DE3330806A1

DE3330806A1 - Roentgenlithographiegeraet

Info

Publication number: DE3330806A1
Application number: DE3330806A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing. 3050 Wunstorf Reinhold
Original assignee: Feinfocus Roentgensysteme 3050 Wunstorf De GmbH; Feinfocus Roentgensysteme 3050 Wunstorf GmbH; FEINFOCUS ROENTGENSYSTEME GmbH
Current assignee: Feinfocus Verwaltungs & Co Kg 3050 Wunstorf GmbH
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1985-03-14
Also published as: US4899354A; JPS60110121A; DE3330806C2; JP2548108B2

Description

-•••PATE N-TA N WALT

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TELEFON (05 11) 83 45 30

S 3330805

11. August 1983
Dr. J/J

Meine Akte: 789

Dipl.-Ing. Alfred Reinhold, Opferkamp 1, 3o5o V/unstorf 1

Röntgenlithographiegerät

Die Erfindung "betrifft ein Röntgenlithographiegerät, best aus einer Röntgenröhre zur Erzeugung einer langwelligen
Röntgenstrahlung, die eine aus Glühkathode und Gitter bestehende Elektronenkanone, eine Elektronenstrahlablenk-
und -bündelungsvorrichtung, ein Target aus einem Material hoher Ordnungszahl und hohen Schmelzpunktes aufweist, aus einem Träger für das mit Röntgenstrahlen zu belichtende
Substrat sowie aus einem Träger für die Lithographiemaske

Ein derartiges Röntgenlithographiegerät ist bereits vor
mehr als fünf Jahren als Versuchsgerät gebaut worden..Die ist in der DE-OS 28 54 693 beschrieben. Als Targetmateria wird hier Wolfram verwendet, ein Material hoher Ordnungszahl und hohen Schmelzpunktes. In der Elektronenkanone
befindet sich eine Glühkathode mit einem "WoIframfaden. Mi dieser Röntgenröhre wird langwellige Röntgenstrahlung erzeugt, welche für die Röntgenlithographie besonders geeig ist, weil sie ebenso wie das bis heute immer noch verwend sichtbare oder ultraviolette Licht von den hierfür vorgesehenen Stellen auf den üblichen Lithographiemasken absoi

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bzw. reflektiert wird. Diese Lithographiemasken werden üblicherweise mit einem feinen Belag aus Gold ausgestattet, welches diese Strahlungen zu absorbieren und zu reflektieren vermag.

Dieses Röntgenlithographiegerät hat die mit Licht arbeitenden Lithographiegeräte nicht aus dem Markt zu drängen vermocht, obwohl diese mit Licht arbeitenden Lithographiegeräte sehr gewichtige Nachteile aufweisen, die vor allem in einer sehr langen Belichtungsdauer bestehen.

Eingesetzt werden diese Lithographiegeräte bei der Herstellung von integrierten Schaltungen, insbesondere hochintegrierten und höchstintegrierten Schaltungen. Durch den enormen Aufschwung der Anwendung von elektronischen Schaltungen in allen Bereichen der Technik vor allem für die Steue- ; rung und Berechnung von technisch ablaufenden Prozessen besteht hier ein enormes Bedürfnis nach der einfachen und schnellen Herstellung solcher integrierten Schaltungen. Daher versucht die Technik bereits seit vielen Jahren nach einer ; Möglichkeit mittels Röntgenstrahlen feinste Strukturen im ; Submikrometerbereich scharf abzubilden. Aus theoretischen ; Überlegungen eignen sich hierfür Röntgenstrahlen besonders gut, in der Praxis haben aber noch nicht Geräte hergestellt : werden können, die sicher und zuverlässig die erforderlichen scharfen Abbildungen in Lithographiegeräten durchführen konnten.

Verglichen mit lichtoptischen Verfahren haben Röntgenverfahren physikalisch den Vorteil, daß auch in der Größenordnung kleiner als/um Röntgenstrahlbeugung und -interferenz zu vernachlässigen ist und daß somit im Submikrometerbereich präzise Schattenrisse von zwischengeschalteten Masken zu erwarten sind. Schmutz und Staub spielen bei der Röntgenstrah-

lung eine weit geringere Rolle als bei der Lichtprojektion. Gegenüber elektronenoptischen Verfahren können auch äußere . elektrische Störfelder unberücksichtigt bleiben. ;

Weil harte Röntgenstrahlen die lithographiemasken praktisch ungehindert durchqueren können, ist es für die Herstellung : von kontrastreichen Abbildungen erforderlich, weiche Röntge strahlen zu verwenden, die mit Spannungen von drei bis 25 2. erzeugt werden. Bei weichen Röntgen(brems-)strahlen ist j aber der Wirkungsgrad der Röntgenstrahlausbeute extrem ι gering. Das führt zu langen Belichtungszeiten.

Wegen dieser erfolglosen Bemühungen, mit Röntgenbremsstrah] in der Lithographie zu arbeiten, wurden Forschungen unternommen, um mit Hilfe, von Synchrotrons und neuartigen Plasm* quellen weiche Röntgenstrahlen in genügender Ausbeute zu erzeugen. Der Einsatz von Synchrotrons ist aber durch die hohen Anschaffungskosten eines Synchrotrons, die sehr hohe] Betriebskosten und die großen erforderlichen Räume zur Aufstellung eines Synchrotrons für die Lithographie niemals wirtschaftlich. Neuartige Plasmaquellen hingegen sind über ein Versuchsstadium nicht herausgekommen und vielleicht au wegen sehr umfangsreicher Sicherheitsvorkehrungen kaum ein setzbar.

Sogar Positronen-Speicherringe wurden für die Röntgenlitho graphie zu Versuchszwecken hergerichtet. Aber auch diese Versuche sind über ein Experimentierstadium nicht hinausge kommen.

So besteht weiterhin das Problem, ein leistungsfähiges Röntgenlithographiegerät zu schaffen.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß

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für ein solches leistungsfähiges Röntgenlithographiegerät einerseits Maßnahmen vor dem Target vorzusehen sind, um effektiv und ökonomisch die benötigte langwellige Böntgenstrahlung zu erzeugen, daß andererseits aber auch am Target selbst und hinter dem Target Maßnahmen für eine effektive Bestrahlung und somit für kurze Bestrahlungszeiten notwendig sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein leistungsfähiges Röntgenlithographiegerät zu erzeugen, welches mit geringem Energieaufwand bei einfacher Bauart so ausreichend langwellige Röntgenstrahlung erzeugt, daß relativ kurze Belichtungszeiten ermöglicht werden.

Die Erfindung besteht darin, daß eine Elektronenkanone, bei der das Gitter auf seiner dem Target zugewandten Seite einen nach innen gerichteten Plansch aufweist, der die Öffnung, in der sich die Spitze der Glühkathode befindet, umschließt, bei der die der Glühkathode zugewandte Seite des Flansches eben ist oder in Richtung auf die Glühkathode abgewinkelt ist, bei der die dem Target zugewandte Seite des Flansches unter einem Winkel ß von loo° bis 14o° in Richtung auf die Spitze der Glühkathode zu verläuft, ..und bei der sich das Material des Flansches in Richtung auf den die zentrische Öffnung begrenzenden Rand unter einem Winkel c£ von 15 bis 6o° verjüngt, in der Röntgenröhre verwendet wird, daß der Brennfleck auf dem Target einen Durchmesser von weniger als 10" ^ m aufweist, daß der Abstand zwischen dem Target und dem Röntgenstrahlenaustrittsfenster der Röntgenröhre maximal 2«10 m beträgt, und daß der Abstand zwischen Target und Idthographiemaske maximal 2·10" m beträgt.

Die hier verwendete Elektronenkanone erzeugt auf einem besonders kleinen Folcus einen besonders intensiven Elektronen-

strom, der schon infolge des kleinen Fokus in sich gut gebündelt ist, durch ElektronenstrahlbündelungsTorrichtungen : jedoch noch weiter'gebündelt werden kann, so daß auf dem Target ein besonders kleiner Brennfleck entsteht, der jedoch, da Beschleunigungsspannungen von 3 KV bis 25 KV verwendet werden, in diesem kleinen Brennfleck eine sehr inten sive langwellige Röntgenstrahlung erzeugt. Durch die Anpassung der Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrom an das largetmaterial hoher Ordnungszahl und hohen Schmelzpunktes in derart, daß eine errechnete Spannung verwendet wird, die gewährleistet, daß der größte Anteil der Elektronen des Elektronenstromes bereits in den ersten zwei oder drei Molekülreihen gebremst wird, wird erreicht, ' daß die intensive langwellige Strahlung erzeugt wird. Hier wirkt der intensive, stark gebündelte Elektronenstrom mit .' den Atomen des Targets derart zusammen, daß die sich gegenseitig beeinflussenden Elektronen des Elektronenstromes ein Ausweichen, wie es bei weniger gebündelten und nicht so intensiven Elektronenströmen die Regel ist, nicht vorkommen kann. - So wird durch eine Röntgenröhre mit extrem kleinem Glühemissionsfleck, elektrische Mittel zur Verkleinerung der Abbildung des Glühemissionsflecks auf dem Target, dem Target aus einem Material hoher Ordnungszahl und hohem Schmelzpunkt, z.B. Wolfram, und dem Brennfleck auf dem Target mit einem Durchmesser von weniger als 10 m bereits in dem Bereich vor dem Target und auf dem Target die Voraussetzung für eine effektive Röntgenlithographie geschaffe Durch die Wahl eines ungewöhnlich geringen Abstandes zwisci Target und Fenster und zwischen Target und Lithographiemaske wird dieses günstige Ergebnis noch weiter verbessert.

Durch einen so kleinen Brennfleck auf dem Target wird naturgemäß das Target stark belastet. Daher ist es izweckmäßig, wenn die Oberfläche des Targets aus einer gewölbten

oder mindestens zwei, durch eine Kante voneinander getrennten winklig zueinander angeordneten ebenen Flächen "besteht, wenn ein Teil der gewölbten Fläche oder die eine ebene Fläche dem Röntgenstrahlenaustrittsfenster zugewandt und der andere Teil der gewölbten Fläche oder die andere ebene Fläche dem Röntgenstrahlenaustrittsfenster. abgewandt ist, wenn man für die durch jedes Austrittsfenster der Röntgenröhre austretenden Strahlen den Targetwinkel so wählt, daß er zwischen O und 10°, vorzugsweise bei 5,5° liegt, und wenn eine Steuervorrichtung für die in die Ablenkvorrichtung eingespeisten Spannungen vorgesehen ist, mit der der Elektronenstrom bei der Wanderung von einem Abstrahlpunkt auf einen anderen Abstrahlpunkt zweimal über den der Elektronenkanone zugewandten Zenit oder eine der Elektronenkanone zugewandte Kante auf dem Target abgelenkt wird. Hierdurch wird ein ständiger Brennfleckwechsel erreicht, nämlich ein Arbeiten im Impulsbetrieb der Röntgenröhre, wobei jedoch die Röntgenröhre ständig im Betrieb bleibt, so daß nicht Nachteile durch Ein- und Abschalten des Elektronenstromes auftreten können.

In diesem Impulsbetrieb ist es zweckmäßig, wenn die Steuervorrichtung den Auftreffpunkt des Elektronenstrahles auf einem Abstrahlpunkt verharren läßt und dann den Elektronenstrahl mit hoher Geschwindigkeit auf den nächsten Abstrahlpunkt bewegt und ihn dort wieder verharren läßt, weil dann diejenigen Zeiten, in denen der emittierte Slektronenstrom genutzt wird, großsind gegenüber denjenigen Zeiten, in denen der Elektronenstrom nicht genutzt wird.

Besonders wirkungsvoll für die Ausnutzung des Elektronenstromes ist es jedoch, wenn die Röntgenröhre auf'zwei gegenüberliegenden Seiten je ein Röntgenstrahlenaustrittsfenster aufweist, zwischen denen das Target angeordnet ist,

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wenn die Oberfläche des Targets aus einer gewölbten Fläche mit der Elektronenkanone zugewandten Zenit oder aus»zwei ebenen, durchweine Kante voneinander getrennten, winklig zueinander angeordneten ebenen Flächen besteht, wenn beidseits des Zenits je ein Teil der gewölbten Fläche oder beil seits der Kante je eine ebene Fläche je einem Röntgenaustritt sfenster zugewandt ist, wenn man für die durch jedes Austrittsfenster der Röntgenröhre austretenden Strahlen de: Targetwinkel so wählt, daß er zwischen O und 10 , Torzugsweise bei 5,5° liegt, und wenn eins Steuervorrichtung für · die in die Ablenkvorrichtung eingespeisten Spannungen vorgesehen ist, mit der der Elektronenstrom bei der Wanderung von einem Äbstrahlpunkt auf einer Fläche (bzw. Flächenteil auf einen anderen Abstrahlpunkt auf der anderen Fläche (bzw. Flächenteil) über den Zenit oder die Kante abgelenkt wird. Hierdurch wird ein Röntgenlithographiegerät geschaff welchen zu beiden Seiten der Röntgenröhre Träger für Litho graphiemasken und Träger für das zu belichtende Substrat aufweist. Abwechselnd wird hier einmal das zur einen Seite dann anschließend das zur anderen Seite angeordnete Substi bestrahlt, so daß der Slektronenstrom der Röntgenröhre ständig ausgenutzt wird. Aber nicht nur die ständige Ausnutzung des Elektronenstromes der Röntgenröhre ist hier ein besonderer Torteil, sondern es besteht auch der weiten Vorteil, daß in derjenigen Zeit, in der das eine Substrat nicht bestrahlt wird, dieses Substrat gegen ein völlig unl strahltes Substrat ausgewechselt werden kann. Während der Auswechselungszeit wird somit das auf der anderen Seite ai Ordnete Substrat bestrahlt.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

BAD ORIGINAL ^COMPLETE

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- ρ —

Pig.1 einen Querschnitt durch eine Elektronenkanone mit sehr kleinem Emissionsfleck und hoher Elektronenemission,

Pig. 2 einen Querschnitt durch die Lithographievorrichtung,

Pig. 3 einen Querschnitt durch die Röntgenröhre im Bereich des Targets,

Pig. 4 einen Querschnitt durch eine RÖntgenlithograpievorrichtung für die wechselseitige Bestrahlung zweier Substrate

Pig. 5 einen Querschnitt durch die Röntgenröhre im Bereich des Targets der Vorrichtung nach Pig. 4,

Pig. β einen Schnitt durch die Röntgenröhre der Pig. 4, unterhalt) des Targets mit einer Darstellung der Brennflecke auf dem Target,

Pig. 7 eine perspektivische Ansicht eines halbkugelförmigen Targets,

Pig. S eine perspektivische Ansicht eines pyramidenstumpfförmi-gen Targets,

Pig. 9 eine schematische Darstellung der Anordnung der zu bestrahlenden Substrate um die Röntgenröhre.

Pur die vorliegende Erfindung ist von hoher Wichtigkeit, daß eine Elektronenkanone mit einer Glühkathode Verwendung findet, ! deren Elektronenaustrittsstelle einen möglichst kleinen Durchmesser auf v/eist. Eine solche Elektronenkanone ist in der ^! Pig. 1 dargestellt: \

Der U-förmig gebogene Heizfaden 1 der Glühkathode ist mit seinen beiden Schenkeln in Klemmvorrichtungen 2,3 mittels der Schrauben 4 geklemmt. Die Klemmvorrichtungen 2,3 laufen in Stecker 5 aus, die an eine elektrische Stromquelle angeschlossen werden. Die beiden Klemmvorrichtungen 2,3 sind in eine Isolierscheibe 6 eingesetzt, die von einem Ring 7 getragen wird, der auf seiner Außenseite ein Außengewinde trägt, auf das das Innengewinde des topfförmigen Gitters 9 geschraubt ist. Hierdurch bilden Gitter 9 und die Glühkathode eine Baueinheit, die mittels der Stecker 5 auf einen Sockel steckbar ist. Dabei kann , GOPY

_ Q

- gf -

die Stellung des Gitters 9 gegenüber der Glühkathode 1 verändert werden· Das Gitter 9 weist einen zylindrischen Seil auf, welcher das Innengewinde an einem Ende trägt : und welcher am anderen, dem nicht dargestellten !Target der Röntgenröhre zugewandten Ende einen nach innen gerichteten Plansch Io als nach innen gerichteten Vorsprung trägt. Zentrisch in diesem Plansch befindet sich die Öffnung 11, welche die Spitze des als Glühkathode dienenden Glühdrahtes 1 umgibt. Die der Glühkathode Γ zugewandte _: ' Seite 12 dieses Flansches ist entweder eben (Pig. l) oder in Richtung auf die Glühkathode 1 abgewinkelt, wobei die Abwinkelungsstelle auch direkt an dem Übergang der Fläche 12 in die Innenwandung des zylindrischen Teile,· des Gitters 9 befindlich sein kann, so daß hier der Winke! zwischen der Innenseite des zylindrischen Teiles des Gitters 9 und der Fläche 12 weniger als 9o° beträgt. Die Außenseite des Flansches ist konisch bzw. trichterförmig gestaltet, derart, daß sich der Flansch Io in Richtung auf die Öffnung 11 verjüngt. Das Zentrum dieser trichterförmigen Fläche 13 befindet sich in der Spitze des Glühdrahtes 1 oder dicht unterhalb der Spitze des Glühdrahtes 1. Die Fläche 12 ist ebenfalls auf die Spitze des Glühdrahtes 1 oder einen Punkt dicht unterhalb der Spitze d-es Glühdrahtes 1 gerichtet. Die Kante des Randes 14, also der "Übergangsstelle von der trichterförmigen Fläche 13 in die Fläche 12 ist abgerundet, und zwar im Querschnitt in etwa halbkreisförmig gestaltet. Der Durchmesser dieses Halbkreises ist klein.

Der Durchmesser des Glühfadens wird zweckmäßigerweise mit o,2 bis o,4 mm gewählt, der Abstand A von dem Rand des Flansches Io des Gitters 9 von der am nächsten liegenden Stelle des Glühfadens 1 wird zweckmäßigerweise o,4 bis 4 mm gewählt. Der Winkeld , das ist der von der

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konischen Fläche 13 und der Innenfläche 12 des Flansches eingeschlossene Winkel wird zweckmäßigerweise 15 bis 6o° gewählt, während der Winkel ß, das ist der Eonuswinkel "bzw. Trichterwinkel der konischen Fläche 13 wird zweckmäßigerweise mit loo bis 14o° gewählt.

Die Röntgenlithographievorrichttmg ist in ?ig. 2 dargestellt. Sie besteht aus einer Röntgenröhre mit dem Gehäuse 15, 16, in welchem die Elektronenkanone 17 eingebaut ist, die im Querschnitt in Fig. 1 dargestellt ist. ■ Diese Elektronenkanone 17 ist auf dem Sockel 18 mittels der zwei Stecker aufgesteckt. Das Gehäuse ist durch die Trennwand 19 unterteilt. Die Trennwand 19 .weist mittig eine Öffnung 2o für den Durchtritt des Elektronenstromes 21 auf. An dem Gehäuseteil 16, das auch den Evakuierungsstutzen 22 trägt, mit dem die gesamte Röntgenröhre für den Betrieb evakuiert wird, ist der Gehäuseteil 15 angeflanscht. In diesem befinden sich Ablenk- taid Fokusierspulen 23, 24, 25 und auf eine stirnseitige Öffnung ist der das Target 26 aufnehmende Gehäuseteil 27 ange-, bracht.. Dieser Gehäuseteil weist ein Austrittsfenster ■ 28 für die am Target 26 erzeugte Röntgenstrahlung auf._; Im Strahlungsfeld dieses Röntgenfensters 28 ist ein Träger mit der Lithograph!emaske 29 sowie ein Träger mit dem zu bestrahlenden Substrat angeordnet. Bei diesem Substrat handelt es sich um einen Chip für elektronische Schaltungen. ;

In Fig. 3 ist in Vergrößerung ein Querschnitt durch den Gehäuseteil 27 mit dem Target 26 dargestellt. Die gestrichelte Linie 3o liegt in der £}e<3metrisehen Mitte der Röntgenröhre und geht durch den Zenit der gewölbten Fläche 31 des Targets 26. Der Elektronenstrom 21 verläuft versetzt zu der Linie 3o und fällt unter einem

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Targetwinkel von 5" "bis lo° auf die Oberfläche 31 des . Targets 26 und erzeugt hier die Röntgenstrahlung 33, die durch das Fenster 28 ausfällt. Der Innenraum des _{1 Gehäuseteiles 27 ist mit einer Röntgenstreustrahlung ■■'.. absorbierenden Auskleidung 34 versehen. ^

In dieser Röntgenröhre kann der Elektronenstrom 21 . von der Teilfläche 31 A durch elektronische Ablenkung ,-/-über den Zenit 31 B auf die Teilfläche 31 C gelenkt , werden, von wo die dort erzeugte Röntgenstrahlung nich durch das Austrittsfenster 28 austritt. Dieses erfolgt bei einem Wechsel der dicht neben dem Zenit 35 B lie-j genden Abstrahlorte auf dem Target 26. Dieser Viechsei. erfolgt, damit das Target nicht an einzelnen Punkten ; überhitzt und dadurch beschädigt wird. TSn von einem j Abstrahlpunkt, z.B. dem in der Papierebene liegenden ;' Abstrahlpunkt, zu einem anderen ·Abstrahlpunkt, der voi oder hinter der Papierebene gelegen ist, zu gelangen, läßt man den Elektronenstrom zweimal den Zenit 35 B _: überschreiten und einen großen Teil des Weges von ein« Abstrahlpunkt zum nächsten auf der dem Fenster 28 abgs wandten Seite des Targets verlaufen. Hierdurch werden Verwischungseffekte auf dem Substrat vermieden. :

Diese gewölbte Ausbildung des Targets und die Ablenkui des Elektronenstromes von einer Targetfläche 31 A auf die andere Targetfläche 31 C kann aber auch ausgenutz'' werden, um im Impulsbetrieb *«<?«"Substrate 35 wechselweii mit Röntgenstrahlung zu bestrahlen. Eine hierfür geeii nete Vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt.. Sie weist den gleichen Aufbau wie die Vorrichtung der Fig. 2 au: hat lediglich zu beiden Seiten des Gehäuseteiles 27 je einen Träger für eine Lithographiemaske 29 und je

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einen Träger für ein Substrat 35 aufzuweisen. Darüber hinaus hat der Gehäuseteil 27 nicht ein Austrittsfenster 28, sondern zwei Austrittsfenster 28A, 28B, wie das auch aus Pig. 5 ersichtlich ist.

In I¹Ig. 6 ist ein Schnitt durch den Gehäuseteil 27 gezeigt, bei dem man auf das Target 26 schaut. Zu beiden. Seiten des Zenits 31 sind je drei Abstrahlpunkte 36,37,38 auf der Teilfläche 31A und 39, 40, 41 auf der Teilfäche 31 C angeordnet. Wie durch die gestrichelten Pfeillinien angedeutet, wandert der Abstrahlpunkt vom Ort 36 nach . Abstrahlort 40, dann nach Abstrahlort 38, dann nach _: Abstrahlort 39, dann nach Abstrahlort 37, dann nach ^l Abstrahlort 41 und von dort wieder zurück sum Abstrahlort 36. Bei jeder dieser Wanderungen von einem Äbstrahlort zum anderen wird der Zenit 31B überschritten. Jedes der beiden Substrate 35 wird somit für eine bestimmte _: Zeit bestrahlt; dann wird es ausgewechselt gegen ein unbestrahltes Substrat, wenn der Röntgenstrahl auf ein anderes Substrat gerichtet ist, und danach wird das unbestrahlte Substrat von einem anderen Fleck der gleichen Targetfläche bestrahlt. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel werden von den sechs Abstrahlpunkten sechs Substrate ba- ' ■ strahlt, ehe sich der Zyklus für die nächsten sechs Substra-:

te wiederholt. · j

Eine Impulspause kann hier für die Auswechslung eines > ausreichend bestrahlten Substrats gegen ein unbestrahltes Substrat genutzt werden. Hierdurch befindet sich die Rönt-* genröhre in Dauerbetrieb, ohne jegliche Ausfallzeit.

Zur Erzeugung der gewünschten langwelligen Strahlung verwendet man Beschleunigungsspannungen von 3 bis 25 KV und ein Target aus Wolfram. Durch Berechnung wählt man die Beschleunigungsspannung derart, daß die Abbremsung der Elektronen möglichst in der obersten Atomschicht erfolgt, so daß lediglich in den obersten Atomschichten nahezu der gesamte Elektronenstrom abgebremst ist.

7 zeigt ein gewölbtes Target, welches eine halbkugelförmig ausgebildete AbStrahlungsfläche aufweist. Von den AbStrahlungspunkten 36,37,38,39 (undden nicht im Bild sichtbaren Abstrahlungspunkten 40,4 ; werden Röntgenstrahlen in solche Richtungen ausgesand

die in radialen Ebenen zur geometrischen Achse 30 des ■ Targets 26 liegen. Der Elektronenstrahl 21 wird dabei Schritt für Schritt von einem Abstrahlpunkt zum nachs Abstrahlpunkt weitefbewegt, um dann immer eine gewiss Zeit auf dem Abstrahlpunkt zu verharren. Bei dieser Λ

! führungsform sind die zu bestrahlenden Substrate 35 j

radial um die geometrische Achse 30 des Targets angeordnet, wie dieses die Pig. 9 zeigt. Hier sind auf de: Target acht Abstrahlpunkte vorgesehen, auf die der Sl tronenstrahl 21 durch elektromagnetische Ablenkung ge lenkt wird und es sind entsprechend acht Austritts- · fenster 28 vorgesehen, durch die jeweils der Röntgenstrahl 38 austritt. Zwischen, den einzelnen Austritts-, fenstern 28 sind Abschirmbleche 42 vorgesehen, die ei unerwünschten Austritt der Röntgenstrahlung aus benac. barten Austrittsfenstern 28 verhindern. Die Substrate 35 sind auf einer Kreislinie um die geometrische Achs

P 30 angeordnet, hierfür sind besondere Halterungen '■

vorgesehen. Andere Halterungen haltern vor dem Substr· 35 3^e eine Lithograph!emaske 29.

In Pig. 8 ist eine andere mögliche Targetform dargestellt, die sechs ebene Flächen 43 aufweist, auf die der Elektronenstrahl 21 gelenkt wird und auf diesen Flächen den Abstrahlpunkt 36 bis 41 bildet. Hier ist Target somit pyramidenstumpfförmig ausgebildet, in de. Mitte befindet sich eine Fläche 44, welche durch eine Kante von den Flächen 43 getrennt ist und die senkrec zur geometrischen Achse des Targets liegt.

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Natürlich "braucht die Anzahl der ATdstrahlpunkte und die Anzahl der Abstrahlflächen 43 nicht gradzahlig zu sein, auch ungradzahlige Anzahlen von ZLächen und Abstrahlpunkten sind möglich. Wenn es räumliche äußere ,Bedingungen notwendig machen, ist es auch nicht notwendig, daß die Substrate im Kreis um die Röntgenröhre angeordnet sind, sondern sie können auch auf einem leilkreis angeordnet sein. Diese Anordnung mehrerer zu "bestrahlender Substrate und die Ausnutzung eines einzigen largets für die Bestrahlung verschiedener Substrate durch verschiedene Austrittsfenster an verschiedenen Orten ist nicht abhängig von der im Anspruch 1 beschriebenen Elektronenkanone, wenn diese nur einen ausreichend scharf gebündelten Elektronenstrahl von ausreichend hoher Intensität auf das Target schießt.

Claims

:.- ΡΛ'ΤΕΝ TANWA-LT j

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 · TEL EFON (05 U) 83 45 30 j

Ansprüche: I

Röntgenlithograph!egerät, bestehend aus einer Röntgenröhre zur Erzeugung einer langwelligen Röntgenstrahlen die eine aus Glühkathode und Gitter bestehende Elek- j tronenkanone, eine Elektronenstrahlablenk- und -bündelungsvorrichtung, ein Target aus einem Material hoher: Ordnungszahl und hohen Schmelzpunktes aufweist, aus j einem Träger für das mit Röntgenstrahlen zu belichten Substrat sowie aus.einem''Träger. 4 für die Lithographie-

maske, . a .-.>il*-

,'■■\\-}liⁱ-* '"
dadurch gekennzeichnet, , ,. ?

daß eine Elektronenkanone (17), bei der das Gitter (9 auf seiner dem Target (26) zugewandten Seite einen
nach innen gerichteten Plansch (lo) aufweist, der
die Öffnung (ll), in der sich die Spitze der Glühkath (l) befindet, umschließt,

bei- der die der Glühkathode (l) zugewandte Seite (12) des Flansches (lo) eben ist oder in Richtung auf die
Glühkathode (l) abgewinkelt ist,

bei der die dem Target zugewandte Seite (13) des Plan (lo) unter einem Winkel ß von loo° bis 14o° in Richtu auf die Spitze der Glühkathode (l) zu verläuft, und
bei der sich das Material des Flansches (lo) in Richtung auf den die zentrische Öffnung (ll) begrenzenden Rand (14) unter einem Winkel <gC von 15 bis 6o° verjüng in der Röntgenröhre verwendet wird,

daß der Brennfleck (36-41) auf dem Target (26) einen
Durchmesser von weniger als 10 m aufweist,

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daß der Abstand zwischen dem Target (26) und dem Röntgenstrahlenaustrittsfenster (28) der Röntgenröhre maximal 2· 10 m "beträgt, und daß der Abstand zwischen Sarget (26) und Lithographiemaske (29) maximal
2. Röntgenlithographiegerät nach Anspruch 1, deren Röntgenröhre ein Austrittsfenster aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Oberfläche des Targets (26) aus einer gewölbten oder mindestens zwei, durch eine Kante voneinander getrennten winklig zueinander angeordneten ebenen Flächen besteht,

daß ein Teil der gewölbten Fläche (31A) oder die eine ebene Fläche dem Röntgenstrahlenaustrittsfenster (28) zugewandt und der andere Teil (310) der gewölbten Fläche oder die andere ebene Fläche dein Röntgenstrahlenaustrittsfenster (28) abgewandt ist,

daß man für die durch jedes Austrittsfenster (28A, 28B) der Röntgenröhre austretenden Strahlen den Targetwinkel so wählt, daß er zwischen O und 10°, vorzugsweise bei 5,5° liegt,

und daß eine Steuervorrichtung für die in die Ablenkvorrichtung (23) eingespeisten Spannungen vorgesehen ist, mit der der Elektronenstrom (21) bei der Wanderung von einem Abstrahlpunkt (36) auf einen anderen Abstrahlpunkt (4o) zweimal über .den der Elektronenkanone (17) zugewandten Zenit (3IB) oder eine der Elektronenkanone (17) zugewandte Kante auf dem Target (26) abgelenkt wird.
3. Röntgenlithographiegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuervorrichtung den Auftreffpunkt des Elek-' tronenstrahles (21) auf einem Abstrahlpunkt (36) ver-

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harren läßt und dann den Elektronenstrahl (21) mit hoher Geschwindigkeit auf den nächsten Abstrahlpunkt (4o) bewegt und ihn dort wieder verharren läßt.
4. Röntgenlithographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,

daß die Röntgenröhre auf ¹^ zwei gegenüberliegenden Seite je ein Röntgenstrahlenaustrittsfenster (28A, 28B) aufweist, zwischen denen das Target (26) angeordnet ist, j daß die Oberfläche (31) des Targets (26) aus einer gewölbten Fläche mit der Elektronenkanone (17) zugewandt Zenit (31b) oder ausVzwei ebenen, durch eine Kante von einander getrennten, winklig zueinander angeordneten i

ebenen Flächen besteht, |

daß beidseits des Zenits (31B) je ein Teil (31 A, 31B) der gewölbten Fläche (31) oder beidseits der Kante je eine ebene Fläche je einem Röntgenaustrittsfenster (28 28B) zugewandt ist,

daß man für die durch jeden Austrittsfenster (28A, 28B der Röntgenröhre austretenden Strahlen den Targetwinke so wählt, daß er zwischen O und 10°, vorzugsweise bei 5,5 liegt, und

daß eine Steuervorrichtung für die in die Ablenkvorrichtung (23) eingespeisten Spannungen vorgesehen ist, mit der der Elektronenstrom (21) bei der Wanderung von einem Abstrahlpunkt (36) auf einer Fläche (bzw. Flächenteil 31A) auf einen anderen Abstrahlpunkt (4o) auf der anderen Fläche (bzw. Flächenteil 31C) über den Zenit (31b) oder die Kante abgelenkt wird.
5. Röntgenlithographiegerät nach .Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das Target die Form einer Halbkugel, eines Kegels, eines Kegelstumpfes, einer Pyramide mit jnindestens drei Seiten oder eines Pyramidenstumpfes mit mindestens drei Pyramidenflächen aufweist, daß mehrere Austrittsfenster für die Röntgenstrahlen vorgesehen sind

und daß um die Röntgenröhre herum eine der Anzahl der Röntgenfenster entsprechende Anzahl von Halterungen für die Substrate (35) und Halterungen für die Lithographiemasken vorgesehen sind.
6. Röntgenlithographiegerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den einzelnen Austrittsfenstern (28) für die Röntgenstrahlen in radialer Anordnung Abschirmbleche (42) gegen seitliche Strahlung vorgesehen sind.

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