CN1829945B - 调制器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调制多射束光刻系统中的射束幅度的调制器，所述调制器包括：至少一个用于影响射束方向的装置；光敏元件，用于接收来自已调制的射束的光和将所述光转变成信号；以及离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。

Description

调制器电路
技术领域
本发明涉及用于调制多射束光刻系统中的射束的幅度的调制器，尤其涉及用于无掩模光刻系统的调制器。
背景技术
包括离子、激光、EUV和电子束系统的无掩模光刻系统均需要用于处理和传送图样数据给某种写入装置的装置。由于掩模是储存图样非常有效的方式，所以用于描述图样的原始数据量很大。此外，对于商业上可接受的生产量，必须以非常高的数据率传输数据给写入装置。另外，必须在有限空间内获得高数据率。迄今为止仍未认识到无掩模光刻系统中的数据路径的改进对这些系统的生产量具有深远效果。
所有无掩模光刻系统可被分成两类。在第一类中，向着各个辐射源或源发送数据。通过在适当时间(right times)对源的强度进行调节，可在最常为晶片的基板上生成图样。在切换速度提高时，源的切换可能出问题。例如，源的稳定时间(settling time)可能过长。
另一方面，第二类无掩模光刻系统包括连续源或以不变频率工作的源。现在向着调制装置发送图样数据，所述调制装置在必要时完全或部分阻止发射的束到达目标曝光面。通过控制这些调制装置，同时在目标曝光面上移动，图样被写入。调制装置对于稳定时间的要求并不严格。因此，许多设计为实现较高生产量的无掩模光刻系统使用调制装置。
Canon在美国专利5834783、5905267、和5981954中披露了一种带有一个电子源的无掩模电子束光刻系统。发射的电子束被展开、对准(collimate)、和另外用开口阵列分成多条射束。在给予控制信号时具有图样数据的挡板阵列(blanker array)阻止各条射束。接着所获得的图像由缩小电子光学系统缩小，并且投射到晶片上。
另一方面，Advantest在专利申请US20010028042、US20010028043、US20010028044、WO02054465、WO02058118、和WO02058119中披露了一种无掩模电子束光刻系统，其中使用多个电子源。发射的电子射束经过挡板阵列，当施加适当的控制信号时，所述挡板阵列使各条电子射束偏转。并且，经过的电子束通过成形阵列成形，最后聚焦在晶片上。
Micronic举例来说在专利申请WO0118606和美国专利6285488中描述了一种光刻系统，使用空间光调制器(spatial light modulator，缩写为SLM)输入信息到发射的光束中。光源发射指向SLM的光脉冲。SLM包括变形反射镜阵列，所述变形反射镜阵列根据发送给所涉及的镜的控制信号向着基板或向着束阻止结构反射发射的束。
掩模上的信息通常用于在目标曝光面上的特定区域上转印来自掩模的图样。这一区域被称之为裸片(die)。为了获知必须被转印的数据量，假设有一个32mm×26mm的裸片。现在考虑有人想写入具有45nm的临界尺寸(critical dimension，缩写为CD)的图样。接着在裸片上有4.1*1011个CD元件。如果每个CD元件都由至少30*30像素构成，以满足要求，且如果仅需要一比特来表示所述像素的密度，则存在于掩模上的信息用约3.7*1014个CD比特表示.假定无掩模光刻系统商业上可接受的生产量约为10个晶片/小时.如果晶片上有60个裸片，则对于每个晶片，必须向调制装置传输60×3.7*1014比特。从而，必须在3600秒内向调制装置传输600×3.7*1014比特，以得到理想的生产量。这对应于约60Tbit/s的数据传送速率。
在所有提及的系统中，向着调制装置电子发送控制信号。然而，金属线的带宽有限制。对电互连(electrical interconnect)的带宽的限制与电互连的最大总能力Bmax、电互连的总截面面积A和长度L有关：
Bmax＝B0*(A/L2)
比例常数B0与铜互连的电阻率有关。对于典型的多芯片模块(typical multichip module，缩写为MCM)技术，B0约为1015bit/s。对于芯片级线路，其值约为1016bit/s。这些值几乎与具体制造技术无关。
另外，对电互连带宽的限制与其构造无关。互连是由许多慢速线组成还是由一些快速线组成直到其它效应开始限制性能的点没有区别。
理想的电互连总能力为100*1012＝1014bit/s。这对应于总截面面积与电互连的长度的平方之比(在MCM的情形下电互连为10-1，在芯片级连接的情形下电互连为10-2)。从而如果L为1m，则铜总截面面积为0.01-0.1m2。将此数与写入的裸片的尺寸(为0.0008m2)比较，显然在将图样信息添加到光束后在没有至少10倍缩小的情况下不可能建立数据传送。
使问题显现的另一方法是使用电互连的典型速度，此速度在1Gbit/s的量级。从而为了传送100Tbit/s，需要100.000铜线。这占用了大量空间，并且难以处理。
在于2002年10月25日提交的美国临时申请60/421,464(结合于此作为参考)中，提出一种使用光传输装置馈送图样数据作为此问题的解决方法。
发明内容
本发明的目的在于改进上述系统。
本发明的进一步的或其它目的在于提供一种能够实现光或带电粒子束光刻系统的稳定操作的调制器。
本发明的另一目的是提供一种改善剂量控制的调制器。
因此，本发明提供了一种用于调制多射束光刻系统中的射束幅度的调制器，所述调制器包括：
至少一个用于影响射束的方向的装置；
光敏元件，用于接收来自已调制的射束的光并将所述光转变成信号；
离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。
使用光刻系统中的光数据传输装置使得可能根据已知技术产生无掩模光刻系统，但是具有提高的生产量和稳定性。
并且，离散化装置根据这些调制器改善了光刻系统的可靠性，因为信号中的小波动将不会导致射束意外移位和失常(aberration)。
并且，它提供了更精确地控制剂量的可能性。
在本发明的上下文中，词“光”是指光(电磁)辐射。具体而言，使用在约200到约2000nm的波长范围内的光辐射。
对于产生将实际图样转印到基板表面上的射束，所使用的辐射源能发射任何类型的具有短波长的辐射，例如电子、正电子、x射线、光子、或离子。该源是连续源或以连续频率脉动的源。因此，该源没有产生任何信息，但是仅产生射束。然而，光刻系统的目的是图样化特定目标曝光面。由于该源没有提供任何图样信息，所以必须通过调制装置将该图样信息沿其轨道添加到射束某处(somewhere)。本发明应实现使用光学系统传输图样信息。图样信息用于控制调制射束的调制装置，所述调制装置实际上将图样写入抗蚀剂或以另一方式将图样转印到样本上，例如半导体晶片上。在该系统中，图样写入射束的特性取决于源的特性。事实上，已调制的光束是承载光束的图样信息，且射束是图样化写入射束。
在一个实施例中，离散化装置包括电子电路，所述电子电路可操作地耦合至光敏元件和用于影响射束的方向的装置。
调制装置可以不同方式工作，并且基于各种物理原理，这取决于写入图样使用的射束的体特性。它可产生信号，该信号造成例如机械档板(shutter)等一些阻止射束的阻挡机构启动，或晶体由于电声刺激而变得不透明。另一种可能性是，调制装置有选择地产生信号，该信号造成例如静电偏转器或反射镜等一些类型的偏转元件启动。这造成有选择地辐射的射束偏转。接着将偏转的束投射到挡板阵列上，挡板阵列是例如设置有与反射镜的偏转器对准的孔口的束吸收板。在这两种情形下，当快速完成射束调制(优选用100MHz或更大的频率)时，仅获得商业上满意的生产量。
在无掩模光刻系统中，图样信息用计算机数据(一般为数字计算机数据)表示。图样数据部分或完全储存在控制单元中。因此，控制单元包括例如RAM、硬盘、或光盘等数据存储介质，例如以平行结构设置的多个介质。数据以能用于控制调制装置的格式储存，使得能反复产生预定图样。并且，控制单元包括以高数据速率读出数据的装置。为了实现高数据速率，控制单元包括将数据转变成至少一个承载光束的图样数据的元件。在一个实施例中，数据转换器包括垂直空腔表面发射激光(vertical cavity surface emittinglaser，缩写为VCSEL)二极管。例如，如果比特为1，则发射光信号，而如果比特值为零，则不发光。通过读出比特序列，产生承载光束的图样信息。接着将承载光束的图样信息向着调制装置传输。存在几种可能的载体来实现数据传送。
在一个实施例中，使用用于数据传送的光纤实现从控制单元中的转换元件到靠近调制装置的区域的传送。这允许利用电磁场和其它方式以最小干扰传输柔性数据。
目前，对举例来说用在电信和以太网应用中的光纤的具体波长进行优化，优选为850、1300、和1500nm。由于标准InGaAs/GaAs激光二极管的可用性较好，所以实现850nm优化。由于通常小于0.4dB/km的低光纤传输损失，所以使用红外波长。进一步的研究准备使用660和780nm的波长。因为这些波长的较小的衍射相关限制，所以对本发明来说较低波长是优选的。然而，在某些构造中，较大波长是理想的。可在本发明中使用的波长是光波长，且范围从约200到1700nm。并且，目前的研究使得可能通过一个信道传送多个信号。为此，研制出多波长或多模光纤，并且使用多路复用/多路分解技术。
在本发明的一个实施例中，调制装置的每个调制器都包括用于将来自所述控制单元的所述至少一个已调制的光束转变成用于启动所述调制器的信号.在其另一实施例中，所述光传输装置包括至少一根光纤，用于将所述至少一条已调制的光束从所述控制单元传输到所述调制装置.在本实施例中，所述至少一根光纤以其调制装置端耦合至一个或多个光纤阵列.在其又一实施例中，来自所述一根或多根光纤的基本上每根光纤都耦合至所述光敏转换元件中之一.
在一个可选实施例中，所述至少一根光纤以其调制装置端耦合至一个或多个光波导管，且所述光波导管耦合至光敏元件。
在上述无掩模光刻系统的一个实施例中，所述光传输装置包括至少一个在其控制装置端的多路复用器和至少一个在其调制装置端的多路分解器。
在上述无掩模光刻系统的另一个实施例中，它具有平行于所述多条射束行进方向的光路径，其中所述光传输装置进一步设置有光耦合装置，用于将所述至少一条已调制的光束耦合进所述光路径。
在上述实施例中，数据转换器和光传输装置适于产生至少一条已调制的光束，其具有至少一个在200和1700nm之间的波长。
在本发明的又一实施例中，每个光敏元件都设置有对预定波长范围透明的选择滤波器。
在一可选实施例中，每个光敏元件都设置有选择滤波器，用于传输具有预定极化方向或极化方向范围的光。
在另一可选实施例中，每个光敏元件都包括棱镜，该棱镜用于限制光敏元件对从极化方向范围内的预定方向进入所述棱镜的光的敏感度。
在又一实施例中，每个光敏元件包括光栅，该光栅用于限制光敏元件对预定方向或极化方向范围进入所述光栅的光的敏感度。
在包括光纤的无掩模光刻系统的另一个实施例中，所述光敏元件包括光电二极管，在一个实施例中为MSM光电二极管、PIN光电二极管、或雪崩光电二极管。
在带有光纤阵列的无掩模光刻系统的一个实施例中，调制器包括静电偏转器。
在根据本发明的无掩模光刻系统的实施例中，数据转换器包括激光二极管。
在其中源包括电子束产生装置的实施例中，调制装置的每个调制器都包括光敏元件，用于将来自所述控制单元的所述至少一个已调制的光束转变成用于启动所述调制器的信号，所述调制装置具有束产生装置侧和目标侧，所述调制器的每个都包括至少一个静电偏转器，在所述至少一个静电偏转器和所述目标侧之间有孔口，所述调制器组成静电偏转器阵列，所述调制器的所述孔口组成孔口阵列，每个静电偏转器都耦合至光敏元件，光敏元件位于所述调制装置的束产生侧，且所述静电偏转器位于所述光敏元件和所述孔口阵列之间。在此实施例中，所述光传输装置包括：分束装置，用于将所述至少一条已调制的光束分成多条已调制的光束；以及光耦合器，用于使每条以调制的光束耦合至光敏元件。
在本实施例中，所述光耦合器包括投射装置，该投射装置用于在所述光敏元件上以在关于垂直于所述静电偏转器阵列的平面成0到80度之间的角度投射所述多条已调制的光束。在本实施例中，投射装置包括至少一个用于在所述静电偏转器孔口阵列上投射多条已调制的光束。
在电子束无掩模光刻系统的一个实施例中，投射装置包括第一缩小器，具有用于缩小多条已调制的光束的缩减光系统和用于在所述静电偏转器孔口阵列上投射缩小的多个已调制光束的投射光系统.在其一个实施例中，所述缩减光系统包括显微透镜阵列，所述显微透镜阵列的每个显微透镜都与所述多条已调制的光束对准，并且适于减小所述已调制的光束的所述一个的尺寸.在其另一实施例中，所属投射光系统进一步包括反射镜，该反射镜用于在投射光系统的所述透镜的方向上反射多条来自缩减光系统的已调制的缩小光束.
在上述电子束无掩模光刻系统的一个实施例中，未用光敏元件覆盖的调制装置上的区域设置有反射层。
在上述电子束无掩模光刻系统的一个实施例中，漫射层设置在面对入射的多条已调制光束的调制装置的表面上。
在上述电子束无掩模光刻系统的一个实施例中，所述光传输装置进一步包括光波导，该光波导用于通过所述阵列向着其相应光敏元件耦合大致平行于静电偏转器孔口阵列平面的多条已调制光束中的每条已调制光束。在其另一实施例中，光传输装置进一步包括设置有多个显微透镜的光显微透镜阵列，每个显微透镜都与所述多条已调制光束的其中之一对准，以耦合其已调制光束到相应光波导中。
在上述电子束无掩模光刻系统的一个实施例中，光传输装置包括多条光纤，数据转换装置包括用于可操作地耦合所述至少一条已调制光束到或在所述多条光线中的装置，所述多个光线被分组，以形成至少一个光纤带，所述至少一个光纤带连接至所述静电偏转阵列的一个侧，且光敏元件适于经由电互连电启动其相应静电偏转器。
在无掩模光刻系统的另一实施例中，产生装置包括光束产生装置。在其一个实施例中，光产生装置适于产生波长小于300nm的光束。在其另一实施例中，调制装置包括空间光调制器。在其又一实施例中，空间光调制器包括具有微型反射镜阵列的可变形的镜装置。在其再一实施例中，每个微型反射镜都包括光敏元件，该光敏元件安装在其耦合至所述光传输装置的背侧上，用于接收已调制的光束。
本发明进一步涉及上述使用无掩模光刻系统的工艺。
本发明进一步涉及用于使用光刻系统将图样转印到目标表面上的方法，其中所述光刻系统包括用于产生多条射束的束产生装置和用于分别可控地调制大体上每条射束的调制装置，所述方法包括：
从数据存储装置取回图样数据；
将所述图样数据转变成至少一个已调制的光束；
将所述至少一个已调制的光束光耦合至所述调制装置。
在所述方法的一个实施例中，调制装置包括调制器阵列，且每个调制器都设置有光敏元件，且所述方法进一步包括：
将所述至少一条已调制光束分成多条已调制光束；
将所述已调制光束的每条耦合至一个光敏元件。
在一个实施例中，根据本发明的调制器进一步包括用于所述射束的通道，其中所述用于影响光束的方向的装置位于所述通道附近；
在其另一实施例中，所述调制器是用于调制多射束带电粒子光刻系统中的带电粒子射束的幅度的调制器，所述用于影响光束的方向的装置包括位于所述通道附近的至少一个电极，所述电极用于产生影响所述带电粒子射束的电场，所述离散化装置耦合至所述光敏元件，还耦合至所述至少一个电极的至少一个。
在另一实施例中，根据本发明的调制器是用于调制多射束光刻系统中的光射束的幅度的调制器，所述用于影响光束的方向的装置位于所述射束的光学路径中。
在其一个实施例中，所述用于影响光束的方向的装置包括至少一个偏转器，用于使光射束偏转。
在其另一实施例中，该调制器进一步包括用于修改偏转器的偏转角度，所述用于修改偏转器的偏转角度的装置耦合至所述离散化装置。
在本发明的调制器的一个实施例中，所述离散化装置包括至少一个比较电路，所述比较电路具有以下功能：
提供所述信号和所述参考信号之间的第一差；
提供至少一个阈值和所述第一差之间的第二差；
根据所述第二差的大小提供选自该组预定离散值的离散值。
在本发明的调制器的一个实施例中，所述离散化装置包括离散电路，所述离散电路包括：
第一差分器，耦合至所述光敏元件，用于从所述信号和参考信号计算第一差分信号；
第二差分器，耦合至所述第一差分器，用于从所述第一差分信号和阈值信号计算第二差分信号；
转换器，耦合至所述第二差分器，用于将所述第二差分信号转变成选自所述预定离散值组的离散值。
在本发明的调制器的一个实施例中，所述信号是时变电势。
在本发明的调制器的一个实施例中，所述信号是时变电流。
在其一个实施例中，所述离散电路是包括PMOS型晶体管和NMOS型晶体管的反相电路。
在其一个实施例中，所述离散电路包括多个串联的反相器，其中至少一个反相器设置有PMOS型晶体管和NMOS型晶体管。
在其另一个实施例中，所述串联的反相器的数量为偶数。
在其一个实施例中，在所述数量的串联反相器中的每个连续的反相器包括设计为以比所述数量的串联反相器中的前一反相器中的晶体管高的电路工作。
本发明进一步涉及包括多个调制器的调制器阵列，用于调制多射束光刻系统中的多条射束的幅度，每个调制器都包括：
至少一个用于影响射束的方向的装置；
光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；
离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。
本发明进一步涉及用于使用光刻系统将图样转印到目标表面上的方法，其中所述光刻系统包括用于产生多条射束的束产生装置和用于分别可控地调制大体上每条射束的调制装置，所述方法包括：
从数据存储装置取回图样数据；
将所述图样数据转变成至少一个已调制的光束；
将所述至少一个已调制的光束光耦合至所述调制装置，所述调制装置包括调制器阵列，且对于每条射束至少有一个调制器，每个调制器都包括：
至少一个用于影响射束方向的装置；
光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光和将所述光转变成信号；
离散化装置，耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。
附图说明
下面将根据本发明的无掩模光刻系统的下述实施例进一步说明本发明，其中在附图中：
图1a、1b是本发明的系统的操作方案；
图2a、2b、2c是自由空间光耦合；
图3a、3b是调制装置的示范性方案；
图4是光纤阵列在调制阵列上的投射；
图5a、5b是用于在调制装置上投射承载光束的图样信息的投射系统；
图6a-6d是光敏元件的示范性方案；
图7是承载光束的图样信息至光敏元件的耦合；
图8是图7的顶视图；
图9是使用光纤带的光耦合；
图10是用于电子束光刻系统的调制装置；
图11是承载光束的图样信息至调制装置的自由空间耦合；
图12是调制装置的示范性方案；
图13是无掩模EUV光刻系统；
图14a-14d示出信号的光传输存在的问题；
图15示出用于根据本发明的调制器的电路；
图16示出用于根据本发明的调制器的电路的另一实施例；
图17a-17b示出用于根据本发明的调制器的电路的另外两个实施例；
图18a-18e示出离散化装置的功能表；
图19示出用于多射束光刻系统的调制器阵列。
具体实施方式
在根据本发明的调制装置中，将光信号馈送给调制装置。大体上每个调制装置都包括光敏元件，优选包括光电二极管。调制装置的基本操作在图1a中示意性地示出。从控制单元向着光敏元件发送承载光束的图样信息。
如果光敏元件接收光，则产生信号，并且信号被发送给调制装置.结果，经过的射束将被调制，并且不会到达目标曝光面.如果没有光，则没有信号被传送给调制装置.射束无干扰地经过，最终到达目标曝光面.通过在向着调制装置发送图样信息的同时使目标曝光面和光刻系统的其余部分相对于彼此移动，图样可被写入.
当然，也可能以图1b中所示的相反方式操纵整个系统。在此情形下，落在光敏元件上的光造成向着调制装置发送信号的取消。经过的射束将在没有经过任何调制的情况下到达目标曝光面，然而，当光敏元件没有接收光时，向着调制装置发送信号，这可防止经过的射束到达目标曝光面。
光纤至调制装置的连接可带来严重的新增问题。在一个实施例中，数据轨道的最末部分使用不同的传送介质。在后一情形下，光纤紧压(closely packed)端接，从而形成光纤阵列。接着向着其它光载体发送所发射的承载光束的图样信息。在调制装置位于真空中时，优选的是使光纤保持在真空之外。在后一情形下，所发射的光束可经由真空边界的透明部耦合进光刻系统。
在大多数情形下，使承载光束的图样信息通过光纤一路到光敏元件。在此情形下，其它光载体可继续数据传送。优选地，光纤结合到一起，以形成光纤在阵列。接着承载光束的图样信息以不同方式向着光敏元件行进。一种可能的数据传送方式是通过与其中辐射的射束行进的环境相同的环境向着调制装置的光敏元件发送从光纤发射的光。这样，产生自由空间光互连。另一可能的传输介质是位于调制装置的结构中的光波导。
在光波导或光纤的情形下，如在电信应用中通常实现的，可通过信道传输多波长。接着传送介质占用的空间显著减小，因为几条承载光束的图样信息共用相同信道。可利用例如DWDM多波长接收器等光电接收器进行向着可由调制器使用的信号的转换。
光敏元件可以是本领域中已知的用于将进入的光信号转变成任何其它类型的信号(例如，电信号或声信号)的任何元件。这种转换器的实例是光电阴极、光电晶体管、光敏电阻、光电二极管。为了满足高数据速率要求，光敏元件应具有低电容，这使得它能以高频率工作。此外，该元件优选容易集成在调制装置中。存在满足上述要求的光电二极管。该优选实施例采用MSM-光电二极管。这种光电二极管的主要优点是它的低电容。因此它能以高频率工作。此外，MSM光电二极管的制造也是较容易的。另一好的选择是PIN光电二极管的使用。这种元件也具有低电容，但是将它集成在阵列中有点困难。另一非常有用的选择是雪崩光电二极管。
如前面已经描述的，数据速率以及调制频率很高。为了能以此速率调制，适合的开关电路是重要的。靠近下面将描述的三个光载体，用于传送已调制的光束的其它相关装置包含在本发明内。
传送选择
自由空间光互连
当通过与其中辐射的射束行进的介质相同的介质在相应的光敏元件上投射承载光束的图样信息时，产生一些新增问题.常常不可能垂直于光敏元件所处的平面在光敏元件上投射承载光束的图样信息.例如，在辐射的射束已经垂直于所述平面投射时是这种情况.射束和承载光束的图样信息之间的分界面可能对图样有影响，这造成从控制单元向着目标曝光面的不正确的数据传送.为了避免此问题，承载光束的图样信息以某个角度到达光敏元件(假定是光电二极管)的光敏表面.然而，当倾角α增大时，在光电二极管的光敏表面上的承载光束的图样信息的光斑尺寸也增大.为了分别对每个光电二极管寻址(address)，承载光束的图样信息的光斑尺寸应小于光电二极管的光敏表面面积.因此倾角α应尽可能小.然而，由于如图2a中所示的障碍物，这并不总是可能的.
当然，明智选择光纤阵列2和障碍物1的位置常常能避免此问题。然而，这并不是总是可能的。本发明包括减小倾角α但不移走或更换障碍物1的方法。首先，可使得障碍物1对承载光束的图样信息透明。例如，如果障碍物是静电透镜阵列，则它可由某种传导玻璃或聚合体制成。可选地，可选择承载光束的图样信息的长度，使得障碍物1变得对这些束透明。例如，硅变得对大于1100nm的波长透明。从而，当使用在标准光纤应用中使用的1500nm的波长时，辐射的束将经过硅障碍物，而不会注意到它的存在。
减小倾角α但不移走障碍物1的另一可能是利用更多的光纤阵列2。在图2a中，描述了留下光纤阵列2的承载光束的图样信息在设置有调制器的板3上投射。所发射的束覆盖整个板3。如图2b中所示的，如果在这种构造中投射的光斑尺寸太大，则能通过使光纤阵列2垂直于放置光电二极管的平面远离调制装置板3减小倾角。结果，减小了临界倾角α1。现在，可将光斑尺寸限制在要求的范围内。然而，仅照亮板3的二分之一。通过在如图2c中所示的调制板3的相对侧使用相同高度的第二光纤阵列2，照亮整个板3，并且光斑尺寸充分小。两个光纤阵列2都包括原始光纤阵列的纤维量的一半。通过选择正确的光纤阵列2的量，可用理想的倾角α1照亮设置有光敏元件阵列的板。
图3a和3b示出正方形和矩形调制板3的顶视图。虚线限定由一个光纤阵列照亮的区域。如前所述，一个纤维阵列还不够。在此情形下，在要求的范围内，例如2、4、或6个光纤阵列2可用于照亮整个板。
并且，可能经由一些反射使承载光束的图样信息耦合进该系统。障碍物1举例来说可涂敷有反射材料。此外，可将另外的反射镜放在系统中的关键位置上，以产生理想的倾角。
在使用多模光纤的情形下，在光束离开存在于光纤阵列中的光纤时，承载光束的图样信息具有约50-150μm的直径。单模光纤仅具有约1-10μm的直径。光电二极管的光敏表面可以在10-30微米平方的量级。在一个实施例中，使用多模光纤，从而承载离开光纤阵列的光束的图样信息的直径需要被减小。并且，必须布置某种聚焦来实现利用正确的解决方法投射。
可能需要光学组件来执行承载光束的图样信息的减小和焦点对准投射。可被减小的光纤阵列具有两种属性。首先，可增大离开光纤阵列2的光束的直径。其次，可通过光学装置来减小两个相邻光束之间的距离，即，所谓的间距。当光纤阵列2和光纤阵列3彼此平行时，可最易实现离开光纤阵列2的光束在调制板3上的焦点对准投射。如果这两个平面不平行，则每个单独的光束在调制阵列3上的光斑尺寸将改变。利用透镜5完成光纤阵列2在调制板3上的投射。通常，光束以不等于零的倾角投射在调制板3上。接着，可布置光纤阵列2中的光纤4，使得如图4中所示，离开光纤的光束射向透镜。这样，确保透镜5充分透亮。
在透镜5精确位于光纤阵列2和调制板3中间时，发生1∶1的投射。向调制板3移动透镜减少了承载光束的图样信息的直径和间距。在另一方向(即，在光纤阵列2的方向)上移动透镜5将造成两个参数的增加。
对于与减小和投射有关的光学性能，可能需要更多透镜.在图5a中示出具有两个透镜6和7的可能构造.整个图像，从而每个单独的承载离开光纤阵列2的光束5的图样信息的直径减小.在有障碍物的实施例中，可使用反射镜来在光敏元件上投射光束.
在某些情形下，光束直径需要比相邻光束8之间的间距减小得更多。位于光纤阵列2和投射透镜7之间的纤维透镜阵列9可这样布置。每个单独的透镜都对应于光纤阵列2中的单根光纤4。如图5b中所描述的，每个承载离开光纤阵列2的光束8的图样信息的直径分别在此构造中放大。投射透镜7将所有放大的束聚焦到相应的光敏元件上。当由于某个障碍物不可能进行直接投射时，可将反射镜用于以理想倾角α在光敏元件上投射承载光束的图样信息。
另一与光斑尺寸有关的潜在问题是承载从光纤阵列2发射的光束的相邻图样信息之间的串扰。可以应用几种措施来减少这种串扰。再次考虑在调制装置阵列上投射光束，其中例如光电二极管的光敏表面全都位于阵列一侧的一个平面上。
在图6a中描述了串扰问题的第一解决方案。相邻光敏元件之间的区域用反射层10覆盖。入射的光束的主要部分落在光敏转换元件11上。未落在元件11上的光束的部分被反射回该系统中，而不影响任何相邻元件。用抗放射层覆盖光敏元件11可进一步提高光检测效率。
减少串扰的第二措施是如图6b中所示在整个阵列3顶部上使用漫射层12。入射光线现在在所有方向上散射。由于散射，反射光束的光强显著降低。该方法的一个缺点是它需要光敏元件11的较高阈值水平，以补偿背景辐射的增加。
减少串扰的第三种方法是使用位于光敏转换元件11顶部上的滤波器。实例是如图6c中所示的波长滤波器13或偏光滤波器。波长滤波器13提高了对特定波长的选择性。结果，将来自具有稍有不同的波长的相邻图样化光束的波滤出。仅传输在预定方向上偏光的光的滤波器具有相同效果。
另一可能的措施是使得光敏元件11仅对来自预定方向的光敏感。如图6d中所示，这可通过在调制阵列3中整合小棱镜14或光栅15完成。仅有以正确的角度落在光敏元件11上且来自正确方向的光用在调制工艺中。排除来自所有其它方向的光。
光波导
将承载离开光纤阵列2的光束的图样信息向着嵌在调制装置中的光敏元件11传送的第二种可能是使用平面光波导。可认为平面光波导是嵌入或嵌到基板上的光纤。再次考虑调制装置的阵列3。平面光波导可以集成在此阵列中。接着，可构造如图7中示意性示出的系统。承载离开光纤阵列2的光束8的每个单独的图样信息必须耦合进相应的光波导16。这可直接完成，或经由如图7中所示的透镜阵列17完成。接着每个透镜将承载光束5的单独的图样信息耦合进相应的平面光波导16的入口点。光波导16使承载光束8的图样信息通过调制阵列3向正确的光敏元件11传输。光敏元件11使承载光束8的图样信息转变成信号序列，该信号序列用于激活或关闭调制器18。因此，将根据图样信息控制入射的光束。在本实施例中的信号序列通过嵌在调制阵列3中的电线19向着调制器18传输。
图8示出与图7中所示构造相同的构造的顶视图。在此情形下，使用两个光纤阵列2控制所有调制器18。然而，可应用任何数量的阵列2。光敏元件11用正方形表示，而调制器18用圆表示。为了简洁起见，仅示出承载光束8的图样信息的两个轨道。
光纤
用于从控制单元向光敏元件11的数据传送将光纤用于整个轨道.此方法的主要问题是将各个光纤4连接至其中集成有调制装置的结构.再次设想使用调制阵列3.将各个光纤4连接至此阵列3可在例如此阵列3为了扫描目的移动时产生问题.在连接区中导入例如应力和摩擦等机制.最终，连接可能断裂.避免此问题的可能措施是结合一组光纤4，以形成光纤带20.接着如图9中所示，将带20连接至调制阵列3一侧.在图中示出两个带20.另一数量的带20也是可能的.光纤带内的光纤的两个示范性轨道用虚线示意性示出.在图中表示为正方形的光敏元件11可靠近光纤带20与调制阵列3的接触处设置，但是它们也可靠近入射光束设置.优选地，光信号转变成电信号.电信号通过芯片级电线19向着调制器18传输，该调制器用圆表示，靠近相应的进入的辐射光束设置.
实例
接下来的两部分描述本发明实现的无掩模光刻系统的两个实例。
实例1：无掩模电子束光刻系统
图10-12示出此系统的几个部分。在本实例中使用的无掩模电子束光刻系统中，该系统包括光圈档板，光圈档板包括用于使经过孔口23的进入的电子射束22偏转的静电偏转器21。将此板称之为射束挡板阵列24。当电子射束22已经过射束挡板阵列24时，它们将到达第二孔口阵列，在该第二孔口阵列上，它们的轨道将在它们偏转时终止。第二板称为射束停止阵列25。
这种光刻系统的调制原理在图10中示出。入射的电子射束22投射在射束挡板阵列24上。电子射束22的位置对应于板24中孔口23的位置。射束挡板阵列24包括作为调制装置的偏转元件。在此实例中，所述偏转元件包括静电偏转器21。根据收到的信息，位于射束挡板阵列24种的偏转器21将打开或关闭。在打开偏转器21时，跨过孔口23建立电场，这造成经过此孔口23的射束22偏转。偏转的电子射束27接着通过射束停止阵列25停止。在此情形下，没有信息到达目标曝光面。在关闭偏转器21时，将传输射束。每个透射的射束28将聚焦在目标曝光面上。通过相对于彼此移动目标曝光面和阵列组件，和通过利用例如另外的射束偏转器阵列扫描射束，图样可被写入。
图11示出使用无掩模光刻系统中的自由空间互连的可能构造。通过两个透镜29放大承载从控制单元中的数据存储介质出来离开光纤阵列2的光束8的图样信息。可选地，也可使用例如如图5中所示的其它构造。接着利用反射镜30和聚焦透镜7使承载光束8的图样信息投射在射束挡板阵列24上。倾角α从0度到80度。如果α大于80度或由于其它复杂性较小角度是理想的，则如图12中所示，用多于一个的光纤阵列2照亮射束挡板阵列24。在所描述的情况下，4个光纤阵列2照亮射束挡板阵列24。在图12中，描述了4个相应的聚焦透镜7，聚焦透镜将承载光束8的图样信息聚焦在射束挡板阵列24的相应部分上。
实例2：无掩模EUV光光刻系统
在图13中示意性示出的本实例中的无掩模EUV光光刻系统包括空间光调制器(spatial light modulator，缩写为SLM)。使用SLM的无掩模光刻系统可在例如WO0118606中找到。SLM包括反射镜阵列，用于反射入射的光束，使得光束最终被阻挡或透射。这种SLM的实例是可变形反射镜器件(deformable mirror device，缩写为DMD).以与第一实例中示出的静电偏转器阵列相同的方式控制DMD.调制信号从背面或此侧耦合进该系统.最可能的构造是调制的背侧控制.通过在每个反射镜的背侧设置光敏元件，利用与前述相同的光载体完成该控制.使用自由空间光互连可能是最方便的选择.
图13中示出操作的示意图。激光发射光束，该光束被分束器分成多条射束。多条射束投射在SLM上。承载从控制单元向着SLM发送的光束的图样信息控制来自分束器的射束的透射可能性。透射的射束利用透镜聚焦在目标曝光面上。通过使目标曝光面和该系统的其余部分相对于彼此移动，可写入图样。
利用控制单元中的数据转换器的特征进一步影响调制装置的操作，其中数据转换器发射至少一个承载光束的图样数据。落在光敏元件上的光产生光子诱导信号Slse。在大多数光敏元件中，入射光的较高强度Ilight产生比图14a中所示更强的信号。所产生的信号可以是已调制的电流和已调制的电势，其值随着控制单元中的数据转换器发射的光的强度变化。
考虑具有两个调制选择的调制装置的理想操作：这两个调制选择是射束被调制或不被调制。如图14b中所描述的，在收到光束时，光敏元件的输出信号从“断开”状态到“接通”状态。它就保持此状态，直到控制信号被再次“断开”，即，直到光敏元件没有检测到光。然而，承载由控制单元中的所述数据转换器发射的光束的图样数据具有无意的强度改变。并且，在控制单元发送“断开”信号示光的强度并不总是为零。这些改变和补偿的结果在图14c中示出。光强的改变和补偿造成光敏元件产生的输出信号的类似改变。用此信号调制的射束经历非故意的移位和失常。因此，即使可能，用高分辨率特性图样化目标表面也变得非常困难。
在本发明的一个实施例中，通过使每个调制器具有离散化装置避免上述性能限制。光敏元件的连续输出信号用作到此离散化装置的输入信号。离散化装置的输出信号是负责射束的实际调制的信号，并且还是具有一组离散的容许的预定值的连续信号。在最早的情形即二进制情形下，源于离散化装置的输出信号可具有两个值，一个值对应于“调制开”，另一值对应于“调制关”。
离散化装置优选包括某种比较电路。如果输出信号是电势，则可使用某种电势比较电路来产生一组离散的输出调制电势的可能值。在将光敏元件用作电源的情形下，可使用某种电流比较电路来使信号离散化，并且提供可具有有限的一组可允许的离散值的调制电流。另外，离散化装置可设置有IV或VI转换器。通过添加该转换器，比较电流和电势变得可能。
比较器一般具有两个输入信号和一个输出信号。常常，一个输入是恒定参考信号Sref，且另一输入信号是时变信号。本发明中使用的时变信号是光敏元件的输出信号Slse。比较器将输入值Slse与参考值Sref进行比较。如果二者之差保持低于某个阈值Si，则输出信号处于第一状态中，其中此信号的值固定在固定第一值。如果举例来说由于光敏元件收到光控制信号造成二者之差超过该阈值，则输出信号切换到第二状态。在此状态下，该信号具有与所述第一固定值不同的第二固定值。二者之差的进一步加大不再影响输出信号的值。仅二者之差减少到低于该阈值(例如由于落在光敏元件上的光信号的移走造成)使调制电势重值回到其第一状态。在本发明中，将比较器的离散化输出信号用作调制信号Smod。
在图14d中示出在调制信号为二进制的情形下添加离散化装置的结果。调制信号切换到所述第一固定值和所述第二固定值之间的tl，因为此时值Slse和Sref超过所述阈值St。可通过精确选择适当部件调整该阈值。
考虑束挡板阵列(beam blanker array，缩写为BBA)的实例。图15示出用于在收到相应的光控制信号时对偏转器电极充电和放电的换流器电极。该电路能在两个预定的明确定义的电势(即，高电势Vh和低电势Vl)之间切换。该电路包括PMOS晶体管(上部晶体管)100和NMOS晶体管(下部晶体管)101。晶体管100和101的基极彼此连接，还连接至光敏元件102。这两个晶体管的集电极也彼此连接。晶体管100的发射极连接至高电势Vh，晶体管101的发射极连接至低电势Vl。晶体管100和101的集电极也经由电容器103连接至低电势Vl。图14的电路以下述遵从第一操作模式的方式工作。
在光由光敏元件检测到时，产生光子诱导电流Ilse。在此电路中，光敏元件102充当光敏电源。在栅极和源极之间的电容器103充当IV转换器，因为它用作高频率电阻。从而，电流对晶体管100、101的电容器充电，使得：
VGS，PMOS-VH＞VT，PMOS，和
VGS，NMOS-VL＜VT，NMOS
其中VGS是栅极-源极电压，VT分别是PMOS晶体管100和NMOS晶体管101的阈电压。结果，PMOS晶体管100现在“接通”，NMOS晶体管101“切断”。PMOS晶体管100的漏极和源极之间建立的电流对偏转电极充电到等于VH的电势。因此，使经过相应空口的带电粒子束偏转。
当没有光入射在光敏元件上时，条件改变，使得：
VGS，PMOS-VH＜VT，PMOS，和
VGS，NMOS-VL＞VT，NMOS
这样，NMOS晶体管101“接通”，PMOS晶体管100“切断”。从而，偏转电极放电，恢复初始状态。注意，在所示出的此构造中，使用了两个旧阈值。
通过使如图15中所示的另外的反相电路平行，也可能使用更多阈值。最终，可产生一组离散的调制电势，从而实现对每个单独经过的带电粒子射束的束强度的受控调制。通过选择适合的晶体管，可为每种情形设计最优配置(set up)。多于一个阈值的使用不限于此实例。事实上，多于一个阈值的使用可用在任何无掩模光刻系统中，特别是采用“灰色写入(gray writing)”(即，使用一组离散的剂量值的图样化方法)的光刻系统中。
当所使用的晶体管的电容处于与寄生电容和静电偏转器的电极之间的电容之和相同的量级时，图15中描述的电路在高频时工作最佳。当晶体管的电容比调制电容小得多时，需要放大所施加的电流。如图16中所示，举例来说可通过使几个反相器(晶体管100和101)串联建立所施加的电流的放大。在每个连续级(即，具有100-1和101-1的级、具有100-2和101-2的级、具有100-3和101-3的级)中的晶体管(100-1、100-2、100-3、101-1、101-2、101-3)设计为与比之前的级更高的电流工作。
图15和16中描述的电流的性能在低频时运行不是很成功。在这些低频率，可不定义反相电路的输入电势，从而在下一工作循环及时重值该值需要花费太多时间。在这些情况下，反馈机构可改善这种情况。图17a示出包括带有PMOS晶体管104的反馈布置的电路。在此电路中，电容器103不是连接至这两个集电极，而是连接至晶体管104的基极。晶体管104的发射极连接至高电势Vh，其集电极连接至光敏元件102。
反馈布置重值反相电路的输入信号，并且将它保持在该值，直到光再次落在光敏元件上.注意，所示出的具体构造仅在图14b中示意性示出的第二操作模式(即，光信号开意味着静电偏转关闭)下成功工作.使用类似于图16中所示的布置的布置再次放大电流.然而，偶数个反相器是优选的，因为具有奇数个反相器的布置在低频时运行较不成功.
穿过反馈晶体管104的漏电流对电路性能具有副作用。为了避免所述作用，如图17b中所示的，可与反馈晶体管104平行设置第二补充晶体管105。穿过反馈晶体管104的漏电流现在由穿过所述补充晶体管105的漏电流完全补偿，其中补充晶体管105的集电极连接至光敏元件，其基极和发射极连接至高电势Vh。有效地，没有经历漏电流。
图18示出离散化装置的功能。所述离散化装置的最早实施例仅包括如图18a中描述的比较器。比较器比较两个输入值，并且根据所述比较结果，分配(assign)输出值。在本发明中，输入值是光敏元件Slse产生的信号值。第二输入值I是某个预定阈值。输出值选择一组预定值，并且取决于比较结果。
接着所述输出值被分配给调制信号Smod，该调制信号用于调制负责图样化待曝光的表面的射束。在众多情形下，没有把阈值适当分配给光敏元件产生的信号范围。如图18b中所示的，通过添加至少一个差分器给该离散化装置解决此问题。在到达比较器之前，通过从来自光敏元件的输入Slse减去参考信号Sref，适当调整Slse。接着利用比较器将差Slse-Sref与阈值比较。如图18c中所描述的，图15-17中所示的实施例都使用图18b中所示的机构工作。参考信号与处于恒定值VH和VL的信号对应，并且连接至晶体管的源极侧。阈值VT是每个晶体管的固有值。信号Slse施加给晶体管的栅极。比较器现在比较每个晶体管中的栅极-源极差和阈值，并且决定电流IDS是否流动(run)。接着，这些元件的适当构造形成理想的离散化操作。
离散化装置的另一实施例在图18d和18e中示出。在图18d中，来自光敏元件的信号直接送往比较器，并且经由延迟器(可选地，乘法器)到比较器。也将此电路称为恒定系数鉴别器。这样，不使用恒定预定阈值。事实上，该阈值基于电流信号值和预定时间(取决于延迟器)之前的信号值之差。该实施例的改变在图18e中示出。
不仅无掩模带电粒子光刻系统可设置有离散化装置，而且无掩模光刻系统也可设置有离散化装置。在后一系统中的调制器阵列的实例在图19中示出。在所示出的构造中，光射束107投射在微型反射镜109的阵列上。在收到(或中断)控制信号时，反射方向改变。
根据本发明，在所示出的实施例中以光形式通过光纤106和自由空间向着相应的光敏元件108发送控制信号。再者，这些光控制信号的强度差造成由所述光敏元件108产生的电控制信号有不同的强度。
在图19中，来自左侧的第二控制线路传送具有比第四控制线路的强度n大的强度N的信号，其中该第四控制线路仅承载强度为n的信号。这是由于落在后一控制线路的光敏元件108上的光控制信号的强度较小。如果这些信号直接施加给相应的微型反射镜(micro mirror)109，则曝光目标表面的相应射束110将以不同角度反射。为了消除这种差异，将离散化装置111设置在光敏元件108和其相应微型反射镜109之间。结果，微型反射镜109在收到光控制信号时以相同方式使曝光目标表面的射束110偏转，而与光控制信号107的强度无关。
在图19中所示的这种具体实施例中，光控制信号的接收造成曝光射束110在靠近源但远离目标的方向上反射.这种状态在图18中用“0”表示.在不接收信号的情况下，曝光射束将到达目标.相应状态在图19中用“1”表示.
应理解，上面的描述用于例示优选实施例的操作，并不是为了限制本发明的保护范围。根据上面的讨论，由本发明的精神和保护范围所覆盖的许多改变对本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (19)

1.一种调制器，用于调制多射束光刻系统中的带电粒子射束的幅度，所述调制器包括：
至少一个用于影响射束的方向的装置，所述装置包括至少一个电极，位于所述射束附近，用于产生影响所述射束的电场；
光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；
离散化装置，可操作地耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置。
2.根据权利要求1所述的调制器，进一步包括用于所述射束的通道，其中所述用于影响射束的方向的装置位于所述通道附近。
3.根据权利要求1所述的调制器，所述离散化装置耦合至所述至少一个电极中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的调制器，其中，所述离散化装置包括至少一个比较电路，所述比较电路具有以下功能：
提供所述信号和参考信号之间的第一差；
提供至少一个阈值和所述第一差之间的第二差；
根据所述第二差的大小提供选自该组预定离散值的离散值。
5.根据权利要求1所述的调制器，其中所述离散化装置包括离散电路，所述离散电路包括：
第一差分器，耦合至所述光敏元件，用于从所述信号和参考信号计算第一差分信号；
第二差分器，耦合至所述第一差分器，用于从所述第一差分信号和阈值信号计算第二差分信号；
转换器，耦合至所述第二差分器，用于将所述第二差分信号转变成选自该组预定离散值的离散值。
6.根据权利要求1所述的调制器，其中所述信号是时变电势。
7.根据权利要求1所述的调制器，其中所述信号是时变电流。
8.根据权利要求1所述的调制器，其中所述离散电路是包括PMOS型晶体管和NMOS型晶体管的反相电路。
9.根据权利要求1所述的调制器，所述离散电路包括多个串联的反相器，其中至少一个反相器设置有PMOS型晶体管和NMOS型晶体管。
10.根据权利要求9所述的调制器，其中所述串联的反相器的数量为偶数。
11.根据权利要求10所述的调制器，其中在所述数量的串联反相器中的每个连续的反相器包括设计为以比所述数量的串联反相器中的前一反相器中的晶体管更高的电流工作。
12.根据权利要求1所述的调制器，其中所述离散化装置包括用于限定所述离散值的取阈值装置。
13.根据权利要求12所述的调制器，其中所述取阈值装置保持至少一个预定阈值。
14.根据权利要求13所述的调制器，其中所述取阈值装置适于根据所述信号来限定阈值。
15.根据权利要求12所述的调制器，其中所述取阈值装置适于根据所述信号的前一状态、和/或根据所述信号的差分、和/或根据所述信号的积分和/或前一离散值来限定阈值.
16.一种调制器阵列，包括多个根据权利要求1所述的调制器。
17.一种多射束光刻系统，包括调制器阵列，所述调制器阵列包括多个调制器，分别用于调制基本上每条单独的射束的幅度；
所述调制器包括：
至少一个用于影响射束的方向的装置，所述装置包括至少一个电极，位于所述射束附近，用于产生影响所述射束的电场；
光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；
离散化装置，可操作地耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置，
所述多射束光刻系统进一步包括：
用于产生多条带电粒子射束的源；
图样数据产生装置，用于产生图样数据，所述图样数据表示将由所述光刻系统转印的图样；以及
光传输装置，用于在至少一个光信号中将所述图样数据光传输给所述调制器阵列，
其中，所述调制器阵列包括至少一个光接收器，用于接收所述至少一个光信号，所述接收装置包括离散化装置，用于将所述至少一个光信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且将所述离散信号提供给所述调制器。
18.根据权利要求17所述的光刻系统，其中，所述离散化装置适于将所述至少一个光信号转变成基本上用于每个调制器的至少一个离散信号。
19.一种使用光刻系统将图样转印到目标表面上的方法，所述光刻系统包括：束产生装置，用于产生多条带电粒子射束；以及调制装置，所述调制装置包括调制器阵列，所述调制器阵列包括多个调制器，分别用于调制基本上每条单独的射束的幅度，
所述调制器包括：
至少一个用于影响射束的方向的装置，所述装置包括至少一个电极，位于所述射束附近，用于产生影响所述射束的电场；
光敏元件，用于接收来自已调制的光束的光并将所述光转变成信号；
离散化装置，可操作地耦合至所述光敏元件和至少一个用于影响射束的方向的装置，用于将从所述光敏元件接收的所述信号转变成具有选自一组预定离散值的离散值的离散信号，并且提供所述离散信号给所述用于影响射束的方向的装置，
所述方法包括：
从数据存储装置取回图样数据；
将所述图样数据转变成至少一个已调制的光束；
将所述至少一个已调制的光束光耦合至所述调制装置。
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Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781691B2 (en) * 2001-02-02 2004-08-24 Tidal Photonics, Inc. Apparatus and methods relating to wavelength conditioning of illumination
DE10319154B4 (de) 2003-04-29 2012-12-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Maskenloses Lithographiesystem
EP1709474A4 (en) * 2003-09-26 2010-01-06 Tidal Photonics Inc APPARATUS AND METHODS RELATING TO COLOR IMAGING ENDOSCOPE SYSTEMS
CA2581660A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-07 Tidal Photonics, Inc. Apparatus and methods relating to precision control of illumination exposure
CA2581735A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-07 Tidal Photonics, Inc. Apparatus and methods relating to enhanced spectral measurement systems
CA2581668A1 (en) * 2003-09-26 2005-04-07 Tidal Photonics, Inc Apparatus and methods relating to expanded dynamic range imaging endoscope systems
EP1842103A2 (en) * 2005-01-14 2007-10-10 Arradiance, Inc. Synchronous raster scanning lithographic system
JP4652829B2 (ja) * 2005-01-26 2011-03-16 キヤノン株式会社 電子線露光装置およびデバイス製造方法
EP1943561A1 (en) * 2005-09-16 2008-07-16 Mapper Lithography IP B.V. Lithography system and projection method
US20080260242A1 (en) * 2006-06-22 2008-10-23 Tidal Photonics Inc. Apparatus and methods for measuring and controlling illumination for imaging objects, performances and the like
US8105758B2 (en) * 2006-07-11 2012-01-31 Massachusetts Institute Of Technology Microphotonic maskless lithography
WO2008082664A2 (en) 2006-12-29 2008-07-10 Massachusetts Institute Of Technology Fabrication-tolerant waveguides and resonators
US7903909B2 (en) 2007-10-22 2011-03-08 Massachusetts Institute Of Technology Low-loss bloch wave guiding in open structures and highly compact efficient waveguide-crossing arrays
US7583874B2 (en) 2007-10-31 2009-09-01 Massachusetts Institute Of Technology Controlling optical resonances via optically induced potentials
US8445869B2 (en) 2008-04-15 2013-05-21 Mapper Lithography Ip B.V. Projection lens arrangement
US8890094B2 (en) 2008-02-26 2014-11-18 Mapper Lithography Ip B.V. Projection lens arrangement
US7851774B2 (en) * 2008-04-25 2010-12-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for direct writing to a wafer
US7920770B2 (en) 2008-05-01 2011-04-05 Massachusetts Institute Of Technology Reduction of substrate optical leakage in integrated photonic circuits through localized substrate removal
KR101647768B1 (ko) 2008-06-04 2016-08-11 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 타겟을 노출하는 방법 및 시스템
US8340478B2 (en) 2008-12-03 2012-12-25 Massachusetts Institute Of Technology Resonant optical modulators
CN102414777B (zh) 2009-02-22 2014-12-03 迈普尔平版印刷Ip有限公司 真空腔中产生真空的带电粒子光刻设备及方法
US8366423B2 (en) 2009-02-22 2013-02-05 Mapper Lithography Ip B.V. Method and arrangement for realizing a vacuum in a vacuum chamber
KR20110139699A (ko) 2009-02-22 2011-12-29 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 리소그래피 장치 및 기판 핸들링 배열체
KR101545193B1 (ko) 2009-02-22 2015-08-18 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 하전 입자 리소그래피 장치 및 진공 챔버 내에서 진공을 생성하는 방법
CN102460633B (zh) 2009-05-20 2014-12-17 迈普尔平版印刷Ip有限公司 用于光刻系统的图案数据转换器
KR101757837B1 (ko) 2009-05-20 2017-07-26 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 듀얼 패스 스캐닝
US8483521B2 (en) 2009-05-29 2013-07-09 Massachusetts Institute Of Technology Cavity dynamics compensation in resonant optical modulators
WO2012055938A1 (en) * 2010-10-26 2012-05-03 Mapper Lithography Ip B.V. Modulation device and charged particle multi-beamlet lithography system using the same
US9305747B2 (en) 2010-11-13 2016-04-05 Mapper Lithography Ip B.V. Data path for lithography apparatus
TWI562186B (en) 2010-11-13 2016-12-11 Mapper Lithography Ip Bv Charged particle lithography system and method for transferring a pattern onto a surface of a target and modulation device for use in a charged particle lithography system
US8884255B2 (en) 2010-11-13 2014-11-11 Mapper Lithography Ip B.V. Data path for lithography apparatus
US8895943B2 (en) 2010-12-14 2014-11-25 Mapper Lithography Ip B.V. Lithography system and method of processing substrates in such a lithography system
US9395636B2 (en) 2011-04-22 2016-07-19 Mapper Lithography Ip B.V. Lithography system for processing a target, such as a wafer, and a method for operating a lithography system for processing a target, such as a wafer
KR102072200B1 (ko) 2011-04-22 2020-01-31 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 머신들의 클러스터를 위한 네트워크 아키텍처 및 프로토콜
NL2007604C2 (en) * 2011-10-14 2013-05-01 Mapper Lithography Ip Bv Charged particle system comprising a manipulator device for manipulation of one or more charged particle beams.
TWI486723B (zh) 2011-04-28 2015-06-01 Mapper Lithography Ip Bv 在微影系統中處理基板的方法
JP5932023B2 (ja) 2011-05-13 2016-06-08 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステム
NL2006868C2 (en) 2011-05-30 2012-12-03 Mapper Lithography Ip Bv Charged particle multi-beamlet apparatus.
CN103959919A (zh) 2011-09-28 2014-07-30 迈普尔平版印刷Ip有限公司 等离子产生器
WO2013132064A2 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Mapper Lithography Ip B.V. Charged particle lithography system with alignment sensor and beam measurement sensor
NL2010759C2 (en) 2012-05-14 2015-08-25 Mapper Lithography Ip Bv Modulation device and power supply arrangement.
US11348756B2 (en) 2012-05-14 2022-05-31 Asml Netherlands B.V. Aberration correction in charged particle system
JP5973061B2 (ja) 2012-05-14 2016-08-23 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． 荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステム及び冷却装置製造方法
CN104428866A (zh) 2012-05-14 2015-03-18 迈普尔平版印刷Ip有限公司 带电粒子光刻系统和射束产生器
US10586625B2 (en) 2012-05-14 2020-03-10 Asml Netherlands B.V. Vacuum chamber arrangement for charged particle beam generator
NL2010760C2 (en) 2013-05-03 2014-11-04 Mapper Lithography Ip Bv Beam grid layout.
WO2015024956A1 (en) 2013-08-23 2015-02-26 Mapper Lithography Ip B.V. Drying device for use in a lithography system
KR20230056063A (ko) 2013-11-14 2023-04-26 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 멀티-전극 전자 광학
EP3090439B1 (en) 2013-12-30 2020-06-24 ASML Netherlands B.V. Cathode arrangement, electron gun, and lithography system comprising such electron gun
KR20170084240A (ko) 2014-11-14 2017-07-19 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이. 리소그래피 시스템에서 기판을 이송하기 위한 로드 로크 시스템 및 방법
US9484188B2 (en) 2015-03-11 2016-11-01 Mapper Lithography Ip B.V. Individual beam pattern placement verification in multiple beam lithography
US10096450B2 (en) 2015-12-28 2018-10-09 Mapper Lithography Ip B.V. Control system and method for lithography apparatus
US9981293B2 (en) 2016-04-21 2018-05-29 Mapper Lithography Ip B.V. Method and system for the removal and/or avoidance of contamination in charged particle beam systems
JP6847886B2 (ja) 2018-03-20 2021-03-24 株式会社東芝 荷電粒子ビーム偏向デバイス
FR3080324B1 (fr) 2018-04-23 2022-04-01 Oberthur Fiduciaire Sas Feuille securisee
NL2022156B1 (en) 2018-12-10 2020-07-02 Asml Netherlands Bv Plasma source control circuit
JP7186739B2 (ja) 2020-03-11 2022-12-09 株式会社東芝 荷電粒子ビーム偏向デバイス

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312134B1 (en) * 1996-07-25 2001-11-06 Anvik Corporation Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0582069A (ja) * 1991-09-25 1993-04-02 Hitachi Ltd 電子線描画装置
US5521748A (en) * 1994-06-16 1996-05-28 Eastman Kodak Company Light modulator with a laser or laser array for exposing image data
JP3489644B2 (ja) * 1995-11-10 2004-01-26 富士通株式会社 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
JP3191746B2 (ja) * 1996-10-25 2001-07-23 日本電気株式会社 光受信回路
JP4086265B2 (ja) * 1999-03-19 2008-05-14 株式会社東芝 光信号受信装置
JP2001251508A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Minolta Co Ltd データ受信装置およびこれを用いた画像形成装置
US20020145113A1 (en) * 2001-04-09 2002-10-10 Applied Materials, Inc. Optical signal transmission for electron beam imaging apparatus
DE10297208T5 (de) 2001-09-12 2005-01-05 Micronic Laser Systems Ab Verbessertes Verfahren und verbesserte Vorrichtung unter Verwendung eines SLM
CN1602451A (zh) * 2001-11-07 2005-03-30 应用材料有限公司 无掩膜光子电子点格栅阵列光刻机
US6870554B2 (en) * 2003-01-07 2005-03-22 Anvik Corporation Maskless lithography with multiplexed spatial light modulators

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6312134B1 (en) * 1996-07-25 2001-11-06 Anvik Corporation Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator

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Publication number Publication date
JP4664293B2 (ja) 2011-04-06
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