调制器电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于调制多射束光刻系统中的射束幅度的调制器，所述调制器包括：至少一个用于影响射束方向的装置；光敏元件，用于接收来自已调制的射束的光和将所述光转变成信号；以及离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调制多射束光刻系统中的射束的幅度的调制器，尤其涉及用于无掩模光刻系统的调制器。
技术介绍
包括离子、激光、EUV和电子束系统的无掩模光刻系统均需要用于处理和传送图样数据给某种写入装置的装置。由于掩模是储存图样非常有效的方式，所以用于描述图样的原始数据量很大。此外，对于商业上可接受的生产量，必须以非常高的数据率传输数据给写入装置。另外，必须在有限空间内获得高数据率。迄今为止仍未认识到无掩模光刻系统中的数据路径的改进对这些系统的生产量具有深远效果。所有无掩模光刻系统可被分成两类。在第一类中，向着各个辐射源或源发送数据。通过在适当时间(right times)对源的强度进行调节，可在最常为晶片的基板上生成图样。在切换速度提高时，源的切换可能出问题。例如，源的稳定时间(settling time)可能过长。另一方面，第二类无掩模光刻系统包括连续源或以不变频率工作的源。现在向着调制装置发送图样数据，所述调制装置在必要时完全或部分阻止发射的束到达目标曝光面。通过控制这些调制装置，同时在目标曝光面上移动，图样被写入。调制装置对于稳定时间的要求并不严格。因此，许多设计为实现较高生产量的无掩模光刻系统使用调制装置。Canon在美国专利5834783、5905267、和5981954中披露了一种带有一个电子源的无掩模电子束光刻系统。发射的电子束被展开、对准(collimate)、和另外用开口阵列分成多条射束。在给予控制信号时具有图样数据的挡板阵列(blanker array)阻止各条射束。接着所获得的图像由缩小电子光学系统缩小，并且投射到晶片上。另一方面，Advantest在专利申请US20010028042、US20010028043、US20010028044、WO02054465、WO02058118、和WO02058119中披露了一种无掩模电子束光刻系统，其中使用多个电子源。发射的电子射束经过挡板阵列，当施加适当的控制信号时，所述挡板阵列使各条电子射束偏转。并且，经过的电子束通过成形阵列成形，最后聚焦在晶片上。Micronic举例来说在专利申请WO0118606和关国专利6285488中描述了一种光刻系统，使用空间光调制器(spatial light modulator，缩写为SLM)输入信息到发射的光束中。光源发射指向SLM的光脉冲。SLM包括变形反射镜阵列，所述变形反射镜阵列根据发送给所涉及的镜的控制信号向着基板或向着束阻止结构反射发射的束。掩模上的信息通常用于在目标曝光面上的特定区域上转印来自掩模的图样。这一区域被称之为裸片(die)。为了获知必须被转印的数据量，假设有一个32mm×26mm的裸片。现在考虑有人想写入具有45nm的临界尺寸(critical dimension，缩写为CD)的图样。接着在裸片上有4.1*1011个CD元件。如果每个CD元件都由至少30*30像素构成，以满足要求，且如果仅需要一比特来表示所述像素的密度，则存在于掩模上的信息用约3.7*1014个CD比特表示。假定无掩模光刻系统商业上可接受的生产量约为10个晶片/小时。如果晶片上有60个裸片，则对于每个晶片，必须向调制装置传输60×3.7*1014比特。从而，必须在3600秒内向调制装置传输600×3.7*1014比特，以得到理想的生产量。这对应于约60Tbit/s的数据传送速率。在所有提及的系统中，向着调制装置电子发送控制信号。然而，金属线的带宽有限制。对电互连(electrical interconnect)的带宽的限制与电互连的最大总能力Bmax、电互连的总截面面积A和长度L有关Bmax＝B0*(A/L2)比例常数B0与铜互连的电阻率有关。对于典型的多芯片模块(typical multichip module，缩写为MCM)技术，B0约为1015bit/s。对于芯片级线路，其值约为1016bit/s。这些值几乎与具体制造技术无关。另外，对电互连带宽的限制与其构造无关。互连是由许多慢速线组成还是由一些快速线组成直到其它效应开始限制性能的点没有区别。理想的电互连总能力为100*1012＝1014bit/s。这对应于总截面面积与电互连的长度的平方之比(在MCM的情形下电互连为10-1，在芯片级连接的情形下电互连为10-2)。从而如果L为1m，则铜总截面面积为0.01-0.1m2。将此数与写入的裸片的尺寸(为0.0008m2)比较，显然在将图样信息添加到光束后在没有至少10倍缩小的情况下不可能建立数据传送。使问题显现的另一方法是使用电互连的典型速度，此速度在1Gbit/s的量级。从而为了传送100Tbit/s，需要100.000铜线。这占用了大量空间，并且难以处理。在于2002年10月25日提交的美国临时申请60/421,464(结合于此作为参考)中，提出一种使用光传输装置馈送图样数据作为此问题的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改进上述系统。本专利技术的进一步的或其它目的在于提供一种能够实现光或带电粒子束光刻系统的稳定操作的调制器。本专利技术的另一目的是提供一种改善剂量控制的调制器。因此，本专利技术提供了一种用于调制多射束光刻系统中的射束幅度的调制器，所述调制器包括至少一个用于影响射束的方向的装置；光敏元件，用于接收来自已调制的射束的光并将所述光转变成信号；离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。使用光刻系统中的光数据传输装置使得可能根据已知技术产生无掩模光刻系统，但是具有提高的生产量和稳定性。并且，离散化装置根据这些调制器改善了光刻系统的可靠性，因为信号中的小波动将不会导致射束意外移位和失常(aberration)。并且，它提供了更精确地控制剂量的可能性。在本专利技术的上下文中，词“光”是指光(电磁)辐射。具体而言，使用在约200到约2000nm的波长范围内的光辐射。对于产生将实际图样转印到基板表面上的射束，所使用的辐射源能发射任何类型的具有短波长的辐射，例如电子、正电子、x射线、光子、或离子。该源是连续源或以连续频率脉动的源。因此，该源没有产生任何信息，但是仅产生射束。然而，光刻系统的目的是图样化特定目标曝光面。由于该源没有提供任何图样信息，所以必须通过调制装置将该图样信息沿其轨道添加到射束某处(somewhere)。本专利技术应实现使用光学系统传输图样信息。图样信息用于控制调制射束的调制装置，所述调制装置实际上将图样写入抗蚀剂或以另一方式将图样转印到样本上，例如半导体晶片上。在该系统中，图样写入射束的特性取决于源的特性。事实上，已调制的光束是承载光束的图样信息，且射束是图样化写入射束。在一个实施例中，离散化装置包括电子电路，所述电子电路可操作地耦合至光敏元件和用于影响射束的方向的装置。调制装置可以不同方式工作，并且基于各种物理原理，这取决于写入图样使用的射束的体特性。它可产生信号，该信号造成例如机械档板(shutter)等一些阻止射束的阻挡机构启动，或晶体由于电声刺激而变得不透明。另一种可能性是，调制装置有选择地产生信号，该信号造成例如静电偏转器或反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调制器，用于调制多射束光刻系统中的射束的幅度，所述调制器包括：至少一个用于影响射束的方向的装置；光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；离散化装置，可操作地耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-7-30 60/491,4751.一种调制器，用于调制多射束光刻系统中的射束的幅度，所述调制器包括至少一个用于影响射束的方向的装置；光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；离散化装置，可操作地耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。2.根据权利要求1所述的调制器，进一步包括用于所述射束的通道，其中所述用于影响射束的方向的装置位于所述通道附近。3.根据权利要求1所述的调制器，所述调制器是用于调制多射束带电粒子光刻系统中的带电粒子射束的幅度的调制器，所述用于影响射束的方向的装置包括位于所述通道附近的至少一个电极，所述电极用于产生影响所述带电粒子射束的电场，并且所述离散化装置耦合至所述光敏元件，还耦合至所述至少一个电极中的至少一个。4.根据权利要求1所述的调制器，所述调制器是用于调制多射束光刻系统中的光射束的幅度的调制器，所述用于影响射束的方向的装置位于所述射束的光学路径中。5.根据权利要求4所述的调制器，所述用于影响射束的方向的装置包括用于使光射束偏转的至少一个偏转器。6.根据权利要求5所述的调制器，进一步包括用于修改所述偏转器的偏转角度的装置，所述用于修改偏转器的偏转角度的装置耦合至所述离散化装置。7.根据权利要求1至6中任一项所述的调制器，其中所述离散化装置包括至少一个比较电路，所述比较电路具有以下功能提供所述信号和参考信号之间的第一差；提供至少一个阈值和所述第一差之间的第二差；根据所述第二差的大小提供选自该组预定离散值的离散值。8.根据权利要求1至7中任一项所述的调制器，其中所述离散化装置包括离散电路，所述离散电路包括第一差分器，耦合至所述光敏元件，用于从所述信号和参考信号计算第一差分信号；第二差分器，耦合至所述第一差分器，用于从所述第一差分信号和阈值信号计算第二差分信号；转换器，耦合至所述第二差分器，用于将所述第二差分信号转变成选自该组预定离散值的离散值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的调制器，其中所述信号是时变电势。10.根据权利要求1至8中任一项所述的调制器，其中所述信号是时变电流。11.根据上述权利要求中任一项所述的调制器，其中所述离散电路是包括PMOS型晶体管和NMOS型晶体管的反相电路。12.根据上述权利要求中任一项所述的调制器，其中所述离散电路包括多个串联的反相器，其中至少一个反相器设置有PMOS型晶体管和NMOS型晶体管。13.根据权利要求12所述的调制器，其中所述串联的反相器的数量为偶数。14.根据权利要求13所述的调制器，其中在所述数量的串联反相器中的每个连续的反相器包括设计为以比所述数量的串联反相器中的前一反相器中的晶体管更高的电流工作。15.根据上述权利要求中任一项所述的调制器，其中所述离散化装置包括用于限定所述离散值的取阈值装置。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯克里斯蒂亚范特斯皮杰克尔，马尔科扬哈科威兰，恩斯特哈贝科特，弗洛里斯佩皮杰恩范德威尔特，
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：NL[荷兰]