CN102460630A - 包括静电偏转器的带电粒子光学系统 - Google Patents

Abstract

一种包括静电偏转器以用于偏转多个带电粒子小射束的带电粒子光学系统，该静电偏转器包括至少部分独立的第一和第二电极，该偏转器通过操作位于所述多个小射束从中通过的电极之间的电场偏转所述多个小射束，所述多个小射束限定一通过窗口，该通过窗口在第一方向上延伸，其中所述多个小射束布置成在该第一方向上延伸的单一横排，并且该通过窗口在一横向于该第一方向的方向上的尺寸与所述小射束的直径匹配，并且其中该静电偏转器的实质部分在该第一方向上延伸超出该通过窗口。

Description

包括静电偏转器的带电粒子光学系统

发明背景

1、技术领域

本发明是关于一种带电粒子光学系统，其中包括一静电偏转器以偏转至少一带电粒子小射束，该静电偏转器包括第一及第二电极并且所述小射束通过其间，而当于所述电极之间设定一电位差时该小射束会被偏转。

本发明进一步有关于此种带电粒子光学系统的使用方式。

2、现有技术说明

自美国第6,897,458号专利可获知此种带电粒子光学系统的其中一款。该系统是一种无罩式光刻系统。根据此光刻系统，诸如电子的带电粒子的射束在孔径平板中被分割成多个小射束。所述小射束随后聚焦于一期望直径并且通过包括消除静电偏转器的小射束消除器阵列。当将一电压施加于该消除偏转器时，可将小射束偏转以便终结于位于该小射束消除器阵列后方的小射束停阻器阵列处。若未经偏转，则该小射束可抵达一组透镜以将该小射束聚焦于该目标表面上。扫描偏转装置在该目标表面上于单一方向上一起地移动所述小射束。

在这种无罩式光刻系统里，以及其他的高速偏转应用项目中，静电偏转器可运用于消除偏转器和扫描偏转器。典型范例为示波管、电子射束光刻系统和检视系统以及超高速摄影机(streak camera)。常见的静电偏转器类型为平面偏转器，其中包括两片平行平板具有相反电压+V及-V。藉此可在法向于所述平板的方向(x)上产生一电场。该平面偏转器仅能在单一方向上偏转一射束。平面偏转器的缺点为必须在不同的距离处(亦即不同的z位置)以顺序方式将x及y偏转施加于一诸如半导体材质晶片的目标上。

另一种类型的偏转器为多极偏转器，其最常见实例为八极偏转器，其中包括具有圆柱或角锥节段(segment)的曲型板。藉由将适当的电极电位组合施加于所述板，即可同时地施加在两个正交方向上(x及y)的偏转。此类型之偏转器的缺点为其复杂的建构方式。

该现有技术参考文献美国第6,897,458号专利描述了一种平面类型的特定静电偏转器以用来作为扫描偏转装置。此偏转器包括经布置以在单一方向上偏转电子小射束组件的电极。所述电极可依条带形式被沉积于一适当平板上。或者，所述条带形状的电极可被沉积于一组投射透镜中朝向该目标表面的一侧处，或者另依选择沉积在该组透镜与该目标表面之间的一单独平板上。

图10显示该现有技术中之静电偏转器11其一局部的截面略视图。该偏转器11包括第一条带131、第二条带132及第三条带133，其布置在基板150上。通过窗口140，如通孔，会在所述条带131、132、133之间延伸穿过该基板150。该光刻系统的设计方式是让带电粒子(即电子)的小射束通过所述通过窗口140。所述第一和第三条带131、133为该第一电极的一部分，而该第二条带132则是构成该第二电极的一部分。因此，该第二条带132具有与所述第一和第三条带131、133相反的极性。在本范例里，该第二条带132为负极。当在所述第一与第二电极之间施加一电位差时，即可朝向该第二条带132产生电场。由于具有所述相反极性电极条带131、132、133接续性排列，因此在所述第一与第二电极131、132间所产生之电场具有与在所述第二与第三电极132、133间所产生之电场相反的方向。故而，所述小射束7可在相对的方向上被该电场所偏转。

然此偏转方式被证明有所缺陷；相比于未经偏转时，当所述小射束7受到偏转时，由所述小射束栅格所覆盖的表面区域会比较大。对于在远大于该表面区域的目标表面上写入图案而言，此表面区域差异会造成问题。然后需将邻近表面区域的图案予以匹配，并在其间没有任何不期望的重叠或间隙。

另一种类型的静电偏转器可自欧洲第1993118号专利中获知。此类型是一种利用自基板上凸出之电极阵列的消除偏转器。该阵列经设计以同时地在两个方向上偏转，并可供进行该阵列里个别电极的个别定址；后者特性是消除偏转器里的各个小射束必须被分别偏转之要求的结果。孔洞出现在基板里位于所述电极之间(其中之一为作用中，而另一则为接地或相反极性)以供任何小射束通过。所述电极具有壁状形式，并且可形成于两片按照所述电极至少部分地面朝彼此之方式堆迭的基板上。这些电极的高度为35-50μm的等级，并且相互距离可小于10μm。在电极出现在相同基板上的情况下，此高度可小于10μm，并且其相互距离可为其高度之0.5-2倍的等级。该基板可在具有所述凸出电极的膜层下方变薄。

然而，若欲将此类型的偏转器运用作为扫描偏转器，则会出现无法提供足够均匀度的限制。所述电极之一出现在第二基板上会导致产生杂散场以及几乎无法控制的效应。这些对于其作为消除偏转器运用时并无问题；若是在该消除偏转器里的电极之间施加一电位差，则小射束将被偏转而在射束停阻器处终结。略微较大或较小的偏转并无影响，只要是在该射束停阻器的任一处终结即可。然而当作为扫描偏转器运用时，此变异性将随即导致所提供图案之分辨率的降低。此外，杂散场可能会造成小射束均质性的减少。如此可能导致不足的光阻显影及/或错误的射束定位，且随而产生不适当(亦即失败)的图案。

简言之，现有技术具有多项缺点而待由本发明加以克服。

发明内容

在本发明的第一实施方式里，提供一种包括静电偏转器而用以偏转至少一带电粒子小射束的带电粒子光学系统。该偏转器包括第一及第二电极且所述小射束通过于其间，其中每一个该电极包括至少部分独立的至少一条带。

由于其电极包括至少部分地独立的条带，因而本发明的带电粒子光学系统中的偏转器具备能够提供具有均匀电场强度的电场的优点。此较好均匀度基于来自多项效应的贡献：首先，利用独立性条带意味着消除容易负面地影响到均匀度的连续特征。例如，绝缘载体可因成为寄生电容器而对该系统造成影响。同时可在单一蚀刻步骤中制作独立性电极。如此有助于缩小电极之间的距离，并因而减少所述电极上的电位电压差。此降低又会获得该偏转器的较好均匀度，特别是在当结合高扫描频率应用，如超过100kHz，优选是在300-3000kHz范围，且以500到1500kHz之间为佳。

此外，该条带可在该条带里法向于该电场方向的侧面处提供以一相对大型的表面区域。而提供此大型表面区域将能进一步改善该独立性条带的机械稳定度。其结果则为，相较于该电场的杂散成分，在两个相对条带间扩展的电场的贡献度极大。这是有好处的，理由是杂散成分难以预期及控制，并因而容易造成偏离期望小射束投射路径。整体来说，可更好地对偏转加以控制。

适当地，该场域在小射束栅格上是均匀的，而非对单一小射束个别地定址。因所述特性的原因，该偏转器特别有利于扫描偏转作业，然而并未排除任何其他运用方式。尤其是其细致的精准度与均质的输出结果可供其运用在其他的偏转及/或过滤作业。

在一适当实施例里，所述条带设置成彼此相距较短距离，该距离是和面朝相对条带的表面区域相比较短，例如各个电极包括至少一条带，所述条带大体上平行地延伸，并且定义多个小射束经此通过的通过窗口，该通过窗口在所述条带的法向方向上具有一宽度，当在所述电极间设定电位差时可在此方向上产生一电场，所述条带在三个互相垂直的方向上具有一高度、一宽度和一横向方向，该条带的高度大于该通过窗口的宽度。如此获得相比杂散场域较大的导向场域以及良好的场域均匀度。

此外，相对较短的距离可供相对较小的驱动电压，而同时又仍能满足偏转角度的要求。利用小驱动电压的设计，例如低于10V，可由于多项原因而有效：首先，以切换频率1MHz或以上来提供该电压的驱动电子器件可相当简易；无须采用专属的高电压功率晶体管，这些晶体管会耗费大量的电力且/或构成的元件整体而言具有苛刻及限制性的使用寿命。并且，利用较小电压，可大幅降低电极间未受控制而会造成有效损害的放电的风险。这有利于可靠性和强固性。

在进一步实施例里具有多个通过窗口，电场在各个通过窗口内的指向相同。在单一方向上进行扫描可简化对所述小射束的图案数据供应。整体而言，如此可获得较高的扫描程序精确度，并且改善由不同小射束所扫描的扫描线及/或像素的拼接结果。该术语“指向”在此是用以对比于该术语“方向”：存在有三个卡式(Carthesian)方向x、y、z，以及两个耦接于一方向的指向。该术语”相同指向”并非意指在一通过窗口内的电场于时间上具有一固定指向。实际上，电场的指向优选是在单一扫描周期内逆反。然而该术语指的是在不同通过窗口内的电场于时间上的任一刻皆具有相同的指向。而且，在不同通过窗口内的电场于时间上的任一刻亦优选是具有相同的大小。

在第一与第二通过窗口间可适当地具有一隔离区域，优选是隔离窗口。这是一种加强的实现方式，可供建立具有等同指向的电场的通过窗口。令人惊讶的是，已发现确能满足小射束间的规定间距，即使是增设此隔离窗口亦然。这是利用独立式电极条带的有利效果，并且条带优选是彼此相距较短距离。该术语“较短距离”在此是用以表示相对于现有技术宏观偏转器里的电极的距离，以及相对于偏转器内的其他尺寸，诸如所述条带的高度及/或邻近通过窗口间的距离的较短距离。

可适当地具有至少一终端电阻。此终端电阻可在第一与第二扫描周期间加速定位小射束。该术语“定位”在此特别是指将该小射束定位于在第二扫描周期过程中扫描后续扫描线的起始位置。藉此，小射束在第一及该扫描周期里，并且优选是在所有扫描周期中，皆能按相同的指向偏转。可藉由在所述电极上将电压提供至高于对应于该起始位置的起始值，并另外由操作位于该纵行里上方的小射束消除器以关闭该小射束，来定位小射束而并且不同时进行写入。小射束在后续扫描周期里按相同指向的偏转可简化对所述小射束的图案数据供应。最为适当地，所有的小射束皆依相同指向偏转。

在第一实现方式里，该终端电阻是以并联方式电性耦接于该电极系统。而在第二实现方式里则是第一终端电阻电性耦接于第一电极与接地之间，并且第二终端电阻电性耦接于第二电极与接地之间。在所述实现方式之一中提供终端电阻可弱化该偏转器里的寄生电容，此电容倾向于造成电位差的任何切换回复缓慢。然而并不排除以组合方式运用第一及第二实现方式。终端电阻可经适当地集成于偏转器里；范例包括多晶硅、TaN、TiWN、CrSi的电阻器，其常用于被动和主动集成电路内。

在另一具体实施例里具有一边缘区，其至少部分地覆盖该基板内的孔径。所述边缘区包括电极条带以按与前述电场相同的指向定义一电场，不过缺少用于小射束的通过窗口。该边缘区适当地实现为经交错电极对的延伸。然而其被设计为没有小射束。增设此边缘区可有利于电场的均匀度。最为有利的设计则是在其中第一及第二电极被设置具有相反极性的电压，并且一额外接地电极被限定成邻近该电极系统。

在进一步实施例里，独立式电极覆盖有一镀层，因而提供在电性上为大体上均质的表面。此镀层为防止该表面结构里的区域变异性或多或少地产生作用以在所述电极间建立电场。从而可藉此对电场的均匀度有所贡献。同时，该均质性倾向于降低静电放电的风险。

在另一具体实施例里具有第二静电偏转器，其按不同于第一偏转器的方向偏转。该不同方向可为相反于或垂直于该扫描方向的方向，或是任何其他异于该扫描方向的方向。尤其是，此为位于该光学平面(如光轴作为法线所离开的平面)内的方向。因光刻系统会相对于目标表面同时地移动，故与扫描方向相垂直的校正是有用的。此移动又称为机械扫描，并可适当地在与另外的偏转器相同的方向上。此校正优选是在比扫描频率低的频率下进行。以相反于扫描方向的方向的偏转可适当地利用与用于进行扫描的偏转器相同类型的偏转器进行。事实上，此偏转即为该扫描的一部分。因此，可以实现即使是被偏转，小射束也能在投射透镜布置的有效透镜平面里通过光轴的中央部分。按此方式，即可减少因通过投射透镜布置的偏转所导致的球型像差。

在本发明的第二实施方式里，提供一种包括扫描静电偏转器用以偏转至少一带电粒子小射束的带电粒子光学系统。该静电偏转器包括第一及第二电极，并且于其间该小射束通过一通过窗口，同时在电场的操作下偏转(若有电场在所述电极间的话)，其中具有多个通过窗口，电场在各个通过窗口内的指向相同。

在单一方向上进行扫描可简化对所述小射束的图案数据供应。整体而言，如此可获较高的扫描程序精确度，并且改善由不同小射束所扫描的扫描线及/或像素的拼接结果。

更详细地说，偏转器系经设计以在偏转器的作用区域内具有一大致均匀的电场。而令人惊讶的是，既已获证即使是电极定义于此作用区域内，仍能获得具有均匀场域的偏转器。任何电位场域扰动因素，诸如互连器、电容器，皆限定于该作用区域之外。此外，可规定边缘区，为作用区域设定边界，藉此将因边缘效应所造成的非均匀性予以平坦化。在一具体实施例里，该场域在该作用区域之外被压制。此压制是藉由例如提供隔离材料所实现。在一优选具体实施例里，该场域仅产生于该作用区域之内。

一种实现仅在作用区域之内运作的优选实施例是利用经交错的条带形状电极对。另一种实现此运作的方式是这样的结构，即其中作用区域是由去除底层载体所限定的。去除此底层载体即意味着，在该区域里，场域并不会被任何不可避免的与底层载体进行的交互所扰动。更为适当地，可组合运用此二者方式。其一适宜方式为提供独立式电极条带。

在本发明的第三实施方式里，提供带电粒子光学系统的使用方式。偏转器系适当地用以偏转至少一带电粒子小射束。优选地，该偏转器用以偏转多个小射束。而最适当情况则为将具有相反极性的电压施加于偏转器的第一及第二电极。既已获证在接地值(0伏特或是其他数值)附近以相反极性的电压来驱动该偏转器可提供最佳结果。在此应理解，为适当扫描，电极上的电压可根据一预定电压量变曲线而改变。锯齿状量变曲线被证实为非常有益，特别是结合这样的结构，即在该结构中偏转器里任一处电场皆具有相同指向。根据本发明，电极上的相反电压优选具有相等大小并且低于10V。10V在此为对于正极性相对该接地所施加的电压差的最大值；对于负极性而言，此值则为-10V。更适当地，该电压可甚至更低，例如最大电压为7、5或4伏特。此小电压可为由本发明偏转器所实现，其中彼此相距较短距离的独立式电极可提供类似于现有技术的偏转器的偏转强度。而更优选地，该扫描频率相对较大，优选是在RF范围之内，并尤以300到3000kHz之间的中度RF为宜，例如0.5-1.2MHz。

经调制小射束适当地在定位周期里定位于起始位置处而未曝光目标表面，并在写入周期里自该起始位置偏转。可具体按锯齿状量变曲线完成此定位与扫描交替方式。既已获证如此确能改善扫描处理的均匀度。

更适当地，该扫描频率是在射频(RF)范围里，并且各个小射束在一扫描周期以及后续扫描周期两者内是按与其他小射束相同的指向偏转；同时，定位周期比写入周期短。在此，可实现能够依足够速度正确地扫描一图案，包括在一方向上进行高频扫描，同时结合利用压制寄生电容来缩短定位时间。

在藉由无罩式光刻系统将预定图案投射于目标表面上的方法中能特别发挥其用途。其中这种运用是将图案扫描在目标表面上。此方法包括如下步骤，即产生多个小射束；利用调制装置调制小射束的大小，调制装置被提供有从数据存储装置检索的预定图案数据；利用聚焦装置将经调制小射束聚焦于目标表面上；以及藉由静电偏转经调制小射束将图案扫描于目标表面上。

在本发明的进一步实施方式里，静电偏转器包括第一及第二电极，其至少部分地独立，该偏转器藉由操作位于多个小射束于其间通过的电极间的电场以偏转所述多个小射束，所述多个小射束定义一通过窗口，并且该通过窗口在横向于该第一方向的方向上的尺寸匹配于所述小射束的直径，该通过窗口在第一方向上延伸，所述多个小射束是在该第一方向上延伸的单一横排布置，同时其中该静电偏转器的一显著部分在该第一方向上延伸超出该通过窗口。优选地，该显著部分是在该第一方向上延伸数倍于通过窗口里所述射束的间距。该偏转器在目标表面内的一子分区上横向于该第一方向偏转所述小射束，该子分区例如是晶片上的一场域，其中该偏转器是用以执行该系统的最终写入投射的扫描偏转器。

为简明起见，应理解到前文中所概略揭示的以及任一从属权利要求所要求的所有实施例都可与独立权利要求中所限定的本发明任何方面相结合。

附图说明

现将参照所附图式以进一步详细说明所述和其他的本发明实施方式，其中：

图1显示一带电粒子多小射束光刻系统之实施例的简化略图；

图2显示一本发明之优选实施例的上视图；

图3以放大视图显示图2之细部；

图4显示一描绘图2实施例的截面略图；

图5显示在与图4相垂直之方向上图2实施例的截面略图；

图6显示根据本发明之第二实施例的上视图；

图7显示根据本发明之第三实施例的图式；

图8是具有根据本发明之偏转器的偏转器系统之截面简化表示图；

图9显示本发明之静电偏转器一局部的简化、截面略视图；以及

图10显示现有技术之静电偏转器一局部的截面略视图。

具体实施方式

在图式中，相同参考编号是指等同或者至少类似的技术特性。所述图式并未依比例绘制且仅欲具备示范目的。所述图式显示多项范例，然而并非为将申请专利范围局限于此。

图1显示一带电粒子多小射束光刻系统之实施例的简化略图，此系统基于一电子射束光学系统而无所有电子小射束的共同交跨。此光刻系统可为例如美国第6,897,458、6,958,804、7,084,414和7,129,502号专利中所描述，兹将授予本申请案的所有权人的所述专利依其整体而按参考方式并入本案。该光刻系统适当地包括一小射束产生器，其产生多个小射束；一小射束调制器，其将所述小射束图案化为经调制小射束；以及一小射束投射器，其可将所述小射束投射于一目标的表面上。该小射束产生器通常包括光源和至少一孔径阵列。该小射束调制器通常为具有一消除偏转器阵列和一射束停阻器阵列的小射束消除器。该小射束投射器则通常包括一扫描偏转器与一投射透镜系统。

该光刻系统适当地具有重复扫描的功能性。此功能性可自WO-A2007/013802号专利获知，而该案系经授予本申请案的所有权人并依参考方式并入本案。根据此项功能性，可对于失败(亦即无效)的小射束提供补偿。该光刻系统的可靠度可藉此而显著提升。除所述构件外，用于重复扫描的光刻系统可包括与其相耦接的感测器及控制单元，以供识别具有位于预定规格以外之性质的无效小射束。此控制单元耦接于一系统控制，藉以切换开启或关闭特定的小射束并且针对该目标致动该系统(反之亦然)，以有效的小射束取代无效的小射束。优选能够防止投射出任何无效的小射束。藉此，可留下未经写入的图案元素。之后，再藉由在该表面上扫描有效的替换小射束以将所述未经写入图案元素转移至该目标表面。

如自后文说明中所能进一步理解，本发明的光刻系统1非常适用于执行该重复扫描功能性。其对于投射在目标表面上的扫描线获得的正确度改善结果，可使得以精准填入第一扫描序列中留出的开放间隙的方式来进行第二扫描。

在图1所示之实施例里，该光刻系统包括一电子源3以供产生均质性、扩展性的电子射束4。射束能量优选是维持为相对较低而在约1至10keV的范围之内。为达此目的，加速电压优选是低位，该电子源优选是相对于在接地电位处的目标保持在约-1至-10keV之间，然而亦可采用其他设定。

来自该电子源3的电子射束4通过一个双八极器，并且后续通过一校准透镜5以供校准该电子射束4。如所能理解，该校准透镜5可为任何类型的校准光学系统。然后，该电子射束4撞击到一射束分离器上，其在一适当实施例里为一孔径阵列6。该孔径阵列6可阻挡一部分的射束，并让多个小射束7通过该孔径阵列6。该孔径阵列优选包括具有多个通孔的平板。如此即能产生多个平行的电子小射束7。该系统可产生大量的小射束7，优选是约10,000至1,000,000个小射束，然而当然能利用较多或较少的小射束。应注意亦可运用其他的已知方法以产生所述经校准小射束。

所述多个电子小射束7通过一聚光透镜阵列(图式中未予显示)，其将各所述电子小射束7聚焦于该小射束消除器阵列9的平面内。此小射束消除器阵列9优选包括多个消除器，所述各消除器能够将所述电子小射束7之一个或多个者加以偏转。该小射束消除器阵列9可连同一射束停阻器阵列10组成一调制装置8。依据来自一控制单元60的输入，该调制装置8加入一图案于所述电子小射束7。该图案将藉由出现在一末端模组之内的元件而定位于该目标表面13上。

在此实施例里，该射束停阻器阵列10包括一孔径阵列以供小射束通过。该射束停阻器阵列按其基本形式包括一具有多个通孔的基板，所述通孔通常为圆形，然而也可采用其他形状。在一实施例里，该射束停阻器阵列10的基板是由具有规则相隔之通孔的阵列的硅质晶片所构成，并且可涂布一金属表面层来避免表面带电。在一实施例里，该金属为不会形成原生-氧化物表皮的类型，诸如CrMo。

在一实施例里，该射束停阻器阵列10的通道对准于该小射束消除器阵列9的构件。该小射束消除器阵列9及该射束停阻器阵列10可一起运作以阻挡或让通所述小射束7。若该小射束消除器阵列9偏转一小射束，则此小射束将不会通过该射束停阻器阵列10内的相对应孔径，而是被该射束停阻器阵列10的基板所阻挡。而若该小射束消除器阵列9并未偏转一小射束，则此小射束将会通过该射束停阻器阵列10内的相对应孔径，并且接着在该目标24的目标表面13上投射例如一光点。

该光刻系统进一步包括一控制单元60，其包括数据存储装置61、读出单元62及数据转换器63。该控制单元60可位于距该系统其余部分的远端处，例如位于一洁净室内部的外部处。利用光纤64，可将保有图案数据的经调制光束传送至一投射器65，其将所述光纤的末端(经略图描绘于平板15内)投射至该电子光学单元18内，并在此投射于该调制阵列9上。来自各条光纤末端的经调制光束8被投射在该小射束消除器阵列9上一调制器的光敏构件上。各个光束14保有该图案数据的一部分以供控制一个或多个调制器。可适当地利用传送装置17以令该投射器65能够在所述光纤的末端处适当地对准于该平板15。

接着，所述电子小射束7进入该末端模组。后文中该术语“小射束”是指经调制之小射束。此经调制小射束可有效地包括时间性顺序部分。一些这些顺序部分可具有较低强度，并且优选是具有零强度(亦即在该射束停阻器处所停阻的局部)。有些部分将具有零强度，藉以将该小射束定位于对于后续扫描周期的起始位置处。

该末端模组优选建构成可插入、可替换且包括各种元件的单元。在本实施例里，该末端模组包括一射束停阻器阵列10、一扫描偏转器阵列11及一投射透镜布置12，然而并非所述所有皆须纳入在该末端模组内，同时它们可按不同方式所布置。除其他功能外，该末端模组可提供约100至500倍的缩放(demagnification)功能，并且优选是尽可能地高，如在约300至500倍的范围内。该末端模组优选是如后文所述方式偏转所述小射束。在离开该末端模组之后，所述小射束7撞击到设置在一目标平面处的目标表面13上。对于光刻应用来说，该目标通常包括具有一带电粒子敏感层或光阻层的晶片。

在通过该射束停阻器阵列10之后，因而所述经调制小射束通过一扫描偏转器阵列11，其可供在与所述未经偏转小射束7之方向大致垂直的X及/或Y方向上偏转各个小射束7。在本发明里，该偏转器阵列11为一扫描静电偏转器，其可供施加相对较小的驱动电压，如后文所详述。接着，所述小射束21通过该投射透镜布置12并且被投射至目标平面上通常为晶片之目标的目标表面13。该投射透镜布置12将小射束聚焦，且优选是获得一直径约10至30纳米的几何光点大小。在此设计里的投射透镜布置12优选是提供约100至500倍的缩放功能。在本优选实施例里，该投射透镜布置12可有利地位于接近该目标表面13处。而在其他实施例里，可在该目标表面13与产生聚焦的投射透镜布置12之间设有保护装置。该保护装置可为一箔片或一平板并显然要提供所需之孔径，同时在所释放的光阻粒子到达该光刻系统里的任何敏感构件之前先行吸收之。或者，或此外，该扫描偏转阵列9可设置于该投射透镜布置12和该目标表面13之间。

概略地说，该投射透镜布置12将所述小射束7聚焦于该目标表面13。藉此可进一步确保单一像素具有正确的光点大小。该扫描偏转器11在该目标表面13上偏转所述小射束7。于此，需确保像素在该目标表面13上的位置能够在微观尺度上正确。尤其，该扫描偏转器11的操作需确保像素能够良好地配入于最终会在目标表面13上组成图案的像素栅格。将能充分理解可由位于目标13下方处的晶片定位装置适当地提供该像素在该目标表面上的宏观尺度定位。

此高品质投射与获得提供可再现结果的光刻系统息息相关。一般说来，该目标表面13在一基板的顶上包括一光阻膜层。该光阻膜层的部分将会藉由施予带电粒子(亦即电子)的小射束以进行化学修改。而其结果为，该薄膜的受辐射部分将或多或少可溶于显影剂中，而在一晶片上获得光阻图案。接着，该晶片上的光阻图案可如藉由半导体制造产业所公知的执行(implementation)、蚀刻及/或沉积步骤转移至一底置层。很明显地，若该辐射不均匀，则该光阻可能无法按均匀方式显影，因此导致图案出现错误。此外，许多这类型的光刻系统是利用多个小射束。不应因偏转步骤而在辐射上有所差异。

本发明系针对在该目标表面13上精准且均匀地投射多个扫描小射束之目的。在此，可以理解，至少该扫描偏转器11里的独立式电极可供建立非常均匀的电场，且藉此获得符合其目的的均匀偏转。此外，又能制造具有适当机械强度的独立式电极而不致引起甚至更难以解决的新工程问题。在一适当实施例里，所述独立式电极具有一个或多个远低于及/或高于该扫描偏转器之选定操作频率的机械共振频率。换言之，在此一实施例里，在所述电极上提供电压差并不会导致所述独立式电极的震动。此震动会破坏所述电极之间的均匀场域。尤其，在一具体实施例里，所述独立式电极系具有能够在该电场里获得仅略微起伏及/或扰动的表面结构。

图2显示本发明静电扫描偏转器11之优选实施例的上视图。图3显示图2一部分的放大视图。图4揭示沿第一方向上的截面略视图。图5显示沿与图4相垂直之方向上的截面略视图。图9则显示一简化视图。

图2显示多个接续条带31-38，其分别为梳型结构第一电极21或梳型结构第二电极22的一部分。在本实施例里，所述条带31-38一起组成经交错电极对；后文中亦称之为电极系统。该基板50在此支撑该电极系统；然该电极系统至少部分地且适当地大致覆盖该基板50内的孔径51。可明显观察到图4仅显示接续条带31-35，然而即便如此，此图可利用较少数量之条带来充分说明其原理。所述接续条带可适当地构成从该孔径51的第一侧101延伸至第二侧102的桥架。然此并非被视为必要的，如后文中参照图7所述。

为简明起见，可观察到在一作用区域20中有效地产生该场域，如图2中的虚线所示。本实施例的独立式电极主要是通过其侧面以产生该场域。所述侧面不会位于该作用区域20的外部。不过，该作用区域20可为按其他方式所定义。该术语“至少部分地独立式电极”是用来描述出现在该作用区域内的相关导体的任何具有独立性或部分独立性的部分。该术语“独立式”指的是描述这些导体在该作用区域里并未藉由任何膜层或其他载体所支撑。该术语“部分地独立式”是说明其中这些导体区域性地及/或在一有限区域上被膜层、被机械支柱或是被任何其他的支撑结构所支撑之情况。在该优选具体实施例里，该术语“至少部分地独立式电极”是由在该作用区域里所述接续条带为独立式的方式所实现的。

窗口40、41在所述条带之间延伸。部分这些条带通过窗口40；而其他的则为隔离区域41。在此优选范例里，所述隔离区域41为窗口，即并未被填入以任何介电或其他材料的自由空间。所述通过窗口40具有宽度b。所述通过窗口40为小射束7经设计为由此而通过的窗口。通过窗口可为对于数个小射束7所设计的孔洞，或为在所述电极条带之间完整地延伸的沟槽。若通过窗口40受限于数个小射束7，则此一限制很大程度上是由于提供支撑结构(诸如例如垂直于所述条带而延伸的支柱或横梁)所造成。然而，也可能有其他理由会对通过窗口40造成限制。但是，提供相对较长的通过窗口可有利于获得最大均匀度；而通过窗口的任何中断或限制皆可能引起电场的变异性。

连续条带的数量优选是相对较大，并且其相互距离较短。所述条带31-38具有横向尺寸、一宽度a及一高度z。一隔离窗口41具有一宽度c。该通过窗口40的宽度b可适当地小于所述通过窗口40之间的总距离2a+c。更适当地，一通过窗口40的宽度b经选择以使得最多三个横排的电子小射束7能够通过该通过窗口40。更优选地，横排的数量为二，且最佳地此横排数量为一。横排数量减少可被证实为有利于产生均匀场域。场线多为沿法向于所述条带31-38之横向延伸的方向走向。如此，这明显地改善了现有技术的具有例如两个位于孔径之相对侧上的U电极的宏观性偏转器。这样的偏转器的电场强度并非均匀。尤其是靠近所述电极的角落处电场强度较高，并且侧边会导致电场扰动。在根据本发明的扫描偏转器11里，电场强度极为均匀并且明显地较现有技术均匀许多。该扫描偏转器在偏转强度上展现出低于5％的变异性，而优选地低于3％，并且更优选地甚至可达到低于2％。在本发明之一实施例里，于偏转强度上可达1至1.5％之间的变异性。

通过窗口40之较短宽度b的结果是能够显著地减少所述电极上的电位差21、22，而同时仍获得足够的偏转角度。

减少所述电极上电位差具有多项重要益处。首先，可按优选方式电性驱动该偏转器；亦即在所述电极上提供(改变的)电压差可提高速度及/或具有较大的带宽。该术语“带宽”在此是用以作为施加电性信号之均匀度的测量。带宽过低可能会导致许多问题，诸如在电压差供应计时上的无法控制延迟和变异性以及在电压差大小上的变异性。其次，可降低因静电放电而对偏转器造成损害的风险。

为优化坚硬度，所述条带31的高度z设计为相对较大。该高度z可适当地大于该通过窗口40的宽度b。此外，较大的高度可用以增加所谓的偏转强度，或者是针对一给定偏转角度减少所需要的电位差。

图9为根据本发明之静电偏转器一部分的简化截面视图。相较于现有技术，图10将详述本发明所进行的主要改善结果。首先，该偏转器里的场域直接地自该第一电极延伸至该第二电极；在现有技术里，这是在该电极上方延伸。如此可获得较高的均匀度和较好受控的电场强度。其次，本发明中所述电极31-36的高度z大于现有技术。由于在本发明中该小射束7是在该完整高度z上所偏转，因此是以较为渐进的方式出现偏转。故而能够减少对于一预定偏转角度所需要的电场强度。优选，如该图所示，该高度z大于通过窗口40的宽度b。第三，除了通过窗口40，本发明的偏转器亦包括隔离窗口41。这造成可按相同方向偏转的所有小射束7。在图10所示之现有技术里，所述小射束7按相反方向所偏转。即使相较于图10的现有技术本发明具有额外条带，然并未增加在第一与第二小射束之间的间距。若有需要，甚可将此间距予以缩短。此小间距为在本发明之光刻系统中朝向对更小严格尺寸进行图案化的一个步骤。在本图或图10中虽未予图示，然而现有技术偏转器包括特定孔洞而使特定小射束从中通过。在本发明里，多个小射束是在第一与第二条带之间通过。本发明偏转器中如一系列独立式条带的建构并不需要额外的孔洞。此外，多个小射束在第一与第二条带之间通过，而不是穿过个别的孔洞，将可有助于均匀度。

本发明偏转器的其中一项优点在于接地电极的位置。此接地电极25不是位于邻近正性或负性带电电极处，而是出现在该基板上不会或大致不会覆盖该孔径的区域内。藉此，该带电电极与该接地电极之间的距离会变得更大。如此则有助于满足不致产生静电放电而造成足可摧毁该偏转器之损害的边界条件。从而，由于局部性地缺少接地电极，因此所述第一及第二电极21、22的接续条带可位于更短的距离处。为简明起见，可观察到该接地电极的电位无须等于一般环境的接地(0V)。如该接地电极可诸如为-10kV至+10kV之间的任何数值。然后，经施加于所述第一及第二电极21、22的电位即为此接地附近的电位，例如-10kV-/+10kV。在所述第一及第二电极21、22之间的电位差可适当地最高为50V，而更适当地为最高20V，且最佳地为最多10V。在本发明的各种实施例里，可达到低于10V的电位差，诸如8V、6V、5V。此较低电压确为适当，理由是让具备强固性的驱动电路，虽然可为快速，仍能具有高带宽。该带宽可适当地为该扫描频率的至少5倍。对于均匀度而言，10倍于该扫描频率的带宽确能提供非常适当的结果。该扫描频率可适当地为至少100kHz，且优选地为至少500kHz或甚至1MHz以上。

如图2所示，该结构具有焊接区(bondpad)28。这些焊接区28经由互连器29而耦接于各所述电极。所述互连器29出现在所述接地平面区域25之间。这者非常适用于500kHz等级或以上之较高切换频率的情况。然后RF效应就产生相关性。通过将所述互连器以波导来实现，即能大幅压制此等RF效应。熟谙本项技术之人士将能理解可另选定其他传输线路执行方式-条带线、传输线等等。

在一实施例里，如图2所示者，各个通过窗口40里的电场其指向为相同。由于相同的电场指向，因此所有小射束7的偏转都会按相同指向前进。故而所投射的小射束7栅格的表面区域和形状皆为相同，与是否出现偏转无关。此原理在所示实施例里是按如下方式所执行：该第一电极包括第一及第三条带，而该第二电极包括第二及第四条带。第一通过窗口出现在该第一与该第二条带之间。第二通过窗口则出现在该第三与该第四条带之间。不过，在该第二和该第三条带之间出现有一隔离区域；亦即该隔离区域并无通过窗口。而基于制造作业的理由，此隔离区域可适当地为一窗口。同时，由于本设计能够减少驱动电压，因此可显著降低放电风险。

在其进一步的改善结果里，一终端电阻平行耦接于所述第一及第二电极21、22的电极系统。此终端电阻集成于该偏转器的基板上。或者，该终端电阻可为单独元件，诸如一个或多个经单独组装的表面安装电阻。这可供消除该系统中于任何寄生电容定位时间上的效应。详细地说，该电阻可弱化电容且/或该电阻和该寄生电容可一起如滤波器般运作。故而可以实现定位周期比写入周期短。这些可一起定义扫描单一条扫描线所需要的时间，从而定义该扫描频率。

最适当的是，该电阻机械耦接于一热移除路径。此热移除路径可包括散热片、散热器等等。最具关联性的是一条从真空容器内的偏转器连至真空外部某一位置处的热导路径。利用该电阻的原因是，由于相对较低的驱动电压的原因，因此所述电极上的电位差会相对较小。这意味着在该电阻上的散热性有限。该电阻的好处是可更快速地减少所述电极上的电位差。该电极系统的寄生电容可被该电阻器有效地减弱，然而不会因此而抵消该电位差之降低。该电位差的降低直接对应于将小射束带至对于后续偏转的起始位置的时间的缩短。藉此可提高扫描频率。

图4及5显示图2之实施例的截面图。图4更为清晰地显示条带31-38和该基板内之孔径51的相互定位。图5显示在本实施例里自该孔洞51之第一侧101延伸至相对第二侧102的条带31。在此建构里，电极可有效地组成覆盖该底置孔径的桥架。自机械稳定性观点而言，如此确为有利的建构方式。其中在该孔径51上方并没有用以支撑所述条带的膜层载体，然而所述条带系至少部分地为独立式。为了具有独立性，所述条带具备一定尺寸和坚硬度以避免所述条带31-38未受控地变成弹性且弯折。

可以一半导体基板为基础，并自其顶侧和从其底侧二者予以选择性地蚀刻与图案化，来适当地制造此结构。硅绝缘体(SOI)基板被证实为非常有利于此目的；而其内的埋覆氧化物52则可作为蚀刻停阻器。或者，可藉pn-接合或其他的掺质转移(doping transition)来建立一蚀刻停阻器，如该技术领域所公知。即以SOI基板为例：所述电极将会被制作于顶部半导体层(装置层)53。该基板50建立在底部半导体层内(处置晶片(handling wafer))。该孔径51可为藉由任何类型的蚀刻处理所形成，诸如干性蚀刻和湿性蚀刻。熟谙本项技术之人士将能理解所述硅质晶片优选是经过掺质，p型或n型皆可。可适宜地缺少pn-接合以避免在所述独立式电极里产生电流。其掺质水平可自由选定，如熟谙蚀刻与微制造技术领域之人士所公知。

所述独立式电极可适当地具有一镀层54。既已发现增置一镀层可进一步改善电场的均匀度。可利用包括介电及导电材料在内的各种材料以改善平滑度。然而，金属镀层被视为最适当；不同于介电材料镀层，金属镀层不会在该系统里造成额外电容。施加金属镀层的工艺属该技术领域公知，包括CVD、溅镀、电镀处理。若有需要则可利用一粘着层。更适宜地，该独立式电极的半导体材料在提供该金属镀层之前为未经氧化。可如藉由一适当CVD工艺以在该独立式电极的所有表面上同时地提供该金属镀层，然而这不应被视为必要。作为一替代方式，可自顶部侧及底部侧施加该镀层，而同时亦确保任何侧面皆至少部分地被导电材料所覆盖。在本实施例里，可施加两种不同材料以供涂布。优选，该独立式电极整个都具有导电性。

硅质虽为公知且良好适用于产生独立式电极，然并未排除替代性材料与工艺。这样的替代方式包括在一基板的顶部处构成独立式电极，诸如运用于RF MEMS上的应用；利用包括SiC及SiGe在内的替代性基板材料进行取代，或尤其是作为顶部层时，除Si质的处置晶片外另行增加包括SiC及SiGe在内的替代性基板材料。

图6显示根据本发明之第二实施例的上视图。此实施例显示一交错的电极对21、22。边缘区23出现在该偏转器11的相反边缘处。所述边缘区23包括所述第一及第二电极21、22的一组平行指向条带。然而所述边缘区23之内并未设计有通过窗口40。所述条带的设计可适当地等同于该偏转器9之主要部分内的设计，然而此并非必要。虽经显示为相同，然而所述边缘区23能依不同设计所执行。

除所述边缘区23为平行于该电场的方向外，亦可有利地在法向于电场的方向上建立所述边缘区26，亦即靠近所述电极或条带之独立式部分的远端。这样的边缘区26可有助于避免因与该基板及/或导体(诸如导线和互连器)交互的结果而在该电场内产生人为干扰。各边缘区优选具有在条带31横向延伸的2至20％之间，且优选在4至12％之间的延伸部分。

本发明的偏转器11可适当地与投射透镜布置12一起组装。可达成此一目的，而又不致加剧在图10所示的现有技术平面偏转器中观察到的静电放电问题。具有至少部分地独立式电极条带及更均匀场域的偏转器被证实为很好地承受静电电压。该偏转器可组装在接近该投射透镜布置12处，或是其正上方或正下方处。

在一实施例里，本发明的扫描偏转器11具有进一步优点，即其厚度小于现有技术偏转器。基本上，该基板50和所述电极的整体厚度可小于500微米，且优选为小于300微米。如此可供该偏转器11的位置靠近于该投射透镜布置12。然而并未排除其中该扫描偏转器11接近该投射透镜布置12的替代性组装方式。由于距该投射透镜布置12的距离较短，因此受到该扫描偏转器11所偏转的小射束7可具有极为靠近该投射透镜布置12的有效旋转中心。其结果为该投射透镜布置12的像差对该像素之光点大小具有较低的(负面)影响。

图7显示根据本发明之第三实施例。在此实施例中，该电极系统包括多个部分91-94。在本范例里，该数量为四个，然此值并非必要亦不具限制性。该数量可为较多(例如9或16个)，可为较少(2个)。该电极系统可被划分成一系列彼此相邻接的部分而不是多个区块。各所述部分包括覆盖基板50内的孔径51a-d的电极21、22的接续条带。在本实施例里有对应于四个部分91-94的四个孔径51a-d。然并非严格地必然如此；一附加层可作为对于所有条带之电极系统的载体。此附加层可具有孔径51a-d，同时仍覆盖该基板50内的孔径51。所述孔径51a-d无须具有正方形截面，如横向延伸可大于宽度或反之亦然。在各所述部分内的连续条带可适当地构成经交错的电极对，然而并非严格地必然如此。同时，前述其他特性在此亦能适用于各所述四个部分。

图8是根据本发明之扫描静电偏转器系统实施例的略视图。此实施例包括一第一静电扫描偏转器11a及一第二静电扫描偏转器11b。根据本发明，所述偏转器11a、11b中至少之一是根据本发明之偏转器。此二者扫描偏转器可适当地皆为根据本发明之偏转器。藉此系统设计，可使得小射束7能够在该投射透镜布置的有效透镜平面19内通过该光轴0的中央部分，即使是在当经偏转时亦然。按此方式，相较于按照根据本发明的单一扫描偏转器11布置方式，能进一步减少因经由该投射透镜布置的偏转所导致的球型像差。此设计的重大改善是在于能够提高可供运用的偏转量值，而同时不致牺牲光点大小的分辨率。在图8所示之设计里，两个偏转器11a和11b之一位于另一之后，而各者在其电极上具有相反电压。为进行偏转，在各个偏转器11a、11b上这些电压的符号会被同时地切换。在有效透镜平面19里，以及靠近该投射透镜布置的光轴0处，经偏转小射束7的居中处理是藉由依照该偏转器9b和该投射透镜布置的有效透镜平面19间的距离d5来微调偏转角度的比例所实现的。亦可将这两个偏转器11a、11b之间的相互距离d6，以及经施加于所述电极之间的电位差，运用在此微调操作上。在该第一扫描偏转器11a内以及在该第二扫描偏转器11b内所施加的电位差在此为互相耦接。它们以小射束7枢轴点位于投射透镜布置的光学平面内并且交跨于投射透镜布置的光轴0的方式改变。在一适当实现方式里，所述第一及第二偏转器11a、11b的驱动电路由单一控制器控制。同时，该驱动电路的多个部分，例如其中产生该扫描频率的部分，可予适当地集成或以其它方式耦接在一起。

如此，该第一偏转器11a按一角度α1将小射束7偏转离开该光轴0，并且该第二偏转器11b以相反方向且按一角度α2将小射束7偏转返回。依此方式，小射束7在当交跨于该投射透镜布置的有效透镜平面9时会被偏转一角度α3。

在更进一步的实施例里，图示中未予显示，所述孔径仅出现在通过窗口的下方处。

在本发明的进一步实施方式里，提供一种带电粒子系统，其中包括扫描静电偏转器以供偏转至少一带电粒子小射束。该偏转器包括第一及第二电极而该小射束通过其间，其中各个电极包括至少一条带，所述条带大体上平行延伸并定义一通过窗口而多个小射束经此通过，该通过窗口在法向于所述条带的方向上具有一宽度，而当在所述电极之间设定电位差时可于该方向上产生一电场，所述条带在三个相互垂直的方向上具有一高度、一宽度及一横向方向，该条带的高度大于通过窗口的宽度。

藉此偏转器，可获得与以大得多的电位差运作的宏观性偏转器相同数阶的偏转角度。此令人惊讶的结果，原因在于现有技术的宏观性偏转器与本发明偏转器的电位差的比例可能超过5，甚至高达10以上。此外，所增加的高度可减少电场的杂散场成分，如此将可改善场域的线性，并故而改善偏转的均匀度。同时，既已证实该偏转器整体可具有相比于宏观性偏转器较小的厚度。其结果为能够更简易地将本发明偏转器组装于投射透镜布置，以减少像差。

该偏转器可适当地包括独立式电极条带。

在本发明的另一实施方式里，提供一种利用静电偏转器以一扫描频率对表面进行扫描的方法。该偏转器包括第一及第二电极，在其间具有有一通过窗口。其中各个小射束在一单一扫描周期里于该表面上扫描一扫描线。该扫描包括在一定位周期里将该小射束定位于一起始位置，并且在一写入周期里藉由改变所述电极上的电场强度以自该起始位置偏转该小射束。根据本发明，该扫描频率是在射频(RF)范围的内。该小射束在各个扫描周期里按相同方向偏转。各个小射束是在电场的操作下偏转，此电场依各个小射束的指向而指向；此外，该定位周期短于该写入周期。

本发明可有效地以异于现有技术的不同规则所主导的不同机制来进行扫描。该主导机制为高频扫描。更详细地说，高扫描频率是位于射频(RF)范围里的频率，并且最佳地是在其中间范围内，即300到3000kHz之间。其结果为，该偏转必须遵守RF电子的规则，以避免因所牵涉的导体和材料的RF行为而导致的延迟和非均匀度。其一显著RF性质即为寄生电容。尤其，当改变且反转电压时，寄生电容可能会引入主要延迟。此外，寄生电容倾向于导致场域变形，并因而易于导致不符规格的扫描。

从而，本案发明人所观察到的挑战即为如何以足够速度进行图案扫描，然而又不致遭遇到有关转移图案的精确度的问题。

在此，本案发明人提议仅在相对微小的角度上偏转小射束，然而是在射频范围内进行扫描。此较小偏转角度可提供更好的精确度，并且可供减少在该偏转器的电极上所施加的电压差。同时，为获得此高频扫描的适当且可靠结果，可理解到应将该偏转限制于单一指向。这样的单一指向偏转需进行较多次小射束的重新定位，如此将会耗费时间。不过，已发现偏转至相反指向会在偏转与无偏转情况之间导致小射束栅格的表面区域上的差异。然而在高频处此类在表面区域上的差异的校正被视为无法进行。本案发明人的见解为可藉由压制寄生电容以大幅地缩短小射束的重新定位时间。同时，压制该寄生电容又被证实为减少场域变形，并藉此改善扫描精确度。

简言之，本案发明人对以足够速度进行精确扫描图案的解决方案包括仅在单一指向上以高频扫描，并结合藉由压制寄生电容来缩短重新定位时间。

在其一适当实施例里，该电压是以锯齿状特征施加于偏转器的电极上。该精确锯齿形状又可以将效能最佳化。在此，以逆反方式设定该电压可获得期望的重新定位，并且可同时结合进行目标相对于光刻系统的机械性重新定位。

在进一步实施例里，可经由滤除及/或弱化寄生电容以缩短该定位时间。可藉由将元件增加于该偏转器以得到过滤效能来适当地进行此滤除作业。滤波器拓朴为熟谙此类电子工程领域的人士所公知。其范例包括RC滤波器、RCL滤波器、pi滤波器及LC滤波器和网路。最佳地是利用RC滤波器。其可通过终端电阻所实现。

在更进一步实施例里，施加于该偏转器的电极的电压低于10V。此电压降低尤其会造成因过滤处理而减少功率损失。最佳地，本发明的偏转器是用以作为运作在小电位差的偏转器。藉由独立式电极，此偏转器可进一步减少该偏转器的寄生电容，并因而进一步促进该减少。

定位周期可适当地具有最多写入周期的一半的时段长度。而更适宜地，该定位周期具有小于写入周期的40％，且最佳地小于25％，的时段长度。

除了前述详细说明和简介部分，本发明，除所附申请权利要求以外，也涉及在图式中所有未经进一步阐述，然而可由熟谙本项技术的人士可直接地且无疑义地导出的细节与实施方式。

附图标记清单

0光轴

1光刻系统

3电子源

4射束

5由透镜所表示的校准光学系统

6射束分离器

7小射束

8调制单元

9射束消除器阵列

10小射束停阻器阵列

11静电扫描偏转器阵列

12投射透镜

13目标表面

14光束

15平板

16致动器

17单元

18电子光学单元

19透镜平面

20作用区域

21第一电极

22第二电极

23边缘区

24目标

25接地电极

26边缘区

28焊接区

29互连器

31-38条带

40通过窗口

41隔离窗口

50基板

51孔径

51a-d孔径

52埋覆氧化物层

53处置晶片

54金属镀层

a条带31的宽度

b通过窗口40的宽度

c隔离窗口41的宽度

z条带31的高度

60控制单元

61数据存储装置

62读出单元

63数据转换器

64光纤

65投射器

91-94部分

101第一侧

102第二侧

131、132、133条带(现有技术)

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种带电粒子光学系统，其包括用于产生多个带电粒子小射束的小射束产生器和用于偏转所述小射束的静电偏转器，

其中该静电偏转器包括第一和第二电极，所述第一和第二电极适于连接到用于在电极间产生电场以偏转所述小射束的电压，所述电极在所述静电偏转器的作用区域至少部分独立，

其中第一电极包括第一和第三条带，第二电极包括第二和第四条带，

其中所述电极限定供至少一部分所述小射束从所述电极之间通过的通过窗口，各通过窗口中电场的指向相同，

其中通过窗口出现在第一和第二条带之间以及第三和第四条带之间，所述通过窗口在第一方向上具有一长度，在横向方向上具有一宽度，

其中所述系统适于将所述小射束布置成至少两个横排，并引导一个单一横排的小射束通过所述静电偏转器的各通过窗口，成排的所述小射束在所述第一方向上延伸，

并且其中该静电偏转器的实质部分在该第一方向上延伸超出该通过窗口。

2.如权利要求1所述的系统，其中成排的所述小射束被布置成在各射束之间具有间距，并且其中静电偏转器的所述实质部分在该第一方向上延伸超出所述通过窗口至少是所述通过窗口内所述小射束的间距。

3.如权利要求1所述的系统，其中该偏转器横向于该第一方向偏转所述小射束。

4.如权利要求3所述的系统，其中该偏转器是用以执行该系统的最终写入投射的扫描偏转器。

5.如权利要求1所述的系统，其中各通过窗口在法向于条带的方向上具有一宽度，而当在所述电极之间设定电位差时在该方向上产生一电场，所述条带在三个相互垂直的方向上具有高度、宽度及横向方向，该条带的高度大于该通过窗口的宽度。

6.如权利要求1所述的系统，其中位于第二和第三条带之间的所述区域没有通过窗口。

7.如权利要求6所述的系统，其中该区域作为自由空间被纳入。

8.如权利要求7所述的系统，其中各电极包括平行延伸的多个条带，第一和第二电极的条带组成交错电极对。

9.如权利要求8所述的系统，其中多个通过窗口出现在经交错的电极之间。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述电极之间的电场小于100V。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述电极之间的电场小于20V。

12.如权利要求1所述的系统，其中静电偏转器在与该第一方向垂直的第二方向上于所述作用区域的边缘处包括一边缘区，该边缘区包括所述电极的条带以限定一电场，此电场与所述电场的指向相同，但缺少具有小射束的通过窗口。

13.如权利要求1所述的系统，进一步包括纳入在所述第一静电偏转器的上游或下游处的第二静电偏转器，该第二静电偏转器在异于第一偏转器的方向或指向上偏转所述小射束。

14.如权利要求1所述的系统，其中该独立电极系覆盖有镀层，藉此提供大体上电性均质的表面。

15.如权利要求14所述的系统，其中该镀层为金属镀层。

16.如权利要求1所述的系统，其中具有一终端电阻。

17.如权利要求1所述的系统，其中在孔径内部，或在该孔径上覆盖有机械支柱，藉以机械地支撑其至少一个电极或条带。

18.一种如权利要求1所述的系统的用途，其用于偏转至少一个带电粒子小射束。

19.如权利要求18所述的用途，其包括将相反极性的电压提供给所述第一和第二电极的步骤。

20.如权利要求18所述的用途，其中所述相反极性的电压大小相等且小于10V。

21.如权利要求19或20所述的用途，其中所述电压以0至10MHz的范围内的频率被提供。

22.如权利要求18所述的用途，其中小射束在定位周期中定位于一起始位置，并在写入周期中从所述起始位置偏转。

23.如权利要求22所述的用途，其中

-该扫描频率位于射频(RF)范围内；

-该小射束是在各扫描周期中以相同指向被偏转；

-各小射束在电场的操作下被偏转，所述电场对于各小射束而言为相同指向；

-该定位周期短于该写入周期。

24.一种通过无罩式光刻系统在目标表面上投射预定图案的方法，其包括：

a.产生多个小射束；

b.利用调制装置调制小射束，所述调制装置被提供有从数据存储装置检索的预定图案数据；

c.利用聚焦装置将经调制小射束聚焦于该目标表面上；和

d.通过静电偏转所述经调制小射束在该目标表面上扫描该图案，其中该扫描步骤是按照如权利要求18至23中任一项所述进行。

Claims (24)

1.一种包括静电偏转器以用于偏转多个带电粒子小射束的带电粒子光学系统，该静电偏转器包括至少部分独立的第一和第二电极，该偏转器通过操作位于所述多个小射束从中通过的电极之间的电场偏转所述多个小射束，所述多个小射束限定一通过窗口，该通过窗口在第一方向上延伸，其中所述多个小射束布置成在该第一方向上延伸的单一横排，并且该通过窗口在一横向于该第一方向的方向上的尺寸与所述小射束的直径匹配，并且其中该静电偏转器的实质部分在该第一方向上延伸超出该通过窗口。

2.如权利要求1所述的系统，其中该实质部分在该第一方向上延伸数倍于该通过窗口内所述小射束的间距。

3.如权利要求1所述的系统，其中该偏转器在目标的所述表面内的一子分区上横向于该第一方向偏转所述小射束，该子分区例如是晶片上的一场域。

4.如权利要求3所述的系统，其中该偏转器是用以执行该系统的最终写入投射的扫描偏转器。

5.如权利要求1所述的系统，其中该通过窗口在法向于条带的方向上具有一宽度，而当在所述电极之间设定电位差时在该方向上产生一电场，所述条带在三个相互垂直的方向上具有高度、宽度及横向方向，该条带的高度大于该通过窗口的宽度。

6.如权利要求1所述的系统，其中第一电极包括第一和第三条带，第二电极包括第二和第四条带，其中通过窗口出现在第一和第二条带之间以及第三和第四条带之间，而位于第二和第三条带之间的区域没有通过窗口。

7.如权利要求6所述的系统，其中该区域作为自由空间被纳入。

8.如权利要求7所述的系统，其中各电极包括平行延伸的多个条带，第一和第二电极的条带组成交错电极对。

9.如权利要求8所述的系统，其中多个通过窗口出现在经交错的电极之间，在各通过窗口中电场的指向相同。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述电极之间的电场小于100V。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述电极之间的电场小于20V。

12.如权利要求1所述的系统，其中静电偏转器在与该第一方向垂直的第二方向上包括一边缘区，该边缘区包括所述电极的条带以限定一电场，此电场与所述电场的指向相同，但缺少具有小射束的通过窗口。

13.如权利要求1所述的系统，进一步包括纳入在所述第一静电偏转器的上游或下游处的第二静电偏转器，该第二静电偏转器在异于第一偏转器的方向或指向上偏转所述小射束。

14.如权利要求1所述的系统，其中该独立电极系覆盖有镀层，藉此提供大体上电性均质的表面。

15.如权利要求14所述的系统，其中该镀层为金属镀层。

16.如权利要求1所述的系统，其中具有一终端电阻。

17.如权利要求1所述的系统，其中在孔径内部，或在该孔径上覆盖有机械支柱，藉以机械地支撑其至少一个电极或条带。

18.一种如权利要求1所述的系统的用途，其用于偏转至少一个带电粒子小射束。

19.如权利要求18所述的用途，其包括将相反极性的电压提供给所述第一和第二电极的步骤。

20.如权利要求18所述的用途，其中所述相反极性的电压大小相等且小于10V。

21.如权利要求19或20所述的用途，其中所述电压以0至10MHz的范围内的频率被提供。

22.如权利要求18所述的用途，其中小射束在定位周期中定位于一起始位置，并在写入周期中从所述起始位置偏转。

23.如权利要求22所述的用途，其中

-该扫描频率位于射频(RF)范围内；

-该小射束是在各扫描周期中以相同指向被偏转；

-各小射束在电场的操作下被偏转，所述电场对于各小射束而言为相同指向；

-该定位周期短于该写入周期。

24.一种通过无罩式光刻系统在目标表面上投射预定图案的方法，其包括：

a.产生多个小射束；

b.利用调制装置调制小射束，所述调制装置被提供有从数据存储装置检索的预定图案数据；

c.利用聚焦装置将经调制小射束聚焦于该目标表面上；和

d.通过静电偏转所述经调制小射束在该目标表面上扫描该图案，其中该扫描步骤是按照如权利要求18至23中任一项所述进行。

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