УСТРОЙСТВО С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
DEVICE WITH MULTIPLE ELEMENTARY BEAMS OF CHARGED PARTICLES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Устройство относится к способу влияния на и/или управления траекторией одного или более элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц.
Данное изобретение более конкретно относится к устройству с множественными элементарными пучками заряженных частиц, использующему множество элементарных пучков заряженных частиц, причем указанное устройство содержит манипуляторное устройство для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц. Например, многолучевые электронно-лучевые системы разрабатываются для высокопроизводительных систем безмасочной литографии, многолучевой электронно-лучевой микроскопии и устройств осаждения, стимулированного множественными электронными пучками.
Данное изобретение дополнительно относится к системе безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц, системе микроскопии множественными элементарными пучками заряженных частиц, устройству осаждения, стимулированного пучком с множественными элементарными пучками заряженных частиц, и манипуляторному устройству для использования в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Система литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц для экспонирования мишени с использованием множества элементарных пучков раскрыта, например, в WO 2009/127659 A2. Устройство литографии содержит устройство отклонения, содержащее множество дефлекторов, при этом устройство отклонения содержит множество ячеек памяти, причем каждая ячейка обеспечена запоминающим элементом и присоединена к дефлектору. Запоминающий элемент эффективно используется как управляющий сигнал локально доступного усилителя, который предоставляет по существу дискретный сигнал дефлекторам. Другими словами, дефлектор либо включается, либо выключается. Это является очень важным этапом для получения высокой точности этапа формирования рисунка для системы литографии, и высокой производительности пластин.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение нацелено на предоставление манипуляторного устройства и устройства с множественными элементарными пучками заряженных частиц, содержащего такое манипуляторное устройство, обеспечивающее возможность улучшенной манипуляции отдельными элементарными пучками из указанного множества элементарных пучков.
Согласно первому аспекту, данное изобретение предоставляет способ влияния на и/или управления траекторией одного или более элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, при этом указанное устройство содержит манипуляторное устройство для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, при этом манипуляторное устройство содержит:
плоскую подложку, содержащую решетку со сквозными отверстиями в плоскости подложки, причем каждое из этих сквозных отверстий скомпонованы для прохождения по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц через них, при этом каждое из сквозных отверстий обеспечено одним или более электродами, скомпонованными вокруг сквозного отверстия, и при этом один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке, и электронную схему управления для предоставления управляющих сигналов на один или более электродов каждого сквозного отверстия из решетки со сквозными отверстиями, при этом способ содержит этап, на котором предоставляют раздельное управление регулированием для каждого сквозного отверстия посредством обеспечения одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением.
Посредством предоставления напряжения на один или более электродов, может быть сгенерировано электростатическое поле, поле которого может быть использовано для влияния и/или управления траекторией заряженной частицы в элементарном пучке заряженных частиц. До сих пор раздельная манипуляция элементарными пучками, по меньшей мере в оптической колонне заряженных частиц, в которой многочисленные элементарные пучки возникают из одного источника, который испускает пучок заряженных частиц, который разделен на указанное множество элементарных пучков, ограничена решеткой дефлекторов для по существу дискретного включения или выключения отдельных элементарных пучков.
Манипуляторное устройство настоящего изобретения способно предоставить управление раздельно регулируемым напряжением для электродов каждого отдельного сквозного отверстия. Предпочтительно, напряжение может быть установлено на различные отличающиеся уровни для каждого отдельного сквозного отверстия, предоставляя раздельное управление регулированием для каждого элементарного пучка. В частности, напряжение является раздельно регулируемым для каждого электрода.
В варианте осуществления, устройство с множественными элементарными пучками заряженных частиц содержит датчик для определения по меньшей мере одной характеристики указанных элементарных пучков заряженных частиц, при этом датчик присоединен к указанной электронной схеме управления, при этом способ содержит этап, на котором предоставляют раздельное управление регулированием для каждого сквозного отверстия на основе сигнала обратной связи, предоставленного датчиком на электронную схему управления.
Обычно нарушение и/или сдвиг в совмещении элементарных пучков происходит с очень низкой скоростью. Внезапным озарением изобретателя, которое позволило ему понять, что такое медленное нарушение и/или сдвиг могут быть скорректированы для каждого отдельного элементарного пучка из множества элементарных пучков, является устройство с множественными элементарными пучками.
Согласно данному изобретению периодически проверяется совмещение отдельных элементарных пучков, например, каждый раз во время замены мишени в системе литографии, элементарные пучки проверяются с использованием датчика, и схема управления регулирует управляющие сигналы для того, чтобы предоставить скорректированные настройки для манипуляторного устройства, чтобы по существу скорректировать нарушение или сдвиг одного или более отдельных элементарных пучков. Впоследствии, скорректированная настройка манипуляторного устройства сохраняется во время обработки последующей мишени.
В качестве альтернативы, комбинация манипулятора, схемы управления и датчика также обеспечивает возможность системы обратной связи для регулирования и/или оптимизации каждого элементарного пучка и/или совмещения каждого элементарного пучка по отдельности в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, в частности, системе литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц. В варианте осуществления система обратной связи скомпонована для динамического регулирования и/или оптимизации каждого элементарного пучка и/или совмещения каждого элементарного пучка по отдельности. Эта система обратной связи предпочтительно скомпонована, предпочтительно как единое целое, в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, в частности, в системе литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц. В варианте осуществления, манипуляторное устройство скомпоновано для фокусировки, отклонения или исправления астигматизма (в частности, уменьшения астигматизма) отдельных элементарных пучков из указанного множества элементарных пучков. Улучшенное манипуляторное устройство данного изобретения может быть использовано для манипуляции отдельными элементарными пучками из указанного множества элементарных пучков не только для отклонения отдельных элементарных пучков, но также для других функций, таких как раздельная фокусировка элементарных пучков или коррекция астигматизма отдельных элементарных пучков, как будет очевидно из описания вариантов осуществления ниже.
Электронная схема управления скомпонована для обеспечения каждого из одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением. Используя такое регулируемое напряжение, небольшие коррекции могут быть сделаны для каждого элементарного пучка, например, для коррекции угла отклонения, для регулирования силы электростатической элементарной линзы или для обеспечения коррекции астигматизма, для того, чтобы оптимизировать множество элементарных пучков.
В одном варианте осуществления, электронная схема управления по меньшей мере частично скомпонована на плоской подложке и по меньшей мере частично рядом с указанными сквозными отверстиями.
В одном варианте осуществления, каждое сквозное отверстие скомпоновано для предоставления прохода для одного одиночного элементарного пучка. В альтернативном варианте осуществления, каждое сквозное отверстие скомпоновано для предоставления прохода для нескольких элементарных пучков, например, группы элементарных пучков 7×7.
В одном варианте осуществления, плоская подложка является пластиной, и при этом электронная схема управления содержит интегральную схему на указанной плоской подложке. В одном варианте осуществления, электронная схема управления по меньшей мере частично скомпонована между двумя сквозными отверстиями. Соответственно, схема управления скомпонована вблизи фактических сквозных отверстий с одним или более электродами. В частности, электронная схема управления может быть соответствующим образом скомпонована между сквозными отверстиями, более конкретно, в областях без пучка между двумя группами сквозных отверстий.
В одном варианте осуществления, электронная схема управления содержит память для хранения управляющих данных для одного или более электродов из одного или более отдельных сквозных отверстий, причем память скомпонована на плоской подложке и рядом с указанными сквозными отверстиями. В дополнительном варианте осуществления, указанная память скомпонована для хранения управляющих данных для установки напряжения на различные отличающиеся уровни для каждого отдельного сквозного отверстия.
В одном варианте осуществления, память скомпонована для хранения управляющих данных для одного или более электродов из одного отдельного сквозного отверстия, причем память скомпонована на плоской подложке и рядом с указанным отдельным сквозным отверстием. В одном варианте осуществления, память скомпонована между двумя сквозными отверстиями.
В одном варианте осуществления, один или более электродов содержат металл, который осажден на плоской подложке. В одном варианте осуществления, металл содержит молибден. Хотя формирование структуры осажденного молибдена на пластине является сложным процессом, он является полезным, так как его поверхностный оксид является электропроводящим, тем самым минимизируя ошибки пучка из-за заряда указанных электродов.
В одном варианте осуществления, один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке. В одном варианте осуществления, сквозные отверстия продолжаются по меньшей мере по существу поперек к поверхности указанной подложки.
В одном варианте осуществления, один или более электродов сквозного отверстия по меньшей мере частично скомпонованы у внутренней лицевой стенки указанного сквозного отверстия. В одном варианте осуществления, указанный один или более электродов продолжаются в сквозном отверстии в направлении по существу параллельном центральной линии указанного сквозного отверстия. Такие электроды могут предоставить более однородное электростатическое поле для более точного манипулирования заряженными частицами в элементарном пучке.
В одном варианте осуществления, один или более электродов каждого сквозного отверстия по меньшей мере по существу окружены заземленным электродом. В одном варианте осуществления, заземленный электрод содержит металл, который осажден на плоской подложке. В одном варианте осуществления, металл содержит молибден. Так как отдельные сквозные отверстия и их электроды скомпонованы в непосредственной близости, окружающий заземленный электрод по меньшей мере уменьшает перекрестные помехи.
В одном варианте осуществления, поверхность одного или более электродов, которая обращена от плоской подложки, скомпонована на высоте между плоской подложкой и поверхностью заземленного электрода, которая обращена от указанной плоской подложки. В одном варианте осуществления, толщина заземленного электрода на плоской подложке больше, чем толщина одного или более электродов на плоской подложке. В этих вариантах осуществления, один или более электродов скомпонованы в углубленном расположении относительно окружающего заземленного электрода. Более высокий уровень окружающего заземленного электрода относительно уровня одного или более электродов в сквозном отверстии дополнительно уменьшает любые перекрестные помехи между одним или более электродами находящихся рядом сквозных отверстий. В дополнение, более высокий уровень окружающего заземленного электрода относительно уровня одного или более электродов в сквозном отверстии уменьшает ошибки пучка из-за электростатических полей рассеяния.
В одном варианте осуществления, электронная схема управления содержит соединительные выводы для соединения электронной схемы управления с одним или более электродами, при этом по меньшей мере один из указанных соединительных выводов по меньшей мере частично скомпонован между двумя заземленными электропроводящими слоями. В одном варианте осуществления, по меньшей мере один из указанных соединительных выводов по меньшей мере частично скомпонован между двумя заземленными выводами. Посредством компоновки по меньшей мере некоторых их соединительных выводов, по меньшей мере частично между проводящими слоями и/или выводами, указанные выводы экранированы, что уменьшает какие-либо помехи между соединительными выводами.
В одном варианте осуществления, указанное манипуляторное устройство содержит решетку электростатических линз, в которой каждая из указанных электростатических линз содержит одно сквозное отверстие из указанной решетки со сквозными отверстиями, в которой каждое из сквозных отверстий содержит один электрод, скомпонованный вокруг соответствующего сквозного отверстия, и при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения одного электрода каждого отдельного сквозного отверстия линзы из указанной решетки электростатических линз регулируемым напряжением для раздельного регулирования силы указанной линзы.
В одном варианте осуществления, указанное манипуляторное устройство содержит решетку электростатических дефлекторов, в которой каждый из указанных электростатических дефлекторов содержит одно сквозное отверстие из указанной решетки со сквозными отверстиями, в которой каждое из сквозных отверстий содержит два или более электродов, скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия, и при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения двух или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия дефлектора из указанной решетки электростатических дефлекторов регулируемым напряжением для раздельного регулирования величины отклонения элементарного пучка заряженных частиц, стимулированного указанным дефлектором.
В одном варианте осуществления, указанное манипуляторное устройство содержит решетку электростатических корректоров астигматизма, в которой каждый из указанных электростатических корректоров астигматизма содержит одно сквозное отверстие из указанной решетки со сквозными отверстиями, в которой каждое из сквозных отверстий содержит восемь электродов, скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия, и при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения восьми электродов каждого отдельного сквозного отверстия корректора астигматизма из указанной решетки электростатических корректоров астигматизма регулируемым напряжением для раздельного регулирования величины коррекции астигматизма элементарного пучка заряженных частиц, стимулированной указанным корректором астигматизма.
В одном варианте осуществления, электронная схема управления содержит демультиплексор для извлечения управляющих данных для одного или более отдельных сквозных отверстий из мультиплексированного сигнала, причем демультиплексор скомпонован на плоской подложке и рядом с указанными сквозными отверстиями.
В одном варианте осуществления, демультиплексор скомпонован для извлечения управляющих данных для одного или более электродов из одного отдельного сквозного отверстия, причем демультиплексор скомпонован на плоской подложке и рядом с указанным отдельным сквозным отверстием.
В одном варианте осуществления, демультиплексор скомпонован между находящимися рядом сквозными отверстиями.
В одном варианте осуществления, число соединительных выводов к устройству по существу меньше, чем число электродов. В одном варианте осуществления, число соединительных выводов к сквозному отверстию по существу меньше, чем число электродов указанного сквозного отверстия.
Согласно второму аспекту, данное изобретение предоставляет устройство с множественными элементарными пучками заряженных частиц, содержащее манипуляторное устройство для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, при этом манипуляторное устройство содержит:
плоскую подложку, содержащую решетку со сквозными отверстиями в плоскости подложки, причем каждое из этих сквозных отверстий скомпонованы для прохождения по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц через них, при этом каждое из сквозных отверстий обеспечено одним или более электродами, скомпонованными вокруг сквозного отверстия, и при этом один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке, и
электронную схему управления для предоставления управляющих сигналов на один или более электродов каждого сквозного отверстия, при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением.
В одном варианте осуществления, устройство с множественными элементарными пучками заряженных частиц дополнительно содержит датчик для определения по меньшей мере одной характеристики указанного множества элементарных пучков заряженных частиц, при этом датчик присоединен к указанной электронной схеме управления для предоставления сигнала обратной связи. Такая компоновка обратной связи особенно полезна в системе с множественными элементарными пучками для того, чтобы обеспечить возможность автоматической обратной связи для раздельно регулируемых напряжений каждого из одного или более электродов каждого из отдельных сквозных отверстий, для установки каждого из регулируемых напряжений в требуемое значение для получения желаемой коррекции каждого элементарного пучка из указанного множества элементарных пучков.
В одном варианте осуществления, манипуляторное устройство является первым манипуляторным устройством, имеющим первую плоскую подложку, содержащую первую решетку со сквозными отверстиями в плоскости первой плоской подложки, при этом устройство с пучками заряженных частиц содержит второе манипуляторное устройство, имеющее вторую плоскую подложку, содержащую вторую решетку со сквозными отверстиями в плоскости второй плоской подложки, при этом каждое из сквозных отверстий содержит один или более электродов, скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия, и при этом один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке, при этом вторая плоская подложка скомпонована на расстоянии и по существу параллельно к первой плоской подложке, при этом каждое сквозное отверстие второй решетки со сквозными отверстиями находится по меньшей мере по существу на одной линии со сквозным отверстием первой решетки со сквозными отверстиями. В одном варианте осуществления, сквозные отверстия имеют радиус r, и при этом расстояние d между первой и второй плоской подложкой равно или меньше, чем радиус r. В одном варианте осуществления, один или более электродов первого и второго манипуляторного устройства скомпонованы на указанной первой и второй подложке, соответственно, и при этом один или более электродов на первой подложке и один или более электродов на второй подложке обращены друг к другу. В одном варианте осуществления, второе манипуляторное устройство по меньшей мере по существу отражено симметрично к первому манипуляторному устройству, по меньшей мере относительно центральной плоскости между первым и вторым манипуляторным устройством.
Согласно третьему аспекту, данное изобретение предоставляет устройство безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц, содержащее манипуляторное устройство для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц в устройстве безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц, при этом манипуляторное устройство содержит:
плоскую подложку, содержащую решетку со сквозными отверстиями в плоскости подложки, причем каждое из этих сквозных отверстий скомпонованы для прохождения по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц через них, при этом каждое из сквозных отверстий обеспечено одним или более электродами, скомпонованными вокруг сквозного отверстия, и при этом один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке, и
электронную схему управления для предоставления управляющих сигналов на один или более электродов каждого сквозного отверстия, при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением.
В варианте осуществления, устройство безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц и/или его манипуляторное устройство обеспечено одним или более средствами, описанными в вышеупомянутых вариантах осуществления.
Согласно четвертому аспекту, данное изобретение предоставляет манипуляторное устройство для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, при этом манипуляторное устройство содержит:
плоскую подложку, содержащую решетку со сквозными отверстиями в плоскости подложки, причем каждое из этих сквозных отверстий скомпонованы для прохождения по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц через них, при этом каждое из сквозных отверстий обеспечено одним или более электродами, скомпонованными вокруг сквозного отверстия, и при этом один или более электродов скомпонованы в и/или на указанной подложке, и
электронную схему управления для предоставления управляющих сигналов на один или более электродов каждого сквозного отверстия, при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением.
В варианте осуществления, манипуляторное устройство обеспечено одним или более средствами, описанными в вышеупомянутых вариантах осуществления.
Различные аспекты и признаки, описанные и показанные в данном описании, могут быть применены, по отдельности, всегда когда возможно. Эти отдельные аспекты, в частности аспекты и признаки, описанные в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть сделаны субъектом выделенных заявок на патент.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Данное изобретение будет разъяснено на основании примерного варианта осуществления, показанного на приложенных чертежах, на которых:
Фиг. 1 показывает схематичное поперечное сечение системы безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц,
Фиг. 2 показывает схематичное изображение в разобранном виде первого примера манипуляторного устройства, содержащего решетку квадрупольных дефлекторов,
Фиг. 3 показывает вид сверху квадрупольного опытного манипуляторного устройства по Фиг. 1,
Фиг. 4 показывает вид сверху второго примера решетки манипуляторов, где каждый содержит один электрод для использования в решетке линз Энзеля,
Фиг. 5 показывает схематичное поперечное сечение одного манипулятора 11 для использования в манипуляторном устройстве по Фиг. 4,
Фиг. 6 показывает вид сверху третьего примера решетки манипуляторов, где каждый манипулятор содержит восемь электродов для образования октуполя,
Фиг. 7 показывает схематичное поперечное сечение дополнительного примера манипулятора для использования в манипуляторном устройстве,
Фиг. 8A показывает схематичный вид сверху манипуляторного устройства для использования в системе литографии по Фиг. 1,
Фиг. 8B показывает подробности схематичного вида сверху по Фиг. 8A, схематично показывающий электронную схему управления в областях без пучка, и
Фиг. 9 показывает схематичное поперечное сечение устройства контроля множественных элементарных пучков заряженных частиц.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Многолучевые электронно-лучевые системы разрабатываются для высокопроизводительной литографии, многолучевой электронно-лучевой микроскопии и осаждения, стимулированного множественными электронными пучками. В частности, для систем литографии и осаждения, для формирования рисунка используется гашение отдельного пучка, которое включается и выключается.
Однако, также было бы полезно позиционировать, фокусировать, подвергать векторному сканированию и исправлять астигматизм элементарных пучков по отдельности. До сих пор, нет устройства для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц по отдельности в отношении отдельного регулирования позиции, фокуса, векторного сканирования или исправления астигматизма. Одной проблемой такой системы является огромная величина данных, требуемых для раздельного управления каждым элементарным пучком по отдельности. Другой проблемой является небольшой размер каждого из манипуляторов и небольшое пространство между находящимися рядом манипуляторами.
Настоящее изобретение предлагает использовать технологию MEMS для изготовления манипуляторных устройств, содержащих решетку манипуляторов для манипулирования одним или более элементарными пучками зараженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц. Манипуляторы предпочтительно имеют боковые размеры, изменяющиеся от приблизительно 150 микрометров до 2 микрометров, в зависимости от их назначения.
Одной из задач является спроектировать электроды с помощью производственного процесса, который совместим с правилами производства чипов и электронно-оптического проектирования. К тому же, желательно управлять тысячами пучков без необходимости иметь тысячи внешних управляющих проводов.
Фиг. 1 показывает схематический чертеж устройства 100 литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц на основе оптической системы с пучком заряженных частиц без пересечения всех элементарных пучков заряженных частиц. Такая система литографии содержит источник 101 заряженных частиц, например, источник электронов, для порождения расширяющегося пучка 120 заряженных частиц. Расширяющийся пучок проходит коллимирующую линзу 102 для коллимирования пучка 120 заряженных частиц.
Впоследствии коллимированный пучок 120 падает на апертурную решетку 104, которая блокирует часть коллимированного пучка 120 для создания подпучков 121. Подпучки 121 падают на дополнительную апертурную решетку 105 для создания элементарных пучков 122. Решетка 103 конденсаторных линз (или набор решеток конденсаторных линз) включен для фокусировки подпучков 121 по направлению к отверстию решетки 108 остановки пучка конечного модуля 107.
Создающая элементарные пучки апертурная решетка 105 предпочтительно включена совместно с решеткой схем гашения элементарного пучка, например, скомпонована близко вместе с апертурной решеткой 105 перед решеткой 106 схем гашения.
Как показано на Фиг. 1, конденсаторная линза или линзы 103 фокусируют подпучки 121 либо в соответствующем отверстии в решетке 108 остановки пучка конечного модуля 107, либо по направлению к нему. В этом примере, апертурная решетка 105 порождает три элементарных пучка 122 из подпучка 121, которые сталкиваются с решеткой остановки пучка на соответствующем отверстии, так что три элементарных пучка 122 проецируются на мишень 110 посредством системы 109 проекционных линз в конечном модуле 107. На практике может быть порождена группа элементарных пучков с гораздо большим числом элементарных пучков посредством апертурной решетки 105 для каждой системы 109 проекционных линз в конечном модуле 107. В практическом варианте осуществления обычно около пятидесяти элементарных пучков могут быть направлены через одиночную систему 109 проекционных линз, и оно может быть увеличено до двухсот или больше. Как показано на Фиг. 1, решетка 106 схем гашения элементарного пучка может отклонять отдельные элементарные пучки в группе элементарных пучков 122 в определенные моменты времени для того, чтобы погасить их. Это проиллюстрировано погашенным элементарным пучком 123, который был отклонен в расположение на решетке 108 остановки пучка вблизи отверстия, но не на нем.
В соответствии с данным изобретением, оптическая колонна заряженных частиц может быть обеспечена одним или более манипуляторными устройствами, как описано более подробно ниже. Такое манипуляторное устройство 300 может быть скомпоновано за коллимирующей линзой 102 для:
- предоставления отклонения в плоскости по существу перпендикулярной оптической оси оптической колонны заряженных частиц для того, чтобы скорректировать неправильные совмещения одного или более устройств оптической колонны заряженных частиц, и/или
- предоставления коррекции для любого астигматизма, который может быть вызван макроскопической линзой, обычно магнитной линзой, которая преломляет целый пучок 120, все подпучки 121 или все элементарные пучки 122, такой как коллимирующая линза 102.
Такое манипуляторное устройство 310 может также быть предоставлено как часть конечного модуля 107 для предоставления двухмерного отклонения в системе 109 проекционных линз и обеспечения возможности векторного сканирования элементарных пучков в одной группе.
Манипуляторное устройство 300, 310 присоединено к электронной схеме 430 управления, которая предоставляет управляющие сигналы 433, 434 манипуляторному устройству 300, 310.
В дополнение, оптическая колонна заряженных частиц обеспечена датчиком для определения по меньшей мере одной характеристики элементарного пучка из множества элементарных пучков, при этом датчик присоединен к указанной электронной схеме 430 управления для того, чтобы предоставить сигнал обратной связи. Такой датчик 410 может быть предоставлен на решетке 108 остановки пучка, предпочтительно в расположении, куда элементарные пучки направляются при гашении. В качестве альтернативы, датчик 420 может быть скомпонован по существу в расположении мишени 110 во время замены мишени, которая была обработана, мишенью, которая должна быть обработана. Во время этой замены детектор 420 может быть перемещен XY под элементарными пучками, и может быть проверено совмещение элементарных пучков, и если необходимо, манипуляторные устройства 300, 310 могут быть, предпочтительно автоматически, отрегулированы на основе сигнала 431, 432 обратной связи, предоставленного датчиком 410, 420 электронной схеме 430 управления.
Следует отметить, что любое нарушение и/или сдвиг в совмещении элементарных пучков 122 происходит с очень низкой скоростью по сравнению с отклонением элементарных пучков 122 решеткой 106 схем гашения элементарного пучка. Например, каждый раз во время замены мишени, элементарные пучки 122 проверяются с использованием датчиков 410, 420, и схема 430 управления регулирует управляющие сигналы 433, 434 для того, чтобы предоставить скорректированные настройки для манипуляторных устройств 300, 310, чтобы по существу скорректировать нарушение и/или сдвиг одного или более отдельных элементарных лучей 122. Впоследствии, скорректированная настройка манипуляторных устройств 300, 310 сохраняется во время обработки последующей мишени.
В качестве альтернативы, комбинация манипулятора 300, схемы 430 управления и датчиков 410, 420 также предоставляет систему обратной связи для регулирования и/или оптимизации каждого элементарного пучка и/или совмещения каждого элементарного пучка по отдельности в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, в частности, системе литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц. В варианте осуществления система обратной связи скомпонована для динамического регулирования и/или оптимизации каждого элементарного пучка и/или совмещения каждого элементарного пучка по отдельности. Эта система обратной связи предпочтительно скомпонована, предпочтительно как единое целое, в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц, в частности, в системе литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц.
Первый пример манипуляторного устройства 300, 310 согласно данному изобретению показан, отчасти, на Фиг. 2 и 3. Фиг. 2 показывает квадрупольный дефлектор 1 множественных элементарных пучков, который был изготовлен с использованием технологии MEMS. Процесс производства является биполярно совместимым, обеспечивая возможность объединения локальной электроники, например обеспечивающей возможность функциональности выборки и удержания.
Квадрупольный дефлектор 1 множественных элементарных пучков содержит по существу плоскую подложку 3, которая обеспечена решеткой со сквозными отверстиями 2, которые равномерно скомпонованы в ряды и колонны. Сквозные отверстия 2 продолжаются по меньшей мере по существу поперек к поверхности S плоской подложки 3 и скомпонованы для прохождения через них по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц.
Сверху плоской подложки 3, которая с этом примере является кремниевым чипом, скомпонована электронная схема 4 управления. Электронная схема 4 управления содержит интегральную схему, которая была скомпонована рядом со сквозными отверстиями 2, в частности на областях без пучка плоской подложки 3. Сверху электронной схемы 4 управления, предоставлен изолирующий слой 5, сверху которого, изолирующего слоя 5, скомпонован слой 6 электродов.
Каждое из сквозных отверстий 2 обеспечено четырьмя электродами 7, скомпонованными вокруг сквозного отверстия 2 на указанной подложке 3. Каждое сквозное отверстие 2 с его четырьмя электродами 7 образует отдельный манипулятор 10 для манипулирования одним или более элементарными пучками, которые пересекают сквозное отверстие 2. Таким образом манипуляторное устройство 1 содержит решетку отдельных манипуляторов 10, которые скомпонованы в ряды и колонны.
Электроды 7 предпочтительно сделаны из молибдена, однако, они могут также быть сделаны из других проводящих материалов. Слой 6 электродов составляет примерно 4 микрометра в толщину, и электроды были сделаны посредством анизотропного травления молибдена с использованием реактивного ионного травления.
Следует отметить, что четыре электрода 7 окружены остальной частью 8 слоя 6 электродов, как показано на схематичном виде сверху по Фиг. 2. Эта остальная часть 8, которая электрически изолирована от электродов 7, используется в качестве заземленного электрода 8, который окружает четыре электрода 7 на расстоянии. Под слоем 6 электродов, есть слой изолирующего материала 5, который обеспечен межслойными отверстиями 51 для присоединения каждого из электродов 7 к электронной схеме 4 управления под слоем изолирующего материала 5.
Электронная схема 4 управления предоставляет управляющие сигналы каждому из четырех электродов 7 каждого сквозного отверстия 2. Электронная схема 4 управления скомпонована на плоской подложке 3 и по меньшей мере частично рядом с указанными сквозными отверстиями 2 и скомпонована для обеспечения каждого из четырех электродов 7 каждого сквозного отверстия 2 раздельно регулируемым напряжением для отклонения одного или более элементарных пучков заряженных частиц, которые, при использовании, пересекают указанное сквозное отверстие 2. Каждый манипулятор 10 указанного манипуляторного устройства 1, таким образом, может быть использовано для отклонения элементарного пучка заряженных частиц в любом направлении в плоскости, параллельной поверхности S плоской подложки 3, с помощью регулируемого напряжения для раздельного регулирования величины отклонения элементарного пучка заряженных частиц, стимулированного указанным дефлектором 10.
Фиг. 4 и 5 показывают второй пример манипулятора 11 для использования в устройстве по данному изобретению. По сути, манипуляторное устройство по этому второму примеру содержит такую же структуру как устройство, показанное в разобранном виде по Фиг. 2. То есть устройство содержит по существу плоскую подложку 13, которая обеспечена решеткой со сквозными отверстиями 12, которые равномерно скомпонованы в ряды и колонны, как показано на виде сверху по Фиг. 4. Сквозные отверстия 12 скомпонованы для прохождения через них по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц и обеспечены одним электродом 17 который окружает сквозное отверстие 12.
Сверху плоской подложки 13 скомпонована электронная схема 14 управления. Электронная схема 14 управления содержит интегральную схему, которая была скомпонована рядом со сквозными отверстиями 12. В этом примере электронная схема 14 управления собрана из нескольких слоев 15 с интегральной электронной схематикой, которые взаимно соединены с помощью межслойных отверстий 51.
Также на краю сквозных отверстий 12 предоставлены межслойные отверстия 52, при этом межслойные отверстия 52 присоединены к верхнему электроду 17. Межслойные отверстия 52 предоставляют продолжение верхнего электрода 17 внутри сквозного отверстия 12. Таким образом, электрод 17 сквозного отверстия по меньшей мере частично скомпонован у внутренней лицевой стенки указанного сквозного отверстия. Межслойные отверстия 52 на краю сквозных отверстий 12 изготовлены в то же время и используют тот же процесс, используемый для изготовления интегральной электронной схемы 14 управления.
Каждое из сквозных отверстий 12 обеспечено одним электродом 17, скомпонованным вокруг сквозного отверстия 12 на указанной подложке 13. На расстоянии выше плоской подложки 13 скомпонован дополнительный электрод 19. Дополнительный электрод 19 также содержит решетку со сквозными отверстиями 12', которая совмещена со сквозными отверстиями 12 подложки 13, как схематично показано в поперечном сечении на Фиг. 5. Каждое сквозное отверстие 12 с его электродом 17 и дополнительным электродом 19 образует отдельную линзу 11 Энзеля, которая при использовании обеспечивается регулируемым напряжением для раздельного регулирования фокусного расстояния или силы указанной линзы 11.
Этот второй пример, таким образом, предоставляет манипуляторное устройство 16, которое содержит решетку электростатических линз 11, в которой каждая из указанных электростатических линз 11 содержит одно сквозное отверстие 12 из указанной решетки со сквозными отверстиями, в которой каждое из сквозных отверстий 12 содержит один электрод 17, скомпонованный вокруг соответствующего сквозного отверстия 12, и при этом электронная схема 14 управления скомпонована для обеспечения одного электрода 12 каждого отдельного сквозного отверстия линзы 11 из указанной решетки электростатических линз регулируемым напряжением для раздельного регулирования силы указанной линзы 11.
Фиг. 6 показывает третий пример манипуляторного устройства 20 по данному изобретению. По сути, манипуляторное устройство 20 по этому третьему примеру содержит такую же структуру как устройство, показанное в разобранном виде по Фиг. 2. То есть устройство содержит по существу плоскую подложку, которая обеспечена решеткой со сквозными отверстиями 22, которые равномерно скомпонованы в ряды и колонны, как показано на виде сверху по Фиг. 6. Сквозные отверстия 22 скомпонованы для прохождения через них по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц. Каждое из сквозных отверстий 22 обеспечено восемью электродами 27, которые окружают сквозное отверстие 12. Каждое сквозное отверстие 12 с его электродами 17 образует отдельный октупольный дефлектор, который при использовании обеспечивается регулируемым напряжением для раздельного регулирования траектории элементарных пучков, которые пересекают одно из указанных сквозных отверстий 12, например, для предоставления стигматической коррекции для каждого отдельного элементарного пучка.
Таким образом, манипуляторное устройство 20 по этому третьему примеру содержит решетку электростатических стигматических корректоров 21, например, для коррекции какого-либо астигматизма элементарных пучков, в которой каждый из указанных электростатических стигматических корректоров 21 содержит одно сквозное отверстие 22 из указанной решетки сквозных отверстий, в которой каждое из сквозных отверстий 22 содержит восемь электродов 27, скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия 22, и при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения восьми электродов 27 каждого отдельного сквозного отверстия 22 стигматического корректора 21 из указанной решетки электростатических стигматических корректоров регулируемым напряжением для раздельного регулирования величины стигматической коррекции элементарного пучка заряженных частиц, стимулированной указанным стигматическим корректором.
В дополнительном примере устройства по данному изобретению, как в частичном поперечном сечении по Фиг. 7, устройство 31 содержит первое манипуляторное устройство 30, имеющее первую плоскую подложку 33, содержащую первую решетку со сквозными отверстиями 32 в плоскости первой плоской подложки 33, в которой каждое из сквозных отверстий 32 содержит один или более электродов 37, скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия 32, и при этом один или более электродов 37 скомпонованы на указанной подложке 33. В дополнение, устройство 31 содержит второе манипуляторное устройство 30', имеющее вторую плоскую подложку 33', содержащую вторую решетку со сквозными отверстиями 32' в плоскости второй плоской подложки, в которой каждое из сквозных отверстий 32' содержит один или более электродов 37', скомпонованных вокруг соответствующего сквозного отверстия 32', и при этом один или более электродов 32' скомпонованы на указанной подложке 33'. Вторая плоская подложка 33' скомпонована на расстоянии d и по существу параллельна первой плоской подложке 33, на которой каждое сквозное отверстие 32' второго манипуляторного устройства 30' по меньшей мере по существу находится на одной линии со сквозным отверстием 32 первого манипуляторного устройства 30. В варианте осуществления первое 30 и второе 30' манипуляторные устройства образованы в виде одного блока.
Сквозные отверстия 30, 32' имеют радиус r, и при этом расстояние d между первой и второй плоской подложкой по существу равно или меньше, чем радиус r. В дополнение, один или более электродов 37, 37' первого 30 и второго 30' манипуляторного устройства скомпонованы на указанной первой 33 и второй 33' подложке, так что один или более электродов 37 на первой подложке 33 и один или более электродов 37' на второй подложке 33' обращены друг к другу. Второе манипуляторное устройство 30' по существу отражено симметрично первому манипуляторному устройству 30, по меньшей мере относительно центральной плоскости между первым 30 и вторым 30' манипуляторным устройством для того, чтобы объединить каждое сквозное отверстие 32 первого манипуляторного устройства 30 с соответствующим сквозным отверстием 32' второго манипуляторного устройства 30'.
Каждое из первого 30 и второго 30' манипуляторных устройств может содержать решетку дефлекторов, имеющих два или более электродов 37, 37' для каждого сквозного отверстия 32, 32', например, четыре электрода, как показано на Фиг. 2 и 3, решетку электростатических линз, имеющую один электрод 37, 37' для каждого сквозного отверстия 32, 32', как показано на Фиг. 4, и/или решетку электростатических стигматических корректоров, имеющих восемь электродов 37, 37' для каждого сквозного отверстия 32, 32', как показано на Фиг. 6.
Ссылаясь обратно на устройство 100 безмасочной литографии множественными элементарными пучками заряженных частиц, как показано на Фиг. 1, следует отметить, что элементарные пучки 122 являются скомпонованными группами. В результате группирования элементарных пучков 122, устройства оптической колонны заряженных частиц после апертурной решетки 104, которая блокирует часть коллимированного пучка 120 для создания подпучков 121, могут быть на области 200 с пучком и области 210 без пучка, как схематично изображено на Фиг. 8A. Эти области 210 без пучка, которые расположены между группами элементарных пучков, например, как задано посредством подпучков 121, могут быть использованы в качестве расположения для электронной схемы 510 управления, которая управляет манипуляторами 520, скомпонованными в областях 200 с пучком, как схематично показано на Фиг. 8B. Вблизи края области без пучка, предоставлены соединители 500, которые присоединены к электронным схемам 510 управления для каждого манипулятора 520 в области 200 с пучком, с использованием линий данных. От каждой электронной схемы 510 управления линии подачи напряжения направлены к отдельным электродам каждого манипулятора 520 для обеспечения каждого электрода раздельно регулируемым напряжением.
В расположении областей 210 без пучка доступно достаточно места для компоновки устройств памяти интегральной электронной схемы управления для хранения управляющих данных для манипуляторных устройств, скомпонованных в находящейся рядом области 200 с пучком. В частности, блоки памяти скомпонованы для хранения управляющих данных для установки напряжения на различные отличающиеся уровни для каждого отдельного манипулятора 520.
Также в областях 210 без пучка скомпонован демультиплексор для демультиплексирования мультиплексированного сигнала данных и передачи демультиплексированных данных на электронную схему управления и/или их устройства памяти. Такой вариант осуществления требует по существу один вывод для данных на область 201 без пучка, что значительно уменьшает число соединительных выводов.
На Фиг. 9 показан дополнительный примерный вариант осуществления данных изобретений. Фиг. 9 показывает схематичное поперечное сечение устройства контроля множественных элементарных пучков заряженных частиц для измерения свойств пучка отдельных элементарных пучков. Устройство контроля множественных элементарных пучков заряженных частиц содержит входную апертурную решетку 1050, которая, при использовании, совмещена с группой элементарных пучков 1220 так, чтобы эти элементарные пучки 1220 входили в устройство контроля. В соответствии с данным изобретением, устройство контроля содержит манипуляторное устройство 3000, содержащее манипуляторы 2, 22 отдельных элементарных пучков, как например показано на Фиг. 2, 3 и 6, для раздельного отклонения одного или более элементарных пучков 1220 в соответствии с управляющим сигналом 4330 от контроллера 4300. Со стороны манипуляторного устройства 3000, обращенного от входной апертурной решетки 1050, и на расстоянии от манипуляторного устройства 3000 скомпонованы ряды датчиков 4100, 4101, 4200.
В этом примере, ряды датчиков дополнительно содержат центральный датчик 4200, который содержит цилиндр Фарадея. Когда контроллер 4300 предоставляет управляющие сигналы 4330 манипуляторам отдельных элементарных пучков из манипуляторного устройства 3000 для отклонения всех элементарных пучков в цилиндр 4200 Фарадея, измеряется суммарный ток элементарных пучков заряженных частиц. Сигнал 4310 измерения для измерения цилиндра 4200 Фарадея направляется в контроллер 4300 и может быть отображен, сохранен и/или дополнительно оценен в контроллере 4300.
В дополнение, центральный датчик 4200 окружен несколькими датчиками 4100, 4101 для измерения свойств пучка отдельных элементарных пучков 1230. Для того, чтобы измерить свойства пучка отдельного элементарного пучка 1230, контроллер 4300 предоставляет управляющий сигнал 4330 для того, чтобы отклонить отдельный элементарный пучок 1230 на один из датчиков 4100. В случае, если манипуляторное устройство 3000 содержит отдельные дефлекторы 2, как показано на Фиг. 2, 3, отдельные элементарные пучки 1230 могут быть отражены в любом направлении, и величина отклонения в определенном направлении может регулироваться отдельно. Таким образом, отдельный элементарный пучок 1230 может быть впоследствии направлен на два или более датчиков 4100, 4101 для того, чтобы измерить разные свойства пучка. Например, один или два датчика 4100, 4101 скомпонованы для измерения суммарного тока отдельного элементарного пучка 1230, второй датчик из двух или более датчиков 4100, 4101 скомпонован для измерения первого профиля пучка, тогда как отдельный элементарный пучок 1230 сканируется в первом направлении на втором датчике, и третий датчик из двух или более датчиков 4100, 4101 скомпонован для измерения второго профиля пучка, тогда как отдельный элементарный пучок 1230 сканируется во втором направлении, которое является по меньшей мере по существу перпендикулярным к первому направлению, на третьем датчике. Сигнал 4320 измерения для измерения датчиков 4100, 4101 направляется в контроллер 4300 и может быть отображен, сохранен и/или дополнительно оценен в контроллере 4300.
Следует понимать, что вышеприведенное описание включено для иллюстрации работы предпочтительных вариантов осуществления изобретения и не предназначено для ограничения объема данного изобретения. Исходя из вышеприведенного рассмотрения, многие вариации могут быть очевидны специалисту в данной области техники, которые были бы охвачены сущностью и объемом настоящего изобретения
В заключение, настоящее изобретение относится к способу и устройству для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц из множества элементарных пучков заряженных частиц в устройстве с множественными элементарными пучками заряженных частиц. Манипуляторное устройство содержит плоскую подложку, содержащую решетку со сквозными отверстиями в плоскости подложки, причем каждое из этих сквозных отверстий скомпонованы для прохождения по меньшей мере одного элементарного пучка заряженных частиц через них, при этом каждое из сквозных отверстий обеспечено одним или более электродами, скомпонованными вокруг сквозного отверстия, и электронную схему управления для предоставления управляющих сигналов на один или более электродов каждого сквозного отверстия, при этом электронная схема управления скомпонована для обеспечения одного или более электродов каждого отдельного сквозного отверстия по меньшей мере по существу регулируемым аналоговым напряжением.