电子束曝光系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于将图案转移到目标的表面上的电子束曝光设备，包括：用于产生多个电子小射束（５ａ、５ｂ）的小射束发生器；用于接收所述多个电子小射束的调制阵列，包括用于调制电子小射束的强度的多个调制器；控制器，可操作地连接于所述调制阵列，用于单独地控制所述调制器；调节器，可操作地连接于每个调制器，用于单独地调节每个调制器的控制信号；包括静电透镜的阵列（７）的聚焦电子光学系统，其中每个透镜将由所述调制阵列传输的相应的单个小射束聚焦于小于３００ｎｍ的横截面，以及用于以使得图案将被转移到其上的其曝光表面处于聚焦电子光学系统的第一焦平面中的方式固定所述目标的目标固定器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子束曝光领域，尤其涉及电子束曝光系统。
技术介绍
几种电子束曝光系统在本领域中是已知的。这些系统中的大部分 被设置得用于将非常精确的图案转移到衬底的曝光表面上。由于依照 摩耳定律，平版印刷术特征变得越来越小，因此电子束的高分辨率可 用于延续所述驱动以使得所述特征更小。传统电子束曝光设备具有大约为l/100晶片/hr的处理量。然而， 出于平版印刷术的目的，至少几个晶片/hr的商业上可接受的处理量是 必需的。已提出了用于增加电子束曝光设备的处理量的几种方法。例如，US-A1-5.760.410和US-A1-6.313.476披露了 一种使用具有 这样一种横截面的电子束的平版印刷系统，所述横截面在将图案转移 到目标的曝光表面上的过程中改变。在使用静电偏转使得射束在孔内 移动的操作过程中形成射束的特定横截面或形状。选定的孔部分地消 隐(blank)并且从而构成电子束。目标啄光表面在射束下面移动以便 于更新所述表面。以这种方式记录图案。这种系统的处理量仍然是有 限的。在 US-A1-20010028042 、 US-A1-20010028043 和 US-Al-20010028044中披露了 一种电子束平版印刷系统，所述系统通 过多个连续波(CW)发射器而使用多个电子束以产生多个电子小射 束。之后每个小射束被独立成形并消隐以便于在基础衬底上形成图案。由于所有这些发射器都具有略不相同的发射特性，因此小射束的同质 性是个问题。通过将每个独立射束电流调整为参考电流可校正这个问 题。用于该错配的校正值极难于计算并且会耗费大量时间，这减少了 系统的处理量。在Vacu薩Science and Technology杂志B18 (6)的3061到3066 页中，披露了一种系统，所述系统使用用于产生一个电子束的一个 LaB6-源，所述电子束随后膨胀、准直并且分裂为多个小射束。使得目 标曝光表面相对于多个小射束沿第一方向机械地移动，使用消隐静电 偏转器接通和切断小射束，同时扫描偏转器扫过已沿垂直于第一方向 的方向穿过目标膝光表面上的消隐器阵列的小射束，从而每次形成一 个图像。在该已知系统中，静电和/或磁性透镜用于在投射到目标膝光 表面上之前缩小图像。在缩小程序中形成了小于之前那个图像的至少 一个完整中间图象。当整个图像具有期望尺寸时，它被投射到目标曝 光表面上。这种方法的主要缺点在于，多个电子小射束必须一起穿过 至少一个完整截面。在该截面中，不同小射束中的电子之间的库仑作 用将干扰图像，从而降低分辨率。而且，由于图像的强缩小， 一次曝 光的区域相当小，因此曝光一个印模需要多次晶片扫描曝光一个印 模需要16次扫描，因此要求非常高的阶段速率以达到商业容许处理量。在GB-Al-2.340.991中，披露了具有照射系统的多束粒子平版印 刷系统，所述系统产生大量离子子射束。照射系统使用具有用于将射 束分裂为子射束的孔板的单个离子源或多个源。在使用单个离子源的 系统中，使用多束光学系统将所述孔板投射(缩小)到衬底上。所述 系统还使用布置在多束光学系统后面的静电多极系统的偏转单元，以 便于校正子射束的各个成像像差并且在记录期间定位子射束。该文献 没有披露每个子射束是如何被调制的。此外，控制各个子射束是个问 题，以及保持子射束之间的一致性也是个问题。在Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 34 ( 1995 ) 6689-6695中，披露了具有 特定ZrO/W-TFE热发射源的多电子束(探针)平版印刷系统，所述 热发射源具有浸入在磁场中的发射器尖端。这样一种源的缺点在于其有限的输出。而且，该源需要截面。不再描述探针的相互同质性。 而且，所述源的强度是个问题。所述文献还以概括的方式提及了记录策略，其中一级沿一个方向 移动，并且偏转器使得探针同时垂直于级移动的方向移过相同的距 离。该文献中没有考虑到的另一个问题是，电子小射束从其预期位置 的校正偏差。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是改进已知电子束爆光设备的性能。 另一个目的是改进已知电子束曝光设备的分辨率。 本专利技术的另一个目的是改进已知电子束爆光设备的处理量。 本专利技术的另一个目的是克服现有技术中与库仑作用和缩小方法 相关的问题。本专利技术的另一个目的是使得控制小射束的一致性简化，尤其是在 记录过程中。本专利技术涉及一种用于将图案转移到目标的表面上的电子束曝光设备，包括-用于产生多个电子小射束的小射束发生器；-用于接收所述多个电子小射束的调制阵列，包括用于调制电子 小射束的强度的多个调制器；-控制器，可操作地连接于所述调制阵列，用于使用控制信号独 立地控制所述调制器；-调节器，可操作地连接于每个调制器，用于独立地调节每个调 制器的控制信号；-包括静电透镜的阵列的聚焦电子光学系统，其中每个透镜将由 所述调制阵列传输的相应的独立小射束聚焦于小于300nm的横截面， 以及-用于以使得图案将被转移到其上的其曝光表面处于聚焦电子光 学系统的第一焦平面中的方式固定所述目标的目标固定器。在该设备中，可消除电子交叉，因为它不缩小图像的完整(部分)。 以这种方式，分辨率和记录速度增加了。而且，消除了控制每个独立 小射束中的电流的需要。由于位置校正和调制是综合的，因此所述设 备不太复杂。在本专利技术所涉及的电子束膝光设备的实施例中，所述调制阵列包括-小射束消隐器阵列，包括多个使穿过的电子小射束偏转的小射 束消隐器，-小射束停止阵列，具有与所述小射束消隐器阵列的所述小射束 消隐器对齐的多个孔。以这种方式，可消除电子小射束在一个焦点中的交叉，并且可进 行高速的调制。在一个实施例中，基本上每个小射束消隐器与一个电 子小射束对齐以便于可独立地调制每个小射束。此外，小射束停止阵 列包括至少一个孔平面，基本上每个孔与一个电子小射束对齐，最好 具有相对于小射束位于中心的孔。以这种方式，当电子小射束未偏转 时小射束穿过一个孔，而当电子小射束被偏转时小射束被阻断或停止。 在该调制阵列的一个实施例中，所述控制器可操作地连接于所述小射 束消隐器。在一个实施例中，电子束曝光设备还装有用于测量至少一个所述 小射束的实际位置的测量装置，并且所述控制器装有用于储存所述实 际位置和期望位置的存储装置、用于比较所述小射束的期望位置与实际位置的比较器，并且其特征在于，所述调节器被可操作地连接于控 制器，用于接收用于调节发出到调制器的控制信号的指令，以便于抵 偿所述小射束的测量的期望位置与实际位置之间的差异。以这种方式， 通过调节控制信号，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中所述的那样执行实际位置的测量。在一个实施例中，控制器可操作地连接于所述小射束消隐器，在 一个实施例中通过调节器连接于所述小射束消隐器。在一个实施例中，调节器可操作地连接于用于接收指示调节量的指令的所述控制器。可根据上述比较器的结果值确定调节量。在另一个实施例中，调节器适用于独立地调节每个控制信号的时序，可以这种非常容易的方式执行校正。在本专利技术所涉及的电子束曝光设备的一个实施例中，所述小射束产生装置包括-用于发射至少一个电子束的源；-用于将所述至少一个发射的电子束分离成所述多个电子小射束 的至少一个射束分离器。以这种方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多个小射束的电子光学装置，包括：　用于发射电子束的电子源，　准直所述电子束的照射系统，　具有聚焦所述电子束之外的小射束的静电透镜的阵列的射束分离器；　所述装置包括缩小装置，在第一间距ｄ１处接收碰撞小射束，将所述聚焦后的小射束推进到至少一个交点，并且在小于所述聚焦后的小射束的间距ｄ１的间距ｄ２处将所述小射束投射到目标表面上。

【技术特征摘要】
US 2002-10-30 60/422,7581. 一种具有多个小射束的电子光学装置，包括用于发射电子束的电子源，准直所述电子束的照射系统，具有聚焦所述电子束之外的小射束的静电透镜的阵列的射束分离器；所述装置包括缩小装置，在第一间距d1处接收碰撞小射束，将所述聚焦后的小射束推进到至少一个交点，并且在小于所述聚焦后的小射束的间距d1的间距d2处将所述小射束投射到目标表面上。2. 如权利要求1的装置，其中所述射束分离器包括具有布置为六 边形图案的孔的孔阵列。3. 如权利要求1的装置，其中所述射束分离器包括具有直径在大 约5到150nm的范围内、且间距大约为50到500jim的孔的孔阵列。4. 如权利要求1的装置，其中所述射束分离器包括具有大约5000 到30000个孔的孔阵列。5. 如权利要求1的装置，其中所述射束分离器包括具有尺寸被调 节以补偿所述电子束的不均匀电流密度的孔的孔阵列。6. 如权利要求5的装置，其中每个孔具有与基于通过所述孔要传 输的相应小射束的电流密度成反比的面积。7. 如权利要求1的装置，其中所述射束分离器包括沿所述电子束 或多个小射束的路径连续顺序布置的多个孔阵列，所述孔阵列具有互 相对齐的孔，沿所述路径朝向第一静电透镜阵列的每下一个孔阵列都 具有小于前一孔阵列中的孔的孔。8. 如权利要求1的装置，其中所述第一静电透镜阵列被布置为将 所述多个小射束中的各个小射束聚焦为从大约0.1到ljim的直径。9. 如权利要求8的装置，其中所述第一静电透镜阵列包括两个带 有洞的对准板。10. 如权利要求9的装置，其中所述板的厚度在从大约10到500nm的范围内。11. 如权利要求9的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科扬哈科威兰，波特扬卡姆弗彼科，亚历山大哈德瑞克文森特范费恩，彼得克瑞特，
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[]