帶電粒子多小束設備的制作方法

帶電粒子多小束設備的制作方法
【專利摘要】帶電粒子多小束設備。本發明涉及用于在帶電粒子多小束設備中操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束的方法和裝置。操縱器裝置包括：平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，布置這些通孔中的每個，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中每個通孔設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極；以及電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中布置電子控制電路，用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
【專利說明】帶電粒子多小束設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于在帶電粒子多小束設備中影響和/或控制一個或多個帶電粒子小束的軌跡的方法。
[0002]更具體地說，本發明涉及一種使用多個帶電粒子小束的帶電粒子多小束設備，所述設備包括操縱設備，用于操縱多個帶電粒子小束的一個或多個帶電粒子束。例如，正在對大容量無掩模光刻系統、多電子束顯微術、以及多電子束引發沉積裝置開發多電子束系統。
[0003]本發明還涉及無掩模帶電粒子多小束光刻系統、帶電粒子多小束顯微術系統、帶電粒子多小束引發沉積裝置、以及帶電粒子多小束設備中使用的操縱器裝置。
【背景技術】
[0004]例如WO 2009/127659 A2中公開了一種利用多小束曝光目標的帶電粒子多小束光刻系統。該光刻裝置包括偏轉裝置，該偏轉裝置包括多個偏轉器，其中該偏轉裝置包括多個存儲單元，每個存儲單元設置有存儲元件并且連接到偏轉器。存儲元件有效用作本地可用放大器的控制信號，該放大器將實際上數字信號送到偏轉器。換句話說，偏轉器或處于接通或處于斷開。對于實現光刻系統的高精度圖形化步驟和高晶片吞吐量，這是非常重要的步驟。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種能夠改善操縱所述多個小束的單獨小束的操縱器裝置和包括這種操縱器裝置的帶電粒子多小束設備
[0006]根據第一方面，本發明提供了一種用于在帶電粒子多小束設備中影響和/或控制一個或多個帶電粒子小束的軌跡的方法，其中所述設備包括操縱器裝置，用于操縱在帶電粒子多小束設備中的多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束，其中該操縱器裝置包括:
[0007]平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔的每個設置有圍繞通孔布置的一個或多個電極，并且其中一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及
[0008]電子控制電路，用于提供控制信號到通孔陣列的每個通孔的一個或多個電極，
[0009]其中該方法包括通過對每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓，對每個通孔提供單獨調節控制的步驟。
[0010]通過對一個或多個電極提供電壓，能夠產生靜電場，可以利用該電場影響和/或控制帶電粒子小束中的帶電粒子的軌跡。迄今為止，至少在其中多個小束從一個源發出的帶電粒子光學柱中，小束的單獨操縱被限制到用于單獨小束的實際上數字接通或斷開切換的偏轉器陣列，該一個源發射被分裂為所述多個小束的帶電粒子束。
[0011]本發明的操縱器裝置能夠為每個單獨通孔的電極提供單獨可調電壓控制。優選地，能夠以各種不同電平對每個單獨通孔設定電壓，為每個小束提供單獨可調控制。特別是，對于每個電極，該電壓是單獨可調的。
[0012]在實施例中，該帶電粒子多小束設備包括傳感器，用于確定所述帶電粒子小束的至少一個特性，其中該傳感器被連接到所述電子控制電路，其中該方法包括根據由傳感器提供到電子控制電路的反饋信號，為每個通孔提供單獨調節控制的步驟。
[0013]通常，小束對準的任何惡化和/或漂移以非常慢的步伐發生。本發明人對此的了解，使本發明人認識到正是多小束設備能夠對多個小束中的每個單獨小束校正慢速惡化和/或漂移。
[0014]根據本發明，例如，當每次在光刻系統中交換目標期間，周期性地檢驗單獨小束的對準，利用傳感器檢驗小束，并且控制電路調節控制信號，以便為操縱器裝置提供校正設定，從而至少實際上校正一個或多個單獨小束的惡化和/或漂移。隨后，在處理后續目標期間保持操縱器裝置的校正設定。
[0015]作為一種選擇，操縱器、控制電路和傳感器的組合也能夠使反饋系統在帶電粒子多小束設備中，特別是在多小束帶電粒子光刻系統中單獨地調節和/或優化每個小束和/或每個小束的對準。在實施例中，反饋系統被布置用于單獨地動態調節和/或優化每個小束和/或每個小束的對準。優選地，在帶電粒子多小束設備中，特別是在多小束帶電粒子光刻系統中，優選整體地布置該反饋系統。在實施例中，操縱器裝置被布置用于所述多個小束中的單獨小束的聚焦、偏轉或消像散(特別是減小像散)。本發明的改進型操縱器裝置能夠被用于操縱所述多個小束的單獨小束，不僅用于偏轉單獨小束，而且能夠用于其他功能，諸如，小束的單獨聚焦，或這些單獨小束的像散校正，由下面描述的實施例，顯而易見。
[0016]電子控制電路被布置用于為每個單獨通孔的一個或多個電極中的每個電極提供至少實際上模擬可調電壓。利用這種可調電壓，可以對每個小束進行微小校正，例如，用于校正偏轉角，用于調節靜電小透鏡的強度或用于對像散提供校正，以便優化該多個小束。
[0017]在一個實施例中，電子控制電路至少部分地被布置在平面襯底上，并且至少部分地與所述通孔相鄰。
[0018]在一個實施例中，每個通孔被布置用于為一個單一小束提供通路。在變型實施例中，每個通孔被布置用于為幾個小束，例如，一組7 X 7個小束，提供通路。
[0019]在一個實施例中，平面襯底是晶片，并且其中電子控制電路包括在所述平面襯底上的集成電路。在一個實施例中，電子控制電路至少部分地被布置在兩個通孔之間。適當地，靠近具有一個或多個電極的實際通孔，布置控制電路。特別是在通孔之間，更特別是在兩組通孔之間的無束區中，電子控制電路能夠被適當布置。
[0020]在一個實施例中，電子控制電路包括存儲器，用于存儲一個或多個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該存儲器被布置在平面襯底上并且與所述通孔相鄰。在另一個實施例中，所述存儲器被布置，用于存儲用于以各種不同電平為每個單獨通孔設定電壓的控制數據。
[0021 ] 在一個實施例中，存儲器被布置，用于存儲一個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該存儲器被布置在平面襯底上并且與所述單獨通孔相鄰。在一個實施例中，該存儲器被布置在兩個通孔之間。
[0022]在一個實施例中，該一個或多個電極包括沉積在平面襯底上的金屬。在一個實施例中，該金屬包括鑰。盡管在晶片上使沉積的鑰成結構是個困難工藝，但是仍是有利的，因為它的表面氧化是導電的，從而將使因為所述電極的充電產生的束誤差最小化。
[0023]在一個實施例中，該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上。在一個實施例中，該通孔至少實際上穿過所述襯底的表面延伸。
[0024]在一個實施例中，至少部分地對著所述通孔的內面向壁，布置通孔的一個或多個電極。在一個實施例中，在實際上平行于所述通孔的中心線的方向上，所述一個或多個電極延伸進通孔中。這種電極能夠提供更均勻的靜電場，用于更精確操縱小束中的帶電粒子。
[0025]在一個實施例中，每個通孔的一個或多個電極至少實際上由接地電極包圍。在一個實施例中，該接地電極包括沉積在平面襯底上的金屬。在一個實施例中，該金屬包括鑰。由于非常接近地布置單獨通孔及其電極，所以至少包圍的接地電極減少串擾。
[0026]在一個實施例中，背離平面襯底的一個或多個電極的表面被布置在平面襯底和背離所述平面襯底的接地電極的表面之間的高度處。在一個實施例中，平面襯底上的接地電極的厚度大于平面襯底上的一個或多個電極的厚度。在這些實施例中，相對于包圍接地電極，一個或多個電極被布置在凹槽位置。包圍接地電極相對于在通孔處的一個或多個電極高度的較高高度，進一步降低相鄰通孔的一個或多個電極間的任何串擾。此外，包圍接地電極相對于通孔處的一個或多個電極高度的較高高度，降低因為靜電雜散場產生的束誤差。
[0027]在一個實施例中，電子控制電路包括連接引線，用于連接電子控制電路與一個或多個電極，其中所述連接引線中的至少一個至少部分地被布置在兩個接地導電層之間。在一個實施例中，該所述連接引線中的至少一個至少部分地布置于兩個接地引線之間。通過至少部分地在導電層和/或引線之間布置至少一些連接引線，屏蔽所述引線，這樣降低連接引線之間的任何干擾。
[0028]在一個實施例中，所述操縱器裝置包括靜電透鏡陣列，其中所述靜電透鏡中的每個包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中該通孔中的每個包括圍繞相應通孔布置的一個電極，并且其中電子控制電路被布置，用于為所述靜電透鏡陣列中的透鏡的每個單獨通孔的一個電極提供可調電壓，以便單獨調節所述透鏡的強度。
[0029]在一個實施例中，所述操縱器裝置包括靜電偏轉器陣列，其中所述靜電偏轉器中的每個包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中該通孔中的每個包括圍繞相應通孔布置的兩個或更多電極，并且其中電子控制電路被布置，用于為所述靜電偏轉器陣列中的偏轉器的每個單獨通孔的兩個或更多電極提供可調電壓，以便單獨調節由所述偏轉器產生的帶電粒子小束的偏轉量。
[0030]在一個實施例中，所述操縱器裝置包括靜電像散校正器陣列，其中所述靜電像散校正器中的每個包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中該通孔中的每個包括圍繞相應通孔布置的八個電極，并且其中電子控制電路被布置，用于為所述靜電像散校正器陣列中的像散校正器的每個單獨通孔的八個電極提供可調電壓，以便單獨調節由所述像散校正器產生的帶電粒子小束的像散校正量。
[0031]在一個實施例中，電子控制電路包括去復用器，用于從復用信號中提取一個或多個單獨通孔的控制數據，該去復用器被布置在平面襯底上并且與所述通孔相鄰。
[0032]在一個實施例中，該去復用器被布置，用于提取一個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該去復用器被布置在平面襯底上并且與所述單獨通孔相鄰。
[0033]在一個實施例中，該去復用器被布置在相鄰通孔之間。[0034]在一個實施例中，到該裝置的連接引線的數量實際上小于電極的數量。在一個實施例中，到通孔的連接引線的數量小于所述通孔的電極的數量。
[0035]根據第二方面，本發明提供了一種帶電粒子多小束設備，包括操縱器裝置，用于操縱在帶電粒子多小束設備中的多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束，其中該操縱器裝置包括:
[0036]平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔中的每個被設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及
[0037]電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中電子控制電路被布置，用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
[0038]在一個實施例中，該帶電粒子多小束設備還包括傳感器，用于確定所述多個帶電粒子小束的至少一個特性，其中該傳感器被連接到所述電子控制電路，用于提供反饋信號。這種反饋布置在多小束系統中特別有利，以便能夠對單獨通孔中的每個通孔的一個或多個電極中的每個電極的單獨可調電壓做出自動反饋，用于將每個這種可調電壓設定到需要的數值，以便獲得所述多個帶電粒子小束中的每個小束的需要的校正。
[0039]在一個實施例中，操縱器裝置是具有第一平面襯底的第一操縱器裝置，包括在第一平面襯底的平面中的第一通孔陣列，其中帶電粒子多小束設備包括具有第二平面襯底的第二操縱器裝置，包括在第二平面襯底的平面中的第二通孔陣列，其中該通孔中的每個包括圍繞相應通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，其中離開第一平面襯底某個距離并且實際上平行于第一平面襯底，布置第二平面襯底，其中第二通孔陣列的每個通孔至少實際上與第一通孔陣列的通孔成直線。在一個實施例中，通孔具有半徑r，并且其中第一和第二平面襯底之間的距離d等于或小于半徑r。在一個實施例中，第一和第二操縱器裝置的一個或多個電極分別被布置在所述第一和第二襯底上，并且其中第一襯底上的一個或多個電極和第二襯底上的一個或多個電極面對面。在一個實施例中，至少關于第一和第二操縱器裝置之間的中心平面，第二操縱器裝置至少實際上與第一操縱器裝置鏡像對稱。
[0040]根據第三方面，本發明提供了一種帶電粒子多小束無掩模光刻裝置，包括操縱器裝置，用于操縱在帶電粒子多小束無掩模光刻裝置中的多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束，其中該操縱器裝置包括:
[0041]平面襯底，包括在該襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔中的每個設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及
[0042]電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中電子控制電路被布置，用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
[0043]在一個實施例中，帶電粒子多小束無掩模光刻裝置和/或其操縱器裝置被設置有上述實施例中描述的一個或多個測量器。
[0044]根據第四方面，本發明提供了一種用于操縱在帶電粒子多小束設備中的多個帶電粒子小束的一個或多個帶電粒子束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置包括:
[0045]平面襯底，包括在該襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔中的每個被設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及
[0046]電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中電子控制電路被布置，用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
[0047]在實施例中，操縱器裝置被設置有上述實施例中描述的一個或多個測量器。
[0048]只要可能，能夠單獨應用說明書中描述和示出的各方面和特征。這些單獨方面，特別是所附從屬權利要求中描述的方面和特征能夠被作為分案專利申請的主題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]將根據附圖所示的典型實施例描述本發明，其中:
[0050]圖1示出帶電粒子多小束無掩模光刻系統的示意截面圖，
[0051]圖2示出包括四極偏轉器的陣列的操縱器裝置的第一例子的示意分解圖，
[0052]圖3示出圖1的四極的樣機操縱器裝置的俯視圖，
[0053]圖4示出操縱器陣列的第二例子的俯視圖，每個操縱器包括在單透鏡陣列中使用的一個電極，
[0054]圖5示出在圖4的操縱器裝置中使用的一個操縱器11的示意截面圖，
[0055]圖6示出操縱器陣列的第三例子的俯視圖，每個操縱器包括用于形成八極的8個電極，
[0056]圖7示出在操縱器裝置中使用的操縱器的另一個例子的示意截面圖，
[0057]圖8A示出在圖1的光刻系統中使用的操縱器裝置的示意俯視圖，
[0058]圖8B示出圖8A的示意俯視圖的細節,示意性示出了無束區內的電子控制電路，以及
[0059]圖9示出帶電粒子多小束檢驗設備的示意截面圖。
【具體實施方式】
[0060]對大容量光刻、多電子束顯微術和多電子束引發沉積開發了多電子束系統。特別是，對光刻和沉積系統，單獨束消隱，即接通或斷開切換，被用于產生圖形。
[0061]然而，單獨地定位、聚焦、矢量掃描和消像散小束也有利。迄今為止，還沒有用于關于位置、聚焦、矢量掃描或消像散的單獨調節的單獨操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束的操縱器裝置。這種系統的一個問題是分別單獨控制每個小束需要巨量數據。另一個問題是每個操縱器的尺寸小并且相鄰操縱器之間的間隔小。
[0062]本發明建議將MEMS技術用于制造包括用于操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子小束的操縱器陣列的操縱器裝置。根據其用途，操縱器優選地具有范圍從約150微米與2微米的橫向尺寸。
[0063]挑戰之一是設計制造工藝與芯片制造和電子光學設計規則兼容的電極。此外，希望在沒有成千外部控制線的情況下，控制成千粒子束。
[0064]圖1示出基于全部帶電粒子小束沒有公共交叉(cross over)的帶電粒子束光學系統的帶電粒子多小束光刻系統100的原理圖。這種光刻系統包括帶電粒子源101，例如，電子源，用于產生擴散的帶電粒子束120。擴散束通過準直透鏡102，以便使帶電粒子束120準直。
[0065]接著，準直束120射到小孔陣列104上，小孔陣列104阻擋準直束120的一部分，以產生子束121。子束121射到另一個小孔陣列105上，以產生小束122。會聚透鏡陣列103(或一組會聚透鏡陣列)被包含，用于使子束121聚焦到端模塊107的束闌陣列108中的相應開孔。
[0066]小束產生小孔陣列105被優選地包含在與小束消隱器陣列106的組合中，例如，與消隱器陣列106前面的小孔陣列105緊密地一起被布置。
[0067]如圖1所示，會聚透鏡或這些會聚透鏡103使子束121聚焦在或聚焦到端部模塊107的束闌陣列108中的相應開孔。在該例子中，小孔陣列105從子束121產生三個小束122，該小束122在相應開孔處射到束闌陣列108，因此，這三個小束122由端部模塊107中的投影透鏡系統109投影到目標110上。實際上，對于每個端部模塊107中的每個投影透鏡系統109，具有非常大數量小束的一組小束可以由小孔陣列105產生。在實際實施例中，通常約50個小束可以被引導通過單個投影透鏡系統109，并且可以將小束的數量增加到200或更多。如圖1所示，小束消隱器陣列106可以在某些時間使一組小束122中的單獨小束偏轉，以使其消隱。這由已經被偏轉到束闌陣列109上靠近但是并不在開孔處的位置的消隱小束123表示。
[0068]根據本發明，帶電粒子光學柱可以被設置有一個或多個操縱器裝置，如下所做的詳細描述。這樣的操縱器裝置300可以被布置在準直透鏡102的后面，用于:
[0069]一提供在實際上垂直于帶電粒子光學柱的光軸的平面中的偏轉，以便校正帶電粒子光學柱的裝置中的一個或多個裝置的未對準，和/或
[0070]一提供對可以由通常是磁透鏡的顯微透鏡產生的任何像散的校正，該顯微透鏡衍射整個粒子束120、全部子束121或全部小束122。
[0071]還可以將這種操縱器裝置310設置為端部模塊107的一部分，用于在投影透鏡系統109中提供兩維偏轉，并且能夠矢量掃描一組中的小束。
[0072]操縱器裝置300、310被連接到電子控制電路430，該電子控制電路430提供控制信號433、434到操縱器裝置300、310。
[0073]此外，帶電粒子光學柱設置有用于確定多個小束中的小束的至少一個特征的傳感器，其中該傳感器連接到電子控制電路430，以便提供反饋信號。這樣的傳感器410可以設置在束闌陣列108處，優選地設置在小束在被消隱時被引導到的位置。作為一種選擇，可以將傳感器420實際上布置于在交換已經處理過的目標和需要處理的目標期間目標110的位置。在該交換期間，檢測器420可以在小束下移動XY，并且能夠檢驗這些小束的對準，并且如果需要，則能夠根據由傳感器410、420提供到電子控制電路430的反饋信號431、432調節，優選地自動調節操縱器裝置300、310。
[0074]請注意，當與利用小束消隱器陣列106偏轉小束122相比時，小束122的對準性的任何惡化和/或漂移是以非常慢的步伐發生。例如，在每次交換目標時，都利用傳感器410、420檢驗小束122，并且控制電路430調節控制信號433、434，以便為操縱器裝置300、310提供校正的設置，從而至少實際上校正單獨小束122中的一個或多個小束的惡化和/或漂移。隨后，在處理后續目標期間，操縱器裝置300、310的該校正的設置被保持。
[0075]作為一種選擇，操縱器300、控制電路430和傳感器410、420的組合還提供反饋系統用于在帶電粒子多小束設備中，特別是在多小束帶電粒子光刻系統中單獨地調節和/或優化每個小束和/或每個小束的對準。在實施例中，布置反饋系統，以單獨地動態調節和/或優化每個小束和/或每個小束的對準。優選地，在帶電粒子多小束設備中，特別是在多小束帶電粒子光刻系統中，優選地布置，優選地整體布置該反饋系統。
[0076]在圖2和3中部分地示出根據本發明的操縱器裝置300、310的第一例子。圖2示出利用MEMS技術制造的多小束四極偏轉器I。該制造工藝是雙極兼容的，允許合并例如具有抽樣和保持功能的本機電子裝置。
[0077]多小束四極偏轉器I包括實際上平面襯底3，該襯底3設置有以行和列規則布置的通孔2的陣列。通孔2實際上橫穿平面襯底3的表面S延伸，并且布置通孔2，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過通孔2。
[0078]在平面襯底3的頂部，布置電子控制電路4，在該例子中，平面襯底3是Si芯片。電子控制電路4包括與通孔2相鄰布置的，特別是在平面襯底3的無束區上的集成電路。在電子控制電路4的頂部上，設置絕緣層5，在絕緣層5的頂部上，布置電極層6。
[0079]每個通孔2設置有在所述襯底3上圍繞通孔2布置的四個電極7。具有四個電極7的每個通孔2形成單獨操縱器10，用于操縱穿過通孔2的一個或多個小束。因此，操縱器裝置I包括以行和列布置的單獨操縱器10的陣列。
[0080]電極7優選地由鑰制成，然而，它們也可以由其他導電材料制成。電極層6具有約4微米的厚度，并且通過利用反應離子蝕刻各向異性蝕刻鑰制成該電極。
[0081]請注意，四個電極7由電極層6的余部8包圍,如圖2的俯視示意圖所示。與電極7電隔離的余部8用作在某個距離處包圍四個電極7的接地電極8。在電極層6的下面，存在絕緣材料5的層，絕緣材料5設置有通路51，用于將每個電極7連接到絕緣材料5的層下面的電子控制電路4。
[0082]電子控制電路4提供控制信號到每個通孔2的四個電極7中的每個電極7。電子控制電路4布置在平面襯底3上并且至少部分地與所示通孔2相鄰，并且布置電子控制電路4，用于為每個通孔2的四個電極7中的每個提供單獨可調電壓，以使在使用時穿過所述通孔2的一個或多個帶電粒子小束偏轉。因此，利用用于單獨調節由所述偏轉器10產生的帶電粒子小束的偏轉量的可調電壓，所述操縱器裝置I的每個操縱器10能夠被用于在平行于平面襯底3的表面S的平面中的任意方向上偏轉帶電粒子小束。
[0083]圖4和5示出本發明的裝置中使用的操縱器11的第二例子。該第二例子的操縱器裝置本質上包括與圖2的分解圖所示的裝置相同的結構。即，該裝置包括實際上平面襯底13，該平面襯底13設置有以行和列規則布置的通孔12的陣列，如圖4的俯視圖所示。布置通孔12，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，并且通孔12設置有包圍通孔12的一個電極17。
[0084]在平面襯底13的頂部上，布置電子控制電路14。電子控制電路14包括與通孔12相鄰布置的集成電路。在該例子中，電子控制電路14由具有通過通路51互連的集成電子電路系統的幾個層15構成。
[0085]此外，在通孔12的邊緣，設置通路52，該通路52連接到頂部電極17。通路52提供頂部電極17在通孔12中的延伸。因此，至少部分地對著所述通孔的內面向壁，布置通孔的電極17。在制造集成電子控制電路14的同時并且采用相同的工藝制造位于通孔12的邊緣的通路52。
[0086]每個通孔12設置有圍繞所述襯底13上的通孔12布置的一個電極17。在平面襯底13上方的某個距離處，布置另一個電極19。該另一個電極19也包括通孔12’的陣列，通孔12’與襯底13的通孔12對準，如圖5的截面圖中示意所示。具有電極17和另一個電極19的每個通孔12形成單獨單透鏡(Einzel lens) 11，在使用中，對單透鏡11供給可調電壓，用于單獨調節所述透鏡11的焦距或強度(strength)。
[0087]因此，該第二例子提供操縱器裝置16，包括靜電透鏡11的陣列，其中每個所述靜電透鏡11包括所述通孔陣列的一個通孔12，其中每個通孔12包括圍繞相應通孔12布置的一個電極17，并且其中布置電子控制電路14，用于為所述靜電透鏡陣列的透鏡11的每個單獨通孔的一個電極12提供可調電壓，以便單獨調節所述透鏡11的強度。
[0088]圖6示出本發明的操縱器裝置20的第三例子。該第三例子的操縱器裝置20本質上包括與圖2的分解圖所示的裝置相同的結構。即，該裝置包括實際上平面襯底，該平面襯底設置有以行和列規則布置的通孔22的陣列，如圖6的俯視圖所示。布置通孔22，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔。每個通孔22設置有包圍通孔22的八個電極27。具有電極27的每個通孔22形成單獨八極偏轉器，在使用中，為八極偏轉器供給可調電壓，以便單獨調節穿過所述通孔22之一的小束的軌跡，例如，用于對每個單獨小束提供消像散校正。
[0089]因此，第三例子的操縱器裝置20包括靜電消像散校正器21的陣列，例如，用于校正小束的任何像散，其中每個所述靜電消像散校正器21包括所述通孔陣列的一個通孔22，其中每個通孔22包括圍繞相應通孔22布置的八個電極27，并且其中布置電子控制電路，用于為所述靜電消像散校正器陣列中的消像散校正器21的每個單獨通孔22的八個電極27提供可調電壓，以便單獨調節由所述消像散校正器產生的帶電粒子小束的消像散校正量。
[0090]在本發明的裝置的另一個例子中，如圖7的局部截面圖所示，裝置31包括具有第一平面襯底33的第一操縱器裝置30，該第一平面襯底33包括在第一平面襯底33的平面中的通孔32的第一陣列，其中每個通孔32包括圍繞相應通孔32布置的一個或多個電極37，并且其中一個或多個電極37布置在所述襯底33上。此外，裝置31包括具有第二平面襯底33’的第二操縱器裝置30’，第二平面襯底33’包括在第二平面襯底的平面中的通孔32’的第二陣列，其中每個通孔32’包括圍繞相應通孔32’布置的一個或多個電極37’，并且其中一個或多個電極32’布置在所述襯底33’上。在距離d處并且實際上平行于第一平面襯底33布置第二平面襯底33’，其中第二操縱器裝置30’的每個通孔32’至少實際上與第一操縱器裝置30的通孔32成直線。在實施例中，將第一操縱器裝置30和第二操縱器裝置30’形成為一個單元。
[0091]通孔32、32’具有半徑r，并且第一與第二平面襯底之間的距離d適當地等于或小于半徑r。此外，第一操縱器裝置30和第二操縱器裝置30’的一個或多個電極37、37’布置在第一襯底33和第二襯底33’上，使得第一襯底33上的一個或多個電極37和第二襯底33’上的一個或多個電極37’面對面。至少關于第一操縱器裝置30和第二操縱器裝置30’之間的中心平面，第二操縱器裝置30’與第一操縱器裝置30至少實際上鏡像對稱，以便組合第一操縱器裝置30的每個通孔32與第二操縱器裝置30’的相應通孔32’。
[0092]第一操縱器裝置30或第二操縱器裝置30’中的每個可以包括:偏轉器陣列，具有每個通孔32、32’的兩個或更多電極37、37’，例如，如圖2和3所示的四個電極；靜電透鏡陣列，具有每個通孔32、32’的一個電極37、37’，如圖4所示；和/或靜電消像散校正器陣列，具有每個通孔32、32’的八個電極37、37’，如圖6所示。
[0093]回去參考如圖1所示的帶電粒子多小束光刻裝置100，請注意，將小束122排列為組。因為對小束122編組，所以能夠將為了產生子束121而阻擋準直束120的一部分的小孔陣列104后面的帶電粒子光學柱的裝置劃分為束區200和無束區210，如圖8A中示意所示出的。能夠將位于例如由子束121定義的小束組之間的這些無束區210用作電子控制電路510的位置，電子控制電路510控制布置于束區200中的操縱器520，如圖SB中示意性所示。靠近無束區的邊緣，設置連接器500，利用數據線，連接器500連接到束區200中的每個操縱器520的電子控制電路510。電壓線從每個電子控制電路510被引導到每個操縱器520的單獨電極，用于為每個電極提供單獨可調電壓。
[0094]在無束區210的位置，有足夠空間可用于布置集成電子控制電路的用于存儲布置于相鄰束區200中的操縱器裝置的控制數據的存儲裝置。特別是，布置存儲器，用于存儲用于以各種不同電平對每個單獨操縱器520設定電壓的控制數據。
[0095]此外，在無束區210中布置去復用器，用于對復用數據信號去復用，并且將去復用數據發送到電子控制電路和/或其存儲裝置。對于，這樣的實施例要求實際上每個無束區201 一條數據引線，這樣顯著減少連接引線的數量。
[0096]本發明的另一個典型實施例示于圖9中。圖9示出用于測量單獨小束的束特性的帶電粒子多小束檢驗設備的示意截面圖。帶電粒子多小束檢驗設備包括入射孔陣列1050，在使用時，入射孔陣列1050與一組小束1220對準，使這些小束1220進入檢驗設備。根據本發明，檢驗設備包括操縱器裝置3000，操縱器裝置3000包括單獨小束操縱器2、22，例如，如圖2、3和6所示，用于根據來自控制器4300的控制信號4330，單獨地偏轉一個或多個小束1220。在離開入射孔陣列1050背離操縱器裝置3000并且在離開操縱器裝置3000某個距離的一側上，布置一系列傳感器4100、4101、4200。
[0097]在該例子中，該系列傳感器包括中心傳感器4200，中心傳感器4200包括法拉第杯。當控制器4300提供控制信號4330到操縱器裝置3000的單獨小束操縱器以使所有小束1220偏轉到法拉第杯4200中時，測量帶電粒子小束1220的總電流。將法拉第杯4200的測量的測量信號引導到控制器4300并且能夠被顯示、被存儲和/或在控制器4300中進一步被評估。
[0098]此外，中心傳感器4200由幾個傳感器4100、4101包圍，以測量單獨小束1230的束特性。為了測量單獨小束1230的束特性，控制器4300提供控制信號4330，以使單獨小束1230偏轉到傳感器4100中的一個。在如圖2、3所示，操縱器裝置3000包括單獨偏轉器2的情況下，能夠在任何方向上偏轉單獨小束1230，并且能夠單獨調節一定方向上的偏轉量。因此，能夠使每個單獨小束1230隨后被引導到兩個或更多傳感器4100、4101，以測量不同的束特性。例如，布置兩個或更多傳感器4100、4101中的一個傳感器用于測量單獨小束1230的總電流，布置該兩個或更多傳感器4100、4101中的第二傳感器用于測量第一束輪廓，同時在第二傳感器上在第一方向上掃描單獨小束1230，并且布置該兩個或更多傳感器4100、4101中的第三傳感器用于測量第二束輪廓，同時在第三傳感器上在至少實際上垂直于第一方向的第二方向上掃描單獨小束1230。傳感器4100、4101的測量的測量信號4320被引導到控制器4300，并且能夠被顯示、被存儲和/或在控制器4300中進一步被評估。
[0099]應當明白，為了說明優選實施例的操作做出上述描述，但是并不意味著，上述描述限制本發明的范圍。根據上面的討論，許多變型對于所屬【技術領域】內的技術人員顯而易見，并且也由本發明的精神和范圍所包括。
[0100]總之，本發明涉及用于在帶電粒子多小束設備中操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束的方法和裝置。操縱器裝置包括平面襯底，平面襯底包括在襯底的平面中的通孔陣列，布置這些通孔中的每個，用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中每個通孔設置有:一個或多個電極，圍繞該通孔被布置；以及電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中布置電子控制電路，用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
【權利要求】
1.一種用于在帶電粒子多小束設備中影響和/或控制一個或多個帶電粒子小束的軌跡的方法，其中所述設備包括用于在帶電粒子多小束設備中操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置包括: 平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔的每個被設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極，并且其中一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及 電子控制電路，用于提供控制信號到通孔陣列的每個通孔的一個或多個電極， 其中該方法包括通過為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓，為每個通孔提供單獨調節控制的步驟。
2.根據權利要求1所述的方法，其中帶電粒子多小束設備包括傳感器，用于確定所述帶電粒子小束的至少一個特性，其中傳感器被連接到所述電子控制電路，其中該方法包括根據由傳感器提供給電子控制電路的反饋信號為每個通孔提供單獨調節控制的步驟。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述操縱器裝置包括靜電透鏡陣列，其中每個所述靜電透鏡包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中每個通孔包括圍繞相應通孔布置的一個電極，并且其中電子控制電路被布置用于通過為所述靜電透鏡陣列中的透鏡的每個單獨通孔的一個電極提供至少實際上模擬可調電壓，單獨調節每個所述靜電透鏡的強度。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述操縱器裝置包括靜電偏轉器陣列，其中每個所述靜電偏轉器包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中每個通孔包括圍繞相應通孔布置的兩個或更多電極，并且其中電子控制電路被布置用于通過為所述靜電偏轉器陣列中的偏轉器的每個單獨通孔的兩個或更多電極提供至少實際上模擬可調電壓，單獨調節由所述偏轉器產生的帶電粒子小束的偏轉量。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其中所述操縱器裝置包括靜電像散校正器陣列，其中每個所述靜電像散校正器包括所述通孔陣列中的一個通孔，其中每個通孔包括圍繞相應通孔布置的八個電極，并且其中電`子控制電路被布置用于通過為所述靜電像散校正器陣列中的像散校正器的每個單獨通孔的八個電極提供至少實際上模擬可調電壓，單獨調節由所述像散校正器產生的帶電粒子小束的像散校正量。
6.根據前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中帶電粒子多小束設備包括光學柱，用于: 利用帶電粒子源產生擴散帶電粒子束， 利用準直器使帶電粒子束準直， 利用小孔陣列產生多個小束， 在某些時間使一組小束中的單獨小束偏轉，以便利用小束消隱器陣列消隱這些單獨小束， 利用束闌陣列阻擋偏轉的單獨小束，并且 利用投影透鏡系統，使未阻擋的小束投影到目標上。
7.根據權利要求6所述的方法，其中在準直器的后面布置操縱器裝置，用于: 一在實際上垂直于帶電粒子光學柱的光軸的平面中，偏轉所述一個或多個帶電粒子小束中的一個或多個，以便校正帶電粒子光學柱的裝置中的一個或多個裝置的未對準，和/或一對于像散，校正所述一個或多個帶電粒子小束中的一個或多個。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中操縱器裝置作為投影透鏡系統的一部分被提供，用于提供在投影透鏡系統中的所述一個或多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子小束的偏轉和/或聚焦或散焦。
9.一種帶電粒子多小束設備，包括操縱器裝置，用于在帶電粒子多小束設備中操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束，其中該操縱器裝置包括: 平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中該通孔中的每個被設置有圍繞該通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及 電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極， 其中電子控制電路被布置用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
10.根據權利要求9所述的帶電粒子多小束設備，其中對于所述操縱器的每個電極，電壓是單獨可調的。
11.根據權利要求9或10所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置被布置用于所述多個小束中的單獨小束的聚焦、偏轉或消像散。
12.根據權利要求9、10或11所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置的平面襯底是晶片，并且其中電子控制電路包括在所述平面襯底上的集成電路。
13.根據權利要求9至12中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中電子控制電路至少部分地被布置于所述操縱器裝置上的兩個通孔之間。
14.根據權利要求13所述的帶電粒子多小束設備，其中在位于所述操縱器裝置上的兩個通孔之間的或兩組通孔之間的無束區中，布置電子控制電路。
15.根據權利要求9至14中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中電子控制電路包括存儲器，用于存儲一個或多個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該存儲器被布置在所述操縱器裝置的平面襯底上并且與所述通孔相鄰。
16.根據權利要求15所述的帶電粒子多小束設備，其中存儲器被布置用于存儲一個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該存儲器被布置在所述操縱器裝置的平面襯底上并且與所述單獨通孔相鄰。
17.根據權利要求15或16所述的帶電粒子多小束設備，其中存儲器被布置在兩個通孔之間。
18.根據權利要求9至17中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置的一個或多個電極包括沉積在平面襯底上的金屬。
19.根據權利要求18所述的帶電粒子多小束設備，其中該金屬包括鑰。
20.根據權利要求18或19所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置中的通孔的一個或多個電極至少部分地被布置成對著所述通孔的內面向壁。
21.根據權利要求20所述的帶電粒子多小束設備，其中在實際上平行于所述通孔的中心線的方向上，所述一個或多個電極延伸進通孔中。
22.根據權利要求9至21中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置的每個通孔的一個或多個電極至少實際上由接地電極包圍。
23.根據權利要求22所述的帶電粒子多小束設備，其中接地電極包括沉積在平面襯底上的金屬。
24.根據權利要求23所述的帶電粒子多小束設備，其中該金屬包括鑰。
25.根據權利要求22、23或24所述的帶電粒子多小束設備，其中背離平面襯底的所述操縱器裝置的一個或多個電極的表面被布置在平面襯底和背離所述平面襯底的接地電極的表面之間的高度處。
26.根據權利要求25所述的帶電粒子多小束設備，其中所述操縱器裝置的平面襯底上的接地電極的厚度大于平面襯底上的一個或多個電極的厚度。
27.根據權利要求9至26中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中電子控制電路包括連接引線，用于連接電子控制電路與所述操縱器裝置的一個或多個電極，其中所述連接引線中的至少一個連接引線至少部分地被布置在兩個接地導電層之間。
28.根據權利要求27所述的帶電粒子多小束設備，其中所述連接引線中的至少一個連接引線至少部分地被布置在兩個接地引線之間。
29.根據權利要求9至28中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中電子控制電路包括去復用器，用于從復用信號中提取一個或多個單獨通孔的控制數據，該去復用器被布置在所述操縱器裝置的平面襯底上并且與所述通孔相鄰。
30.根據權利要求29所述的帶電粒子多小束設備，其中去復用器被布置用于提取一個單獨通孔的一個或多個電極的控制數據，該去復用器被布置在所述操縱器裝置的平面襯底上并且與所述單獨通孔相鄰。
31.根據權利要求29或30所述的帶電粒子多小束設備，其中去復用器被布置在相鄰通孔之間。`
32.根據權利要求9至31中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中到操縱器裝置的連接引線的數量實際上小于電極的數量。
33.根據權利要求9至32中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，其中到操縱器裝置的通孔的連接引線的數量小于所述通孔的電極的數量。
34.根據權利要求9至33中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備，還包括傳感器，用于確定所述多個帶電粒子小束的至少一個特性，其中傳感器被連接到所述電子控制電路，用于提供反饋信號。
35.根據權利要求9至34中的任何一項所述的帶電粒子多小束設備， 其中該操縱器裝置是具有第一平面襯底的第一操縱器裝置，包括在第一平面襯底的平面中的第一通孔陣列， 其中該帶電粒子多小束設備包括具有第二平面襯底的第二操縱器裝置，包括在第二平面襯底的平面中的第二通孔陣列，其中每個通孔包括圍繞相應通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上， 其中離開第一平面襯底某個距離并且實際上平行于第一平面襯底，布置第二平面襯底，其中第二通孔陣列的每個通孔至少實際上與第一通孔陣列的通孔成直線。
36.根據權利要求35所述的帶電粒子多小束設備，其中通孔具有半徑r，并且其中第一和第二平面襯底之間的距離d等于或小于半徑r。
37.根據權利要求35或36所述的帶電粒子多小束設備，其中第一和第二操縱器裝置的一個或多個電極分別被布置在所述第一和第二襯底上，并且其中第一襯底上的一個或多個電極和第二襯底上的一個或多個電極面對面。
38.根據權利要求35、36或37所述的帶電粒子多小束設備，其中至少關于第一和第二操縱器裝置之間的中心平面，第二操縱器裝置至少實際上與第一操縱器裝置鏡像對稱。
39.一種帶電粒子多小束無掩模光刻裝置，包括操縱器裝置，用于在帶電粒子多小束無掩模光刻裝置中，操縱多個帶電粒子小束中的一個或多個帶電粒子束，其中操縱器裝置包括: 平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中每個通孔被設置有圍繞通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及 電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中電子控制電路被布置用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
40.根據權利要求39所述的帶電粒子多小束無掩模光刻裝置，還包括在權利要求9至38的任何一項中描述的一個或多個測量器。
41.一種用于在帶電粒子多小束設備中操縱多個帶電粒子小束的一個或多個帶電粒子束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置包括: 平面襯底，包括在襯底的平面中的通孔陣列，這些通孔中的每個被布置用于傳送至少一個帶電粒子小束通過該通孔，其中每個通孔被設置有圍繞通孔布置的一個或多個電極，并且其中該一個或多個電極被布置在所述襯底中和/或所述襯底上，以及 電子控制電路，用于提供控制信號到每個通孔的一個或多個電極，其中該電子控制電路被布置用于為每個單獨通孔的一個或多個電極提供至少實際上模擬可調電壓。
42.根據權利要求41所述的操縱器裝置，還包括在權利要求9至38的任一項中描述的一個或多個測量器。
【文檔編號】H01J37/317GK103650097SQ201280034520
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月30日 優先權日:2011年5月30日
【發明者】A·C·宗內威伊勒, P·克瑞特 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司