用于磁屏蔽的系统的制作方法

用于磁屏蔽的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的系统（100）。该系统包括第一腔室、第二腔室（102）、和一组两个线圈（102a；102b）。该第一腔室具有多个壁，且至少部分地包围该带电粒子光刻设备，其中这些壁包括磁屏蔽材料。该第二腔室也具有包括磁屏蔽材料的壁，且包围该第一腔室。该组两个线圈被置放在第二腔室中，而位于第一腔室的相对侧上。该组两个线圈具有公共轴线。
【专利说明】用于磁屏蔽的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于磁屏蔽带电粒子光刻(lithography)设备的系统。
【背景技术】
[0002]在半导体产业中，存在日益增长的以高精确度和可靠性来制造较小结构的期望。带电粒子光刻是符合此高级需求的一种很有前途的技术。在此类型的光刻中，带电粒子被操控以被转移到基板(典型为晶片)的目标表面上。因为带电粒子的操控使用受控电磁操控来实行，所以如果光刻系统暴露在外部磁场，带电粒子光刻的精确度则可能降低。
[0003]为此，已经发展出各种的磁屏蔽技术来保护带电粒子光刻系统免受外部磁场的影响。例如:带电粒子光刻系统可以包围在具有高磁导率的一层或多层材料中。然而，这种屏蔽可能不足以充分地降低外部磁场。再者，该屏蔽无法对波动的磁场进行补偿。
[0004]保护带电粒子系统免受外部磁场的影响的另一个实例是使用能够以预定方向产生场的一对或多对线圈，使得外部磁场能被由该线圈所产生的场抵消。对于对单一的带电粒子系统所暴露的磁场进行控制，使用一对或多对线圈可起到很好的作用。然而，在未来的半导体产业中可预见到:多个带电粒子光刻系统将彼此相接近地进行操作。结果，产生补偿场可解决外部场对于一个带电粒子光刻系统的负面影响，然而产生的补偿场对于相邻的带电粒子系统来说则起到干扰外部场的作用。

【发明内容】

[0005]本发明为用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的一种系统提供了改善的性能。为了此目的，该系统系包括第一腔室，其具有包括磁屏蔽材料的壁，该第一腔室至少部分地包围所述带电粒子光刻设备；第二腔室，其具有包括磁屏蔽材料的壁，所述第二腔室包围所述第一腔室；以及一组两个线圈，其被置放在所述第二腔室中且位于所述第一腔室的相对侧上。这两个线圈具有公共轴线。在第二腔室中使用两个线圈能够对第一腔室内的磁场进行补偿，同时系统外部的补偿磁场的影响由于第二腔室的屏蔽性能而被保持为最小。优选为，该系统包含三组线圈，以形成线圈组的正交集合。在这种情况下，所述第二腔室将因此包围被置放在第一腔室的相对侧上的第一组两个线圈，第一组的两个线圈具有在第一方向上的公共轴线；置放在所述第一腔室的相对侧上的第二组线圈，第二组的两个线圈具有在基本上垂直于第一方向的第二方向上的公共轴线；置放在第一腔室的相对侧上的第三组线圈，该第三组的两个线圈在基本上垂直于第一方向和第二方向的第三方向上具有公共轴线。这种线圈组的正交配置能够在所有方向上进行磁场校正。
[0006]在一些实施例中，在一个线圈与第二腔室的最接近的壁之间沿着基本上平行于公共轴线的一个方向所测量的距离，小于在所述线圈和第一腔室的最接近的壁之间的这种距离。如果线圈有些远离第一腔室，则补偿场在基本上平行于各自组线圈的公共轴线的方向上更为均质。如果在线圈与第一腔室的最接近的壁之间的距离至少是在该线圈与第二腔室的最接近的壁之间的距离的两倍，则腔室相对于外部磁场的磁屏蔽能力得以相当大的提高。最佳的均质性在一个系统中取得，其中线圈被置放为靠近第二腔室的壁。
[0007]在一些实施例中，第一腔室的壁被置放为比第二腔室的至少一个壁更加接近带电粒子光刻设备。在两个屏蔽壁部之间的这种距离改善了在至少一个壁的方向上的组合磁屏蔽能力。在第一腔室的壁被置放为比第二腔室的任何壁更加接近带电粒子光刻设备的情况下，可获得关于该系统在所有方向上对于外部磁场的组合磁屏蔽能力的最佳结果。
[0008]在一些实施例中，磁屏蔽材料包含具有高于大约300，000的相对磁导率的材料。合适的材料为μ金属(mu metal)。
[0009]在一些实施例中，第一腔室配备有消磁装置。该消磁装置使得能够消除第一腔室内的剩余场。此外或另者，第二腔室可配备有消磁装置。在第二腔室中的消磁装置可被用来消除存在于其中的剩余磁场。该消磁装置可包括一个或多个消磁线圈。这样的线圈相当容易实施，因为其不会占用太大空间，且为了实现它们的应用仅需要对系统进行有限调整。
[0010]在一些实施例中，系统进一步包括至少一个磁场传感器，用于测量第一腔室内的磁场。传感器的使用可以致使能够对该系统中的一组或多组线圈及/或消磁装置的性能进行监视。该系统可进一步包含控制系统，以用于基于由至少一个磁场传感器提供的信息来控制流过线圈的电流。于是，在外部磁场中的轻微变化可予以补偿。这样的变化可由在光刻设备中的可移动装置，诸如短行台(short stroke stage)。此可移动装置通常具有其自有的屏蔽，其沿着其周围的场移动或拉动，造成磁场变化。
[0011]该带电粒子光刻设备可包括带电粒子源，用于产生一个或多个带电粒子射束；一个可移动装置，用于支撑该目标；以及图案化装置，用于致使能够依据图案而将该一个或多个射束转移到目标的表面上。在一些实施例中，第一腔室包围该带电粒子源和图案化装置，且该第一腔室在面对所述可移动装置的一侧处设置有开口，该可移动装置位于所述第一腔室的外部。
[0012]在一些实施例中，第一腔室和第二腔室中的至少一个设置有可移除附接的门，其中该门可通过一个或多个连接条状件进行附接。可移除附接的门的使用使得使用者能够容易地打开个别腔室。优选为，该一个或多个连接条状件是中空的。中空条状件具有减轻的重量。该一个或多个连接条状件可包含至少一个内侧条状件，以用于在各自腔室的内侧处附接至门；和至少一个外侧条状件，以用于在各自腔室的外侧处附接至门，其中至少一个内侧条状件和至少一个外侧条状件在其相对侧处设置有多个相互对齐的孔，在内侧条状件中的相互对齐的孔的数量大于在外侧条状件中的相互对齐的孔的数量，且其中通过使用一个连接元件以将至少一个外侧条状件连接至至少一个内侧条状件，所述至少一个内侧条状件和所述至少一个外侧条状件彼此连接，该连接元件延伸穿过所述外侧条状件中的两个相互对齐的孔且穿过在所述内侧条状件中对应的相互对齐孔洞。这样的配置结合在一个大面积上的压力分布，而使门能够相当快速地附接或拆卸。该连接元件可以为螺栓，且其中的连接可通过使用螺帽而被固定。一个或多个弹簧元件可被设置在该连接元件与所述门之间。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]本发明的各个方面将参照附图中所示实施例来作出进一步说明，其中:
[0014]图1示意性显示可使用在本发明的实施例中的无掩模(maskless)光刻系统；
[0015]图2a和2b示意性显示依据本发明的实施例的用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的系统；
[0016]图3是用于磁屏蔽包括传感器装置的带电粒子光刻设备的系统的实施例的横截面视图；
[0017]图4示意性显示传感器定位装置的实施例；
[0018]图5是用于磁屏蔽包括传感器装置的带电粒子光刻设备的系统的另一个实施例的横截面视图；
[0019]图6a示意性显示与立方形屏蔽腔室结合使用的消磁线圈的实施例；
[0020]图6b示意性显示与圆柱形屏蔽腔室结合使用的消磁线圈的实施例；
[0021]图7a和图7b分别为不意性显不包括门的经屏蔽真空腔室的如视图和俯视图；
[0022]图8a和图8b显示用于连接图7a和图7b的经屏蔽真空腔室的侧壁和门的条状件的实施例；以及
[0023]图9显示了将图8a和图8b中的多个条状件彼此连接的一个方式。
【具体实施方式】
[0024]以下是仅作为举例的方式且参考附图给出的对本发明不同实施例的说明。附图并不依比例绘制，而仅用于示例性目的。
[0025]图1显示了带电粒子多细射束光刻系统I的实施例的简化示意图。这种光刻系统例如在美国专利第6，897，458号及第6，958，804号及第7，084，414号及第7，129，502号中进行说明，这些专利被转让给本申请的 申请人:，且整体上以参考方式并入本文。
[0026]此光刻系统I适当地包括产生多条细射束(beamlet)的细射束产生器、对细射束进行图案化来形成经调制细射束的细射束调制器，和用于将该经调制细射束投射到目标的表面上的细射束投射器。
[0027]该细射束产生器典型包括源和至少一个分束器。图1中的源是电子源3，其经配置成产生基本上均质扩展的电子束4。该电子束4的束能量优选地维持成相当低，大约在Ik到IOk电子伏特(eV)的范围内。为达到此目标，加速电压优选的为低的，且该电子源3的电压相对于处于接地电位的目标可被保持在-1k到-1Ok伏特之间，但其它设定也可以使用。
[0028]在图1中，来自电子源3的电子束4通过准直透镜5，以用于使该电子束4准直。准直透镜5可为任何类型的准直光学系统。在进行准直之前，电子束4可先通过一个双八极(未示出)。
[0029]随后，电子束4撞击到分束器(在图1的实施例中为孔径阵列6)上。该孔径阵列6优选地包括一个具有通孔(through hole)的板。该孔径阵列6布置成阻挡部分的射束4。此外，该孔径阵列6允许多条细射束7穿过，以便产生平行的多条电子细射束7。
[0030]图1的光刻系统I产生大量的细射束7，优选地为约10，000到1，000, 000条细射束，然而当然是可能产生或多或少的子束。应注意:其它已知的方法也可被用来产生经准直的子束。可将第二孔径阵列添加到该系统中，以便从该电子束4生成多条子射束(subbeam)且从这些子射束生成多条电子细射束7。这允许对这些子射束的操作进一步下行，结果是有益于该系统的操作，特别是当在该系统中的细射束的数量为5，000或更多时。
[0031]在图1中标记为调制系统8的细射束调制器典型包括细射束阻断器阵列(beamletblanker array) 9和细射束停止阵列(beamlet stop array) 10,该细射束阻断器阵列9包括多个阻断器的配置。这些阻断器能够将电子细射束7中一条或多条偏转。在本发明的实施例中，这些阻断器更具体地为静电偏转器，其设置有第一电极、第二电极和孔径。这些电极于是被定位在孔径的相反侧上，用于产生横跨于该孔径的电场。一般来说，第二电极是接地电极，即，连接至接地电位的电极。
[0032]为将电子细射束7聚焦在阻断器阵列9的平面内，该光刻系统I可进一步包括聚光器透镜阵列(未示出)。
[0033]在图1的实施例中，细射束停止阵列10包括一个孔径阵列，用于允许细射束穿过。细射束停止阵列10的基本形式包括设置有通孔的基板，该通孔典型为圆孔，但也可以采用其它形状。在一些实施例中，该细射束停止阵列10的基板由具有规则间隔的通孔阵列的硅晶片(silicon wafer)形成,且可涂敷以金属表面层以避免表面带电。在一些另外的实施例中，该金属是不会形成天然氧化表层的种类，诸如CrMo。
[0034]细射束阻断器阵列9和细射束停止阵列10 —起操作以阻挡细射束7，或者允许细射束7通过。在一些实施例中，细射束停止阵列10的孔径与细射束阻断器阵列9中的静电偏转器的孔径对齐。如果细射束阻断器阵列9将一细射束偏转，则该细射束将不会穿过细射束停止阵列10中相对应的孔径。反之，该细射束将被细射束阻挡阵列10的基板所阻挡。如果细射束阻断器阵列9没有将一细射束偏转，则该细射束将穿过细射束停止阵列10中相对应的孔径。在一些替代性实施例中，细射束阻断器阵列9与细射束停止阵列10之间的协同合作使得阻断器阵列9中一偏转器对一细射束的偏转使该细射束穿过细射束停止阵列10中相对应的孔径，而不偏转则导致由细射束停止阵列10的基板造成阻挡。
[0035]调制系统8布置成基于控制单元60提供的输入将一图案加入细射束7。控制单元60可包括数据储存单元61、读出单元62和数据转换器63。该控制单元60可被定位为远离该系统的其余部分，例如在一个无尘室内部的外侧。通过使用光纤64，含有图案数据的经调制光射束14可被传送到投射器65,其将来自光纤阵列(不意性地描述为板15)内的光纤末端的光投射到光刻系统I的电子光学部分，示意性地注记为虚线框且组件标号为18。
[0036]在图1的实施例中，经调制光射束14可被投射在细射束阻断器阵列9上。更具体来说，来自光纤末端的经调制光射束14被投射到位于细射束阻断器阵列9上相对应的光敏元件上。该光敏元件可布置成将光信号转换成例如电信号的不同类型的信号。经调制光射束14承载该图案数据的一部分，以用于控制被耦合到相对应的光敏元件的一个或多个阻断器。适当地，为将光射束14投射到相对应的光敏元件，可使用诸如投射器65的光学元件。此外，为允许光射束14以适当的入射角度进行投射，可包含反射镜，其例如适当地放置在投射器65与细射束阻断器阵列9之间。
[0037]投射器65可通过在控制单元60的控制下的投射器定位装置17而适当地与板15对齐。结果，在投射器65与细射束阻断器阵列9内的光敏元件之间的距离也可以改变。
[0038]在一些实施例中，光射束可借助于光波导(optical waveguide)而至少部分地从板朝着光敏元件转移。该光波导可将光导引到非常接近光敏元件的位置，适宜为离开少于一厘米，优选为离开一个毫米的数量级。光波导与相对应的光敏元件之间的短距离降低了光损。另一方面，使用与可能被带电粒子细射束占据的空间相远离的板15和投射器65具有最小化细射束干扰的优势，且细射束阻断器阵列9的构造较不复杂。
[0039]出自细射束调制器的经调制细射束被细射束投射器投射成目标24的目标表面13上的光点。细射束投射器典型包括扫描偏转器和投射透镜系统，其中扫描偏转器用于将经调制细射束扫过该目标表面13，投射透镜系统用于将经调制细射束聚焦到目标表面13上。这些构件可存在于单个的端模块(end module)内。
[0040]这种端模块优选地构造为可插入且可取代的单元。因此，该端模块可包括偏转器阵列11和投射透镜装置12。如同上文参照细射束调制器所讨论，该可插入且可取代的单元也可包含细射束停止阵列10。在离开该端模块之后，细射束7撞击到设置在目标平面处的目标表面13。对于光刻的应用来说，该目标通常为晶片，其设置有带电粒子感测层或电阻层。
[0041]偏转器阵列11可采取扫描偏转器阵列的形式，布置成使通过细射束停止阵列10的细射束7发生偏转。该偏转器阵列11可包括多个静电偏转器，使得能应用相对小的驱动电压。尽管偏转器阵列11绘制在投射透镜装置12的上游，偏转器阵列11也可被设置在投射透镜装置12和目标表面13之间。
[0042]该投射透镜装置12布置成在偏转器阵列11的偏转之前或之后来对细射束7进行聚焦。优选为，该聚焦导致几何光点尺寸为直径大约在10到30奈米之间。在这样的优选实施例中，投射透镜装置12优选布置成提供大约100到500倍的缩小，此倍数优选为尽可能地大，例如在300到500倍的范围中。在此优选实施例中，该投射透镜装置12有利地定位为接近目标表面13。
[0043]在一些实施例中，射束保护器(未示出)可定位在目标表面13与投射透镜装置12之间。射束保护器可以为薄片或板，其中设置有经适当定位的多个孔径。该射束保护器布置成在所释放出的光阻(resist)粒子可能抵达光刻系统I中的任何感测元件之前吸收该阻剂粒子。
[0044]因此，该投射透镜装置12可确保单个像素在目标表面13上的光点尺寸的正确性，而偏转器阵列11可通过适当的扫描操作来确保像素在目标表面13上以微尺度计量的位置的正确性。更特别是，偏转器阵列11的操作使得像素适应于像素网格，而最终在目标表面13上构成图案。将理解到:像素在目标表面13上的微尺度定位是通过存在于目标24下方的晶片定位系统适当实现的。
[0045]一般地，目标表面13在基板的顶部上包括光阻薄膜(resist film)。通过应用带电粒子(即，电子)的细射束会在化学上改变该光阻薄膜的部分。因此，该光阻薄膜的经辐射部分在显影剂中会或多或少地可溶解，导致在晶片上生成光阻图案。随后，通过实施半导体制造领域中所熟知的蚀刻及/或沉积步骤，晶片上的光阻图案能够被转移到下伏层(underlying layer)。明显地,如果福射不均勻，则该光阻可能无法以均勻的方式显影(develop)而在该图案中导致错误。因此，高质量投射与获得用以提供能再现的结果的光刻系统有关。偏转步骤不应导致辐射的差异。
[0046]图2a和图2b示意性显示依据本发明实施例的用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的系统100。为清楚起见，图2a和图2b分别显示系统100内的不同特征。系统100包括第一腔室101，其包围(enclose)由圆柱体110代表的带电粒子光刻设备。系统100进一步包含第二腔室102，其包围第一腔室101。第一腔室101和第二腔室102是真空腔室或其一部分。第一腔室101和第二腔室102具有包括磁屏蔽材料的壁，该磁屏蔽材料为具有高磁导率的材料，即，该磁导率高于约20，000。优选地，该磁屏蔽材料具有高于约300，000的磁导率。优选地，该磁屏蔽材料还具有低剩磁(remanence)。磁屏蔽材料的实例包括但不限于μ金属(mu-metal)或 Nanovate?-EM 的类型。
[0047]如图2b中示意性示出，系统100进一步包括一组线圈120a和120b，该组线圈120a和120b置放在第二腔室102中位于第一腔室101的相对边上。这两个线圈120a和120b具有公共轴线。这两个线圈120a和120b能用于产生磁场。为了实现三维度的补偿，系统100优选地包括三组两个线圈。除了第一组两个线圈120a和120b具有在第一方向(例如，X方向)上的公共轴线，系统100还进一步包括第二组两个线圈121a和121b，以及第三组两个线圈122a和122b。该第二组两个线圈及该第三组两个线圈分别具有公共轴线，且被置放在第二腔室102内而位于第一腔室101的相对侧上。第二组两个线圈121a和121b的公共轴线定向在基本上垂直于第一方向的第二方向(例如，y方向)。该第三组线圈122a和122b的公共轴线指向基本上垂直于第一方向和第二方向的第三方向(例如，z方向)。
[0048]当一组线圈120、121、122中的线圈进一步分隔开时，能使用这些线圈产生的磁场在该带电粒子光刻设备所位于的区域处变得更为均匀。为此，线圈与第二腔室102的最接近壁之间沿着基本上平行于各自公共轴线的方向所测量的距离，优选地小于同一线圈与第一腔室101的最接近壁之间的这种距离。优选地，一组线圈的一个线圈与第一腔室101的最接近壁之间的距离为该线圈与第二腔室102的最接近壁之间的距离的至少两倍。最为优选的是，线圈布置为靠近第二腔室102的最接近壁。此外，在一组线圈的各个线圈包围一个更大区域的情况下，可产生更为均匀的磁场。
[0049]线圈对120、121、122中的一个或多个可以是所谓的亥姆霍兹(Helmholtz)线圈对。在一个亥姆霍兹线圈对中的线圈基本上为沿着公共轴线对称置放的相同环形磁线圈，这些线圈被分隔开等于线圈半径的距离。将线圈的分隔距离设定为等于线圈半径，将使线圈中心处产生的磁场的非均匀性最小化。
[0050]在一个经屏蔽环境内(B卩，第二腔室102)使用一组或多组补偿线圈实现了屏蔽的紧凑且灵活的设计。再者，第二腔室102对线圈的包覆导致在第二腔室102外部补偿场的强度下降。换言之，在第二腔室102内由一组或多组线圈产生的场的如果不是全部，则该场的大部分，皆停留在第二腔室102内。于是，如果多个光刻系统靠近彼此地操作，则产生来优化一个带电粒子光刻设备110的性能的补偿场不会负面地(或者是仅仅以非常有限的程度)影响相邻光刻设备110的性能。
[0051]已经发现:在第二腔室102内使用一个小屏蔽腔室101相当程度地改善了屏蔽。特别是在第一腔室101的壁布置为与接近第二腔室102的任何壁相比更为接近带电粒子光刻设备的情况下，两个腔室的屏蔽效应的强度有效地对应于该第一腔室101和该第二腔室102分别的屏蔽效应强度的乘积。如果第一腔室101的壁接近第二腔室102的壁(例如，在双层屏蔽腔室中使用时)，此组件的屏蔽效应强度对应于分别的屏蔽效应强度的总和。
[0052]该一组或多组两个线圈120、121、122的操作能基于若干输入。在一些应用中，补偿仅仅被应用于稳定的外部磁场，诸如普通地球磁场。在一些其它情况中，一个或多个线圈对的启动是基于用传感器装置执行的测量的。将该传感器装置放置在屏蔽环境外侧是相对容易实施的，不过该测量可能缺少准确性。腔室的屏蔽可能无法以完全均质的方式来屏蔽外部磁场。结果，线圈基于外部测量的启动可能无法引起对外部磁场令人满意的补偿，如在光刻设备的位置处所感受到。[0053]鉴于光刻应用中所期望的准确性，在目前且甚至是在不久将来的更多需求，这种缺少准确性是不理想的。
[0054]图3是用于磁屏蔽包括传感器装置的带电粒子光刻设备的系统的一个实施例的横截面视图。该系统包含两个屏蔽腔室101和102，其具有包括磁屏蔽材料的壁。带电粒子光刻设备Iio设置在第一腔室101内。该系统进一步包含一组线圈122a和122b。该线圈的横截面指示了电流方向的可行方式。设置有十字形记号的横截面代表流入纸面的电流，而设置有中心实点的横截面则代表流出纸面的电流。所有系统组件设置在真空腔室150内。
[0055]该系统进一步包括传感器装置，其包括一个或多个磁场传感器。在所示实施例中，该传感器装置包括两个磁场传感器160a和160b。这些传感器160a和160b布置成用于测量靠近该光刻设备110的位置的磁场。优选地，传感器160a和160b是三轴线磁场传感器，即，这些传感器能同时测量在三个维度中的磁场。基于由传感器160a和160b执行的测量，控制单元170可控制在一个或多个线圈对120、121、122中的电流，以进行补偿。
[0056]可被用在本发明实施例中的磁场传感器的实例是三轴线磁场传感器FL3-100,由位于德国Dinslaken的Stefan Mayer仪器公司所制造。
[0057]磁性传感器在该系统内的位置可进行调整。图4示意性显示一个传感器定位装置的实施例，其实现了对磁性传感器160的位置的调整。特别是在维护操作之后，对一个或多个传感器160的位置的调整实现了对测量的优化，且因此改善了对干扰磁场的补偿。注意在图4中，为了增加明晰度，未示出屏蔽腔室101。
[0058]如图3中示意性描绘，磁场传感器160a和160b可被置放在屏蔽腔室101内侦彳。然而在一些应用中，将传感器装置或其至少一个磁场传感器置放在屏蔽腔室101外侧但是在腔室102的内侧就可能是充分的。
[0059]图5是用于磁屏蔽包括传感器装置的带电粒子光刻设备的一个系统的另一个实施例的横截面视图。在此配置中，传感器装置包括位于腔室101外部的磁场传感器161。磁场传感器161优选地被置放在平台元件(stage element) 175和腔室101中的开口 111之间，以便能够转移源自于光刻设备110的福射射束或细射束。该磁场传感器161优选地被定位为靠近该开口 111。此位置允许磁场传感器161具有对腔室101中场的充分的指示，该场是在使用光刻系统110期间由穿过该开口 161所投射的辐射所经历的。该平台元件175配置成用于支撑基板支持结构和其上所置放的基板，例如在图1中具有表面13的目标24。该平台元件175可感应所述腔室102内的磁场的变化。该平台元件175可采取所谓短行程台(short-stroke stage)的形式。
[0060]在对包括光刻设备的一个腔室内的磁场进行补偿的一个方法中使用传感器161的示范性方式，包括将基板支持结构置放于开口 162下方的中心位置处，并且用该磁场传感器161测量该磁场。
[0061]然后该磁场可通过诸如在腔室102内的线圈122a和122b这样的线圈进行补偿，直到传感器161所测量的磁场在所有方向上基本上等于零。具体来说，在传感器被使用以三个正交方向进行测量的情况中，通过使用在一个方向上具有公共轴线的线圈组122a和122b，和具有基本上垂直于线圈122a和122b的公共轴线的一个公共轴线的相似线圈组，在补偿发生的同时由该传感器所测量的期望磁场(Bx，By，Bz)等于(0，0，0)。
[0062]接着在置放于基板支持结构上的基板的暴露期间，流过线圈的补偿电流可在平台元件175的后续移动期间予以维持。尽管这种补偿方法在许多应用上将是足够的，然而有些时候可能需要在该平台元件175移动期间的进一步补偿。
[0063]在图2a和2b中所示的系统在内部有效地屏蔽带电粒子光刻设备。然而，在腔室101和102打开的情况下，例如更换诸如晶片这样的待处理基板的情况下，该光刻设备仍然将被暴露于外部磁场。短时间暴露于外部磁场将具有将一个小的剩余磁场引入腔室101和102的壁的影响。因为该剩余场本质上相当微弱且距离相当大，所以在第二腔室102的壁中的剩余场将不会对光刻设备的性能造成深远的影响。然而，在第一腔室的壁中的剩余场对光刻设备的性能可具有负面影响。
[0064]因此，第一腔室101可设置有消磁装置。图6a示意性显示与立方形的屏蔽腔室101结合起来使用的消磁线圈180的实施例，然而图6b示意性显示与圆柱形的屏蔽腔室101结合起来使用的消磁线圈180的实施例。消磁装置使屏蔽腔室101内的剩余场能够被消除。
[0065]消磁线圈180遵循这样一条路径，即穿过孔181a进入腔室101，接着沿着腔室壁内侧上的三个边缘而行，穿过孔181b离开腔室101，且最终沿着腔室壁而顺着一相似路线返回腔室101的外侧处。在图6a和6b中，为清楚起见，所示消磁装置仅显示一个消磁线圈180。实际上，屏蔽腔室101可设置有超过一个消磁线圈180，以便能够消除在第一腔室101的所有壁中的剩余场。例如，对于立方形屏蔽腔室101来说，使用四个消磁线圈180已经获得良好结果。
[0066]图7a示意性显示包括门201的经屏蔽真空腔室200的前视图。图7b沿着线段VIIb到Vllb’而示意性显示图7a中的腔室200的俯视图。例如通过使用一个或多个连接条状件205，门201以可移除方式被附接到真空腔室200的侧壁202。连接条状件205可包含内侧条状件205a和外侧条状件205b。这样的连接条状件205a和205b的使用提供了门关闭机构，以提供和维持磁性连续性。再者，条状件205a和205b可轻易应用。
[0067]优选地，条状件205a和205b是中空的，且形成套管(thimble)或总线(bus)。使用中空条状件降低了系统重量，且可增加系统的结构整体性。条状件205a和205b由诸如铝这样的非磁性材料制造。
[0068]图8a和8b分别显示条状件205a和205b的实施例。条状件205a和205b是中空的。条状件205a在相反的侧上设置有多个孔210。孔210针对彼此而予以对齐，使得在一个侧表面处的一个孔210对应于在该条状件205a的相反侧表面处的一个孔210。类似地，该条状件205b在相反侧上设置有相互对齐的多个孔211。在条状件205a中的孔210的数量大于在条状件205b中的孔211的数量。
[0069]中空条状件205a在门201的内侧处被连接到侧壁202。在该侧壁202与该条状件205a之间的连接的建立可藉由使用指向穿过孔210的螺栓220，且使用螺帽230予以栓紧。图9示出不具有侧壁202的这种装置。连接点的较大数量实现了能够在较大面积上快速分布压力的连接。
[0070]该条状件205b被连接到门201的外侧处。在条状件205b与门201之间的连接的建立可藉由使用一个大螺栓221以将条状件205b连接到条状件205a，该大螺栓221延伸穿过条状件205b中两个相互对齐的孔211并且穿过条状件205a中相互对齐的相对应孔210。该连接可通过使用一个适当的螺帽231来固定。由于条状件205b具有有限数量的孔，所以仅有几个连接元件需要被移除或置放以分别使门201能够打开或关闭。与条状件205a的连接使压力能够分布在该门的一个较大范围上，而使得实现良好的磁封闭(magneticclosure)。一个或多个弹簧元件可设置在条状件205a和条状件205b与门201和侧壁202之间。通过提供弹簧元件，压力能被更为均匀地分布，而进一步改善磁封闭。
[0071]将理解到，被连接到条状件205a和205b的门201和侧壁202需要设置有适当的开口，以促进如上文所述和图9中所展示(为清楚起见没有呈现侧壁202和门201)的连接。
[0072]本发明已参照上文所讨论的某些实施例而进行说明。将认识到，这些实施利容易受到本领域技术人员周知的各种修改和替代形式的影响，而没有悖离本发明的精神和范畴。据此，尽管已经说明了多个具体实施例，然而这些具体实施例仅仅作为实例而不会对本发明的由所附权利要求定义的范围有所限制。
【权利要求】
1.一种用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的系统，该系统包括: 第一腔室，具有包括磁屏蔽材料的壁，该第一腔室至少部分地包围所述带电粒子光刻设备； 第二腔室，具有包括磁屏蔽材料的壁，该第二腔室包围所述第一腔室；以及 一组两个线圈，被设置在所述第二腔室中并位于所述第一腔室的相对侧上，所述两个线圈具有公共轴线。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二腔室包围: 第一组两个线圈，设置在所述第一腔室的相对侧上，所述第一组的两个线圈具有在第一方向上的公共轴线； 第二组两个线圈，设置在所述第一腔室的相对侧上，所述第二组的两个线圈具有在第二方向上的公共轴线，该第二方向基本上垂直于所述第一方向；以及 第三组两个线圈，设置在所述第一腔室的相对侧上，所述第三组的两个线圈具有在第三方向上的公共轴线，该第三方向基本上垂直于所述第一方向和所述第二方向。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中在线圈与所述第二腔室的最接近的壁之间沿着基本上平行于公共轴线的方向所测量的距离小于在该线圈与所述第一腔室的最接近的壁之间的这种距离。
4.如权利要求3所述的系统，其中在所述线圈与所述第一腔室的最接近的壁之间的距离至少是在该线圈与所述第二腔室的最接近的壁之间的距离的两倍。
5.如前述权利要求中任 一项所述的系统，其中所述线圈被设置为靠近所述第二腔室的壁。
6.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一腔室的所有壁被设置为比所述第二腔室的至少一个壁更加接近所述带电粒子光刻设备。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述第一腔室的所有壁被设置为比所述第二腔室的任何壁更加接近所述带电粒子光刻设备。
8.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述磁屏蔽材料包含具有高于大约300，000的相对磁导率的材料。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述材料为μ金属。
10.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一腔室配备有消磁装置。
11.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二腔室配备有消磁装置。
12.如权利要求10或11所述的系统，其中所述消磁装置包括一个或多个消磁线圈。
13.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一腔室具有立方形、圆柱形或盒状的形状。
14.如前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括至少一个磁场传感器，该至少一个磁场传感器用于测量所述第一腔室内的磁场。
15.如前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括至少一个另外的磁场传感器，该至少一个另外的磁场传感器用于测量所述第二腔室内的磁场。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述第一腔室设置有开口，以允许源自于所述光刻设备的辐射被暴露于所述第二腔室中在基板支持结构上提供的待处理的基板上，其中所述至少一个另外的磁场传感器被定位在所述第一腔室与靠近所述开口的基板支持结构之间。
17.如权利要求14-16中任一项所述的系统，进一步包括控制系统，该控制系统用于基于所述至少一个磁场传感器和/或所述至少一个另外的磁场传感器提供的信息控制流过所述线圈的电流。
18.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述带电粒子光刻设备包括: 带电粒子源，用于产生一个或多个带电粒子射束； 可移动装置，用于支撑目标；以及 图案化装置，用于依据图案将所述一个或多个带电粒子射束转移到目标的表面上。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述第一腔室包围所述带电粒子源和所述图案化装置，其中所述可移动装置位于所述第一腔室的外侧，且其中所述第一腔室在面对所述可移动装置的一侧处设置有开口。
20.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一腔室和所述第二腔室中的至少一个设置有可移除附接的门，其中所述门通过一个或多个连接条状件附接。
21.如权利要求20所述的系统，其中所述一个或多个连接条状件是中空的。
22.如权利要求20或21所述的系统，其中所述一个或多个连接条状件包含至少一个内侧条状件和至少一个外侧条状件，该至少一个内侧条状件用于在各自腔室的内侧处附接至所述门，且该至少一个外侧条状件用于在各自腔室的外侧处附接至所述门，其中所述至少一个内侧条状件和所述至少一个外侧条状件在其相反侧处设置有多个相互对齐的孔，且其中通过使用连接元件以将所述至少一个外侧条状件连接至所述至少一个内侧条状件，所述至少一个内侧条状件和所述至少一个外侧条状件彼此连接，该连接元件延伸穿过所述外侧条状件中的两个相互对齐的孔且穿过所述内侧条状件中对应的相互对齐的孔。
23.如权利要求22所述的系统，其中在所述内侧条状件中相互对齐的孔的数量大于在所述外侧条状件中相互对齐的孔的数量。
24.如权利要求22或23所述的系统，其中所述连接元件为螺栓，且通过使用螺帽来固定所述连接。
25.如权利要求20-24中任一项所述的系统，其中一个或多个弹簧元件被设置在所述条状件与所述门之间。
【文档编号】G03F7/20GK103477285SQ201280018758
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年2月13日 优先权日:2011年2月16日
【发明者】A.罗森塔尔 申请人:迈普尔平版印刷Ip有限公司