用于处理靶片表面的带电粒子系统技术方案

用于处理靶片表面的带电粒子系统。本发明专利技术涉及一种利用至少一个带电粒子射束处理靶片表面的带电粒子系统。该系统包括光学柱，该光学柱具有：射束生成器模块，用于产生多个带电粒子射束；射束调制器模块，用于开启和关闭所述多个射束；以及射束投射器模块，用于使射束或者子射束投射到所述靶片表面上。该系统还包括：机架，用于在固定位置支承每个所述模块；以及对准元件，用于使至少一个射束和/或子射束与下游模块元件对准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理靶片表面的带电粒子系统
本专利技术涉及一种诸如多射束光刻系统的带电粒子系统。正在开发诸如(多)电子射束系统的带电粒子系统用于高产出无掩模光刻系统、(多)电子射束显微学和(多)电子射束引起淀积的装置。
技术介绍
这些带电粒子系统中的许多都具有为具体任务布置的复杂模块。为了便于维护这些模块，能够从带电粒子系统卸下故障模块，并且能够利用(新的或者修理过的)起作用模块替换故障模块。然而，一些带电粒子系统，特别是一些无掩模光刻系统利用大量带电粒子射束处理例如大于10.000的靶片(或者晶片)。如果这些带电粒子射束穿过几个模块，则在替换模块之一后使这些模块互相对准变得困难，因为要求对准的精确。特别是，当带电粒子射束的典型斑点和两个相邻光射束之间的典型距离在微米范围或者低于微米范围时，存在这样的情况。替换模块后的复杂并且因此耗时的对准过程使系统的停机时间延长得比希望的时间长。当建立光刻系统或显微学系统时，各种功能模块或元件安装在机架中。尽管使功能元件互相精确对准自身具有挑战性，但是这种对准不能受到功能元件和/或机架的热膨胀或者收缩的影响。因此，以高精度层叠方式布置模块并且其中优选地使功能元件的对准至少实质上与温度变化无关是个问题。本专利技术的目的是对上述问题中的至少一个提供至少部分解决方案。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，通过提供一种利用带电粒子射束处理靶片表面的带电粒子系统实现本专利技术的目的，该系统包括:用于将所述射束投射到该靶片表面上的光学柱，其中，该光学柱包括:一射束生成模块，包括用于产生多个带电粒子射束的射束生成器，多个带电粒子射束实质上被引导到射束调制器模块；一所述射束调制器模块包括模块元件，该模块元件包括射束调制器，用于从射束生成器模块接收所述多个射束并且用于开启和关闭所述多个射束或由所述多个射束产生的多个子射束；一射束投射器模块，包括用于接收所述多个射束或所述多个子射束中的至少一部分并且用于将至少一些接收的射束或子射束投射到所述靶片表面上，射束投射器包括模块元件，该模块元件包括:投射透镜阵列，用于将所述至少一些接收的射束或子射束投射到靶片表面上；并且其中该系统还包括:一机架，用于在固定位置支承每个所述模块；以及一对准元件，用于使所述多个射束和/或所述多个子射束中的至少一个与下游模块元件对准。在光刻系统中，例如，在利用带电粒子射束处理靶片表面的带电粒子系统中，靶片表面通常是晶片的表面。光刻系统可以是所谓无掩模光刻系统。根据本专利技术，光学柱包括:三个优选地可替换的模块。在这种情况下，仅第一和第三模块需要与另一个模块对准，而仅一个模块，即，第二或中间模块需要与两个模块对准。这样降低了对准过程的复杂性，同时能够单独替换光学柱的主要元件。对准元件可以与模块相邻设置，设置于模块的内部，或者设置为模块的一部分。它们可以包括机械元件，用于作为一个整体移动(并且因此对准)模块。它们还可以包括电光元件(electro-optical element),以利用电场在模块内或在模块之间使带电粒子射束或子射束对准。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，对准元件被布置，以利用相关下游模块元件使全部所述多个射束和/或所述多个子射束对准。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，对准元件包括致动器，该致动器被布置，以使射束生成器绕着与光学柱的光轴平行的Z轴旋转并且/或者使射束生成器在X方向上和/或y方向上移动，X方向垂直于z轴,并且y方向垂直于z轴和X方向两者，其中致动器优选地是射束生成器模块的一部分。通过使射束生成器相对于下一个模块移动和旋转，该实施例的致动器能够使射束生成器与下一个模块，特别是射束调制器模块对准。仅利用电光元件能够使射束生成器对准。然而，电光元件可以增加光学柱的总高度。然而，可以限制光学柱的高度，并且增加高度可能增大射束之间的位置误差(射束对射束的误差)。因此，有利的是，提供(机械)致动器，用于使射束生成器相对于射束调制器对准。致动器可以被提供而不增加光学柱的高度。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，射束生成器包括模块元件，该模块元件包括:射束源，用于产生带电粒子宏射束；以及小孔阵列，用于从所述带电粒子宏射束产生多个带电粒子射束。在根据本专利技术的带电粒子系统的又一个实施例中，射束生成器的模块元件还包括:一准直器透镜，用于使由射束源产生的带电粒子宏射束准直；以及—像差校正器，用于校正所述宏射束中的像差误差。由于射束源产生的带电粒子宏射束是发散射束，所以准直器被用于获得较小发散射束。然而，准直器可能弓I入像差误差，利用像差校正器能够校正该像差误差。像差校正器可以包括两个具有具体形状的电极，用于当对这两个电极施加电压差时产生电场。带电粒子宏射束至少部分地由像差校正器的电场偏转。可以选择电极的形状和电压差，以便使像差误差至少被校正到某种程度。小孔阵列可以设置于射束生成器中，以便将准直的、像差校正过的带电粒子宏射束分裂为至少一个带电粒子射束。在一些实施例中，带电粒子射束的数量可以在10000 -15000的范围内，或者优选地在12000 - 14000的范围内。系统的射束源每当耗尽时就需要更换。这就是提供单独的具有射束源的模块的原因。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，电压差施加于像差校正器与小孔阵列之间，从而对小孔阵列的每个小孔提供透镜效果，优选地提供负透镜效果。负透镜效果的优点是，所产生的带电粒子射束像发散射束一样离开射束生成器，这样有助于使射束生成器相对于射束调制器对准，如将在下面所解释的。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，射束调制器包括模块元件，其中所述模块元件包括:调制小孔阵列，用于将所述多个射束或所述多个子射束中的一些偏转到射束阑区，以防止这些射束被投射到所述靶片表面上。可以被布置用于将所述多个子射束中的一些偏转到射束阑区的调制小孔阵列是复杂元件。对于成千的(子)射束和每小时对晶片的处理速度，必须送到调制小孔阵列进行处理的每秒数据量非常大。因此，可以将调制小孔阵列连接到许多数据缆线，例如，光缆。该复杂元件可能要求定期维护。使模块具有调制小孔阵列有容易维护的优点。此外，与更远离靶片表面设置的光学柱的其他元件相比，用于将(子)射束投射到靶片表面上的投射透镜更容易被二次粒子污染，二次粒子是当(子)射束撞击靶片上时产生的。因此，要求容易替换投射透镜阵列，这说明也应当将投射透镜阵列容纳于单独模块中。由上看出，根据本专利技术三个模块被提供，第一模块含有射束源，第二(和中间)模块含有射束调制器，或特别是调制小孔阵列，并且第三模块含有投射透镜阵列。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，射束调制器模块的模块元件包括带有所述射束阑区的射束阑小孔阵列；或其中射束投射器的模块元件包括带有所述射束阑区的射束阑小孔阵列。在根据本专利技术的带电粒子系统的实施例中，对准元件包括偏转器阵列，用于在X方向和/或y方向上，偏转来自小孔阵列的所述多个射束，其中，所述偏转器阵列优选地被布置于小孔阵列与调制小孔阵列之间，并且其中，所述偏转器阵列优选地被布置于射束调制器中。偏转器阵列可以包括偏转器的阵列，其中每个偏转器被布置，用于偏转该至少一个带电粒子射束中的至少一个。特别是通过校正可能的位置和/或角度误差，偏转器阵列可以有助于使射束生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用带电粒子射束处理靶片表面的带电粒子系统，该系统包括：用于将所述射束投射到该靶片表面上的光学柱，其中，所述光学柱包括：－射束生成模块，包括用于产生多个带电粒子射束的射束生成器，所述多个带电粒子射束实质上被引导到射束调制器模块；－所述射束调制器模块包括模块元件，所述模块元件包括射束调制器，所述射束调制器用于从所述射束生成器模块接收所述多个射束并且用于开启和关闭所述多个射束或者由所述多个射束产生的多个子射束；－射束投射器模块，包括射束投射器，用于接收所述多个射束或者所述多个子射束中的至少一部分并且用于将至少一些接收的射束或者子射束投射到所述靶片表面上，所述射束投射器包括模块元件，所述模块元件包括：投射透镜阵列，用于将所述至少一些所述接收的射束或者子射束投射到所述靶片表面上；并且其中所述系统还包括：－机架，用于在固定位置支承每个所述模块；以及－对准元件，用于使所述多个射束和/或所述多个子射束中的至少一个与下游模块元件对准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.12 NL 2007392;2011.04.28 US 61/480,152;201.一种利用带电粒子射束处理靶片表面的带电粒子系统，该系统包括:用于将所述射束投射到该靶片表面上的光学柱，其中，所述光学柱包括: 一射束生成模块，包括用于产生多个带电粒子射束的射束生成器，所述多个带电粒子射束实质上被引导到射束调制器模块； 一所述射束调制器模块包括模块元件，所述模块元件包括射束调制器，所述射束调制器用于从所述射束生成器模块接收所述多个射束并且用于开启和关闭所述多个射束或者由所述多个射束产生的多个子射束； 一射束投射器模块，包括射束投射器，用于接收所述多个射束或者所述多个子射束中的至少一部分并且用于将至少一些接收的射束或者子射束投射到所述靶片表面上，所述射束投射器包括模块元件，所述模块元件包括: 投射透镜阵列，用于将所述至少一些所述接收的射束或者子射束投射到所述靶片表面上; 并且其中所述系统还包括: 一机架，用于在固定位置支承每个所述模块；以及 一对准元件，用于使所述多个射束和/或所述多个子射束中的至少一个与下游模块元件对准。2.根据权利要求1所述的带电粒子系统，其中，所述对准元件被布置，用于使全部所述多个射束和/或所述多个子射束与所述下游模块元件对准。3.根据权利要求1或者·2所述的带电粒子系统，其中，所述对准元件包括致动器，被布置用于使所述射束生成器绕着与所述光学柱的光轴平行的z轴旋转并且/或者用于使所述射束生成器在X方向和/或y方向上移动，所述X方向垂直于所述z轴并且所述y方向垂直于z轴和X方向两者，其中所述致动器优选地是所述射束生成器模块的一部分。4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的带电粒子系统，其中，所述射束生成器包括模块元件，该模块元件包含: 射束源，用于产生带电粒子宏射束；以及 小孔阵列，用于从所述带电粒子宏射束产生多个带电粒子射束。5.根据权利要求4所述的带电粒子系统，其中，所述射束生成器的所述模块元件还包括: 一准直透镜，用于准直由所述射束源产生的带电粒子宏射束；以及 一像差校正器，用于校正所述宏射束中的像差误差。6.根据权利要求5所述的带电粒子系统，其中，所述对准元件包括电路系统，被布置用于在所述像差校正器与所述小孔阵列之间施加电压差，从而对所述小孔阵列的每个小孔提供透镜效果，优选地提供负透镜效果。7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的带电粒子系统，其中，所述射束调制器包括模块元件，其中所述模块元件包括: 调制小孔阵列，用于将所述多个射束或者所述多个子射束中的一些偏转到射束阑区，以防止这些射束被投射到所述靶片表面上。8.根据权利要求7所述的带电粒子系统，其中，所述射束调制模块的所述模块元件包括带有所述射束阑区的射束阑小孔阵列；或者其中所述射束投射器的所述模块元件包括带有所述射束阑区的射束阑小孔阵列。9.根据权利要求7或者8所述的带电粒子系统，其中，所述对准元件包括偏转器阵列，用于在所述X方向和/或y方向上，偏转来自小孔阵列的所述多个射束...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·万·登·布罗姆，S·W·H·K·施藤布里克，M·JJ·威兰，G·德·博尔，P·卡佩尔霍夫，
申请(专利权)人：迈普尔平版印刷IP有限公司，
类型：
国别省市：