带电粒子多小束设备的制作方法
【专利摘要】带电粒子多小束设备。本发明涉及用于在带电粒子多小束设备中操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束的方法和装置。操纵器装置包括：平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，布置这些通孔中的每个，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中每个通孔设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极；以及电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中布置电子控制电路，用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
【专利说明】带电粒子多小束设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在带电粒子多小束设备中影响和/或控制一个或多个带电粒子小束的轨迹的方法。
[0002]更具体地说，本发明涉及一种使用多个带电粒子小束的带电粒子多小束设备，所述设备包括操纵设备，用于操纵多个带电粒子小束的一个或多个带电粒子束。例如，正在对大容量无掩模光刻系统、多电子束显微术、以及多电子束引发沉积装置开发多电子束系统。
[0003]本发明还涉及无掩模带电粒子多小束光刻系统、带电粒子多小束显微术系统、带电粒子多小束引发沉积装置、以及带电粒子多小束设备中使用的操纵器装置。
【背景技术】
[0004]例如WO 2009/127659 A2中公开了一种利用多小束曝光目标的带电粒子多小束光刻系统。该光刻装置包括偏转装置，该偏转装置包括多个偏转器，其中该偏转装置包括多个存储单元，每个存储单元设置有存储元件并且连接到偏转器。存储元件有效用作本地可用放大器的控制信号，该放大器将实际上数字信号送到偏转器。换句话说，偏转器或处于接通或处于断开。对于实现光刻系统的高精度图形化步骤和高晶片吞吐量，这是非常重要的步骤。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能够改善操纵所述多个小束的单独小束的操纵器装置和包括这种操纵器装置的带电粒子多小束设备
[0006]根据第一方面，本发明提供了一种用于在带电粒子多小束设备中影响和/或控制一个或多个带电粒子小束的轨迹的方法，其中所述设备包括操纵器装置，用于操纵在带电粒子多小束设备中的多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束，其中该操纵器装置包括:
[0007]平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔的每个设置有围绕通孔布置的一个或多个电极，并且其中一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及
[0008]电子控制电路，用于提供控制信号到通孔阵列的每个通孔的一个或多个电极，
[0009]其中该方法包括通过对每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压，对每个通孔提供单独调节控制的步骤。
[0010]通过对一个或多个电极提供电压，能够产生静电场，可以利用该电场影响和/或控制带电粒子小束中的带电粒子的轨迹。迄今为止，至少在其中多个小束从一个源发出的带电粒子光学柱中，小束的单独操纵被限制到用于单独小束的实际上数字接通或断开切换的偏转器阵列，该一个源发射被分裂为所述多个小束的带电粒子束。
[0011]本发明的操纵器装置能够为每个单独通孔的电极提供单独可调电压控制。优选地，能够以各种不同电平对每个单独通孔设定电压，为每个小束提供单独可调控制。特别是，对于每个电极，该电压是单独可调的。
[0012]在实施例中，该带电粒子多小束设备包括传感器，用于确定所述带电粒子小束的至少一个特性，其中该传感器被连接到所述电子控制电路，其中该方法包括根据由传感器提供到电子控制电路的反馈信号，为每个通孔提供单独调节控制的步骤。
[0013]通常，小束对准的任何恶化和/或漂移以非常慢的步伐发生。本发明人对此的了解，使本发明人认识到正是多小束设备能够对多个小束中的每个单独小束校正慢速恶化和/或漂移。
[0014]根据本发明，例如，当每次在光刻系统中交换目标期间，周期性地检验单独小束的对准，利用传感器检验小束，并且控制电路调节控制信号，以便为操纵器装置提供校正设定，从而至少实际上校正一个或多个单独小束的恶化和/或漂移。随后，在处理后续目标期间保持操纵器装置的校正设定。
[0015]作为一种选择，操纵器、控制电路和传感器的组合也能够使反馈系统在带电粒子多小束设备中，特别是在多小束带电粒子光刻系统中单独地调节和/或优化每个小束和/或每个小束的对准。在实施例中，反馈系统被布置用于单独地动态调节和/或优化每个小束和/或每个小束的对准。优选地，在带电粒子多小束设备中，特别是在多小束带电粒子光刻系统中，优选整体地布置该反馈系统。在实施例中，操纵器装置被布置用于所述多个小束中的单独小束的聚焦、偏转或消像散(特别是减小像散)。本发明的改进型操纵器装置能够被用于操纵所述多个小束的单独小束，不仅用于偏转单独小束，而且能够用于其他功能，诸如，小束的单独聚焦，或这些单独小束的像散校正，由下面描述的实施例，显而易见。
[0016]电子控制电路被布置用于为每个单独通孔的一个或多个电极中的每个电极提供至少实际上模拟可调电压。利用这种可调电压，可以对每个小束进行微小校正，例如，用于校正偏转角，用于调节静电小透镜的强度或用于对像散提供校正，以便优化该多个小束。
[0017]在一个实施例中，电子控制电路至少部分地被布置在平面衬底上，并且至少部分地与所述通孔相邻。
[0018]在一个实施例中，每个通孔被布置用于为一个单一小束提供通路。在变型实施例中，每个通孔被布置用于为几个小束，例如，一组7 X 7个小束，提供通路。
[0019]在一个实施例中，平面衬底是晶片，并且其中电子控制电路包括在所述平面衬底上的集成电路。在一个实施例中，电子控制电路至少部分地被布置在两个通孔之间。适当地，靠近具有一个或多个电极的实际通孔，布置控制电路。特别是在通孔之间，更特别是在两组通孔之间的无束区中，电子控制电路能够被适当布置。
[0020]在一个实施例中，电子控制电路包括存储器，用于存储一个或多个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该存储器被布置在平面衬底上并且与所述通孔相邻。在另一个实施例中，所述存储器被布置，用于存储用于以各种不同电平为每个单独通孔设定电压的控制数据。
[0021 ] 在一个实施例中，存储器被布置，用于存储一个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该存储器被布置在平面衬底上并且与所述单独通孔相邻。在一个实施例中，该存储器被布置在两个通孔之间。
[0022]在一个实施例中，该一个或多个电极包括沉积在平面衬底上的金属。在一个实施例中，该金属包括钥。尽管在晶片上使沉积的钥成结构是个困难工艺，但是仍是有利的，因为它的表面氧化是导电的，从而将使因为所述电极的充电产生的束误差最小化。
[0023]在一个实施例中，该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上。在一个实施例中，该通孔至少实际上穿过所述衬底的表面延伸。
[0024]在一个实施例中，至少部分地对着所述通孔的内面向壁，布置通孔的一个或多个电极。在一个实施例中，在实际上平行于所述通孔的中心线的方向上，所述一个或多个电极延伸进通孔中。这种电极能够提供更均匀的静电场，用于更精确操纵小束中的带电粒子。
[0025]在一个实施例中，每个通孔的一个或多个电极至少实际上由接地电极包围。在一个实施例中，该接地电极包括沉积在平面衬底上的金属。在一个实施例中，该金属包括钥。由于非常接近地布置单独通孔及其电极，所以至少包围的接地电极减少串扰。
[0026]在一个实施例中，背离平面衬底的一个或多个电极的表面被布置在平面衬底和背离所述平面衬底的接地电极的表面之间的高度处。在一个实施例中，平面衬底上的接地电极的厚度大于平面衬底上的一个或多个电极的厚度。在这些实施例中，相对于包围接地电极，一个或多个电极被布置在凹槽位置。包围接地电极相对于在通孔处的一个或多个电极高度的较高高度，进一步降低相邻通孔的一个或多个电极间的任何串扰。此外，包围接地电极相对于通孔处的一个或多个电极高度的较高高度，降低因为静电杂散场产生的束误差。
[0027]在一个实施例中，电子控制电路包括连接引线，用于连接电子控制电路与一个或多个电极，其中所述连接引线中的至少一个至少部分地被布置在两个接地导电层之间。在一个实施例中，该所述连接引线中的至少一个至少部分地布置于两个接地引线之间。通过至少部分地在导电层和/或引线之间布置至少一些连接引线，屏蔽所述引线，这样降低连接引线之间的任何干扰。
[0028]在一个实施例中，所述操纵器装置包括静电透镜阵列，其中所述静电透镜中的每个包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中该通孔中的每个包括围绕相应通孔布置的一个电极，并且其中电子控制电路被布置，用于为所述静电透镜阵列中的透镜的每个单独通孔的一个电极提供可调电压，以便单独调节所述透镜的强度。
[0029]在一个实施例中，所述操纵器装置包括静电偏转器阵列，其中所述静电偏转器中的每个包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中该通孔中的每个包括围绕相应通孔布置的两个或更多电极，并且其中电子控制电路被布置，用于为所述静电偏转器阵列中的偏转器的每个单独通孔的两个或更多电极提供可调电压，以便单独调节由所述偏转器产生的带电粒子小束的偏转量。
[0030]在一个实施例中，所述操纵器装置包括静电像散校正器阵列，其中所述静电像散校正器中的每个包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中该通孔中的每个包括围绕相应通孔布置的八个电极，并且其中电子控制电路被布置，用于为所述静电像散校正器阵列中的像散校正器的每个单独通孔的八个电极提供可调电压，以便单独调节由所述像散校正器产生的带电粒子小束的像散校正量。
[0031]在一个实施例中，电子控制电路包括去复用器，用于从复用信号中提取一个或多个单独通孔的控制数据，该去复用器被布置在平面衬底上并且与所述通孔相邻。
[0032]在一个实施例中，该去复用器被布置，用于提取一个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该去复用器被布置在平面衬底上并且与所述单独通孔相邻。
[0033]在一个实施例中，该去复用器被布置在相邻通孔之间。[0034]在一个实施例中，到该装置的连接引线的数量实际上小于电极的数量。在一个实施例中，到通孔的连接引线的数量小于所述通孔的电极的数量。
[0035]根据第二方面，本发明提供了一种带电粒子多小束设备，包括操纵器装置，用于操纵在带电粒子多小束设备中的多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束，其中该操纵器装置包括:
[0036]平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔中的每个被设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及
[0037]电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中电子控制电路被布置，用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
[0038]在一个实施例中，该带电粒子多小束设备还包括传感器，用于确定所述多个带电粒子小束的至少一个特性，其中该传感器被连接到所述电子控制电路，用于提供反馈信号。这种反馈布置在多小束系统中特别有利，以便能够对单独通孔中的每个通孔的一个或多个电极中的每个电极的单独可调电压做出自动反馈，用于将每个这种可调电压设定到需要的数值，以便获得所述多个带电粒子小束中的每个小束的需要的校正。
[0039]在一个实施例中，操纵器装置是具有第一平面衬底的第一操纵器装置，包括在第一平面衬底的平面中的第一通孔阵列，其中带电粒子多小束设备包括具有第二平面衬底的第二操纵器装置，包括在第二平面衬底的平面中的第二通孔阵列，其中该通孔中的每个包括围绕相应通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，其中离开第一平面衬底某个距离并且实际上平行于第一平面衬底，布置第二平面衬底，其中第二通孔阵列的每个通孔至少实际上与第一通孔阵列的通孔成直线。在一个实施例中，通孔具有半径r，并且其中第一和第二平面衬底之间的距离d等于或小于半径r。在一个实施例中，第一和第二操纵器装置的一个或多个电极分别被布置在所述第一和第二衬底上，并且其中第一衬底上的一个或多个电极和第二衬底上的一个或多个电极面对面。在一个实施例中，至少关于第一和第二操纵器装置之间的中心平面，第二操纵器装置至少实际上与第一操纵器装置镜像对称。
[0040]根据第三方面，本发明提供了一种带电粒子多小束无掩模光刻装置，包括操纵器装置，用于操纵在带电粒子多小束无掩模光刻装置中的多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束，其中该操纵器装置包括:
[0041]平面衬底，包括在该衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔中的每个设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及
[0042]电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中电子控制电路被布置，用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
[0043]在一个实施例中，带电粒子多小束无掩模光刻装置和/或其操纵器装置被设置有上述实施例中描述的一个或多个测量器。
[0044]根据第四方面，本发明提供了一种用于操纵在带电粒子多小束设备中的多个带电粒子小束的一个或多个带电粒子束的操纵器装置，其中该操纵器装置包括:
[0045]平面衬底，包括在该衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔中的每个被设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及
[0046]电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中电子控制电路被布置，用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
[0047]在实施例中，操纵器装置被设置有上述实施例中描述的一个或多个测量器。
[0048]只要可能，能够单独应用说明书中描述和示出的各方面和特征。这些单独方面，特别是所附从属权利要求中描述的方面和特征能够被作为分案专利申请的主题。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]将根据附图所示的典型实施例描述本发明，其中:
[0050]图1示出带电粒子多小束无掩模光刻系统的示意截面图，
[0051]图2示出包括四极偏转器的阵列的操纵器装置的第一例子的示意分解图，
[0052]图3示出图1的四极的样机操纵器装置的俯视图，
[0053]图4示出操纵器阵列的第二例子的俯视图，每个操纵器包括在单透镜阵列中使用的一个电极，
[0054]图5示出在图4的操纵器装置中使用的一个操纵器11的示意截面图，
[0055]图6示出操纵器阵列的第三例子的俯视图，每个操纵器包括用于形成八极的8个电极，
[0056]图7示出在操纵器装置中使用的操纵器的另一个例子的示意截面图，
[0057]图8A示出在图1的光刻系统中使用的操纵器装置的示意俯视图，
[0058]图8B示出图8A的示意俯视图的细节,示意性示出了无束区内的电子控制电路，以及
[0059]图9示出带电粒子多小束检验设备的示意截面图。
【具体实施方式】
[0060]对大容量光刻、多电子束显微术和多电子束引发沉积开发了多电子束系统。特别是，对光刻和沉积系统，单独束消隐，即接通或断开切换，被用于产生图形。
[0061]然而，单独地定位、聚焦、矢量扫描和消像散小束也有利。迄今为止，还没有用于关于位置、聚焦、矢量扫描或消像散的单独调节的单独操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束的操纵器装置。这种系统的一个问题是分别单独控制每个小束需要巨量数据。另一个问题是每个操纵器的尺寸小并且相邻操纵器之间的间隔小。
[0062]本发明建议将MEMS技术用于制造包括用于操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子小束的操纵器阵列的操纵器装置。根据其用途，操纵器优选地具有范围从约150微米与2微米的横向尺寸。
[0063]挑战之一是设计制造工艺与芯片制造和电子光学设计规则兼容的电极。此外，希望在没有成千外部控制线的情况下，控制成千粒子束。
[0064]图1示出基于全部带电粒子小束没有公共交叉(cross over)的带电粒子束光学系统的带电粒子多小束光刻系统100的原理图。这种光刻系统包括带电粒子源101，例如，电子源，用于产生扩散的带电粒子束120。扩散束通过准直透镜102，以便使带电粒子束120准直。
[0065]接着，准直束120射到小孔阵列104上，小孔阵列104阻挡准直束120的一部分，以产生子束121。子束121射到另一个小孔阵列105上，以产生小束122。会聚透镜阵列103(或一组会聚透镜阵列)被包含，用于使子束121聚焦到端模块107的束阑阵列108中的相应开孔。
[0066]小束产生小孔阵列105被优选地包含在与小束消隐器阵列106的组合中，例如，与消隐器阵列106前面的小孔阵列105紧密地一起被布置。
[0067]如图1所示，会聚透镜或这些会聚透镜103使子束121聚焦在或聚焦到端部模块107的束阑阵列108中的相应开孔。在该例子中，小孔阵列105从子束121产生三个小束122，该小束122在相应开孔处射到束阑阵列108，因此，这三个小束122由端部模块107中的投影透镜系统109投影到目标110上。实际上，对于每个端部模块107中的每个投影透镜系统109，具有非常大数量小束的一组小束可以由小孔阵列105产生。在实际实施例中，通常约50个小束可以被引导通过单个投影透镜系统109，并且可以将小束的数量增加到200或更多。如图1所示，小束消隐器阵列106可以在某些时间使一组小束122中的单独小束偏转，以使其消隐。这由已经被偏转到束阑阵列109上靠近但是并不在开孔处的位置的消隐小束123表示。
[0068]根据本发明，带电粒子光学柱可以被设置有一个或多个操纵器装置，如下所做的详细描述。这样的操纵器装置300可以被布置在准直透镜102的后面，用于:
[0069]一提供在实际上垂直于带电粒子光学柱的光轴的平面中的偏转，以便校正带电粒子光学柱的装置中的一个或多个装置的未对准，和/或
[0070]一提供对可以由通常是磁透镜的显微透镜产生的任何像散的校正，该显微透镜衍射整个粒子束120、全部子束121或全部小束122。
[0071]还可以将这种操纵器装置310设置为端部模块107的一部分，用于在投影透镜系统109中提供两维偏转，并且能够矢量扫描一组中的小束。
[0072]操纵器装置300、310被连接到电子控制电路430，该电子控制电路430提供控制信号433、434到操纵器装置300、310。
[0073]此外，带电粒子光学柱设置有用于确定多个小束中的小束的至少一个特征的传感器，其中该传感器连接到电子控制电路430，以便提供反馈信号。这样的传感器410可以设置在束阑阵列108处，优选地设置在小束在被消隐时被引导到的位置。作为一种选择，可以将传感器420实际上布置于在交换已经处理过的目标和需要处理的目标期间目标110的位置。在该交换期间，检测器420可以在小束下移动XY，并且能够检验这些小束的对准，并且如果需要，则能够根据由传感器410、420提供到电子控制电路430的反馈信号431、432调节，优选地自动调节操纵器装置300、310。
[0074]请注意，当与利用小束消隐器阵列106偏转小束122相比时，小束122的对准性的任何恶化和/或漂移是以非常慢的步伐发生。例如，在每次交换目标时，都利用传感器410、420检验小束122，并且控制电路430调节控制信号433、434，以便为操纵器装置300、310提供校正的设置，从而至少实际上校正单独小束122中的一个或多个小束的恶化和/或漂移。随后，在处理后续目标期间，操纵器装置300、310的该校正的设置被保持。
[0075]作为一种选择，操纵器300、控制电路430和传感器410、420的组合还提供反馈系统用于在带电粒子多小束设备中，特别是在多小束带电粒子光刻系统中单独地调节和/或优化每个小束和/或每个小束的对准。在实施例中，布置反馈系统，以单独地动态调节和/或优化每个小束和/或每个小束的对准。优选地，在带电粒子多小束设备中，特别是在多小束带电粒子光刻系统中，优选地布置，优选地整体布置该反馈系统。
[0076]在图2和3中部分地示出根据本发明的操纵器装置300、310的第一例子。图2示出利用MEMS技术制造的多小束四极偏转器I。该制造工艺是双极兼容的，允许合并例如具有抽样和保持功能的本机电子装置。
[0077]多小束四极偏转器I包括实际上平面衬底3，该衬底3设置有以行和列规则布置的通孔2的阵列。通孔2实际上横穿平面衬底3的表面S延伸，并且布置通孔2，用于传送至少一个带电粒子小束通过通孔2。
[0078]在平面衬底3的顶部，布置电子控制电路4，在该例子中，平面衬底3是Si芯片。电子控制电路4包括与通孔2相邻布置的，特别是在平面衬底3的无束区上的集成电路。在电子控制电路4的顶部上，设置绝缘层5，在绝缘层5的顶部上，布置电极层6。
[0079]每个通孔2设置有在所述衬底3上围绕通孔2布置的四个电极7。具有四个电极7的每个通孔2形成单独操纵器10，用于操纵穿过通孔2的一个或多个小束。因此，操纵器装置I包括以行和列布置的单独操纵器10的阵列。
[0080]电极7优选地由钥制成，然而，它们也可以由其他导电材料制成。电极层6具有约4微米的厚度，并且通过利用反应离子蚀刻各向异性蚀刻钥制成该电极。
[0081]请注意，四个电极7由电极层6的余部8包围,如图2的俯视示意图所示。与电极7电隔离的余部8用作在某个距离处包围四个电极7的接地电极8。在电极层6的下面，存在绝缘材料5的层，绝缘材料5设置有通路51，用于将每个电极7连接到绝缘材料5的层下面的电子控制电路4。
[0082]电子控制电路4提供控制信号到每个通孔2的四个电极7中的每个电极7。电子控制电路4布置在平面衬底3上并且至少部分地与所示通孔2相邻，并且布置电子控制电路4，用于为每个通孔2的四个电极7中的每个提供单独可调电压，以使在使用时穿过所述通孔2的一个或多个带电粒子小束偏转。因此，利用用于单独调节由所述偏转器10产生的带电粒子小束的偏转量的可调电压，所述操纵器装置I的每个操纵器10能够被用于在平行于平面衬底3的表面S的平面中的任意方向上偏转带电粒子小束。
[0083]图4和5示出本发明的装置中使用的操纵器11的第二例子。该第二例子的操纵器装置本质上包括与图2的分解图所示的装置相同的结构。即，该装置包括实际上平面衬底13，该平面衬底13设置有以行和列规则布置的通孔12的阵列，如图4的俯视图所示。布置通孔12，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，并且通孔12设置有包围通孔12的一个电极17。
[0084]在平面衬底13的顶部上，布置电子控制电路14。电子控制电路14包括与通孔12相邻布置的集成电路。在该例子中，电子控制电路14由具有通过通路51互连的集成电子电路系统的几个层15构成。
[0085]此外，在通孔12的边缘，设置通路52，该通路52连接到顶部电极17。通路52提供顶部电极17在通孔12中的延伸。因此，至少部分地对着所述通孔的内面向壁，布置通孔的电极17。在制造集成电子控制电路14的同时并且采用相同的工艺制造位于通孔12的边缘的通路52。
[0086]每个通孔12设置有围绕所述衬底13上的通孔12布置的一个电极17。在平面衬底13上方的某个距离处，布置另一个电极19。该另一个电极19也包括通孔12’的阵列，通孔12’与衬底13的通孔12对准，如图5的截面图中示意所示。具有电极17和另一个电极19的每个通孔12形成单独单透镜(Einzel lens) 11，在使用中，对单透镜11供给可调电压，用于单独调节所述透镜11的焦距或强度(strength)。
[0087]因此，该第二例子提供操纵器装置16，包括静电透镜11的阵列，其中每个所述静电透镜11包括所述通孔阵列的一个通孔12，其中每个通孔12包括围绕相应通孔12布置的一个电极17，并且其中布置电子控制电路14，用于为所述静电透镜阵列的透镜11的每个单独通孔的一个电极12提供可调电压，以便单独调节所述透镜11的强度。
[0088]图6示出本发明的操纵器装置20的第三例子。该第三例子的操纵器装置20本质上包括与图2的分解图所示的装置相同的结构。即，该装置包括实际上平面衬底，该平面衬底设置有以行和列规则布置的通孔22的阵列，如图6的俯视图所示。布置通孔22，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔。每个通孔22设置有包围通孔22的八个电极27。具有电极27的每个通孔22形成单独八极偏转器，在使用中，为八极偏转器供给可调电压，以便单独调节穿过所述通孔22之一的小束的轨迹，例如，用于对每个单独小束提供消像散校正。
[0089]因此，第三例子的操纵器装置20包括静电消像散校正器21的阵列，例如，用于校正小束的任何像散，其中每个所述静电消像散校正器21包括所述通孔阵列的一个通孔22，其中每个通孔22包括围绕相应通孔22布置的八个电极27，并且其中布置电子控制电路，用于为所述静电消像散校正器阵列中的消像散校正器21的每个单独通孔22的八个电极27提供可调电压，以便单独调节由所述消像散校正器产生的带电粒子小束的消像散校正量。
[0090]在本发明的装置的另一个例子中，如图7的局部截面图所示，装置31包括具有第一平面衬底33的第一操纵器装置30，该第一平面衬底33包括在第一平面衬底33的平面中的通孔32的第一阵列，其中每个通孔32包括围绕相应通孔32布置的一个或多个电极37，并且其中一个或多个电极37布置在所述衬底33上。此外，装置31包括具有第二平面衬底33’的第二操纵器装置30’，第二平面衬底33’包括在第二平面衬底的平面中的通孔32’的第二阵列，其中每个通孔32’包括围绕相应通孔32’布置的一个或多个电极37’，并且其中一个或多个电极32’布置在所述衬底33’上。在距离d处并且实际上平行于第一平面衬底33布置第二平面衬底33’，其中第二操纵器装置30’的每个通孔32’至少实际上与第一操纵器装置30的通孔32成直线。在实施例中，将第一操纵器装置30和第二操纵器装置30’形成为一个单元。
[0091]通孔32、32’具有半径r，并且第一与第二平面衬底之间的距离d适当地等于或小于半径r。此外，第一操纵器装置30和第二操纵器装置30’的一个或多个电极37、37’布置在第一衬底33和第二衬底33’上，使得第一衬底33上的一个或多个电极37和第二衬底33’上的一个或多个电极37’面对面。至少关于第一操纵器装置30和第二操纵器装置30’之间的中心平面，第二操纵器装置30’与第一操纵器装置30至少实际上镜像对称，以便组合第一操纵器装置30的每个通孔32与第二操纵器装置30’的相应通孔32’。
[0092]第一操纵器装置30或第二操纵器装置30’中的每个可以包括:偏转器阵列，具有每个通孔32、32’的两个或更多电极37、37’，例如，如图2和3所示的四个电极；静电透镜阵列，具有每个通孔32、32’的一个电极37、37’，如图4所示；和/或静电消像散校正器阵列，具有每个通孔32、32’的八个电极37、37’，如图6所示。
[0093]回去参考如图1所示的带电粒子多小束光刻装置100，请注意，将小束122排列为组。因为对小束122编组，所以能够将为了产生子束121而阻挡准直束120的一部分的小孔阵列104后面的带电粒子光学柱的装置划分为束区200和无束区210，如图8A中示意所示出的。能够将位于例如由子束121定义的小束组之间的这些无束区210用作电子控制电路510的位置，电子控制电路510控制布置于束区200中的操纵器520，如图SB中示意性所示。靠近无束区的边缘，设置连接器500，利用数据线，连接器500连接到束区200中的每个操纵器520的电子控制电路510。电压线从每个电子控制电路510被引导到每个操纵器520的单独电极，用于为每个电极提供单独可调电压。
[0094]在无束区210的位置，有足够空间可用于布置集成电子控制电路的用于存储布置于相邻束区200中的操纵器装置的控制数据的存储装置。特别是，布置存储器，用于存储用于以各种不同电平对每个单独操纵器520设定电压的控制数据。
[0095]此外，在无束区210中布置去复用器，用于对复用数据信号去复用，并且将去复用数据发送到电子控制电路和/或其存储装置。对于，这样的实施例要求实际上每个无束区201 一条数据引线，这样显著减少连接引线的数量。
[0096]本发明的另一个典型实施例示于图9中。图9示出用于测量单独小束的束特性的带电粒子多小束检验设备的示意截面图。带电粒子多小束检验设备包括入射孔阵列1050，在使用时，入射孔阵列1050与一组小束1220对准，使这些小束1220进入检验设备。根据本发明，检验设备包括操纵器装置3000，操纵器装置3000包括单独小束操纵器2、22，例如，如图2、3和6所示，用于根据来自控制器4300的控制信号4330，单独地偏转一个或多个小束1220。在离开入射孔阵列1050背离操纵器装置3000并且在离开操纵器装置3000某个距离的一侧上，布置一系列传感器4100、4101、4200。
[0097]在该例子中，该系列传感器包括中心传感器4200，中心传感器4200包括法拉第杯。当控制器4300提供控制信号4330到操纵器装置3000的单独小束操纵器以使所有小束1220偏转到法拉第杯4200中时，测量带电粒子小束1220的总电流。将法拉第杯4200的测量的测量信号引导到控制器4300并且能够被显示、被存储和/或在控制器4300中进一步被评估。
[0098]此外，中心传感器4200由几个传感器4100、4101包围，以测量单独小束1230的束特性。为了测量单独小束1230的束特性，控制器4300提供控制信号4330，以使单独小束1230偏转到传感器4100中的一个。在如图2、3所示，操纵器装置3000包括单独偏转器2的情况下，能够在任何方向上偏转单独小束1230，并且能够单独调节一定方向上的偏转量。因此，能够使每个单独小束1230随后被引导到两个或更多传感器4100、4101，以测量不同的束特性。例如，布置两个或更多传感器4100、4101中的一个传感器用于测量单独小束1230的总电流，布置该两个或更多传感器4100、4101中的第二传感器用于测量第一束轮廓，同时在第二传感器上在第一方向上扫描单独小束1230，并且布置该两个或更多传感器4100、4101中的第三传感器用于测量第二束轮廓，同时在第三传感器上在至少实际上垂直于第一方向的第二方向上扫描单独小束1230。传感器4100、4101的测量的测量信号4320被引导到控制器4300，并且能够被显示、被存储和/或在控制器4300中进一步被评估。
[0099]应当明白，为了说明优选实施例的操作做出上述描述，但是并不意味着，上述描述限制本发明的范围。根据上面的讨论，许多变型对于所属【技术领域】内的技术人员显而易见，并且也由本发明的精神和范围所包括。
[0100]总之，本发明涉及用于在带电粒子多小束设备中操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束的方法和装置。操纵器装置包括平面衬底，平面衬底包括在衬底的平面中的通孔阵列，布置这些通孔中的每个，用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中每个通孔设置有:一个或多个电极，围绕该通孔被布置；以及电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中布置电子控制电路，用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
【权利要求】
1.一种用于在带电粒子多小束设备中影响和/或控制一个或多个带电粒子小束的轨迹的方法，其中所述设备包括用于在带电粒子多小束设备中操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束的操纵器装置，其中该操纵器装置包括: 平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔的每个被设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极，并且其中一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及 电子控制电路，用于提供控制信号到通孔阵列的每个通孔的一个或多个电极， 其中该方法包括通过为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压，为每个通孔提供单独调节控制的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中带电粒子多小束设备包括传感器，用于确定所述带电粒子小束的至少一个特性，其中传感器被连接到所述电子控制电路，其中该方法包括根据由传感器提供给电子控制电路的反馈信号为每个通孔提供单独调节控制的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述操纵器装置包括静电透镜阵列，其中每个所述静电透镜包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中每个通孔包括围绕相应通孔布置的一个电极，并且其中电子控制电路被布置用于通过为所述静电透镜阵列中的透镜的每个单独通孔的一个电极提供至少实际上模拟可调电压，单独调节每个所述静电透镜的强度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述操纵器装置包括静电偏转器阵列，其中每个所述静电偏转器包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中每个通孔包括围绕相应通孔布置的两个或更多电极，并且其中电子控制电路被布置用于通过为所述静电偏转器阵列中的偏转器的每个单独通孔的两个或更多电极提供至少实际上模拟可调电压，单独调节由所述偏转器产生的带电粒子小束的偏转量。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述操纵器装置包括静电像散校正器阵列，其中每个所述静电像散校正器包括所述通孔阵列中的一个通孔，其中每个通孔包括围绕相应通孔布置的八个电极，并且其中电`子控制电路被布置用于通过为所述静电像散校正器阵列中的像散校正器的每个单独通孔的八个电极提供至少实际上模拟可调电压，单独调节由所述像散校正器产生的带电粒子小束的像散校正量。
6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中带电粒子多小束设备包括光学柱，用于: 利用带电粒子源产生扩散带电粒子束， 利用准直器使带电粒子束准直， 利用小孔阵列产生多个小束， 在某些时间使一组小束中的单独小束偏转，以便利用小束消隐器阵列消隐这些单独小束， 利用束阑阵列阻挡偏转的单独小束，并且 利用投影透镜系统，使未阻挡的小束投影到目标上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在准直器的后面布置操纵器装置，用于: 一在实际上垂直于带电粒子光学柱的光轴的平面中，偏转所述一个或多个带电粒子小束中的一个或多个，以便校正带电粒子光学柱的装置中的一个或多个装置的未对准，和/或一对于像散，校正所述一个或多个带电粒子小束中的一个或多个。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中操纵器装置作为投影透镜系统的一部分被提供，用于提供在投影透镜系统中的所述一个或多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子小束的偏转和/或聚焦或散焦。
9.一种带电粒子多小束设备，包括操纵器装置，用于在带电粒子多小束设备中操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束，其中该操纵器装置包括: 平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中该通孔中的每个被设置有围绕该通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及 电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极， 其中电子控制电路被布置用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
10.根据权利要求9所述的带电粒子多小束设备，其中对于所述操纵器的每个电极，电压是单独可调的。
11.根据权利要求9或10所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置被布置用于所述多个小束中的单独小束的聚焦、偏转或消像散。
12.根据权利要求9、10或11所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置的平面衬底是晶片，并且其中电子控制电路包括在所述平面衬底上的集成电路。
13.根据权利要求9至12中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中电子控制电路至少部分地被布置于所述操纵器装置上的两个通孔之间。
14.根据权利要求13所述的带电粒子多小束设备，其中在位于所述操纵器装置上的两个通孔之间的或两组通孔之间的无束区中，布置电子控制电路。
15.根据权利要求9至14中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中电子控制电路包括存储器，用于存储一个或多个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该存储器被布置在所述操纵器装置的平面衬底上并且与所述通孔相邻。
16.根据权利要求15所述的带电粒子多小束设备，其中存储器被布置用于存储一个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该存储器被布置在所述操纵器装置的平面衬底上并且与所述单独通孔相邻。
17.根据权利要求15或16所述的带电粒子多小束设备，其中存储器被布置在两个通孔之间。
18.根据权利要求9至17中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置的一个或多个电极包括沉积在平面衬底上的金属。
19.根据权利要求18所述的带电粒子多小束设备，其中该金属包括钥。
20.根据权利要求18或19所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置中的通孔的一个或多个电极至少部分地被布置成对着所述通孔的内面向壁。
21.根据权利要求20所述的带电粒子多小束设备，其中在实际上平行于所述通孔的中心线的方向上，所述一个或多个电极延伸进通孔中。
22.根据权利要求9至21中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置的每个通孔的一个或多个电极至少实际上由接地电极包围。
23.根据权利要求22所述的带电粒子多小束设备，其中接地电极包括沉积在平面衬底上的金属。
24.根据权利要求23所述的带电粒子多小束设备，其中该金属包括钥。
25.根据权利要求22、23或24所述的带电粒子多小束设备，其中背离平面衬底的所述操纵器装置的一个或多个电极的表面被布置在平面衬底和背离所述平面衬底的接地电极的表面之间的高度处。
26.根据权利要求25所述的带电粒子多小束设备，其中所述操纵器装置的平面衬底上的接地电极的厚度大于平面衬底上的一个或多个电极的厚度。
27.根据权利要求9至26中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中电子控制电路包括连接引线，用于连接电子控制电路与所述操纵器装置的一个或多个电极，其中所述连接引线中的至少一个连接引线至少部分地被布置在两个接地导电层之间。
28.根据权利要求27所述的带电粒子多小束设备，其中所述连接引线中的至少一个连接引线至少部分地被布置在两个接地引线之间。
29.根据权利要求9至28中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中电子控制电路包括去复用器，用于从复用信号中提取一个或多个单独通孔的控制数据，该去复用器被布置在所述操纵器装置的平面衬底上并且与所述通孔相邻。
30.根据权利要求29所述的带电粒子多小束设备，其中去复用器被布置用于提取一个单独通孔的一个或多个电极的控制数据，该去复用器被布置在所述操纵器装置的平面衬底上并且与所述单独通孔相邻。
31.根据权利要求29或30所述的带电粒子多小束设备，其中去复用器被布置在相邻通孔之间。`
32.根据权利要求9至31中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中到操纵器装置的连接引线的数量实际上小于电极的数量。
33.根据权利要求9至32中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，其中到操纵器装置的通孔的连接引线的数量小于所述通孔的电极的数量。
34.根据权利要求9至33中的任何一项所述的带电粒子多小束设备，还包括传感器，用于确定所述多个带电粒子小束的至少一个特性，其中传感器被连接到所述电子控制电路，用于提供反馈信号。
35.根据权利要求9至34中的任何一项所述的带电粒子多小束设备， 其中该操纵器装置是具有第一平面衬底的第一操纵器装置，包括在第一平面衬底的平面中的第一通孔阵列， 其中该带电粒子多小束设备包括具有第二平面衬底的第二操纵器装置，包括在第二平面衬底的平面中的第二通孔阵列，其中每个通孔包括围绕相应通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上， 其中离开第一平面衬底某个距离并且实际上平行于第一平面衬底，布置第二平面衬底，其中第二通孔阵列的每个通孔至少实际上与第一通孔阵列的通孔成直线。
36.根据权利要求35所述的带电粒子多小束设备，其中通孔具有半径r，并且其中第一和第二平面衬底之间的距离d等于或小于半径r。
37.根据权利要求35或36所述的带电粒子多小束设备，其中第一和第二操纵器装置的一个或多个电极分别被布置在所述第一和第二衬底上，并且其中第一衬底上的一个或多个电极和第二衬底上的一个或多个电极面对面。
38.根据权利要求35、36或37所述的带电粒子多小束设备，其中至少关于第一和第二操纵器装置之间的中心平面，第二操纵器装置至少实际上与第一操纵器装置镜像对称。
39.一种带电粒子多小束无掩模光刻装置，包括操纵器装置，用于在带电粒子多小束无掩模光刻装置中，操纵多个带电粒子小束中的一个或多个带电粒子束，其中操纵器装置包括: 平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中每个通孔被设置有围绕通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及 电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中电子控制电路被布置用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
40.根据权利要求39所述的带电粒子多小束无掩模光刻装置，还包括在权利要求9至38的任何一项中描述的一个或多个测量器。
41.一种用于在带电粒子多小束设备中操纵多个带电粒子小束的一个或多个带电粒子束的操纵器装置，其中该操纵器装置包括: 平面衬底，包括在衬底的平面中的通孔阵列，这些通孔中的每个被布置用于传送至少一个带电粒子小束通过该通孔，其中每个通孔被设置有围绕通孔布置的一个或多个电极，并且其中该一个或多个电极被布置在所述衬底中和/或所述衬底上，以及 电子控制电路，用于提供控制信号到每个通孔的一个或多个电极，其中该电子控制电路被布置用于为每个单独通孔的一个或多个电极提供至少实际上模拟可调电压。
42.根据权利要求41所述的操纵器装置，还包括在权利要求9至38的任一项中描述的一个或多个测量器。
【文档编号】H01J37/317GK103650097SQ201280034520
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年5月30日
【发明者】A·C·宗内威伊勒, P·克瑞特 申请人:迈普尔平版印刷Ip有限公司