專利名稱：帶電粒子小射束曝光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于帶電粒子曝光裝置的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及使用帶電粒子的無掩模平版印刷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
平版印刷系統(tǒng)的發(fā)展尤其受到了摩爾定律的推動，即，每18個月每單位面積的晶體管數(shù)量就要翻一番。因此其結(jié)構(gòu)元件(feature)尺寸的迅速減小，導(dǎo)致了目前用于提供圖樣的掩模的費用急劇增加。為了避免增加掩模的費用，幾種無掩模平版印刷的設(shè)計正在開發(fā)之中。在這些設(shè)計中，圖樣由圖樣數(shù)據(jù)提供。由于掩模是用以儲存圖樣的高度有效的方式，因此用于描述這種圖樣的原始數(shù)據(jù)的量是巨大的。
目前的無掩模平版印刷系統(tǒng)在生產(chǎn)量方面(例如每小時處理的晶片(wafer)的數(shù)目)有所限制。這個特點限制了這些系統(tǒng)在當(dāng)今半導(dǎo)體元件生產(chǎn)線上的使用。無掩模平版印刷系統(tǒng)的生產(chǎn)量可以通過使用多個小射束(beamlet)和/或通過增加數(shù)據(jù)速率而得到提高。
可以以兩種方式來增加數(shù)據(jù)的供給。第一種方式是通過直接將圖樣數(shù)據(jù)送入到一個或多個射束源，從而切換該一個或多個射束源的開和關(guān)?？蛇x替換地，該一個或多個射束源連續(xù)地發(fā)射一個或多個小射束，并將圖樣數(shù)據(jù)提供給調(diào)制裝置，該調(diào)制裝置沿著小射束朝向待圖樣化目標(biāo)的路徑調(diào)制所發(fā)射的小射束。
當(dāng)數(shù)據(jù)速率增加時，向(射束)源提供數(shù)據(jù)會變得有問題每一個單獨的源都具有依賴于(射束)源、并且易于變得過大的穩(wěn)定時間(settling time)。因此，優(yōu)選沿著它們的光學(xué)路徑來調(diào)制該小射束。
在帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)中，這些調(diào)制裝置經(jīng)常是靜電偏轉(zhuǎn)陣列，也稱為消隱光圈陣列(blanking aperture array)(BAA)或偏轉(zhuǎn)陣列。這類陣列的實例披露在Advantest的美國專利第6188074號和Canon的歐洲專利申請第1253619號中。在將電信號供向某一偏轉(zhuǎn)元件后，在相應(yīng)的光圈(孔徑)的上方產(chǎn)生一電場，這導(dǎo)致了經(jīng)過該光圈的帶電粒子束的偏轉(zhuǎn)。通過將光圈檔板(光闌板)定位在偏轉(zhuǎn)陣列的后面，經(jīng)偏轉(zhuǎn)的射束被阻擋，因此不能到達(dá)目標(biāo)(靶)，其中，該光圈與偏轉(zhuǎn)陣列中的光圈對準(zhǔn)。
在帶電粒子到達(dá)偏轉(zhuǎn)陣列之前，多個射束最經(jīng)常經(jīng)過光圈陣列。這種光圈陣列具有幾種功能。在包括單一源的平版印刷系統(tǒng)中，它用來將發(fā)射的射束分裂成多個小射束。此外，它還決定射束在偏轉(zhuǎn)陣列處的開度角(孔徑角)。另外，該光圈陣列降低在偏轉(zhuǎn)陣列上的熱負(fù)荷，從而增強其性能。
尤其是在緊密多射束設(shè)計中，系統(tǒng)的連貫元件(透鏡、光圈等)的未對準(zhǔn)或者射束位置的微小變化會引起(射束)劑量變化，其中射束位置的微小變化是由例如外部電磁場引起的，或者是由表面帶電或帶電表面上的不規(guī)則引起的。作為劑量變化的結(jié)果，對于要進(jìn)行圖樣化的結(jié)構(gòu)元件的臨界尺寸的控制就不能再得到保證。解決未對準(zhǔn)問題的一種方法是增加每一個小射束的開度角(孔徑角)，例如，使在光圈陣列上的小射束的橫截面大于其所經(jīng)過的光圈。這樣就確保了使光圈的整個面積被照射到。
這種方法有幾個缺陷，當(dāng)需要高速度和極度劑量穩(wěn)定時這些缺陷是相干的。相對大的橫截面將增加光圈陣列上的熱負(fù)荷。此外完全阻擋小射束所需要的偏轉(zhuǎn)量將增加(參見附圖可以得到解釋)，它將降低系統(tǒng)的速度，從而降低這種系統(tǒng)的生產(chǎn)量。此外，為了在基片位置上精確控制(射束)劑量，理想的做法是盡可能多地采取射束強度的頂環(huán)分布(頂帽分布，tophat distribution)。射束的大開度角使射束具有大的尾部。

發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計的目的是提供一種無掩模帶電粒子平版印刷系統(tǒng)，其具有用來克服上述在帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)中所遇到的問題的設(shè)置，尤其是用于目前的無掩模帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)(單射束和多射束)的這些系統(tǒng)中。因而，本設(shè)計設(shè)法提供速度和穩(wěn)定性有所提高的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明提供了一種用于帶電粒子束曝光裝置的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-第一光圈裝置，包括至少一個基本上圓形的第一光圈，用于部分屏蔽用來形成至少一個帶電粒子小射束的發(fā)射的帶電粒子束；-透鏡系統(tǒng)，包括至少一個用來將所述產(chǎn)生于或到達(dá)所述第一光圈的一個或多個帶電粒子小射束進(jìn)行聚焦的透鏡，將其聚焦在所述透鏡的圖像焦平面內(nèi)或鄰近；-偏轉(zhuǎn)器裝置，基本上位于所述圖像焦平面內(nèi)，包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，用來當(dāng)在接收到控制信號后時偏轉(zhuǎn)經(jīng)過所述偏轉(zhuǎn)器的所述一個或多個帶電粒子小射束；以及
-第二光圈裝置，包括至少一個位于第一光圈的共軛平面內(nèi)的基本上圓形的第二光圈，并且所述第二光圈與所述第一光圈以及所述小射束偏轉(zhuǎn)器對準(zhǔn)，用來阻擋由所述小射束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的一個或多個帶電粒子小射束，或者讓其通過。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于對準(zhǔn)而言，將前面的光圈或光圈陣列成像在后面的光圈或光圈陣列上使得系統(tǒng)更穩(wěn)定，并且降低了熱負(fù)荷。
在這一方面，共軛平面組是指由在透鏡或透鏡系統(tǒng)一側(cè)的平面以及通過屏蔽或阻擋而處于透鏡或透鏡系統(tǒng)的另一側(cè)的它的像平面所形成的平面組。
在一具體實施例中，該系統(tǒng)涉及根據(jù)本發(fā)明的一種使用多個帶電粒子小射束的帶電粒子束曝光裝置的系統(tǒng)，其中所述第一光圈裝置，包括形成光圈陣列的多個所述第一光圈裝置，每一光圈用于一個小射束，所述透鏡系統(tǒng)，包括形成透鏡組陣列的多個所述透鏡組，使每個透鏡定位用以聚焦來自所述第一光圈裝置的多個帶電粒子小射束中的一個；所述第二光圈裝置，包括多個形成光圈陣列的所述第二光圈，所述偏轉(zhuǎn)器裝置，包括多個所述小射束偏轉(zhuǎn)器，使每一小射束偏轉(zhuǎn)器定位，用來在接收到對應(yīng)于所期望的要曝光的圖樣的控制信號后偏轉(zhuǎn)所經(jīng)過的帶電粒子小射束。
在該系統(tǒng)的具體實施例中，所述透鏡或透鏡組包括靜電透鏡。
在另一或又一具體實施例中，所述小射束偏轉(zhuǎn)器或小射束偏轉(zhuǎn)器組包括靜電偏轉(zhuǎn)器。在其又一具體實施例中，所述靜電偏轉(zhuǎn)器包括至少兩個偏轉(zhuǎn)電極。
在一具體實施例中，用于使用多條小射束的裝置中的該系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一光圈裝置之前并包括形成透鏡組陣列的多個透鏡組的第二透鏡系統(tǒng)，所述透鏡組設(shè)置用來會聚所述小射束。
在本發(fā)明的又一具體實施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置于所述第一光圈裝置之前并包括多個透鏡組的第三透鏡系統(tǒng)，其設(shè)置用來將帶電粒子束曝光裝置源的圖像投射到所述第二透鏡系統(tǒng)的主平面內(nèi)，帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第三光圈陣列，其中第二透鏡陣列設(shè)置用于將所述第三光圈陣列的圖像投射到所述第一光圈陣列上。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于將基片曝光于多個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，包括第一光圈陣列，該第一光圈陣列包括多個第一光圈，一個光圈用于一個帶電粒子小射束；透鏡系統(tǒng)，包括形成透鏡組陣列的多個透鏡組，所述透鏡組與所述第一光圈對準(zhǔn)；以及第二光圈陣列，包括多個與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈，其中所述透鏡系統(tǒng)被設(shè)置于所述第一光圈陣列與所述第二光圈陣列之間，用來將所述第一光圈陣列成像在所述第二光圈陣列上。
在本發(fā)明的一具體實施例中，該裝置包括至少一個另外的光圈陣列和至少一個另外的透鏡陣列，其中在每個光圈陣列之間定位一個透鏡陣列，其設(shè)置用來將前面的透鏡陣列成像在后面的透鏡陣列上。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于將基片曝光于至少一個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，包括基本上圓形的用于阻擋部分所述帶電粒子小射束的第一光圈；至少包括一個透鏡的透鏡系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)與所述第一光圈對準(zhǔn)；基本上圓形的與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈；以及偏轉(zhuǎn)裝置，其包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，用于當(dāng)在接收到控制信號后時偏轉(zhuǎn)經(jīng)過所述偏轉(zhuǎn)器的所述小射束，所述透鏡系統(tǒng)被設(shè)置于所述第一光圈與所述第二光圈之間，用來將所述第一光圈的圖像投射到所述第二光圈上，并且所述偏轉(zhuǎn)器基本上位于所述透鏡系統(tǒng)的圖像焦平面內(nèi)。
在各種預(yù)期的方案中，該裝置可以具有一個或多個上述的特征或者在下面的具體實施例中描述的特征。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)或裝置將圖像曝光在目標(biāo)曝光表面上的方法。
在本發(fā)明的具體實施例中，所述帶電粒子束或帶電粒子小射束是電子束。在另一具體實施例中，所述帶電粒子束或帶電粒子小射束是離子束。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括本發(fā)明上述的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的裝置的帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用這種帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)加工的基片。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種包括上述裝置的帶電粒子束顯微鏡系統(tǒng)。


本發(fā)明將在下面的根據(jù)本發(fā)明的，特別是用于無掩模平版印刷系統(tǒng)的，帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的具體實施例中加以進(jìn)一步說明，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖，圖1A示出了圖1的頂視圖，圖2示出了多個小射束帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的剖面圖，圖3a-3d解釋(存在的)這些問題，
圖4a-4c解釋(存在的)另外的問題，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于單射束系統(tǒng)的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的第一個具體實施例，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于多射束系統(tǒng)的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的第一個具體實施例，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于多射束系統(tǒng)的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的第二具體實施例；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的用于多粒子射束系統(tǒng)的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的第三具體實施例，以及圖9是該系統(tǒng)的另一具體實施例。
具體實施例方式
圖1示出了沿著帶電粒子束曝光裝置的光軸的剖面，該裝置包括帶電粒子源、兩個光圈、兩個透鏡和一個靜電偏轉(zhuǎn)器。圖1A示出了圖1的頂視圖。
源1發(fā)射出發(fā)散的帶電粒子束2?；旧蠄A形的第一光圈(孔徑)3限制了碰撞在第一透鏡4上的射束的開度角(孔徑角)。另外它將熱從系統(tǒng)中帶走，從而增強了第一透鏡4的性能。所述透鏡4基本上將射束聚焦在靜電偏轉(zhuǎn)器5(所在)的平面上。在接收到控制信號后，偏轉(zhuǎn)器5使經(jīng)過的帶電粒子束偏轉(zhuǎn)?；旧蠄A形的第二光圈6可以具有幾個目的。首先，它可以限制落在第二透鏡7上的射束的開度角。其次，它可以阻擋被靜電偏轉(zhuǎn)器5偏轉(zhuǎn)的射束。當(dāng)射束穿過第二光圈6時，第二透鏡7將其聚焦在圖像平面8上。
圖2示出了用于多射束系統(tǒng)的同樣的工作原理。多個小射束9依次經(jīng)過第一光圈陣列10、第一透鏡陣列11、偏轉(zhuǎn)器陣列12、作為小射束阻擋陣列的第二光圈陣列13、以及再次將傳輸來的小射束15聚焦在圖像平面8上的第二透鏡陣列14。還可以使用設(shè)置在同一平面上的單透鏡組來代替透鏡陣列。所有這些元件的功能與圖1中的等同物相同。小射束9可以由多個帶電粒子源產(chǎn)生，或者通過將由單一帶電粒子源發(fā)射的平行帶電粒子束分裂得到，例如通過使用光圈檔板(光闌板)。
圖1和圖2所描述的設(shè)計被廣泛使用，但是它具有較大的缺陷，尤其當(dāng)在高偏轉(zhuǎn)頻率下工作時變得非常重要。對于單一射束系統(tǒng)而言，在第二光圈6上的點不是被清楚限定的。其密度逐漸減小。結(jié)果，用來完全阻擋小射束16所需的偏轉(zhuǎn)角不能被很好地被限定。因而，需要大的偏轉(zhuǎn)角以確保該阻擋作用。然而，在高偏轉(zhuǎn)頻率時，所期望的是小偏轉(zhuǎn)角。
實際上，當(dāng)產(chǎn)生在靜電偏轉(zhuǎn)器5的平面內(nèi)的中間圖像沒有被正確定位時會產(chǎn)生另外的問題。
圖3a示出了一個正確定位的偏轉(zhuǎn)器的實例。小射束填滿了兩個光圈的面積。
在圖3b中演示了具有微小旋轉(zhuǎn)角A的效果。在這種情況下，小射束2的一部分被第一光圈3所阻擋。因此，光圈6未被完全填充，導(dǎo)致了劑量變化。
在圖3c中，為了克服圖3b的問題，將第一光圈3的面積擴大，并極少使光學(xué)系統(tǒng)傾向于變動入射的小射束2的角度。然而，在這種情況下，小射束2部分地被第二光圈6所阻擋。因此，這種方案不能解決這個問題。
在圖3d中演示了光軸O有一從O→O’的小偏移的效果。已知的解決方案是增大第一光圈的面積。然而，從圖3d可以明顯看出，它不能解決這個問題。第二光圈6仍然阻擋了小射束2的一部分。
在圖4a中，為了使系統(tǒng)更穩(wěn)定，將小射束2的開度角增大，同時將第一光圈3也增大。在這種情況下，在第二光圈6上的熱負(fù)荷也增加了，因為該光圈此時阻擋了小射束2的一部分。此外，為了從該光圈上完全除去射束2，因此使用光圈檔板6來切斷(blanking)小射束，這需要更大的偏轉(zhuǎn)角，進(jìn)而需要更強的靜電場。這使得偏轉(zhuǎn)器更為復(fù)雜。并且也使偏轉(zhuǎn)器變得更慢。
圖4b示出了小射束2的光軸在圖4a結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有一微小旋轉(zhuǎn)的效果其熱負(fù)荷增加得相當(dāng)多。
圖4c示出了小射束2的光軸有一從O到位置O’偏移的效果其在第二光圈上的熱負(fù)荷再次增加。在第一光圈3上的熱負(fù)荷也增加了。此外，小射束在圖像平面8上的位置隨著小射束光軸的角度而改變。
作為位置變化的結(jié)果，對于每個單獨的光圈而言，經(jīng)過這些光圈的電流是不同的。因此，對于每一帶電粒子小射束15而言，到達(dá)圖像平面8的電流也有變化。當(dāng)要曝光的表面(例如半導(dǎo)體晶片或遮光膜)被定位在所述圖像平面8內(nèi)時，該電流的變化會引起劑量變化，例如每單位面積的帶電粒子數(shù)量的變化。由于這些劑量變化，使得對于具有高分辨率結(jié)構(gòu)元件的圖樣的臨界尺寸控制變得不再可能。如圖4b和4c所示，一種用以減小位置變化的負(fù)面影響的方法是擴大落在光圈上的開度角。雖然部分電流被“浪費掉”，但每一單獨光圈此時傳送著相似面積的單獨的帶電粒子小射束。
由射束點在光圈上的位置變化所引起的另一個問題是由于(射束)源不是奇點(singularity)，而是具有有限尺寸的，因此在每一小射束內(nèi)的電流分布是不均勻的。在小射束周圍，電流密度變得較小。這樣如圖4a所示的解決方案就不能完全解決這些問題。因此，開度角應(yīng)該比以前進(jìn)一步擴大，使得傳輸?shù)男∩涫囊徊糠謨H僅包括中央?yún)^(qū)域的一部分(其具有均勻的電流密度)。以這種方式使非均勻性效應(yīng)得以補償。
然而開度角的簡單擴大有較大的缺陷。在具有更大的開度角的光圈后面的透鏡的透鏡填充增加了，從而使透鏡的性能變差。本發(fā)明的目的是提供一種電子光學(xué)系統(tǒng)，其中用以避免前述隨位置變化(而引起的)問題所需的最大開度角被最小化。另外，本發(fā)明能夠使用小的偏轉(zhuǎn)角用以在接收到(registration)控制信號后阻擋所經(jīng)過的射束或小射束。
圖5和圖6分別示出了本發(fā)明用于單射束和多射束電子光學(xué)系統(tǒng)的第一具體實施例。在圖5中，第一光圈3被設(shè)置于第二光圈6的共軛平面內(nèi)。因此，用以使位置變化影響最小化所需要的由第一光圈3所決定的開度角比以前小。第一透鏡4的填充會因此減少，從而提高了其性能，例如引入極小的像差。而且，在第二光圈6上的點很尖銳，這使得靜電偏轉(zhuǎn)器5的偏轉(zhuǎn)角能被很好地限定，從而實現(xiàn)對經(jīng)過的帶電粒子束的阻擋。如果在光圈3上的熱負(fù)荷變得過大，則沿著帶電粒子束的路徑連續(xù)設(shè)置幾個光圈元件。這些光圈元件彼此對準(zhǔn)，而且優(yōu)選按直徑增大的方式沿電子光學(xué)路徑按順序排列。在這種情況下，該射束限定光圈元件在第二光圈6上成像。當(dāng)?shù)诙馊?也包括一系列的光圈元件，并優(yōu)選按直徑減小的順序沿電子光學(xué)路徑排列時，第一光圈3的射束限定光圈元件通過第一透鏡4被投射在第二光圈6的射束限定光圈元件上。如圖6所示，在多射束系統(tǒng)中以類似的方式實施本發(fā)明的第一具體實施例。
本發(fā)明的第二具體實施例僅用于多射束系統(tǒng)中，尤其是包括單一(射束)源的系統(tǒng)。圖7示出了與本發(fā)明第一具體實施例合并的這種單一源多射束電子光學(xué)系統(tǒng)。帶電粒子源17發(fā)射發(fā)散的射束18，該發(fā)散的射束18在到達(dá)第一光圈陣列10之前由準(zhǔn)直儀透鏡19準(zhǔn)直(使成平行)。然后第一光圈陣列10將射束分裂成多條小射束。其余的操作與圖6所描述的系統(tǒng)的操作相類似。
為了降低這些像差，可以如圖8所示對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。該方法的細(xì)節(jié)披露在本申請人的專利申請PCT/NL2004/000174中，將引用的該文獻(xiàn)的全部內(nèi)容合并于此作為參考。在這種結(jié)構(gòu)中，另外的透鏡陣列20被定位于所述準(zhǔn)直儀透鏡19與所述帶電粒子源17之間。為了避免附加透鏡陣列20的顯著的熱(其能降低其性能)，在透鏡陣列20與(射束)源17之間放置第三光圈陣列21。此時光圈陣列21將發(fā)射的帶電粒子束18分裂成多個小射束22，并且另外顧及到大的熱負(fù)荷。
圖9示出了用在圖8所示的系統(tǒng)中的本發(fā)明的第一具體實施例。根據(jù)與考慮位置變化的第一具體實施例相同的原理，應(yīng)該將第三光圈陣列21的位置定位在第一光圈陣列10的共軛平面內(nèi)。所有透鏡陣列11、14、20的透鏡填充都被最小化，同時開度角足夠大，以便應(yīng)對位置變化。此外，在小射束阻擋陣列13上的點保持尖銳，這使得由于小的最小偏轉(zhuǎn)角而能夠具有高頻率的偏轉(zhuǎn)。
應(yīng)當(dāng)明了，上述描述只是為了舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選具體實施例的工作過程，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。由上述討論出發(fā)，多種對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言很明顯的改變也將包括在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于帶電粒子束曝光裝置的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-第一光圈裝置，包括至少一個基本上圓形的第一光圈，用于部分屏蔽用來形成至少一個帶電粒子小射束的發(fā)射的帶電粒子束；-透鏡系統(tǒng)，包括至少一個用來將產(chǎn)生于所述第一光圈的一個或多個帶電粒子小射束進(jìn)行聚焦的透鏡，將其聚焦在所述透鏡的圖像焦平面內(nèi)或附近；-偏轉(zhuǎn)器裝置，基本上位于所述圖像焦平面內(nèi)，包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，用來在接收到控制信號后偏轉(zhuǎn)經(jīng)過所述偏轉(zhuǎn)器的所述一個或多個帶電粒子小射束；以及-第二光圈裝置，包括至少一個位于所述第一光圈的共軛平面內(nèi)的基本上圓形的第二光圈，并且所述第二光圈與所述第一光圈以及所述小射束偏轉(zhuǎn)器對準(zhǔn)，用來阻擋由所述小射束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的一個或多個帶電粒子小射束，或者讓其通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于帶電粒子束曝光裝置的所述系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用多個帶電粒子小射束，其中所述第一光圈裝置包括形成光圈陣列的多個所述第一光圈，每一光圈用于一個小射束；所述透鏡系統(tǒng)包括形成透鏡組陣列的多個所述透鏡組，使每個透鏡定位，用以聚焦來自所述第一光圈裝置的多個帶電粒子小射束中的一個；所述第二光圈裝置包括形成光圈陣列的多個所述第二光圈；所述偏轉(zhuǎn)器裝置包括多個所述小射束偏轉(zhuǎn)器，使每一小射束偏轉(zhuǎn)器定位，用來在接收到對應(yīng)于所期望的要曝光的圖樣的控制信號后偏轉(zhuǎn)所經(jīng)過的帶電粒子小射束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述透鏡或透鏡組包括靜電透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述小射束偏轉(zhuǎn)器或小射束偏轉(zhuǎn)器組包括靜電偏轉(zhuǎn)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述靜電偏轉(zhuǎn)器包括至少兩個偏轉(zhuǎn)電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第一光圈裝置之前并包括形成透鏡組陣列的多個透鏡組的第二透鏡系統(tǒng)，所述透鏡組被設(shè)置用于會聚所述多個小射束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述第一光圈裝置之前并包括多個透鏡組的第三透鏡系統(tǒng)，其設(shè)置用來將帶電粒子束曝光裝置源的圖像投射到所述第二透鏡系統(tǒng)的主平面內(nèi)，所述帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第三光圈陣列，其中所述第二透鏡陣列設(shè)置用于將所述第三光圈陣列的圖像投射到所述第一光圈陣列上。
8.一種用于將基片曝光于多個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，所述裝置包括第一光圈陣列，所述第一光圈陣列包括多個第一光圈，一個光圈用于一個帶電粒子小射束；透鏡系統(tǒng)，包括形成透鏡組陣列的多個透鏡組，所述透鏡組與所述第一光圈對準(zhǔn)；以及第二光圈陣列，包括多個與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈，其中所述透鏡系統(tǒng)被設(shè)置于所述第一光圈陣列與所述第二光圈陣列之間，用來將所述第一光圈陣列成像在所述第二光圈陣列上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，包括至少一個另外的光圈陣列和至少一個另外的透鏡陣列，其中在每個光圈陣列之間定位一透鏡陣列，其設(shè)置用來將前面的透鏡陣列成像在后面的透鏡陣列上。
10.一種用于將基片曝光于至少一個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，所述裝置包括基本上圓形的用于阻擋部分所述帶電粒子小射束的第一光圈；包括至少一個透鏡的透鏡系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)與所述第一光圈對準(zhǔn)；基本上圓形的與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈；以及偏轉(zhuǎn)裝置，包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，用于當(dāng)在接收到控制信號后時偏轉(zhuǎn)經(jīng)過所述偏轉(zhuǎn)器的所述小射束，所述透鏡系統(tǒng)被設(shè)置于所述第一光圈與所述第二光圈之間，用來將所述第一光圈的圖像投射到所述第二光圈上，并且所述偏轉(zhuǎn)器基本上位于所述透鏡系統(tǒng)的圖像焦平面內(nèi)。
11.一種使用根據(jù)本發(fā)明前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或裝置將圖樣曝光在目標(biāo)曝光表面上的方法。
12.一種用權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或裝置加工的基片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或裝置，其中，所述帶電粒子束或帶電粒子小射束是電子束。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述帶電粒子束或帶電粒子小射束是離子束。
15.一種包括權(quán)利要求1至11中任一權(quán)利要求所述的裝置的帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)。
16.一種用權(quán)利要求15所述的帶電粒子束平版印刷系統(tǒng)加工的基片。
17.一種包括權(quán)利要求1至10中任一權(quán)利要求所述的裝置的帶電粒子束顯微鏡系統(tǒng)。
18.一種用于將基片曝光于多個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，所述裝置包括第一光圈陣列，所述第一光圈陣列包括多個第一光圈，一個光圈用于一個帶電粒子小射束；透鏡系統(tǒng)，包括形成透鏡組陣列的多個透鏡組，所述透鏡組與所述第一光圈對準(zhǔn)；以及第二光圈陣列，包括多個與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈，其中所述透鏡系統(tǒng)被設(shè)置于所述第一光圈陣列與所述第二光圈陣列之間，用來將所述第一光圈陣列成像在所述第二光圈陣列上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，包括至少一個另外的光圈陣列和至少一個另外的透鏡陣列，其中，在每個光圈陣列之間定位一透鏡陣列，其設(shè)置用來將前面的光圈陣列成像在后面的光圈陣列上。
20.一種用于將基片曝光于至少一個帶電粒子小射束的帶電粒子曝光裝置，所述裝置包括基本上圓形的用于阻擋部分所述帶電粒子小射束的第一光圈；至少包括一個透鏡的透鏡系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)與所述第一光圈對準(zhǔn)；基本上圓形的與所述第一光圈對準(zhǔn)的第二光圈；以及偏轉(zhuǎn)裝置，包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，用于當(dāng)在接收到控制信號后時偏轉(zhuǎn)經(jīng)過所述偏轉(zhuǎn)器的所述小射束，所述透鏡系統(tǒng)設(shè)置于所述第一光圈與所述第二光圈之間，用來將所述第一光圈的圖像投射到所述第二光圈上，并且所述偏轉(zhuǎn)器基本上位于所述透鏡系統(tǒng)的圖像焦平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于帶電粒子束曝光裝置的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一光圈裝置，包括至少一個基本上圓形的第一光圈，用于部分屏蔽用來形成至少一個帶電粒子小射束的發(fā)射的帶電粒子束；透鏡系統(tǒng)，包括至少一個用來將來自于所述第一光圈的帶電粒子小射束進(jìn)行聚焦的透鏡，將其聚焦在該透鏡的圖像焦平面內(nèi)或附近；偏轉(zhuǎn)器裝置，基本上位于該圖像焦平面內(nèi)，包括至少一個小射束偏轉(zhuǎn)器，該偏轉(zhuǎn)器用來在接收到控制信號后偏轉(zhuǎn)經(jīng)過的所述帶電粒子小射束；以及第二光圈裝置，包括至少一個位于第一光圈的共軛平面內(nèi)的基本上圓形的第二光圈，并且該第二光圈與該第一光圈以及該小射束偏轉(zhuǎn)器對準(zhǔn)，用來阻擋由小射束偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)的帶電粒子束，或者讓其通過。
文檔編號H01J37/08GK1795529SQ200480014578
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者彼得·克勒伊特, 馬爾科·揚-哈科·威蘭 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司