[发明专利]带电粒子多子束光刻系统和冷却配置制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及带电粒子多子束光刻系统。本发明进一步涉及制造在这种光刻系统中使用的冷却配置。

背景技术

在半导体工业中，对于制造出具有高准确性和可靠性的更小结构的期望不断增加。光刻就是这种制造工艺的关键部分。当前，大多数商用光刻系统使用光波束和掩模作为一种手段来复制图案数据用于曝光目标，例如在其上具有抗蚀涂层的晶片。在无掩模光刻系统中，带电粒子子束可被用于将图案转移至这样的目标上。这些子束可单独控制以获得期望的图案。

但是，为了这样的带电粒子光刻系统成为商业可行的，它们需要处理特定最小吞吐量，即，每小时处理的晶片数量不应比当前每小时使用光学光刻系统所处理的圆晶数量低太多。而且，带电粒子光刻系统需要达到较低的误差余量。相对高吞吐量与达到低误差余量组合的这种组合是具有挑战性的。

较高吞吐量可通过使用更多的子束并因此具有更多电流来获得。但是，处理数量更多的子束导致需要更多的控制电路。而且，电流的提高导致更多的带电粒子与光刻系统中的组件相互作用。电路以及带电粒子与组件碰撞二者都可引起光刻系统内相应的组件生热。这样的生热可使在光刻系统内图案处理的准确性降低。在最差的情况下，这样的生热可使光刻系统内的一个或多个组件停止发挥作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有关于热管理的改进性能的带电粒子多子束光刻系统。为了这一目的，本发明提供了一种带电粒子多子束光刻系统，用于使用多个带电粒子子束来曝光目标，该系统包括：用于生成带电粒子子束的子束发生器；用于使子束图案化以形成经调制子束的子束调制器，用于将经调制的子束投影至目标表面上的子束投影器；其中，子束发生器、子束调制器和/或子束投影器包括一个或多个设置有多个孔径的板，孔径用于让子束通过板，这些孔径被布置成组，以在一个或多个板的表面上形成多个波束区域，这些波束区域与多个不含子束通路的孔径的非波束区域相区别开或分开；并且其中，在该光刻系统中具有孔径的至少一个板设置有冷却配置，该冷却配置被部署在其表面上的一个或多个非波束区域中，该冷却配置包括板形主体，其设置有用于接收冷却液体的入口、多个用于在其上布置冷却液体流动的冷却通道，以及移除冷却液体的出口。该冷却配置的板形主体设置有位于冷却通路之间的多个缝隙，其中，这些缝隙在孔径板表面上与波束区域基本对准。

术语“波束区域”在本文中是指(例如，在子束发生器、子束调制器，或子束投影器中的)板表面上的区域，其中，孔径被布置成组，这些孔径被布置成为子束提供通道。“非波束区域”是未曝光给带电粒子子束的区域。将具有板形主体的形式的冷却配置部署在孔径板上能够在那些区域中有效冷却，其中冷却配置并不干扰光刻系统的操作。

使用被连接至入口和出口的多个冷却通路能够结合虽然占据光刻系统中的有限空间但遍及冷却配置的充分空间分布的冷却液体以充分供给冷却液体。冷却配置的板形主体可基本形成为平面部，即，平坦表面。尤其是，板形主体可包括平坦表面，其跨越接触面以连接至配备孔径的板。该平坦表面提供了接口区，以使板形主体形成与具有孔径的板的平坦区热接触，通过这样的方式，平坦的主体表面和平坦的板区域基本平行并直接邻接，或者基本平行并且经由导热材料居间层(例如，粘合层)热接触。

冷却通路可被布置成相互平行以限定出与接触平面平行的流动方向。因此冷却通路可并排平行蔓延穿过主体的平面部，并且平行于平面部的平面。在可获得的制造和对准容限内可达到(基本)平行对准。板形主体和/或通道相对较大的失准并不希望出现，这是因为这将相当大地干扰由子束生成器、子束调制器和/或子束投影器所执行的带电粒子波束生成和操纵功能，这将因此使光刻结果恶化。针对配备具有冷却通路和在毫米范围内(例如，依据本文下面说明的实施例)的缝隙的冷却配置的光刻系统，任何偏离平行对准将优选地导致停留在0.5毫米以下，更优选地在100mm以下的绝对位移。

缝隙能够使带电粒子子束的通路穿过冷却配置的板形主体。而且，使用单个具有缝隙的板形结构减少了冷却配置内的组件数量。而且，将缝隙适当对准能够使冷却配置在所有的地方都与孔径板接触，此时这样的接触具有合理的可能性，而不会干扰光刻系统的操作。接触面积的曾加可增加冷却配置所吸收的热量。缝隙可为沿流动方向的细长形状，并且每一个缝隙可位于垂直于流动方向观看的两个相邻的冷却通路之间。