СИСТЕМА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, СОДЕРЖАЩАЯ УСТРОЙСТВО-МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ МАНИПУЛЯЦИИ ОДНИМ ИЛИ БОЛЕЕ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
SYSTEM OF CHARGED PARTICLES WITH DEVICE-MANIPULATOR FOR MANIPULATING ONE OR MORE BEAMS OF CHARGED PARTICLES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе заряженных частиц, такой как система многолучевой литографии, содержащей устройство-манипулятор для манипуляции одним или более пучками заряженных частиц.
Уровень техники
Системы заряженных частиц, такие как (многолучевые) электронно-лучевые системы, разрабатываются для высокопроизводительных систем безмасочной литографии, (многолучевой) электронно-лучевой микроскопии и устройства напыления, возбуждаемого электронным лучом (лучами). В частности, для систем безмасочной литографии модуляция или манипуляция отдельным пучком необходима во время формирования шаблона на подложке.
Такие системы литографии содержат либо непрерывные источники, либо источники, работающие с постоянной частотой или с переменной частотой. Данные шаблона могут быть отправлены к устройству-манипулятору (или средству модуляции), которое может иметь возможность при необходимости полностью или частично останавливать достижение испущенными лучами поверхности объекта воздействия. Устройство-манипулятор (или средство манипуляции) может также быть предусмотрено для изменения других характеристик испущенного пучка, таких как положение, поперечное сечение, интенсивность, направление и/или угол раскрытия луча.
Предпочтительно, система безмасочной литографии содержит один источник, который может испускать расходящийся пучок заряженных частиц, причем этот пучок заряженных частиц направлен на апертурную решетку. Апертурная решетка делит пучок заряженных частиц на множество пучков заряженных частиц или элементарных лучей. Этот способ создания множества заряженных частиц имеет преимущество в том, что он производит большое число близко расположенных пучков или элементарных лучей.
Однако любое устройство-манипулятор для такого близко расположенного множества элементарных лучей заряженных частиц требует близко расположенных массивов манипуляторов. Такие близко расположенные массивы трудно производить. В частности, электрические схемы для управления множеством манипуляторов затруднительно размещать в системе литографии. Кроме того, перекрестные помехи между манипуляторами и другими схемами поблизости от манипуляторов могут вызывать ошибки в манипулировании пучками.
Кроме того, может быть затруднительным производить устройство-манипулятор, которое имеет возможность манипулирования пучком заряженных частиц с достаточной точностью. Манипулирование посредством устройства манипулирования может зависеть от точного местоположения проекции пучка на устройство манипулирования. Любое отклонение от оси пучка заряженных частиц будет тогда приводить в результате к большим ошибкам манипуляции.
Целью настоящего изобретения является предоставление решения, по меньшей мере, частично, по меньшей мере, для одной из выше идентифицированных проблем.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту, цель изобретения достигается посредством предоставления системы заряженных частиц, такой как система многолучевой литографии, содержащей устройство-манипулятор для манипулирования одним или более пучками заряженных частиц, при этом устройство-манипулятор содержит:
- плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, и каждое сквозное отверстие снабжено электродами, размещенными в первом наборе множества первых электродов вдоль первой части периметра упомянутого сквозного отверстия и во втором наборе множества вторых электродов вдоль второй части упомянутого периметра; и
- электронную схему управления, приспособленную для предоставления разностей напряжения парам из первого электрода и второго электрода в зависимости от позиции первого и второго электрода по периметру сквозного отверстия.
Пучки заряженных частиц могут управляться (или отклоняться) посредством приложения электрического поля относительно сквозного отверстия, через которое пучки проходят. Характеристики электрического поля (например, сила и форма) определяют, по меньшей мере, частично, манипулирование или отклонение пучка(ов). Электрическое поле может быть создано посредством приложения напряжения к двум электродам, которые размещены вокруг сквозного отверстия. В этом случае сила и форма электрического поля будут зависеть от расстояния между этими электродами. Деление каждого из упомянутых двух электродов в наборе множества электродов и предоставление разностей напряжения парам из первого электрода и второго электрода в зависимости от положений соответствующих электродов по периметру сквозного отверстия предоставляет возможность регулировки электрического поля в сквозном отверстии. Обеспечивая подходящее распределение напряжения, электрическое поле может быть оптимизировано, например, чтобы получать более однородное электрическое поле в упомянутом сквозном отверстии.
Первый набор из первых множественных электродов и второй набор из вторых множественных электродов, каждый, могут состоять из двух или более электродов, предпочтительно из 2n электродов, n является натуральным числом. Электроды могут быть предусмотрены частично в и/или на плоской подложке.
Устройства-манипуляторы, которые известны в области техники, содержат два электрода, размещенных на противоположных сторонах отверстия. Было обнаружено, что электрическое поле, сформированное такими устройствами-манипуляторами, является недостаточно однородным, чтобы манипулировать пучком заряженных частиц с достаточной точностью. Вследствие недостатка однородности электрического поля внутри отверстия манипулирование пучками заряженных частиц или элементарными лучами зависит от местоположения, где пучок проецируется в отверстии.
Поэтому, пучки обычно проецируются в небольшой центральной части электрического поля, где электрическое поле является более или менее однородным. Однако, это требует относительно большого сквозного отверстия для пучка, и только центральная часть сквозного отверстия используется для прохождения пучка сквозь него. Очевидно, что манипуляторы, которые известны в области техники, используют маленький коэффициент заполнения; т.е., соотношение между площадью поперечного сечения пучка и площадью сквозного отверстия.
Поскольку устройство манипулирования согласно изобретению обеспечивает гораздо более однородное поле внутри сквозного отверстия, устройство манипулирования имеет возможность манипулировать пучком с более высокой точностью, чем устройства-манипуляторы, известные в области техники. Кроме того, коэффициент заполнения устройства-манипулятора согласно изобретению может быть гораздо выше, чем в устройствах-манипуляторах, известных в области техники. Вследствие большего коэффициента заполнения манипуляторов изобретения, сквозные отверстия для манипулирования пучками могут быть гораздо меньше, чем в предшествующем уровне техники. С другой стороны, это может предоставлять дополнительное пространство между сквозными отверстиями для размещения управляющих схем. С другой стороны, сквозные отверстия могут быть размещены гораздо ближе друг к другу для обеспечения большей плотности пучка в системе заряженных частиц согласно варианту осуществления изобретения.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления упомянутых разностей напряжения упомянутым парам в зависимости от расстояния между первым электродом и вторым электродом соответствующей пары. Предпочтительно упомянутые разности напряжения прямо пропорциональны упомянутому расстоянию.
Поскольку электрическое поле, сформированное двумя электродами, зависит от (или, в частности, прямо пропорционально) расстояния между двумя электродами, однородность электрического поля в сквозном отверстии может быть улучшена посредством предоставления разности напряжения в зависимости от расстояния между первым электродом и вторым электродом.
В варианте осуществления системы заряженных частиц, плоскость определена между первой частью периметра и второй частью периметра, линия определена между электродом и диаметрально противоположным другим электродом, и угол альфа (α) определен упомянутой плоскостью и линией, при этом электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления разностей напряжения упомянутому электроду и упомянутому другому электроду в зависимости от угла альфа (α). Предпочтительно упомянутые разности напряжения прямо пропорциональны sin(α).
В варианте осуществления системы заряженных частиц, плоскость определена между первой частью периметра и второй частью периметра, линия определена между соответствующим электродом и центром сквозного отверстия, и угол бета (β) определен упомянутой плоскостью и упомянутой линией, при этом электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления напряжений соответствующим электродам в зависимости от угла бета (β). Предпочтительно упомянутые напряжения прямо пропорциональны sin(β).
Линии электрического поля для электрического поля, сформированного электродами, могут быть перпендикулярны упомянутой плоскости. Сила электрического поля может зависеть от напряжения, приложенного к соответствующим электродам, и расстояния от соответствующего электрода до упомянутой плоскости. Поскольку и sin(α), и sin (β), каждый, являются показателем расстояния от соответствующего электрода до упомянутой плоскости, предоставление напряжений (разностей) в зависимости от угла альфа (α) или угла (β) могут предоставлять возможность обеспечения однородного электрического поля.
В этом документе плоскость, определенная между первой частью периметра и второй частью периметра, может быть плоскостью, определенной центрально между первой частью периметра и второй частью периметра. Плоскость может содержать центральную ось сквозного отверстия.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, электроды размещены, по существу, симметрично относительно упомянутой плоскости, и/или электроды равномерно распределены по упомянутому периметру. Предоставление электродов симметрично или/и равномерно распределенными может увеличивать однородность электрического поля по всему сквозному отверстию.
В варианте осуществления системы заряженных частиц плоскость определена между первой частью периметра и второй частью периметра, а первый электрод из упомянутой пары расположен напротив второго электрода из упомянутой пары относительно плоскости. В этом случае линии электрического поля для электрического поля, сформированного электродами, по меньшей мере, по существу, перпендикулярны упомянутой плоскости.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления положительного напряжения V первому электроду и отрицательного напряжения -V второму электроду. В варианте осуществления манипулятора согласно изобретению электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления положительного напряжения V двум электродам из первого набора и предпочтительно отрицательного напряжения -V двум электродам из второго набора.
Преимущество обеспечения множества электродов одинаковым напряжением V или полярно инвертированным напряжением -V в том, что это потребует относительно простой электронной схемы управления.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению? устройство-манипулятор дополнительно содержит два электрода, размещенных по периметру сквозного отверстия и, по существу, на упомянутой плоскости, при этом электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления одного напряжения каждому из двух упомянутых электродов, упомянутое одно напряжение предпочтительно является напряжением смещения и предпочтительно, по существу, равно 0 В.
Поскольку линии электрического поля для однородного электрического поля, сформированного электродами, должны быть перпендикулярны плоскости, эти два электрода должны быть обеспечены одинаковым напряжением, так что разность напряжения между этими двумя электродами равна 0 В. Обеспечение этих двух электродов напряжением (смещения) 0 В (или их заземление) потребует относительно простой схемы. Однако, эти два электрода могут также быть обеспечены любым другим напряжением смещения, например, -1 кВ. В обоих случаях, другие электроды могут быть обеспечены напряжением, относительно этого напряжения смещения, например, положительным напряжением V и/или отрицательным напряжением -V относительно напряжения смещения.
В варианте осуществления системы заряженных частиц, электронная схема управления содержит резисторы, размещенные в качестве делителя напряжения для предоставления напряжений соответствующим электродам, предпочтительно как резистор цепи обратной связи операционного усилителя. Предпочтительно, каждый из упомянутого первого и/или второго набора электродов получает максимальное напряжение, при этом упомянутое максимальное напряжение затем делится посредством упомянутого делителя напряжения для предоставления каждому электроду в наборе электродов части максимального напряжения.
Предпочтительно упомянутый делитель напряжения выполнен с возможностью обеспечения каждого электрода в наборе электродов частью максимального напряжения, так что упомянутые напряжения пропорциональны расстоянию между соответствующим электродом и вышеупомянутой плоскостью.
В варианте осуществления упомянутый делитель напряжения содержит набор резисторов, которые предпочтительно размещены вокруг упомянутого сквозного отверстия. Делитель напряжения является относительно простой схемой для предоставления множества различных напряжений на основе одного конкретного максимального напряжения. В дополнительном варианте осуществления делитель напряжения может содержать резисторы с одинаковым сопротивлением. Это дополнительно увеличивает простоту схемы.
Преимущество такой простой схемы в том, что она может быть легко выполнена, например, с помощью технологий литографии. Она может быть объединена с другими схемами в или на плоской подложке. Электронная схема управления может быть, по меньшей мере, частично, размещена рядом с или поблизости от сквозных отверстий.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, электронная схема управления содержит первый операционный усилитель с делителем напряжения в качестве резистора цепи обратной связи для предоставления напряжений первым электродам и второй операционный усилитель с делителем напряжения в качестве резистора цепи обратной связи для предоставления напряжений вторым электродам.
В варианте осуществления системы заряженных частиц, электронная схема управления дополнительно содержит цифро-аналоговый преобразователь для вывода единого управляющего сигнала первому и второму операционному усилителю и инвертор полярности, выполненный с возможностью инвертирования полярности упомянутого управляющего сигнала, при этом первый операционный усилитель непосредственно соединен с цифро-аналоговым преобразователем, чтобы принимать упомянутый управляющий сигнал, а второй операционный усилитель соединен с цифро-аналоговым преобразователем через упомянутый инвертор полярности, чтобы принимать инвертированный управляющий сигнал.
Преимуществом этого варианта осуществления является относительно простая схема: требуется только один цифро-аналоговый преобразователь, который выводит один управляющий сигнал первому операционному усилителю. Тот же управляющий сигнал предоставляется второму операционному усилителю после инвертирования полярности сигнала посредством инвертора полярности.
В другом варианте осуществления электронная схема управления содержит два цифро-аналоговых преобразователя для вывода двух управляющих сигналов первому и второму операционному усилителю, соответственно.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, предусмотрены промежутки между соседними электродами. Периметр упомянутого сквозного отверстия состоит из первой площади, занятой электродами, и второй площади, занятой промежутками, и отношение электродов к промежуткам определяется посредством деления упомянутой первой площади на упомянутую вторую площадь. В варианте осуществления упомянутое отношение электродов к промежуткам находится в диапазоне 5-15 или предпочтительно, по существу, равно 10.
Когда соседние электроды предусмотрены более близко друг к другу, сформированное электрическое поле может быть более однородным. Однако, это также сложнее в производстве. Видно, что с отношением электродов к промежуткам, находящимся в диапазоне 5-15, или предпочтительно, по существу, равным 10, два преимущества оптимально сбалансированы.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, манипулятор содержит экран от перекрестных помех, экран от перекрестных помех содержит плоскую подложку экрана, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки экрана, при этом, по меньшей мере, одно сквозное отверстие плоской подложки экрана размещено соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки. Преимущество экрана от перекрестных помех в том, что он предотвращает до некоторой степени перекрестные помехи между электродами одного и того же сквозного отверстия, между электродами различных сквозных отверстий и/или между электродом и другими схемами, присутствующими поблизости от электрода.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, расстояние между плоской подложкой и плоской подложкой экрана меньше 10 микрометров, предпочтительно меньше 5 микрометров, а более предпочтительно около 3 микрометров. В варианте осуществления манипулятора согласно изобретению толщина плоской подложки экрана приблизительно равна диаметру, по меньшей мере, одного сквозного отверстия плоской подложки.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, система заряженных частиц дополнительно содержит:
- подложку первой планарной линзы, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру первой планарной линзы, при этом, по меньшей мере, одна апертура первой планарной линзы размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора, и подложка первой планарной линзы размещена выше и параллельно с плоской подложкой устройства-манипулятора; и
- подложку второй планарной линзы, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру второй планарной линзы, при этом, по меньшей мере, одна апертура второй планарной линзы размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора, и подложка второй планарной линзы размещена ниже и параллельно с плоской подложкой устройства-манипулятора,
при этом система выполнена с возможностью обеспечения разности напряжения между подложкой первой планарной линзы и плоской подложкой устройства-манипулятора и между плоской подложкой устройства-манипулятора и подложкой второй планарной линзы для формирования линзы Энзеля для упомянутых пучков.
В этом варианте осуществления устройство-манипулятор формирует часть линзы Энзеля, содержащую подложки первой и второй планарной линзы и плоскую подложку устройства-манипулятора между ними. Эта линза Энзеля может быть выполнена с возможностью фокусировки или проецирования пучка заряженных частиц.
Таким образом, устройство-манипулятор может быть объединено в линзу Энзеля, и это объединенное устройство может требовать меньше пространства в системе заряженных частиц, чем предоставление отдельного устройства и отдельной линзы Энзеля.
И вследствие компактности объединенного устройства, последствия ошибок углового смещения могут быть ограничены.
Термины “выше” и “ниже” в этом документе определены относительно направления пучка заряженных частиц, который проходит через сквозное отверстие. Пучок может двигаться или быть направлен от верхней части системы заряженных частиц в нижнюю часть системы заряженных частиц.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, система заряженных частиц дополнительно содержит плоскую подложку ограничителя тока, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру ограничителя тока, при этом плоская подложка ограничителя тока размещена выше плоской подложки устройства-манипулятора, и, по меньшей мере, одна апертура ограничителя тока размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора.
Преимущество предоставления ограничителя тока в том, что он может улучшать однородность пучков. Интенсивность пучка для пучка может быть более однородной в центре пучка, чем в радиально внешних частях пучка. Площадь поперечного сечения пучков, спроецированных на ограничитель тока, может быть скомпонована большей, чем площадь соответствующей апертуры ограничителя тока. В этом случае, внешние заряженные частицы (например, электроны) пучка будут поглощаться ограничителем тока, а общая однородность остального пучка будут улучшена.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, по меньшей мере, одна апертура ограничителя тока меньше, чем, по меньшей мере, одно сквозное отверстие плоской подложки устройства-манипулятора.
В варианте осуществления площадь поперечного сечения, по меньшей мере, одного сквозного отверстия плоской подложки устройства-манипулятора находится в диапазоне 50%-95% или предпочтительно в диапазоне 70-90% площади поперечного сечения, по меньшей мере, одной апертуры ограничителя тока.
Таким образом, поперечное сечение пучка, проходящего через сквозное отверстие, может быть значительно меньше, чем само сквозное отверстие. Это уменьшает число заряженных частиц (например, электронов), которые ударяются или контактируют с плоской подложкой устройства-манипулятора. И это уменьшает ущерб, который эти заряженные частицы могут причинить электронной схеме управления, предусмотренной, по меньшей мере, частично, на или в плоской подложке устройства-манипулятора.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению,
- упомянутое устройство-манипулятор - это первое устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в x-направлении;
- система заряженных частиц дополнительно содержит второе устройство-манипулятор согласно любому варианту осуществления, описанному выше, приспособленное для отклонения упомянутого одного или более пучков заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению, при этом второе устройство-манипулятор размещено параллельно и рядом с первым устройством-манипулятором, и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие второго устройства-манипулятора размещено соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием первого устройства-манипулятора,
при этом система выполнена с возможностью обеспечения разности напряжения между подложкой первой планарной линзы и второй плоской подложкой первого устройства-манипулятора и между плоской подложкой второго устройства-манипулятора и подложкой второй планарной линзы для формирования линзы Энзеля для упомянутых пучков.
В этом варианте осуществления два устройства-манипулятора формируют часть линзы Энзеля, содержащую подложку первой и второй планарной линзы и плоские подложки двух устройств-манипуляторов между ними.
Также в этом варианте осуществления устройства-манипуляторы могут быть объединены в линзу Энзеля, и это объединенное устройство может быть более компактным, чем предоставление двух отдельных устройств-манипуляторов и отдельной линзы Энзеля.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, подложки первой и второй планарной линзы заземлены, и система выполнена с возможностью предоставления отрицательного напряжения плоской подложке(-ам) устройства(-ств)-манипуляторов, при этом упомянутое отрицательное напряжение предпочтительно находится в диапазоне от -1500 В до -500 В, или более предпочтительно около -1000 В или -1 кВ.
В системах заряженных частиц так называемые вторичные электроны могут быть сформированы заряженными частицами пучка заряженных частиц, когда они ударяются или находятся в контакте с поверхностями в системе заряженных частиц, например, поверхностью мишени. Эти вторичные электроны могут причинять ущерб устройству(-ам)-манипуляторам. Предоставляя отрицательное напряжение, например, около -1 кВ плоской подложке устройства(-ств)-манипулятора(-ов), эти вторичные электроны могут быть отклонены от устройства(-ств)-манипулятора(-ов).
Согласно второму аспекту, изобретение предоставляет устройство-манипулятор для манипулирования пучком заряженных частиц в системе заряженных частиц, такой как система многолучевой литографии, согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше.
Согласно третьему аспекту изобретение предоставляет систему заряженных частиц, такую как система многолучевой литографии, содержащую:
- устройство-манипулятор для манипулирования одним или более пучками заряженных частиц, содержащее плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него;
- подложку первой планарной линзы, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру первой планарной линзы, при этом, по меньшей мере, одна апертура первой планарной линзы размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора, и подложка первой планарной линзы размещена выше и параллельно с плоской подложкой устройства-манипулятора; и
- подложку второй планарной линзы, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру второй планарной линзы, при этом, по меньшей мере, одна апертура второй планарной линзы размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора, и подложка второй планарной линзы размещена ниже и параллельно с плоской подложкой устройства-манипулятора,
при этом система выполнена с возможностью обеспечения разности напряжения между подложкой первой планарной линзы и плоской подложкой устройства-манипулятора и между плоской подложкой устройства-манипулятора и подложкой второй планарной линзы для формирования линзы Энзеля для упомянутых пучков.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, система заряженных частиц дополнительно содержит плоскую подложку ограничителя тока, содержащую, по меньшей мере, одну апертуру ограничителя тока, при этом плоская подложка ограничителя тока размещена выше плоской подложки устройства-манипулятора, и, по меньшей мере, одна апертура ограничителя тока размещена соосно, по меньшей мере, с одним сквозным отверстием плоской подложки устройства-манипулятора.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, по меньшей мере, одна апертура ограничителя тока меньше, чем, по меньшей мере, одно сквозное отверстие плоской подложки устройства-манипулятора.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, система заряженных частиц дополнительно содержит охлаждающие трубки для переноса охлаждающей текучей среды, при этом упомянутые охлаждающие трубки размещены вокруг, по меньшей мере, одной апертуры ограничителя тока.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению,
- упомянутое устройство-манипулятор - это первое устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в x-направлении;
- система заряженных частиц дополнительно содержит второе устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения упомянутого одного или более пучков заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению, второе устройство-манипулятор содержит плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, при этом второе устройство-манипулятор размещено параллельно и рядом с первым устройством-манипулятором, и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие второго устройства-манипулятора расположено соосно, по меньшей мере, с одним отверстием первого устройства-манипулятора,
при этом система выполнена с возможностью обеспечения разности напряжения между подложкой первой планарной линзы и плоской подложкой первого устройства-манипулятора и между плоской подложкой второго устройства-манипулятора и подложкой второй планарной линзы для формирования линзы Энзеля для упомянутых пучков.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, система заряженных частиц дополнительно содержит охлаждающие трубки для переноса охлаждающей текучей среды, при этом упомянутые охлаждающие трубки размещены между первым и вторым устройством-манипулятором.
И первое, и второе устройство-манипулятор может деформироваться вследствие термического расширения. Когда охлаждающие трубки размещены между первым и вторым устройством-манипулятором, устройства-манипуляторы будут расширяться симметрично. Это может предохранять устройства-манипуляторы от сгибания.
В варианте осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению, электроды, размещенные в первом наборе из множества первых электродов и во втором наборе из множества вторых электродов, и электронная схема управления формируют единое CMOS-устройство.
Согласно четвертому аспекту изобретение предоставляет систему заряженных частиц, такую как система многолучевой литографии, содержащую:
- первое устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в x-направлении, первое устройство-манипулятор содержит плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него; и
- второе устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения упомянутого одного или более пучков заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению, второе устройство-манипулятор содержит плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, при этом второе устройство-манипулятор размещено параллельно и рядом с первым устройством-манипулятором, и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие второго устройства-манипулятора расположено соосно, по меньшей мере, с одним отверстием первого устройства-манипулятора;
при этом каждое из первого и второго устройств-манипуляторов формирует одно CMOS-устройство.
Согласно пятому аспекту изобретение предоставляет систему заряженных частиц, такую как система многолучевой литографии, содержащую:
- первое устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в x-направлении, первое устройство-манипулятор содержит плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него; и
- второе устройство-манипулятор, приспособленное для отклонения упомянутого одного или более пучков заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению, второе устройство-манипулятор содержит плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, при этом второе устройство-манипулятор размещено параллельно и рядом с первым устройством-манипулятором, и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие второго устройства-манипулятора расположено соосно, по меньшей мере, с одним отверстием первого устройства-манипулятора;
- охлаждающие трубки, приспособленные для переноса охлаждающей текучей среды, при этом охлаждающие трубки размещены между первым и вторым устройством-манипулятором.
Согласно шестому аспекту изобретение предоставляет систему заряженных частиц, такую как система многолучевой литографии, содержащую устройство-манипулятор для манипулирования одним или более пучками заряженных частиц, при этом устройство-манипулятор содержит:
- плоскую подложку, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки, при этом каждое сквозное отверстие приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, и каждое сквозное отверстие снабжено электродами, размещенными в первом наборе множества первых электродов вдоль первой части периметра упомянутого сквозного отверстия и во втором наборе множества вторых электродов вдоль второй части упомянутого периметра; и
- электронную схему управления, приспособленную для предоставления различных напряжений, по меньшей мере, двум первым электродам из первого набора множества первых электродов.
Различные аспекты и признаки, описанные и показанные в спецификации, могут быть применены по отдельности всегда, когда это возможно. Эти отдельные аспекты, в частности, аспекты и признаки, описанные в присоединенной зависимой формуле изобретения, могут быть сделаны предметом составляющих патентных заявок.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет объяснено на основе примерного варианта осуществления, показанного на присоединенных чертежах, на которых:
Фиг. 1 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению;
Фиг. 2 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления устройства-манипулятора согласно изобретению;
Фиг. 3A показывает схематичное общее представление части варианта осуществления устройства-манипулятора согласно изобретению;
Фиг. 3B показывает схематичное общее представление части варианта осуществления устройства-манипулятора согласно изобретению;
Фиг. 4 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления устройства-манипулятора согласно изобретению;
Фиг. 5A показывает схематичное общее представление части электронной схемы управления для использования в устройстве-манипуляторе согласно изобретению;
Фиг. 5B показывает схематичное общее представление части другой электронной схемы управления для использования в устройстве-манипуляторе согласно изобретению;
Фиг. 6A показывает схематичное общее представление части варианта осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению;
Фиг. 6B показывает схематичное общее представление части другого варианта осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению; и
Фиг. 7 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления сквозного отверстия согласно изобретению.
Осуществление изобретения
Фиг. 1 показывает схематичное общее представление части системы 100 литографии с помощью множества пучков или множества элементарных лучей заряженных частиц согласно варианту осуществления изобретения для обработки, по меньшей мере, части мишени 110, которой может быть полупроводниковая пластина. В варианте осуществления изобретения, система литографии представлена без общего перекрещивания всех пучков заряженных частиц или элементарных лучей и/или является безмасочной.
Система литографии, которая показана на Фиг. 1, содержит источник 101 заряженных частиц, например, источник электронов, для создания распространяющегося пучка 111 заряженных частиц. Распространяющийся пучок проходит коллиматорную линзу 102 для коллимирования пучка 111 заряженных частиц.
Затем, коллимированный пучок 111 наталкивается на апертурную решетку 104, которая блокирует часть коллимированного пучка 111 для создания субпучков 112. Субпучки 112 наталкиваются на дополнительную апертурную решетку 105 для создания элементарных лучей 115. Массив 103 конденсаторных линз (или набор массивов конденсаторных линз) предоставляется для фокусировки субпучков 112 по направлению к соответствующему отверстию в решетке 108 для блокировки пучков конечного модуля 107.
Апертурная решетка 105, создающая элементарный луч, предпочтительно включена в комбинации с решеткой 106 ограничителя элементарного луча, например, размещенной близко с апертурной решеткой 105 перед решеткой 106 ограничителя. Конденсаторная линза или линзы 103 могут фокусировать субпучок 112 либо в, либо по направлению к соответствующему отверстию в решетке 108 для блокировки пучков конечного модуля 107.
В этом примере апертурная решетка 105 создает три элементарных луча 115 из субпучка 112, которые ударяют решетку 108 для блокировки пучка в соответствующем отверстии, так что три элементарных луча 115 проецируются на мишень 110 посредством системы 109 проекционных линз в конечном модуле 107. На практике группа элементарных лучей с гораздо большим числом элементарных лучей может быть создана посредством апертурной решетки 105 для каждой системы 109 проекционных линз в конечном модуле 107. В практическом варианте осуществления типично около пятидесяти элементарных лучей (например, 49 элементарных лучей, сформированных посредством апертурной решетки 7×7) могут быть направлены через одну систему 109 проекционных линз, и число может быть увеличено до двух сотен или более.
Однако, также возможно, что апертурная решетка 105 создает только один элементарный луч 115 для каждой одной системы 109 проекционных линз. В этом случае, апертурная решетка 104 может быть исключена.
Решетка 106 гасителя элементарного луча может отклонять отдельные элементарные лучи в группе элементарных лучей 115 в определенные моменты времени для того, чтобы гасить их. Это иллюстрировано посредством погашенного элементарного луча 116, который был отклонен в местоположение на решетке 108 блокировки пучка рядом, но не в отверстии.
Следует понимать, что термин “пучок” в этом документе, в частности, в прилагаемой формуле изобретения, может ссылаться на пучок 111, субпучок 112 и элементарные лучи 115. Оптическая колонна заряженных частиц может быть снабжена одним или более устройствами-манипуляторами согласно изобретению в различных местоположениях в системе заряженных частиц или, в частности, в различных местоположениях в ее оптической колонне.
Устройство-манипулятор 113 согласно изобретению может быть размещено за коллиматорной линзой 102 для:
- обеспечения отклонения в плоскости, по существу, перпендикулярной оптической оси оптической колонны заряженных частиц, для того, чтобы корректировать несоосность одного или более устройств оптической колонны заряженных частиц, и/или
- обеспечения корректировки для любого астигматизма, который может быть вызван макроскопической линзой - обычно магнитной линзой - которая рассеивает весь пучок 111, все субпучки 112 или все элементарные пучки 115, такой как коллиматорная линза 102.
Устройство-манипулятор согласно изобретению может также быть размещено за решеткой 106 гасителя элементарных лучей (не показана на Фиг. 1).
Устройство-манипулятор 114 согласно изобретению может быть предусмотрено как часть конечного модуля 107 для обеспечения двухмерного отклонения в системе 109 проекционных линз и, возможно, предоставления возможности векторного сканирования элементарных лучей в одной группе. Упомянутое отклонение размерности может возникать на высокой частоте, т.е., на более высокой частоте, чем происходит манипулирование в устройстве-манипуляторе 113. Фиг. 2 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления устройства-манипулятора 201 согласно изобретению. Этот вариант осуществления может быть использован в качестве устройства-манипулятора 113 или устройства-манипулятора 114 на Фиг. 1.
Устройство-манипулятор 201 содержит плоскую подложку 202, содержащую массив сквозных отверстий 203 в плоскости плоской подложки. Через сквозные отверстия 203 могут проходить один или более элементарных лучей заряженных частиц. Сквозные отверстия 203 протягиваются, по существу, поперечно поверхности плоской подложки 202. Каждое из отверстий 203 может быть снабжено электродами 204 по периметру 205 сквозного отверстия 203.
Сквозные отверстия 203 могут быть сгруппированы в так называемые зоны 207 прохождения пучков. Рядом с зонами 207 прохождения пучков на плоской подложке 202 предусмотрены зоны 208 без пучков. В зонах без пучков электронные схемы (такие как электронная схема управления) могут быть, по меньшей мере, частично предоставлены для того, чтобы управлять работой электродов 204 в зоне 207 прохождения пучков.
Число электродов может варьироваться, но предпочтительно находится в диапазоне 16-32 электрода или 26. В целом, число электродов может быть кратным 2 или 4 электродам или может быть равно 2k или 4k, k является натуральным числом.
Когда число электродов является четным, и электроды размещены равномерно распределенными по периметру сквозного отверстия, возможен случай, когда поворот электродов 204 на 90 градусов вокруг центральной оси сквозного отверстия будет образовывать такое же распределение электродов по периметру.
Устройство-манипулятор 201 может содержать массив манипуляторов 206, каждый из которых содержит сквозное отверстие 203 и электроды 204, размещенные вокруг сквозного отверстия 203. Манипуляторы 206 предпочтительно имеют поперечные размеры, изменяющиеся в диапазоне приблизительно от 150 микрометров до 2 микрометров в зависимости от их назначения. Манипулятор может быть равномерно размещен в строках и столбцах, как, например, показано на Фиг. 2.
Одной из проблем является формирование электродов с применением производственного процесса, который совместим с производством микросхем и электронно-оптическими конструктивными нормами. Кроме того, желательно управлять тысячами пучков без применения тысяч внешних управляющих проводов.
Устройство-манипулятор может быть изготовлено с помощью MEMS-технологии. Этот производственный процесс является биполярно совместимым, предоставляя возможность встраивания локальных электронных схем, например, электронной схемы управления. Локальные электронные схемы (такие как электронная схема управления) могут быть размещены между сквозными отверстиями или рядом со сквозными отверстиями или электродами 204.
Фиг. 3A и 3B показывают схематичное общее представление части варианта осуществления манипулятора согласно изобретению. В примере на Фиг. 3 сквозное отверстие 203 снабжено 20 электродами 301-320 по периметру сквозного отверстия 203. При работе, пучок может входить в сквозное отверстие 203 в направлении листа бумаги чертежа. Это направление может быть параллельно с оптической осью оптической колонны или с центральной осью сквозного отверстия. Площадь поперечного сечения одного пучка, проходящего через сквозное отверстие 203, указано ссылкой 324 на Фиг. 3A. На Фиг. 3B площадь поперечного сечения множественных пучков, проходящих через сквозное отверстие 203, указано ссылкой 327. На Фиг. 3A указана площадь поперечного сечения только четырех пучков, но через сквозное отверстие может проходить больше пучков, например, 49 пучков.
Плоскость 321 может быть определена параллельной с центральной осью сквозного отверстия и может содержать упомянутую центральную ось. Следует понимать, что все плоскости и линии, упомянутые в этом документе, являются воображаемыми. Первый набор первых электродов 302-310 размещен вдоль первой части 322 периметра, а второй набор вторых электродов 312-320 размещен вдоль второй части 323 периметра. Первый набор первых электродов 302-310 размещен напротив второго набора электродов 312-320 относительно плоскости 321. Плоскость 321 определена центральным образом между первым и вторым наборами электродов.
Электроды согласно этому примеру размещены, по существу, симметрично относительно плоскости 321, и электроды равномерно распределены по упомянутому периметру, как может быть видно на Фиг. 3A и 3B. Напряжение может быть приложено или предоставлено каждому из электродов посредством электронной схемы управления (не показано на Фиг. 3). Напряжения, предоставленные каждому электроду, могут быть обозначены как V<номер электрода>, например, напряжение V306 может быть приложено к электроду 306, а напряжение V309 может быть приложено к электроду 309.
Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления разностей напряжения парам из первого электрода и второго электрода в зависимости от положений соответствующих электродов по периметру сквозного отверстия. Возможен случай, когда первый электрод пары из первого набора и второй электрод упомянутой пары из второго набора расположены напротив друг друга относительно плоскости 321. Например, на Фиг. 3, первый электрод 307 из первого набора электродов 302-310 и второй электрод 315 из второго набора электродов 312-320 расположены напротив друг друга относительно плоскости 321. Расстояние между электродами пары указано ссылкой D4.
Электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления упомянутых разностей напряжений упомянутой паре из первого электрода 307 и второго электрода 315 в зависимости от расстояния D4, при этом предпочтительно упомянутые разности напряжения прямо пропорциональны упомянутому расстоянию D4.
На Фиг. 3A расстояние между электродом 306 и плоскостью 321 указано стрелкой D1, в то время как расстояние между электродом 309 и плоскостью 321 указано стрелкой D2. А расстояние между электродом 303 и плоскостью указано стрелкой D3. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления напряжений электродам в зависимости от расстояния между соответствующим электродом и упомянутой плоскостью.
Например, на Фиг. 3A, поскольку расстояния D1 и D2 являются различными, напряжение V306 и V309, предоставляемые электронной схемой управления, также являются различными. Напряжения V309 и V303 могут быть (по существу) идентичными, поскольку расстояния D2 и D3 также (по существу) идентичны.
В варианте осуществления напряжения увеличиваются с упомянутым расстоянием, предпочтительно пропорционально. В примере на Фиг. 3 напряжение V306 может быть выше, чем V309, или может быть равно пропорции D1/D2 раз напряжения V309. Это может также быть применимо к другим электродам 204, с учетом соответствующих изменений.
Среди электродов 204 первый электрод из первого набора электродов 302-310 (т.е., набора так называемых первых электродов) и второй электрод из второго набора электродов 312-320 (т.е., набора так называемых вторых электродов) могут быть размещены на диаметрально противоположных сторонах сквозного отверстия 203. Например, на Фиг. 3A, первый электрод 308 из первого набора и второй электрод 318 из второго набора размещены диаметрально противоположно. Линия, соединяющая (положения) первый электрод 308 и второй электрод 318 указана ссылкой 325 на Фиг. 3A. Плоскость 321 и эта линия 325 определяют угол альфа (β), как показано на Фиг. 3A. Следует понимать, что угол альфа (α) зависит от расстояния между электродом 308 и плоскостью 321. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления напряжений электродам в зависимости от упомянутого угла альфа (α), или, в частности, в зависимости от sin(α).
Линия, соединяющая электрод и центр сквозного отверстия, может определять угол с упомянутой плоскостью. В примере на Фиг. 3 угол бета (β) определен плоскостью 321 и линией 326, соединяющей электрод 304 и центр сквозного отверстия 203. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления напряжения электроду в зависимости от упомянутого угла бета (β). Напряжение может быть (прямо) пропорционально sin(β).
Возможен случай, когда напряжения, предоставленные электронной схемой управления, являются функцией угла бета (β), или, более конкретно, предоставленное напряжение является функцией синуса угла бета (β), например:
V(β)=Vmax*sin(β)
Фиг. 4 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления манипулятора согласно изобретению.
Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления напряжения V двум электродам из первого набора и предпочтительно напряжения -V двум электродам из второго набора. В примере на Фиг. 3 напряжение V309 может, таким образом, быть идентичным напряжению V303. И напряжение V313 может, таким образом, также быть идентичным напряжению V319 и V313= -V309. Электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления положительного напряжения V первому электроду и отрицательного напряжения -V второму электроду пары. В примере на Фиг. 3 напряжение V307 может, таким образом, быть V307 = -V315.
Электроды 204 могут содержать два электрода, размещенные по периметру сквозного отверстия и, по существу, на плоскости 321, и электронная схема управления может быть выполнена с возможностью предоставления напряжения каждому из упомянутых двух электродов, упомянутое напряжение предпочтительно является напряжением смещения. Напряжение смещения может быть, по существу, равно 0 В. В примере на Фиг. 3 электроды 311 и 301 размещены, по существу, на плоскости 321 и могут быть соединены с потенциалом земли, обеспечивая напряжение, по меньшей мере, по существу, равное 0 В, как указано ссылкой 402 на Фиг. 4.
Однако, как объяснено ниже, напряжение смещения может также быть около -1 кВ относительно земли, когда плоская подложка 202 является частью линзы Энзеля. Напряжения электродов 204 могут быть определены относительно напряжения смещения. В этом случае, когда V306 считается равным 20 В, и напряжение смещения равно -1 кВ, это указывает V306= -1020 В относительно земли.
На Фиг. 4 линии электрического поля для электрического поля, сформированного электродами 204, указаны стрелками 401. Поскольку напряжения могут быть предоставлены электродами 204, как описано выше, электрическое поле может быть, по существу, однородным. Поскольку электрическое поле, по существу, однородное по всему сквозному отверстию, манипулирование заряженными частицами, которые проходят через сквозное отверстие, будет выполняться независимо от позиции заряженных частиц в сквозном отверстии. Это улучшает точность манипулирования элементарными лучами.
Однако, сквозное отверстие 203 может быть круглым (как изображено на чертежах), но может также иметь форму эллипса или любую другую форму, например, вследствие ошибок в процессе производства. В этом случае, напряжения, предоставленные электронной схемой управления, могут быть отрегулированы, чтобы корректировать эти ошибки для того, чтобы получать, по существу, однородное электрическое поле.
Кроме того, возможен случай, когда элементарные лучи центрально не проецируются на манипулятор или не имеют круглой площади поперечного сечения (не указано на чертежах). В этом случае, напряжения, предоставленные электронной схемой управления, могут быть отрегулированы для того, чтобы корректировать эти ошибки.
В примере на Фиг. 4 электронная схема управления содержит ряд резисторов 406, соединенных последовательно. Число резисторов может быть равно числу электродов. Сопротивление этих резисторов может быть выбрано для того, чтобы предоставлять напряжение каждому из упомянутых электродов, причем это напряжение изменяется вокруг сквозного отверстия. Напряжение отдельного электрода является функцией позиции электрода вокруг сквозного отверстия. Такая функция может быть функцией синуса.
Электрод, например, электрод 306, может быть соединен с напряжением V306=Vmax через соединение 403, в то время как другой электрод, например, электрод 316, может быть соединен с напряжением V316= -Vmax через соединение 404. Напряжение Vmax может быть в диапазоне 1-50 В или в диапазоне 5-25 В или около 20 В.
Электродам 301 и 311 может быть подано одинаковое напряжение. Они могут быть заземлены или обеспечены напряжением V310=V311=0 В. Таким образом, четыре делителя напряжения размещены для деления напряжений Vmax и -Vmax на соответствующие напряжения.
Это дает относительно простую электронную схему управления, которая может быть легко предоставлена вокруг каждого сквозного отверстия 203, например, в плоской подложке 202 устройства-манипулятора 201 на Фиг. 2. Электронная схема управления может быть предоставлена в зоне 208 без пучков плоской подложки 202 или может быть предусмотрена вокруг сквозного отверстия 203 в зоне 207 прохождения пучков.
Следует понимать, что напряжения, предоставленные электродам одного сквозного отверстия, могут быть предоставлены электродами другого сквозного отверстия, предпочтительно посредством одной и той же электронной схемы управления.
Между соседними электродами 204 могут быть предусмотрены промежутки 407. Периметр сквозного отверстия может, таким образом, быть занят электродами 204 и промежутками 407. Отношение электродов к промежуткам может быть определено как первая площадь периметра, занятая электродами, разделенная на вторую площадь периметра, занятую промежутками. Отношение электродов к промежуткам может рассматриваться как показатель расстояния между соседними электродами. Когда расстояние между соседними электродами небольшое, может быть обеспечено более однородное электрическое поле, но любые перекрестные помехи между соседними электродами также более вероятны. Оптимальный баланс был найден при отношении электродов к промежуткам в диапазоне 5-15 или предпочтительно, по существу, равным 10.
Для того, чтобы (дополнительно) минимизировать перекрестные помехи между электродом и другими схемами поблизости от электрода или между электродами, предусмотренными вокруг одного или более сквозных отверстий, устройство-манипулятор может быть снабжено экраном 602 от перекрестных помех (не показан на Фиг. 4, но показан на Фиг. 6A). Экран от перекрестных помех может содержать плоскую подложку экрана, содержащую массив сквозных отверстий в плоскости плоской подложки экрана, при этом сквозные отверстия плоской подложки экрана размещены соосно со сквозными отверстиями плоской подложки.
Экран от перекрестных помех обеспечивает электрическое экранирование электродов 204 от электромагнитных полей любых других схем поблизости от электродов. Оценено, что экранирование находится на своем оптимуме, когда расстояние между плоской подложкой и плоской экранирующей подложкой меньше 10 микрометров, и/или толщина экранирующей плоской подложки приблизительно равна диаметру сквозных отверстий плоской подложки.
Фиг. 5A и Фиг. 5B показывают схематичное общее представление двух примеров электронной схемы управления для использования в устройстве-манипуляторе согласно изобретению. На Фиг. 5A электронная схема управления содержит первый операционный усилитель 501 и второй операционный усилитель 502. Каждый операционный усилитель может быть заземлен и может быть соединен с DAC (цифро-аналоговым) преобразователем, указанными ссылками 505 и 504, соответственно. Каждый DAC-преобразователь может управляться через последовательный/параллельный + шинный интерфейс (SPI), указанный ссылками 508 и 509, соответственно.
DAC-преобразователь 504, соединенный с первым операционным усилителем 501, может предоставлять положительное напряжение Vmax, а DAC-преобразователь 505, соединенный со вторым операционным усилителем 502, может предоставлять отрицательное напряжение -Vmax. Оба операционных усилителя могут содержать резисторы 503 в качестве резистора цепи обратной связи. В этом случае, усиленные напряжения Vmax и -Vmax могут быть разделены на части напряжения. Каждое из этих напряжений (или частей напряжений) могут быть поданы электродам 204 сквозного отверстия 203, как указано стрелками 506 и 507.
Следует понимать, что каждое напряжение, предоставленное первым или вторым операционным усилителем, может быть подано двум электродам из электродов 204. Таким образом, меньшее число резисторов может требоваться по сравнению с примером на Фиг. 4. Кроме того, каждое напряжение может также быть подано двум электродам другого сквозного отверстия устройства модуляции. Это дополнительно уменьшит число требуемых резисторов.
В варианте осуществления на Фиг. 5B два операционных усилителя 501 и 502 соединены с одним DAC-преобразователем 511. Первый усилитель 501 непосредственно соединен с DAC-преобразователем 511, чтобы принимать управляющий сигнал от DAC-преобразователя 511. Второй операционный усилитель 502 соединен с DAC-преобразователем 511 через инвертор 512 полярности, чтобы принимать тот же управляющий сигнал от DAC-преобразователя 511, но с инвертированной полярностью. DAC-преобразователь 511 может управляться через последовательный/параллельный шинный интерфейс (SPI), указанный ссылкой 510.
Следует понимать, что электронные схемы управления на Фиг. 5A и 5B являются относительно простыми с небольшим числом элементов. Следовательно, они могут быть легко объединены с плоской подложкой устройства-манипулятора. По меньшей мере, часть схем на Фиг. 5A и 5B, например, операционные усилители и резисторы, могут быть снабжены зоной 208 без пучков устройства-манипулятора.
Фиг. 6A показывает схематичное общее представление части варианта осуществления 603 системы заряженных частиц согласно изобретению. Система может быть снабжена первым устройством-манипулятором 202 согласно одному из вариантов осуществления, описанных выше, и вторым устройством-манипулятором 601 также согласно одному из вариантов осуществления, описанных выше.
Первое устройство-манипулятор 202 может быть приспособлено для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в x-направлении, а второе устройство-манипулятор 601 может быть приспособлено для отклонения одного или более пучков заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению. Как x-направление, так и y-направление, может быть перпендикулярно направлению пучка, указанному стрелкой 607, которое параллельно с оптической осью оптической колонны или параллельно с центральной осью сквозного отверстия.
Подложка 604 первой планарной линзы и подложка 605 второй планарной линзы могут быть размещены на противоположных сторонах устройств-манипуляторов 202 и 601. Каждая подложка планарной линзы может содержать, по меньшей мере, одну апертуру планарной линзы или массив апертур планарной линзы, при этом апертуры планарной линзы размещены соосно со сквозными отверстиями плоской подложки манипулятора(ов).
Подложка первой планарной линзы и подложка второй планарной линзы могут формировать вместе с устройством(-ами)-манипулятором(-ами) линзу, например, линзу Энзеля для фокусировки одного или более пучков. Разность напряжения может быть приложена между подложкой 604 первой планарной линзы и первым устройством-манипулятором 202, а другая разность напряжений может быть приложена между вторым устройством-манипулятором 601 и подложкой 605 второй планарной линзы таким образом, что формируется эффект положительной линзы. Таким образом, устройство-манипулятор(-ы) является/являются частью линзы или структуры линз, и может быть получено более компактное устройство.
В варианте осуществления подложка 604 первой планарной линзы и подложка 605 второй планарной линзы заземлены, в то время как в устройство(-а)-манипулятор(-ы) подается напряжение смещения, например, -1 кВ.
Может быть предусмотрена плоская подложка 606 ограничителя тока, которая может содержать, по меньшей мере, одну апертуру ограничителя тока или массив апертур ограничителя тока, при этом плоская подложка ограничителя тока размещена выше подложки первой планарной линзы, при этом апертура ограничителя тока размещена соосно со сквозным отверстием плоской подложки манипулятора(ов).
Могут быть дополнительно предусмотрены охлаждающие трубки 608 (или система охлаждения) для охлаждения одной или более плоских подложек. Система охлаждения может содержать охлаждающие трубки 608 рядом со сквозными отверстиями и насос для перекачки охлаждающей текучей среды (такой как вода) по охлаждающим трубкам.
Охлаждающая трубка 608 может быть размещена между первым и вторым устройством-манипулятором, предпочтительно в круге вокруг центральной оси сквозных отверстий.
Как может быть видно на Фиг. 6A, площадь поперечного сечения пучка 115 на плоской подложке 606 ограничителя тока больше, чем соответствующая апертура ограничителя тока. Некоторые из заряженных частиц в пучке 115 могут, поэтому, поглощаться плоской подложкой 606 ограничителя тока.
С помощью вышеописанной положительной линзы оставшийся пучок может быть отклонен. На Фиг. 6A это иллюстрировано осью 620 пучка, которая изменяет свое направление. Пучок 115 проходит через сквозные отверстия устройства(-ств)-манипулятора(-ов) без ударения или контактирования с его плоскими подложками.
В варианте осуществления пучок может быть отклонен в x- и y-направлении посредством первого устройства-манипулятора 202 и второго устройства-манипулятора 601 во время экспозиции мишени.
Оба устройства-манипулятора 202 и 601 могут быть снабжены соответствующим экраном 602 и 609 от перекрестных помех. Экраны от перекрестных помех могут обеспечивать электрическое экранирование схем устройств-манипуляторов от любых электромагнитных полей любых других схем поблизости.
Фиг. 6B показывает схематичное общее представление части другого варианта осуществления системы заряженных частиц согласно изобретению. Система может содержать источник 101 заряженных частиц и средство 102 коллимирования для коллимирования пучка 111 заряженных частиц. Коллимированный пучок 111 может наталкиваться на апертурную решетку 104, которая блокирует часть коллимированного пучка 111 для создания суб-пучка 112.
Дефлектор 610 может быть предусмотрен для отклонения субпучка 112. В варианте осуществления дефлектор 610 может также содержать устройство-манипулятор согласно изобретению. Как и в варианте осуществления на Фиг. 6A, на Фиг. 6B предусмотрена плоская подложка 606 ограничителя тока, и подложка 604 первой планарной линзы и подложка 605 второй планарной линзы размещены на противоположных сторонах устройств-манипуляторов 202 и 601. Их работа была описана со ссылкой на Фиг. 6A.
Манипулируемый субпучок 112 может затем проходить сквозь апертуру 611, посредством чего формируются элементарные лучи 115. Могут быть предусмотрены два дефлектора 612 и 613 для отклонения элементарных лучей (или группы элементарных лучей) в x- и y-направлении, соответственно. Некоторые элементарные лучи могут быть отклонены посредством гасящих дефлекторов (не показаны отдельно на Фиг. 6B), так что они не проходят сквозь подложку 614 для блокировки пучка.
Элементарные лучи, которые не проходят сквозь подложку 614 блокировки пучка, фокусируются или проецируются посредством системы 109 проекционной линзы на мишень 110. Мишень 110 может быть полупроводниковой пластиной и может быть расположена на подвижной платформе 615, которая может быть подвижна в x- и y-направлении относительно системы 109 проекционной линзы.
Система на Фиг. 6B может быть дополнительно снабжена охлаждающими трубками (или системой охлаждения) для охлаждения одной или более плоских подложек. Система охлаждения может содержать охлаждающие трубки 608 и насос для перекачки охлаждающей текучей среды (такой как вода) по трубкам.
Фиг. 7 показывает схематичное общее представление части варианта осуществления манипулятора согласно изобретению. На фиг. 7 половина сквозного отверстия 203 показана только с тремя электродами 204 и только с двумя промежутками 407 по причинам упрощения. Сквозное отверстие может быть снабжено большим числом электродов, как описано выше.
Электроды 204 могут быть произведены как микросхема, и один или более металлических слоев могут быть использованы для подачи напряжений к электродам. В примере на Фиг. 7 изображены шесть металлических слоев 701, 702, 703, 704, 705, 706. Между металлическими слоями предусмотрены электрически изолирующие слои. Соединения между металлическими слоями могут быть обеспечены посредством одного или более переходных соединений 708.
Электроды могут быть предусмотрены частично в и на плоской подложке. Вместе с металлическими слоями переходные соединения 708 могут формировать контактные столбики 709, которые протягиваются во внутренней поверхности сквозного отверстия 203. Таким образом, электрическое поле не только формируется в одной плоскости, например, в плоскости металлического слоя 706, а в большей части сквозного отверстия. Заряженные частицы пучка, проходящего сквозь него, будут, таким образом, дольше подвергаться воздействию (и, таким образом, больше) электрического поля, когда заряженные частицы проходят через сквозное отверстие 203.
Электроды 204 предпочтительно выполнены из молибдена, однако они могут также быть выполнены из других проводящих материалов. Электроды 204 могут быть приблизительно 5 микрометров толщиной, и электроды могут быть выполнены посредством анизотропного травления молибдена с помощью реактивного ионного травления.
Электроды 204, размещенные в первом наборе множества первых электродов и во втором наборе множества вторых электродов, и электронная схема управления могут формировать единое CMOS-устройство.
Согласно аспекту изобретения предоставляется система заряженных частиц, такая как система многолучевой литографии, содержащая:
- первое устройство-манипулятор 202, приспособленное для отклонения одного или более пучков 112 заряженных частиц в x-направлении, первое устройство-манипулятор содержит плоскую подложку 202, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие 203 в плоскости плоской подложки 202, при этом каждое сквозное отверстие 203 приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка 112 заряженных частиц сквозь него; и
- второе устройство-манипулятор 601, приспособленное для отклонения упомянутого одного или более пучков 112 заряженных частиц в y-направлении, при этом x-направление перпендикулярно y-направлению, второе устройство-манипулятор содержит плоскую подложку 202, содержащую, по меньшей мере, одно сквозное отверстие 203 в плоскости плоской подложки 202, при этом каждое сквозное отверстие 203 приспособлено для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него, при этом второе устройство-манипулятор 601 размещено параллельно и рядом с первым устройством-манипулятором 202, и, по меньшей мере, одно сквозное отверстие второго устройства-манипулятора расположено соосно, по меньшей мере, с одним отверстием первого устройства-манипулятора.
В варианте осуществления, система дополнительно содержит охлаждающие трубки 608, приспособленные для переноса охлаждающей текучей среды, при этом охлаждающие трубки 608 размещены между первым и вторым устройством-манипулятором.
И первое, и второе устройство-манипулятор может деформироваться вследствие термического расширения. Когда охлаждающие трубки размещены между первым и вторым устройством-манипулятором, устройства-манипуляторы будут расширяться симметрично. Это может предохранять устройства-манипуляторы от сгибания.
В варианте осуществления система дополнительно содержит электронную схему управления, приспособленную для предоставления различных напряжений, по меньшей мере, двум первым электродам из первого набора множества первых электродов.
В варианте осуществления каждое из первого и второго устройств-манипуляторов формирует одно CMOS-устройство.
Следует понимать, что варианты осуществления манипулятора, первого и/или второго манипулятора и/или электронной схемы управления, как описано выше, также применимы к этой системе заряженных частиц.
Следует понимать, что вышеприведенное описание включено, чтобы иллюстрировать работы предпочтительных вариантов осуществления, и не предназначено, чтобы ограничивать рамки изобретения. Из вышеприведенного обсуждения множество изменений должно стать очевидным специалистам в области техники, которые при этом должны попадать под сущность и объем настоящего изобретения.
В заключение, изобретение относится к системе заряженных частиц, такой как система многолучевой литографии, содержащей устройство-манипулятор для манипулирования одним или более пучками заряженных частиц, при этом устройство-манипулятор содержит, по меньшей мере, одно сквозное отверстие в плоскости плоской подложки для пропускания, по меньшей мере, одного пучка заряженных частиц сквозь него. Каждое сквозное отверстие снабжено электродами в первом наборе множества первых электродов вдоль первой части периметра упомянутого сквозного отверстия и во втором наборе множества вторых электродов вдоль второй части упомянутого периметра. Электронная схема управления выполнена с возможностью предоставления разностей напряжения электродам в зависимости от позиции первого и второго электрода по периметру сквозного отверстия.