用于移除和/或避免带电粒子束系统中污染的方法和系统技术方案

公开了一种带电粒子束系统，其包括：带电粒子束发生器，其用于产生带电粒子的射束；带电粒子光学列，其布置在真空腔中，带电粒子光学列被布置成将带电粒子的射束投射到目标上，带电粒子光学列包括影响带电粒子的射束的带电粒子光学元件；提供清洁剂的源；导管，其连接到源并且布置成将清洁剂朝向带电粒子光学元件引入；其中带电粒子光学元件包括：带电粒子传输孔，其用于传输和/或影响带电粒子的射束；以及至少一个通气孔，其在带电粒子光学元件的第一侧和第二侧之间提供流动路径；其中通气孔的横截面大于带电粒子传输孔的横截面。此外，公开了一种用于防止或移除带电粒子传输孔中污染的方法，其包括在射束发生器运行时引入清洁剂的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于移除和/或避免带电粒子束系统中污染的方法和系统
本专利技术涉及用于清洁带电粒子束系统中的表面和/或用于至少部分地避免表面污染的方法和系统。例如，这种带电粒子束系统可包括带电粒子光刻系统或电子显微镜。
技术介绍
在带电粒子束系统中，目标表面可以暴露于一个或多个带电粒子束，所述一个或多个带电粒子束高精度地指向并聚焦于该表面。在带电粒子束光刻系统中，可以高精度和可靠性地形成小的结构。在带电粒子多射束光刻中，在表面上形成的图案由每个单独的射束与表面上的抗蚀剂相互作用的位置来确定。在其他带电粒子束暴露系统(诸如电子显微镜或检查系统)中，可以基于带电粒子与样品的相互作用来分析样品。因此，到达表面的射束对特定射束特性(诸如射束位置和强度)具有顺应性是非常重要的。带电粒子束系统的准确性和可靠性受到污染的负面影响。带电粒子束系统包括带电粒子光学元件，用于将一束或多束带电粒子投射到目标表面上。带电粒子束系统中污染的重要贡献是，在表面(诸如带电粒子光学组件的表面)上导致污染物沉积的累积。在带电粒子束系统(诸如电子显微镜，例如扫描电子显微镜)和带电粒子光刻系统中，带电粒子可与存在于系统中的残留气体或污染物(例如碳氢化合物)相互作用。这些污染物可能来自出气，所述出气来自系统内的组件和/或待暴露的目标。带电粒子束和污染物之间的相互作用会在带电粒子光学元件的表面上引起电子射束诱导沉积(ElectronBeamInducedDeposition，EBID)或离子射束诱导沉积(IonBeamInducedDeposition，IBID)。由EBID或IBID形成的污染层会扰乱这些元件的功能，因此对带电粒子在目标表面上的投射产生负面影响。因此，非常希望移除污染或防止污染增加，特别是在具有相对高的碳氢化合物分压和相对高的射束流密度的区域中。申请人也在US2015/028223A1中描述了一种用于移除污染的方法。US2015/028223A1描述了用于输送自由基的装置和方法，例如用于移除污染物沉积。该装置包括等离子体发生器和引导体。等离子体发生器包括等离子体可以在其中形成的腔室。腔室具有用于接收输入气体的入口，以及用于移除在其中产生的等离子体和/或自由基的一个或多个出口。引导体被布置成用于将在等离子体中形成的自由基引导向污染物沉积待被移除的区域或体积。此外，描述了包括这种装置的带电粒子光刻系统。US2013/0206999A1对电子透镜阵列(特别是物镜)进行了教导，从变形和损坏的观点来看，通过等离子体处理或热处理来移除污染是不利的。US2013/020699A1描述了一种带电粒子束透镜，其包括：在带电粒子束行进方向上位于下游侧的第一电极和位于上游侧的第二电极；距离限定构件，其设置在第一电极和第二电极之间，使得第一电极和第二电极彼此分开放置；以及由第一电极、第二电极和距离限定构件所围绕的间隙，其中：第一电极和第二电极中的每一个都具有形成在其中的第一通孔，带电粒子束通过该第一通孔；所述第二电极还具有形成于其中的第二通孔，带电粒子束不通过该第二通孔；第一通孔和第二通孔两者都与间隙连通。US2001/0028044A1描述了一种用于使晶片暴露于多个电子射束的电子射束暴露设备，该电子射束暴露设备包括具有多个透镜开口和多个虚设开口的多轴电子透镜。透镜开口允许电子射束分别通过其中，以便使彼此独立的电子射束会聚。虚设开口不允许电子射束通过其中。US2001/0028044A1教导了，虚设开口布置在透镜中，以使每个透镜开口中的透镜强度基本上等于其他透镜开口中的透镜强度。设置在透镜中的这种虚设开口使得透镜强度能够调节为在所有透镜开口中基本相等，即，使得在所有透镜开口处的磁场强度基本均匀。尽管US2015/028223A1中描述的方法和装置使得能够在带电粒子光刻系统内进行清洁，但是观察到清洁效率、特别是从表面移除沉积物的速率是有限的。本专利技术的一个目的是提供一种方法和系统，其减少带电粒子束系统中的污染和/或提高带电粒子束系统中的清洁效率。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了一种带电粒子束系统，其包括：-带电粒子束发生器，其用于产生带电粒子的射束；-带电粒子光学列，其布置在真空腔中，其中带电粒子光学列被布置成用于将带电粒子的射束投射到目标上，其中带电粒子光学列包括用于影响带电粒子的射束的带电粒子光学元件；-用于提供清洁剂的源；-导管，其连接到所述源并且布置成用于将清洁剂朝向带电粒子光学元件引入；其中带电粒子光学元件包括：-带电粒子传输孔，其用于传输和/或影响带电粒子的射束；以及-通气孔，其用于在带电粒子光学元件的第一侧和第二侧之间提供流动路径；其中通气孔的横截面大于带电粒子传输孔的横截面。通气孔具有传导性，其能够使污染物质流过或通过带电粒子光学元件。与没有通气孔的情况相比，在带电粒子光学元件处，从带电粒子光学元件的一侧流过或穿过的压力降低。因此，在带电粒子传输孔处或带电粒子传输孔中，减少了由于EBID或IBID而导致的可用于污染增长的物质的量。通常将通气孔的横截面或面积和/或所提供的通气孔的数量选择为使得压力能够充分减小。通气孔是单独的孔，不用于传输带电粒子。除了带电粒子光学传输孔之外还设置有通气孔，所述带电粒子光学传输孔通常具有相对小的尺寸。清洁剂有助于将污染从带电粒子光学元件的表面移除。除了将清洁剂朝向带电粒子元件引导之外，带电粒子光学元件还设置有一个或多个通气孔。因此，根据第一方面的系统不仅能够在带电粒子束系统内进行有效清洁，而且还能够防止或至少降低带电粒子光学元件上污染层的形成和/或增长的可能性。通气孔大于带电粒子传输孔。在具有圆形通气孔的实施例中，通气孔的直径可以是带电粒子传输孔直径的5倍或10倍。在一个示例中，至少在基材的上游侧，带电粒子传输孔具有12μm的直径，并且通气孔具有50或60μm的直径，或甚至高达300μm的直径，或者在其之间的任何值。通气孔在带电粒子光学列的具有从列内部到连接到腔室的一个或多个真空泵的有限传导性的区域中是特别有利的。在这些区域中，在带电粒子光学元件附近或在带电粒子光学元件处可能存在不可忽略的压力。在带电粒子光学列和目标之间的距离非常小的系统中，通气孔也是有利的，这制约了从位于列下方的目标表面的部分到真空泵的流动路径。在这样的系统中，从目标表面脱气(degassing)或解吸(desorbing)的物质可以至少在一定程度上进入带电粒子光学列。在用于将大量带电粒子束投射到目标表面上的多射束系统中，投射透镜的最后元件与目标表面之间的空间通常小到使得抗蚀剂层的分子或簇经受朝向真空泵的受制约或受限制的流动路径，所述抗蚀剂层的分子或簇蒸发或以其他方式离开位于投射透镜下方的目标表面一部分。因此，这些物质会以不可忽略的程度通过投射透镜孔而进入带电粒子光学列。这导致存在靠近布置在投射透镜上游的带电粒子光学元件(诸如射束停止元件)的物质(诸如CxHy化合物)。该物质可能导致该带电粒子光学元件的污染，特别是导致带电粒子光学元件的带电粒子传输孔的污染。例如污染物质的流动或移动不一定限于通过通气孔。物质可以从带电粒子光学列的内部经由通气孔流向真空泵，但是也可以至少在某种程度上经由不通过通气孔的路径离开带电粒子光学列。离开目标表面的物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于防止或移除带电粒子传输孔的污染的方法，带电粒子传输孔布置在真空腔中的带电粒子束系统中，带电粒子束系统包括用于将带电粒子的射束投射到目标上的带电粒子光学列，所述带电粒子光学列包括用于影响带电粒子的射束的带电粒子光学元件；所述带电粒子光学元件包括用于传输和/或影响所述带电粒子的射束的所述带电粒子传输孔、以及提供从所述带电粒子光学元件的第一侧到第二侧的流动路径的通气孔；所述方法包括以下步骤：‑在带电粒子的射束存在于所述带电粒子光学元件处或附近的情况下，将清洁剂引向所述带电粒子光学元件；以及‑在所述真空腔中保持真空，其中保持真空的步骤包括，使得物质能够至少经由所述通气孔而穿过所述带电粒子光学元件，以流动或移动到连接到所述真空腔的真空泵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.21 US 15/135,1381.一种用于防止或移除带电粒子传输孔的污染的方法，带电粒子传输孔布置在真空腔中的带电粒子束系统中，带电粒子束系统包括用于将带电粒子的射束投射到目标上的带电粒子光学列，所述带电粒子光学列包括用于影响带电粒子的射束的带电粒子光学元件；所述带电粒子光学元件包括用于传输和/或影响所述带电粒子的射束的所述带电粒子传输孔、以及提供从所述带电粒子光学元件的第一侧到第二侧的流动路径的通气孔；所述方法包括以下步骤：-在带电粒子的射束存在于所述带电粒子光学元件处或附近的情况下，将清洁剂引向所述带电粒子光学元件；以及-在所述真空腔中保持真空，其中保持真空的步骤包括，使得物质能够至少经由所述通气孔而穿过所述带电粒子光学元件，以流动或移动到连接到所述真空腔的真空泵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带电粒子光学元件停止或至少部分地阻挡所述带电粒子的射束，和/或所述带电粒子传输孔用作限流孔。3.一种带电粒子束系统(201，301)，其包括：-带电粒子束发生器(16，216)，其用于产生带电粒子的射束(20)；-带电粒子光学列(206，306)，其布置在真空腔中的，其中所述带电粒子光学列被布置成用于将所述带电粒子的射束投射到目标(12)上，并且其中所述带电粒子光学列包括用于影响所述带电粒子的射束的带电粒子光学元件(226)；-源(62)，其用于提供清洁剂(100)；-导管(64)，其连接到所述源并且布置成用于将所述清洁剂引向所述带电粒子光学元件；其中，所述带电粒子光学元件包括：-带电粒子传输孔(46)，其用于传输和/或影响所述带电粒子的射束；以及-通气孔(60，60a，60b)，其用于在所述带电粒子光学元件的第一侧和第二侧之间提供流动路径(F3)；其中，通气孔的横截面大于带电粒子传输孔的横截面。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述带电粒子光学元件被布置成用于停止或至少部分地阻挡所述带电粒子的射束，和/或所述带电粒子传输孔用作限流孔。5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于带电粒子光学元件包括多个所述通气孔和多个所述带电粒子传输孔，所述通气孔布置在所述带电粒子传输孔旁边。6.根据权利要求3-5中任一项所述的系统，其特征在于所述通气孔布置成具有等于或大于所述通气孔尺寸的间距(p)，所述间距具体地在所述通气孔尺寸的1至3倍的范围内。7.根据权利要求3-6中任一项所述的系统，其特征在于，布置为使得防止穿过所述通气孔的带电粒子到达所述目标。8.根据权利要求3-7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述带电粒子光学元件包括射束停止元件(226)，所述射束停止元件包括：-用于带电粒子束通过的多个所述带电粒子传输孔(46)和用于阻挡带电粒子通过的非孔区域；以及-多个通气孔(60，60a，60b)，其用于提供通过所述射束停止元件的流动路径(F3)。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于所述系统还包括：-投射透镜(29)，其包括多个用于聚焦所述带电粒子束(8)的投射透镜孔(58)，其中所述投射透镜布置在所述射束停止元件的下游，并且其中所述投射透镜和所述射束停止元件布置成使得通过一个或多个所述通气孔的任何带电粒子被所述投射透镜的非孔区域阻挡。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述通气孔具有横截面，该横截面在所述投射透镜孔的横截面的一半到所述投射透镜孔的横截面的两倍的范围内。11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于所述投射透镜还包括多个虚设孔(70)，所述虚设孔(70)布置于成组的所述投射透镜孔周围，其中所述通气孔布置成使得通过所述通气孔的任何带电粒子被位于所述虚设孔横向外侧的区域阻挡。12.根据权利要求3-11中任一项所述的系统，其特征在于还包括：-第二孔元件(23)，其包括用于由所述带电粒子的射束(20)形成多个带电粒子束(8)的多个孔(66)，所述第二孔元件布置在所述带电粒子束发生器和所述带电粒子光学元件之间；以及-制约元件(76)，其设置在所述带电粒子束发生器和所述第二孔元件之间，所述制约元件布置成用于防止或至少减少所述清洁剂和/或其产物流动到所述带电粒子束发生器。13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于还包括：-射束发生器模块，所述带电粒子束发生器布置在所述射束发生器模块中；-调节模块(225)，所述第二孔元件布置在所述调节模块中；其中所述制约元件可移动地连接到所述射束发生器模块，并且布置成借助于重力和/或弹簧力来抵接所述调节模块。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于所述制约元件(76)连接到所述射束发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯米茨，J·J·科宁，C·F·J·洛德韦克，H·W·穆克，L·阿塔尔德，
申请(专利权)人：迈普尔平版印刷IP有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL