電子束曝光系統(tǒng)的制作方法

專利名稱：電子束曝光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子束曝光領(lǐng)域，尤其涉及電子束曝光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
幾種電子束爆光系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是已知的。這些系統(tǒng)中的大部分 被設(shè)置得用于將非常精確的圖案轉(zhuǎn)移到襯底的曝光表面上。由于依照 摩耳定律，平版印刷術(shù)特征變得越來(lái)越小，因此電子束的高分辨率可 用于延續(xù)所述驅(qū)動(dòng)以使得所述特征更小。
傳統(tǒng)電子束曝光設(shè)備具有大約為l/100晶片/hr的處理量。然而， 出于平版印刷術(shù)的目的，至少幾個(gè)晶片/hr的商業(yè)上可接受的處理量是 必需的。已提出了用于增加電子束膝光設(shè)備的處理量的幾種方法。
例如，US-A1-5.760.410和US-A1-6.313.476披露了一種使用具有 這樣一種橫截面的電子束的平版印刷系統(tǒng)，所述橫截面在將圖案轉(zhuǎn)移
到目標(biāo)的膝光表面上的過(guò)程中改變。在使用靜電偏轉(zhuǎn)使得射束在孔內(nèi) 移動(dòng)的操作過(guò)程中形成射束的特定橫截面或形狀。選定的孔部分地消 隱(blank)并且從而構(gòu)成電子束。目標(biāo)曝光表面在射束下面移動(dòng)以便 于更新所述表面。以這種方式記錄圖案。這種系統(tǒng)的處理量仍然是有 限的。
在 US-A1-20010028042 、 US-A1-20010028043 和 US-A1-20010028044中披露了 一種電子束平版印刷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通 過(guò)多個(gè)連續(xù)波(CW)發(fā)射器而使用多個(gè)電子束以產(chǎn)生多個(gè)電子小射 束。之后每個(gè)小射束被獨(dú)立成形并消隱以便于在基礎(chǔ)襯底上形成圖案。由于所有這些發(fā)射器都具有略不相同的發(fā)射特性，因此小射束的同質(zhì) 性是個(gè)問(wèn)題。通過(guò)將每個(gè)獨(dú)立射束電流調(diào)整為參考電流可校正這個(gè)問(wèn) 題。用于該錯(cuò)配的校正值極難于計(jì)算并且會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，這減少了 系統(tǒng)的處理量。
在Vacu腿Science and Technology雜志B18 (6)的3061到3066 頁(yè)中，披露了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用用于產(chǎn)生一個(gè)電子束的一個(gè) LaB6-源，所述電子束隨后膨脹、準(zhǔn)直并且分裂為多個(gè)小射束。使得目 標(biāo)曝光表面相對(duì)于多個(gè)小射束沿第一方向機(jī)械地移動(dòng)，使用消隱靜電 偏轉(zhuǎn)器接通和切斷小射束，同時(shí)掃描偏轉(zhuǎn)器掃過(guò)已沿垂直于第一方向 的方向穿過(guò)目標(biāo)曝光表面上的消隱器陣列的小射束，從而每次形成一 個(gè)圖像。在該已知系統(tǒng)中，靜電和/或磁性透鏡用于在投射到目標(biāo)膝光 表面上之前縮小圖像。在縮小程序中形成了小于之前那個(gè)圖像的至少 一個(gè)完整中間圖象。當(dāng)整個(gè)圖像具有期望尺寸時(shí)，它被投射到目標(biāo)曝 光表面上。這種方法的主要缺點(diǎn)在于，多個(gè)電子小射束必須一起穿過(guò) 至少一個(gè)完整截面。在該截面中，不同小射束中的電子之間的庫(kù)侖作 用將干擾圖像，從而降低分辨率。而且，由于圖像的強(qiáng)縮小， 一次曝 光的區(qū)域相當(dāng)小，因此瀑光一個(gè)印模需要多次晶片掃描曝光一個(gè)印 模需要16次掃描，因此要求非常高的階段速率以達(dá)到商業(yè)容許處理量。
在GB-Al-2.340.991中，披露了具有照射系統(tǒng)的多束粒子平版印 刷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)產(chǎn)生大量離子子射束。照射系統(tǒng)使用具有用于將射 束分裂為子射束的孔板的單個(gè)離子源或多個(gè)源。在使用單個(gè)離子源的 系統(tǒng)中，使用多束光學(xué)系統(tǒng)將所述孔板投射(縮小)到襯底上。所述 系統(tǒng)還使用布置在多束光學(xué)系統(tǒng)后面的靜電多極系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)單元，以 便于校正子射束的各個(gè)成像像差并且在記錄期間定位子射束。該文獻(xiàn) 沒有披露每個(gè)子射束是如何被調(diào)制的。此外，控制各個(gè)子射束是個(gè)問(wèn) 題，以及保持子射束之間的一致性也是個(gè)問(wèn)題。
在Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 34 ( 1995 ) 6689-6695中，披露了具有 特定ZrO/W-TFE熱發(fā)射源的多電子束("探針")平版印刷系統(tǒng)，所述 熱發(fā)射源具有浸入在磁場(chǎng)中的發(fā)射器尖端。這樣一種源的缺點(diǎn)在于其有限的輸出。而且，該源需要截面。不再描述"探針，，的相互同質(zhì)性。 而且，所述源的強(qiáng)度是個(gè)問(wèn)題。
所迷文獻(xiàn)還以概括的方式提及了記錄策略，其中一級(jí)沿一個(gè)方向 移動(dòng)，并且偏轉(zhuǎn)器使得"探針"同時(shí)垂直于級(jí)移動(dòng)的方向移過(guò)相同的距 離。該文獻(xiàn)中沒有考慮到的另一個(gè)問(wèn)題是，電子小射束從其預(yù)期位置 的校正偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)已知電子束曝光設(shè)備的性能。 另一個(gè)目的是改進(jìn)已知電子束曝光設(shè)備的分辨率。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是改進(jìn)已知電子束曝光設(shè)備的處理量。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中與庫(kù)侖作用和縮小方法 相關(guān)的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是使得控制小射束的一致性簡(jiǎn)化，尤其是在 記錄過(guò)程中。
本發(fā)明涉及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的表面上的電子束曝光
設(shè)備，包括
-用于產(chǎn)生多個(gè)電子小射束的小射束發(fā)生器；
-用于接收所述多個(gè)電子小射束的調(diào)制陣列，包括用于調(diào)制電子
小射束的強(qiáng)度的多個(gè)調(diào)制器；
-控制器，可操作地連接于所述調(diào)制陣列，用于使用控制信號(hào)獨(dú) 立地控制所述調(diào)制器；
-調(diào)節(jié)器，可操作地連接于每個(gè)調(diào)制器，用于獨(dú)立地調(diào)節(jié)每個(gè)調(diào) 制器的控制信號(hào)；
-包括靜電透鏡的陣列的聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)，其中每個(gè)透鏡將由 所述調(diào)制陣列傳輸?shù)南鄳?yīng)的獨(dú)立小射束聚焦于小于300nm的橫截面，
以及
-用于以使得圖案將被轉(zhuǎn)移到其上的其曝光表面處于聚焦電子光 學(xué)系統(tǒng)的第一焦平面中的方式固定所述目標(biāo)的目標(biāo)固定器。在該設(shè)備中，可消除電子交叉，因?yàn)樗豢s小圖像的完整(部分)。 以這種方式，分辨率和記錄速度增加了。而且，消除了控制每個(gè)獨(dú)立 小射束中的電流的需要。由于位置校正和調(diào)制是綜合的，因此所述設(shè) 備不太復(fù)雜。
在本發(fā)明所涉及的電子束曝光設(shè)備的實(shí)施例中，所述調(diào)制陣列包
括
-小射束消隱器陣列，包括多個(gè)使穿過(guò)的電子小射束偏轉(zhuǎn)的小射 束消隱器，
-小射束停止陣列，具有與所述小射束消隱器陣列的所述小射束 消隱器對(duì)齊的多個(gè)孔。
以這種方式，可消除電子小射束在一個(gè)焦點(diǎn)中的交叉，并且可進(jìn) 行高速的調(diào)制。在一個(gè)實(shí)施例中，基本上每個(gè)小射束消隱器與一個(gè)電 子小射束對(duì)齊以便于可獨(dú)立地調(diào)制每個(gè)小射束。此外，小射束停止陣 列包括至少一個(gè)孔平面，基本上每個(gè)孔與一個(gè)電子小射束對(duì)齊，最好 具有相對(duì)于小射束位于中心的孔。以這種方式，當(dāng)電子小射束未偏轉(zhuǎn) 時(shí)小射束穿過(guò)一個(gè)孔，而當(dāng)電子小射束被偏轉(zhuǎn)時(shí)小射束被阻斷或停止。 在該調(diào)制陣列的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器可操作地連接于所述小射 束消隱器。
在一個(gè)實(shí)施例中，電子束曝光設(shè)備還裝有用于測(cè)量至少一個(gè)所述 小射束的實(shí)際位置的測(cè)量裝置，并且所述控制器裝有用于儲(chǔ)存所述實(shí) 際位置和期望位置的存儲(chǔ)裝置、用于比較所述小射束的期望位置與實(shí) 際位置的比較器，并且其特征在于，所述調(diào)節(jié)器被可操作地連接于控 制器，用于接收用于調(diào)節(jié)發(fā)出到調(diào)制器的控制信號(hào)的指令，以便于抵 償所述小射束的測(cè)量的期望位置與實(shí)際位置之間的差異。以這種方式， 通過(guò)調(diào)節(jié)控制信號(hào)，可以容易的方式校正所述小射束的定位。例如， 可如US-Al-5.929.424中所述的那樣執(zhí)行實(shí)際位置的測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制器可操作地連接于所述小射束消隱器，在 一個(gè)實(shí)施例中通過(guò)調(diào)節(jié)器連接于所述小射束消隱器。
在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器可操作地連接于用于接收指示調(diào)節(jié)量的指令的所述控制器?？筛鶕?jù)上述比較器的結(jié)果值確定調(diào)節(jié)量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器適用于獨(dú)立地調(diào)節(jié)每個(gè)控制信號(hào)的時(shí)
序，可以這種非常容易的方式執(zhí)行校正。
在本發(fā)明所涉及的電子束膝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，所述小射束
產(chǎn)生裝置包括
-用于發(fā)射至少一個(gè)電子束的源；
-用于將所述至少一個(gè)發(fā)射的電子束分離成所述多個(gè)電子小射束 的至少一個(gè)射束分離器。
以這種方式，如果所迷源在所有相關(guān)方向均勻發(fā)射的話，易于實(shí) 現(xiàn)小射束之中的均勻強(qiáng)度分布。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電子束曝光設(shè) 備還包括布置于所述射束分離裝置和所述小射束消隱器陣列之間的用 于聚焦所述多個(gè)電子小射束的第二靜電透鏡陣列。在該實(shí)施例中，基 本上每個(gè)都與一個(gè)電子小射束對(duì)齊并且聚焦一個(gè)電子小射束。在其另 一個(gè)實(shí)施例中，小射束消隱器陣列被布置在所述第二靜電透鏡陣列的 焦平面中。
在本發(fā)明的具有射束分離器的電子束曝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中， 所述射束分離器包括空間濾波片，最好包括孔陣列。以這種方式，具 有一個(gè)射束的一個(gè)源，或者，當(dāng)源強(qiáng)度不足或者強(qiáng)度在射束上波動(dòng)時(shí)，
若干源被容易地分離成多個(gè)小射束。
當(dāng)源強(qiáng)度較高時(shí)，所述分離裝置可包括沿電子束或多個(gè)小射束的 路徑以連續(xù)順序布置的多個(gè)孔陣列，所述孔陣列具有相互對(duì)齊的孔， 沿從所述源到所述目標(biāo)的路徑的每下一個(gè)孔陣列都具有小于前一孔陣 列中的孔的孔。這減少了熱負(fù)荷。
在孔陣列的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)孔陣列的孔被布置為六角形結(jié) 構(gòu)，這可實(shí)現(xiàn)緊密一體化。
在包括包含孔陣列的分離裝置的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施 例中，所述孔陣列的每個(gè)孔的面積都與基于通過(guò)同一個(gè)孔被傳輸?shù)男?射束的電流密度成反比。
在包括射束分離器的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，所迷射束分離器包括孔陣列，其中所述孔陣列中的孔尺寸適合于形成預(yù)定小 射束電流的離散集。
這些實(shí)施例改進(jìn)了電子小射束的一致性。
在包括射束分離器的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，所述射 束分離器包括靜電四極透鏡陣列。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所涉及的電子束膝光設(shè)備包括熱電子 源。在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱電子源適合于在空間電荷有限范圍內(nèi)工 作。我們發(fā)現(xiàn)空間電荷具有均化作用，這在該專門應(yīng)用中是有利的。 而且，在某些設(shè)定中，空間電荷可具有負(fù)透鏡作用。
在具有熱電子源的另一個(gè)實(shí)施例中，熱電子源具有球形陰極表 面。在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱電子源包括至少一個(gè)提取器電極。在另 一個(gè)實(shí)施例中，所述提取器電極為平面提取器電極。在其一個(gè)實(shí)施例 中，所述提取器被布置在空間電荷區(qū)域后面并且具有用于誘發(fā)負(fù)透鏡 作用的正電壓。這些電壓可被設(shè)定在用于為發(fā)射的電子束形成負(fù)透鏡 作用的預(yù)定值。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述提取器電極具有帶有通孔的球形表面。 所有這些實(shí)施例都用于在電子束上產(chǎn)生負(fù)透鏡影響，從而消除電子束 中的交叉。
在本發(fā)明的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括 用于在所述源發(fā)射的電子束到達(dá)所迷分離裝置之前將其轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)直電 子束的照射系統(tǒng)。
在電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，所述小射束發(fā)生器包括源 陣列，其中每個(gè)源都負(fù)責(zé)產(chǎn)生一個(gè)電子小射束。在其另一個(gè)實(shí)施例中，
所述電子束曝光設(shè)備還包括布置于所述源陣列和所述小射束消隱器陣
列之間的用于聚焦所述多個(gè)電子小射束的第二靜電透鏡陣列。
在具有小射束消隱器的電子束曝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，所述小
射束消隱器包括靜電偏轉(zhuǎn)器。
在本發(fā)明所涉及的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，還包括設(shè) 在調(diào)制陣列與聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)之間的掃描偏轉(zhuǎn)裝置，用于使得電子小射束偏轉(zhuǎn)從而掃描所述目標(biāo)曝光表面。在其一個(gè)實(shí)施例中，所述掃 描偏轉(zhuǎn)裝置包括靜電掃描偏轉(zhuǎn)器。在其另一個(gè)實(shí)施例中，所述電子束 曝光設(shè)備還裝有用于使得所述靜電掃描偏轉(zhuǎn)器與用于固定所述目標(biāo)的 所述裝置相對(duì)于彼此在圖案將被轉(zhuǎn)移到其上的表面的平面中沿不同于 所述靜電掃描偏轉(zhuǎn)器所執(zhí)行的偏轉(zhuǎn)的方向移動(dòng)的致動(dòng)裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)器或者時(shí)間偏移裝置適合于相對(duì)于彼 此偏移所述掃描偏轉(zhuǎn)裝置和所述致動(dòng)器的時(shí)基。在其一個(gè)實(shí)施例中， 所述調(diào)制器的控制信號(hào)具有一個(gè)時(shí)基并且所述目標(biāo)固定器的致動(dòng)器具 有第二時(shí)基，并且這些時(shí)基可相對(duì)于彼此改變。這例如可用于可僅用 一個(gè)小射束記錄必須被記錄在目標(biāo)表面上并且將位于兩個(gè)小射束之間 的關(guān)鍵性部分。
在其另一個(gè)實(shí)施例中，電子束曝光設(shè)備還包括調(diào)制陣列和聚焦電 子光學(xué)系統(tǒng)之間的 一個(gè)輔助孔板，所述輔助孔板具有指向所述目標(biāo)的 曝光表面并且基本平行于所述目標(biāo)的曝光表面的一個(gè)表面，其中所述 靜電掃描偏轉(zhuǎn)器為淀積在面對(duì)位于所述消隱器陣列和聚焦電子光學(xué)系 統(tǒng)的靜電透鏡陣列之間曝光表面的輔助孔板側(cè)部上的導(dǎo)電片。在其另 一個(gè)實(shí)施例中，所述靜電掃描偏轉(zhuǎn)器為淀積在存在于聚焦電子光學(xué)系 統(tǒng)中的任意一個(gè)透鏡板的目標(biāo)曝光表面?zhèn)炔刻幍膶?dǎo)電片。在其一個(gè)實(shí) 施例中，所述導(dǎo)電片交替地具有正電勢(shì)或負(fù)電勢(shì)。
在具有消隱靜電偏轉(zhuǎn)器的電子束曝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，這些 偏轉(zhuǎn)器使得電子小射束以這種方式偏轉(zhuǎn)，即，通過(guò)小射束停止陣列使 得小射束的指定部分停止。
在本發(fā)明所涉及的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，還包括位 于聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)的靜電透鏡陣列與所述保護(hù)裝置之間的后減小加 速度級(jí)，用于加速多個(gè)傳輸?shù)碾娮有∩涫械碾娮印?br> 在所述控制器的一個(gè)實(shí)施例中，還裝有用于通過(guò)以下方式抵償目 標(biāo)膝光表面上電子小射束的不正確定位的校正裝置，所述方式即，
-比較所述小射束的理論位置與實(shí)際位置
-調(diào)節(jié)控制信號(hào)以抵償所述小射束的所述理論位置與所述測(cè)量的實(shí)際位置之間的差異。
在本發(fā)明所涉及的電子束膝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于 防止碰撞電子所釋放的顆粒到達(dá)孔陣列、透鏡陣列或消隱器陣列中任
何一個(gè)的保護(hù)裝置，最好位于聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)的靜電透鏡陣列與目
標(biāo)的曝光表面之間，最好包括其中孔具有小于20nm的尺寸的孔陣列。 在本發(fā)明所涉及的電子束曝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，所有孔陣 列、透鏡陣列或消隱器陣列都與這樣一個(gè)電源相連接，當(dāng)容許氣體進(jìn) 入到所述系統(tǒng)中時(shí)，所述電源產(chǎn)生用于清潔所述板并且去除所有污染 物的等離子體。
在本發(fā)明所涉及的電子束曝光設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng) 在大約200-600 。C的高溫下被操縱以便于保持設(shè)備清潔。
本發(fā)明還涉及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的表面上的電子束曝 光設(shè)備，包括
-用于產(chǎn)生多個(gè)電子小射束的小射束發(fā)生器；
-用于接收所述多個(gè)電子小射束的調(diào)制陣列，包括用于調(diào)制電子 小射束的強(qiáng)度的多個(gè)調(diào)制器；
-控制器，可操作地連接于所述調(diào)制陣列，用于使用控制信號(hào)獨(dú) 立地控制所述調(diào)制器；
-包括靜電透鏡的陣列的聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)，其中每個(gè)透鏡將由 所述調(diào)制陣列傳輸?shù)南鄳?yīng)的獨(dú)立小射束聚焦于小于300nm的橫截面，
以及
-用于以使得圖案將被轉(zhuǎn)移到其上的其曝光表面處于聚焦電子光 學(xué)系統(tǒng)的第一焦平面中的方式固定所述目標(biāo)的目標(biāo)固定器，
其特征在于，所述小射束發(fā)生器包括至少一個(gè)熱電子源，所述源 包括至少一個(gè)適合于在空間電荷有限區(qū)域中工作的提取器電極，所述 源適合于產(chǎn)生電子束，并且所述小射束發(fā)生器還裝有用于將所述電子 束分離成多個(gè)電子小射束的射束分離器。
使用這樣一種特定小射束發(fā)生器可提供具有充足電流的均勻的 小射束，從而提供高處理量。在其一個(gè)實(shí)施例中，所述提取器電極被布置在所述空間電荷有限 區(qū)域后面并且具有用于為所述電子束誘發(fā)負(fù)透鏡作用的正電壓。
本發(fā)明還涉及用于產(chǎn)生多個(gè)電子小射束的電子束發(fā)生器，其中所 述小射束發(fā)生器包括至少一個(gè)熱電子源，所述源包括至少一個(gè)適合于 在空間電荷有限區(qū)域中工作的提取器電極，所述源適合于產(chǎn)生電子束， 并且所述小射束發(fā)生器還裝有用于將所述電子束分離成多個(gè)電子小射 束的射束分離器。
本發(fā)明還涉及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的表面上的電子束瀑
光設(shè)備，包括用于產(chǎn)生多個(gè)電子小射束的小射束發(fā)生器；用于調(diào)制每 個(gè)電子小射束的多個(gè)調(diào)制器；以及為每個(gè)調(diào)制器提供控制信號(hào)的控制 器，所述控制信號(hào)具有時(shí)基，其中所述控制器適合于相對(duì)于其他控制 信號(hào)獨(dú)立地調(diào)節(jié)一個(gè)控制信號(hào)的時(shí)基。
在該設(shè)備中，以非常簡(jiǎn)單并且精致的方式解決了定位和調(diào)制的問(wèn) 題，減少了部件的數(shù)量并且提供了堅(jiān)固的設(shè)備。
本發(fā)明還涉及用于使用以上所述的電子束曝光設(shè)備通過(guò)電子束 將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)曝光表面上的方法，以及涉及使用本發(fā)明的設(shè)備處 理的晶片。所述設(shè)備還可用于例如用在目前工藝水平光學(xué)平版印刷系 統(tǒng)中的掩模的制造。


進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，其中
圖l示出了本發(fā)明所涉及的設(shè)備，
圖2A示出了已知電子束曝光設(shè)備的細(xì)節(jié)，
圖2B示出了電子束曝光設(shè)備的細(xì)節(jié)，
圖3示出了具有球形外表面的電子源，
圖3A示出了具有空間電荷區(qū)域的源，
圖4示出了源于小射束的電子束曝光設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，
圖5A、 5B示出了本發(fā)明的掃描偏轉(zhuǎn)陣列的實(shí)施例，圖6A、 6B示出了本發(fā)明的掃描軌跡， 圖了A-7D示出了調(diào)制時(shí)序的調(diào)節(jié)，以及 圖8A、 8B示出了調(diào)制時(shí)序的調(diào)節(jié)的效果。
具體實(shí)施例方式
圖l中示意性地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。電子從一個(gè)穩(wěn)定的 電子源1發(fā)射。照射系統(tǒng)對(duì)射出的電子束5聚焦和準(zhǔn)直以均勻地照射在 孔板6上所需區(qū)域上。例如這可利用透鏡3和4來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于孔板6，電 子束5被分裂成多個(gè)小射束，其中示出了兩個(gè)5a和5b。產(chǎn)生多個(gè)小射束 的另一種可選擇的方式是使用電子源陣列。每一個(gè)電子源產(chǎn)生一個(gè)小 射束，小射束以與利用一個(gè)源和分裂裝置的組合產(chǎn)生的小射束相同的 方式被調(diào)制。由于每一個(gè)源的發(fā)射特征略有不同，因此具有射束分離 器6的一個(gè)源1是優(yōu)選的。靜電透鏡7的陣列使得每一個(gè)小射束聚焦成所 需的直徑。小射束消隱器陣列8以使得每一個(gè)獨(dú)立的小射束與小射束消 隱器陣列8的板中的孔重合的方式被定位。小射束消隱器陣列8包括小 射束消隱器，例如消隱靜電偏轉(zhuǎn)器。當(dāng)電壓被施加在消隱偏轉(zhuǎn)器上時(shí)， 建立穿過(guò)相應(yīng)孔的電場(chǎng)。所通過(guò)的小射束，例如小射束9在小射束停止 陣列10處偏轉(zhuǎn)和停止，小射束停止陣列10遵循電子小射束軌跡位于小 射束消隱器陣列8后方。在沒有電壓施加在消隱偏轉(zhuǎn)器上時(shí)，電子小射 束將通過(guò)小射束停止陣列IO，并且到達(dá)包括靜電透鏡13陣列的聚焦電 子光學(xué)系統(tǒng)。該陣列13獨(dú)立地將每一個(gè)傳輸?shù)男∩涫?2聚焦在目標(biāo)曝 光表面14上。最后，掃描偏轉(zhuǎn)裝置，最常用的是靜電掃描偏轉(zhuǎn)器，沿 著一個(gè)方向使得小射束一起移動(dòng)到目標(biāo)曝光表面14上。在圖1中所示的 實(shí)施例中，掃描偏轉(zhuǎn)器位于小射束停止陣列10的目標(biāo)曝光表面?zhèn)萳la 上，從而形成附加的掃描偏轉(zhuǎn)陣列l(wèi)l。但是，其他位置也是可能的。 在掃描目標(biāo)膝光表面14的過(guò)程中，掃描偏轉(zhuǎn)器沿著不同于掃描偏轉(zhuǎn)方 向的方向相互之間相對(duì)移動(dòng)。通常，目標(biāo)是晶片或者覆有抗蝕劑層的 掩模。
圖l中所示的構(gòu)造的一個(gè)重要方面是，利用小射束消隱器陣列8和小射束停止陣列10的組合產(chǎn)生的整個(gè)圖像整體上沒有被縮小。相反， 每一個(gè)獨(dú)立的小射束被聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)13獨(dú)立地聚焦在目標(biāo)膝光表 面"上。在圖2A和2B中示出了這兩種方法之間的差異。在圖2A中， 包括2個(gè)電子小射束5a和5b的整個(gè)圖像被縮小以實(shí)現(xiàn)所需的分辨率?？s 小圖像需要至少一個(gè)交叉X。在該交叉中，所有電子必須通過(guò)一個(gè)小 的區(qū)域。庫(kù)侖作用影響在交叉X處的分辨率。
在本發(fā)明中，使用圖2中所示的方法?？紤]被投射在目標(biāo)膝光表 面14上的兩個(gè)相鄰的小射束5a、 5b。利用縮小方法使得兩個(gè)小射束之 間的距離變得更小。但是，本發(fā)明的聚焦方法不改變兩個(gè)小射束之間 的距離。僅減小每一個(gè)小射束的截面。
圖l的電子源l通常在大約30-300平方微米的面積上釋放 100A/cm2。在一個(gè)實(shí)施例中，使用熱電子源。電子最好在空間電荷有 限發(fā)射區(qū)域中被發(fā)射以受益于空間電荷的均質(zhì)化效應(yīng)。這樣的一個(gè)源 的示例是LaB6晶體、包括氧化鋇的分配器源或者包括覆有氧化鈧的鋇 或者鴒層的分配器源。
提取器電極2通常但不是必需地聚焦射束。照射透鏡3-4在孔陣列 6上產(chǎn)生平行電子束5。透鏡3-4被優(yōu)選以限制由于庫(kù)侖作用而導(dǎo)致的射 束能量擴(kuò)展，即，使得射束的開度角盡可能的大。另外，透鏡3-4被優(yōu) 選以限制由于色差和球面像差效應(yīng)產(chǎn)生的射束模糊。對(duì)于后者，最好 使用孔陣列6作為透鏡電極，這是由于它可產(chǎn)生負(fù)的色差和球面像差， 導(dǎo)致對(duì)透鏡3-4的像差的補(bǔ)償。另外，能夠利用透鏡4以通過(guò)對(duì)其進(jìn)行 略微聚焦或者散焦來(lái)放大圖形。
但是，在這樣一個(gè)實(shí)施例中，從一個(gè)發(fā)射器射出的電子束在其擴(kuò) 展之前被聚焦在小交叉X中。在該交叉X內(nèi)，由于在該交叉X中的電子 與電子的相互作用而導(dǎo)致存在大能量擴(kuò)展。最后，交叉X將縮小成像
在目標(biāo)曝光表面上。由于庫(kù)侖作用，沒有達(dá)到所需的分辨率。因此， 需要沿著在沒有交叉的情況下擴(kuò)展和準(zhǔn)直被擴(kuò)展的射束的方法。
在圖3中所示的第一實(shí)施例中，利用具有球形外表面或者半球形 外表面15的電子源1避免在照射電子光學(xué)器件中的交叉。在該構(gòu)造中，形成大的張開角，它將減小由于在發(fā)射的電子束5中的電子與電子的相 互作用而導(dǎo)致的模糊。另外，電子束形成球形波前，導(dǎo)致位于源的中 心的實(shí)際交叉16。在實(shí)際的交叉中不存在電子；因此不存在干擾的電 子與電子的相互作用。
可利用包括大孔的球形提取器提取電子。提取器球形的主要優(yōu)點(diǎn) 是產(chǎn)生更均質(zhì)的場(chǎng)。
在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，如圖3A中所示，通過(guò)從處于電壓Vs 并且具有遠(yuǎn)的平面提取器h的源/陰極l提取電子表面從而避免交叉。平 面提取器相對(duì)于源1具有正電壓+V^源和提取器的組合先用作負(fù)透鏡。 這樣，通過(guò)提取器l,提取的電子由于發(fā)散的電場(chǎng)而擴(kuò)展。另外，產(chǎn)生 實(shí)際的交叉，這在很大程度上減小了由于庫(kù)侖作用而導(dǎo)致的分辨率損 失。在源l和提取器h之間，存在空間電荷區(qū)域S，如圖3A中所示。該 空間電荷的存在增強(qiáng)了由于源-提取器組合所產(chǎn)生的負(fù)透鏡效果。
通過(guò)調(diào)諧Vn能夠讓源l以其空間電荷有限發(fā)射模式工作。該發(fā) 射模式的主要優(yōu)點(diǎn)是大大增加發(fā)射的均質(zhì)性?？赏ㄟ^(guò)選擇具有限定的 發(fā)射區(qū)域的源來(lái)限制總電流的增加。
孔陣列6具有直徑通常為5-150微米的孔并且間距為50-500微米。
孔最好被布置成六邊形圖形?？钻嚵?將進(jìn)入的平行電子束5分裂成多 個(gè)電子小射束，數(shù)量通常為5000-30000個(gè)?？椎某叽绫徽{(diào)節(jié)以補(bǔ)償照 射的不均勻的電流密度。每一個(gè)孔具有與基于通過(guò)同一孔傳輸?shù)莫?dú)立 的小射束的電流密度成反比的面積。因此，在每一個(gè)獨(dú)立的小射束中 的電流是相同的。如果孔板上熱負(fù)荷變得太大，隨著沿著電子束或者 多個(gè)電子小射束的路徑減小孔的直徑，幾個(gè)孔陣列以串行順序布置。 這些孔陣列具有相互對(duì)準(zhǔn)的孔。
使得準(zhǔn)直的電子束5分裂成多個(gè)電子小射束的另一種可能的方式 是利用四極透鏡陣列。這樣一種陣列的可能的構(gòu)造在US-6.333.058中 披露，該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容在這里合并參考。
圖4示出了源于多個(gè)小射束的本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中的平版 印刷系統(tǒng)的細(xì)節(jié)近圖。聚光透鏡陣列7將每一個(gè)小射束聚焦到0.1-1微米的直徑。它包括兩個(gè)具有孔的對(duì)準(zhǔn)板。板的厚度通常為10 - 500微米， 而孔的直徑通常為50-200微米并且間距為50-500微米。保護(hù)小射束的 絕緣體(未示出)以通常為1-10毫米的相互之間的距離支撐所述板。
調(diào)制陣列包括小射束消隱器陣列8和小射束停止陣列10。在小射 束消隱器陣列8處，通常的射束直徑為0.1-5微米，而通常的橫向能量 約為l-20meV。小射束消隱器17用于接通和斷開小射束。它們包括消 隱靜電偏轉(zhuǎn)器，它包括多個(gè)電極。最好至少一個(gè)電極接地。另一個(gè)電 極與電路相連。通過(guò)該電路，控制數(shù)據(jù)被送向消隱靜電偏轉(zhuǎn)器。這樣， 每一個(gè)消隱偏轉(zhuǎn)器可被獨(dú)立控制。在不利用小射束消隱器17的情況下， 電子小射束將穿過(guò)孔到達(dá)小射束停止陣列IO。當(dāng)電壓被施加在小射束 消隱器陣列8中的消隱靜電偏轉(zhuǎn)器電極上時(shí)，相應(yīng)的電子小射束將被偏 轉(zhuǎn)和停止在小射束停止陣列10上。
在一個(gè)實(shí)施例中，小射束消隱器陣列8位于電子小射束的靜電焦 平面中。對(duì)于處于該位置的消隱器陣列，該系統(tǒng)對(duì)于失真是低敏感的。 在該實(shí)施例中，小射束停止陣列位于電子小射束的焦平面外。
現(xiàn)在，傳輸?shù)男∩涫仨毐痪劢乖谀繕?biāo)曝光表面14上。這是利用 包括具有至少一個(gè)靜電透鏡陣列的聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)13來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每 一個(gè)獨(dú)立傳輸?shù)碾娮有∩涫幌鄳?yīng)的靜電透鏡聚焦在目標(biāo)曝光表面 上。透鏡陣列包括兩個(gè)或者多個(gè)板13a和13b，它們具有10- 500微米的 厚度以及直徑為50 - 250微米的孔13c。兩個(gè)相鄰的板之間的距離在50 -800微米之間并且板與板之間可是不同的。如果需要的話，聚焦電子 光學(xué)系統(tǒng)還可包括磁性透鏡陣列。接著，它位于小射束停止陣列io和 靜電類型的物鏡陣列之間，以進(jìn)一步增強(qiáng)電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦性能。
所有在晶片或者掩模上形成圖案的電子束平版印刷系統(tǒng)中的主 要問(wèn)題是污染。它嚴(yán)重降低了平版印刷系統(tǒng)的性能，這是由于電子和 抗蝕劑層中的顆粒之間的相互作用，從而使得抗蝕性能降低。在聚合 物抗蝕劑中，由于裂化而使得分子被釋放。釋放的抗蝕劑顆粒穿過(guò)真 空移動(dòng)并且可,皮存在于該系統(tǒng)中的任何結(jié)構(gòu)吸收。
為了解決污染問(wèn)題，在一個(gè)特定的實(shí)施例中，靠近目標(biāo)曝光表面設(shè)置保護(hù)裝置，即，在目標(biāo)曝光表面和聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)之間，所述
保護(hù)裝置可是箔片或者板。兩種選項(xiàng)都設(shè)有直徑小于20微米的孔。在 它們可到達(dá)平版系統(tǒng)中的任何敏感性元件之前，保護(hù)裝置吸收被釋放 的抗蝕劑顆粒。在一些情況下，必需在預(yù)定時(shí)期后更新保護(hù)裝置，例 如在每一個(gè)被處理的晶片或者掩模后。對(duì)于保護(hù)性板，整個(gè)板可被更 換。在一個(gè)特定的實(shí)施例中，箔片被巻繞在繞線圏器周圍。就在整個(gè) 目標(biāo)曝光表面14上方，小部分箔片被拉緊。僅該部分被暴露在污染下。 在特定時(shí)間后，箔片的保護(hù)性能力快速劣化，這是由于被吸收的顆粒。 接著暴露的箔片部分需要被更換。為了能夠這樣做，箔片從一個(gè)繞線 圏器輸送到另一個(gè)繞線圏器，從而使得更新的箔片部分暴露在污染的 顆粒下。
以上所述的整個(gè)系統(tǒng)在較低電壓下工作。在其中需要高能電子的 操作中，輔助加速度級(jí)被布置在聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)的靜電透鏡陣列l(wèi)3 與保護(hù)裝置之間。該加速度級(jí)為通過(guò)的電子增加了能量。所述射束可 ,皮輔助加速數(shù)萬(wàn)電子伏，例如，50keV。
如先前圖l中所示的，通過(guò)兩種方式使得已成功穿過(guò)小射束停止 陣列10的小射束12指向目標(biāo)曝光表面W上的期望位置。首先，所有致 動(dòng)裝置使得目標(biāo)曝光表面14和系統(tǒng)的其余部分沿某一機(jī)械掃描方向相 對(duì)于彼此移動(dòng)。之后掃描偏轉(zhuǎn)裝置沿不同于機(jī)械掃描方向的方向靜電 地掃描所傳輸?shù)男∩涫?2。所述掃描偏轉(zhuǎn)裝置包括靜電掃描偏轉(zhuǎn)器18。
在圖1和圖3中這些掃描偏轉(zhuǎn)器18被布置在輔助孔陣列11上，并且在圖4 中被示出。
在一個(gè)實(shí)施例中，靜電掃描偏轉(zhuǎn)器18被淀積在目標(biāo)靜電透鏡陣列 13的一個(gè)板的目標(biāo)曝光表面?zhèn)炔可?，以使得主要在物鏡的前焦平面中 產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。期望結(jié)果是偏轉(zhuǎn)的小射束垂直撞擊在目標(biāo)表面上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，具有兩個(gè)偏轉(zhuǎn)器陣列， 一個(gè)沿第一方向偏轉(zhuǎn) 而另一個(gè)沿第二 (相反)方向一偏轉(zhuǎn)。組合的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致在沒有改變小 射束相對(duì)于目標(biāo)表面的垂直軸的情況下的小射束的移位，小射束在目 標(biāo)表面位置處的移位。在第二實(shí)施例中，靜電掃描偏轉(zhuǎn)器18被布置在保護(hù)裝置上。 靜電掃描偏轉(zhuǎn)器18包括掃描偏轉(zhuǎn)電極，所述掃描偏轉(zhuǎn)電極被布置 得用于沿相同方向偏轉(zhuǎn)一組電子小射束。如圖5A中所示的，掃描偏轉(zhuǎn) 電極可以片19的形式被淀積在目標(biāo)曝光表面?zhèn)炔刻幍倪m當(dāng)板20上。當(dāng) 將片19靠近小射束淀積，從而靠近孔21時(shí)，由于這減小了d"d,因此 可實(shí)現(xiàn)最佳產(chǎn)量。而且，最好將掃描偏轉(zhuǎn)電極布置在獨(dú)立小射束交叉 平面的外部。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5B中所示的，通過(guò)在導(dǎo)電片19上施加交流 電壓，第一組件沿一個(gè)方向被掃描而下一組件沿相反方向被掃描。第 一片例如具有正電勢(shì)，而第二片具有負(fù)電勢(shì)，接下來(lái)的一個(gè)具有正電 勢(shì)等等。比方說(shuō)掃描方向被表示為y。 一行傳輸?shù)碾娮有∩涫?y方向 被掃描，同時(shí)接下來(lái)的行被指向+y。
如已經(jīng)描述的，存在兩個(gè)掃描方向，機(jī)械掃描方向M和偏轉(zhuǎn)掃描 方向S，在圖6A和6B中都已示出。可以三種方式執(zhí)行機(jī)械掃描。目標(biāo) 曝光表面移動(dòng)，系統(tǒng)的其余部分移動(dòng)，或者它們都沿不同方向移動(dòng)。 沿與機(jī)械掃描不同的方向執(zhí)行偏轉(zhuǎn)掃描。它最好垂直或幾乎垂直于機(jī) 械掃描方向，這是由于掃描偏轉(zhuǎn)長(zhǎng)度Ax大于偏轉(zhuǎn)方向的掃描角(Xsd。存 在兩個(gè)優(yōu)選的掃描軌跡，為了清楚起見在圖6中都示出。第一個(gè)為三角 形形狀的掃描軌跡(圖6A)，第二個(gè)為鋸齒狀掃描軌跡(圖6B)。
當(dāng)機(jī)械掃描長(zhǎng)度為處理量限制因素時(shí)，如上所述的一組電子束曝 光設(shè)備用于同時(shí)曝光整個(gè)晶片。
假定理想方格存在于晶片上并且電子小射束可被精確地布置在 方格坐標(biāo)上。比方說(shuō)當(dāng)電子小射束可被布置在最小形體尺寸的l/30th 內(nèi)時(shí)可產(chǎn)生精確圖案。之后為了記錄一個(gè)像素，需要30個(gè)掃描行以及 30x30 = 900個(gè)格點(diǎn)。對(duì)于451111^莫式來(lái)說(shuō)，所述定位應(yīng)可被控制于1.511111
的范圍內(nèi)。因此數(shù)據(jù)路徑應(yīng)能夠處理大量數(shù)據(jù)。
以上所述的記錄策略是基于以下假定的，即，小射束可僅被接通 或切斷。為了通過(guò)更少的方格行減少數(shù)據(jù)量，并且因此減少的方格單 元好像是邏輯法。然而，期望圖案明顯經(jīng)受尺寸控制。避免該問(wèn)題的一種方法是通過(guò)離散的劑量控制為目標(biāo)曝光表面形成圖案。再根據(jù)矩
形方格分開所述圖案。然而，方格行的數(shù)量更少，例如為每一尺寸2-5 個(gè)，這形成了約4-25個(gè)格點(diǎn)數(shù)量。為了獲得關(guān)于更細(xì)方格的相同圖案 可靠性，每個(gè)方格單元的強(qiáng)度都是可變的。由所謂的灰度值表示所述 強(qiáng)度。在3比特灰度值表示法中，數(shù)值為最大劑量的0、 1/7、 2/7、 3/7、 4/7、 5/7、 6/7、和1倍。減少了小射束的定位所需的數(shù)據(jù)量，盡管由于 所控制的劑量變化每個(gè)單元由更多的信息表示。
在本發(fā)明中可以若千種方法引入灰度級(jí)記錄。首先可以這樣一種 方式控制射束的偏轉(zhuǎn)，即，使得部分射束穿過(guò)小射束停止陣列IO,而 一部分射束繼續(xù)朝向目標(biāo)曝光表面14前進(jìn)。以這種方式可使得例如1/3 或2/3的射束停止，從而形成目標(biāo)曝光表面上的4個(gè)可行劑量，即最大 劑量的0、 1/3、 2/3和1倍，相當(dāng)于2比特灰度值表示。
形成灰度級(jí)的另一種方法是以這樣一種方式使得小射束偏轉(zhuǎn)， 即，它們沒有相對(duì)于目標(biāo)表面移動(dòng)預(yù)定的時(shí)間量T，所述時(shí)間量T大于 消隱器的最小接通/切斷時(shí)間。在時(shí)間T期間，調(diào)制器可在一個(gè)位置上 淀積l、 2、 3等等個(gè)點(diǎn)，從而形成灰度級(jí)。
用于產(chǎn)生這4個(gè)所謂的灰度值的另 一個(gè)方法是改變孔陣列6中的
孔尺寸。如果例如存在三個(gè)孔尺寸的話，原始尺寸，允許一半的原始 電流穿過(guò)的尺寸和具有僅使得四分之一原始電流穿過(guò)的面積的孔，可 產(chǎn)生與前面所述相同的離散劑量值。通過(guò)用小射束消隱器陣列8的偏轉(zhuǎn) 電極17接通和切斷小射束，可將期望的劑量淀積在目標(biāo)曝光表面14上。 后一種方法的缺點(diǎn)在于，記錄一個(gè)像素需要更多的小射束。最多，包 括用于離散劑量控制的前述方法還可用于產(chǎn)生多于4個(gè)灰度值，例如， 8個(gè)、16個(gè)、32個(gè)或64個(gè)。
目標(biāo)膝光表面上的小射束的位置大部分通常沒有正確地與期望 位置相對(duì)應(yīng)。這是由于例如不同的陣列相對(duì)于彼此的未對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致的。 另外，制造公差也可導(dǎo)致各個(gè)小射束的偏移。為了將正確的圖案從控 制器中轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的曝光表面上，必須進(jìn)行校正。因此，在具體實(shí)施 例中，順序測(cè)量并儲(chǔ)存所有小射束的位置。然后將每個(gè)位置與所述小射束應(yīng)具有的位置相比較。然后將位置中的差異組合于被輸送到調(diào)制 裝置的圖案信息中。
由于改變被輸送到調(diào)制裝置的信號(hào)序列耗費(fèi)大量時(shí)間，因此通過(guò) 將其轉(zhuǎn)換為小射束調(diào)制控制中的時(shí)序方面的相應(yīng)差異而將位置方面的
測(cè)量差異組合于圖案信息中。圖7A-7D和圖8A-8B示出了如何執(zhí)行所述 調(diào)節(jié)。如已經(jīng)描述的，通過(guò)組合兩個(gè)掃描機(jī)構(gòu)執(zhí)行小射束掃描機(jī)械 掃描和偏轉(zhuǎn)掃描。每個(gè)偏轉(zhuǎn)掃描行提供被輸送到每個(gè)小射束的所有圖 案數(shù)據(jù)。如圖7A和7B中所示的，形成有圖案的目標(biāo)的曝光表面上的期
望偏轉(zhuǎn)掃描寬度W^n小于所述設(shè)備可操縱的偏轉(zhuǎn)掃描寬度W。vers^。
過(guò)掃描能力能夠校正偏轉(zhuǎn)掃描方向。在圖7A中所述小射束被正確地定 位。然而，在圖7B中，所述小射束已移動(dòng)到右側(cè)。通過(guò)一旦所述小射 束進(jìn)入到期望區(qū)域中時(shí)提供圖案數(shù)據(jù)的這樣一種方式調(diào)節(jié)時(shí)序，可抵 償所述偏差。機(jī)械掃描方向上的所述調(diào)節(jié)沒有圖7B中所示的精確。由 于每個(gè)掃描行都記錄圖案數(shù)據(jù)，只有離散時(shí)間延遲是可能的，即，每 個(gè)掃描行的圖案產(chǎn)生可被延遲或加速。隨機(jī)時(shí)間延遲將產(chǎn)生完全新的 控制數(shù)據(jù)序列。所述序列的計(jì)算耗費(fèi)大量時(shí)間因此是不可取的。在圖 7C和圖7D中示出了順序的形式。在圖7C中再次與其前五個(gè)相應(yīng)掃描 行一起示出了小射束的期望位置。在圖7D中示出了小射束的實(shí)際位置 和其軌跡。為了清楚起見，分別用空心圓和虛線示出了期望的小射束 和掃描行?？煽闯龅氖牵谕恢弥械牡谝粧呙栊袥]有覆蓋需要通過(guò) 小射束形成圖案的區(qū)域。因此小射束在第二掃描行中間開始形成圖案。 有效地，信息的延遲已耗費(fèi)了掃描一個(gè)偏轉(zhuǎn)掃描行所需的時(shí)間。
圖8A和8B示出了時(shí)序中的改變是如何通過(guò)非理想定位的小射束 所記錄的結(jié)構(gòu)的初始不正確定位校正的示例。圖8A示出了沒有任何時(shí) 序校正的情況。空心點(diǎn)示出了校正位置下的小射束，而填充點(diǎn)示出了 小射束的實(shí)際位置。沿所繪線掃描小射束以便于記錄圖案。在理想情 況下所述線為虛線而在實(shí)際情況下所述線為實(shí)線。在該示例中所記錄 的結(jié)構(gòu)為單線。設(shè)想黑色和白色記錄策略，即，小射束為"接通"或"切 斷"。當(dāng)"接通，，信號(hào)被輸送給調(diào)制裝置時(shí)圖案被記錄。為了記錄單線，類似于上部曲線中所示的某個(gè)信號(hào)序列被輸送給調(diào)制裝置。當(dāng)實(shí)際上 相同的信號(hào)序列被輸送時(shí)，該線在不同于期望位置的位置處被記錄。 小射束的這種偏差導(dǎo)致所記錄的結(jié)構(gòu)的偏差。
圖8B示出了其中施加時(shí)序校正的情況。分別用虛線和實(shí)線和點(diǎn)表 示理論和實(shí)際點(diǎn)和軌跡。實(shí)際情況中的信號(hào)序列不同于理論圖案信息， 實(shí)際上實(shí)際情況中的信號(hào)序列(下部曲線)在不同于理想結(jié)構(gòu)(上部 曲線)下相同序列被輸送的時(shí)間下被輸送。因此，現(xiàn)在單線沿偏轉(zhuǎn)掃 描方向被記錄在校正位置中。而且，圖案處理開始一個(gè)掃描行更早導(dǎo) 致沿偏轉(zhuǎn)掃描方向的單線的更好定位。應(yīng)該注意的是，所述單線未被 精確地定位在校正位置處。這是由于理想和實(shí)際情況中掃描行之間的 輕微偏差所導(dǎo)致的。
因此本電子束啄光系統(tǒng)能夠使用時(shí)序校正動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)掃描行的 位置。這允許圖案中的關(guān)鍵性部分被記錄在一個(gè)掃描行中而不是使用 兩個(gè)掃描行的兩個(gè)半部分，這將關(guān)鍵性部分分布在兩個(gè)掃描行上。也 可局部地進(jìn)行該校正，即，可在小時(shí)間窗上校正所述時(shí)序。所述控制 器應(yīng)鑒別通常被分布在兩個(gè)掃描行上的關(guān)鍵性部分。之后，所述控制 器應(yīng)計(jì)算校正的時(shí)序窗，并且將校正的時(shí)序窗提供給掃描電子小射束 所需的時(shí)基。圖7D示出了調(diào)節(jié)原理，所述原理可用在這里。
所有透鏡板、孔板和消隱器板都可與這樣一個(gè)電源相連接，當(dāng)容 許氣體進(jìn)入到所述系統(tǒng)中時(shí)，所述電源產(chǎn)生等離子體。所述等離子體 用于清潔所述板并且去除所有污染物。如果一種等離子體不能徹底清 潔的話，可容許兩種氣體連續(xù)地進(jìn)入到所述系統(tǒng)中。例如首先可容許 氧氣用于去除存在于系統(tǒng)中的所有碳?xì)浠衔?。在氧等離子體離開之 后，產(chǎn)生了第二等離子體(例如包含HF)以便于去除所有存在的氧化 物。
減少污染物的另一種可能性是在高溫(即，150-400°C)下執(zhí)行 所有操作。1000-1500。C的預(yù)處理可為必需的。在這些溫度下碳?xì)浠?物沒有機(jī)會(huì)凝結(jié)在系統(tǒng)中的任何元件上。允許一部分氧進(jìn)入到所述系 統(tǒng)中可進(jìn)一步增強(qiáng)清潔處理。應(yīng)該理解的是，上述描述是用于解釋優(yōu)選實(shí)施例的操作，不應(yīng)認(rèn) 為其限制了本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限制。從 上述描述中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可明白許多改變，所述改變?nèi)园?在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于產(chǎn)生電子束的電子束發(fā)生器，包括電子源；用于從所述電子源提取電子的提取器；其中，電子源和提取器的組合在使用中形成負(fù)透鏡。
2. 如權(quán)利要求1的電子束發(fā)生器，其中所述提取器是平面提取器。
3. 如權(quán)利要求1的電子束發(fā)生器，其中所述提取器和所述電子源 彼此相對(duì)地被定位為使得在使用中，在它們之間出現(xiàn)空間電荷有限區(qū) 域。
4. 如權(quán)利要求1的電子束發(fā)生器，其中所述電子源具有有限的發(fā) 射區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1的電子束發(fā)生器，還包括用于校準(zhǔn)所述電子束的 照射系統(tǒng)。
6. 如權(quán)利要求4的電子束發(fā)生器，其中所述照射系統(tǒng)包括兩個(gè)透鏡o
7. —種用于產(chǎn)生電子束的方法，該方法包括 提供電子源；提供用于從所述電子源提取電子的提取器； 為所述提取器提供電壓，所迷電壓相對(duì)于所述電子源為正。
8. 如權(quán)利要求7的方法，其中所述方法還包括調(diào)整所述正電壓， 使得所述源在其空間電荷有限區(qū)域內(nèi)工作。
9. 一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)表面上的無(wú)掩模平版印刷系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1的電子束發(fā)生器；用于將由所述電子束發(fā)生器所產(chǎn)生的電子束分離為多個(gè)小射束的 射束分離器；用于根據(jù)要被轉(zhuǎn)移的圖案調(diào)制所述多個(gè)小射束的調(diào)制陣列； 用于聚焦所述多個(gè)小射束的光學(xué)系統(tǒng)；目標(biāo)固定器，用于固定目標(biāo)，其中所述目標(biāo)具有在所述光學(xué)系統(tǒng) 的焦平面中圖案要被轉(zhuǎn)移到其上的表面。
10.如權(quán)利要求9的無(wú)掩模平版印刷系統(tǒng)，其中所述電子束發(fā)生器 還包括用于校準(zhǔn)所述電子束，以在所述射束分離器處產(chǎn)生平行電子束 的照射系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的表面上的電子束曝光設(shè)備，包括用于產(chǎn)生多個(gè)電子小射束(5a、5b)的小射束發(fā)生器；用于接收所述多個(gè)電子小射束的調(diào)制陣列，包括用于調(diào)制電子小射束的強(qiáng)度的多個(gè)調(diào)制器；控制器，可操作地連接于所述調(diào)制陣列，用于單獨(dú)地控制所述調(diào)制器；調(diào)節(jié)器，可操作地連接于每個(gè)調(diào)制器，用于單獨(dú)地調(diào)節(jié)每個(gè)調(diào)制器的控制信號(hào)；包括靜電透鏡的陣列(7)的聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)，其中每個(gè)透鏡將由所述調(diào)制陣列傳輸?shù)南鄳?yīng)的單個(gè)小射束聚焦于小于300nm的橫截面，以及用于以使得圖案將被轉(zhuǎn)移到其上的其曝光表面處于聚焦電子光學(xué)系統(tǒng)的第一焦平面中的方式固定所述目標(biāo)的目標(biāo)固定器。
文檔編號(hào)H01J37/304GK101414536SQ20081016646
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者亞歷山大·哈德瑞克·文森特·范費(fèi)恩, 彼得·克瑞特, 波特·揚(yáng)·卡姆弗彼科, 馬爾科·揚(yáng)-哈科·威蘭 申請(qǐng)人:邁普爾平版印刷Ip有限公司