具有傳感器組裝件的帶電粒子光刻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)上的帶電粒子光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：目標(biāo)定位設(shè)備，該目標(biāo)定位設(shè)備包括具有用于支托目標(biāo)的第一側(cè)的目標(biāo)支托架；帶電粒子光學(xué)單元，該帶電粒子光學(xué)單元用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向目標(biāo)支托架的第一側(cè)；以及傳感器組裝件，該傳感器組裝件包括：轉(zhuǎn)換器元件，所述轉(zhuǎn)換器元件用于將撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的帶電粒子轉(zhuǎn)換成光，其中轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上；光傳感器，所述光傳感器用于檢測(cè)光，其中光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處；以及光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡被布置在轉(zhuǎn)換器元件和光傳感器之間以用于將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向所述傳感器。
【專利說明】具有傳感器組裝件的帶電粒子光刻系統(tǒng)
[0001 ] 背景
[0002]本發(fā)明涉及具有傳感器組裝件的帶電粒子光刻系統(tǒng)。
[0003]這種光刻系統(tǒng)例如在國(guó)際專利申請(qǐng)W02007/032670中公開。該國(guó)際專利申請(qǐng)中所公開的光刻系統(tǒng)被布置用于使用用于生成多個(gè)帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向目標(biāo)的表面的帶電粒子光學(xué)單元將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)的表面上。帶電粒子束在目標(biāo)的表面上在一個(gè)或多個(gè)方向上被掃描，并且在所述掃描期間，每一個(gè)帶電粒子束在目標(biāo)的所述表面上刻寫所述圖案的一部分。
[0004]為了在目標(biāo)(例如，晶片或掩模)上刻寫高分辨率圖案，已知在要暴露的表面處或者在其附近的每一個(gè)射束的位置優(yōu)選必須在幾納米的距離內(nèi)。為了確定帶電粒子束并且具體地所述多個(gè)帶電粒子束的特性，使用與用于將帶電粒子束轉(zhuǎn)換成光束的轉(zhuǎn)換器元件組合的傳感器。所述傳感器包括與用于檢測(cè)所述光束的轉(zhuǎn)換器元件成直線定位的光敏檢測(cè)器陣列。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換器元件被設(shè)置有包括尖銳邊緣的阻擋元件。轉(zhuǎn)換器元件(具體地其阻擋元件)基本被布置在與目標(biāo)的表面相同的層面。通過在與尖銳邊緣基本垂直的方向上在轉(zhuǎn)換器元件上掃描帶電粒子束并且監(jiān)視與帶電粒子束相對(duì)應(yīng)的光束的光強(qiáng)度變化，可建立帶電粒子束的位置和直徑。
[0005]如W02007/032670中所公開的，轉(zhuǎn)換器元件被直接布置在光敏檢測(cè)器陣列上方，這提供了非常緊湊的組裝件。光敏檢測(cè)器陣列可被設(shè)置有用于將所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳遞給控制設(shè)備的布纜(cabling)，該控制設(shè)備包括用于處理所測(cè)量的數(shù)據(jù)以確定帶電粒子束的特性的處理器。
[0006]為了將阻擋元件定位在與目標(biāo)的表面基本相同的層面，傳感器和轉(zhuǎn)換器元件的組裝件被排列在目標(biāo)支托架中或者被排列成與其相鄰。優(yōu)選地，該組裝件被集成在目標(biāo)支托架中。
[0007]目標(biāo)支托架被布置在用于相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元準(zhǔn)確地移動(dòng)目標(biāo)的臺(tái)級(jí)組裝件的頂部，并且被排列在真空腔內(nèi)部。將該組裝件集成在真空腔內(nèi)部的目標(biāo)支托架中的缺點(diǎn)在于，被布置在臺(tái)級(jí)組裝件的頂部的組裝件必須被連接到在真空腔外部的控制設(shè)備，而不妨礙目標(biāo)的準(zhǔn)確移動(dòng)。
[0008]本發(fā)明的目標(biāo)是提供對(duì)傳感器的更便利的定位。
[0009]發(fā)明概述
[0010]根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)上的帶電粒子光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0011 ]目標(biāo)定位設(shè)備，該目標(biāo)定位設(shè)備包括具有用于支托目標(biāo)的第一側(cè)的目標(biāo)支托架；
[0012]帶電粒子光學(xué)單元，該帶電粒子光學(xué)單元用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向目標(biāo)支托架的第一側(cè)；以及
[0013]傳感器組裝件，該傳感器組裝件包括:轉(zhuǎn)換器元件，該轉(zhuǎn)換器元件用于將撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的帶電粒子轉(zhuǎn)換成光，其中轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上;光傳感器，該光傳感器用于檢測(cè)光，其中光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處；以及光學(xué)透鏡，該光學(xué)透鏡被布置在轉(zhuǎn)換器元件和光傳感器之間以用于將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向所述傳感器。
[0014]本發(fā)明由此通過將傳感器布置為遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換器元件(例如包括如從現(xiàn)有技術(shù)已知的阻擋元件)并且使用光學(xué)透鏡將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向傳感器來提供以上標(biāo)識(shí)的問題的解決方案。為了確定在目標(biāo)層面的帶電粒子束的特性，轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上。具體地，在確定帶電粒子束的特性期間，轉(zhuǎn)換器元件面向所述帶電粒子光學(xué)單元的一側(cè)優(yōu)選被布置在與圖案被轉(zhuǎn)移到其上的所述目標(biāo)的暴露表面基本相同的層面。由于本發(fā)明的傳感器組裝件，傳感器可被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處。與現(xiàn)有技術(shù)中已知的布置相反，根據(jù)本發(fā)明至少組裝件的傳感器被布置在目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處，具體地被定位在所述定位設(shè)備的臺(tái)級(jí)組裝件的一距離處。由此，傳感器可被排列成與目標(biāo)定位設(shè)備分開，并且可合適地連接到真空腔外部的控制設(shè)備，而不妨礙目標(biāo)定位設(shè)備的準(zhǔn)確移動(dòng)。
[0015]注意在實(shí)施例中，光學(xué)透鏡可被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上，就像轉(zhuǎn)換器元件一樣。然而，優(yōu)選光學(xué)透鏡還被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處，就像光傳感器一樣。
[0016]在實(shí)施例中，在使用真空腔的壁中的用于將來自轉(zhuǎn)換器元件的光傳輸?shù)秸婵涨坏耐獠康恼婵彰芊獯翱跁r(shí)，至少傳感器可被布置在真空腔外部。在本實(shí)施例中，傳感器和控制設(shè)備的連接可被完全布置在真空腔外部。
[0017]在實(shí)施例中，透鏡被布置成將轉(zhuǎn)換器元件基本面向所述帶電粒子光學(xué)單元的一側(cè)的圖像投射到光傳感器上。這對(duì)于表征撞擊在轉(zhuǎn)換器元件上的各個(gè)位置處的多個(gè)帶電粒子束并且使用像素化的傳感器(具體地CMOS陣列、CCD陣列、或者二極管陣列)來觀察基本上在同時(shí)被發(fā)射在所述各個(gè)位置處的光是特別有利的。發(fā)射在所述轉(zhuǎn)換器元件上的所述各個(gè)位置處的光被成像在像素化的傳感器的表面上的各個(gè)位置上(優(yōu)選在各個(gè)像素上)。
[0018]在實(shí)施例中，帶電粒子光學(xué)單元被布置在目標(biāo)支托架的第一側(cè)，并且其中光學(xué)透鏡和光傳感器被布置在目標(biāo)支托架的第二側(cè)，其中第二側(cè)與第一側(cè)基本相對(duì)。
[0019]例如，帶電粒子光學(xué)單元被布置在目標(biāo)支托架上方并且光學(xué)透鏡和光傳感器被布置在目標(biāo)支托架下方，或反之亦然。在本實(shí)施例中，光學(xué)透鏡和光傳感器的布置不干擾帶電粒子光學(xué)單元的定位。
[0020]在實(shí)施例中，帶電粒子光學(xué)單元限定光軸，其中光學(xué)透鏡和光傳感器被布置在所述光軸上。根據(jù)本實(shí)施例，光學(xué)透鏡和光傳感器被布置在至少相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元基本固定的位置處并且與帶電粒子光學(xué)單元的光軸基本永久地對(duì)齊。為了建立帶電粒子束的特性，僅被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上的轉(zhuǎn)換器元件需要被所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到帶電粒子束在帶電粒子光學(xué)單元的光軸處或者在其附近的射束路徑中。
[0021]在實(shí)施例中，所述目標(biāo)支托架和所述帶電粒子光學(xué)單元至少部分地被布置在真空腔內(nèi)部，并且其中所述真空腔包括延伸到所述真空腔內(nèi)部的隔室，其中所述隔室的內(nèi)部與真空腔的內(nèi)部分隔，其中所述隔室在面向所述目標(biāo)支托架的一側(cè)包括窗口，并且其中至少所述光學(xué)透鏡被布置在所述隔室內(nèi)部。所述隔室的內(nèi)部與所述真空腔的內(nèi)部分隔，并且由此可處于大氣壓力。隔室在面向所述目標(biāo)支托架的一側(cè)包括窗口，該窗口用于將來自轉(zhuǎn)換器元件的光傳輸?shù)礁羰业膬?nèi)部并且由此傳輸?shù)秸婵涨坏耐獠?。光學(xué)透鏡被布置在所述隔室內(nèi)部，優(yōu)選靠近窗口。由于隔室延伸到所述真空腔的內(nèi)部，因此光學(xué)透鏡可被布置在真空腔外部并且同時(shí)更加靠近目標(biāo)支托架。
[0022]通過將光學(xué)透鏡布置在真空腔外部，光學(xué)透鏡不必是真空兼容透鏡。標(biāo)準(zhǔn)透鏡可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的布置中。
[0023]通過將光學(xué)透鏡布置在更靠近目標(biāo)支托架的隔室內(nèi)部，包括所述透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)可能更大，并且因此它的聚光能力和分辨率有利地更大。
[0024]在實(shí)施例中，傳感器還被布置在所述隔室內(nèi)部。在實(shí)施例中，光傳感器和光學(xué)透鏡作為一個(gè)單元被布置在隔室中。在實(shí)施例中，隔室還延伸到真空腔的外部。在此情況下，可挑選隔室的維度以能夠便利地包含光學(xué)透鏡和光傳感器的組裝件。
[0025]在實(shí)施例中，所述隔室的內(nèi)部對(duì)所述真空腔的外部基本敞開。由此，所述隔室的內(nèi)部與通常被布置在基本處于大氣壓力或者略微高于大氣壓力的干凈房間內(nèi)部的所述真空腔的周圍流體連接。
[0026]雖然隔室可被形成為真空腔的壁的一部分，但是在實(shí)施例中，隔室被布置在所述真空腔的所述壁中的開口中。本實(shí)施例的隔室可作為一個(gè)單元被安裝在真空腔中并且從其移除。
[0027]由于帶電粒子束的本質(zhì)，它們的軌跡可被磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)改變。在帶電粒子光學(xué)單元中，這特別用于調(diào)制帶電粒子束并且將帶電粒子束引向目標(biāo)。為了使帶電粒子光學(xué)單元與可能干擾帶電粒子束的軌跡并且由此誘發(fā)與目標(biāo)上的帶電粒子束的期望位置的偏差的周圍磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)屏蔽，真空壁優(yōu)選被設(shè)置有面向所述真空腔的內(nèi)部的屏蔽件。屏蔽件包括一層或多層μ金屬。這種屏蔽件被布置成使地球磁場(chǎng)衰減達(dá)相當(dāng)大程度，例如為約1000倍的衰減是可能的。
[0028]在將隔室布置在所述真空腔的壁的開口中時(shí)，屏蔽件在開口處是不連續(xù)的。為了至少部分地補(bǔ)償屏蔽件中的開口，在實(shí)施例中，帶電粒子光刻系統(tǒng)進(jìn)一步包括基本包圍隔室與真空壁相鄰的部分的管部件，其中所述管部件沿著所述隔室在相對(duì)于真空腔向外的方向上延伸。在實(shí)施例中，所述管部件至少包括至少一層μ金屬或坡莫合金。
[0029]優(yōu)選地，管部件連接到布置在真空腔的內(nèi)部的壁的屏蔽件。為了提供管部件和真空腔內(nèi)部的屏蔽件之間的合適連接，在實(shí)施例中，所述管部件沿著所述隔室延伸到真空腔的內(nèi)部，并且所述管部件包括被布置在真空腔的內(nèi)部并且在所述真空壁中的開口周圍與真空壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣(lip)。在實(shí)施例中，真空壁被設(shè)置有面向所述真空腔的內(nèi)部的屏蔽件，并且徑向延伸凸緣在所述真空壁中的開口周圍至少部分地覆蓋所述屏蔽件，其中所述屏蔽件被布置在徑向延伸凸緣和真空壁之間。
[0030]在實(shí)施例中，所述隔室包括被布置成連接到真空壁以提供真空密封的法蘭部件。在實(shí)施例中，法蘭環(huán)被布置在所述真空腔的壁和所述法蘭部件之間。在實(shí)施例中，所述法蘭環(huán)包括至少一層μ金屬或坡莫合金。在隔室的法蘭部件和所述真空腔的壁之間使用這種法蘭環(huán)為屏蔽件提供了一種傳送真空阻擋件的偏便利方式。
[0031]在實(shí)施例中，所述法蘭環(huán)包括基本包圍隔室與真空壁相鄰的部分的管部件，其中所述管部件沿著所述隔室在相對(duì)于真空腔向外的方向上延伸。在實(shí)施例中，所述管部件包括至少一層μ金屬或坡莫合金。本實(shí)施例的管部件和法蘭環(huán)被形成為一個(gè)單元。
[0032]優(yōu)選地，管部件連接到布置在真空腔的內(nèi)部的壁的屏蔽件。為了提供管部件和真空腔內(nèi)部的屏蔽件之間的合適連接，在實(shí)施例中，所述管部件是第一管部件，并且其中法蘭環(huán)進(jìn)一步包括基本包圍隔室與真空壁相鄰的部分的第二管部件，其中所述第二管部件沿著所述隔室在相對(duì)于真空腔向內(nèi)的方向上延伸。在實(shí)施例中，所述第二管部件包括至少一層μ金屬或坡莫合金。在實(shí)施例中，所述第二管部件包括在所述真空壁中的開口周圍與真空壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣。在實(shí)施例中，真空壁被設(shè)置有面向所述真空腔的內(nèi)部的屏蔽件，并且其中徑向延伸凸緣在所述真空壁中的開口周圍至少部分地覆蓋所述屏蔽件，其中所述屏蔽件被布置在徑向延伸凸緣和真空壁之間。在實(shí)施例中，隔室的所述法蘭部件被布置在所述真空壁面向真空腔的內(nèi)部的一側(cè)。
[0033]在實(shí)施例中，延伸到所述真空腔的內(nèi)部的隔室被布置在所述目標(biāo)支托架背對(duì)用于支托目標(biāo)的第一側(cè)的一側(cè)。由此，傳感器被布置在優(yōu)選被布置在目標(biāo)支托架的轉(zhuǎn)換器元件背對(duì)帶電粒子光學(xué)單元的一側(cè)。在便利的實(shí)施例中，帶電粒子光學(xué)單元被布置在目標(biāo)支托架上方，并且隔室被布置在目標(biāo)支托架下方。
[0034]在實(shí)施例中，帶電粒子光學(xué)單元限定光軸，其中光學(xué)透鏡和傳感器被布置在所述光軸上。傳感器布置由此始終與帶電粒子光學(xué)單元對(duì)齊。為了確定帶電粒子束的特性或者對(duì)光刻系統(tǒng)的校準(zhǔn)或再校準(zhǔn)，臺(tái)級(jí)組裝件將目標(biāo)支托架移動(dòng)到帶電粒子束撞擊在轉(zhuǎn)換器元件上的位置。在臺(tái)級(jí)組裝件的該特定位置，設(shè)置從轉(zhuǎn)換器元件到隔室的窗口的通孔以允許源自射擊轉(zhuǎn)換器元件的帶電粒子束的光傳送到所述隔室、通過所述窗口、并且到所述傳感器組裝件，基本沒有阻礙。
[0035]在實(shí)施例中，隔室被布置在所述真空腔內(nèi)部的部分的直徑大于隔室與所述真空腔的壁相鄰的部分的直徑。這允許與具有大直徑的光學(xué)透鏡組合使用所述真空腔的壁中的相對(duì)較小的開口。另一方面，由于壁中的小開口，屏蔽件中的開口也是小的，其在與屏蔽件中的較大開口相比時(shí)減少了周圍磁場(chǎng)和/或電場(chǎng)的影響。另一方面，使用具有較大直徑的光學(xué)透鏡增加光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)并且因此其聚光能力和分辨率在與具有較小直徑的透鏡相比時(shí)有利地更大。
[0036]根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于確定在帶電粒子光刻系統(tǒng)中的目標(biāo)的層面的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束的特性的方法，其中所述方法包括:
[0037]目標(biāo)定位設(shè)備，該目標(biāo)定位設(shè)備包括具有用于支托目標(biāo)的第一側(cè)的目標(biāo)支托架；
[0038]帶電粒子光學(xué)單元，所述帶電粒子光學(xué)單元用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向目標(biāo)支托架的第一側(cè)；以及
[0039]傳感器組裝件，該傳感器組裝件包括:轉(zhuǎn)換器元件，所述轉(zhuǎn)換器元件用于將撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的帶電粒子轉(zhuǎn)換成光，其中該轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上;光傳感器，所述光傳感器用于檢測(cè)光，其中所述光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處；以及，光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡被布置在轉(zhuǎn)換器元件和光傳感器之間以用于將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向所述傳感器，
[0040]其中所述方法包括將所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到帶電粒子束撞擊在轉(zhuǎn)換器元件上的位置的步驟。
[0041]具體地，由于光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處并且相應(yīng)地未被布置在目標(biāo)定位設(shè)備上，因此轉(zhuǎn)換器元件與光傳感器獨(dú)立地移動(dòng)。
[0042]在實(shí)施例中，其中至少光傳感器被布置在相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元基本固定的位置處并且與帶電粒子光學(xué)單元基本永久地對(duì)齊。在實(shí)施例中，光學(xué)透鏡也被布置在相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元基本固定的位置處并且與帶電粒子光學(xué)單元基本永久地對(duì)齊。在本實(shí)施例中且關(guān)于傳感器組裝件，僅轉(zhuǎn)換器被所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到帶電粒子束在帶電粒子光學(xué)單元的光軸處或者在其附近的射束路徑中。傳感器組裝件的其他部分(具體地為光學(xué)透鏡和光傳感器)被布置在相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元基本固定的位置處。
[0043]在可能的情況下，可單獨(dú)地應(yīng)用在說明書中描述和示出的各個(gè)方面和特征。這些單獨(dú)的方面(具體地在所附從屬權(quán)利要求中描述的方法和特征)可作為分割的專利申請(qǐng)的主題。
[0044]附圖簡(jiǎn)述
[0045]本發(fā)明將在附圖中所示的示例性實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行闡述，其中:
[0046]圖1示出解說模塊化光刻系統(tǒng)的主要元件的簡(jiǎn)化框圖；
[0047]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0048]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0049]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意圖；
[0050]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意圖；以及
[0051]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)的一部分的示意圖。
[0052]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0053]圖1示出解說模塊化光刻系統(tǒng)200的主要元件的簡(jiǎn)化框圖。光刻系統(tǒng)優(yōu)選以模塊化的方式設(shè)計(jì)以準(zhǔn)許容易維護(hù)。主要子系統(tǒng)優(yōu)選被構(gòu)造在自包含和可移除的模塊中，使得可將它們從光刻機(jī)中移除，而對(duì)其他子系統(tǒng)有盡可能少的干擾。在對(duì)光刻機(jī)的訪問受限的情況下，這對(duì)包封在真空腔中的該機(jī)器尤其有利。由此，故障子系統(tǒng)可被快速地移除和替換，而不必?cái)嚅_或干擾其他系統(tǒng)。在圖1所示的實(shí)施例中，這些模塊化子系統(tǒng)包括:
[0054]-包括帶電粒子束源101和射束準(zhǔn)直系統(tǒng)102的照明光學(xué)模塊201;
[0055]-包括孔徑陣列103和聚光鏡陣列104的孔徑陣列和聚光鏡模塊202;
[0056]-包括射束消隱器陣列105的射束切換模塊203;以及
[0057]-包括射束停止陣列108、射束偏轉(zhuǎn)器陣列109和投射透鏡陣列110的投射光學(xué)模塊204。
[0058]在圖1所示的示例中，對(duì)齊框架包括對(duì)齊內(nèi)子框架205和對(duì)齊外子框架206?？蚣?08經(jīng)由減震安裝件207支撐對(duì)齊子框架205和206。
[0059]模塊201、202、203、204—起形成用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向目標(biāo)支托架的第一側(cè)的帶電粒子光學(xué)單元。
[0060]目標(biāo)定位設(shè)備包括具有面向帶電粒子光學(xué)單元的第一側(cè)209’的目標(biāo)支托架209，也稱為晶片臺(tái)209。在所述第一側(cè)209 ’上，可布置目標(biāo)，例如晶片130。晶片臺(tái)209進(jìn)而被安裝在卡盤210上。
[0061 ]晶片臺(tái)209和卡盤210被布置在短行程臺(tái)級(jí)(stage)211上，該短行程臺(tái)級(jí)被布置用于沿著所有六個(gè)自由度在小距離上驅(qū)動(dòng)所述卡盤210。短行程臺(tái)級(jí)211被安裝在長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)212頂部，該長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)212被布置用于在至少基本水平的平面上沿著兩個(gè)正交的方向(X和Y)驅(qū)動(dòng)所述短行程臺(tái)級(jí)211和卡盤210。
[0062]光刻機(jī)200被包封在真空腔400中，該真空腔包括一層或多層mu金屬(μ金屬)屏蔽215。屏蔽件215以便利的方式被布置為真空腔400的襯墊(lining)。該機(jī)器停留在被框架件221支撐的基板220上。
[0063]在實(shí)施例中，框架208和真空腔400的底壁401被形成為一個(gè)單元。例如，從單個(gè)整體材料塊加工框架208和底壁401。晶片臺(tái)209、卡盤201、短行程臺(tái)級(jí)211、以及長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)212被安裝在框架(或底壁)208上或者被安裝在其中。
[0064]晶片130和晶片臺(tái)209相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元201、202、203、204的位置是使用附連到對(duì)齊子框架205的測(cè)量設(shè)備250來測(cè)量的，該對(duì)齊子框架監(jiān)視卡盤210相對(duì)于測(cè)量設(shè)備250的位置。測(cè)量設(shè)備250包括例如干涉儀系統(tǒng)，并且卡盤210隨后被設(shè)置有用于反射來自干涉儀系統(tǒng)的光束252的鏡子251。
[0065]在該示例中，系統(tǒng)200進(jìn)一步包括傳感器組裝件，該傳感器組裝件包括:
[0066]如圖2更詳細(xì)地示出的轉(zhuǎn)換器元件140、150，該轉(zhuǎn)換器元件140、150被布置在目標(biāo)定位設(shè)備上，具體地被布置在其卡盤210上；
[0067]被布置成與目標(biāo)定位設(shè)備212、211、210、209間隔開的光學(xué)透鏡302和光傳感器303。
[0068]在圖1和2所示的實(shí)施例中，光學(xué)透鏡302和光傳感器303被布置在真空腔400內(nèi)部，并且用于將傳感器303與控制單元(未示出)連接的布纜304橫穿所述真空腔400的壁401。在使用中，光學(xué)透鏡302和光傳感器303被布置并且需要在真空條件下操作。
[0069]替換地，真空腔400可被設(shè)置有隔室300。隔室300被布置在所述晶片臺(tái)209背對(duì)用于支托晶片130的第一側(cè)209’的一側(cè)。具體地，帶電粒子光學(xué)單元201、202、203、204被布置在晶片臺(tái)209上方，并且隔室300被布置在晶片臺(tái)209下方。帶電粒子光學(xué)單元201、202、203、204限定光軸100，其中光學(xué)透鏡302和傳感器303被布置在所述光軸100上。
[0070]所述隔室300的內(nèi)部與真空腔400的內(nèi)部分離。隔室300在面向所述目標(biāo)支托架(具體地所述卡盤210)的一側(cè)包括窗口 301。在該示例中，包括光學(xué)透鏡302和傳感器303的隔室300被布置在所述真空腔400內(nèi)部。
[0071]如圖1示意性地示出的，隔室300面向目標(biāo)支托架的部分(具體地隔室300包括窗口301和光學(xué)透鏡302的部分)的直徑大于隔室300與所述真空腔400的壁401相鄰的部分的直徑。
[0072]如圖1示意性地示出的，隔室300可延伸到真空腔400中，甚至部分地延伸到長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)212的空間中，該長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)于是被設(shè)置有必要的開口以提供用于隔室300的空間，而不妨礙該臺(tái)級(jí)的移動(dòng)。
[0073]實(shí)際上，本發(fā)明的布置提供了通過傳感器303對(duì)轉(zhuǎn)換器元件140、150生成的光的非接觸式測(cè)量。這提供了本發(fā)明的布置的附加優(yōu)點(diǎn):相同的傳感器303可用于檢測(cè)若干轉(zhuǎn)換器元件140、150生成的光。
[0074]如圖2詳細(xì)地示出的，具有晶片130的晶片臺(tái)209被安裝在其上的卡盤210被設(shè)置有至少兩個(gè)轉(zhuǎn)換器元件140、150。這些轉(zhuǎn)換器元件140、150例如借助于本身已知的動(dòng)力學(xué)安裝件被布置在晶片臺(tái)209的安裝位置旁邊的位置處。在帶電粒子光刻系統(tǒng)中的目標(biāo)的層面的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束106的特性需要被確定時(shí)，所述目標(biāo)定位設(shè)備(具體地被設(shè)置有轉(zhuǎn)換器元件140、150的卡盤210)移動(dòng)到帶電粒子束106撞擊在轉(zhuǎn)換器元件140上的位置。注意，轉(zhuǎn)換器元件140與光傳感器303獨(dú)立地移動(dòng)。另外注意，光傳感器303和光學(xué)透鏡302被布置在相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元201、202、203、204基本固定的位置處并且與帶電粒子光學(xué)單元(具體地與光軸100)基本永久地對(duì)齊，并且其中對(duì)于傳感器組裝件140、302、303，僅轉(zhuǎn)換器140被所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到帶電粒子束106在帶電粒子光學(xué)單元的光軸100處或者在其附近的射束路徑中。可通過致動(dòng)短行程臺(tái)級(jí)211和/或長(zhǎng)行程臺(tái)級(jí)212來定位卡盤210，以便以基本垂直于光軸100的方向移動(dòng)卡盤210，從而將轉(zhuǎn)換器元件140、150中的任一個(gè)轉(zhuǎn)換器元件定位在光軸100處。
[0075]如圖2所示，第一轉(zhuǎn)換器元件140被布置在光軸100處。當(dāng)該第一轉(zhuǎn)換器元件140被一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束106照射時(shí)，擊中轉(zhuǎn)換器元件140的帶電粒子束生成光160，該光160被光學(xué)透鏡302成像在傳感器303上。第一轉(zhuǎn)換器元件140包括例如頂部有阻擋層的YAG(釔鋁石榴石)材料形式的閃爍體。阻擋層由重材料(優(yōu)選為鎢類材料)構(gòu)成，并且被成形為如TO2007/32670中所公開的例如用于確定一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束106的位置的圖案。在第一轉(zhuǎn)換器元件140的位置下方，卡盤210被設(shè)置有第一通孔210’，該第一通孔用于將由來自轉(zhuǎn)換器元件140的帶電粒子束106生成的光160經(jīng)由光學(xué)透鏡302傳送到傳感器303。
[0076]第二轉(zhuǎn)換器元件150包括如W02013/112041中所公開的例如YAG材料形式的具有斜切硅晶片的其中在頂部有通孔的閃爍體。由于斜切，通孔的邊緣中的至少一個(gè)邊緣包括在一底切角的側(cè)壁，這使用刃狀物(knife edge)來準(zhǔn)確地確定一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束106的光斑尺寸。在第二轉(zhuǎn)換器元件150的位置下方，至少在第二轉(zhuǎn)換器元件150移動(dòng)到帶電粒子束106中時(shí)，卡盤201被設(shè)置有用于將由來自轉(zhuǎn)換器元件150的帶電粒子束106生成的光經(jīng)由光學(xué)透鏡302傳送到傳感器303的第二通孔210”。
[0077]因此，第一轉(zhuǎn)換器元件140可包括如W02007/32670中所公開的用于確定射束位置的板組裝件，并且第二轉(zhuǎn)換器元件150可包括如W02013/112041中所公開的用于確定射束光斑尺寸的板組裝件。通過在合適的位置中相對(duì)于帶電粒子光學(xué)單元移動(dòng)卡盤210，期望轉(zhuǎn)換器元件140、150可被布置在光軸100處以用于執(zhí)行測(cè)量來建立帶電粒子束的位置或光斑尺寸。
[0078]第二示例性實(shí)施例在圖3中示出。在該示例中，光學(xué)透鏡312被布置在真空腔400內(nèi)部，而光傳感器313被布置在真空腔400外部。在光學(xué)透鏡312和光傳感器313之間，真空腔400的壁401被設(shè)置有用于將由來自轉(zhuǎn)換器元件140的帶電粒子束106生成的光160經(jīng)由所述真空腔400內(nèi)部的光學(xué)透鏡312傳送到所述真空腔400外部的傳感器313的窗口 311。注意為了將光160傳送到真空腔的外部，屏蔽層215至少在窗口 311的位置處設(shè)置有開口。
[0079]第三示例性實(shí)施例在圖4中示出。在該示例中，光學(xué)透鏡322和光傳感器323被布置在隔室320內(nèi)部。隔室320被布置在所述真空腔400的底壁401中的開口中，該真空腔被設(shè)置有屏蔽層215。如圖4示意性地指示的，隔室320是真空腔400的底壁401的一部分，并且在面向目標(biāo)定位設(shè)備(具體地其卡盤210)的一側(cè)設(shè)置有窗口 321。隔室320的內(nèi)部與真空腔400的內(nèi)部分隔開。因此，隔室300的內(nèi)部可處于環(huán)境壓力，并且光學(xué)透鏡322和/或傳感器323不需要是真空兼容的。另外，用于在傳感器323和控制設(shè)備(未示出)之間通信的布纜324不需要被饋送通過真空腔的壁。
[0080]第四示例性實(shí)施例在圖5中示出。在該示例中，隔室340被布置在所述真空腔400的底壁401中的開口中，該真空腔設(shè)置有屏蔽層215。另外，本實(shí)施例包括基本包圍隔室330與真空壁相鄰的部分的管部件334，其中所述管部件334沿著所述隔室在相對(duì)于真空腔400向外的方向(具體地在該示例中向下的方向)上延伸。管部件334包括至少一層μ金屬或坡莫合金，僅僅作為屏蔽件215。
[0081]如圖5示意性地示出的，所述管部件334沿著所述隔室330延伸到真空腔400的內(nèi)部。管部件334包括被布置在真空腔400的內(nèi)部并且在所述壁中的開口周圍與真空腔400的壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣335。徑向延伸凸緣335在真空腔400的所述壁中的開口周圍至少部分地覆蓋真空腔400中的屏蔽件215，其中所述屏蔽件215被布置在徑向延伸凸緣335和壁401之間。徑向延伸凸緣335與屏蔽件215接觸。
[0082]注意在示意性附圖中，已經(jīng)在真空腔400的壁401、管部件334和隔室330之間留下一些空間。這出于清楚的原因已經(jīng)完成。實(shí)際上，管部件334被緊密地布置在真空腔400的壁和隔室330的圓周壁之間以提供真空腔400的封閉。
[0083]進(jìn)一步注意，光學(xué)透鏡332和傳感器333都被布置在隔室330內(nèi)部，并且隔室330在朝著所述卡盤210向上的一側(cè)設(shè)置有窗口 331。
[0084]第五示例性實(shí)施例在圖6中示出。在該示例中，隔室340被布置在所述真空腔400的底壁401中的開口中，該真空腔設(shè)置有屏蔽層215。如圖6示意性地指示的，隔室340包括被布置成連接到真空腔400的壁以提供真空密封的法蘭部件345。法蘭環(huán)222被布置在所述真空腔400的壁和所述法蘭部件345之間。所述法蘭環(huán)222包括至少一層μ金屬或坡莫合金，僅僅作為真空腔400的屏蔽件215。
[0085]如圖6指示的，所述法蘭環(huán)222包括基本包圍隔室340與真空壁400的壁相鄰的部分的第一管部件223。所述第一管部件223沿著所述隔室340在相對(duì)于真空腔400向外的方向(具體地向下的方向)上延伸。所述第一管部件包括一層μ金屬或坡莫合金。
[0086]另外，法蘭環(huán)224進(jìn)一步包括基本包圍隔室340與真空壁400的壁相鄰的部分的第二管部件224。所述第二管部件224沿著所述隔室320在相對(duì)于真空腔400向內(nèi)的方向上延伸。第二管部件224包括在所述真空腔400中的開口周圍與壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣225。如圖6所指示的，真空腔400的壁設(shè)置有面向所述真空腔400的內(nèi)部的屏蔽件215。徑向延伸凸緣225在所述壁中的開口周圍至少部分地覆蓋和接觸所述屏蔽件215，其中所述屏蔽件215被布置在徑向延伸凸緣225和真空腔400的壁之間。
[0087]第二管部件224和徑向延伸凸緣225包括至少一層μ金屬或坡莫合金。徑向延伸凸緣225與屏蔽件215接觸。
[0088]注意在本實(shí)施例中，隔室340的所述法蘭部件345被布置在真空腔400的所述壁面向真空腔400的內(nèi)部的一側(cè)。
[0089]進(jìn)一步注意，光學(xué)透鏡342被布置在隔室340中的窗口 341附近，該敞開在底側(cè)346基本敞開，并且傳感器組裝件的傳感器343被布置在隔室340外側(cè)且在真空腔400外側(cè)。
[0090]應(yīng)當(dāng)理解，以上描述被包括在內(nèi)以解說優(yōu)選實(shí)施例的操作而不意指限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)以上討論，可能仍然被本發(fā)明的精神和范圍涵蓋的各種變體對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
[0091]例如，具有法蘭部件345的第五示例的隔室340還可被適配成傳感器343可被布置在隔室340內(nèi)部，如例如在圖4和5的實(shí)施例中示出的。替換地，第三和第四實(shí)施例的隔室320、330還可被適配成將傳感器323、333布置在隔室320、330外部，如例如在圖6中的實(shí)施例中示出的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于將圖案轉(zhuǎn)移到目標(biāo)上的帶電粒子光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 目標(biāo)定位設(shè)備，所述目標(biāo)定位設(shè)備包括具有用于支托所述目標(biāo)的第一側(cè)的目標(biāo)支托架； 帶電粒子光學(xué)單元，所述帶電粒子光學(xué)單元用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向所述目標(biāo)支托架的所述第一側(cè)；以及 傳感器組裝件，所述傳感器組裝件包括:轉(zhuǎn)換器元件，所述轉(zhuǎn)換器元件用于將撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的帶電粒子轉(zhuǎn)換成光，其中所述轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上;光傳感器，所述光傳感器用于檢測(cè)所述光，其中所述光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處；以及光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡被布置在所述轉(zhuǎn)換器元件和所述光傳感器之間以用于將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向所述傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述透鏡被布置成將所述轉(zhuǎn)換器元件基本面向所述帶電粒子光學(xué)單元的一側(cè)的圖像投射到所述光傳感器上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳感器包括像素化的傳感器，具體地為CCD陣列或二極管陣列。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述帶電粒子光學(xué)單元被布置在所述目標(biāo)支托架的第一側(cè)，其中所述光學(xué)透鏡和所述光傳感器被布置在所述被目標(biāo)支托架的第二側(cè)，并且其中所述第二側(cè)與所述第一側(cè)基本相對(duì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述帶電粒子光學(xué)單元限定光軸，其中所述光學(xué)透鏡和所述光傳感器被布置在所述光軸上。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)支托架和所述帶電粒子光學(xué)單元至少部分地被布置在真空腔內(nèi)部，并且其中所述真空腔包括延伸到所述真空腔內(nèi)部的隔室，其中所述隔室的內(nèi)部與所述真空腔的內(nèi)部分隔，其中所述隔室在面向所述目標(biāo)支托架的一側(cè)包括窗口，并且其中至少所述光學(xué)透鏡被布置在所述隔室內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器也被布置在所述隔室內(nèi)部。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室的內(nèi)部對(duì)所述真空腔的外部基本敞開。9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室被布置在所述真空腔的所述壁中的開口中。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括基本包圍所述隔室與所述真空壁相鄰的部分的管部件，其中所述管部件沿著所述隔室在相對(duì)于所述真空腔向外的方向上延伸，其中所述管部件至少包括μ金屬層或坡莫合金層。11.根據(jù)權(quán)利要求?ο所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述管部件沿著所述隔室延伸到所述真空腔的內(nèi)部，其中所述管部件包括被排列在所述真空室的內(nèi)部并且在所述真空壁中的所述開口周圍與所述真空壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述真空壁被設(shè)置有面向所述真空腔的內(nèi)部的屏蔽件，并且其中徑向延伸凸緣在所述真空壁中的所述開口周圍至少部分地覆蓋所述屏蔽件，其中所述屏蔽件被布置在所述徑向延伸凸緣和所述真空壁之間。13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任一項(xiàng)所述的帶電顆粒光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室包括被布置成連接到所述真空壁以提供真空密封的法蘭部件。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，法蘭環(huán)被布置在所述真空腔的所述壁和所述法蘭部件之間，其中所述法蘭環(huán)包括至少一層μ金屬或坡莫合金。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述法蘭環(huán)包括基本包圍所述隔室與所述真空壁相鄰的部分的管部件，其中所述管部件沿著所述隔室在相對(duì)于所述真空腔向外的方向上延伸，其中所述管部件包括至少一層μ金屬或坡莫合金。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述管部件是第一管部件，并且其中所述法蘭環(huán)進(jìn)一步包括基本包圍所述隔室與所述真空壁相鄰的部分的第二管部件，其中所述第二管部件沿著所述隔室在相對(duì)于所述真空腔向內(nèi)的方向上延伸，其中所述第二管部件包括至少一層μ金屬或坡莫合金。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述第二管部件包括在所述真空壁中的所述開口周圍與所述真空壁基本平行地延伸的徑向延伸凸緣，其中所述真空壁被設(shè)置有面向所述真空腔的內(nèi)部的屏蔽件，并且其中徑向延伸凸緣在所述真空壁中的所述開口周圍至少部分地覆蓋所述屏蔽件，其中所述屏蔽件被布置在所述徑向延伸凸緣和所述真空壁之間。18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室的所述法蘭部件被布置在所述真空壁面向所述真空腔的內(nèi)部的一側(cè)。19.根據(jù)權(quán)利要求6-18中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)支托架包括用于支托所述目標(biāo)的第一側(cè)，其中延伸到所述真空腔的內(nèi)部的所述隔室被布置在所述目標(biāo)支托架背對(duì)用于支托所述目標(biāo)的所述第一側(cè)的一側(cè)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述帶電粒子光學(xué)單元被排列在所述目標(biāo)支托架上方，并且其中所述隔室被排列在所述目標(biāo)支托架下方。21.根據(jù)權(quán)利要求6-20中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室被排列在所述真空腔內(nèi)部的部分的直徑大于所述隔室與所述真空腔的所述壁相鄰的部分的直徑。22.根據(jù)權(quán)利要求6-21中的任一項(xiàng)所述的帶電粒子光刻系統(tǒng)，其特征在于，所述隔室還延伸到所述真空腔的外部。23.—種用于確定在帶電粒子光刻系統(tǒng)中的目標(biāo)層面的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子束的特性的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 目標(biāo)定位設(shè)備，所述目標(biāo)定位設(shè)備包括具有用于支托所述目標(biāo)的第一側(cè)的目標(biāo)支托架； 帶電粒子光學(xué)單元，所述帶電粒子光學(xué)單元用于生成帶電粒子束、調(diào)制所述帶電粒子束、并且將所述帶電粒子束引向所述目標(biāo)支托架的所述第一側(cè)；以及 傳感器組裝件，所述傳感器組裝件包括:轉(zhuǎn)換器元件，所述轉(zhuǎn)換器元件用于將撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的帶電粒子轉(zhuǎn)換成光，其中所述轉(zhuǎn)換器元件被布置在所述目標(biāo)定位設(shè)備上;光學(xué)傳感器，所述光傳感器用于檢測(cè)所述光，其中所述光傳感器被布置在離所述目標(biāo)定位設(shè)備的一距離處；以及光學(xué)透鏡，所述光學(xué)透鏡被布置在所述轉(zhuǎn)換器元件和所述光傳感器之間以用于將源自所述轉(zhuǎn)換器元件的光引向所述傳感器， 其中所述方法包括將所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到所述帶電粒子束撞擊在所述轉(zhuǎn)換器元件上的位置的步驟。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器元件與所述光傳感器獨(dú)立地移動(dòng)。25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，所述光傳感器和所述光學(xué)透鏡被布置在相對(duì)于所述帶電粒子光學(xué)單元基本固定的位置處并且與所述帶電粒子光學(xué)單元基本永久地對(duì)齊，其中相對(duì)于所述傳感器組裝件，僅所述轉(zhuǎn)換器被所述目標(biāo)定位設(shè)備移動(dòng)到所述帶電粒子束在所述帶電粒子光學(xué)單元的光軸處或者在其附近的射束路徑中。
【文檔編號(hào)】H01J37/244GK105849854SQ201480070999
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日
【發(fā)明人】P·I·謝弗斯
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