АГРЕГАТ И СПОСОБ ПЕРЕНОСА РАДИКАЛОВ
RADICAL TRANSFERRING UNIT AND METHOD

Предпосылки изобретения
1. Область изобретения
[0001] Изобретение относится к агрегату и способу переноса радикалов, например, для удаления отложений загрязнителя. Изобретение дополнительно относится к системе литографии заряженными частицами, содержащей такой агрегат. Изобретение дополнительно относится к регулятору давления для соединения с камерой плазмы. Изобретение дополнительно относится к способу переноса радикалов.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] На точность и надежность систем литографии заряженными частицами негативно влияет загрязнение. Существенный вклад в загрязнение в такой системе литографии вносит накопление отложений загрязнителей. Заряженные частицы, являющиеся частью составляющих изображение элементарных лучей и производимые в системе, взаимодействуют с углеводородами, уже присутствующими в системе. Получающееся в результате Индуцированное Электронным Пучком Отложение (ИЭПО) образует углеродосодержащий слой на поверхности в системе. Этот слой углеродосодержащего материала влияет на стабильность пучка. Накопление такого углеродосодержащего слоя внутри и вокруг отверстий, через которые проходят пучки заряженных частиц и/или элементарные лучи, также уменьшает размеры отверстий и уменьшает пропускание пучков или элементарных лучей через эти отверстия. В связи с этим удаление ИЭПО, в частности в областях с относительно высокими парциальными давлениями углеводорода и относительно высокими плотностями потока в пучке, является весьма востребованным.
[0003] Такие отложения могут быть уменьшены или удалены с помощью атомной чистки. Это может быть достигнуто с использованием генератора плазмы для производства потока атомов для взаимодействия с отложениями. Перенос плазмы и атомов, обеспеченных в ней, в частности радикалов, часто является неэффективным, что может приводить к относительно длительным периодом чистки и недостаточному качеству чистки, т.е. неполному или недостаточному удалению загрязнителей на конкретной поверхности или конкретном объеме.
Сущность изобретения
[0004] Задачей изобретения является обеспечение агрегата и способа переноса радикалов, например, по направлению к области, где отложения загрязнителя подлежат удалению более эффективным образом. С этой целью некоторые варианты осуществления изобретения относятся к агрегату для переноса радикалов, например для удаления отложения загрязнений, причем агрегат содержит: генератор плазмы, содержащий камеру, в которой может быть образована плазма, камера содержит впуск для приема вводимого газа и один или более выпусков для удаления по меньшей мере одного из плазмы и радикалов, созданных в ней; и полое направляющее тело для направления радикалов, образованных в плазме, к области или объему, в котором отложение загрязнений подлежит удалению; причем впуск камеры соединен с устройством давления для подачи пульсирующего давления в камеру так, чтобы создать поток в направляющем теле. С помощью повышения давления внутри камеры 2 пульсирующим образом радикалы, которые генерируются в ней, больше не перемещаются в режиме молекулярного течения, но, вместо этого, они перемещаются в так называемом вязкостном режиме под давлением. В вязкостном режиме под давлением плазма образует поток, который может называться вязкостным потоком, который переносит радикалы. Во время этих периодов локально повышенного давления радикалы могут быть направлены к направляющему телу, которое может значительно увеличивать эффективность передачи радикалов и/или плазмы. В результате количество радикалов атома, передаваемых через направляющее тело по направлению к требуемому местоположению, например загрязненной области, увеличивается. Дополнительно, с помощью обеспечения периодов локально повышенного давления пульсирующим образом возможный риск гашения плазмы в направляющем теле уменьшается.
[0005] Предпочтительно устройство давления представляет собой клапан. Клапан обеспечивает быстрое открытие и закрытие впуска, что позволяет обеспечить пульсирующее давление с относительно высокой частотой.
[0006] В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к агрегату для переноса радикалов, например, для удаления отложения загрязнения, причем агрегат содержит: генератор плазмы, содержащий камеру, в которой может быть образована плазма, причем камера содержит впуск для приема вводимого газа и один или более выпусков для удаления по меньшей мере одного из плазмы и радикалов, созданных в ней; и полое направляющее тело, соединенное с одним или более выпусками камеры для направления радикалов, образованных в плазме, к области или объему, в котором отложение загрязнения подлежит удалению; причем давление внутри камеры может быть временно повышено для образования потока с достаточной силой, чтобы увлекать за собой радикалы. Временно повышенное давление внутри направляющего тела может заставлять плазму угасать. Более того, такое повышение давления может увеличивать уменьшение радикалов из-за рекомбинации, например, трехчастичного взаимодействия (радикал + радикал + молекула). Однако даже при маловероятных обстоятельствах, что возникнут один или оба этих случая, более эффективный перенос радикалов из камеры по направлению к выпуску направляющего тела вследствие повышенного давления перевешивает потери радикалов из-за временного гашения плазмы и/или рекомбинации. В частности, повышенное давление может вызывать увеличение количества передаваемых радикалов. Если повышение давления имеет пульсирующий характер, вероятность гашения плазмы значительно уменьшается, так, что увеличенная эффективность переноса радикалов может быть объединена с устойчивостью плазмы в направляющем теле.
[0007] В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к агрегату для переноса радикалов, например, для удаления отложения загрязнения, причем агрегат содержит: генератор плазмы, содержащий камеру, в которой может быть образована плазма, причем камера содержит впуск для приема вводимого газа и один или более выпусков для удаления по меньшей мере одного из плазмы и радикалов, созданных в ней; полое направляющее тело, соединенное с одним или более выпусками камеры для направления радикалов, образованных в плазме, к области или объему, в котором отложение загрязнений подлежит удалению; и регулятор давления, имеющий впуск с первой площадью поперечного сечения и выпуск со второй площадью поперечного сечения, причем первая площадь поперечного сечения больше, чем вторая площадь поперечного сечения, впуск регулятора давления соединен с одним или более выпусками камеры, выпуск регулятора давления соединен с направляющим телом; регулятор давления снабжен дополнительным впуском для приема дополнительного напускаемого газа. Наличие дополнительного впуска в воронкообразном регуляторе давления открывает возможность независимо настраивать давление внутри камеры и внутри направляющего тела. Далее проводимость направляющего тела может быть рассчитана так, что давление внутри направляющего тела будет ниже оптимального. Далее оптимальное давление может быть достигнуто путем введения дополнительного газа через дополнительный впуск в регуляторе давления. Таким образом, давление в камере может быть оптимизировано, чтобы генерировать радикалы, тогда как давление внутри направляющего тела может быть оптимизировано посредством управляемой подачи подходящего газа через дополнительный впуск с возможностью направления радикалов к его выпуску.
[0008] Камера генератора плазмы может содержать ограничитель потока, такой как перфорированная стенка. Ограничитель потока способствует поддержанию разности давления между камерой генератора плазмы и средой, с которой соединен выпуск регулятора давления, как правило, вакуумной средой. Перепад давления между положением на впуске регулятора давления и выпуске направляющего тела способствует созданию потока радикалов, необязательно, в совокупности с потоком плазмы.
[0009] Таким образом, агрегаты, которые описаны выше, увеличивают эффективность переноса радикалов через направляющее тело.
[0010] Некоторые варианты осуществления изобретения относятся к регулятору давления для соединения с камерой, содержащей плазму, причем регулятор давления имеет впуск для приема по меньшей мере одного из плазмы и радикалов, созданных в ней, впуск имеет первую площадь поперечного сечения, а выпуск имеет вторую площадь поперечного сечения, причем первая площадь поперечного сечения больше, чем вторая площадь поперечного сечения, впуск регулятора давления соединен с камерой плазмы, выпуск регулятора давления является разъемно прикрепляемым к полому телу. Регулятор давления может принимать форму воронки. Регулятор давления может быть снабжен дополнительным впуском для приема дополнительного напускаемого газа, например, с целью, которая описана ранее.
[0011] Некоторые варианты осуществления изобретения относятся к системе литографии, содержащей: генератор элементарных лучей для генерирования множества элементарных лучей; множество элементов управления элементарным лучом для управления элементарными лучами; и агрегат согласно одному из вышеупомянутых вариантов осуществления, причем этот агрегат выполнен с возможностью генерировать плазму и радикалы, созданные в нем, и направлять радикалы на поверхность одного или более из элементов управления элементарным лучом. Примеры элементов управления элементарным лучом включают в себя, но не ограничиваются конструкцией проекционных линз и конструкцией модуляции элементарного луча. С помощью направления радикалов, необязательно, в совокупности с плазмой к поверхности одного или более элементов управления элементарным лучом отложения загрязнителей могут быть локально удалены эффективным образом.
[0012] Система литографии может представлять собой систему литографии заряженными частицами. В этом случае каждый элемент управления элементарным лучом может содержать множество отверстий, через которые проходят элементарные лучи. В этом случае конструкция модуляции элементарного луча может принимать вид ограничивающей конструкции, т.е. агрегат из множества ограничителей, причем ограничители способны отклонять один или более элементарных лучей заряженных частиц. Обычно ограничители представляют собой электростатические дефлекторы, снабженные первым электродом, вторым электродом и отверстием. В этом случае электроды располагаются на противоположных сторонах отверстия для генерирования электрического поля по отверстию. В общем, второй электрод представляет собой заземленный электрод, т.е. электрод, соединенный с потенциалом земли. В системе литографии заряженными частицами конструкция проекционных линз может включать одну или более решеток электростатических линз.
[0013] В некоторых других вариантах осуществления система литографии представляет собой систему литографии экстремального ультрафиолета (ЭУФ). В такой системе каждый элемент управления элементарным лучом может принимать форму отражающего элемента, такого как зеркало, чья ориентация может быть регулируемой.
[0014] Некоторые варианты осуществления изобретения относятся к способу переноса радикалов, причем способ содержит этапы, на которых: обеспечивают агрегат согласно одному из вышеупомянутых вариантов осуществления с концом полого направляющего тела в непосредственной близости от поверхности; вводят вводимый газ в камеру; образуют плазму и радикалы в камере; и создают поток радикалов по направлению к концу полого направляющего тела. Предпочтительно, создание потока содержит подачу пульсирующего давление в камеру посредством устройства давления, такого как клапан или насос. Клапан является очень эффективным, так как функционирует быстро и может эксплуатироваться с относительно высокими частотами.
[0015] Наконец, некоторые варианты осуществления изобретения относятся к способу переноса радикалов, причем способ содержит этапы, на которых: обеспечивают агрегат согласно одному из вышеупомянутых вариантов осуществления с концом полого направляющего тела в непосредственной близости от поверхности; вводят вводимый газ в камеру; образуют плазму и радикалы в камере; и временно повышают давление внутри камеры для образования потока с достаточной интенсивностью, чтобы увлекать за собой радикалы.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения будут описаны далее исключительно в качестве примера со ссылкой на сопровождающие схематические чертежи, на которых:
[0016] Фиг. 1 схематически показывает агрегат для переноса радикалов согласно варианту осуществления изобретения;
[0017] Фиг. 2 показывает агрегат для переноса радикалов согласно другому варианту осуществления изобретения;
[0018] Фиг. 3 изображает некоторые примерные траектории радикалов в молекулярном режиме течения;
[0019] Фиг. 4 изображает некоторые примерные траектории радикалов в вязкостном режиме течения;
[0020] Фиг. 5а схематически показывает агрегат на Фиг. 1, дополнительно содержащий устройство давления;
[0021] Фиг. 5b схематически показывает агрегат на Фиг. 5а, дополнительно содержащий дополнительный впуск;
[0022] Фиг. 6a схематически показывает альтернативный вариант осуществления агрегата, в котором регулятор давления снабжен дополнительным впуском;
[0023] Фиг. 6b схематически показывает более подробный вид регулятора давления, используемого на Фиг. 6a;
[0024] Фиг. 7 показывает упрощенный схематический чертеж варианта осуществления системы многолучевой литографии заряженными частицами;
[0025] Фиг. 8 показывает упрощенную блок-схему модульной системы литографии;
[0026] Фиг. 9 показывает вид в перспективе варианта осуществления агрегата для переноса радикалов;
[0027] Фиг. 10 показывает вид в поперечном разрезе модульной системы литографии, содержащей агрегат, изображенный на Фиг. 9; и
[0028] Фиг. 11 показывает более подробный вид варианта осуществления соединения между регулятором давления агрегата, изображенного на Фиг. 9, и модулем для использования в системе литографии, которая изображена на Фиг. 8.
Описание иллюстративных вариантов осуществления
[0029] Ниже приводится описание различных вариантов осуществления изобретения, представленное исключительно в качестве примера и со ссылкой на чертежи. Чертежи вычерчены не в масштабе и предназначены только для иллюстративных целей.
[0030] Фиг. 1 схематически показывает агрегат 1 для переноса радикалов, например, для удаления отложения загрязнения, в частности, загрязнителей, отложенных на поверхностях, которые расположены внутри вакуумной среды. Так как агрегат 1 функционирует с использованием плазмы, такой агрегат также может называться источником плазмы. Агрегат 1 содержит радиочастотный (РЧ) генератор плазмы, содержащий камеру 2 с РЧ катушкой 4 вокруг наружной стороны камеры 2. Камера 2 снабжена впуском 5 для обеспечения входа в камеру 2 вводимого газа, такого как кислород. Вводимый газ представляет собой исходное вещество для генерируемых радикалов в камере 2 и предпочтительно выбирается с учетом назначения этих радикалов. Газ в камере 2 может быть возбужден с помощью РЧ напряжения, подаваемого на катушку 4 так, чтобы производить плазму, включающую радикалы, например радикалы атома кислорода. Плазма и радикалы могут покидать камеру 2 через один или более выпусков 6.
[0031] Агрегат 1 дополнительно содержит регулятор давления, такой как воронка 8, и направляющее тело, такое как трубка 9, для фокусировки и направления плазмы и радикалов, созданных в ней, к заданной области назначения. Направляющее тело может быть прямым или может содержать один или более изгибов, таких как изгиб 11 (изображенный на Фиг. 1) или колено 12 (изображенное на Фиг. 2), чтобы направлять плазму в требуемом направлении. Предпочтительно, направляющее тело является по возможности прямым для увеличения среднего времени жизни радикалов, передаваемых через направляющее тело. Направляющее тело имеет выпуск 12, который может быть расположен в непосредственной близости от уменьшаемого или удаляемого отложения загрязнения. Обычно выпуск 12 находится в непосредственном контакте с вакуумной средой.
[0032] В некоторых вариантах осуществления камера 2 снабжена ограничителем потока, таким как перфорированная стенка, создающим множество выпусков 6, которые могут принимать форму апертурной решетки. Ограничитель потока способствует поддержанию разности давления между камерой 2 генератора плазмы и средой, с которой соединен выпуск регулятора давления, в общем вакуумной средой. Перепад давления между положением на впуске регулятора давления и выпуске направляющего тела способствует созданию потока радикалов.
[0033] Фиг. 2 показывает агрегат 1' для переноса радикалов. Агрегат 1' подобен агрегату 1 на Фиг. 1 за исключением того, что направляющее тело принимает форму трубки 9, включающей поворот или колено 13 в качестве альтернативы изгибу 11, который изображен в агрегате на Фиг. 1. Более того, Фиг. 2 показывает агрегат 1' при функционировании при таких условиях, что в камере 2 генерируется плазма 20. Понятно, что агрегат, показанный на Фиг. 1, может эксплуатироваться подобным образом.
[0034] В частности, вводимый газ, например кислород, подается в камеру 2, а РЧ катушке 4 возбуждается, чтобы индуктивно нагревать вводимый газ, и в камере 2 генерируется плазма 20. Плазма 20, и в частности радикалы, произведенные в ней, могут выходить из камеры 2, как схематически представлено пунктирной стрелкой 21, и протекать в воронку 8 и трубку 9.
[0035] В случае использования кислорода радикалы кислорода из генератора 1 плазмы применяются для удаления или уменьшения отложений загрязнения, в частности вызванных загрязнением в виде ИЕПО. Радикалы кислорода, которые генерируются в камере 2, направляются к уменьшаемому или удаляемому отложению загрязнения с помощью воронки 8 и направляющего тела. Воронка 8 и/или направляющее тело могут быть изготовлены из инертного материала, такого, как кварц или политетрафтороэтилен (более известный под названием Teflon), или их внутренняя поверхность может быть покрыта таким инертным материалом, чтобы подавлять гашение радикалов атома кислорода, когда они взаимодействуют с этими элементами.
[0036] Далее варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на радикалы атома кислорода. Однако понятно, что некоторые варианты осуществления изобретения могут применять другие радикалы. Более того, несмотря на то, что ссылка выполнена на перенос радикалов, такая ссылка не исключает перенос плазмы в совокупности с радикалами.
[0037] Для удаления индуцированного электронным пучком отложения (в общем "углерода") с поверхностей, например поверхностей одного или более элементов управления элементарным лучом в системе литографии, могут быть использованы радикалы, такие как радикалы атома кислорода. Такие радикалы атома кислорода могут быть произведены внутри камеры 2 агрегатов 1, 1', показанных на Фиг. 1 и 2.
[0038] К сожалению, в этих агрегатах 1, 1' наблюдаются большие потери радикалов, что является понятным, так как радикалы в этих агрегатах переносятся в так называемом молекулярном режиме течения. В таком режиме взаимодействия радикалов с другими радикалами можно не учитывать, тогда как взаимодействие со стенкой может приводить к рекомбинации. Более того, радикалы покидают камеру 2 и поступают в направляющее тело, т.е. трубку 9 на Фиг. 1, 2, по всему выпуску под произвольными углами.
[0039] Некоторые примерные траектории радикалов в молекулярном режиме течения изображены на Фиг. 3 в виде пунктирных линий 25. Как может быть видно на Фиг. 3, радикалы могут совсем не поступать в направляющее тело, но будут "отскакивать обратно".
[0040] Изобретатели поняли, что эффективность переноса радикалов зависит от давлений, которые используются по всему агрегату 1, 1'. Давление внутри камеры 2 определяет эффективность плазмы и количество радикалов, которые генерируются в ней. Давление внутри направляющего тела (и воронки 8) определяет эффективность перемещения радикалов через направляющее тело.
[0041] С помощью повышения давления внутри камеры 2 пульсирующим образом радикалы, которые генерируются в ней, больше не перемещаются в молекулярном режиме течения, но вместо этого они перемещаются в так называемом вязкостном режиме под давлением. В вязкостном режиме под давлением плазма образует поток, который может называться вязкостным потоком, который переносит радикалы, например, образом, который схематически показан на Фиг. 4 стрелками. Во время этих периодов локально повышенного давления радикалы могут быть направлены к направляющему телу, что может значительно увеличивать количество радикалов атома, которые передаются через направляющее тело по направлению к требуемому местоположению, например загрязненной области.
[0042] В некоторых вариантах осуществления временно повышенное давление внутри направляющего тела заставляет плазму угасать. Также возможно, что в некоторых вариантах осуществления уменьшение радикалов из-за рекомбинации, например трехчастичного взаимодействия (радикал + радикал + молекула), увеличивается вследствие временно повышенного давления. Однако увеличение количества радикалов, которые передаются из камеры 2 по направлению к выпуску 12 трубки за счет наличия потока, который был образован, перевешивает потери радикалов из-за временного гашения плазмы и рекомбинации.
[0043] Фиг. 5а схематически показывает агрегат 1 на Фиг. 1, дополнительно содержащий устройство 40 давления, предпочтительно клапан, но необязательно другой элемент, такой как насос, который является управляемым с помощью блока 45 управления. Блок 45 управления может быть выполнен с возможностью обеспечивать временное повышение давления в камере 2 для образования потока с достаточной интенсивностью, чтобы увлекать за собой радикалы из камеры 2 по направлению к выпуску 12 трубки. Блок 45 управления может непосредственно управлять устройством 40 давления, таким как насос. Однако блок 45 управления также может управлять одним или более клапанами с возможностью управлять соединением между таким насосом и камерой 2.
[0044] Устройство 40 давления может управляться таким образом, что давление в камере испытывает периодические пульсации давления, т.е. давление временно повышается периодическим образом. Повышение давления может приводить к временному обеспечению большего количества вводимого газа в камеру 2 через впуск 5. Альтернативно, повышение давления может быть установлено путем введения дополнительного вводимого газа через один или более других впусков.
[0045] Альтернативно или дополнительно, временное повышение давления может быть выполнено путем введения дополнительного вводимого газа, например газообразного азота. Дополнительный вводимый газ может быть введен через впуск 5. Альтернативно, дополнительный вводимый газ может быть введен через дополнительный впуск 5' камеры 2, который изображен на Фиг. 5b. Дополнительный впуск 5' может быть соединен с устройством 41 давления, например клапаном или насосом, и может управляться блоком управления, таким как блок 45 управления.
[0046] В агрегатах на Фиг. 5a, 5b давление внутри камеры 2 и внутри направляющего тела, в этом варианте осуществления трубки 9, не может быть независимо отрегулировано. Оба давления связаны проводимостью одного или более выпусков 6 и проводимостью самой трубки 9. Более того, как отмечено ранее, в этом агрегате временно повышенное давление внутри трубки 9 может вызвать угасание плазмы.
[0047] Фиг. 6 показывает альтернативный вариант осуществления агрегата, в котором регулятор давления, такой как воронка 8, снабжен дополнительным впуском 35 для подачи дополнительного вводимого газа, такого как кислород, или буферного газа, такого как азот. Далее газ, подаваемый через дополнительный впуск 35, будет называться дополнительным напускаемым газом. Воронка 8 на Фиг. 6a изображена более подробно на Фиг. 6b. Наличие дополнительного впуска 35 в воронке 8 открывает возможность независимо регулировать давление внутри камеры 2 и внутри трубки 9. Далее проводимость трубки 9 может быть рассчитана так, что давление внутри трубки 9 находится ниже оптимального. Далее оптимальное давление может быть достигнуто путем введения дополнительного газа через дополнительный впуск 35. В этом случае давление в камере 2 может быть оптимизировано, чтобы генерировать радикалы, а давление внутри направляющего тела может быть оптимизировано посредством управляемой подачи подходящего газа через дополнительный впуск 35 для направления радикалов к его выпуску. Вариант осуществления дополнительного впуска 35 также может уменьшать риск угасания плазмы в трубке 9. Дополнительный впуск 35 может быть соединен с устройством давления, таким как клапан или насос. Устройство давления может быть соединено с блоком управления, таким как блок 45 управления.
[0048] Фиг. 7 показывает упрощенный схематический чертеж варианта осуществления системы 51 литографии заряженными частицами с множеством элементарных лучей. Такая система литографии описана, например, в патентах США № 6,897,458 и 6,958,804, и 7,084,414 и 7,129,502, которые присвоены заявителю настоящей заявки и которые включены здесь путем ссылки во всей их полноте.
[0049] Такая система 51 литографии соответственно содержит генератор элементарных лучей, генерирующий множество элементарных лучей, модулятор элементарных лучей, структурирующий элементарные лучи для образования модулированных элементарных лучей, и проектор элементарных лучей для проецирования модулированных элементарные лучей на поверхность мишени.
[0050] Генератор элементарных лучей обычно содержит источник и по меньшей мере один расщепитель пучка. Источник на Фиг. 7 представляет собой источник 53 электронов, выполненный с возможностью производить по существу однородный, расширяющийся электронный пучок 54. Энергия пучка электронного пучка 54 предпочтительно поддерживается относительно низкой в диапазоне около 1-10 кэВ. Для достижения этого ускоряющее напряжение является предпочтительно низким и источник 53 электронов может удерживаться с напряжением между около -1 до -10 кВ в отношении мишени с потенциалом земли, хотя также могут быть использованы и другие установки.
[0051] На Фиг. 7 электронный пучок 54 от источника 53 электронов проходит коллимирующую линзу 55 для коллимирования электронного пучка 54. Коллимирующая линза 55 может представлять собой любой тип коллимирующей оптической системы. До коллимирования электронный пучок 54 может проходить двойной октуполь (не показан).
[0052] В дальнейшем электронный пучок 54 подает на расщепитель пучка, в варианте осуществления на Фиг. 7 - апертурную решетку 56. Апертурная решетка 56 предпочтительно содержит пластину, имеющую сквозные отверстия. Апертурная решетка 56 выполнена с возможностью блокировать часть пучка 54. Дополнительно, решетка 56 позволяет множеству элементарных лучей 57 проходить так, чтобы производить множество параллельных электронных элементарных лучей 57.
[0053] Система 51 литографии на Фиг. 7 генерирует большое количество элементарных лучей 57, предпочтительно около 10 000- 1 000 000 элементарных лучей, хотя, разумеется, возможно, что генерируется больше или меньше элементарных лучей. Отметим, что другие известные способы также могут быть использованы для генерирования коллимированных элементарных лучей. В системе может быть добавлена вторая апертурная решетка, так, чтобы создавать подпучки из электронного пучка 54 и чтобы создавать электронные элементарные лучи 57 из подпучка. Это обеспечивает управление подпучками далее по ходу, что оказывается благоприятным для функционирования системы, в особенности когда количество элементарных лучей в системе составляет 5 000 или более.
[0054] Модулятор элементарных лучей, обозначенный на Фиг. 7 как система 58 модуляции, обычно содержит решетку 59 ограничителей элементарных лучей, содержащую сборку из множества ограничителей и решетку 70 ограничителей хода элементарных лучей. Ограничители способны отклонять один или более элементарных электронных лучей 57. В вариантах осуществления изобретения ограничители более конкретно представляют собой электростатические дефлекторы, обеспеченные первым электродом, вторым электродом и отверстием. В этом случае электроды расположены на противоположных сторонах отверстия для генерирования электрического поля по отверстию. В общем, второй электрод представляет собой заземленный электрод, т.е. электрод, соединенный с потенциалом земли.
[0055] Для фокусирования электронных элементарных лучей 57 в пределах плоскости решетки 50 ограничителей система литографии может дополнительно содержать решетку конденсорных линз (не показана).
[0056] В варианте осуществления на Фиг. 7 решетка 70 ограничителей хода элементарных лучей содержит решетку из отверстий для обеспечения прохождения элементарных лучей. Решетка 70 ограничителей хода элементарных лучей в ее основной форме содержит подложку, обеспеченную сквозными отверстиями, обычно круглыми отверстиями, хотя также могут быть использованы и другие формы. В некоторых вариантах осуществления подложка решетки 70 ограничителей хода элементарных лучей образована из кремниевой пластины с решеткой из равномерно разнесенных сквозных отверстий и может быть покрыта поверхностным слоем металла для предотвращения зарядки поверхности. В некоторых дополнительных вариантах осуществления металл относится к типу, который не образует естественную оксидную пленку, такому как CrMo.
[0057] Решетка 59 ограничителей элементарных лучей и решетка 70 ограничителей хода элементарных лучей функционируют вместе с возможностью блокировать или пропускать элементарные лучи 57. В некоторых вариантах осуществления отверстия решетки 70 ограничителей хода элементарных лучей выровнены с отверстиями электростатических дефлекторов в решетке 59 ограничителей элементарных лучей. Если решетка 59 ограничителей элементарных лучей отклоняет элементарный луч, он не будет проходить через соответствующее отверстие в решетке 70 ограничителей хода элементарных лучей. Вместо этого элементарный луч будет блокирован подложкой решетки 70 ограничителей хода элементарных лучей. Если решетка 59 ограничителей элементарных лучей не отклоняет элементарный луч, элементарный луч будет проходить через соответствующее отверстие в решетке 70 ограничителей хода элементарных лучей. В некоторых альтернативных вариантах осуществления взаимодействие между решеткой 59 гасителей элементарных лучей и решеткой 70 ограничителей хода элементарных лучей является таковым, что отклонение элементарного луча дефлектором в решетке 59 ограничителей приводит к прохождению элементарного луча через соответствующее отверстие в решетке 70 ограничителей хода элементарных лучей, тогда как отсутствие отклонения приводит к блокированию подложкой решетки 70 ограничителей хода элементарных лучей.
[0058] Система 58 модуляции выполнена с возможностью придавать структуру элементарным лучам 57 на основании входного сигнала, обеспеченного блоком 60 управления. Блок 60 управления может содержать блок 61 хранения данных, блок 62 считывания и преобразователь 63 данных. Блок 60 управления может быть расположен удаленно от остальной части системы, например снаружи внутренней части чистого помещения. С использованием оптических волокон 64 модулированные световые пучки 74, удерживающие данные структуры, могут передаваться проектору 65, который проецирует свет от концов волокон в пределах волоконной матрицы (схематически изображенной в виде пластины 75) в электронный оптический участок системы 51 литографии, схематически обозначенный пунктирным прямоугольником и ссылочной позицией 78.
[0059] В варианте осуществления на Фиг. 7 модулированные световые пучки проектируются на решетку 59 ограничителей элементарных лучей. Конкретнее, модулированные световые пучки 74 от концов оптических волокон проектируются на соответствующие светочувствительные элементы, расположенные на решетке 59 ограничителей элементарных лучей. Светочувствительные элементы могут быть выполнены с возможностью преобразовывать световой сигнал в различный тип сигнала, например электрический сигнал. Модулированный световой пучок 74 несет часть данных структуры для управления одним или более ограничителями, которые соединены с соответствующим светочувствительным элементом. Соответственно, для того, чтобы проецировать световые пучки 74 на соответствующие светочувствительные элементы, могут быть использованы оптические элементы, такие как проектор 65. Дополнительно, чтобы обеспечивать проецирование световых пучков 74 под соответствующим углом падения, может быть включено зеркало, например, соответственно размещенное между проектором 65 и решеткой 59 ограничителей элементарных лучей.
[0060] Проектор 65 может быть соответственно выровнен с пластиной 75 с помощью устройства 77 позиционирования проектора под управлением блока 60 управления. В результате расстояние между проектором 65 и светочувствительными элементами в пределах решетки 59 ограничителей элементарных лучей также может изменяться.
[0061] В некоторых вариантах осуществления световые пучки могут по меньшей мере частично передаваться от пластины по направлению к светочувствительным элементам посредством оптического волновода. Оптический волновод может направлять свет к положению, очень близкому к светочувствительным элементам, соответственно менее сантиметра, предпочтительно порядка миллиметра. Короткое расстояние между оптическим волноводом и соответствующими светочувствительными элементами уменьшает световые потери. С другой стороны, использование пластины 75 и проектора 65, расположенных вдали от пространства, которое может быть занято элементарными лучами заряженных частиц, имеет преимущество в том, что минимизируется возмущение элементарного луча, а выполнение матрицы 59 ограничителей элементарных лучей является менее сложным.
[0062] Модулированные элементарные лучи, выходящие из модулятора элементарных лучей, проецируются в виде точки на поверхность 73 мишени мишени 84 с помощью проектора элементарных лучей. Проектор элементарных лучей обычно содержит сканирующий дефлектор для сканирования модулированных элементарных лучей на поверхности 73 мишени и систему проекционной линзы для фокусировки модулированных элементарных лучей на поверхность 73 мишени. Эти компоненты могут быть представлены внутри одного конечного модуля.
[0063] Такой конечный модуль предпочтительно выполнен в виде вставляемого заменяемого блока. Таким образом, конечный модуль может содержать решетку 71 дефлекторов и конструкцию 72 проекционной линзы. Вставляемый заменяемый блок также может включать в себя решетку 70 ограничителей хода элементарных лучей, которая обсуждена выше со ссылкой на модулятор элементарных лучей. После выхода из конечного модуля элементарные лучи 57 падают на поверхность 73 мишени, размещенную на плоскости мишени. Для применений в литографии мишень обычно содержит пластину, обеспеченную чувствительным к заряженным частицам слоем или слоем резиста.
[0064] Решетка 71 дефлекторов может принимать форму решетки сканирующих дефлекторов, выполненных с возможностью отклонять каждый элементарный луч 57, который проходит через решетку 70 ограничителей хода элементарных лучей. Решетка 71 дефлекторов может содержать множество электростатических дефлекторов, обеспечивающих приложение относительно маленьких возбуждающих напряжений. Несмотря на то, что решетка 71 дефлекторов натянута перед конструкцией 72 проекционной линзы, матрица 71 дефлекторов также может быть размещена между сборкой 72 проекционной линзы и поверхностью 73 мишени.
[0065] Сборка 72 проекционной линзы выполнена с возможностью фокусировать элементарные лучи 57 до или после отклонения решеткой 71 дефлекторов. Предпочтительно, фокусировка приводит к геометрическому размеру точки около 10-30 нанометров в диаметре. В таком предпочтительном варианте осуществления конструкция 72 проекционной линзы предпочтительно выполнена с возможностью обеспечивать уменьшение от около 100 до 500 раз, наиболее предпочтительно как можно большее, например в диапазоне от 300 до 500 раз. В этом предпочтительном варианте осуществления сборка 72 проекционной линзы может быть предпочтительно расположена близко к поверхности 73 мишени.
[0066] В некоторых вариантах выполнения устройство для защиты пучка (не показано) может быть расположено между поверхностью 73 мишени и сборкой 72 проекционной линзы. Устройство для защиты пучка может представлять собой фольгу или пластину, обеспеченную множеством соответственно размещенных отверстий. Устройство для защиты пучка выполнено с возможностью поглощать освобожденные частицы резиста до того, как они могут достигать любого из чувствительных элементов в системе 51 литографии.
[0067] Таким образом, сборка 72 проекционной линзы может гарантировать, что размер точки одного пикселя на поверхности 73 мишени является правильным, тогда как решетка 71 дефлекторов может гарантировать с помощью соответствующих операций сканирования, что положение пикселя на поверхности 73 мишени является правильным на микромасштабе. В особенности, функционирование решетки 71 дефлекторов таково, что пиксель вставляется в сетку пикселей, которая в конечном счете образует изображение на поверхности 73 мишени. Понятно, что расположение пикселя в крупном масштабе на поверхности 73 мишени соответственно обеспечено с помощью системы позиционирования пластины, представленной ниже мишени 84.
[0068] Обычно поверхность 73 мишени содержит пленку резиста поверх подложки. Участки пленки резиста будут химически модифицированы путем наложения элементарных лучей заряженных частиц, т.е. электронов. В результате этого облученный участок пленки будет более или менее растворимым в проявителе, приводя к изображению в резисте на пластине. Изображение в резисте на пластине в дальнейшем может быть передано к нижележащему слою, т.е. с помощью этапов выполнения, вытравливания и/или осаждения, которые известны в уровне техники производства полупроводников. Очевидно, что, если облучение является неравномерным, резист не может быть проявлен равномерным образом, что приводит к ошибкам в изображении. В связи с этим необходимо высококачественное проецирование, чтобы получать систему литографии, которая обеспечивает воспроизводимый результат. В результате этапов отклонения не должно возникать никакого различия в облучении.
[0069] Несмотря на то, что ссылка сделана в частности на систему многолучевой литографии заряженными частицами, некоторые варианты осуществления изобретения могут быть направлены на другие типы систем литографии, такие как системы литографии, использующие экстремальное ультрафиолетовое (ЭУФ) излучение для целей облучения. В системах ЭУФ-литографии отражающие поверхности, такие как зеркала, используются для создания структурированного или модулированного пучка излучения или для воздействия на траектории элементарных лучей так, что выбранные элементарные лучи достигают облучаемой мишени, обычно пластины, обеспеченной пригодным слоем резиста.
[0070] Фиг. 8 показывает упрощенную блок-схему модульной системы литографии. Система литографии предпочтительно выполнена модульным образом, чтобы обеспечивать простоту обслуживания. Главные подсистемы предпочтительно выполнены в автономных и удаляемых модулях так, что они могут быть удалены из литографической машины с как можно меньшим повреждением других подсистем. Это является в особенности предпочтительным для литографической машины, заключенной в вакуумной камере, где доступ к машине ограничен. Таким образом, неисправная подсистема может быть быстро удалена и заменена без излишнего отсоединения или повреждения других систем.
[0071] В варианте осуществления, показанном на Фиг. 8, эти модульные подсистемы включают модуль 201 осветительной оптики, включающий источник 101 пучков заряженных частиц и систему 102 коллимирования пучка, апертурную решетку и модуль 202 конденсорной линзы, включающий в себя апертурную решетку 103 и решетку 104 конденсорных линз, модуль 203 переключения пучков, включающий в себя матрицу 105 ограничителей элементарных лучей, и модуль 204 проекционной оптики, включающий в себя решетку 108 ограничителей хода пучков, решетку 109 дефлекторов пучков и решетки 110 проекционных линз. Модули могут быть выполнены с возможностью скользить в и от выравнивающей рамки. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 8, выравнивающая рамка содержит выравнивающую внутреннюю подрамку 205 и выравнивающую внешнюю подрамку 206. Модуль 204 проекционной оптики может быть соединен по меньшей мере с одной из выравнивающей внутренней подрамки 205 и выравнивающей внешней подрамки посредством одного или более изгибов.
[0072] Вышеупомянутые компоненты в модуле 201 осветительной оптики, апертурной решетке и модуле 202 конденсорной линзы, модуле 203 переключения пучков и модуле 204 проекционной оптики могут быть выполнены с возможностью функционировать в соответствии с функциональностью подобных компонентов в отношении системы 1 литографии на Фиг. 7.
[0073] В варианте осуществления на Фиг. 8 рамка 208 поддерживает выравнивающие подрамок 205 и 206 с помощью демпфирующих вибрацию опор 207. В этом варианте осуществления пластина 130 располагается на столе 209 для пластины, который, в свою очередь, смонтирован на дополнительной поддерживающей конструкции 210. Совокупность стола 209 для пластины и дополнительной поддерживающей конструкции 210 также может называться далее держателем 210. Держатель 210 располагается на платформе с коротким ходом 211 и длинным ходом 212. Литографическая машина заключена в вакуумной камере 250, которая предпочтительно включает защитный слой или слои 215 из мю-металла. Машина располагается на основной пластине 220, поддерживаемой элементами 221 рамки.
[0074] Каждый модуль может требовать большого количества электрических сигналов и/или оптических сигналов и электроэнергии для его функционирования. Модули внутри вакуумной камеры принимают эти сигналы от одной или более систем 224 управления, которые обычно расположены снаружи камеры. Вакуумная камера 250 включает отверстия, называемые каналы, чтобы пропускать кабели, передающие сигналы, от систем управления в вакуумный корпус при поддержании вакуумного уплотнения вокруг кабелей. Каждый модуль предпочтительно имеет свою совокупность электрических, оптических и/или силовых кабельных соединений, проложенных через один или более каналов, предназначенных для этого модуля. Это позволяет отсоединять, удалять и заменять кабели для особого модуля без повреждения кабелей любого из других модулей. В некоторых вариантах осуществления внутри вакуумной камеры 250 может быть обеспечена коммутационная панель. Коммутационная панель содержит один или более соединителей для присоединения с возможностью удаления одного или более соединений модулей. Один или более каналов могут быть использованы для пропускания одного или более соединений удаляемых модулей в вакуумную камеру.
[0075] Фиг. 9 показывает вид сверху варианта осуществления агрегата 300 для удаления отложения загрязнения. Агрегат 300 содержит камеру 302, в которой может быть образована плазма, соединенную с регулятором давления в форме воронки 308. Воронка 308 обеспечена двумя выпусками в форме щелей 307а, 307b.
[0076] Фиг. 10 показывает вид в поперечном разрезе модульной системы литографии, содержащей агрегат для удаления отложения загрязнения, изображенной на Фиг. 9. В показанном варианте осуществления модульная система литографии представляет собой систему, обсужденную со ссылкой на Фигуру 8. Камера 302, и в этом особом варианте осуществления также воронка 308, встроены в выравнивающую рамку 208 для вмещения одного или более модулей. Агрегат дополнительно содержит первую трубку 309a, соединенную со щелью 307a, и вторую трубку 309b, соединенную со щелью 307b. Вторая трубка 309b имеет выпуск близко к поверхности модуля 204 проекционной оптики. Первая трубка 309a выполнена с возможностью передавать радикалы к другому модулю, например модулю 203 переключения пучков в модульной системе литографии на Фиг. 8.
[0077] Фиг. 11 показывает более подробный вид варианта осуществления соединения между воронкой 308 и модулем 204 проекционной оптики с использованием трубки 309b. Подобные соединения могут быть выполнены между воронкой 308 и другими модулями. В показанном соединении трубка 309b может быть защелкнута на удлиненном участке щели 307b. Таким образом, выпуск 307b регулятора давления снабжен удлиненным участком, к которому направляющее тело, т.е. трубка 309b на Фиг. 11, является разъемно прикрепляемым.
[0077] Более того, обеспечен кожух 400, который может быть размещен поверх местоположения фактического соединения, чтобы уменьшать рассеяние частиц, таких как радикалы атома, по направлению к окружающей среде трубки. Кожух 400 может представлять собой надеваемый со скольжением кожух.
[0078] Трубка 309b является предпочтительно по возможности прямой, чтобы минимизировать взаимодействие радикалов атома с внутренними стенками трубки 309b. В этом особом варианте осуществления модуль 204 проекционной оптики смонтирован на пластине 410 модуля, а трубка 309b проходит через пластину 410. Такая конструкция уменьшает пространство, занимаемое пластиной 410 и трубкой 309b.
[0079] Изобретение было описано со ссылкой на некоторые варианты осуществления, обсужденные выше. Следует осознавать, что эти варианты осуществления являются допускающими различные преобразования и альтернативные формы, хорошо известные специалисту в области техники, без отклонения от объема охраны изобретения, который определен в сопровождающей формуле изобретения.