[发明专利]多电极电子光学系统

说明书

本发明涉及一种适用于带电粒子光刻系统(10)的带电粒子束产生器(50)，该带电粒子束产生器包括：带电粒子源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；准直器电极堆叠(70)，其用于准直该带电粒子束，其中该电极堆叠沿着光轴跨越准直器高度(Hc)；产生器真空腔室(51)，其用于容纳带电粒子源(52)和准直器电极堆叠(70)；以及至少一个真空泵系统(122、123)，其被设置在产生器真空腔室(51)内部离该准直器电极堆叠的外周边(85)一距离(ΔRp)处，其中至少一个真空泵系统跨越与光轴(A)基本上平行地定向的有效泵送表面(122a、123a)，并且其中该有效泵送表面具有跨越准直器高度(Hc)的至少一部分的表面高度(Hp)。

本申请是申请日为2014年11月14日、申请号为201480071804.9、发明名称为“多电极电子光学系统”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及一种电极堆叠、一种带电粒子束产生器，以及一种带电粒子光刻系统。此外，本发明涉及一种适用于操作带电粒子束产生器的方法。

背景技术

在半导体工业内，对高准确且可靠地制造较小结构存在持续增长的期望。光刻是这种制造工艺的关键部分。在无掩模光刻系统中，带电粒子细束(beamlet)可用以将图案转印至目标上。这些细束可单独受控制以获得所要的图案。

为在商业上可行，需要带电粒子光刻系统能够满足对实质晶圆产出量及严格误差容限的具有挑战性的需求。可通过使用更多细束及因此更多电流来获得较高产出量

然而，处置较大数目的细束导致对更多控制电路的需要。操作控制电路可引起光刻系统内的加热。此外，电流的增加产生与光刻系统中的组件相互作用的更多带电粒子。带电粒子与光刻系统内部的系统组件之间的碰撞可引起相应组件的显著加热。束操纵组件的所产生的加热可导致热变形，该热变形降低光刻工艺的准确度。

大数目的细束的使用由于细束之间的粒子间相互作用(例如，库仑相互作用)而进一步增加不可接受的不准确度的风险。

可通过缩短粒子源与目标之间的路径来减小粒子间相互作用的效应。可通过使用更强电场来操纵带电粒子而达成路径缩短，这需要在带电粒子光刻系统中各种电极之间施加较大电位差。

在较高电场强度的情况下，准直器电极的形状和布局成为电场分布的可达准确度的更重要的决定因素，并因此对束产生和成形准确度有影响。

发明内容

合乎需要的将是，提供允许使用大数目的带电粒子细束且同时即使针对强电场也实现较高的束准直场准确度的带电粒子束产生器和光刻系统，以及其组件。

因此，根据第一方面，提供了一种准直器电极堆叠，其包括：至少三个准直器电极，其用于准直沿着光轴的带电粒子束，其中每个准直器电极包括具有电极孔的电极主体，该电极孔用于允许带电粒子束通过。电极主体沿着与光轴基本上平行的轴向方向间隔开。电极孔沿着光轴同轴地对准。该准直器电极堆叠包括多个间隔结构，其被设置在每一对相邻准直器电极之间并且由电绝缘材料制成，多个间隔结构用于沿着轴向方向以预定距离来定位准直器电极。准直器电极中的每一个电连接至单独的电压输出端。

在本文中使用圆柱坐标来描述带电粒子束产生器的空间关系。带电粒子流的宏观方向被称为“轴向方向”Z’。在本文中使用术语“上游”来标明与带电粒子流相反的方向。相反地，在本文中使用术语“下游”来标明随同带电粒子流一起的方向。在当前示例中，术语“上游”和“下游”分别对应于负轴向方向-Z和正轴向方向Z。垂直于轴向方向Z的束电流密度分布的重心(即，平均位置)限定所谓的“光轴”A。“径向方向”R对应于横向平面中径向地远离光轴A的任何方向。“角方向”表明沿着横向平面中的径向位置的(无穷小)旋转角。

根据实施例，每个电压输出端可单独被调整。