CN116435163A - 多电子束场曲校正模块及电子束光柱体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多电子束场曲校正模块及电子束光柱体，多电子束场曲校正模块包括：基座和设置在基座上的聚焦像面调节结构阵列，聚焦像面调节结构阵列包含有与通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的电子束一一对应的聚焦像面调节结构，聚焦像面调节结构用于调整通过聚焦像面调节结构的电子束的聚焦的像面位置，聚焦像面调节结构阵列设置为使通过的电子束，其对应的聚焦的像面位置与基座之间的距离由电子束阵列的中心向外逐渐增大。本发明对通过的电子束的聚焦的像面位置进行调节，从而使得电子束阵列中的电子束的聚焦的点能够形成一个用于与现有的电子束光柱体中所存在的场曲误差相抵消的正误差，使得电子束阵列在样品上形成均匀阵列图形。

Description

多电子束场曲校正模块及电子束光柱体

技术领域

本发明涉及电子束技术领域，尤其涉及一种多电子束场曲校正模块及电子束光柱体。

背景技术

电子束光刻机是目前制造集成电路芯片掩模版、器件和小规模芯片直写的主要装备。随着集成电路特征尺寸的减小，掩模版的特征线宽随之减小，掩模版的加工时间呈平方关系增加。尤其是当进入7纳米及以下制程的EUV（极紫外光）光刻之后，由于目前变形束电子束光刻机制备掩模版时间大大增加，稳定性、缺陷、良率等一系列问题随之增加。

为了解决这些问题，自上世纪90年代，研究者开始探索基于多电子束光刻机技术。例如，目前奥地利IMS,日本Advantest、NUFALRE，荷兰MAPPER等公司开发出多达26万束电子束的光刻机，采用此类装备能够大大减少掩模版制备时间。另外，随着掩模版成本的增加及芯片特征尺寸减小带来的掩模版技术问题，基于多电子束光刻机的大规模芯片直写也成为未来芯片光刻的候选技术。

目前多电子束光刻机主要有三种构架，IMS和NUFALRE公司采用的单源单柱的型，MAPPER采用的单源多柱型，Advantest采用的多源多柱型。由于单源单柱型多电子束光刻机具有结构紧凑、控制相对简单的特点，目前已有商用机型。

但是，这种传统单源单柱型多电子束光刻机在使用过程中也存在多电子束阵列场曲误差较大、图形均匀性差等一些问题。造成这些问题的原因主要是多电子束共用一个成像投影模块，电子束阵列中每个电子束与成像投影模块的中心，即光柱体中心的距离不同。电子束经过透镜时，离透镜中心越远，透镜对电子束的汇聚作用更强，导致来自电子源的电子束阵列不聚焦在同一像面（样品）上，形成场曲误差，使得电子束阵列在样品上的电子束斑形状和大小不一致，光刻图形质量变差，影响多电子束光刻机性能。

例如，对于布局N×M阵列电子束的多电子束光刻机，以电子束光刻机中轴线为中心，N×M阵列电子束单元位于一系列同心圆上，电子束单元离中心轴距离相等的处于同一个圆上。当N×M阵列数量越多时，造成的场曲误差、图形非均匀性会更明显。

发明内容

本发明实施例提供一种多电子束场曲校正模块及电子束光柱体，以解决现有技术中多电子束光刻机存在的多电子束阵列场曲误差较大、图形均匀性差的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种多电子束场曲校正模块，包括：基座和设置在基座上的聚焦像面调节结构阵列，所述聚焦像面调节结构阵列包含有与通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的电子束一一对应的聚焦像面调节结构，所述聚焦像面调节结构用于调整通过聚焦像面调节结构的电子束的聚焦的像面位置，所述聚焦像面调节结构阵列设置为能够使通过聚焦像面调节结构阵列的电子束，其对应的聚焦的像面位置与基座之间的距离由电子束阵列的中心向外逐渐增大。

本发明实施例提供的多电子束场曲校正模块通过聚焦像面调节结构阵列，对通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的电子束的聚焦的像面位置进行调节，从而使得电子束阵列中的电子束的聚焦的点能够形成一个向上凸起的聚焦曲面，令通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列在通过电子束光柱体的成像投影模块后，与一般常规的电子束光柱体中成像投影模块造成的向下凹的误差曲面相抵消，令电子束阵列在样品上形成均匀阵列图形。

在一些实施方式中，基座包括第一电极板和第二电极板，所述第一电极板和所述第二电极板分别连接电位不同的电位，

聚焦像面调节结构包括设置在第一电极板上的第一光阑孔和设置在第二电极板上的第二光阑孔，所述第一光阑孔和第二光阑孔的中心位置对齐设置，所述第一光阑孔和所述第二光阑孔均为圆形光阑孔，所述第一光阑孔和第二光阑孔的孔径设置为，根据通过由其形成的聚焦像面调节结构的电子束所需的聚焦的像面位置调整设置。

由此，能够通过第一电极板和第二电极板，以及设置在第一电极板上的第一光阑孔和设置在第二电极板上的第二光阑孔组合形成聚焦像面调节结构，在该聚焦像面调节结构中，根据对第一光阑孔的孔径的大小或第二光阑孔的孔径的大小进行设计，就能够使得通过由该第一光阑孔和第二光阑孔形成的聚焦像面调节结构的电子束的聚焦的像面位置有所不同。通过这样设置，能够通过本发明的多电子束场曲校正模块的电子束阵列的聚焦像面，以与成像投影模块造成的误差相抵消，使得电子束阵列在样品上形成均匀阵列图形。

在一些实施方式中，设置在第一电极板上的全部第一光阑孔的孔径相等，设置在第二电极板上的第二光阑孔的孔径设置为，以第二电极板的中心为圆心从中间向外逐渐增大。

由此，通过这样设置，能够使得只需要对第二光阑孔的孔径大小进行设置就能够控制通过由该第一光阑孔和第二光阑孔形成的聚焦像面调节结构的电子束的聚焦的像面位置，降低设计的难度，并且能够使得通过的电子束阵列其聚焦的点形成一个向上凸起的聚焦曲面，令通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列在通过电子束光柱体的成像投影模块后，与一般常规的电子束光柱体中成像投影模块造成的向下凹的误差相抵消。

在一些实施方式中，基座还包括第三电极板，所述第二电极板设置在第一电极板和第三电极板之间，所述第一电极板和第三电极板连接相同电位；

所述聚焦像面调节结构还包括设置在第三电极板上的第三光阑孔，所述第三光阑孔的位置与所述第一光阑孔、第二光阑孔的位置对齐设置，所述第三光阑孔为圆形光阑孔，设置在第三电极板上的全部第三光阑孔的孔径相等。

由此，通过加入第三电极板以及设置在第三电极板上的第三光阑孔，能够使得组合形成的聚焦像面调节结构效果更好，其对电子束的聚焦的像面的位置调整更稳定与准确。

在一些实施方式中，所述第一光阑孔和所述第三光阑孔的孔径相等。

由此，通过这样设置，能够使得第一光阑孔和第三光阑孔的孔径统一，降低整体多电子束场曲校正模块的设计难度。

在一些实施方式中，聚焦像面调节结构阵列包含有N×M个阵列排布的聚焦像面调节结构，其中，N和M均为不小于1的奇数整数。

由此，通过这样设置，能够使得聚焦像面调节结构阵列中第一电极板、第二电极板和第三电极板中心形成一个静电透镜，该透镜轴线跟电子束光刻机中轴线一致，便于电子束光刻机对中等调试功能。

第二方面，本发明实施例提供一种电子束光柱体，包括：上述第一方面的多电子束场曲校正模块，所述多电子束场曲校正模块设置为，根据电子束光柱体存在的场曲误差设置通过聚焦像面调节结构的电子束的聚焦的像面位置，所述多电子束场曲校正模块设置在电子束光柱体内的电子束分束模块和缩小透镜之间。

本发明实施例提供的电子束光柱体采用了上述第一方面的多电子束场曲校正模块，以与成像投影模块造成的误差相抵消，使得利用本发明的电子束光柱体在进行光刻的时候，能够有效校正场曲误差，令刻出的图像更均匀。

在一些实施方式中，还包括束闸阵列板和阻挡光阑，所述束闸阵列板设置在多电子束场曲校正模块和缩小透镜之间，所述阻挡光阑设置在束闸阵列板的后方；

所述束闸阵列板包括基板和设置在基板上的与多电子束场曲校正模块上的聚焦像面调节结构阵列对应的束闸阵列，束闸阵列包含有与聚焦像面调节结构阵列中的聚焦像面调节结构一一对应的束闸，所述束闸用于控制通过束闸的电子束是否偏转；

所述阻挡光阑上设置有第四光阑孔，通过束闸且未被偏转的电子束通过第四光阑孔。

由此，通过这样设置，可以利用束闸阵列板和阻挡光阑对电子束的通过与否进行控制。

在一些实施方式中，阻挡光阑设置在缩小透镜和电子光柱体内的投影透镜之间。

由此，通过这样设置，在阻挡光阑上设置的第四光阑孔可以只设置一个，而无需根据束闸阵列板上的束闸的对应位置设置相应数量的第四光阑孔。

在一些实施方式中，电子束分束模块包括第一成形光阑阵列板和第二成形光阑阵列板，所述第一成形光阑阵列板上设置有第一光阑孔阵列，所述第二成形光阑阵列板上设置有与第一光阑孔阵列对应的第二光阑孔阵列，所述第二光阑孔阵列上的光阑孔的孔径比第一光阑孔阵列上的光阑孔的孔径小。

由此，通过这样设置，能够通过第一成形光阑阵列板和第二成形光阑阵列板形成电子束分束模块。

在一些实施方式中，所述第一光阑孔和第二光阑孔的孔径均比电子束分束模块的第二成形光阑阵列板上的光阑孔的孔径大3倍以上。

由此，通过这样设置，能够降低多电子束场曲校正模块对电子束光柱体的正常工作的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的整体结构示意图；

图2为本发明另一实施方式的多电子束场曲校正模块的整体结构示意图；

图3为本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的第一电极板的结构示意图；

图4为本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的第二电极板的结构示意图；

图5为本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的第二电极板上第二光阑孔阵列排布的结构示意图；

图6为本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的三种对应于不同孔径的第二光阑孔形成的聚焦像面调节结构对电子束的聚焦情况展示示意图；

图7为未采用本发明的多电子束场曲校正模块的电子束光柱体在进行光刻时的场曲误差形成示意图；

图8为采用了本发明的多电子束场曲铰接模块的电子束光柱体在进行光刻时的场曲误差校正示意图；

图9为本发明一实施方式的电子束光柱体的框图；

附图标记：1、基座；11、第一电极板；12、第二电极板；13、第三电极板；20、聚焦像面调节结构阵列；2、聚焦像面调节结构；21、第一光阑孔；22、第二光阑孔；23、第三光阑孔；100、电子枪；101、扩束准直透镜；200、成像投影模块；300、电子束分束模块；31、第一成形光阑阵列板；32、第二成形光阑阵列板；400、多电子束场曲校正模块；51、束闸阵列板；60、缩小透镜；52、阻挡光阑；53、第四光阑孔；71、投影透镜；72、偏转器；80、样品；81、样品工作台；90、光柱体腔体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1和图2示意性地展示了本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块的组成，参照图1和图2所示，本发明的多电子束场曲校正模块包括：基座1以及设置在基座1上的聚焦像面调节结构阵列20。其中，聚焦像面调节结构阵列20为用于让通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列通过的阵列结构，聚焦像面调节结构阵列20用于调节通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的各个电子束的聚焦的像面位置。聚焦像面调节结构阵列20为由阵列排布的聚焦像面调节结构2组成，如N×M个聚焦像面调节结构2，其中，N和M均为不小于1的整数，在图1所示的实施方式中，N和M均为7。该阵列排布的聚焦像面调节结构2数量应不小于通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列的电子束的数量，并且通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的每一个电子束的位置都应对应设置有聚焦像面调节结构2。具体的，由于对于一般的电子束光柱体，其存在的场曲误差一般为向下凹的误差曲面，因此该聚焦像面调节结构阵列20设置为，能够使通过聚焦像面调节结构阵列20的电子束对应的聚焦的像面与基座1之间的距离由电子束阵列的中心向外逐渐增大，从而能够形成一个向上凸起的聚焦曲面，与电子束光柱体中的成像投影模块造成的误差相对应，并相互抵消，使得电子束阵列在样品80上形成图形的时候，能够更均匀。

作为一种可能的实施方式，基座1可以包括有第一电极板11和第二电极板12。其中，第一电极板11和第二电极板12分别连接电位不同的电位。参照图1所示，示例性地，第一电极板11和第二电极板12依次堆叠设置，并且第一电极板11连接V0电位，第二电极板12连接V1电位，V0电位和V1电位均可以根据电子束光刻机工作条件进行调整和确定。参照图3和图4所示，在该实施方式中，聚焦像面调节结构2可以包括设置在第一电极板11上的第一光阑孔21和设置在第二电极板12上的第二光阑孔22，第一光阑孔21和第二光阑孔22均为圆形光阑孔。其中，第一光阑孔21在第一电极板11上的设置位置与第二光阑孔22在第二电极板12上的设置位置一一对齐设置，并且第一光阑孔21和第二光阑孔22的孔径设置为，根据通过由该第一光阑孔21和第二光阑孔22形成的聚焦像面调节结构2的电子束所需的聚焦的像面位置调整设置。具体地，由第一光阑孔21和第二光阑孔22形成的聚焦像面调节结构2，通过该聚焦像面调节结构2的电子束其聚焦的像面位置，是与第一光阑孔21和/或第二光阑孔22的孔径大小相关，通过调节第一光阑孔21和/或第二光阑孔22的孔径大小，就能够使得通过该聚焦像面调节结构2的电子束其聚焦的像面位置改变。中心位置对齐的第一光阑孔21和第二光阑孔22，结合第一电极板11和第二电极板12连接的不同电位，形成了聚焦像面调节结构阵列20中的一个聚焦像面调节结构2。

作为一种优选的实施方式，可以将第一电极板11上的全部第一光阑孔21的孔径都设置为相等，将第二光阑孔22的孔径大小设置为根据需要而设置不同的大小，这样同样能够实现对通过形成的聚焦像面调节结构2的电子束其聚焦的像面位置，并且能够降低设计难度。在该实施方式中，对于形成的聚焦像面调节结构2，通过该聚焦像面调节结构2的电子束，其聚焦的像面与基座1之间的距离与第二光阑孔22的孔径大小相关，第二光阑孔22的孔径大小越大，通过该聚焦像面调节结构2的电子束，其聚焦的像面与基座1之间的距离就会越远。具体地，第二电极板12上的第二光阑孔22的孔径设置为，以第二电极板12的中心为圆心从中间向外逐渐增大，进而能够使通过的电子束对应的聚焦的像面与基座1之间的距离由电子束阵列的中心向外逐渐增大，以能够形成一个向上凸起的聚焦曲面。

进一步地，作为一种更优的实施方式，在上述的实施方式的基础上，基座1还可以包括有第三电极板13。参照图2所示，第一电极板11、第二电极板12和第三电极板13依次堆叠设置，即第二电极板12设置在第一电极板11和第三电极板13之间，第三电极板13连接的电位与第一电极板11连接的电位相同，即第三电极板13和第一电极板11均连接V0电位，第二电极板12连接V1电位。在该实施方式中，聚焦像面调节结构2还可以包括设置在第三电极板13上的第三光阑孔23，第三光阑孔23在第三电极板13上的设置位置与第一光阑孔21在第一电极板11上的设置位置、第二光阑孔22在第二电极板12上的设置位置均一一对齐设置，第三光阑孔23亦为圆形光阑孔，并且设置在第三电极板13上的全部第三光阑孔的孔径都设置为相等。在该实施方式中，加入了第三电极板13和第三光阑孔23所形成的聚焦像面调节结构2，其对通过的电子束的聚焦的像面调节性能能够更好，更精确与稳定。

对于最终形成的聚焦像面调节结构2对电子束的聚焦的像面的调节效果，其除了与第二光阑孔22的孔径大小相关，还会与第一光阑孔21和第三光阑孔23的孔径大小相关，也会与第一光阑孔21与第二光阑孔22之间的距离和第三光阑孔23与第二光阑孔22之间的距离相关。具体的，对于第一光阑孔21和第三光阑孔23的孔径大小，其数值越大，形成的聚焦像面调节结构2的汇聚作用会越弱，即通过形成的聚焦像面调节结构2的电子束的聚焦的像面与基座1之间的距离会越远。同时，对于第一光阑孔21与第二光阑孔22之间的距离和第三光阑孔23与第二光阑孔22之间的距离，第一光阑孔21与第二光阑孔22之间的距离或第三光阑孔23与第二光阑孔22之间的距离越远，形成的聚焦像面调节结构2的汇聚作用也会越弱，即通过形成的聚焦像面调节结构2的电子束的聚焦的像面与基座1之间的距离会越远。但是由于在该实施方式中，全部的第一光阑孔21的孔径均设置为相等，全部的第三光阑孔23的孔径也均设置为相等，并且由于第一光阑孔21均为设置在第一电极板11上的光阑孔，第三光阑孔23均为设置在第三电极板13上的光阑孔，所以每一个第一光阑孔21与第二光阑孔22之间的距离均相等，每一个第三光阑孔23与第二光阑孔22之间的聚类也均相等，因此只需要调节第二光阑孔22的孔径大小，即可对形成的聚焦像面调节结构2的效果进行调整。进一步的，作为一种更优的实施方式，第三光阑孔23的孔径大小可以设置为与第一光阑孔21的孔径大小相等，这样设置，能够使得在设计多电子束场曲校正模块的时候，能够降低变量的数量，从而降低设计难度，提高设计得到的多电子束场曲校正模块在使用时的误差校正精确度。

由于在电子束光柱体中，电子枪发射电子束时，会沿成像投影模块中心轴线进行发射，因此对于电子束阵列，正中心的电子束受到的成像投影模块的汇聚作用会最小，距离正中心越远的电子束，受到的成像投影模块的汇聚作用会越强。因此，对于第二电极板12上设置的第二光阑孔22，其以第二电极板12的中心为圆心，从中间向外逐渐增大。示例性地，参照图4和图5所示，图4和图5展示了本发明一实施方式的第二电极板12的结构，在第二电极板12上阵列设置有若干第二光阑孔22。对于在第二电极板12中心的第二光阑孔22，由于通过该第二光阑孔22的电子束将会受到成像投影模块的汇聚作用最小，因此其孔径设置为最小。由于多电子束为阵列排布，因此第二电极板12上的第二光阑孔22也同样为阵列排布，因此对于该种规则排布的方式，以第二电极板12为中心作圆，在同一个圆上会途径多个第二光阑孔22的圆心。也就是说，位于同一圆上的各个第二光阑孔22，其与第二电极板12的中心的距离是相等的，因此通过这些第二光阑孔22的电子束将会受到成像投影模块的汇聚作用也是相同，因此将位于同一以第二电极板12的中心为圆心的圆上第二光阑孔22的孔径均设置为相等。由于距离正中心越远，受到的成像投影模块的汇聚作用会越强，因此以第二电极板12的中心为圆心，距离中心越远，其对应的第二光阑孔22的孔径则设置得越大。图5所示为设置有7×7阵列的第二光阑孔22的第二电极板12，其中处于中心的是1个孔径尺寸R1的圆形光阑。依次往外，有4个孔径尺寸R2的圆形光阑、4个孔径尺寸R3的圆形光阑、4个孔径尺寸R4的圆形光阑、8个孔径尺寸R5的圆形光阑、4个孔径尺寸R6的圆形光阑、4个孔径尺寸R7的圆形光阑、8个孔径尺寸R8的圆形光阑、8个孔径尺寸R9的圆形光阑、4个孔径尺寸R10的圆形光阑分布于不同圆周上，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10依次增大，而具体的R1至R10的各个孔径的具体尺寸大小，需要根据电子束光刻机工作条件以及所应用的设备的整体结构属性等因素确定，如投影透镜的尺寸属性等。同样的，对于第一电极板11上设置的第一光阑孔21的孔径的尺寸大小和第三电极板13上设置的第三光阑孔23的孔径的尺寸大小，其亦需要根据电子束光刻机工作条件以及所应用的设备的整体结构属性等因素确定。

图6示意性地展示了本发明一实施方式的多电子束场曲校正模块中，电子束通过不同的聚焦像面调节结构2时，其聚焦的像面的位置示意图。参照图6所示，图6展示了电子束在通过三种不同孔径的第二光阑孔22形成的聚焦像面调节结构2时，其聚焦的像面的位置示意。其中，图中三种聚焦像面调节结构2从左到右，其第二光阑孔22的孔径依次增大，通过这三种聚焦像面调节结构2的电子束的聚焦的像面与基座1之间的距离也依次增大。最左侧的聚焦像面调节结构2的第二光阑孔22的孔径最小，通过该聚焦像面调节结构2的电子束其聚焦的像面与基座1之间的距离最小，最右侧的聚焦像面调节结构2的第二光阑孔22的孔径最大，通过该聚焦像面调节结构2的电子束其聚焦的像面与基座1之间的距离最大。

图7和图8示意性地展示了采用了本发明的多电子束场曲校正模块前后的电子束光柱体在进行光刻时的情况。图7为传统的电子束光柱体在进行光刻时的情况，图中顶部为电子束阵列束斑的形状，底部为样品上光刻出的图形的形状，在该电子束光柱体中，电子束阵列在电子束光柱体中的成像投影模块的汇聚作用下，由于离成像投影模块的中心越远的电子束受到的汇聚作用会越强，使得电子束阵列聚焦点不在同一像面上，而是形成向下凹陷的聚焦曲面，进而导致样品80上形成非均匀阵列图形。图8为采用了本发明的多电子束场曲校正模块400的电子束光柱体在进行光刻时的情况，图中顶部为电子束阵列的形状，底部为样品上光刻出的图形的形状，在该电子束光柱体中，电子束阵列在经过本发明的多电子束场曲校正模块400后，会在进入成像投影模块前形成向上凸起的聚焦曲面，相当于对电子束阵列引入一个“负误差”。此时，从多电子束场曲校正模块400射出的电子束阵列再经过成像投影模块后，由于离成像投影模块中心越远的电子束受到的汇聚作用会越强，使得电子束阵列在成像投影模块中产生“正误差”，抵消了多电子束场曲校正模块400所产生的“负误差”，最终使得电子束能够在样品80上形成均匀阵列图形。

对于第一光阑孔21、第二光阑孔22和第三光阑孔23的形状，设置为圆形。在本实施例中，第一光阑孔21、第二光阑孔22和第三光阑孔23均设置为圆形，从而形成静电透镜阵列。对于聚焦像面调节结构阵列20中包含的N×M个聚焦像面调节结构2，其N和M设置为不小于1的奇数整数。这样设置，能够使得基座1的中心会对应有一个聚焦像面调节结构2，使得聚焦像面调节结构阵列中第一电极板、第二电极板和第三电极板中心形成一个静电透镜，该透镜轴线跟电子束光刻机中轴线一致，便于电子束光刻机对中等调试功能。

本发明实施例提供的多电子束场曲校正模块通过聚焦像面调节结构阵列，对通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的电子束的聚焦的像面位置进行调节，从而使得电子束阵列中的电子束的聚焦的点能够形成一个向上凸起的聚焦曲面，令通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列在通过电子束光柱体的成像投影模块后，与成像投影模块造成的误差相抵消，使得电子束阵列在样品上形成均匀阵列图形。

图9示意性地展示了本发明一实施方式的电子束光柱体的结构组成，参照图9所示，该电子束光柱体包括：依次排布设置的电子枪100、扩束准直透镜101、电子束分束模块300、多电子束场曲校正模块400、成像投影模块200和样品工作台81。其中，电子枪100用于发射电子束；扩束准直透镜101设置在电子枪100发射的电子束前进方向的后方，用于对来自电子枪100的发散的电子束进行整形和放大，形成平行的电子束；电子束分束模块300设置在扩束准直透镜101的后方，电子束经过扩束准直透镜101后即进入电子束分束模块300，电子束分束模块300用于将电子束分束形成电子束阵列；多电子束场曲校正模块400设置在电子束分束模块300的后方，电子束经过电子束分束模块300后即进入多电子束场曲校正模块400，多电子束场曲校正模块400用于对电子束阵列的电子束的聚焦的像面进行调整，以抵消成像投影模块200造成的误差，多电子束场曲校正模块400设置为，根据电子束光柱体存在的场曲误差设置通过聚焦像面调节结构2的电子束的聚焦的像面位置；成像投影模块200设置在多电子束场曲校正模块400的后方，电子束经过多电子束场曲校正模块400后即进入成像投影模块200，成像投影模块200包括缩小透镜60、偏转器72以及设置在偏转器72外侧的投影透镜71，缩小透镜60用于对电子束进行缩小和汇聚，投影透镜71用于将电子束汇聚至样品80上，在偏转器72的作用下，电子束阵列在样品80上实现二维扫描，以在样品80上形成阵列图形；样品工作台81用于放置样品80，电子束经过成像投影模块200后，即会落在放置在样品工作台81上的样品80上。

对于电子枪100，其主要由阴极、栅极、阳极组成。常用的阴极可以是LaB6、或单晶钨材料。电流通过阴极材料使其升温使得阴极尖端电子逸出，栅极常被给以负的偏压用以控制发射的电子的量，阳极连接高压电源，高压产生的电场对阴极发射的电子束加速使之达到一定的能量，从而形成电子束射出。扩束准直透镜101可以为为静电透镜，也可以为磁透镜。电子束分束模块300包括有第一成形光阑阵列板31和第二成形光阑阵列板32。其中，第一成形光阑阵列板31上设置有第一光阑孔阵列，第一光阑孔阵列包括阵列设置在第一成形光阑阵列板31上的若干光阑孔，第二成形光阑阵列板32上设置有与第一光阑孔阵列对应的第二光阑孔阵列，第二光阑孔阵列包括阵列设置在第二成形光阑阵列板32上的若干光阑孔，这些光阑孔的位置与第一成形光阑阵列板31上的光阑孔的位置一一对应设置，并且第二光阑孔阵列上的光阑孔的孔径比第一光阑孔阵列上的光阑孔的孔径小，进而电子束通过电子束分束模块300后，能够形成稳定的均匀的电子束阵列。对于多电子束场曲校正模块400，其可以参照本发明前文中针对多电子束场曲校正模块400的相关说明，在此不再展开重复说明，对于多电子束场曲校正模块400上设置的聚焦像面调节结构阵列20中的聚焦像面调节结构2，其数量与位置优选设置为与电子束分束模块300中的第一成形光阑阵列板31上的光阑孔和第二成形光阑阵列板32上的光阑孔一一对应。需要特别说明的是，对于多电子束场曲校正模块400中的第一光阑孔21、第二光阑孔22和第三光阑孔23均设置为孔径比第二成形光阑阵列板32上的光阑孔的孔径大3倍以上，以能够降低多电子束场曲校正模块对电子束光柱体的正常工作的影响。缩小透镜60与扩束准直透镜101，可以为静电透镜，也可以为磁透镜。同样的，投影透镜71可以为静电透镜，也可以为磁透镜。偏转器72，可以为静电偏转器或磁偏转器。通过偏转器72的作用下，电子束阵列在样品80上能够实现二维扫描。样品工作台81为多自由度的精密工作台，以用于放置样品80。在一些实施方式中，本发明的电子束光柱体还包括有光柱体腔体90，电子枪100、扩束准直透镜101、电子束分束模块300、多电子束场曲校正模块400、缩小透镜60、投影透镜71、偏转器72和样品工作台81均设置在光柱体腔体90内，利用光柱体腔体90为各模块提供环境保障。

在一些实施方式中，电子束光柱体还可以包括有束闸阵列板51和阻挡光阑52。其中，束闸阵列板51设置在多电子束场曲校正模块400和缩小透镜60之间，即电子束在经过多电子束场曲校正模块400后，会先经过束闸阵列板51，而阻挡光阑52则设置在束闸阵列板51的后方。束闸阵列板51上包含有与多电子束场曲校正模块400上的聚焦像面调节结构阵列20中的聚焦像面调节结构2一一对应的束闸，束闸用于控制通过束闸的电子束是否发生偏转。具体的，每个束闸均由一对电极板组成，电极板之间为通孔。每一个束闸的电极和通孔尺寸都相同。电极板会连接外部驱动电源，当两个电极板存在电位差时，两个电极板之间会形成电场，通过极板间的通孔的电子束会受电场作用改变方向而被偏转。当两个电极板不存在电位差时，两个电极板之间则不会形成电场，因此通过极板间通孔的电子束则不被偏转。阻挡光阑52由于需要对偏转后的电子束进行阻挡，因此需要设置在束闸阵列板51的后方。阻挡光阑52上设置有第四光阑孔53，第四光阑孔53用于给未被束闸偏转的电子束通过的，因此对于束闸阵列板51上的每一个束闸，均应对应在阻挡光阑52上的相应位置处设置有一个第四光阑孔53。作为一种可能的实施方式，阻挡光阑52可以设置在缩小透镜60和投影透镜71之间，即电子束在经过束闸阵列板51后，会先经过缩小透镜60，然后经过阻挡光阑52，再经过投影透镜71。此时，经过束闸阵列板51后的电子束阵列，在受到缩小透镜60的缩小和汇聚的作用后，未被偏转的电子束将会汇聚在一个位置。因此将阻挡光阑52设置在缩小透镜60和投影透镜71之间，则可以仅在阻挡光阑52上设置一个第四光阑孔53，以供未被偏转的电子束通过。当电子束被束闸阵列板51偏转时，电子束将会照射到阻挡光阑52上的第四光阑孔53之外区域，从而被关断而到达不了样品80；当束闸极板间无电位差时，电子束不偏转并通过阻挡光阑52上的第四光阑孔53到达样品80，进而实现电子束的开通。

本发明实施例提供的电子束光柱体采用了上述第一方面的多电子束场曲校正模块，以与成像投影模块200造成的误差相抵消，使得利用本发明的电子束光柱体在进行光刻的时候，能够有效校正场曲误差，令刻出的图像更均匀。同时，利用束闸阵列板和阻挡光阑，能够有效实现对电子束开通或关断的控制。

本发明的多电子束场曲校正模块及电子束光柱体除了可应用于多电子束光刻机，也可用于多电子束检测和多电子束关键尺寸量测装备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.多电子束场曲校正模块，其特征在于，包括：基座(1)和设置在基座(1)上的聚焦像面调节结构阵列(20)，所述聚焦像面调节结构阵列(20)包含有与通过多电子束场曲校正模块的电子束阵列中的电子束一一对应的聚焦像面调节结构(2)，所述聚焦像面调节结构(2)用于调整通过聚焦像面调节结构(2)的电子束的聚焦的像面位置，所述聚焦像面调节结构阵列(20)设置为能够使通过聚焦像面调节结构阵列(20)的电子束，其对应的聚焦的像面位置与基座(1)之间的距离由电子束阵列的中心向外逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的多电子束场曲校正模块，其特征在于，所述基座(1)包括第一电极板(11)和第二电极板(12)，所述第一电极板(11)和所述第二电极板(12)分别连接电位不同的电位，

所述聚焦像面调节结构(2)包括设置在第一电极板(11)上的第一光阑孔(21)和设置在第二电极板(12)上的第二光阑孔(22)，所述第一光阑孔(21)和第二光阑孔(22)的中心位置对齐设置，所述第一光阑孔(21)和所述第二光阑孔(22)均为圆形光阑孔，所述第一光阑孔(21)和第二光阑孔(22)的孔径设置为，根据通过由其形成的聚焦像面调节结构(2)的电子束所需的聚焦的像面位置调整设置。

3.根据权利要求2所述的多电子束场曲校正模块，其特征在于，设置在第一电极板(11)上的全部第一光阑孔(21)的孔径相等，设置在第二电极板(12)上的第二光阑孔(22)的孔径设置为，以第二电极板(12)的中心为圆心从中间向外逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的多电子束场曲校正模块，其特征在于，所述基座(1)还包括第三电极板(13)，所述第二电极板(12)设置在第一电极板(11)和第三电极板(13)之间，所述第一电极板(11)和第三电极板(13)连接相同电位；

所述聚焦像面调节结构(2)还包括设置在第三电极板(13)上的第三光阑孔(23)，所述第三光阑孔(23)的位置与所述第一光阑孔(21)、第二光阑孔(22)的中心位置对齐设置，所述第三光阑孔(23)为圆形光阑孔，设置在第三电极板(13)上的全部第三光阑孔(23)的孔径相等。

5.根据权利要求4所述的多电子束场曲校正模块，其特征在于，所述第一光阑孔(21)和所述第三光阑孔(23)的孔径相等。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的多电子束场曲校正模块，其特征在于，所述聚焦像面调节结构阵列(20)包含有N×M个阵列排布的聚焦像面调节结构(2)，其中，N和M均为不小于1的奇数整数。

7.电子束光柱体，其特征在于，包括：权利要求1至6任意一项所述的多电子束场曲校正模块(400)，所述多电子束场曲校正模块(400)设置为，根据电子束光柱体存在的场曲误差设置通过聚焦像面调节结构(2)的电子束的聚焦的像面位置，所述多电子束场曲校正模块(400)设置在电子束光柱体内的电子束分束模块(300)和缩小透镜(60)之间。

8.根据权利要求7所述的电子束光柱体，其特征在于，还包括束闸阵列板(51)和阻挡光阑(52)，所述束闸阵列板(51)设置在多电子束场曲校正模块(400)和缩小透镜(60)之间，所述阻挡光阑(52)设置在束闸阵列板(51)的电子束发射方向的后方；

所述束闸阵列板(51)包括基板和设置在基板上的与多电子束场曲校正模块(400)上的聚焦像面调节结构阵列(20)对应的束闸阵列，束闸阵列包含有与聚焦像面调节结构阵列(20)中的聚焦像面调节结构(2)一一对应的束闸，所述束闸用于控制通过束闸的电子束是否偏转；

所述阻挡光阑(52)上设置有第四光阑孔(53)，通过束闸且未被偏转的电子束通过第四光阑孔(53)；

所述阻挡光阑(52)设置在缩小透镜(60)和电子束光柱体内的投影透镜(71)之间。

9.根据权利要求7所述的电子束光柱体，其特征在于，所述电子束分束模块(300)包括第一成形光阑阵列板(31)和第二成形光阑阵列板(32)，所述第一成形光阑阵列板(31)上设置有第一光阑孔阵列，所述第二成形光阑阵列板(32)上设置有与第一光阑孔阵列对应的第二光阑孔阵列，所述第二光阑孔阵列上的光阑孔的孔径比第一光阑孔阵列上的光阑孔的孔径小。

10.根据权利要求9所述的电子束光柱体，其特征在于，所述多电子束场曲校正模块(400)为权利要求2至5任意一项所述的多电子束场曲校正模块(400)，所述第一光阑孔(21)和第二光阑孔(22)的孔径均比电子束分束模块(300)的第二成形光阑阵列板(32)上的光阑孔的孔径大3倍以上。

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