt. Deshalb werden verstärkt Anstrengungen unternommen, durch den parallelen Einsatz einer größeren Anzahl von Partikelstrahlen die Gesamtproduktivität eines Partikelprojektionssystems zu steigern. Ein viel versprechender Ansatz besteht in der Nutzung einer steuerbaren Aperturplatte zum Ablenken einer Vielzahl (bis zu einigen Millionen) Teilstrahlen, die gemeinsamen auf das Substrat projiziert werden.
  • Das U.S. Patent 6,667,486 B2 offenbart ein Elektronenstrahl-Belichtungsverfahren, eine Vorrichtung und eine darauf beruhende Herstellungsmethode für Bauelemente, welche eine Vielzahl von Elektronenstrahlen nutzen, die durch ein Aperturenarray oder verschiedene Typen von Multiemitterkathoden gebildet werden. Zum Belichten werden die Teilstrahlen individuell ein/ausgesteuert und kollektiv über das jeweilige Teilarbeitsfeld gerastert. Es wird offengelegt, wie die durch Fertigungstoleranzen, Verzeichnungen der elektronenoptischen Säule, Driften sowie Ablenk- und Höhenfehler bedingten Positionsabweichungen der einzelnen Beamlets individuell durch Shifting bzw. Interpolation der zu belichtenden Pattern korrigiert werden können. Details zur Synchronisation der Belichtung mit dem sich bewegenden Substrattisch werden nicht offenbart. Auch werden die Teil- und Hauptarbeitsfelder sequentiell nacheinander mit zwischenzeitlichem Blanken aller Beamlets belichtet, so dass eine Strahlnachführung die Position des Strahlenbündels zum Tisch nur für die Zeit der Belichtung eines solchen Feldes fixieren muss.
  • Das U.S. Patent 6,774,379 B2 offenbart ein Elektronenstrahl-Belichtungseinrichtung und eine Ablenkkorrekturmethode, bei der ein ein- oder zweikanaliges Strahlnachführsystem die Strahlauslenkung auf Basis der letzten Messung der Tischposition durch das Laserwegmesssystem korrigiert und außerdem aus den beiden letzten Messwerten des Laserwegmesssystems die aktuelle Tischgeschwindigkeit berechnet und durch Extrapolation die weitere Tischablage nach dem Zeitpunkt der letzten Messung korrigiert. Die Belichtung erfolgt jedoch durch hintereinander folgende Shots mit zwischenzeitlichen Blanken des Elektronenstrahls sowie wegen des begrenzten Strahlablenkbereiches innerhalb von einzelnen Arbeitsfeldern, wobei die offengelegte Vorrichtung dazu dient, die Strahl-zu-Tisch-Position während der Belichtung eines Arbeitsfeldes konstant zu halten.
  • Das U.S. Patent 6,403,973 B1 offenbart ein Elektronenstrahl-Belichtungsverfahren und eine Vorrichtung, die geeignet ist für die Anwendung dieses Verfahrens. Ein zu belichtendes Substrat ist auf einem sich kontinuierlich bewegenden Tisch abgelegt. Dabei werden parallel die Tischposition und die erforderliche Strahlposition ermittelt und eventuelle Abweichungen in zwei Schritten verrechnet, so dass eine hochgenaue, glitchfreie Einstellung der einzelnen Belichtungspositionierungen auf dem Substrat ermöglicht ist. Jedoch arbeitet diese Vorrichtung lediglich mit einem einzigen Elektronenstrahl. Eine Aperturplatte ist nicht vorgesehen, um aus den einzelnen Elektronenstrahlen eine Vielzahl von Teilstrahlen zu erzeugen. Außerdem erfolgt die Belichtung nicht kontinuierlich, sondern als Folge einzelner kurzzeitiger Shots.
  • Das U.S. Patent 4,853,870 offenbart ebenfalls ein Elektronenstrahl-Belichtungssystem, das bei der Belichtung die Position des Tisches berücksichtigt und über eine zweistufige Auslenkung des Elektronenstrahls eine mögliche Ablage des Tisches entsprechend korrigiert. Hier wird ebenfalls nur mit einem einzigen Elektronenstrahl und, durch Ein- und Austasten des Strahls, mittels einer Folge von Shots belichtet.
  • Das U.S. Patent 4,477,729 beschreibt ein Elektronenstrahl-Belichtungssystem, das in einem kontinuierlichen Schreibregime arbeitet. Dabei werden die zu erzeugenden Strukturen als Folge von nebeneinander liegenden Teilstrukturen belichtet, wobei die Sollposition des Tisches durch eine korrespondierende Folge dicht beieinander liegender Referenzpositionen der Teilstrukturen gegeben wird. Auch in diesem System ist ebenfalls eine entsprechende Verrechnung der aktuellen Tischposition und der aktuellen Schreibposition des Elektronenstrahls gegeben. Das Weiterrücken von einem Teilarbeitsfeld zum nächsten setzt allerdings ein Blanken des Teilchenstrahles voraus. Außerdem wird auch in diesem System nur mit einem einzigen Teilchenstrahl geschrieben.
  • Eine weitere Belichtungsanordnung und -methode mit einem einzelnen Elektronenstrahl ist in dem U.S. Patent 4,147,937 offenbart. Die beschriebene Anordnung arbeitet ebenfalls mit Nachführung der Strahl-zu-Tisch-Position auf der Basis eines Positionsmesssystems. Belichtet wird jedoch durch Anfahren vorgegebener Sollpositionen im Step&Go-Modus.
  • 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. Mittels der Aperturplatte können entsprechende Einzelstrahlen ausgeschaltet werden, damit diese nicht auf das Substrat gelangen. Durch die Aperturplatte wird somit erreicht, dass die Elektronendosis auf dem Substrat steuerbar ist, und zwar bei jeder adressierten Position des Elektronenstrahls, so dass der Proximityeffekt korrigiert werden kann. Eine Korrektur der Tischablage und eine daraus resultierende entsprechende Ansteuerung des Elektronenstrahls sind hier nicht offenbart.
  • Das U.S. Patent 5,144,142 A offenbart ein Teilchenstrahlsystem, das eine Aperturplatte enthält, um entsprechende Teilstrahlen erzeugen zu können. Das Aperturplattenarray umfasst n-Zeilen und m-Spalten von Öffnungen, die zweidimensional auf einem Substrat angeordnet sind. Jeder der Öffnungen ist ein Paar von Ablenkelektroden zugeordnet. Ferner sind n m-bit-lange Schieberegister auf dem Substrat vorgesehen, um den Patterndaten entsprechende Ablenkspannungen an die m Paare von Elektroden jeder Zeile zuzuführen. Die Belichtung erfolgt durch Shiften der Patterndaten durch das Aperturenarray bei gleichzeitiger Auslenkung des Strahlenbündels. Dabei wird die aktuelle durch ein Laserinterferometer bestimmte Tischposition mit der Datensollposition verglichen und die Differenz bei der Auslenkung berücksichtigt. Eine Vorrichtung zur Synchronisation des Tischsystems mit dem Shiften in der Aperturplatte ist jedoch nicht offengelegt.
  • Die U.S. Patentanmeldung US 2003/0155534 A1 offenbart ein maskenloses Belichtungssystem für Partikelstrahlen. Durch einen Stapel von Aperturplatten wird ein Vielfachstrahl geformt, wobei eine Blanking Plate mit integrierter Schieberegister- und Speicherlogik eine Ein/Aus-Steuerung jedes Teilstrahls synchron zur Scanbewegung des Tischsystems ermöglicht. Zur Fixierung der Pixelbilder während der Belichtung auf dem sich bewegenden Substrat wird ein durch eine sägezahnförmige Spannung gesteuertes Ablenksystem vorgeschlagen. Eine technische Lösung für die Synchronisierung der Tischbewegung mit dem Shiften in der Blanking Plate und der Ablenkbewegung des Vielfachpartikelstrahls ist hier jedoch nicht offenbart.
  • 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 und dadurch ein/ausgeschaltet werden können, um dadurch den Strahldurchtritt dynamisch zu steuern. Das zu belichtende Pattern wird von einer Seite sukzessive in das Aperturenarray geladen und mittels integrierter Schiebestufen zur anderen Seite durchgeschoben. Der zu beschreibende Wafer wird dazu synchron bewegt. Eine Kontrolle oder ein Ausgleich der aktuellen Tischposition ist in diesem Artikel nicht offenbart.
  • Alle bekannten Druckschriften, die eine Strahlnachführung auf der Basis eines Laserwegmesssystems zur Bestimmung der Tischposition behandeln, gehen vom Prinzip eines fixen Schreibfeldes aus. Die Strahlnachführung kompensiert dabei die vom Laserwegmesssystem angezeigte Abweichung der aktuellen Tischposition von einer vorgegebenen Sollposition und fixiert dadurch den Mittelpunkt des aktuellen Schreibfeldes. Da wegen der Abbildungsfehler der Partikeloptik die maximale Schreibfeldgröße begrenzt ist, wird die Substratfläche durch Aneinanderreihen einer Vielzahl von Schreibfeldern (unter Umständen mit Überlappung) belichtet. Für die Neupositionierung der Schreibfelder ist ein Blanken des gesamten Strahls erforderlich; ein ununterbrochenes Schreiben eines Streifens über das gesamte Substrat ist somit nicht möglich.
  • Die Dokumente, die Aperturenarrays erwähnen, gehen entweder auf das Problem der Strahl-zu-Tisch-Positionierung nicht näher ein oder sehen eine Strahlnachführung vor, die unabhängig vom Pixelshifting bei der Erzeugung des latenten Pixelbildes im Aperturenarray arbeitet. Im letzteren Fall ist mit dem Aperturenarray, wie eben erläutert nur das Scannen über die Breite eines fixen Schreibfeldes möglich. Anderenfalls treten systematische Positionsfehler auf Grund fehlender Synchronisation zwischen dem Tischsystem und dem Aperturenarray auf.
  • Eine Ableitung des Pixelshifttaktes aus den aktuellen Positionswerten des sich bewegenden Tischsystems, d.h. bei Erreichen der nächstfolgenden Sollposition wird das Aperturenarray um einen Takt weitergeschaltet, stellt keine Lösung des Problems dar, da durch den nicht exakten Tischablauf nicht tolerierbare Zeit- und damit Dosisschwankungen entstehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch ein Aperturenarray strukturierten Partikelstrahl exakt auf ein Substrat zu positionieren, welches sich auf einem kontinuierlich in x-Koordinatenrichtung und y-Koordinatenrichtung bewegten Tisch befindet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein durch ein Aperturenarray strukturierter Pixelstrahl exakt auf ein sich bewegendes Substrat positioniert werden kann, wobei das Substrat sich auf einem kontinuierlich in x-Koordinatenrichtung und y-Koordinatenrichtung bewegten Tisch befindet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
  • Die Erfindung hat einerseits die Eigenschaft, dass mit der Vorrichtung und dem Verfahren die Ablauffehler des Tisches korrigiert werden können. Ferner erfordert das Arbeitsprinzip eines Aperturenarrays, welches das latente Pixelbild spaltenweise mit einer Shiftfrequenz fS um ein Pixelraster Δp weiterschiebt, eine treppenförmige Veränderung der Strahlposition auf dem Substrat. Bei einer Verfahrstrecke des Tisches von 250 mm und einem Pixelraster von Δp = 25 nm ist ein Treppenverlauf mit 107 Stufen ohne Unterbrechung der fortschreitenden Belichtung und mit einer absoluten Genauigkeit im Nanometerbereich zu generieren. Dies wird durch die vorliegende Erfindung gewährleistet. Ferner kann, um eine geforderte Belichtungsdosis zu erzielen, die Shiftfrequenz fS sehr feinstufig bis in den Bereich von einigen 10 MHz eingestellt werden, ohne dass die Funktion der Vorrichtung bezüglich Positioniergenauigkeit oder Synchronität beeinträchtigt wird.
  • Die Vorrichtung zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat umfasst eine Partikelstrahlquelle, eine Kondensoroptik, ein Aperturplattensystem, welches vom Partikelstrahl flächig beleuchtet wird und aus dem Partikelstrahl eine Vielzahl von Einzelstrahlen erzeugt, sowie ein Projektionssystem mit dem die Partikelstrahlen verkleinert auf ein Substrat abgebildet werden und dort einen Strahlfußpunkt festlegen. Das Substrat selbst ist auf einem in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch aufgelegt, dessen Position mit einem Laserwegmesssystem bestimmt beziehungsweise überwacht wird. Mit dem Aperturplattensystem wird ein latentes Pixelbild mit einem Pixelshifttakt um ein Pixelraster weitergeschoben. Das Laserwegmesssystem liefert Positionsdaten mit einem festen Takt fSNF an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung, die taktgleich eine Sollposition für den Tisch vorgibt, in einem definierten Frequenzverhältnis zum Takt des Laserwegmesssystems den Pixelshifttakt für das Aperturplattensystem generiert und die Korrektursignale für ein mehrkanaliges Strahlnachführsystem liefert, das den Strahlfußpunkt in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung positioniert, wobei ein erster Kanal aufgrund eines ersten Korrektursignals eine stetige lineare Verschiebung der Sollposition des Strahlfußpunktes und ein zweiter Kanal aufgrund eines zweiten Korrektursignals eine zum Pixelshifttakt synchrone sägezahnförmige Strahlauslenkung vornimmt.
  • Mit dem Takt des Laserwegmesssystems wird ein Sollpositionsgenerator betrieben, der ab einem Startzeitpunkt tS die hochlineare Verschiebung der Sollposition des Strahlfußpunkts in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung vorgibt. Der Sollpositionsgenerator umfasst ein Sollwertregister, dem ein erster Multiplexer und ein zweiter Multiplexer über eine Addierlogik vorgeschaltet sind. Das Sollwertregister wird über den ersten Multiplexer vor Beginn der Belichtung mit der Startposition des Belichtungsstreifens geladen. Ab dem Startzeitpunkt tS wird durch Umschalten des zweiten Multiplexers das Sollwertregister zyklisch mit einem Schrittwert Δn inkrementiert.
  • Die Synchronisations- und Steuereinrichtung arbeitet taktsynchron, wobei die Taktfrequenz fSNF der maximalen Messrate des Laserwegmesssystems entspricht. Am Ausgang der Synchronisations- und Steuereinrichtung ist ein glitchfreier DA-Wandler zur Ansteuerung des Strahlnachführsystems vorgesehen. Aus der Differenz der generierten Sollpositionen und der Positionsdaten des Laserwegmesssystems resultiert das erste Korrektursignal, das analog gewandelt über das Strahlnachführsystem die Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position des Strahlfußpunkts zu Null kompensiert.
  • Die Synchronisations- und Steuereinrichtung umfasst weiterhin einen Taktgenerator zur Erzeugung des Pixelshifttaktes und einen Sägezahngenerator, der als digitaler Funktionsgenerator ausgeführt ist und den Strahlfußpunkt auf dem Substrat während der Belichtung eines Pixelbildes für die Zeit 1/fS konstant hält.
  • Der Sägezahngenerator ist aus einem rückgekoppelten digitalen Akkumulator mit Startwert- und Stufenregister sowie einem schnellen Digital-Analog-Wandler aufgebaut. Vom Taktgenerator wird synchron zur Grundfrequenz fS ein Taktsignal mit einem ganzzahligen Vielfachen n der Grundfrequenz fS geliefert. Der Sägezahngenerator erzeugt durch D/A-Wandlung eines Digitalwortes im Akkumulator ein Sägezahnsignal, wobei dieses bei jeder positiven Flanke des Pixelshifttaktes fS auf den Wert a0 des Startregisters gesetzt wird und bei jeder weiteren Flanke des Taktvielfachen n fS der Wert Δa des Stufenregisters aufakkumuliert wird. In den Sägezahngenerator ist weiterhin ein digitaler Subtrahierer eingebaut, der zum Startzeitpunkt tS der Belichtung den aktuellen Wert des Akkumulators vom Wert a0 im Startwertregister subtrahiert.
  • Die gesamte Synchronisations- und Steuereinrichtung wird von einem quarzstabilen Muttertakt-Generator betrieben, von dem die Taktfrequenz fSNF der Strahlnachführung und auch die Eingangsfrequenz fin des Taktgenerators ableitet werden.
  • Das Verfahren zum Positionieren eines durch eine Aperturplatte gebildeten Mehrfach-Partikelstrahls, der aus einer Vielzahl von Einzelstrahlen besteht, umfasst vorteilhafterweise die folgenden Schritte:
    Projizieren einer Vielzahl von Einzelstrahlen durch ein Projektionssystem auf ein Substrat, das auf einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch aufgelegt ist, wobei auf dem Substrat ein Strahlfußpunkt festgelegt wird;
    Bewegen des Tisches in eine vorgegebene Richtung, wobei ein Laserwegmesssystem die X- und Y-Tischpositionen bestimmt und die Werte an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung, an die ein mehrkanaliges Strahlnachführsystem angeschlossen ist, weitergibt und gestützt auf das Laserwegmesssystem Erzeugung einer hochlinearen stetigen Verschiebung zwischen dem Fußpunkt des Partikelstrahls und dem Tisch;
    Taktgleiches Generieren eines Pixelshifttaktes für das Aperturplattensystem und eines Sägezahnsignals durch die Synchronisations- und Steuereinrichtung, wobei das mit Hilfe eines digitalen Sägezahngenerators in der Synchronisations- und Steuereinrichtung erzeugte Sägezahnsignal als Korrektursignal einem Kanal des mehrkanaligen Strahlnachführsystems zugeleitet wird, welches eine derartige Auslenkung des Vielfachstrahls vornimmt, dass der Strahlfußpunkt während der Belichtungszeit eines Pixelbildes 1/fS auf dem Substrat feststeht.
  • Die Shiftfrequenz fS kann durch eine DDS-Schaltung in einem weiten Bereich und mit hoher Genauigkeit gewählt werden.
  • Durch Einstellen eines Offsets des Sägezahnsignals zum Zeitpunkt des Belichtungsstarts tS durch Subtraktion eines aktuellen Akkumulatorwertes vom Startwert des Sägezahngenerators wird eine Kompensation der Phasenverschiebung zwischen dem Strahlnachführtakt fSNF und dem Pixelshifttakt fS und eine exakte Positionierung des ersten Pixelbildes erreicht.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
  • In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines gesamten Systems zur Elektronenstrahl-Lithographie;
  • 2 eine Darstellung zur Erzeugung eines treppenförmigen Kurvenverlaufs;
  • 3 eine Belichtungsanlage mit einem Aperturblendenarray, das ein Tischsystem und eine Strahlnachführung umfasst;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Blockschaltbildes der modifizierten Strahlnachführung;
  • 5 den Verlauf der Strahl-zu-Substrat-Positionierung;
  • 6 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Sägezahngenerators; und
  • 7 eine schematische Darstellung des Prinzips des adaptiven Phasenausgleichs.
  • 1 zeigt den prinzipiellen Strahlengang in einem Partikel-Projektionssystem 2. Nachfolgend wird das Partikel-Projektionssystem 2 beschrieben; dabei sind die Partikel Elektronen. Die Beschränkung auf Elektronen sollte jedoch in keiner Weise als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auch mit anderen Teilchen als Elektronen realisiert werden kann. 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 31 symmetrisch um die optische Achse 32 ausrichtet. Nach der Strahlzentriereinrichtung durchläuft der Elektronenstrahl 31 einen Beleuchtungskondensor 10, der aus dem anfänglich divergenten Elektronenstrahl einen parallelen Strahl formt. Der durch den Beleuchtungskondensor 10 geformte Strahl besitzt einen Durchmesser, über den die Intensität homogen verteilt ist. Nach dem Beleuchtungskondensor 10 ist eine Aperturplatte 34, mit einer Vielzahl von Öffnungen zur Erzeugung vieler paralleler Strahlenbündel 36 vorgesehen. 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 311 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 Strahlenbündels 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-Bild nicht am Ort der Aperturblendenöffnung entsteht. Im weiteren Strahlenverlauf folgt jetzt mindestens eine magnetische Linse 40 zur verkleinerten Abbildung der Aperturplatte 34 auf das Target 6. In dem hier aufgeführten 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 dem zweiten Crossover 312 des Elektronenstrahls 31 sind zwei Ablenkeinrichtungen 45 und 46 vorgesehen. Die Ablenkeinrichtungen 45, 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, 46 werden vorteilhaft dazu benutzt, langsame und schnelle Ablenkvorgänge separat optimal zu gestalten. Schnelle Ablenkvorgänge im Frequenzgebiet von Megahertz bis Gigahertz sind zum Beispiel erforderlich, um mittels sägezahnförmiger Ablenkung die Position der verkleinerten Aperturplatte 34 auf dem gleichförmig bewegten Target 6 für die Zeitdauer eines Belichtungsschritts konstant zu halten und anschließend in sehr kurzer Zeit zum nächsten Belichtungspunkt zu springen. Da benachbarte Pixel typisch kleiner als 100 Nanometer 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 am Landepunkt, beziehungsweise Strahlfußpunkt, des Elektronenstrahls am Target 6 ein abtastendes Höhenmesssystem 42. Das Höhenmesssystem 42 dient zur Erfassung von Unebenheiten des Targets 6 (zum Beispiel Wafer) so wie von Höhenschwankungen, die ein Verschiebetisch verursachen kann. Ein Detektor für die von dem Target 6 rückgestreuten Partikel befindet sich nah am Strahlfußpunkt. Dieser Detektor dient der Positionsermittlung von Marken auf dem Target 6 zum Zwecke der Überdeckung mehrerer Belichtungsebenen beziehungsweise zur Kalibrierung von Steuerelementen einer Belichtungsanlage. Weiterhin befinden sich drei Korrekturlinsenpaare 23, 24, 25 im unteren Bereich des Projektionssystems der korpuskularoptischen Säule. 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.
  • 2 zeigt die Grundüberlegung, dass ein treppenförmiger Kurvenverlauf 3 durch Überlagerung einer ansteigenden/abfallenden Rampe 5 mit einem schnellen Sägezahnsignal 7 erzeugt werden kann. Dabei bestimmt die Rampe 5 die integrale Linearität des Signals, braucht jedoch nur eine geringe Bandbreite zu besitzen. Das höherfrequente Sägezahnsignal 7 bestimmt die differenzielle Genauigkeit der Treppe, hat verglichen zur Gesamthöhe 11 der Treppe 3 aber nur eine geringere Amplitude 12. Der treppenförmige Kurvenverlauf 3 beschreibt die gewünschte Veränderung der Strahlposition auf dem Substrat beziehungsweise Target 6. Bei einer Fahrstrecke des Tisches von ca. 250 mm bei einem Pixelraster von Δp = 25 nm ist es erforderlich, einen treppenförmigen Kurvenverlauf 3 mit 107 Stufen ohne Unterbrechung der fortschreitenden Belichtung und mit einer absoluten Genauigkeit im Nanometerbereich zu generieren. Für die Positionierung der fortschreitenden Pixelbilder der Aperturplatte 34 ergibt sich gemäß 2 die Möglichkeit, diese zweistufig zu realisieren. Zum einen durch das Tischsystem inklusive Strahlnachführung, welches gestützt auf ein Laserwegmesssystem 20 eine hochlineare stetige Strahl-zu-Tisch-Verschiebung erzeugt. Diese hochlineare stetige Strahl-zu-Tisch-Verschiebung ist als ansteigende/abfallende Rampe 5 in 2 dargestellt. Die zweite Stufe wird durch ein schnelles Korrekturablenksystem realisiert, welches eine zum Pixelshifttakt synchrone sägezahnförmige Auslenkung um wenige Rasterschritte Δp ermöglicht. Die sägezahnförmige Auslenkung ist durch das in 2 dargestellte Sägezahnsignal 7 repräsentiert.
  • In 3 ist ein Partikelprojektionssystem 2 dargestellt, wobei ein in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglicher Tisch 21 das Substrat 6 trägt, und wobei die Position des in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisches 21 mittels eines Laserwegmesssystems 20 gemessen wird. Das Laserwegmesssystem 20 liefert die Positionsdaten des Tisches mittels eines festen Taktes an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung 50. In ihr werden die Ansteuerwerte für das mehrstufige Strahlnachführsystem 45, 46 berechnet. Die im Partikelprojektionssystem 2 vorgesehene Aperturplatte 34 wird ebenfalls durch die Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 gesteuert. Eine Elektronenstrahlquelle 30 sendet einen Elektronenstrahl 31 aus, der einen Quell-Crossover 310 aufweist. Der Elektronenstrahl breitet sich entlang der optischen Achse 32 aus. Ein Beleuchtungskondensor 10 formt aus dem anfänglich divergenten Elektronenstrahl 31 einen parallelen Strahl. Der parallele Strahl trifft auf eine Aperturplatte 34, die mit einer Vielzahl von Öffnungen zur Erzeugung vieler paralleler Strahlenbündel 36 versehen ist. Das partikelstrahloptische Abbildungssystem 52 besteht aus mindestens zwei magnetischen Linsen 40 und einer Objektivlinse 41. Bei der Belichtung des Targets 6 beziehungsweise des Substrats ist es wichtig, einen durch den abgebildeten Partikelstrahl erzeugten Strahlfußpunkt 55 auf dem Substrat mit konstanter Geschwindigkeit in einer vorgegebenen Richtung zu bewegen. Diese Bewegung des Strahlfußpunktes 55 ist mit der linearen Bewegung des in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisches 21 zu koordinieren. Dafür ist die Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 vorgesehen.
  • Die Ausgestaltung der Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 ist in 4 dargestellt. Mit dem Takt des Laserwegmesssystems 21 wird ein Sollpositionsgenerator betrieben, der ab einem Startzeitpunkt tS eine hochlineare Verschiebung der Sollposition des Strahlfußpunkts 55 in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung vorgibt. Der Sollpositionsgenerator umfasst ein Sollwertregister 60, dem ein erster Multiplexer 61 und ein zweiter Multiplexer 62 über eine Addierlogik 63 vorgeschaltet sind. Das Sollwertregister 60 wird über den ersten Multiplexer 61 vor Beginn der Belichtung mit der Startposition 64 des Belichtungsstreifens auf dem Target 6 geladen. Ab dem Startzeitpunkt tS wird durch Umschalten des zweiten Multiplexers 62 das Sollwertregister 60 zyklisch mit einem Schrittwert Δn inkrementiert. Die aktuelle Position des in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisches 21 wird vom Laserwegmesssystem 20 an ein Istwertregister 65 geliefert. Der Inhalt des Istwertregisters 65 und der Inhalt des Sollwertregisters 60 werden einer Subtrahierlogik 66 zugeführt. Die Subtrahierlogik 66 ist mit einem als Integrator ausgebildeten Digital-Analog-Wandler 67 verbunden. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen der aktuellen Tischposition, die im Istwertregister 65 gespeichert ist, und dem Wert im Sollwertregister 60 wird der Ansteuerung des Strahlnachführsystems ein Strom aufgeprägt, welcher nach einer Integrationszeit von 1/fSNF die gemessene Ablage über das Strahlnachführ-Ablenksystem korrigiert. Für die Strahlnachführung ist es unbedingt erforderlich, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 eine taktsynchrone Arbeitsweise besitzt, wobei die Taktfrequenz fSNF der maximalen Messrate des Laserwegmesssystems 20 entspricht. Der Wert Δn stellt genau die Anzahl von Laserwegmessinkrementen des Laserwegmesssystems 20 dar, die im Idealfall bei vorgegebener Geschwindigkeit des in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisches 21 in der Zeitspanne 1/fSNF einlaufen müssen. Um sich akkumulierende Fehler zu vermeiden, muss Δn mit einer hohen Genauigkeit, d.h. einer großen Anzahl von Nachkommastellen in die digitale Rechnung eingehen.
  • In 5 ist die Arbeitsweise der modifizierten Strahlnachführung dargestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich der in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung bewegliche Tisch 21 nach einer Beschleunigungsphase im Einfangbereich der Strahlnachführung mit konstanter Geschwindigkeit auf den Anfangspunkt der Belichtung zubewegt. Die Absolutposition des Startpunktes ist im Sollwertregister 60 gespeichert. Vor Erreichen dieser Position arbeitet die Strahlnachführung in bekannter Weise. Die Strahlnachführung versucht, den Strahl auf den Startpunkt zu positionieren, wobei auf Grund der nachlaufenden Korrektur eine systematische Ablage von Δn verbleibt. Wird der Startpunkt 70 zur Zeit tS erreicht oder überschritten, so wird ein Startsignal ausgelöst, welches durch Umschalten des Multiplexers 62 den Akkumulationsbetrieb der Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 aktiviert. Durch die sukzessive Addition von Δn zum Sollwert verschwindet die systematische Ablage. Die Strahlnachführung korrigiert im Zyklus nach tS noch die Positionsfehler des Tisches 21 zum Startzeitpunkt und verändert danach ihre Ablenkung nicht mehr beziehungsweise nur noch dann, wenn Abweichungen des Ablaufs des in x-Koordinatenrichtung und in y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisches 21 von der idealen linearen Fahrkurve auftreten. Damit werden gleichzeitig zwei Aufgaben realisiert: Mit dem Laserwegmesssystem 20 wird erstens eine hochlineare Strahl-zu-Tischverschiebung erzielt und zweitens der Anfangspunkt dieser Verschiebung auf den vorgegebenen Startpunkt der Belichtung des Targets 6 einjustiert.
  • Eine weitere Variante der Arbeitsweise ergibt sich im Falle eines in Positionierrichtung unbewegten Tisches 21. In diesem Fall kompensiert die Strahlnachführung zunächst eine gemessene Ablage von der Startposition statisch und arbeitet ab dem Startzeitpunkt tS als laserwegmessgestützter Scangenerator.
  • 6 zeigt das Blockschaltbild des Sägezahngenerators 80 und des Taktgenerators 81. Die Synchronisations- und Steuereinrichtung 50 beinhaltet einen Sägezahngenerator 80, der als digitaler Funktionsgenerator ausgeführt ist und den Strahlfußpunkt auf dem Substrat während der Belichtung eines Pixelbildes konstant hält. Um für die Zeit 1/fS der Belichtung eines Pixelbildes die Strahlposition relativ zum Tisch unverändert zu lassen, werden an den zur Ansteuerung des schnellen Korrektursystems notwendigen Sägezahngenerator 80 zwei Hauptforderungen gestellt: Die erste Forderung ist, dass die Frequenz des Sägezahns exakt mit der Shiftfrequenz fS im Aperturenarray 34 übereinstimmt. Die zweite Forderung ist, dass die Amplitude über das Ablenksystem eine Strahlauslenkung von genau Δp ergibt. Die Shiftfrequenz fS wird entsprechend den Anforderungen an Frequenzbereich, Einstellgenauigkeit und Stabilität beim heutigen Stand der Technik durch einen digitalen Taktgenerator, der nach dem Prinzip der Direct Digital Synthesis (DDS) arbeitet, erzeugt. Der Sägezahngenerator 80 besteht also aus einem DDS-Taktgenerator 81, an den ein rückgekoppelter digitaler Akkumulator 82 angeschlossen ist. Ferner umfasst der Sägezahngenerator ein Startwertregister 83 und ein Stufenregister 84. Das Stufenregister 84 ist mit einer Addierlogik 85 verbunden. Das Startwertregister 83 ist über einen Multiplexer 86 mit der Addierlogik 85 verbunden. Der Sägezahngenerator 80 besitzt ferner einen schnellen Digital-Analog-Wandler 86. Der DDS-Taktgenerator 81 liefert synchron zur Grundfrequenz fS auch ein Taktsignal mit einem ganzzahligen Vielfachen n fS. Das Sägezahnsignal entsteht durch D/A-Wandlung des Digitalworts im Akkumulator 82, wobei dieses bei jeder positiven Flanke des Pixelshifttaktes fS auf den Wert a0 des Startregisters 83 gesetzt und bei jeder weiteren Flanke des Taktvielfachen n fS der Wert Δa des Stufenregisters 84 aufakkumuliert wird. Entsprechend der Fahrrichtung des Tisches 21 muss entweder ein steigender oder fallender Sägezahn generiert werden, was durch Einstellen von positiven beziehungsweise negativen Werten für Δa erreicht wird. Es ergibt sich ein zur Shiftfrequenz fS exakt synchrones Treppensignal mit n Stufen, welches bei n > 10 ein Sägezahnsignal mit guter Genauigkeit approximiert. Durch Wahl der Stufenhöhe Δa kann die Amplitude des Signals sehr genau digital eingestellt werden. Sowohl die Update-Rate fSNF der Strahlnachführung als auch die Eingangsfrequenz fin des DDS-Taktgenerators 81 werden von einem gemeinsamen quarzstabilen Muttergenerator abgeleitet. Dies garantiert, dass bei der Belichtung eines Streifens auf dem Target 6 keine durch Frequenz- oder Phasenabweichungen bedingten Positionsverschiebungen entstehen können. Die Frequenzen des Taktes des Strahlnachführungssystems fSNF und des Pixelshifttaktes fS sind voneinander verschieden. Dies führt dazu, dass zum Startzeitpunkt tS der Pixelshifttakt und damit auch der Sägezahn eine beliebige Phase besitzen. Dieser Umstand führt beim sequenziellen Schreiben einer Vielzahl von Streifen auf dem Target 6 zu einem inakzeptablen Positionsjitter der Streifenanfangspunkte in der Größenordnung von Δp. Zum Zwecke des adaptiven Phasenausgleichs ist in dem Sägezahngenerator 80 ein digitaler Subtrahierer 87 eingefügt, der zum Startzeitpunkt tS den aktuellen Wert des Akkumulators 82 vom Wert a0 im Startregister 83 subtrahiert. Da der neue Wert a0 bei der nächsten Flanke des Pixelshifttaktes den Nullpunkt der Sägezahnkurve vorgibt, verschiebt sich diese um einen gewissen Offset-Betrag.
  • Das Prinzip des adaptiven Phasenausgleichs ist in 7 dargestellt, wobei der Startwert a0 zunächst gleich Null angenommen wurde. Da der neuer Wert a0 bei der nächsten Flanke des Pixelshifttaktes den Startpunkt der Sägezahnkurve vorgibt, verschiebt sich diese um einen gewissen Offset-Betrag a0 neu. Im Ergebnis dessen wird erreicht, dass der Akkumulatorwert Null bei allen Phasenlagen von fS immer zu einem und demselben Zeitpunkt erreicht wird und damit die Streifenanfänge auf dem Target wirklich inline positioniert werden.

Claims (31)

  1. Vorrichtung zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat, mit einer Partikelstrahlquelle, die einen Partikelstrahl erzeugt, einem Aperturplattensystem, das vom Partikelstrahl flächig beleuchtet wird und aus dem Partikelstrahl eine Vielzahl von Einzelstrahlen erzeugt, die durch ein Projektionssystem auf ein Substrat projiziert werden und dort einen Strahlfußpunkt festlegen, wobei das Substrat auf einem in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch (20) aufgelegt ist, der mit einem Laserwegmesssystem (21) versehen ist und wobei mit dem Aperturplattensystem ein latentes Pixelbild mit einem Pixelshifttakt um ein Pixelraster weitergeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserwegmesssystem (21) Positionsdaten mit einem festen Takt an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) liefert, die taktgleich eine Sollposition für den Tisch (20) vorgibt, in einem definierten Frequenzverhältnis zum Takt des Laserwegmesssystems (21) den Pixelshifttakt für das Aperturplattensystem generiert und die Korrektursignale für ein mehrkanaliges Strahlnachführsystem liefert, das den Strahlfußpunkt (55) in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung positioniert, wobei ein erster Kanal aufgrund eines ersten Korrektursignals eine stetige lineare Verschiebung der Sollposition des Strahlfußpunktes (55) und ein zweiter Kanal aufgrund eines zweiten Korrektursignals eine zum Pixelshifttakt synchrone sägezahnförmige Strahlauslenkung vornimmt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Takt des Laserwegmesssystems (21) ein Sollpositionsgenerator betrieben wird, der ab einem Startzeitpunkt tS die hochlineare Verschiebung der Sollposition des Strahlfußpunkts (55) in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung generiert.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollpositionsgenerator ein Sollwertregister (60) umfasst, dem ein erster Multiplexer (61) und ein zweiter Multiplexer (62) über eine Addierlogik (63) vorgeschaltet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertregister (60) einen Wert enthält, der ab einem Startzeitpunkt tS durch Umschalten des zweiten Multiplexers (62) zyklisch um einen Schrittwert Δn inkrementierbar ist, wobei das Sollwertregister (60) vor Beginn der Belichtung über den ersten Multiplexer (61) mit der Startposition (64) eines Belichtungsstreifens ladbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) eine taktsynchrone Arbeitsweise besitzt, wobei die Taktfrequenz fSNF der maximalen Messrate des Laserwegmesssystems entspricht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) ein integrierender D/A-Wandler zur Ansteuerung des Strahlnachführsystems vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach den Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Differenz der generierten Sollposition und der Positionsdaten des Laserwegmesssystems (21) das erste Korrektursignal resultiert, das über das Strahlnachführsystem die Abweichung der Istposition von der Sollposition des Strahlfußpunkts zu Null kompensiert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) zur Generierung des Pixelshifttaktes einen Taktgenerator (81) beinhaltet.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Taktgenerator (81) synchron zur Grundfrequenz fS ein Taktsignal mit einem ganzzahligen Vielfachen n der Grundfrequenz fS geliefert wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer quarzstabiler Muttertaktgenerator vorgesehen ist, von dem die Taktfrequenz fSNF der Strahlnachführung und die Eingangsfrequenz fin des Taktgenerators abgeleitet werden.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung (50) einen Sägezahngenerator beinhaltet, der als digitaler Funktionsgenerator ausgeführt ist, und den Strahlfußpunkt auf dem Substrat während der Belichtung eines Pixelbildes konstant hält.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägezahngenerator aus einem rückgekoppelten digitalen Akkumulator mit Startwertregister und Stufenregister und einem schnellen Digital-Analog-Wandler besteht.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler Subtrahierer in den Sägezahngenerator eingefügt ist und dass zum Startzeitpunkt tS der Subtrahierer den aktuellen Wert des Akkumulators vom Wert a0 im Startregister subtrahiert.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Periode und die Phase des Sägezahngenerators und des Pixelshifttaktes gleich sind.
  15. Verfahren zum Positionieren eines durch ein Aperturplattensystem gebildeten Mehrfach-Partikelstrahls, der aus einer Vielzahl von Einzelstrahlen besteht, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: • Projizieren der Vielzahl von Einzelstrahlen durch ein Projektionssystem auf ein Substrat, das auf einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen Tisch aufgelegt ist, wobei auf dem Substrat ein Strahlfußpunkt festgelegt wird, • Bewegen des Tisches in eine vorgegebene Richtung, wobei ein Laserwegmesssystem die X- und Y-Tischpositionen bestimmt und die Werte an eine Synchronisations- und Steuereinrichtung, an die ein mehrkanaliges Strahlnachführsystem angeschlossen ist, weitergibt, • auf das Laserwegmesssystem gestützte Erzeugung einer hochlinearen stetigen Verschiebung zwischen dem Fußpunkt des Partikelstrahls und dem Tisch mit einem ersten Kanal der Strahlnachführung und • Taktgleiches Generieren eines Pixelshifttaktes für das Aperturplattensystem und eines Sägezahnsignals durch die Synchronisations- und Steuereinrichtung, wobei das Sägezahnsignal als Steuersignal einem zweiten Kanal des mehrkanaligen Strahlnachführsystems zugeleitet wird, welches eine derartige Auslenkung des Vielfachstrahls vornimmt, dass der Strahlfußpunkt während der Belichtungszeit eines Pixelbildes auf dem Substrat feststeht.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt eines Belichtungsstarts tS eine Phasenverschiebungskompensation zwischen dem Strahlnachführtakt und dem Pixelshifttakt durchgeführt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung ein Sollwertregister beinhaltet, wobei dem Sollwertregister ein erster Multiplexer und ein zweiter Multiplexer zugeordnet sind.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertregister einen Wert enthält, der ab einem Startzeitpunkt tS durch Umschalten des zweiten Multiplexers zyklisch um einen Schrittwert Δn inkrementiert wird, wobei das Sollwertregister vor Beginn der Belichtung über den ersten Multiplexer mit der Startposition eines Belichtungsstreifens geladen wurde.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertregister ein rückgekoppeltes Akkumulationsregister ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung eine taktsynchrone Arbeitsweise besitzt, wobei die Taktfrequenz fSNF der maximalen Messrate des Laserwegmesssystems entspricht.
  21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ausgang der Synchronisations- und Steuereinrichtung ein D/A-Wandler zur Ansteuerung des Strahlnachführsystems vorgesehen ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der D/A-Wandler als Integrator ausgebildet ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem D/A-Wandler in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einer aktuellen Tischposition (Istwert) und dem Wert im Sollwertregister genau der Strom aufgeprägt wird, mit welchem nach einer Integrationszeit von 1/fSNF die gemessene Ablage über das Strahlablenksystem korrigiert wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Synchronisations- und Steuereinrichtung ein Sägezahngenerator vorgesehen ist, der als digitaler Funktionsgenerator ausgeführt ist.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Sägezahngenerator aus einem rückgekoppelten digitalen Akkumulator mit Startwertregister und Stufenregister und einem schnellen Digital-Analog-Wandler besteht.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Sägezahngenerator durch D/A-Wandelung eines Digitalwortes im Akkumulator ein Sägezahnsignal erzeugt wird, wobei dieses bei jeder positiven Flanke des Pixelshifttaktes fS auf den Wert a0 eines Startregisters gesetzt wird und bei jeder weiteren Flanke des Taktvielfachen n fS der Wert Δa des Stufenregisters aufakkumuliert wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Tisches entweder ein steigender oder fallender Sägezahn generiert wird, was durch Einstellen von positiven bzw. negativen Werten für Δa möglich ist, und dass daraus ein zur Shiftfrequenz synchrones Treppensignal mit n Stufen resultiert, welches bei n > 10 ein Sägezahnsignal approximiert.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass über die Wahl des Wertes Δa die Amplitude des Signals digital eingestellt wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitaler Subtrahierer in den Sägezahngenerator eingefügt ist, und dass zum Startzeitpunkt tS der Subtrahierer den aktuellen Wert des Akkumulators vom Wert a0 im Startregister subtrahiert.
  30. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisations- und Steuereinrichtung einen Taktgenerator aufweist, der synchron zur Grundfrequenz fS ein Taktsignal mit einem ganzzahligen Vielfachen n der Grundfrequenz fS liefert.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer quarzstabiler Muttertaktgenerator vorgesehen ist, aus dem die Taktfrequenz fSNF der Strahlnachführung und die Eingangsfrequenz fin des Taktgenerators abgeleitet werden.
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