台湾专利TW201301330A 包括操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置之帶電荷粒子系統

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本發明係有關於一種例如是多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其。每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置，並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置。一電子控制電路係被配置以用於依據該第一及第二電極沿著該穿透開口的周邊的一位置來提供電壓差給該些電極。
公开号:TW201301330A
申请号:TW101115112
申请日:2012-04-27
公开日:2013-01-01
发明作者:Marco Jan-Jaco Wieland；Veen Alexander Hendrik Vincent Van；Stijn Willem Herman Karel Steenbrink；Den Brom Alrik Van
申请人:Mapper Lithography Ip Bv；
IPC主号:H01J37-00

专利说明:
包括操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置之帶電荷粒子系統
本發明係有關於一種例如是多射束微影系統的帶電荷粒子系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置。
例如是(多)電子射束系統的帶電荷粒子系統正被開發用於高處理量的無光罩微影系統、(多)電子射束顯微鏡術以及(多)電子射束感應沉積裝置。尤其對於無光罩微影系統而言，在將圖案寫在基板上的期間是需要個別射束的調變或操縱。
該等微影系統包括連續性來源、或是在固定頻率或在變化的頻率下操作的來源。圖案資料可被傳送到一操縱器裝置(或調變裝置)，當必要時，其可能是能夠完全或部份地阻止發射的射束到達目標的曝光表面。該操縱器裝置(或調變裝置)亦可被設置用於改變發射的射束之其它特徵，例如，射束的位置、橫截面、強度、方向及/或張角。
較佳的是，該無光罩微影系統係包括一可發射帶電荷粒子的發散射束之來源，其帶電荷粒子射束被導向至一孔徑陣列。該孔徑陣列將該帶電荷粒子射束分開成為複數個帶電荷粒子射束或小射束。此種產生複數個帶電荷粒子的方法具有產生大量緊密間隔的射束或小射束的優點。
然而，任何用於此種緊密間隔的複數個帶電荷粒子小射束之操縱器裝置都需要緊密間隔的操縱器陣列。此種緊密間隔的陣列是難以產生的。尤其，用於控制多個操縱器的電路是難以配置在微影系統中。此外，操縱器以及在該操縱器附近的其它電路間的串音可能會在操縱該些射束上造成誤差。
再者，製造能夠以足夠的正確性來操縱帶電荷粒子射束之操縱器裝置可能是困難的。利用操縱裝置的操縱可能會依據該射束投射在該操縱裝置上的確切位置而定。該帶電荷粒子射束的任何失準都將會導致大的操縱誤差。
本發明之一目的是提供以上指出的問題之至少一者的解決方案(至少是部分解決)。
根據一第一特點，本發明之目的係藉由提供一種例如是多射束微影系統的帶電荷粒子系統來達成，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括：-一平面基板，其係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，並且每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置；以及，-一電子控制電路，其係被配置以用於依據成對的一第一電極以及一第二電極沿著該穿透開口的周邊的一位置來提供電壓差至該第一及第二電極。
電荷粒子射束可藉由在一穿透開口之上施加一電場來加以操縱(或是偏轉)，該射束係通過該穿透開口。該電場的特徵(例如，強度及形式)係定義(至少部份地)該些射束的操縱或是偏轉。一電場可藉由施加一電壓在兩個圍繞該穿透開口而被配置的電極上來加以產生。在該情形中，該電場的強度及形式將會依據該等電極之間的距離而定。將該兩個電極的每一個分組到一組多個電極中，並且依據該些成對的一第一電極以及一第二電極沿著該穿透開口的周邊的位置來提供電壓差至該些個別的電極，此係容許該電場在該穿透開口中的調整。藉由提供一適當的電壓分布，該電場可被最佳化，例如，用以在該穿透開口中獲得更均一的電場。
該第一組的第一多個電極以及該第二組的第二多個電極可分別由兩個電極或是更多電極組成，較佳的是由2n個電極組成，n是一自然數。該些電極可部份地設置在該平面基板中及/或在該平面基板上。
在此項技術中已知的操縱器裝置係包括配置在一開口的相對側邊上的兩個電極。已經發現到由此種操縱器裝置產生的電場並不夠均一，而無法在足夠正確性下操縱該帶電荷粒子射束。因為在該開口內的電場缺少均一性，因此對該帶電荷粒子射束或小射束的操縱係根據該射束被投射在該開口中的位置而定。
由於此的緣故，射束通常是被投射在該電場的一個小中心部分內，該電場在該小中心部分中是多少有些均一性的。然而，對於一射束而言，此需要一相對大的穿透開口，並且只有該穿透開口的中心部分被使用於讓一射束穿過其。明顯地，此項技術中已知的操縱器係使用小的填充因數；該填充因數是該射束的橫截面面積與該穿透開口的面積之間的比例。
由於根據本發明的操縱裝置係在該穿透開口內提供更加均一的電場，因此該操縱裝置係能夠以高於此項技術中已知的操縱器裝置的正確性來操縱該射束。再者，根據本發明的操縱器裝置的填充因數可以是遠高於此項技術中已知的操縱器裝置中的填充因數。由於本發明的操縱器的較大填充因數的緣故，用於操縱該射束的穿透開口可以是遠小於習知技術中的穿透開口。就一方面而言，此可以在穿透開口之間提供額外的空間用於配置控制電路。在另一方面，在根據本發明的一實施例的一種帶電荷粒子系統中，穿透開口可彼此更靠近地被配置，以用於提供較大的射束密度。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該電子控制電路係被配置以用於依據個別的對的一第一電極以及一第二電極之間的一距離來提供該電壓差至該對。較佳的是，該電壓差係成正比於該距離。
由於由兩個電極產生的電場係根據(或尤其是成正比於)該兩個電極之間的距離而定，因此在該穿透開口中的電場的均一性可藉由依據該第一電極以及該第二電極之間的距離來提供電壓差而被改善。
在該帶電荷粒子系統的一實施例中，一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，一條線係界定在一電極以及一在直徑上相對的另一電極之間，並且一角度α(alpha)係藉由該平面以及線所界定，其中該電子控制電路係被配置以用於依據該角度α來提供電壓差至該電極以及該另一電極。較佳的是，該電壓差係成正比於sin(α)。
在該帶電荷粒子系統的一實施例中，一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，一條線係界定在一個別的電極以及該穿透開口的一中心之間，並且一角度β(beta)係藉由該平面以及該線所界定，其中該電子控制電路係被配置以用於依據該角度β來提供電壓至個別的電極。較佳的是，該電壓係成正比於sin(β)。
由該些電極產生的電場之電場線可以垂直於該平面。該電場的強度可以依據施加至該個別的電極之電壓以及一個別的電極至該平面的距離而定。由於sin(α)及sin(β)分別是用於一個別的電極至該平面的距離之一種量測，因此依據該角度α或是該角度β來提供電壓(差)可使得提供一均一的電場成為可能的。
在此文件中，一界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間的平面可以是一中心界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間的平面。該平面可包括該穿透開口的中心軸。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該些電極係實質對稱於該平面來加以配置且/或該些電極係沿著該周邊均勻地分布。設置對稱或/及均勻分布的該些電極可以增高該電場橫跨該穿透開口的均一性。
在帶電荷粒子系統的一實施例中，一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，並且該對的第一電極係相對該平面而位在該對的第二電極的對面。在此例中，由該些電極產生的電場之電場線係至少實質垂直於該平面。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該電子控制電路係被配置以用於提供一正電壓V至該第一電極以及一負電壓-V至該第二電極。在根據本發明的操縱器的一實施例中，該電子控制電路係被配置以用於提供一正電壓V至兩個來自第一組的電極以及較佳的是提供一負電壓-V至兩個來自第二組的電極。
提供多個電極相同的電壓V或是極性反相的電壓-V之一優點是，此將只需要相對簡單的電子控制電路。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該操縱器裝置進一步包括兩個沿著該穿透開口的周邊並且實質在該平面上配置的電極，其中該電子控制電路係被配置以用於提供一電壓至該兩個電極的每一個，該一電壓較佳的是一補償電壓，並且較佳的是實質等於0伏特。
由於該些電極產生的均一的電場之電場線應該是垂直於該平面，因此這兩個電極應該被提供相同的電壓，使得在這兩個電極之間的電壓差是0伏特。提供這兩個電極一個0伏特的(補償)電壓(或是將它們接地)將需要一相對簡單的電路。然而，這兩個電極亦可以被提供任意其它的補償電壓，例如，-1kV。在兩種情形中，其它的電極可被提供一相對於此補償電壓的電壓，例如，被提供相對該補償電壓的一正電壓V及/或一負電壓-V。
在帶電荷粒子系統的一實施例中，該電子控制電路係包括被配置為一用於提供電壓至個別的電極的分壓器之電阻器，該些電阻器較佳的是配置為一運算放大器的一回授電阻器。較佳的是，該第一及/或第二組的電極的每一個係接收一最大電壓，其中該最大電壓接著被該分壓器分壓，以用於提供一組電極中的每個電極該最大電壓的一部分。
較佳的是，該分壓器係被配置以用於提供一組電極中的每個電極該最大電壓的一部分，因而該電壓係成比例於一個別的電極與上述的平面之間的距離。
在一實施例中，該分壓器係包括一組電阻器，該些電阻器較佳的是圍繞該穿透開口來加以配置。分壓器是一種用於以一特定的最大電壓為基礎來提供一些不同電壓之相對簡單的電路。在另一實施例中，該分壓器可包括具有相同電阻值的電阻器。此將進一步增加該電路的單純性。
此種簡單電路之一優點是其可輕易地加以製成，例如，利用微影技術。其可以和其它電路整合在該平面基板中或是在該平面基板上。該電子控制電路可至少部份地配置於接近該穿透開口或是在該穿透開口的附近。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該電子控制電路係包括一第一運算放大器以及一作為一回授電阻器的分壓器以用於提供電壓至該些第一電極、以及一第二運算放大器以及一作為一回授電阻器的分壓器以用於提供電壓至該些第二電極。
在帶電荷粒子系統的一實施例中，該電子控制電路進一步包括一用於輸出一單一控制信號至該第一及第二運算放大器的數位至類比轉換器以及一被配置以用於反相該控制信號的一極性的極性反相器，其中該第一運算放大器係直接連接至該數位至類比轉換器以接收該控制信號，並且該第二運算放大器係經由該極性反相器而連接至該數位至類比轉換器以接收一反相的控制信號。
此實施例之一優點是該相對簡單的電路：只有單一數位至類比轉換器是所需的，該數位至類比轉換器係輸出單一控制信號至該第一運算放大器。相同的控制信號在藉由該極性反相器反相該信號的極性之後被提供至該第二運算放大器。
在另一實施例中，該電子控制電路係包括兩個用於輸出兩個控制信號分別至該第一及第二運算放大器的數位至類比轉換器。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，在相鄰的電極之間設置有間隙。該穿透開口的周邊係由該些電極所覆蓋的一第一面積以及該些間隙所覆蓋的一第二面積所組成，並且一電極至間隙的比例係藉由該第一面積除以該第二面積所定義。在一實施例中，該電極至間隙的比例是在5-15的範圍中、或較佳的是實質為10。
當相鄰的電極彼此較靠近地設置時，該產生的電場可以是更均一的。然而，此亦更難以製造。顯現的是在5-15的範圍中、或較佳的是實質為10之電極至間隙的比例下，該兩種影響係被最佳地平衡。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該操縱器係包括一串音屏蔽，該串音屏蔽係包括一平面屏蔽基板，該平面屏蔽基板係包括至少一穿透開口在該平面屏蔽基板的平面中，其中該平面屏蔽基板的該至少一穿透開口係被配置與該平面基板的該至少一穿透開口對齊。串音屏蔽之一優點是某個程度地避免在相同的穿透開口的電極之間、在不同的穿透開口的電極之間及/或在一電極以及其它存在於該電極附近的電路之間的串音。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，在該平面基板以及該平面屏蔽基板之間的距離係小於10微米，較佳的是小於5微米並且更較佳的是大約3微米。在根據本發明的操縱器的一實施例中，該屏蔽平面基板的一厚度大約是該平面基板的該至少一穿透開口的一直徑。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該帶電荷粒子系統進一步包括：-一第一平面透鏡基板，其係包括至少一第一平面透鏡孔，其中該至少一第一平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第一平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上並且與其平行；以及，-一第二平面透鏡基板，其係包括至少一第二平面透鏡孔，其中該至少一第二平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第二平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之下並且與其平行，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該操縱器裝置的平面基板之間以及在該操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡(Einzel lens)。
在此實施例中，該操縱器裝置係構成一單透鏡的一部分，該單透鏡係包括該第一及第二平面透鏡基板以及在兩者之間的操縱器裝置的平面基板。此單透鏡可被配置以用於聚焦或投影該帶電荷粒子射束。
以此種方式，該操縱器裝置可整合在該單透鏡中，並且此組合的裝置在該帶電荷粒子系統中可需要比提供一個別的操縱器裝置以及一個別的單透鏡小的空間。
並且因為該組合的裝置的緊密度之緣故，角度對準誤差的影響可能是有限的。
在此文件中的用語“之上”以及“之下”係被定義為相對一帶電荷粒子射束通過一穿透開口的方向。該射束可以從該帶電荷粒子系統的一上方部分行進或是被導引到該帶電荷粒子系統的一下方部分。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該帶電荷粒子系統進一步包括一平面電流限制器基板，該平面電流限制器基板係包括至少一電流限制器孔，其中該電流限制器平面基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上，並且該至少一電流限制器孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊。
提供一電流限制器之一優點是其可以強化該些射束的均一性。一射束的射束強度在該射束的中心可能是比該射束的徑向外側部分更均一的。該些射束投射在該電流限制器上的橫截面面積可被配置成大於該個別的電流限制器孔的面積。在此例中，該射束的外側帶電荷粒子(例如，電子)將會被該電流限制器吸收，並且剩餘的射束的整體均一性將會被改善。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該至少一電流限制器孔係小於該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口。在一實施例中，該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口的橫截面面積是在該至少一電流限制器孔的橫截面面積的50%-95%的範圍中、或較佳的是在70-90%的範圍中。
以此種方式，該射束通過該穿透開口的橫截面可以遠小於該穿透開口本身。此將會減少擊中或接觸該操縱器裝置的平面基板的帶電荷粒子(例如，電子)的數目。並且此將會降低這些帶電荷粒子對至少部份設置在該操縱器裝置的平面基板上或是在該操縱器裝置的平面基板中的電子控制電路可能造成的損壞。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，-該操縱器裝置是一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置；-根據以上所述的任一實施例，該帶電荷粒子系統進一步包括一第二操縱器裝置，其係被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置而被配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一穿透開口對齊，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該第一操縱器裝置的第二平面基板之間以及在該第二操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
在此實施例中，該兩個操縱器裝置係構成一單透鏡的一部分，該單透鏡係包括該第一及第二平面透鏡基板以及位在中間之該兩個操縱器裝置的平面基板。
同樣在此實施例中，該等操縱器裝置可整合在該單透鏡中，並且此組合的裝置可以比提供兩個個別的操縱器裝置以及一個別的單透鏡更小型。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該第一及第二平面透鏡基板係接地，並且該系統係被配置以用於提供一負電壓至該操縱器裝置的平面基板，其中該負電壓較佳的是在-1500伏特到-500伏特的範圍中、或更佳的是大約-1000伏特或是-1kV。
在帶電荷粒子系統中，所謂的次要電子可能藉由該帶電荷粒子射束的帶電荷粒子擊中或是接觸該帶電荷粒子系統中的表面(例如該目標的表面)時產生。這些次要電子可能會對該操縱器裝置造成損壞。藉由提供例如大約-1kV的該一負電壓至該操縱器裝置的平面基板，這些次要電子可被偏轉離開該操縱器裝置。
根據一第二特點，本發明係提供一種用於在根據上述實施例之任一者的一個例如是多射束微影系統的帶電荷粒子系統中操縱一帶電荷粒子射束之操縱器裝置。
根據一第三特點，本發明係提供一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括：-一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其；-一第一平面透鏡基板，其係包括至少一第一平面透鏡孔，其中該至少一第一平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第一平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上並且與其平行；以及，-一第二平面透鏡基板，其係包括至少一第二平面透鏡孔，其中該至少一第二平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第二平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之下並且與其平行，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該操縱器裝置的平面基板之間以及在該操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該帶電荷粒子系統進一步包括一平面電流限制器基板，該平面電流限制器基板係包括至少一電流限制器孔，其中該電流限制器平面基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上，並且該至少一電流限制器孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該至少一電流限制器孔係小於該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該帶電荷粒子系統進一步包括用於輸送一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該至少一電流限制器孔的周圍。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，-該操縱器裝置係一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置；-該帶電荷粒子系統進一步包括一第二操縱器裝置，該第二操縱器裝置係被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該第一操縱器裝置的平面基板之間以及在該第二操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，該帶電荷粒子系統進一步包括用於輸送一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該第一及第二操縱器裝置之間。
該第一及第二操縱器裝置兩者可能會因為熱膨脹而變形。當該些冷卻管被配置在該第一及第二操縱器裝置之間時，該等操縱器裝置將會對稱地膨脹。此可避免該等操縱器裝置彎曲。
在根據本發明的帶電荷粒子系統的一實施例中，以一第一組的多個第一電極以及以一第二組的多個第二電極被配置的該些電極以及該電子控制電路係構成單一CMOS裝置。
根據一第四特點，本發明係提供一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括：-一被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置，該第一操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其；以及，-一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上的第二操縱器裝置，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊；其中該第一及第二操縱器裝置係分別構成一單一CMOS裝置。
根據一第五特點，本發明係提供一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括：-一被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置，該第一操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其；以及，-一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上的第二操縱器裝置，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊；-被配置以用於傳輸一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該第一及第二操縱器裝置之間。
根據一第六特點，本發明係提供一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括：-一平面基板，其係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，並且每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置，並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置；以及，-一電子控制電路，其係被配置以用於提供不同的電壓到該第一組的多個第一電極的至少兩個第一電極。
在說明書中敘述及展示的各種特點及特徵可以個別地應用在所有可應用之處。這些個別的特點，尤其是在所附的附屬申請專利範圍中敘述的特點及特徵可以作為分割專利申請案之標的。
圖1係展示根據本發明的一實施例的一種用於處理一個可以是晶圓的目標110的至少一部分之帶電荷粒子多束或是多個小射束微影系統100的一部分之概觀。在本發明的一實施例中，該微影系統是所有的帶電荷粒子射束或小射束都沒有共同交叉點並且/或是無光罩的。
如同在圖1中所示的微影系統係包括一例如是電子來源的帶電荷粒子來源101，以用於產生一擴展的帶電荷粒子射束111。該擴展的射束係通過一用於準直該帶電荷粒子射束111的準直儀透鏡102。
接著，該準直的射束111撞擊在一孔徑陣列104上，該孔徑陣列104係阻擋該準直的射束111的部分，以用於產生子射束112。該些子射束112撞擊在另一孔徑陣列105上，以用於產生小射束115。一聚光透鏡陣列103(或是聚光透鏡陣列組)係被設置以用於聚焦該些子射束112，朝向末端模組107的射束停止陣列108中之一對應的開口。
該產生小射束的孔徑陣列105較佳的是結合小射束阻斷器(blanker)陣列106一起被納入於其中，例如，孔徑陣列105在該阻斷器陣列106之前緊密配置在一起。該聚光透鏡或透鏡103可以將子束112聚焦在末端模組107的射束停止陣列108中之一對應的開口內或是朝向該開口。
在此例子中，該孔徑陣列105係從子束112產生三個小射束115，該三個小射束115係撞擊在一對應的開口的射束停止陣列108，因而該三個小射束115係藉由末端模組107中的投射透鏡系統109而被投射到該目標110之上。實際上，具有數量上大許多的小射束的一個群組的小射束可藉由孔徑陣列105來產生，以用於末端模組107中的每個投射透鏡系統109。在一實際的實施例中，典型約五十個小射束(例如，藉由一個7x7孔徑陣列產生的49個小射束)可被導引通過單一投射透鏡系統109，並且此數目可增大至二百或更多個。
然而，該孔徑陣列105對於每個單一投射透鏡系統109只產生一小射束115也是可能的。在該情形中，孔徑陣列104可被省略。
該小射束阻斷器陣列106可以在某些時候偏轉在一群組的小射束115中之個別的小射束，以便於阻斷它們。此係藉由被阻斷的小射束116來加以描繪，該小射束116已經被偏轉至該射束停止陣列108上的接近但並不是在一開口處之一位置。
可理解的是，在此文件中(尤其是在所附的申請專利範圍中)的術語射束可以是指射束111、子束112以及小射束115。該帶電荷粒子光學柱可在該帶電荷粒子系統中的不同位置處、或尤其是在其光學柱中的不同位置處被設置有一或多個根據本發明的操縱器裝置。
根據本發明的一種操縱器裝置113可被配置在該準直儀透鏡102之後，以用於：-提供在一實質垂直於該帶電荷粒子光學柱的光學軸之平面中的偏轉，以便於修正帶電荷粒子光學柱中的一或多個裝置的失準，及/或-提供一校正給任何可能由一巨觀的透鏡(通常是磁透鏡，例如該準直儀透鏡102)造成的散光，該巨觀的透鏡係繞射該整個射束111、所有的子射束112或是所有的小射束115。
根據本發明的一種操縱器裝置亦可被配置在該小射束阻斷器陣列106之後(未顯示在圖1中)。
根據本發明的一種操縱器裝置114可被設置作為該末端模組107的部分，以用於在該投射透鏡系統109中提供二維的偏轉，並且可致能在一群組中的小射束之向量掃描。該維度的偏轉可在一高頻下發生，亦即，一高於操縱器裝置113中的操縱發生的頻率。
圖2係展示根據本發明的一種操縱器裝置201的一實施例的一部分之概觀。此實施例可被利用作為圖1中的操縱器裝置113或操縱器裝置114。
該操縱器裝置201係包括一平面基板202，該平面基板202係包括一陣列的穿透開口203在該平面基板的平面中。一或多個帶電荷粒子小射束可以通過該些穿透開口203。該些穿透開口203實質橫斷該平面基板202的表面來延伸。開口203的每一個可沿著穿透開口203的周邊205而被設置電極204。
該些穿透開口203可在所謂的射束區域207中被分組。非射束區域208係相鄰該射束區域207而被設置在該平面基板202上。在非射束區域中，電子電路(例如，一電子控制電路)可至少部份被設置，以控制在射束區域207中的電極204的動作。
電極的數目可以變化，但較佳的是在16-32個電極的範圍中、或是26個電極。一般而言，電極的數目可以是2或4個電極的倍數、或者可以是等於2k或4k，k是一自然數。
當電極的數目是偶數，並且該些電極係沿著該穿透開口的周邊均勻分布地被配置時，可能的情形是，該些電極204繞著穿透開口的中心軸旋轉90度，會產生相同的沿著該周邊的電極分布。
該操縱器裝置201可包括一陣列的操縱器206，每個操縱器係包括一穿透開口203以及圍繞該穿透開口203來加以配置的電極204。該操縱器206根據其目的而較佳地具有範圍從大約150微米到2微米的橫向尺寸。該些操縱器可以是規則地以列與行來配置，如同例如圖2中所展示者。
諸多挑戰之一是利用一種和晶片製造及電子光學設計規則相容的製程來設計電極。再者，在沒有數千條外部控制線之下來控制數千個射束是所期望的。
該操縱器裝置可以利用MEMS技術來加以製造。此製程是雙載子相容的，其容許例如是該電子控制電路之本地的電子設備納入其中。該本地的電子設備(例如，電子控制電路)可配置在穿透開口之間、或是相鄰穿透開口或相鄰電極204來加以配置。
圖3A及3B係展示根據本發明的一種操縱器的一實施例的一部分之概觀。在圖3的例子中，穿透開口203係沿著該穿透開口203的周邊設置有20個電極301-320。當操作時，一射束可在一進入紙張的方向來進入該穿透開口203。此方向可以平行於該光學柱的光學軸或是該穿透開口的中心軸。一射束通過該穿透開口203的橫截面面積係藉由圖3A中的324來指示。在圖3B中，多個通過該穿透開口203的射束的橫截面面積係藉由327來指示。在圖3B中，只有四個射束的橫截面面積被指出，但是更多射束可通過該穿透開口，例如，49個射束。
一平面321可被定義為平行於該穿透開口的中心軸，並且可包括該中心軸。可理解的是，在此文件中提到的所有平面及線均為想像的。一第一組的第一電極302-310已經沿著該周邊的一第一部分322配置，並且一第二組的第二電極312-320已經沿著該周邊的一第二部分323配置。該第一組的第一電極302-310係相對該平面321被配置在該第二組的電極312-320的對面。該平面321的中心被界定在該第一及第二組的電極之間。
根據此例子的電極是實質對稱於該平面321來加以配置，並且該些電極是沿著該周邊均勻地分布，即如同圖3A及3B中可見者。
一電壓可藉由一電子控制電路(未顯示在圖3中)施加或是提供到該些電極的每一個。提供到每個電極的電壓可被稱為V<該電極的編號>，例如，一電壓V306可施加至電極306，並且一電壓V309可施加至電極309。
該電子控制電路可被配置以用於依據個別的電極沿著該穿透開口的周邊的位置來提供電壓差至成對的一第一電極以及一第二電極。可能的情況是，一對電極中來自第一組的第一電極以及該對電極中來自第二組的第二電極係彼此相對平面321被配置成相對的。例如，在圖3中，來自第一組的電極302-310的第一電極307以及來自第二組的電極312-320的第二電極315係相對平面321被配置成相對的。在該對的電極之間的距離係藉由D4來指示。
該電子控制電路係被配置以用於依據該距離D4來提供該電壓差至該對的第一電極307以及第二電極315，其中較佳的是，該電壓差係成正比於該距離D4。
在圖3A中，在電極306以及平面321之間的距離係藉由箭頭D1來指示，而在電極309以及平面321之間的距離係藉由D2來指示。並且在電極303以及該平面之間的距離係藉由D3來指示。該電子控制電路可被配置以用於依據一個別的電極與該平面之間的距離來提供電壓至該電極。
例如在圖3A中，由於該距離D1及D2是不同的，因此由該電子控制電路所提供的電壓V306及V309也是不同的。該電壓V309及V303可以是(實質)相同的，因為該距離D2及D3也是(實質)相同的。
在一實施例中，該電壓係隨著該距離而增加，較佳的是成比例地增加。在圖3的例子中，電壓V306可以是高於V309、或者可以是等於該比例D1/D2乘上該電壓V309。此亦可以準用到其它電極204。
在該些電極204中，來自第一組的電極302-310(亦即，一組所謂的第一電極)的一第一電極以及來自第二組的電極312-320(亦即，一組所謂的第二電極)的一第二電極可在直徑上橫跨該穿透開口203來加以配置。例如，在圖3A中，來自第一組的第一電極308以及來自第二組的第二電極318係在直徑上來加以配置。一條連接該第一電極308以及第二電極318(的位置)的線已經藉由在圖3A中的325來指示。如圖3A中展示的，該平面321以及此線325係定義出一角度α(alpha)。可理解的是，該角度α係依據電極308與平面321之間的距離而定。該電子控制電路可被配置以用於依據該角度α、或尤其是依據sin(α)來提供電壓至該些電極。
一條連接一電極以及該穿透開口的中心之線可以和該平面定義出一角度。在圖3的例子中是一藉由該平面321以及連接電極304與該穿透開口203的中心之線326所界定的角度β(beta)。該電子控制電路可被配置以用於依據該角度β來提供一電壓至一電極。該電壓可以是(正比)成比例於sin(β)。
可能的情形是，由該電子控制電路提供的電壓是角度β的一函數、或更特定的是，該提供的電壓是該角度β的一正弦函數，例如：V(β)=Vmax．sin(β)
圖4係展示根據本發明的一種操縱器的一實施例的一部分之概觀。該電子控制電路可被配置以用於提供一電壓V至兩個來自第一組的電極，並且較佳的是提供一電壓-V至兩個來自第二組的電極。在圖3的例子中，電壓V309可因此是和電壓V303相同的。並且電壓V313亦可因此是和電壓V319相同的，而且V313=-V309。該電子控制電路可被配置以用於提供一正電壓V至一對電極的第一電極以及一負電壓-V至該對電極的第二電極。在圖3的例子中，電壓V307可因此是V307=-V315。
該些電極204可包括兩個沿著該穿透開口的周邊並且實質在該平面321上配置的電極，並且該電子控制電路可被配置以用於提供一電壓至該兩個電極的每一個，該電壓較佳的是一補償電壓。該補償電壓可以是實質等於0伏特。在圖3的例子中，電極311及301係被配置成實質在平面321上，並且可以和接地電位連接，其係提供一至少實質0伏特的電壓，即如圖4中的402所指出者。
然而，如以下所解說的，當該平面基板202是一單透鏡的部分時，該補償電壓亦可以是相對於接地大約-1kV。該些電極204的電壓可以相對於該補償電壓來加以界定。在該情形中，當V306被稱為20伏特並且該補償電壓是-1kV時，此係指出電壓V306=相對於接地的-1020伏特。
在圖4中，由該些電極204產生的電場的電場線已經藉由箭頭401來指出。因為該些電壓可以如上所述地被提供至該些電極204，因此該電場可以是實質均一的。因為該電場是橫跨該穿透開口實質均一的，因此通過該穿透開口的帶電荷粒子的操縱將會產生，而不論該帶電荷粒子在該穿透開口中的位置為何。此係改善操縱該些小射束的正確性。
然而，該穿透開口203可以是一個圓形(如同圖式中描繪的)，但亦可具有一橢圓形狀或是任何其它形狀，例如，由於製程中的誤差產生的形狀。在該情形中，由該電子控制電路提供的電壓可被調整以修正這些誤差，以便於獲得實質均一的電場。
再者，可能的情形是，該些小射束並非在中心投射在該操縱器上、或者並不具有一圓形的橫截面區域(未在圖式中指出)。在該情形中，由該電子控制電路提供的電壓可被調整，以便於修正這些誤差。
在圖4的例子中，該電子控制電路係包括一些串聯連接的電阻器406。電阻器的數目可以等於電極的數目。這些電阻器的電阻值可被選擇，以便於提供一電壓至該些電極的每一個，該些電極的電壓係圍繞該穿透開口而改變。一特定電極的電壓是該電極圍繞該穿透開口的位置的一函數。此一函數可以是一正弦函數。
一例如是電極306的電極可經由連線403連接至一電壓V306=Vmax，而例如是電極316的另一電極可經由連線404連接至一電壓V316=-Vmax。該電壓Vmax可以是在1-50伏特的範圍中或是在5-25伏特的範圍中、或是大約20伏特。
電極301及311可被提供相同的電壓。它們可接地、或是被提供一電壓V310=V311=0伏特。以此種方式，四個分壓器已經被配置以用於將電壓Vmax以及-Vmax分壓成為個別的電壓。
此係產生一相對簡單的電子控制電路，其可輕易地設置在每個穿透開口203的周圍，例如，在圖2的操縱器裝置201的平面基板202中。該電子控制電路可被設置在該平面基板202的非射束區域208上、或是可被設置在該射束區域207中的穿透開口203的周圍。
可理解的是，被提供至一穿透開口的電極的電壓亦可被提供至另一穿透開口的電極，較佳的是藉由相同的電子控制電路來提供。
在相鄰的電極204之間可以設置間隙407。該穿透開口的周邊因此可藉由電極204及間隙407來覆蓋。一電極至間隙的比例可被定義為該周邊被電極覆蓋的一第一面積除以該周邊被間隙覆蓋的一第二面積。該電極至間隙的比例可被視為在相鄰的電極間之距離的一項量測。當在相鄰的電極間之距離是小的，則可提供更均一的電場，但是在相鄰的電極之間的任何交叉也變得更可能發生。一最佳的平衡已經被發現是在5-15的範圍中、或較佳的是實質為10之電極至間隙的比例。
為了(進一步)最小化在一電極以及在該電極的附近的其它電路之間、或是在圍繞一或多個穿透開口設置的電極之間的串音，該操縱器裝置可被設置一串音屏蔽602(未顯示在圖4中，而是顯示在圖6A中)。該串音屏蔽可包括一平面屏蔽基板，該平面屏蔽基板係包括一陣列的穿透開口在該平面屏蔽基板的平面中，其中該平面屏蔽基板的穿透開口係被配置與該平面基板的穿透開口對齊。
該串音屏蔽係提供一電氣屏蔽給電極204，以對抗在該電極附近的任何其它電路的電(磁)場。顯現出的是，當該平面基板與該平面屏蔽基板之間的距離小於10微米且/或該屏蔽平面基板的厚度大約是該平面基板的穿透開口的直徑時，該屏蔽係為最佳的。
圖5A及圖5B係展示用於根據本發明的一操縱器裝置中的電子控制電路的兩個例子之概觀。在圖5A中，該電子控制電路係包括一第一運算放大器501以及一第二運算放大器502。每個運算放大器可接地並且可分別連接至由505及504指出的DAC(數位至類比)轉換器。每個DAC轉換器可經由一分別由508及509指出的串行/並行+匯流排介面(SPI)來加以控制。
連接至該第一運算放大器501的DAC轉換器504可提供一正電壓Vmax，並且連接至該第二運算放大器502的DAC轉換器505可提供一負電壓-Vmax。兩個運算放大器都可包括作為一回授電阻器的電阻器503。在該情形中，經放大的電壓Vmax及-Vmax可被分壓成為電壓部分。如同由箭頭506及507所指出的，這些電壓(或是電壓部分)的每一個可被饋送至一穿透開口203的電極204。
可理解的是，由該第一或第二運算放大器所提供的每個電壓可被饋送至該些電極204中的兩個電極。以此種方式，相較於圖4的例子，可能需要較少的電阻器。再者，每個電壓亦可被饋送至該操縱裝置的另一穿透開口的兩個電極。此將會進一步減少所需的電阻器數目。
在圖5B的實施例中，該兩個運算放大器501及502係連接至單一DAC轉換器511。該第一放大器501係直接連接至該DAC轉換器511，以從該DAC轉換器511接收一控制信號。該第二運算放大器502係經由一極性反相器512而連接至該DAC轉換器511，以從該DAC轉換器511接收相同的控制信號，但是具有一反相的極性。該DAC轉換器511可經由一藉由510指示的串行/並行匯流排介面(SPI)來加以控制。
可理解的是，圖5A及5B的電子控制電路是具有極少元件而相對簡單的。因此，它們可以輕易地和該操縱器裝置的平面基板整合。圖5A及5B的電路的至少一部分，例如，該運算放大器及電阻器，可被設置在該操縱器裝置的非射束區域208中。
圖6A係展示根據本發明的一種帶電荷粒子系統603的一實施例的一部分之概觀。該系統可被設置有一個根據上述實施例中之一的第一操縱器裝置202，並且被設置有一個同樣根據上述實施例中之一的第二操縱器裝置601。
該第一操縱器裝置202可被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上，並且該第二操縱器裝置601可被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向。x方向以及y方向可以是垂直於該射束的方向(由箭頭607所指出的)，該射束的方向可以是平行於該光學柱的光學軸、或是平行於該穿透開口的中心軸。
一第一平面透鏡基板604以及一第二平面透鏡基板605可被配置在該操縱器裝置202及601的相對側邊上。每個平面透鏡基板可包括至少一平面透鏡孔或是一陣列的平面透鏡孔，其中該些平面透鏡孔係被配置與該操縱器的平面基板的穿透開口對齊。
該第一平面透鏡基板以及該第二平面透鏡基板可以和該操縱器裝置一起構成一透鏡，例如，一單透鏡，以用於聚焦一或多個射束。一電壓差可施加在該第一平面透鏡基板604以及該第一操縱器裝置202之間，並且另一電壓差可施加在該第二操縱器裝置601以及該第二平面透鏡基板605之間，其方式是使得一正透鏡效應被產生。以此種方式，該操縱器裝置是該透鏡或透鏡配置的部分，因而可獲得更小型的裝置。
在一實施例中，該第一平面透鏡基板604以及該第二平面透鏡基板605係接地，而該操縱器裝置係被提供一例如是-1千伏的補償電壓。
一平面電流限制器基板606可被設置，其可包括至少一電流限制器孔或是一陣列的電流限制器孔，其中該電流限制器平面基板係被配置在該第一平面透鏡基板之上，其中該電流限制器孔係被配置與該操縱器的平面基板的穿透開口對齊。
用於冷卻一或多個平面基板的冷卻管608(或是一冷卻系統)可進一步被設置。該冷卻系統可包括相鄰該穿透開口的冷卻管608以及一用於泵送一冷卻流體(例如，水)通過該些冷卻管的泵。
一冷卻管608可被配置在該第一及第二操縱器裝置之間，較佳的是配置成一繞著該穿透開口的中心軸之圓形。
如同圖6A中可見的，射束115在該平面電流限制器基板606上的橫截面區域係大於該個別的電流限制器孔。在該射束115中的某些帶電荷粒子因此可被該平面電流限制器基板606吸收。
利用上述的正透鏡，剩餘的射束可被偏轉。在圖6A中，此係藉由一改變其方向的射束軸620來加以描繪。該射束115係通過該操縱器裝置的穿透開口，而未擊中或接觸該操縱器裝置的平面基板。
在一實施例中，在目標的曝光期間，該射束可藉由第一操縱器裝置202以及該第二操縱器裝置601而被偏轉在該x及y方向上。
兩個操縱器裝置202及601可被設置個別的串音屏蔽602及609。該等串音屏蔽可提供一電氣屏蔽給該操縱器裝置的電路，以對抗任何在附近的其它電路的電(磁)場。
圖6B係展示根據本發明的一種帶電荷粒子系統的另一實施例的一部分之概觀。該系統可包括一帶電荷粒子來源101以及用於準直該帶電荷粒子射束111的準直裝置102。該準直的射束111可撞擊在一孔徑陣列104上，該孔徑陣列104係阻擋該準直的射束111的部分，以用於產生一子束112。
一偏轉器610可被設置以用於偏轉該子束112。在一實施例中，該偏轉器610亦可包括根據本發明的一種操縱器裝置。如同圖6A的實施例中，在圖6B中，一平面電流限制器基板606係被設置，並且一第一平面透鏡基板604以及一第二平面透鏡基板605係被配置在該操縱器裝置202及601的相對側邊上。該等元件的動作已經參考圖6A被敘述過。
該被操縱的子束112接著可以穿過孔611，藉此產生小射束115。兩個偏轉器612及613可被設置以用於分別偏轉該些小射束(或是一群組的小射束)在一x方向以及一y方向上。某些小射束可藉由阻斷偏轉器(未個別地顯示在圖6B中)而被偏轉，使得它們並未通過該射束停止基板614。
通過該射束基板614的小射束藉由投射透鏡系統109聚焦或是投射在目標110上。目標110可以是晶圓，並且可被置放在一可動平台615上，該可動平台615可相對該投射透鏡系統109而移動在該x及y方向上。
圖6B的系統可進一步被設置冷卻管(或是一冷卻系統)，以用於冷卻一或多個平面基板。該冷卻系統可包括該些冷卻管608以及一用於泵送一冷卻流體(例如，水)通過該些管的泵。
圖7係展示根據本發明的一種操縱器的一實施例的一部分之概觀。在圖7中，一半的穿透開口203係被展示，為了清楚的關係，只有三個電極204且只有兩個間隙407被展示。如同以上描述的，該穿透開口可被設置更多的電極。
該些電極204可被製造成一晶片，並且一或多個金屬層可被利用於供應該些電壓至該些電極。在圖7的例子中，六個金屬層701、702、703、704、705、706係被描繪。在該些金屬層之間已經設置電氣絕緣層。在該些金屬層之間的連線可以是由一或多個貫孔708所提供。
該些電極可以是部份設置在該平面基板中以及在該平面基板上。該些貫孔708和該些金屬層一起可形成柱709，該些柱709係延伸在穿透開口203的內表面。以此種方式，該電場不僅產生在一平面內，例如，在金屬層706的平面內，而且產生在該穿透開口的一較大的部分內。當該帶電荷粒子通過該穿透開口203時，通過的射束的帶電荷粒子因此將會被該電場影響較久(且因此影響更大)。
該些電極204較佳的是由鉬製成，然而，其亦可由其它導電材料製成。該些電極204可以是大約5微米厚的，並且該些電極可藉由利用反應性離子蝕刻的鉬的非等向性蝕刻來製成。
以一第一組的多個第一電極以及以一第二組的多個第二電極配置的電極204以及該電子控制電路可以構成單一CMOS裝置。
根據本發明之一特點，一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統係被提出，其係包括：-一第一操縱器裝置202，其係被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束112在一x方向上，該第一操縱器裝置係包括一平面基板202，該平面基板202係包括至少一穿透開口203在該平面基板202的平面中，其中每個穿透開口203係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束112通過其；以及，-一第二操縱器裝置601，其係被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束112在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板202，該平面基板202係包括至少一穿透開口203在該平面基板202的平面中，其中每個穿透開口203係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其，其中該第二操縱器裝置601係平行且相鄰該第一操縱器裝置202來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一穿透開口對齊，在一實施例中，該系統進一步包括被配置以用於傳輸一冷卻流體的冷卻管608，其中該些冷卻管608係被配置在該第一及第二操縱器裝置之間。
該第一及第二操縱器裝置兩者可以由於熱膨脹而變形，當該些冷卻管被配置在該第一及第二操縱器裝置之間時，該等操縱器裝置將會對稱地膨脹。此可避免該等操縱器裝置彎曲。
在一實施例中，該系統進一步包括一電子控制電路，其係被配置以提供不同的電壓至該第一組的多個第一電極的至少兩個第一電極。
在一實施例中，該第一及第二操縱器裝置分別構成一單一CMOS裝置。
可理解的是，如上所述的一操縱器、該第一及/或第二操縱器及/或該電子控制電路的實施例亦可應用到此帶電荷粒子系統。
將瞭解到的是，以上的說明係被納入以描述該等較佳實施例的動作，並且不意謂限制本發明的範疇。從以上的討論，許多變化對於熟習此項技術者而言將會是明顯的，該些變化將會藉由本發明的精神與範疇所涵蓋。
總之，本發明係有關於一種例如是一個多射束微影系統之帶電荷粒子系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，以用於使得至少一帶電荷粒子射束穿過其。每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置，並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置。一電子控制電路係被配置以用於依據該第一及第二電極沿著該穿透開口的周邊的一位置來提供電壓差給該些電極。
100‧‧‧微影系統
101‧‧‧帶電荷粒子來源
102‧‧‧準直儀透鏡
103‧‧‧聚光透鏡陣列(聚光透鏡陣列組)
104‧‧‧孔徑陣列
105‧‧‧產生小射束的孔徑陣列
106‧‧‧小射束阻斷器陣列
107‧‧‧末端模組
108‧‧‧射束停止陣列
109‧‧‧投射透鏡系統
110‧‧‧目標
111‧‧‧帶電荷粒子射束
112‧‧‧子射束
113‧‧‧操縱器裝置
114‧‧‧操縱器裝置
115‧‧‧小射束
116‧‧‧被阻斷的小射束
201‧‧‧操縱器裝置
202‧‧‧平面基板
203‧‧‧穿透開口
204‧‧‧電極
205‧‧‧周邊
206‧‧‧操縱器
207‧‧‧射束區域
208‧‧‧非射束區域
301-320‧‧‧電極
321‧‧‧平面
322‧‧‧周邊的第一部分
323‧‧‧周邊的第二部分
324‧‧‧橫截面面積
325‧‧‧連接該第一電極以及第二電極的線
326‧‧‧連接電極與該穿透開口的中心之線
327‧‧‧橫截面面積
401‧‧‧電場線
402‧‧‧接地電位
403‧‧‧連線
404‧‧‧連線
406‧‧‧電阻器
407‧‧‧間隙
501‧‧‧第一運算放大器
502‧‧‧第二運算放大器
503‧‧‧電阻器
504、505‧‧‧DAC(數位至類比)轉換器
506、507‧‧‧箭頭
508、509、510‧‧‧串行/並行匯流排介面(SPI)
511‧‧‧DAC轉換器
601‧‧‧第二操縱器裝置
602‧‧‧串音屏蔽
603‧‧‧帶電荷粒子系統
604‧‧‧第一平面透鏡基板
605‧‧‧第二平面透鏡基板
606‧‧‧平面電流限制器基板
607‧‧‧射束的方向
608‧‧‧冷卻管
609‧‧‧串音屏蔽
610‧‧‧偏轉器
611‧‧‧孔
612、613‧‧‧偏轉器
614‧‧‧射束停止基板
615‧‧‧可動平台
620‧‧‧射束軸
701、702、703、704、705、706‧‧‧金屬層
708‧‧‧貫孔
709‧‧‧柱
本發明將會以所附的圖式中展示的一範例實施例為基礎來加以說明，其中：圖1係展示根據本發明的一種帶電荷粒子系統的一實施例的一部分之概觀；圖2係展示根據本發明的一種操縱器裝置的一實施例的一部分之概觀；圖3A係展示根據本發明的一種操縱器裝置的一實施例的一部分之概觀；圖3B係展示根據本發明的一種操縱器裝置的一實施例的一部分之概觀；圖4係展示根據本發明的一種操縱器裝置的一實施例的一部分之概觀；圖5A係展示用於根據本發明的一種操縱器裝置中的一電子控制電路的一部分之概觀；圖5B係展示用於根據本發明的一種操縱器裝置中的另一電子控制電路的一部分之概觀；圖6A係展示根據本發明的一種帶電荷粒子系統的一實施例的一部分之概觀；圖6B係展示根據本發明的一種帶電荷粒子系統的另一實施例的一部分之概觀；以及，圖7係展示根據本發明的一穿透開口的一實施例的一部分之概觀。
203‧‧‧穿透開口
204‧‧‧電極
301-320‧‧‧電極
321‧‧‧平面
322‧‧‧周邊的第一部分
323‧‧‧周邊的第二部分
326‧‧‧連接電極與該穿透開口的中心之線
327‧‧‧橫截面面積

权利要求:
Claims (33)
[1] 一種帶電荷粒子系統，例如是一個多射束微影系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括：一平面基板，其係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過，並且每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置，並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置；以及，一電子控制電路，其係被配置以用於依據多個成對的一第一電極以及一第二電極沿著該穿透開口的周邊的一位置來提供電壓差至該等成對的第一電極及第二電極。
[2] 如申請專利範圍第1項之帶電荷粒子系統，其中該電子控制電路係被配置以用於依據個別對的一第一電極以及一第二電極之間的一距離來提供該電壓差至該等成對，其中較佳的是，該電壓差係成正比於該距離。
[3] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，一條線係界定在一電極以及一在直徑上相對的另一電極之間，並且一角度α(alpha)係藉由該等平面以及線所界定，其中該電子控制電路係被配置以用於依據該角度α來提供電壓差至該電極以及該另一電極，其中較佳的是，該電壓差係成正比於sin(α)。
[4] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，一條線係界定在一個別的電極以及該穿透開口的一中心之間，並且一角度β(beta)係藉由該平面以及該線所界定，其中該電子控制電路係被配置以用於依據該角度β來提供電壓至個別的電極，其中較佳的是，該電壓係成正比於sin(β)。
[5] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該些電極係沿著該周邊均勻地分布。
[6] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，並且該些電極係實質對稱於該平面來加以配置。
[7] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中一平面係界定在該周邊的第一部分以及該周邊的第二部分之間，並且該成對的第一電極係相對該平面位在該成對的第二電極的對面。
[8] 如申請專利範圍第7項之帶電荷粒子系統，其中該電子控制電路係被配置以用於提供一正電壓V至該第一電極以及一負電壓-V至該第二電極。
[9] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統裝置，其中該電子控制電路係被配置以用於提供一正電壓V至兩個第一電極以及一負電壓-V至兩個第二電極。
[10] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該操縱器裝置進一步包括兩個沿著該穿透開口的周邊並且實質在該平面上配置的電極，其中該電子控制電路係被配置以用於提供一電壓至該兩個電極的每一個，該一電壓較佳的是一補償電壓，並且較佳的是實質等於0伏特。
[11] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該電子控制電路係包括被配置為一用於提供電壓至個別的電極的分壓器之電阻器，該些電阻器較佳的是被配置為一運算放大器的一回授電阻器。
[12] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該電子控制電路係包括一第一運算放大器，其具有一分壓器作為用於提供電壓至該些第一電極的回授電阻器、以及一第二運算放大器，其具有一分壓器作為用於提供電壓至該些第二電極的回授電阻器。
[13] 如申請專利範圍第12項之帶電荷粒子系統，其中該電子控制電路進一步包括一用於輸出一單一控制信號至該第一運算放大器及第二運算放大器的數位至類比轉換器，以及一被配置以用於反相該控制信號的一極性的極性反相器，其中該第一運算放大器係直接連接至該數位至類比轉換器以接收該控制信號，並且該第二運算放大器係經由該極性反相器而連接至該數位至類比轉換器以接收一反相的控制信號。
[14] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中：在相鄰的電極之間沿著該周邊設置有間隙；該穿透開口的周邊係由該些電極所覆蓋的一第一面積以及該些間隙所覆蓋的一第二面積所組成；一電極至間隙的比例係藉由該第一面積除以該第二面積所界定；以及該電極至間隙的比例是在5-15的範圍中、或較佳的是實質為10。
[15] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該操縱器裝置係包括一串音屏蔽，該串音屏蔽係包括一平面屏蔽基板，該平面屏蔽基板係包括至少一穿透開口在該平面屏蔽基板的平面中，其中該平面屏蔽基板的該至少一穿透開口係被配置與該平面基板的該至少一穿透開口對齊。
[16] 如申請專利範圍第15項之帶電荷粒子系統，其中在該平面基板以及該平面屏蔽基板之間的距離係小於10微米，較佳的是小於5微米、或是大約3微米，且/或其中該屏蔽平面基板的一厚度大約是該平面基板的該至少一穿透開口的一直徑。
[17] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其進一步包括：一第一平面透鏡基板，其係包括至少一第一平面透鏡孔，其中該至少一第一平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第一平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上並且與其平行；以及，一第二平面透鏡基板，其係包括至少一第二平面透鏡孔，其中該至少一第二平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第二平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之下並且與其平行，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該操縱器裝置的平面基板之間以及在該操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡(Einzel lens)。
[18] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其進一步包括一平面電流限制器基板，該平面電流限制器基板係包括至少一電流限制器孔，其中該電流限制器平面基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上，並且該至少一電流限制器孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊。
[19] 如申請專利範圍第18項之帶電荷粒子系統，其中該至少一電流限制器孔係小於該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口。
[20] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中：該操縱器裝置是一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置；該帶電荷粒子系統進一步包括一根據申請專利範圍第1-16項中之任一項之第二操縱器裝置，其係被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置而被配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一穿透開口對齊，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該第一操縱器裝置的平面基板之間以及在該第二操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
[21] 如申請專利範圍第17項之帶電荷粒子系統，其中該等第一平面透鏡基板及第二平面透鏡基板係接地，並且該系統係被配置以用於提供一負電壓至該(等)操縱器裝置的平面基板，其中該負電壓較佳的是在-1500伏特到-500伏特的範圍中、或更佳的是大約-1000伏特。
[22] 一種操縱器裝置，其係用於操縱如申請專利範圍第1-21項中之任一項之帶電荷粒子系統中的一帶電荷粒子射束，該帶電荷粒子系統例如是一多射束微影系統。
[23] 一種帶電荷粒子系統，例如是一個多射束微影系統，其係包括：一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過；一第一平面透鏡基板，其係包括至少一第一平面透鏡孔，其中該至少一第一平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第一平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上並且與其平行；以及，一第二平面透鏡基板，其係包括至少一第二平面透鏡孔，其中該至少一第二平面透鏡孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊，並且該第二平面透鏡基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之下並且與其平行，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該操縱器裝置的平面基板之間以及在該操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
[24] 如申請專利範圍第23項之帶電荷粒子系統，其進一步包括一平面電流限制器基板，該平面電流限制器基板係包括至少一電流限制器孔，其中該電流限制器平面基板係被配置在該操縱器裝置的平面基板之上，並且該至少一電流限制器孔係被配置與該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口對齊。
[25] 如申請專利範圍第24項之帶電荷粒子系統，其中該至少一電流限制器孔係小於該操縱器裝置的平面基板的該至少一穿透開口。
[26] 如申請專利範圍第24-25項中之任一項之帶電荷粒子系統，其進一步包括用於輸送一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該至少一電流限制器孔的周圍。
[27] 如申請專利範圍第23-25項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中：該操縱器裝置係一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置；該帶電荷粒子系統進一步包括一第二操縱器裝置，該第二操縱器裝置係被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊，其中該系統係被配置以用於在該第一平面透鏡基板與該第一操縱器裝置的平面基板之間以及在該第二操縱器裝置的平面基板與該第二平面透鏡基板之間提供一電壓差，以用於產生一用於該些射束的單透鏡。
[28] 如申請專利範圍第23-25項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中該等第一平面透鏡基板及第二平面透鏡基板係接地，並且該系統係被配置以用於提供一負電壓至該操縱器裝置的平面基板，其中該負電壓較佳的是在-1500伏特到-500伏特的範圍中、或更佳的是大約-1000伏特。
[29] 如申請專利範圍第23-25項中之任一項之帶電荷粒子系統，其進一步包括用於輸送一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該等第一操縱器裝置及第二操縱器裝置之間。
[30] 如申請專利範圍第1-2項中之任一項之帶電荷粒子系統，其中以一第一組的多個第一電極以及以一第二組的多個第二電極被配置的該些電極以及該電子控制電路係構成一單一CMOS裝置。
[31] 一種帶電荷粒子系統，例如是一個多射束微影系統，其係包括：一被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置，該第一操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過；以及，一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上的第二操縱器裝置，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊，其中該等第一操縱器裝置及第二操縱器裝置係分別構成一單一CMOS裝置。
[32] 一種帶電荷粒子系統，例如是一個多射束微影系統，其係包括：一被配置以用於偏轉一或多個帶電荷粒子射束在一x方向上的第一操縱器裝置，該第一操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過；一被配置以用於偏轉該一或多個帶電荷粒子射束在一y方向上的第二操縱器裝置，其中該x方向係垂直於該y方向，該第二操縱器裝置係包括一平面基板，該平面基板係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過，其中該第二操縱器裝置係平行且相鄰該第一操縱器裝置來加以配置，並且該第二操縱器裝置的該至少一穿透開口係被配置與該第一操縱器裝置的該至少一開口對齊；以及，被配置以用於傳輸一冷卻流體的冷卻管，其中該些冷卻管係被配置在該等第一操縱器裝置及第二操縱器裝置之間。
[33] 一種帶電荷粒子系統，例如是一個多射束微影系統，其係包括一用於操縱一或多個帶電荷粒子射束的操縱器裝置，其中該操縱器裝置係包括：一平面基板，其係包括至少一穿透開口在該平面基板的平面中，其中每個穿透開口係被配置以用於使得至少一帶電荷粒子射束予以穿過，並且每個穿透開口係被設置有電極，該些電極係以一第一組的多個第一電極沿著該穿透開口的一周邊的一第一部分配置，並且以一第二組的多個第二電極沿著該周邊的一第二部分配置；以及，一電子控制電路，其係被配置以用於提供不同的電壓到該第一組的多個第一電極中的至少兩個第一電極。

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