[发明专利]一种环形电子枪

说明书

本发明涉及电子枪技术领域，尤其涉及一种环形电子枪，包括灯丝和环形的内圆壁，环形的内圆壁上对称的安装偶数个发射电子的枪口，每个枪口设置一个单点发射电子束装置，由单点发射电子束装置发出的起中和作用的电子束同时从偶数个对称布置的枪口流出，多点发射电子束装置所用的多个灯丝以并联或串联的方式连接。本发明涉及利用环形电子枪对离子束更全面，更完善，更有效地中和作用,从而提高修补位置精度或离子注入机的离子束斑尺寸精度；使修补机二次电子成像清晰度和均匀度更高。

技术领域

本发明涉及电子枪技术领域，尤其涉及一种环形电子枪。

背景技术

半导体集成电路制造工艺已经进入14-16纳米量产阶段，因此需要更先进的光刻技术刻出更细的线宽和更复杂的图案。光刻工艺中，需要用到一种模板来对图形进行转印和复制，这种模板称之为光掩模板(又称光罩，以下统称为掩模板)。掩模板是一条纽带连接设计公司和晶园制造，目前晶圆厂光刻工艺中还无法实现无掩模光刻，因此掩模板是集成电路制造中极为关键的一环。由此需求掩模板的线宽越来越细，偏差要求也是越来越高，相对应的制作成本越来越高。

掩模基板的主要制作流程为曝光、显影、刻蚀、去胶、检测，修补等，制作时需要对检测出来的缺陷进行修复，这就要求很高精度的修补机。

目前使用的ACCURA850修补机是利用镓(GALLIUM)以带正电荷状态在离子腔体内被八级棱镜聚焦在一定的束斑尺寸范围内，在加速级的作用下以规定的能量和轨迹轰击基板。但是轰击基板之前不可以携带任何电荷，否则会在基板表面因电荷累积而打火，损坏基板表面的图形；因此在阳离子镓轰击基板前，需要电子枪发射一定量带负电荷的电子去中和阳离子镓，使镓以原子形态轰击基板上多余的铬金属或和悬浮在基板表面的有机金属前驱体分子撞击进行能量交换。

目前ACCURA850修补机运用的电子枪和离子注入机都使用的是同一平面发射电子的电子枪。对于小圆点束流(spot beam)采用平面式一点发射电子；在晶圆注入设备采用带状束流(ribbon bean)时，注入机采用在同一平面前后两个点发射电子的电子枪。

目前的电子枪1发射出来的电子束流都是垂直于离子束通道的流向。如图1所示，可以看出中和电子和带正电荷的圆柱状离子束流2始终不能全面接触，存在以下缺陷：

1)靠近电子束流段的离子，被中和的相对完全，而远离电子束流段的离子中和的不够充分，远离电子流出段的阳离子易产生电荷累积而在基板3表面发生打火；

2)很难控制从电子枪1流出的合适电子量来完全中和阳离子；

3)电子枪1流出的电子所具备的能量相对于高动能的离子有点微不足道，但还是会影响到工艺精度要求很高的离子束斑的尺寸或使离子束斑变形以及影响其运动轨迹，从而影响修补精度；

4)基板3影像是利用二次电子成像，由于电子从离子束流2段一边流向另一边，虽然可以覆盖所需成像区域，但二次电子在覆盖区域的浓度不够均匀，所以影像清晰度受影响。

发明内容

本发明提供了一种环形电子枪，可以均匀充分的中和阳离子。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种环形电子枪，包括灯丝和环形的内圆壁，环形的内圆壁上对称的安装偶数个发射电子的枪口，每个枪口设置一个单点发射电子束装置，由单点发射电子束装置发出的起中和作用的电子束同时从偶数个对称布置的枪口流出，多点发射电子束装置所用的多个灯丝以并联或串联的方式连接。

作为本发明的优化方案，偶数个枪口为4个或6个或8个。

作为本发明的优化方案，离子束通道垂直于水平放置的环形电子枪。

作为本发明的优化方案，多个灯丝以并联方式连接时，按照灯丝的数量配置相应固定灯丝的绝缘陶瓷件。