[發明專利]帶電粒子多子束光刻系統和冷卻配置制造方法

有效

• 申請號: 201380037560.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN104471669B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: J.P.斯普倫杰斯;C.奧滕;R.賈杰;S.W.H.K.斯廷布林克;J.J.科寧;W.H.厄爾巴努斯;A.H.V.范維恩
• 申請（專利權）人: 邁普爾平版印刷IP有限公司
• 主分類號: H01J37/04
• 分類號: H01J37/04;H01J37/317
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 劉文潔

技術領域

本發明涉及帶電粒子多子束光刻系統。本發明進一步涉及制造在這種光刻系統中使用的冷卻配置。

背景技術

在半導體工業中，對于制造出具有高準確性和可靠性的更小結構的期望不斷增加。光刻就是這種制造工藝的關鍵部分。當前，大多數商用光刻系統使用光波束和掩模作為一種手段來復制圖案數據用于曝光目標，例如在其上具有抗蝕涂層的晶片。在無掩模光刻系統中，帶電粒子子束可被用于將圖案轉移至這樣的目標上。這些子束可單獨控制以獲得期望的圖案。

但是，為了這樣的帶電粒子光刻系統成為商業可行的，它們需要處理特定最小吞吐量，即，每小時處理的晶片數量不應比當前每小時使用光學光刻系統所處理的圓晶數量低太多。而且，帶電粒子光刻系統需要達到較低的誤差余量。相對高吞吐量與達到低誤差余量組合的這種組合是具有挑戰性的。

較高吞吐量可通過使用更多的子束并因此具有更多電流來獲得。但是，處理數量更多的子束導致需要更多的控制電路。而且，電流的提高導致更多的帶電粒子與光刻系統中的組件相互作用。電路以及帶電粒子與組件碰撞二者都可引起光刻系統內相應的組件生熱。這樣的生熱可使在光刻系統內圖案處理的準確性降低。在最差的情況下，這樣的生熱可使光刻系統內的一個或多個組件停止發揮作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有關于熱管理的改進性能的帶電粒子多子束光刻系統。為了這一目的，本發明提供了一種帶電粒子多子束光刻系統，用于使用多個帶電粒子子束來曝光目標，該系統包括：用于生成帶電粒子子束的子束發生器；用于使子束圖案化以形成經調制子束的子束調制器，用于將經調制的子束投影至目標表面上的子束投影器；其中，子束發生器、子束調制器和/或子束投影器包括一個或多個設置有多個孔徑的板，孔徑用于讓子束通過板，這些孔徑被布置成組，以在一個或多個板的表面上形成多個波束區域，這些波束區域與多個不含子束通路的孔徑的非波束區域相區別開或分開；并且其中，在該光刻系統中具有孔徑的至少一個板設置有冷卻配置，該冷卻配置被部署在其表面上的一個或多個非波束區域中，該冷卻配置包括板形主體，其設置有用于接收冷卻液體的入口、多個用于在其上布置冷卻液體流動的冷卻通道，以及移除冷卻液體的出口。該冷卻配置的板形主體設置有位于冷卻通路之間的多個縫隙，其中，這些縫隙在孔徑板表面上與波束區域基本對準。

術語“波束區域”在本文中是指(例如，在子束發生器、子束調制器，或子束投影器中的)板表面上的區域，其中，孔徑被布置成組，這些孔徑被布置成為子束提供通道。“非波束區域”是未曝光給帶電粒子子束的區域。將具有板形主體的形式的冷卻配置部署在孔徑板上能夠在那些區域中有效冷卻，其中冷卻配置并不干擾光刻系統的操作。

使用被連接至入口和出口的多個冷卻通路能夠結合雖然占據光刻系統中的有限空間但遍及冷卻配置的充分空間分布的冷卻液體以充分供給冷卻液體。冷卻配置的板形主體可基本形成為平面部，即，平坦表面。尤其是，板形主體可包括平坦表面，其跨越接觸面以連接至配備孔徑的板。該平坦表面提供了接口區，以使板形主體形成與具有孔徑的板的平坦區熱接觸，通過這樣的方式，平坦的主體表面和平坦的板區域基本平行并直接鄰接，或者基本平行并且經由導熱材料居間層(例如，粘合層)熱接觸。

冷卻通路可被布置成相互平行以限定出與接觸平面平行的流動方向。因此冷卻通路可并排平行蔓延穿過主體的平面部，并且平行于平面部的平面。在可獲得的制造和對準容限內可達到(基本)平行對準。板形主體和/或通道相對較大的失準并不希望出現，這是因為這將相當大地干擾由子束生成器、子束調制器和/或子束投影器所執行的帶電粒子波束生成和操縱功能，這將因此使光刻結果惡化。針對配備具有冷卻通路和在毫米范圍內(例如，依據本文下面說明的實施例)的縫隙的冷卻配置的光刻系統，任何偏離平行對準將優選地導致停留在0.5毫米以下，更優選地在100mm以下的絕對位移。

縫隙能夠使帶電粒子子束的通路穿過冷卻配置的板形主體。而且，使用單個具有縫隙的板形結構減少了冷卻配置內的組件數量。而且，將縫隙適當對準能夠使冷卻配置在所有的地方都與孔徑板接觸，此時這樣的接觸具有合理的可能性，而不會干擾光刻系統的操作。接觸面積的曾加可增加冷卻配置所吸收的熱量。縫隙可為沿流動方向的細長形狀，并且每一個縫隙可位于垂直于流動方向觀看的兩個相鄰的冷卻通路之間。