KR102501182B1 - 대전 입자 빔 시스템들에서의 오염의 제거 및/또는 회피를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

대전 입자 빔 시스템들에서의 오염의 제거 및/또는 회피를 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

대전 입자 빔 시스템이 개시되고, 상기 대전 입자 빔 시스템은: - 대전 입자들의 빔을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기; - 진공 챔버에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼 - 대전 입자 광학 컬럼은 타겟 상으로 대전 입자들의 빔을 투영하도록 배열되고, 대전 입자 광학 컬럼은 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트를 포함함 -; 세정제를 제공하기 위한 공급원; - 공급원에 연결되고, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키도록 배열된 도관을 포함하고; 대전 입자 광학 엘리먼트는: - 대전 입자들의 빔을 투과시키고 및/또는 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 투과 애퍼처, 및 - 대전 입자 광학 엘리먼트의 제 1 측면과 제 2 측면 사이에서 유동 경로를 제공하기 위한 적어도 하나의 통기 구멍을 포함하고, 통기 구멍은 대전 입자 투과 애퍼처의 단면보다 더 큰 단면을 가진다. 또한, 대전 입자 투과 애퍼처들에서의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법이 개시되고, 상기 방법은 빔 발생기가 활성인 동안에 세정제를 유입시키는 단계를 포함한다.

Description

대전 입자 빔 시스템들에서의 오염의 제거 및/또는 회피를 위한 방법 및 시스템
본 발명은 대전 입자 빔 시스템(charged particle beam system)들에서의 표면들을 세정하고 및/또는 표면들의 오염을 적어도 부분적으로 회피하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다. 이러한 대전 입자 빔 시스템들은 예를 들어, 대전 입자 리소그래피 시스템(charged particle lithography system)들 또는 전자 현미경 전자(electron microscope)들을 포함할 수도 있다.
대전 입자 빔 시스템들에서, 타겟 표면은 높은 정확도로 표면으로 지향(direct)되고 그 표면 상에서 포커싱된(focused) 하나 이상의 대전 입자 빔들에 노광될 수도 있다.
대전 입자 빔 리소그래피 리소그래피 시스템들에서는, 작은 구조들이 높은 정확도 및 신뢰성으로 형성될 수도 있다. 대전 입자 다중 빔 리소그래피에서는, 표면 상에서 형성된 패턴은 각각의 개별적인 빔이 표면 상의 레지스트(resist)와 상호작용하는 위치에 의해 결정된다. 전자 현미경들 또는 검사 시스템들과 같은 다른 대전 입자 빔 노광 시스템들에서는, 샘플들이 샘플과의 대전 입자들의 상호작용에 기초하여 분석될 수도 있다. 그러므로, 빔 위치 및 세기와 같은 특정된 빔 속성들과의, 표면에 도달하는 빔들의 준수성(compliance)은 매우 중요하다.
대전 입자 빔 시스템들의 정확성 및 신뢰성은 오염에 의해 부정적으로 영향받는다. 대전 입자 빔 시스템들은 대전 입자들의 하나 이상의 빔들을 타겟 표면 상으로 투영하기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트들을 포함한다. 대전 입자 빔 시스템들에서의 오염으로의 중요한 기여는 대전 입자 광학 컴포넌트들의 표면들과 같은 표면들 상에서의 오염물들의 증착물들의 축적이다.
전자 현미경들, 예컨대, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope)들과 같은 대전 입자 빔 시스템들 및 대전 입자 리소그래피 시스템들에서, 대전 입자들은 시스템에서 존재하는 잔류 가스들 또는 오염물들, 예컨대, 탄화수소(hydrocarbon)들과 상호작용할 수도 있다. 이러한 오염물들은 시스템 내의 컴포넌트들로부터, 및/또는 노광되어야 할 타겟으로부터의 아웃개싱(outgassing)으로부터 발생할 수도 있다. 대전 입자 빔들과 오염물들 사이의 상호작용은 대전 입자 광학 엘리먼트들의 표면들 상에서 전자 빔 유도 증착(Electron Beam Induced Deposition; EBID) 또는 이온 빔 유도 증착(Ion Beam Induced Deposition; IBID)을 야기할 수도 있다. EBID 또는 IBID에 의해 형성된 오염 층들은 이 엘리먼트들의 기능을 교란시킬 수도 있고, 이 때문에, 타겟 표면 상에서의 대전 입자들의 투영에 부정적으로 영향을 줄 수도 있다. 그러므로, 특히, 상대적으로 높은 탄화수소 부분 압력들 및 상대적으로 높은 빔 전류 밀도들을 갖는 에어리어(area)들에서의 오염의 제거 또는 오염 성장의 방지가 매우 바람직하다.
오염을 제거하기 위한 방법은 또한, 출원인에 의한 US 2015/028223 A1에서 설명된다. US 2015/028223 A1은 예를 들어, 오염 증착물들의 제거를 위한 라디칼(radical)들을 수송하기 위한 장치 및 방법을 설명한다. 본 장치는 플라즈마 발생기 및 안내 본체를 포함한다. 플라즈마 발생기는 플라즈마가 형성될 수도 있는 챔버를 포함한다. 챔버는 입력 가스를 받아들이기 위한 유입구(inlet), 및 그 안에서 생성된 플라즈마 및/또는 라디칼들의 제거를 위한 하나 이상의 유출구(outlet)들을 가진다. 안내 본체는 플라즈마에서 형성된 라디칼들을, 오염 증착이 제거되어야 하는 에어리어 또는 용적(volume)쪽으로 안내하기 위하여 배열된다. 또한, 이러한 장치를 포함하는 대전 입자 리소그래피 시스템이 설명된다.
US 2013/0206999 A1은 전자 렌즈들, 특히, 대물 렌즈들의 어레이에 관하여, 플라즈마 처리 또는 열 처리에 의한 오염의 제거가 변형 및 손상의 관점으로부터 불리하다는 것을 교시한다. US 2013/020699 A1은 대전 입자 빔 렌즈를 설명하고, 대전 입자 빔 렌즈는, 대전 입자 빔의 통행 방향에서의 다운스트림(downstream) 측 상의 제 1 전극 및 업스트림(upstream) 측 상의 제 2 전극; 제 1 전극 및 제 2 전극이 서로로부터 떨어져서 배치되도록, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 제공된 거리 정의 부재; 및 제 1 전극, 제 2 전극, 및 거리 정의 부재에 의해 둘러싸인 갭을 포함하고, 여기서, 제 1 전극 및 제 2 전극의 각각은, 대전 입자 빔이 통과하는, 그 안에 형성된 제 1 관통 구멍을 가지고; 제 2 전극은, 대전 입자 빔이 통과하지 않는, 그 안에 형성된 제 2 관통 구멍을 추가로 가지고; 양자의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍은 갭으로 연통한다.
US 2001/0028044 A1은 복수의 렌즈 개구부들 및 복수의 더미 개구부(dummy opening)들을 가지는 멀티-축(multi-axis) 전자 렌즈를 포함하는 복수의 전자 빔들로 웨이퍼를 노광하기 위한 전자 빔 노광 장치를 설명한다. 렌즈 개구부들은 서로 독립적으로 전자 빔들을 수렴시키기 위하여, 전자 빔들이 각각 렌즈 개구부들을 통과하는 것을 허용한다. 더미 개구부들은 전자 빔이 이를 통과하는 것을 허용하지 않는다. US 2001/0028044 A1은 각각의 렌즈 개구부에서의 렌즈 세기를 다른 렌즈 개구부들에서의 렌즈 세기와 실질적으로 동일하게 하기 위하여, 더미 개구부들이 렌즈에서 배열된다는 것을 교시한다. 렌즈에서 제공된 이러한 더미 개구부들은 모든 렌즈 개구부들에서 실질적으로 동일하게 하기 위하여, 즉, 모든 렌즈 개구부들에서 자기장 세기를 실질적으로 균일하게 하기 위하여, 렌즈 세기의 조절을 가능하게 한다.
US 2015/028223 A1에서 설명된 방법 및 장치는 대전 입자 리소그래피 시스템들 내에서의 세정을 가능하게 하지만, 세정의 효율, 특히, 표면들로부터의 증착물들의 제거의 레이트는 제한되는 것으로 관찰된다. 본 발명의 목적은 대전 입자 빔 시스템들에서의 오염을 감소시키고 및/또는 대전 입자 빔 시스템들에서의 세정 효율을 증가시키는 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
제 1 양태에 따르면, 본 발명은 대전 입자 빔 시스템을 제공하고, 상기 대전 입자 빔 시스템은:
대전 입자들의 빔을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기;
진공 챔버에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼(charged particle optical column) - 대전 입자 광학 컬럼은 타겟 상으로 대전 입자들의 빔을 투영하기 위하여 배열되고, 대전 입자 광학 컬럼은 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트를 포함함 -;
세정제를 제공하기 위한 공급원(source);
공급원에 연결되고, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키기 위하여 배열된 도관을 포함하고;
대전 입자 광학 엘리먼트는:
대전 입자들의 빔을 투과시키고 및/또는 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 투과 애퍼처(charged particle transmitting aperture), 및
대전 입자 광학 엘리먼트의 제 1 측면과 제 2 측면 사이에서 유동 경로를 제공하기 위한 통기 구멍(vent hole)을 포함하고,
여기서, 통기 구멍은 대전 입자 투과 애퍼처의 단면보다 더 큰 단면을 가진다.
통기 구멍은 대전 입자 광학 엘리먼트를 통한 오염물 종들(contaminant species)의 유동 또는 통과를 가능하게 하는 컨덕턴스(conductance)를 가진다. 대전 입자 광학 엘리먼트의 하나의 측면으로부터의 유동 또는 통과는 통기 구멍을 갖지 않는 상황과 비교하여, 대전 입자 광학 엘리먼트에서의 압력에 있어서의 감소를 제공한다. 이것에 의해, 대전 입자 투과 애퍼처에서 또는 대전 입자 투과 애퍼처 내에서의 EBID 또는 IBID로 인한 오염 성장을 위하여 이용가능한 종들의 양이 감소된다. 통기 구멍의 단면 또는 면적 및/또는 제공된 통기 구멍들의 수는 일반적으로, 충분한 압력 감소를 가능하게 하기 위하여 선택된다. 통기 구멍들은 대전 입자들을 투과시키도록 의도되지 않은 별도의 구멍들이다. 통기 구멍은 종종 상대적으로 작은 치수인, 대전 입자 광학 투과 애퍼처에 추가하여 제공된다. 세정제는 대전 입자 광학 엘리먼트의 표면들로부터의 오염의 제거를 용이하게 한다. 대전 입자 엘리먼트쪽으로 세정제를 내보내는 것에 추가하여, 대전 입자 광학 엘리먼트에는 하나 이상의 통기 구멍들이 제공된다. 이 때문에, 제 1 양태에 따른 시스템은 대전 입자 빔 시스템들 내에서의 효율적인 세정을 가능하게 할 뿐만 아니라, 대전 입자 광학 엘리먼트 상에서의 오염 층들의 형성 및/또는 성장의 확률을 방지하거나 적어도 감소시킨다.
통기 구멍은 대전 입자 투과 애퍼처보다 더 크다. 원형 통기 구멍을 갖는 실시형태에서, 통기 구멍의 직경은 대전 입자 투과 애퍼처의 직경보다 5 또는 10 배 더 클 수도 있다. 예에서, 대전 입자 투과 애퍼처들은 적어도 기판의 업스트림 측 상에서, 12 ㎛ 의 직경을 가지고, 통기 구멍들은 50 또는 60 ㎛, 또는 심지어 최대 300 ㎛, 또는 그 사이의 임의의 값의 직경을 가진다.
통기 구멍들은 컬럼의 내부로부터 챔버에 연결된 하나 이상의 진공 펌프들로의 제한된 컨덕턴스를 가지는 대전 입자 광학 컬럼의 영역들에서 특히 유리하다. 이러한 영역들에서는, 대전 입자 광학 엘리먼트들 근처에서 또는 대전 입자 광학 엘리먼트들에서의 비-무시가능한 압력이 있을 수도 있다. 통기 구멍들은 또한, 대전 입자 광학 컬럼과 타겟 사이의 거리가 매우 작은 시스템들에서 유리하고, 이는 컬럼 아래에 위치된 타겟 표면의 부분으로부터 진공 펌프로의 유동 경로를 한정한다. 이러한 시스템들에서, 타겟 표면으로부터 디개싱(degassing)하거나 탈리(desorb)하는 종들은 적어도 어느 한도까지, 대전 입자 광학 컬럼에 진입할 수도 있다. 타겟 표면 상으로 막대한 양의 대전 입자 빔들을 투영하기 위한 멀티-빔 시스템들에서, 투영 렌즈의 최종적인 엘리먼트와 타겟 표면 사이의 공간은 종종 아주 작아서, 투영 렌즈 아래에 위치된 타겟 표면의 부분을 증발(evaporate)시키거나 그렇지 않을 경우에 남기는, 레지스트 층의 분자들 또는 클러스터(cluster)들은 진공 펌프를 향하는 한정된 또는 제한된 유동 경로를 경험한다. 결과적으로, 이 종들은 비-무시가능한 정도까지, 투영 렌즈 애퍼처들을 통해 대전 입자 광학 컬럼에 진입할 수도 있다. 이것은 투영 렌즈의 업스트림에서 배열된 빔 정지 엘리먼트와 같은 대전 입자 광학 엘리먼트에 근접한, CxHy 화합물들과 같은 종들의 존재를 초래한다. 종들은 특히, 그 대전 입자 투과 애퍼처들로의 이 대전 입자 광학 엘리먼트의 오염을 야기할 수 있다.
오염물 종들의 예컨대, 유동 또는 이동은 통기 구멍을 통과하는 것으로 반드시 제한되지는 않는다. 종들은 통기 구멍을 경유하여 대전 입자 광학 컬럼의 내부로부터 진공 펌프를 향해 유동할 수도 있지만, 적어도 어느 한도까지, 통기 구멍을 통과하지 않은 경로들을 경유하여 대전 입자 광학 컬럼을 또한 탈출할 수도 있다. 타겟 표면을 떠나는 종들은 적어도 어느 정도까지, 대전 입자 광학 컬럼에 진입하지 않으면서, 진공 펌프를 향해 유동할 수도 있거나 이동할 수도 있다.
실시형태에서, 상기 대전 입자 광학 엘리먼트는 상기 대전 입자들의 빔, 및/또는 전류 제한 애퍼처로서 작동하는 상기 대전 입자 투과 애퍼처를 정지시키거나 적어도 부분적으로 차단하기 위하여 배열된다. 일부 대전 입자 광학 엘리먼트들에서, 대전 입자 투과 애퍼처는, 대전 입자들의 빔이 그 에지(edge)들로의 근접한 거리에서 애퍼처를 통과하거나, 심지어 적어도 어느 일부까지, 대전 입자 광학 엘리먼트 상에서 충돌하도록 하는 직경이다. 이러한 대전 입자 광학 엘리먼트는 증착된 오염이 애퍼처의 크기를 감소시키고 및/또는 애퍼처의 형상을 변경하거나 또는 심지어 애퍼처를 막을 위험으로 인해, 오염에 민감하다. 애퍼처 크기에 있어서의 감소는 애퍼처를 통한 투과의 손실을 초래할 수도 있고, 애퍼처 형상에 있어서의 변경은 대전 입자 빔의 단면에 있어서의 변경 및/또는 대전 입자 광학 엘리먼트가 대전 입자 빔을 영향을 주는 방법에 있어서의 변경을 초래할 수도 있다. 애퍼처에서의 오염은 대전 입자 빔의 궤도를 교란시킬 수도 있는 대전(charging)을 거칠 수도 있다.
대전 입자 빔 시스템은 임의의 타입의 대전 입자 노광 시스템, 예를 들어, 대전 입자 멀티 빔 리소그래피 시스템, 또는 임의의 타입의 전자 현미경 또는 샘플을 분석하기 위한 이온들을 이용하는 도구와 같은 검사 시스템일 수도 있다. 대전 입자들은 상기 시스템들에서 이용된 전자들 또는 임의의 종류의 이온들일 수도 있다.
대전 입자 광학 엘리먼트는 또한, 전자 광학 또는 이온 광학 엘리먼트 또는 렌즈로서 지칭될 수도 있다. 대전 입자들의 빔에 영향을 주는 것은 대전 입자들의 에너지를 변경하는 것, 대전 입자 빔을 편향(deflect)시키고, 이것에 의해, 빔의 방향을 변경하는 것, 예를 들어, 전류 제한 애퍼처로서 작동하는 상기 대전 입자 투과 애퍼처에 의해 빔을 정지시키거나 적어도 부분적으로 차단하는 것, 및/또는 대전 입자들의 빔으로부터 복수의 대전 입자 빔들을 형성하거나, 대전 입자 빔들을 포커싱하거나, 디포커싱(defocusing)하거나, 발산(diverge)하는 등의 것 중의 하나 이상을 포함한다. 전류 제한 애퍼처는 대전 입자들의 빔의 오직 일부 또는 부분의 통과하는 허용하는 애퍼처이다. 도관은 하나 이상의 대전 입자 투과 애퍼처들을 포함하는, 대전 입자 광학 엘리먼트 또는 그 표면을 향해, 그 상으로, 또는 그 상에서 세정제를 유입시키거나, 안내하거나, 내보내도록 배열되고, 이것에 의해, 그 세정을 가능하게 한다.
실시형태에서, 세정제를 제공하기 위한 공급원은 US 2015/028223 A1에서 설명된 바와 같은 공급원이다. 대안적으로, 또 다른 타입의 플라즈마 공급원, 분자 가스 공급원, 또는 활성 종들의 발생기, 예를 들어, 오존 발생기가 이용될 수 있다.
실시형태에서, 세정제는 원자 산소 라디칼들, 분자 산소 가스, 분자 또는 원자 산소 이온들, 및/또는 오존을 포함한다. 대안적으로, 다른 타입들의 종들 또는 분자들이 이용될 수 있다. 양호한 결과들은 원자 산소 라디칼들 및 분자 산소의 혼합물을 이용하여 관찰되었다. 발명자들은 이러한 혼합물이 특히, 대전 입자 빔들의 존재 시에, 대전 입자 빔 시스템의 기능을 방해하지 않으면서, 오염의 효율적인 제거를 가능하게 한다는 것을 관찰하였다. 바람직하게는, 공급원은 세정제의 제어된 유동을 제공하도록 구성된다.
대전 입자 리소그래피 시스템들과 같은 일부 시스템들에서는, 타겟 표면이 세정제와의 접촉 시에 열화할 수도 있다. 그러므로, 세정제의 유동, 및 하나 이상의 통기 구멍들의 총 단면 또는 에어리어는 전형적으로, 세정제에 의한 대전 입자 광학 엘리먼트들의 효율적인 세정을 제공하는 것과, 타겟 표면으로의 세정제의 유동을 회피하면서, 대전 입자 광학 엘리먼트에서의 충분한 압력 감소를 제공하는 것 사이의 절충으로부터 결정된다.
실시형태에서, 대전 입자 광학 엘리먼트는 복수의 통기 구멍들 및 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들을 포함하고, 통기 구멍들은 대전 입자 투과 애퍼처들의 옆에 배열된다. 이것은 멀티-빔 시스템에서의 오염 성장의 방지를 가능하게 한다. 대전 입자 투과 애퍼처들은 하나 이상의 그룹들 또는 어레이(array)들로 배열될 수도 있다. 통기 구멍들은 바람직하게는, 대전 입자 투과 애퍼처들의 이러한 그룹들에 인접하게 및/또는 이러한 그룹들 사이에서 배열된다. 대전 입자 투과 애퍼처들의 하나 이상의 그룹들을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트의 에어리어는 대전 입자 광학 컬럼을 통한 대전 입자 빔들의 궤도 내의 에어리어를 표현하는 빔 에어리어(beam area)로서 종종 지칭된다. 유사하게, 대전 입자 빔 궤도 외부에 위치되는, 대전 입자 빔들을 받아들이도록 의도되지 않은 에어리어는 비-빔 에어리어(non-beam area)로서 지칭된다. 대전 입자 멀티-빔 시스템들은 교번하는 주기적 방식으로 배열된 복수의 세장형(elongated) 빔 에어리어들 및 비-빔 에어리어들을 종종 포함하고, 각각의 빔 에어리어는 2 개의 비-빔 에어리어들 사이에 위치된다. 이러한 장치는 출원인의 US 8,653,485 및 US 8,492,731에서 설명된다. 통기 구멍들은 바람직하게는 하나 이상의 비-빔 에어리어들에서 배열된다. 일부 실시형태들에서, 통기 구멍들은 하나 이상의 빔 에어리들에 바로 인접하게 배열된다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 통기 구멍들은 빔 에어리어들에서 제공될 수 있다. 그러나, 후자의 경우, 대전 입자들이 통기 구멍을 통과하게 할 위험은 더 높다.
실시형태에서, 대전 입자 광학 엘리먼트는 실질적으로 평탄한 기판을 포함하고, 여기서, 통기 구멍은 기판을 통해 연장되는 관통 구멍에 의해 제공된다. 관통 구멍은 바람직하게는, 기판을 통해 실질적으로 일직선으로 배향된다. 실시형태에서, 기판은 코팅, 예를 들어, 몰리브덴(molybdenum)을 포함하는 코팅이 제공된 실리콘 기판을 포함한다.
실시형태에서, 통기 구멍은 원형 단면을 가진다. 대전 입자 투과 애퍼처들은 일반적으로, 또한 원형이다. 다음으로, 통기 구멍의 직경은 대전 입자 투과 애퍼처들의 직경보다 더 크다.
실시형태에서, 통기 구멍은 슬릿형상 단면 또는 타원형 단면을 가진다. 이러한 통기 구멍은 슬릿 또는 타원의 종 방향에서, 즉, 장축(major axis)을 따르는 제 1 치수, 및 종 방향에 실질적으로 수직인, 즉, 단축(minor axis)을 따르는 제 2 치수를 가진다. 제 1 치수는 대전 입자 빔 투과 애퍼처들에 걸친 치수, 즉, 대전 입자 투과 애퍼처의 직경보다 더 크다. 일부 실시형태들에서, 또한, 제 2 치수는 대전 입자 투과 애퍼처의 직경보다 더 크다.
실시형태에서, 대전 입자 투과 애퍼처들은 하나 이상의 그룹들로 배열되고, 통기 구멍들은 실질적으로 상기 하나 이상의 그룹들을 따라 배열된다.
실시형태에서, 상기 통기 구멍들은 하나 이상의 2 차원 어레이들로 배열된다. 통기 구멍들은 규칙적인 직사각형 격자(lattice)로 배열될 수도 있다. 대안적으로, 통기 구멍들은 통기 구멍들의 행들과 열들이 서로에 대하여 시프트되는 패턴으로 배열될 수도 있어서, 예를 들어, 기울어진 어레이(skewed array)를 형성할 수도 있다.
실시형태에서, 상기 통기 구멍들은 상기 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들의 어느 하나의 측부들 상에서 배열된다. 일반적으로, 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들은 실질적으로 하나 이상의 직사각형 그룹들 또는 어레이들로 배열되어, 제 2 치수보다 더 큰 제 1 치수를 가진다. 통기 구멍들은 바람직하게는 대전 입자 투과 애퍼처들의 하나 이상의 그룹들의 긴 측부들을 따라 배열된다.
실시형태에서, 상기 통기 구멍들은 상기 통기 구멍들의 치수와 동일하거나 그보다 더 큰 피치(pitch)로 배열되고, 상기 피치는 특히, 상기 통기 구멍들의 치수의 1 배 내지 3 배의 범위이다. 피치는 인접한 통기 구멍들의 중심들 사이의 거리로서 이해되어야 한다.
실시형태에서, 피치는 통기 구멍들의 정렬의 방향을 따라 통기 구멍들의 치수와 동일하거나 그보다 더 크다. 위에서 설명된 바와 같이, 통기 구멍들은 대전 입자 투과 애퍼처들의 하나 이상의 그룹들을 따라 배열될 수도 있다. 다음으로, 통기 구멍들은 행 방향으로의 통기 구멍들의 치수와 동일하거나 그보다 더 큰 피치로 배열된 행으로 배열될 수도 있다.
실시형태에서, 시스템은 통기 구멍을 통과하는 임의의 대전 입자들이 타겟에 도달하는 것이 방지되도록 배열된다. 하나 이상의 통기 구멍들은 바람직하게는, 의도된 대전 입자 빔 궤도 외부에 배열되지만, 하나 이상의 엘리먼트들 또는 컴포넌트들은 통기 구멍을 통해 투과된 임의의 대전 입자들의 추가의 경로를 차단하기 위하여 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열될 수도 있다. 대안적으로, 엘리먼트 또는 컴포넌트는 대전 입자들이 통기 구멍에 도달하는 것을 방지하기 위하여, 통기 구멍의 업스트림에서 제공될 수도 있다.
실시형태에서, 대전 입자 광학 엘리먼트는 빔 정지 엘리먼트를 포함하고, 빔 정지 엘리먼트는:
대전 입자 빔들의 통과를 위한 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들, 및 대전 입자들의 통과를 차단하기 위한 비-애퍼처 에어리어(non-aperture area), 및
빔 정지 엘리먼트를 관통하는 유동 경로를 제공하기 위한 복수의 통기 구멍들을 포함하고,
시스템은 바람직하게는,
대전 입자 빔들을 포커싱하기 위한 복수의 투영 렌즈 애퍼처들을 포함하는 투영 렌즈 - 투영 렌즈는 빔 정지 엘리먼트의 다운스트림에서 배열되고, 투영 렌즈 및 빔 정지 엘리먼트는 통기 구멍들 중의 하나 이상을 통과하는 임의의 대전 입자들이 투영 렌즈의 비-애퍼처 에어리어에 의해 차단되도록 배열됨 - 를 더 포함한다.
통기 구멍들을 빔 정지 엘리먼트에 제공하는 것은 빔 정지 애퍼처들에서의 오염의 축적을 감소시키는 것으로 보여졌다. 통기 구멍들은 투영 렌즈를 통한, 그리고 빔 정지 엘리먼트를 통한, 그리고 추가로 진공 펌프를 향한, 타겟으로부터의 유동 경로를 가능하게 한다. 투영 렌즈 애퍼처들은 일반적으로, 빔 정지 엘리먼트의 대전 입자 투과 애퍼처들에 대응하는 그룹들 또는 어레이들로 배열된다. 주사 편향기(scanning deflector)는 전형적으로, 타겟 표면의 부분 상에서 대전 입자 빔들을 주사하기 위하여, 빔 정지 엘리먼트와 투영 렌즈 사이에서 배열된다.
실시형태에서, 투영 렌즈는 투영 렌즈 애퍼처들의 그룹 주위에 배열된 복수의 더미 애퍼처들을 더 포함하고, 여기서, 통기 구멍들은 통기 구멍들을 통과하는 임의의 대전 입자가 더미 애퍼처들 외부에 횡방향으로 위치된 에어리어에 의해 차단되도록 배열된다. 이 장치에 의해, 대전 입자들은 통기 구멍을 경유하여 타겟에 도달하는 것이 방지된다. 더미 애퍼처들은 일반적으로, 투영 렌즈를 통과하는 모든 대전 입자 빔들을 위한 유사한 정전기장(electrostatic field)을 제공하기 위하여 포함된다. 더미 구멍들 자체는 대전 입자 빔들에 대한 통과를 제공하지 않는다.
실시형태에서, 시스템은:
대전 입자들의 빔으로부터 복수의 대전 입자 빔들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 포함하는 제 2 애퍼처 엘리먼트 - 제 2 애퍼처 엘리먼트는 대전 입자 빔 발생기와 대전 입자 광학 엘리먼트 사이에서 배열됨 -, 및
대전 입자 빔 발생기와 제 2 애퍼처 엘리먼트 사이에서 제공된 한정 엘리먼트(restriction element) - 한정 엘리먼트는 대전 입자 빔 발생기로의 세정제 또는 그 생성물들의 유동 또는 통과를 방지하거나 적어도 감소시키기 위하여 배열됨 - 를 더 포함한다.
한정 엘리먼트는 빔 발생기가 활성인 동안에 세정제의 유입을 가능하게 하는 것에 기여한다. 이것은 타겟 노광 동안에 세정제를 시스템에 유입시키는 것을 허용한다. 빔 발생기는, 동작 동안에 높은 진공을 요구하고, 세정제로 이루어지고 및/또는 세정제로 형성된 종들의 존재에 민감한 대전 입자 공급원을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 전자 공급원들로서 종종 이용되는 열이온 음극(thermionic cathode)은 너무 높은 산소 부분 압력에서 및/또는 산소 라디칼들 또는 오존의 존재 시에 동작될 경우에 손상된다. 그러므로, 빔 발생기가 활성인 동안에 세정제를 유입시킬 수 있기 위해서는, 빔 발생기로의 세정제, 또는 생성물들, 또는 그 컴포넌트들의 유동을 적어도 제한하는 것이 중요하다. 세정제는 바람직하게는, 분자 산소 및 산소 원자 라디칼들 및/또는 오존을 포함한다. 양자의 산소 원자 라디칼들 및 오존 분자들은 일반적으로, 대전 입자 광학 컬럼 내의 그 유동 경로를 따라 분자 산소로 재합성한다. 그러므로, 빔 발생기에서는, 세정제로부터 유래하는 가스가 주로 분자 산소를 포함할 것이다. 일부 시스템들에 대하여, 적어도 어느 한도까지는, 대전 입자 공급원에서의 압력은 공급원을 포함하는 공간을 차별적으로 펌핑함으로써 충분히 제한될 수 있다. 그러나, 빔 발생기로의 유동 경로의 추가적인 밀봉 또는 한정이 유리할 수도 있다. 한정 엘리먼트는 반드시, 가스 종들의 유동 또는 통과를 실질적으로 완전히 차단하는 밀봉 엘리먼트인 것은 아니다. 중요한 것은 대전 입자 공급원이 특정 공급원의 동작가능한 범위 내에 있는 진공에서 유지된다는 것이다. 통과를 완전히 차단하는 밀봉 엘리먼트를 이용하지 않는 이유는 효율적인 밀봉을 달성하기 위하여 밀봉 엘리먼트 상에서 가해져야 하는 힘이다. 이러한 힘들은 이러한 밀봉 엘리먼트를 추가할 경우에, 현존하는 시스템에 대한 수정들을 요구할 수도 있다.
실시형태에서, 대전 입자 빔 시스템은:
빔 발생기 모듈 - 대전 입자 빔 발생기는 빔 발생기 모듈에서 배열됨 -;
변조 모듈 - 제 2 애퍼처 엘리먼트는 변조 모듈에서 배열됨 - 을 더 포함하고;
여기서, 한정 엘리먼트는 빔 발생기 모듈에 이동가능하게 연결되고, 중력 및/또는 스프링력(spring force)에 의하여 변조 모듈에 접하도록 배열된다. 이것에 의해, 빔 발생기 모듈로의 세정제 또는 다른 가스 종들의 유동 경로들은 제 2 애퍼처 엘리먼트의 애퍼처들을 통해 또는 대전 입자 광학 컬럼의 외부를 경유하는 것, 한정 엘리먼트와, 한정 엘리먼트가 그 상으로 안착되는 변조 모듈의 표면 사이의 한정된 유동 경로를 통하는 것 중의 어느 하나로 제한된다. 모듈들은 시스템의 프레임에서 배열된 제거가능한 모듈들로서 제공될 수도 있다. 중력에 의하여 변조 모듈에 접하거나 변조 모듈 상에 안착하도록 한정 엘리먼트를 배열하는 것은 빔 발생기로의 유동 경로를 한정하면서, 한정 엘리먼트에 의해 변조 모듈 상에서 가해진 힘을 제한한다.
실시형태에서, 한정 엘리먼트는 빔 발생기 모듈의 제 1 벽에 연결되고, 한정 엘리먼트는 대전 입자들의 빔의 통과를 위하여 제 1 벽에서의 개구부의 둘레를 적어도 부분적으로 둘러싸고, 여기서, 한정 엘리먼트는 적어도 부분적인 링-형상 엘리먼트, 특히, 세라믹 링을 포함하고, 적어도 부분적인 링-형상 엘리먼트는 변조 모듈을 향한 방향 또는 변조 모듈을 등진 방향으로 제 1 벽에 대하여 이동가능하게 배열된다.
실시형태에서, 시스템은 제 1 벽에 대하여 링-형상 엘리먼트의 이동을 구속하기 위한 구속 엘리먼트(confining element)를 더 포함한다. 실시형태에서, 링-형상 엘리먼트는 제 1 벽 내의 홈(groove) 또는 리세스(recess) 내에서 적어도 부분적으로 느슨하게 배열되고, 구속 엘리먼트에 의해 탈거(fall out)하는 것이 방지된다.
실시형태에서, 구속 엘리먼트는 알루미늄 또는 티타늄을 포함하는 재료로 이루어진다.
실시형태에서, 한정 엘리먼트에는 하나 이상의 돌출부들이 제공되고, 구속 엘리먼트는 한정 엘리먼트의 이동을 구속하기 위하여 돌출부들과 협력하도록 배열된다. 이러한 유동 한정 장치는 특정된 유동 한정을 유지하면서, 빔 발생기 모듈의 용이한 제거 및/또는 대체를 가능하게 한다. 실시형태에서, 구속 엘리먼트는 적어도 부분적인 링 형상을 가진다.
한정 엘리먼트 및 구속 엘리먼트를 포함하는 유동 한정 장치는, 시스템 내의 전자기장(electromagnetic field)에 영향을 주지 않고, 이에 따라, 컬럼을 통한 대전 입자 빔 경로들에 영향을 주지 않도록 설계된다.
실시형태에서, 시스템은:
제 2 애퍼처 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 변조 엘리먼트 - 변조 엘리먼트는 대전 입자 빔들의 통과를 위한 제 2 복수의 애퍼처들 및 제 2 복수의 애퍼처들과 연관된 제 2 복수의 편향기들을 포함하고, 편향기들은 대전 입자 빔들을 선택적으로 편향시키거나 편향시키지 않도록 배열됨 -, 및
대전 입자 빔들의 통과를 위한 제 3 복수의 애퍼처들 및 대전 입자 빔들을 차단하기 위한 차단 에어리어를 포함하는 빔 정지 엘리먼트 - 빔 정지 엘리먼트는 변조 엘리먼트의 다운스트림에서 배열됨 - 를 더 포함하고,
변조 엘리먼트 및 빔 정지 엘리먼트는 선택적으로 편향된 대전 입자 빔들을 통과하게 하거나 차단하기 위하여 함께 기능하도록 배열되고,
여기서, 도관은 빔 정지 엘리먼트쪽으로, 바람직하게는, 또한, 변조 엘리먼트쪽으로 세정제를 내보내도록 배열된다. 빔 정지 엘리먼트의 오염은 이것에 의해, 방지될 수 있거나 적어도 제거될 수 있다. 빔 정지 엘리먼트는 위에서 설명된 바와 같은 대전 입자 광학 엘리먼트를 표현한다. 대전 입자 빔들을 차단함으로써, 이것들은 타겟을 향해 계속하는 것이 방지된다. 이 빔 정지 엘리먼트는 위에서 설명된 빔 정지 엘리먼트일 수도 있다. 변조 엘리먼트의 각각의 애퍼처에는 편향기가 제공될 수도 있다. 이것에 의하여, 블랭커(blanker)로서 또한 지칭된 변조 엘리먼트는 패턴 데이터에 따라, 다른 개별적인 빔들을 편향시키지 않으면서, 하나 이상의 개별적인 대전 입자 빔들을 편향시킬 수 있다.
실시형태에서, 대전 입자 광학 시스템 내에서의 전기적 연결들에는 에폭시 및/또는 금속 층과 같은 보호 코팅이 제공된다. 이러한 보호 코팅은 전도 와이어들, 전기적 컨택들, 컨택 패드들 등과 같은 전기적 연결들이 세정제 또는 그 종들에 의해 손상되는 것을 방지한다.
실시형태에서는, 제 2 대전 입자 빔 발생기로부터 방출된 대전 입자들의 빔이 대전 입자 광학 엘리먼트 또는 그 표면을 향해, 이를 따라, 또는 그 위에 지향되지만, 타겟에 도달하지 않도록 배열된 제 2 대전 입자 빔 발생기가 제공된다. 전자들 또는 이온들을 발생시키는 추가적인 대전 입자 빔 발생기의 제공은 오염의 방지 또는 제거를 개량시킬 수도 있다. 그것은 또한, 타겟 노광을 위하여 제공된 대전 입자 빔 발생기가 활성이 아닐 때에, 대전 입자들에 의해 용이하게 된 세정을 또한 가능하게 한다.
위에서 설명된 실시형태들의 다양한 특징들 중의 하나 이상은 상이한 실시형태들이 그러한 바와 같이, 조합될 수도 있다.
제 2 양태에 따르면, 발명은 제 1 양태의 실시형태들 중의 임의의 하나에 따라, 대전 입자 빔 시스템에서 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법을 제공하고, 방법은:
빔 발생기가 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안 및/또는 제 2 대전 입자 빔 공급원이 대전 입자 광학 엘리먼트를 향해 지향되는 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안에, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키는 단계; 및
세정제를 유입시키는 동안에 진공 챔버에서 진공을 유지하는 단계를 포함하고,
여기서, 진공을 유지하는 단계는 통기 구멍을 경유하여, 진공 챔버에 연결된 진공 펌프로의 적어도 대전 입자 광학 엘리먼트를 통한 종들의 유동 또는 이동을 제공하는 것을 포함한다.
방법은 대전 입자 투과 애퍼처들에서 또는 그 근처에서의 오염의 증착 및 성장을 방지하거나 적어도 제한하는 것 뿐만 아니라, 표면들 상에서 형성된 오염의 제거의 양자를 가능하게 한다. 애퍼처는 개방 상태, 즉, 그 유지된 크기로 유지될 수 있고, 애퍼처의 형상은 유지될 수 있다. 이것에 의하여, 전류 밀도, 형상, 및 위치와 같은 대전 입자 빔 속성들이 유지된다. 제 1 양태에 대하여 위에서 논의된 바와 같이, 통기 구멍은 대전 입자 광학 엘리먼트에서의 압력에 있어서의 감소를 제공한다. 이것에 의하여, 오염을 일으킬 수 있는 종들의 양은 감소된다. 빔 발생기가 활성인 동안에 세정제를 유입시키는 것은, 위에서 논의된 바와 같이, 대전 입자 빔들이 표면들 상에서 증착물들을 형성하기 위하여 종들과 상호작용할 수도 있으므로, 반직관적(contra intuitive)으로 보일 수도 있다. 그러나, 발명자들은 대전 입자 빔들의 존재 시에 세정제를 유입시키는 것이 대전 입자 광학 엘리먼트들의 더 효율적인 세정을 초래한다는 것을 관찰하였다. 발명자들은 대전 입자 빔 발생기가 활성, 즉, 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안에 세정제를 유입시키는 것이 US 2015/028223 A1에서 개시된 방법과 비교하여 세정 레이트를 개선시킨다는 것을 알았다. 특히, 오염의 효율적인 제거 또는 방지는, 대전 입자 빔들이 매우 근접한 거리에서 애퍼처의 둘레로 이를 통해 투과되고 및/또는 대전 입자 빔들이 애퍼처를 둘러싸는 에어리어에 의해 적어도 부분적으로 차단되는 애퍼처들을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트들에서 관찰되었다. 이러한 전류 제한 애퍼처들은 전형적으로, 인입 빔으로부터 복수의 빔들을 형성하는 애퍼처 엘리먼트들에서, 빔 형성 또는 빔 성형 엘리먼트들에서, 대전 입자 빔 변조 엘리먼트들(블랭커들)에서, 또는 대전 입자 빔 차단 엘리먼트들(빔 정지부들)에서 제공된다. 대전 입자 광학 컬럼의 적어도 부분을 통해 통행하는 대전 입자 빔들은 특정 로케이션들에서의 세정을 가능하게 한다. 제 2 양태의 방법을 이용하면, 세정이 오염이 표면 상에서 축적되는 레이트보다 더 높은 레이트에서 수행될 수 있다는 것을 알게 되었다. 이것에 의하여, 오염의 레벨이 시간에 있어서 적어도 실질적으로 일정한 정상 상태(steady state)가 달성된다. 대전 입자 광학 컬럼의 증가된 안정성은 방법을 실질적으로 연속적으로 적용할 때에 관찰되었다. 이것은 예컨대, 대전 입자 광학 표면들의 세정 및 오염된 상태들 사이의 전이(transition)들의 부재에 관련되는 것으로 고려된다.
방법은 시스템의 정상적인 동작을 간섭하지 않는 것을 알게 되었다. 방법은 예컨대, 타겟들의 준비 도는 교환 동안, 및/또는 대전 입자 빔들로의 타겟들의 노광 동안, 예컨대, 웨이퍼들의 리소그래픽 패턴화 동안에 수행될 수도 있다.
실시형태에서, 세정제는 빔 발생기의 동작 동안에 실질적으로 연속적으로 유입된다. 이것은 오염의 실질적으로 연속적인 제거, 또는 대전 입자 광학 엘리먼트들 상에서의 오염의 성장의 방지를 용이하게 한다.
실시형태에서, 진공을 유지하는 것은 진공 펌프에 연결된 하나 이상의 진공 펌프들을 활성으로 동작시키는 것을 포함한다.
실시형태에서, 세정제는 하나 이상의 전류 제한 애퍼처들을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트들, 및/또는 오염이 엘리먼트들의 적당한 기능에 영향을 줄 수도 있거나 적당한 기능을 제한할 수도 있는, 예컨대, 컴포넌트의 수명이 그렇지 않을 경우에 오염에 의해 제한될 수도 있는 엘리먼트들로 내보내진다.
실시형태에서, 방법은 적어도 하나의 통기 구멍을 통과하는 임의의 대전 입자들이 타겟에 도달하는 것을 방지하는 단계를 포함한다. 실시형태에서, 통기 구멍을 통과하는 대전 입자들은 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 추가의 애퍼처 엘리먼트에서 포함된 비-애퍼처 에어리어들에 의해 이 대전 입자들을 차단함으로써 타겟에 도달하는 것이 방지되고, 추가의 애퍼처 엘리먼트는 대전 입자 투과 애퍼처들을 통과한 대전 입자 빔들의 통과를 위한 하나 이상의 애퍼처들을 포함한다. 이러한 애퍼처 엘리먼트는 위에서 설명된 투영 렌즈에서 포함될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 대전 입자들은 통기 구멍들의 업스트림에서 차단될 수도 있어서, 대전 입자 빔들이 통기 구멍들에 도달하는 것을 방지할 수도 있다.
실시형태에서, 방법은:
대전 입자 빔 발생기로의 세정제 또는 그 생성물들의 유동이 방지되거나 적어도 감소되도록, 대전 입자 빔 시스템을 배열하는 단계를 더 포함한다.
실시형태에서, 방법은 다음의 단계들:
대전 입자 빔 발생기를 빔 발생기 모듈에서, 그리고 대전 입자 광학 엘리먼트를 변조 모듈에서 배열하는 단계,
빔 발생기 모듈에 이동가능하게 연결되고 중력 및/또는 스프링력에 의하여 변조 모듈에 접하는 한정 엘리먼트를 제공하는 단계를 더 포함한다. 한정 엘리먼트는 위에서 설명된 바와 같은 한정 엘리먼트일 수도 있다.
실시형태에서, 방법은 대전 입자들이 1~10 kEV의 범위에서, 특히, 약 5 keV 또는 5 keV보다 더 낮은 에너지를 가지는 대전 입자 광학 컬럼의 영역에서 세정제를 유입시키는 것을 포함한다. 세정제는 정상적인 노광 동안에 유입될 수 있다. 대전 입자들의 에너지는 예컨대, 시스템 내의 대전 입자 빔 공급원, 타겟, 및 대전 입자 광학 엘리먼트들에 인가된 전기적 전위들에 의해 결정된다. 방법이 특히 적합한, 본원에서 설명된 바와 같은 멀티-빔 시스템에서, 대전 입자들의 에너지는 전형적으로 타겟 노광 동안에 약 5 keV이다. 방법이 타겟을 노광하지 않는 동안에 적용될 경우, 대전 입자 빔의 에너지는 세정을 개선시키기 위하여 조절될 수 있다.
실시형태에서는, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 내보내면서, 하나 이상의 대전 입자 빔들은 대전 입자 광학 엘리먼트에서 또는 근처에서 존재한다. 용어 "에서 또는 근처에서"는 대전 입자 광학 엘리먼트를 향해 및/또는 대전 입자 투과 애퍼처를 통해 대전 입자 빔들을 투과시키는 것을 포함하고, 즉, 대전 입자 빔들은 대전 입자 광학 컬럼의 적어도 부분을 통해 적어도 부분적으로 투과된다.
세정제의 유입 동안에는, 세정제의 종들의 평균 자유 경로(mean free path)가 종들이 대전 입자 광학 엘리먼트의 표면과 충돌할 가능성이 가장 크거나 특히, 대전 입자 빔들의 대전 입자와 임의의 다른 충돌들 없이 시스템으로부터 떨어지게 펌핑되도록 하는 레벨에서 압력이 유지된다. 그러므로, 세정제는 세정제의 존재에 의해 이에 따라 영향을 받지 않는 대전 입자 빔들에 대해 사실상 비가시적이다. 또한, 시스템에서의 압력은 대전 입자 광학 엘리먼트들 사이에서 전기적 브레이크다운(breakdown) 또는 플래시오버(flashover)의 위험이 있을 수도 있는 압력 미만으로 유지된다.
위에서 설명된 실시형태들의 다양한 특징들 중의 하나 이상, 및/또는 상이한 실시형태들 중의 하나 이상은 조합될 수도 있다. 제 2 양태에 따른 방법은 제 1 양태의 실시형태들 또는 대안들 중의 임의의 하나 이상에 따라 대전 입자 빔 시스템에서 수행될 수도 있거나 적용될 수도 있다. 방법의 다양한 실시형태들, 특히, 상이한 단계들은 제 1 양태의 대전 입자 빔 시스템의 특징들 중의 하나 이상에 의해 실현될 수도 있다.
제 3 양태에 따르면, 본 발명은 진공 챔버에서 배열된 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법을 제공하고, 대전 입자 빔 시스템은 대전 입자들의 빔을 타겟 상으로 투영하기 위한 대전 입자 광학 컬럼을 포함하고, 대전 입자 광학 컬럼은 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트를 포함하고,
대전 입자 광학 엘리먼트는 대전 입자들의 빔을 투과시키고 및/또는 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 투과 애퍼처, 및 대전 입자 광학 엘리먼트의 제 1 측면으로부터 제 2 측면으로의 유동 경로를 제공하기 위한 적어도 하나의 통기 구멍을 포함하고;
방법은 다음의 단계들:
대전 입자들의 빔이 대전 입자 광학 엘리먼트에서 또는 근처에서 존재하는 동안에, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키는 단계; 및
진공 챔버에서 진공을 유지하는 단계 - 진공을 유지하는 단계는 통기 구멍을 통해, 대전 입자 광학 엘리먼트의 제 1 측면으로부터 제 2 측면으로, 그리고 추가로 진공 챔버에 연결된 진공 펌프로의 유동 경로를 제공하는 것을 포함함 - 를 포함한다.
제 3 양태에 따른 방법은 제 2 양태에 따른 방법에 대하여 위에서 설명된 것과 동일하거나 대응하는 장점들을 제공한다. 제 3 양태의 방법은 제 2 양태의 방법에 대하여 위에서 설명된 실시형태들의 특징들, 대안들, 또는 방법 단계들 중의 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있다.
제 4 양태에 따르면, 발명은 대전 입자 빔 시스템을 제공하고, 상기 대전 입자 빔 시스템은:
대전 입자들의 빔을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기;
진공 챔버에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼 - 대전 입자 광학 컬럼은 타겟 상으로 대전 입자들의 빔을 투영하기 위하여 배열되고, 대전 입자 광학 컬럼은 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트를 포함함 -;
세정제를 제공하기 위한 공급원;
대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키기 위하여 공급원에 연결된 도관;
대전 입자들의 빔으로부터 복수의 대전 입자 빔들을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들을 포함하는 제 2 애퍼처 엘리먼트 - 제 2 애퍼처 엘리먼트는 대전 입자 빔 발생기와 대전 입자 광학 엘리먼트 사이에서 배열됨 -, 및
대전 입자 빔 발생기와 제 2 애퍼처 엘리먼트 사이에서 제공된 한정 엘리먼트 - 한정 엘리먼트는 대전 입자 빔 발생기로의 세정제 또는 그 생성물들의 유동 또는 통과를 방지하거나 적어도 최소화함 - 를 포함한다.
한정 엘리먼트는 빔 발생기에서 배열된 대전 입자 공급원으로의 세정제의 유동 또는 통과를 방지하거나 적어도 한정한다. 이것에 의하여, 세정제는 시스템의 정상적인 동작 동안에 유입될 수 있어서, 효율적인 세정을 제공할 수 있고 및/또는 시스템의 다운 시간(down time)을 감소시킬 수 있다. 한정 엘리먼트는 위에서 설명된 바와 같은 한정 엘리먼트일 수도 있다.
제 4 양태의 시스템은 제 1 양태의 시스템에 대하여 위에서 설명된 실시형태들의 특징들 또는 대안들 중의 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있거나 이와 조합될 수도 있다.
제 5 양태에서, 발명은 제 4 양태에 따른 대전 입자 빔 시스템에서 대전 입자 광학 엘리먼트에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법을 제공하고, 방법은:
빔 발생기가 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안 및/또는 제 2 대전 입자 빔 공급원이 대전 입자 광학 엘리먼트를 향해 지향되는 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안에, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키는 단계; 및
세정제를 유입시키는 동안에 진공 챔버에서 진공을 유지하는 단계를 포함하고,
대전 입자 빔 시스템은, 대전 입자 빔 발생기로의 세정제 또는 그 생성물들의 유동이 방지되거나 적어도 최소화되도록 배열된다.
제 5 양태에 따른 방법은 제 4 양태에 대하여 위에서 설명된 것과 동일하거나 대응하는 장점들을 제공한다. 제 5 양태의 방법은 제 2 및/또는 제 3 양태의 방법에 대하여 위에서 설명된 실시형태들의 특징들 또는 대안들 중의 임의의 하나 이상을 포함할 수도 있거나 이와 조합될 수도 있다. 방법 단계들은 제 1 및/또는 제 4 양태에 대하여 설명된 실시형태들의 특징들 중의 임의의 하나 이상에 의해 실현될 수도 있다.
제 6 양태에 따르면, 본 발명은 대전 입자 빔 시스템을 제공하고, 상기 대전 입자 빔 시스템은:
- 대전 입자들의 빔을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기;
- 진공 챔버에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼 - 대전 입자 광학 컬럼은 타겟 상으로 대전 입자들의 빔을 투영하기 위하여 배열되고, 대전 입자 광학 컬럼은 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트를 포함함 -;
- 세정제를 제공하기 위한 공급원;
- 공급원에 연결되고, 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키기 위하여 배열된 도관을 포함하고;
대전 입자 광학 엘리먼트는 대전 입자들의 빔을 투과시키고 및/또는 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 투과 애퍼처, 및 대전 입자 광학 엘리먼트의 제 1 측면과 제 2 측면 사이에서 유동 경로를 제공하기 위한 적어도 하나의 통기 구멍을 포함하고, 통기 구멍은 대전 입자들의 빔을 위한 의도된 궤도 외부에 배열된다.
제 6 양태의 시스템은 제 1 양태의 시스템과 유사한 장점들 및 효과들을 제공한다. 제 6 양태의 시스템은 제 1 및 제 4 양태들의 시스템들에 대하여 위에서 설명된 실시형태들의 임의의 하나 이상의 특징들을 포함할 수도 있다. 제 2 또는 제 3 양태의 방법 단계들에 의해 정의된 바와 같은 방법은 제 6 양태의 시스템에 적용될 수도 있다.
시스템들 및 방법들의 다양한 양태들은 도면들에서 도시된 실시형태들을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 다중 빔 리소그래피 시스템을 개략적으로 도시하고;
도 2a 및 도 2b는 대전 입자 투과 애퍼처에서의 대전 입자 빔 유도 증착 및 오염 성장을 개략적으로 예시하고;
도 3a는 본 발명의 실시형태들에 따른 대전 입자 빔 시스템을 개략적으로 예시하고;
도 3b는 도 3a의 세부사항을 개략적으로 예시하고;
도 4a 내지 도 4d는 대전 입자 투과 애퍼처들 및 통기 구멍들을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트들의 세부사항들을 개략적으로 도시하고;
도 5는 대전 입자 빔 시스템에서, 도 4a에서 예시된 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 엘리먼트의 세부사항을 개략적으로 도시하고;
도 6은 유동 경로를 대전 입자 빔 시스템의 빔 발생기 모듈로 한정하기 위한 장치를 개략적으로 예시하고;
도 7은 대전 입자 빔 시스템으로의 세정제의 유입을 위한 장치를 개략적으로 도시하고;
도 8은 세정제 공급원을 개략적으로 예시하고;
도 9a 및 도 9b는 대전 입자 빔 시스템에서의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법을 개략적으로 예시하고;
도 10은 본 발명의 실시형태들에 따른 대전 입자 빔 시스템을 개략적으로 예시한다.
대전 입자 투과 애퍼처들의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 대전 입자 빔 시스템들 및 방법들의 다양한 실시형태들에서, 오직 예로서 그리고 도면들을 참조하여 주어질 경우에, 이러한 시스템들은 이하에서 설명된다.
도 1은 대전 입자 멀티-빔 리소그래피 시스템의 실시형태의 단순화된 개략적인 도면을 도시한다. 이러한 리소그래피 시스템은 본 출원의 출원인에게 양도되고 그 전체적으로 참조로 본원에 편입된, 미국 특허 제6,897,458호; 제6,958,804호; 제7,019,908호; 제7,084,414호; 제7,129,502호; 제7,709,815호; 제7,842,936호; 제8,089,056호, 및 제8,254,484호; 및 미국 특허 출원 공개 제2007/0064213호; 제2009/0261267호; 제2011/0073782호, 및 제2012/0091358호에서 설명된다. 동일사항은, 도 1에서 예시된 실시형태가 기능적으로 동등한 시스템을 제공하는 US 2014/0197330에 대해서도 마찬가지이다. 유리한 장착 장치들, 서스펜션 기구들, 및 진동 격리 장치들은 US 2014/0197330에서 설명되고, 위에서 열거된 공보들의 시스템들과 조합될 수도 있거나 이러한 시스템들에서 이용될 수도 있다. 리소그래피 시스템은 전자 빔들을 참조하여 설명되지만, 교시사항은 이온 빔들과 같은, 다른 타입들의 대전 입자 빔들에 마찬가지로 적용한다. 용어 "전자"는 그 경우에, 당업자에 의해 이해된 바와 같이, "대전 입자" 또는 "이온"에 의해 대체된다. 멀티-빔 리소그래피 시스템(1)은 타겟(12)의 표면(10)을 패턴화하기 위한 전자 빔들(8)을 형성하고 제어하기 위한, 대전 입자 광학 컬럼으로서 또한 지칭된, 전자 공급원(4) 및 전자 광학 시스템(6)을 포함하는 진공 챔버(2)를 포함한다. 타겟(12)은 전형적으로, 전자 감지 레지스트 층으로 코팅된 실리콘 웨이퍼를 포함한다. 전자 공급원(4), 및 전자 광학 시스템(6)의 컴포넌트들은 광학 축(14)을 따라 정렬된다. 이하에서 더 상세하게 설명된 광학기기의 컴포넌트들은 유리하게도, 프레임(7)에 의해 지지된 하나 이상의 대체가능한 모듈들에서 배열된다. 프레임 및/또는 모듈들은 광학 축(14)을 따라 모듈들의 정렬을 제공하도록 구성된다. 상이한 모듈들로의 특정 분할물 또는 장치가 본원에서 설명되지만, 다른 장치들이 또한 가능하므로, 이것은 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다.
전자 공급원(4) 및 빔 콜리메이팅 시스템(beam collimating system)(18)을 포함하는 빔 발생기 모듈(16)은 콜리메이팅된 전자 빔(20)을 발생한다. 콜리메이팅된 전자 빔(20)은 애퍼처 어레이 및 집광 렌즈 모듈(condenser lens module)(22)에서 복수의 개별적인 빔들(8)로 분할된다. 콜리메이팅된 빔(20)은 애퍼처들의 하나 이상의 그룹들 또는 어레이들을 포함하는 애퍼처 어레이 엘리먼트에 의해 복수의 빔들로 분할된다. 빔들(8)은 패턴 데이터에 따라 개별적인 빔들(8)을 선택적으로 블랭크(blank), 즉, 편향시키거나 편향시키지 않도록 구성된, 변조 엘리먼트로서 또한 지칭된 빔 블랭커(beam blanker)(24)로 지향된다. 일부 실시형태들에서, 멀티-애퍼처 어레이(도시되지 않음)는 애퍼처 어레이 엘리먼트와 빔 블랭커 어레이 사이에서 제공되거나, 빔 블랭커와 일체로 배열된다. 이러한 멀티-애퍼처 어레이는 빔들(8)의 각각을, 그룹들로 빔 블랭커로 지향되는 더 작은 빔들로 추가로 스플리팅(splitting)하기 위하여 배열된다. 패턴화된 빔들은 빔들(8)의 그룹 내의 빔들을 개별적으로 변조함으로써 형성될 수 있다. 빔 블랭커(24)는 빔 스위칭 모듈로서 또한 지칭된 변조 모듈(25)에서 배열된다. 대안적으로, 애퍼처 어레이 엘리먼트, (제공될 경우에) 멀티-애퍼처 어레이, 및 블랭커 어레이는 동일한 모듈에서 배열될 수도 있다.
빔 정지 엘리먼트(26)는 빔 블랭커(24)에 의해 편향되는 빔들(8)을 정지시키도록 배열된다. 블랭커 어레이(24)에 의해 편향되지 않는 전자 빔들(8)은 빔 정지 엘리먼트(26)를 통해 적어도 부분적으로 투과된다. 빔 블랭커(24) 및 빔 정지 엘리먼트(26)는 이에 따라, 개별적인 전자 빔들(8)이 통과하는 것을 정지시키거나 허용함으로써, 빔들을 변조하도록 함께 기능한다. 일부 실시형태들에서, 빔 정지 엘리먼트는 투영 광학기기 모듈(28)에서 배열된다. 이 모듈은 또한, (도 1에서 예시되지 않은) 주사 편향기 및 투영 렌즈를 포함한다. 주사 편향기는 표면(10) 상의 개개의 기록 에어리어들, 스트립(strip)들을 주사하기 위하여 빔들(8)을 편향시킨다. 투영 렌즈는 빔들(8)을 타겟 표면(10) 상으로 포커싱한다. 투영 광학기기(28)의 세부사항은 빔 정지 엘리먼트(26), 주사 편향기(27), 및 투영 렌즈(29)의 장치를 개략적으로 도시하는 도 3b에서 도시되어 있다. 빔 블랭커(24), 빔 정지 엘리먼트(26), 및 투영 렌즈(29)는 바람직하게는, 하나 이상의 어레이들로 배열된 복수의 대전 입자 빔 투과 애퍼처들을 포함하는 애퍼처 엘리먼트들로서 형성된다.
타겟(12)은 타겟 지지체(30), 여기서는, 척(chuck)(34) 상에서 장착된 웨이퍼 테이블(32)에 의해 지지된다. 타겟 지지체 액츄에이터(36)는 전자 광학 컬럼(6)에 대하여, 특히, 전자 광학 축(14)에 대하여 타겟 지지체(30)를 이동시키기 위하여 제공된다. 액츄에이터(36)는 짧은 스트로크 액츄에이터(38) 및 긴 스트로크 액츄에이터(40)를 포함하여, 높은 정확도로 전자 광학 축에 수직인 평면에서의 타겟의 2 차원 이동을 가능하게 한다.
제어 유닛(42)은 리소그래피 시스템의 동작을 제어한다. 패턴 데이터는 제어 유닛(42)으로부터 변조 엘리먼트(24)로 송신된다. 실시형태에서, 데이터 송신의 일부는 변조 엘리먼트 상의 수신기들 상으로 지향된 변조된 광 빔들에 의해 실현된다. 제어 유닛(42)은 시스템의 동작을 제어하기 위하여, 전자 빔 속성들의 측정들 및 투영 광학기기에 대한 타겟의 위치의 측정들과 같은 다양한 측정들을 제어할 수도 있고 및/또는 이용할 수도 있다.
적어도 하나의 진공 펌프(44)는 그 안에서 희망된 진공을 유지하기 위하여 진공 챔버(2)에 연결된다. 전형적으로, 하나 이상의 터보 펌프(turbo pump)들이 이용된다. 또한, 하나 이상의 펌프들, 전형적으로 (이온) 게터 펌퍼(getter pump)는 그 안에서 특정된 진공을 유지하기 위하여 빔 발생기에 연결된다. 빔 발생기 모듈 내의 압력은 일반적으로, 주 진공 챔버에서의 압력보다 더 낮다. 대안적으로, 빔 발생기 모듈은 주 진공 챔버에 연결된 별도의 진공 챔버에서 배열된다.
그 실시형태들이 이하에서 설명되는 본 발명의 교시사항들은 도 1의 시스템에 대한 수정들로서 적용될 수 있다. 도 7 및 도 10에서 예시된 바와 같이, 세정제의 공급원은 프레임(7)에 연결될 수 있고, 세정제의 공급원에는, 대전 입자 광학 엘리먼트들 중의 하나 이상, 예를 들어, 변조 엘리먼트(24) 및/또는 빔 정지 엘리먼트(26)쪽으로 세정제를 내보내기 위한 하나 이상의 도관들이 제공될 수 있다. 대전 입자 투과 애퍼처들의 어레이들을 포함하는 엘리먼트들 중의 하나 이상, 특히, 빔 정지 엘리먼트(226)에는, 도 3a 및 도 9b에서 예시된 바와 같이, 대전 입자 투과 애퍼처들에 추가하여 통기 구멍들이 제공된다. 일부 실시형태들에서, 한정 엘리먼트는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 빔 발생기 모듈(16)과, 애퍼처 어레이 모듈(22) 또는 조합된 애퍼처 어레이 및 블랭커 모듈(225) 사이에서 제공된다. 본 발명의 교시사항들은 도 1에서 예시된 시스템의 타입으로 제한되는 것이 아니라, 다른 타입들의 대전 입자 빔 시스템들에 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 대전 입자 빔 투과 애퍼처(46)에서 대전 입자 빔 유도 증착(EBID 또는 IBID)에 의해 야기된 오염의 형성을 개략적으로 예시한다. 이러한 애퍼처들은 대전 입자 빔 시스템에서의 다양한 컴포넌트들에서 존재한다. 도 1에서 예시된 멀티 전자 빔 리소그래피 시스템에서, 전류 제한 대전 입자 투과 애퍼처들은 애퍼처 어레이(22), (제공될 경우에) 멀티-애퍼처 어레이, 특히, 멀티-애퍼처 어레이를 포함할 경우에 블랭커(24)에서, 그리고 빔 정지부(26)에서 존재한다.
도 2a는 대전 입자 빔들(8)의 적어도 일부가 기판(12)을 향해 지향되는 하나 이상의 대전 입자 빔들(8)에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트(48)의 세부사항을 도시한다. 대전 입자 광학 엘리먼트(48)에는, 적어도 하나의 대전 입자 투과 애퍼처(46)가 제공된다. 잔류 가스들 또는 오염물들(50)은 적어도 어느 정도까지, 진공 시스템에서 존재한다. 이러한 오염물들(50)은 탄화수소 화합물들 또는 분자들(CxHy)을 전형적으로 제공하는, 참조 번호(52)에 의해 예시된 레지스트 아웃개싱으로부터 유래할 수 있다. 오염물들(50)의 다른 공급원들은 대전 입자 컬럼 자체 내의 표면들로부터 아웃개싱한다. 탄화수소들 또는 다른 분자들(50)은 참조 번호(54)에 의해 예시된, 대전 입자 광학 엘리먼트(48)의 표면 상으로 흡착할 수도 있다. 애퍼처(46)의 경계의 매우 근접한 거리에서 통과하거나, 또는 심지어 적어도 부분적으로 타격하는, 대전 입자 빔들(8)에서의 대전 입자들은 표면 근처에서 존재하거나 표면 상에서 흡착된 잔류 가스들과 상호작용할 수도 있음으로써, 대전 입자 빔 유도 증착(EBID, IBID)을 야기시킬 수도 있다. 이 상호작용 시에, 분자 내의 결합(bond)들은 파괴될 수도 있고, 이것에 의하여, 분자(50)의 불안정한 파트들은 진공 펌프들에 의해 떨어지게 펌핑된다. 특히, 탄소를 포함하는 분자의 나머지 파트는 표면 상에서 또는 근처에서 남아 있고, 여기서, 그것들은 층(56)을 형성할 수도 있다. 탄소 함유 재료의 층(56)은 예를 들어, 컴포넌트들의 대전으로 인해 빔 안정성에 영향을 주고, 타겟 표면 상으로 투영된 대전 입자 빔들의 세기 손실, 및/또는 수차(aberration)들과 같은 왜곡들 등을 야기시킬 수도 있다. 도 2에서 예시된 바와 같이, 애퍼처들(46)에서 그리고 그 주위에서의 이러한 오염 층(56)의 빌드-업(build-up)은 애퍼처들(46)의 크기를 감소시킨다. 예를 들어, 대전 입자 빔 시스템의 동작 동안의 계속된 전자 또는 이온 빔 유도 증착으로 인해, 오염 층(56)이 성장함에 따라, 유효 애퍼처는 정점 더 작아지고, 궁극적으로, 유효하게 완전히 막히게 된다.
도 3a 및 도 3b는 발명의 양태에 따른 대전 입자 광학 시스템 또는 적어도 그 컴포넌트들을 예시한다. 도 3a 및 도 3b에서 예시된 다양한 특징들은 도 1의 종래 기술의 시스템의 대응하는 특징들을 치환할 수도 있고, 및/또는 도 1의 시스템에 추가될 수도 있다. 교시사항은 또한, 다른 타입들의 시스템들에 적용될 수 있다. 도면들에서, 동일한 참조 번호로 나타낸 엘리먼트들은 위에서 설명된 것들과 유사하다.
도 3a는 대전 입자들의 빔(20)을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기(16)를 포함하는 대전 입자 빔 시스템(201), 및 진공 챔버(2)에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼(206)을 예시한다. 대전 입자 광학 컬럼(206)은 타겟 입자들의 빔(20)으로부터 형성된 하나 이상의 대전 입자 빔들(8)을 타겟(12) 상으로 투영하기 위하여 배열된다. 대전 입자 광학 컬럼(206)은 대전 입자 빔들에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트들을 포함한다. 도 3a에서 예시된 실시형태에서, 시스템은 도 1을 참조하여 설명된 대응하는 엘리먼트들과 기능에 있어서 유사한 변조 엘리먼트(24), 빔 정지 엘리먼트(226), 및 투영 렌즈(29)의 형태로 대전 입자 광학 엘리먼트들을 포함한다. 진공 챔버(2)에서 진공을 유지하기 위하여, 하나 이상의 진공 펌프들(44)이 제공된다.
변조 엘리먼트(24)는 상기 대전 입자 빔들의 통과를 위한 복수의 애퍼처들(46), 및 각각이 애퍼처와 연관된, 대응하는 복수의 편향기들 또는 전극들을 포함한다. 편향기들은 하나 이상의 대전 입자 빔들을 선택적으로 편향시키거 편향시키지 않도록 배열된다. 변조 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 빔 정지 엘리먼트(226)는 대전 입자 빔들의 통과를 위한 복수의 애퍼처들(46), 및 대전 입자 빔들을 차단하기 위한 차단 에어리어, 전형적으로, 애퍼처들에 인접한 표면을 포함한다. 양자의 변조 엘리먼트(24) 및 빔 정지 엘리먼트(226)에서, 애퍼처들(46)은 전류 제한 애퍼처들로서 작동할 수도 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 레지스트 층(10) 내에 함유된 탄화수소들과 같은 종들은 레지스트 층(10)으로부터 방출될 수도 있다. 이 종들은 시스템 내의 컨덕턴스 값들 및 펌핑 속력들에 의해 결정된 바와 같은 상이한 유동 경로들을 따라, 궁극적으로 진공 펌프(44)를 향해 시스템 내에서 이동할 수도 있다. 도 3a에서 예시된 바와 같이, 타겟 표면(10)과 대전 입자 광학 컬럼(206) 사이의 공간에서 존재하는 분자 또는 클러스터(50)는 대전 입자 광학 컬럼의 외부에 실질적으로 방사상으로 이어지는, 화살표 F1에 의해 표시된 경로를 따라, 또는 화살표 F2에 의해 표시된 바와 같이 중의 어느 하나로, 투영 렌즈 애퍼처들(58)을 경유하여 대전 입자 광학 컬럼(206)으로 유동할 수 있다. 일부 시스템들에서, 타겟 표면(10)과, 타겟 표면에 가장 근접한 대전 입자 광학 컬럼의 일부 사이의 거리 d는 매우 작다. 예를 들어, 도 1에서 예시된 시스템들에서, 이 거리는 약 50 ㎛(마이크로미터)인 반면, 투영 렌즈 어레이의 애퍼처들은 전형적으로, 100 ㎛의 직경, 즉, 필적하는 또는 심지어 더 큰 치수의 직경을 가진다. 이것에 의하여, 오염물들(50)은 경로 F1을 따르는 것보다 경로 F2를 따라 필적하는 또는 심지어 더 낮은 유동 저항(flow resistance)을 경험할 수도 있다. 이것은 대전 입자 광학 컬럼의 적어도 일부들에서의 상대적으로 높은 탄화수소 부분 압력을 초래할 수도 있다. 도 1에서 예시된 바와 같은 시스템에서, 대전 입자 빔들(8)은 그 둘레까지의 거리에서 투영 렌즈 애퍼처들(58)을 통해 통행한다. 그러므로, 원칙적으로, 투영 렌즈 애퍼처들(58)은 대전 입자 빔 유도 증착에 상대적으로 덜 민감하다. 그러나, 빔 정지 엘리먼트(226)는 양자의 빔 차단 엘리먼트 및 전류 제한 엘리먼트를 형성하고, 그러므로, 오염 종들의 존재를 거치게 될 경우에 대전 입자 빔 유도 증착에 민감하다. 그러므로, 빔 정지 엘리먼트 주위의 에어리에서 오염 종들의 축적을 회피하는 것이 희망된다.
빔 정지 엘리먼트(26)의 애퍼처들(46)의 오염과 연관된 문제들을 해결하기 위하여, 발명에 따르면, 빔 정지 엘리먼트(226)에는 복수의 통기 구멍들(60)이 제공된다. 이 통기 구멍들은 화살표 F3에 의해 표시된 바와 같이, 오염물 종들이 투영 렌즈(29)와 대면하는 빔 정지부(226)의 다운스트림 측으로부터 빔 정지부를 통해 빔 정지부의 업스트림 측으로 유동하거나 통과하고, 추후에 대전 입자 광학 컬럼을 탈출하는 것을 가능하게 한다. 이것에 의하여, 통기 구멍들은 진공 펌프들을 향해 컬럼의 내부 파트로부터의 증가된 컨덕턴스를 제공하여, 빔 정지 애퍼처들(46)에서의 오염 종들의 압력을 감소시키고, 이 때문에, 대전 입자 광학 엘리먼트의 오염을 야기시킬 수도 있는 재료의 양을 감소시킨다. 이 때문에, 대전 입자 광학 엘리먼트에서의 압력, 특히, 오염물 종들의 축적은 방지되거나 적어도 최소화된다. 이것은 결국, 대전 입자 투과 애퍼처들 내에서, 또는 대전 입자 투과 애퍼처들 상에서 오염을 감소시킨다. 도 3a에서 예시된 바와 같이, 각각의 통기 구멍의 단면은 개별적인 대전 입자 투과 애퍼처의 단면보다 더 크다.
도 3a에서 예시된 시스템은 세정제를 제공하는 공급원(62), 및 변조 엘리먼트(24) 및 빔 정지 엘리먼트(226)쪽으로 세정제를 내보내는 도관들(64)을 더 포함한다. 이 엘리먼트들(24, 226)쪽으로 세정제를 내보내는 것은, 발명자들에 의해 관찰된 바와 같이, 대전 입자 빔들의 존재에 의해 개량되는 세정을 가능하게 한다. 이러한 방법으로, 세정제는 오염이 가장 쉬운 로케이션들로 내보내질 수 있다. 가스들, 세정제의 종들, 및 세정제와 오염 층들(56) 사이의 반응들에 의해 형성된 생성물들로서 존재하는 오염물들은 대전 입자 광학 컬럼(206)을 탈출할 수도 있고, 진공 펌프(44)에 의해 떨어지게 펌핑될 수도 있다.
도 3b는 각각 도 1 및 도 3a의 시스템들에서 이용된 투영 렌즈 모듈(28, 228)의 세부사항을 예시한다. 도 3b의 세부사항은 어레이들에서의 복수의 애퍼처들로부터, 하나의 빔 정지 애퍼처(46) 및 하나의 투영 렌즈 애퍼처(58)를 도시한다. 개략적으로 표시된 바와 같이, 빔 정지 엘리먼트(26, 226)의 대전 입자 투과 애퍼처(46)는 전형적으로 투영 렌즈 애퍼처(58)보다 더 작다. 빔 정지 애퍼처(46)는 대전 입자 빔(8)의 일부를 차단하지만, 투영 렌즈는 대전 입자 빔(8)이 투영 렌즈(29)와 의도적으로 접촉하지 않도록 구성된다. 투영 렌즈는 전형적으로, 렌즈를 통해 투과된 대전 입자 빔을 포커싱하는 3 개의 렌즈 엘리먼트들(29a, 29b, 29c)을 포함하지만, 다른 구성들이 또한 가능할 수도 있다. 빔 정지 엘리먼트(26, 226)와 투영 렌즈(29) 사이에서, 주사 편향기(27)는 타겟 표면(10)의 에어리어 상에서 대전 입자 빔을 주사하기 위하여 제공된다. 투영 렌즈 애퍼처들(58)은 빔 정지 엘리먼트(26, 226)의 대전 입자 투과 애퍼처들(46)과 대응하여 배열된다.
도 4a 내지 도 4d는 대전 입자 빔들의 통과를 허용하도록 의도된 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들(46), 및 가스 종들의 통과를 가능하게 하기 위한 복수의 통기 구멍들(60)이 제공된 대전 입자 광학 엘리먼트의 세부사항을 각각 도시한다. 도 3a에서 표시된 바와 같이, 그리고 도 9b에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 대전 입자 광학 엘리먼트는 바람직하게는, 통기 구멍들(60)이 기판을 통해 연장되는 복수의 관통 구멍들에 의해 제공되는 실질적으로 평탄한 기판을 포함한다. 도 4a 내지 도 4d에서 예시된 실시형태들에서, 대전 입자 투과 애퍼처들(46)은 (그 하나가 도 4a 내지 도 4d에서 도시되는) 하나 이상의 어레이들(68)로 배열되고, 통기 구멍들(60)은 대전 입자 투과 애퍼처들의 이러한 어레이(68)에 인접하게 배열된다. 예시된 실시형태에서, 통기 구멍들은 어레이(68)에 직접적으로 인접하게 배열된다. 애퍼처 어레이(68)는 하나 이상의 빔 어레이들에서, 실질적으로 대전 입자 광학 엘리먼트의 폭을 따라 2 차원 어레이로 연장된다. 통기 구멍들은 대전 입자 투과 애퍼처들의 그룹 또는 어레이(68)의 어느 한 측면 또는 양 측면들 상에서, 특히, 비-빔 에어리어들 중의 하나 이상에서 제공될 수도 있다. 도 4a 내지 도 4d에서 알 수 있는 바와 같이, 통기 구멍들은 일반적으로 대전 입자 투과 애퍼처들로부터 분리되어 위치된다. 통기 구멍들의 로케이션들은 대전 입자가 시스템의 정상적인 동작 동안에 통기 구멍들을 통과할 가능성이 없도록 선택된다. 또한, 하나 이상의 차단 엘리먼트들은 대전 입자들이 통기 구멍에 진입하는 것을 방지하거나, 통기 구멍을 통과한 대전 입자의 추가의 통과를 차단하기 위한 것의 어느 하나를 위하여 제공될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d에서 또한 예시된 바와 같이, 통기 구멍들은 일반적으로 대전 입자 투과 애퍼처들보다 더 크다. 예를 들어, 원형 통기 구멍들을 갖는 실시형태들에서, 통기 구멍들의 직경은 대전 입자 투과 애퍼처들의 직경보다 5 또는 10 배 더 클 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 대전 입자 투과 애퍼처들은 적어도 엘리먼트의 업스트림 측 상에서, 12 ㎛ 의 직경을 가지고, 통기 구멍들은 50 또는 60 ㎛, 또는 심지어 최대 300 ㎛, 또는 그 사이의 임의의 값의 직경을 가진다. 제공된 통기 구멍들의 수는 그 크기에 관련될 수 있다. 그 직경이 더 클수록, 통기 구멍들을 통한 유동 경로를 달성하기 위하여 더 적은 수의 통기 구멍들이 요구된다.
도 4a에서 예시된 실시형태에서, 한 행의 통기 구멍들이 대전 입자 투과 애퍼처들의 어느 한 측면 상에서 제공된다. 통기 구멍들은 행을 따라 서로에 대해 규칙적인 거리들로 배열된다. 예시된 예에서, 피치 p는 통기 구멍들의 직경의 약 2 배이다.
대안적으로, 복수의 행들의 통기 구멍들이 제공될 수 있다. 통기 구멍들은 2 차원 어레이들로 배열될 수 있다. 도 4b에서, 통기 구멍들(60)은 대전 입자 투과 애퍼처들(46)의 어레이(68)의 양 측면들 상에서 2 개의 행들로 배열된다. 도 4b에서 예시된 실시형태에서, 행들은 서로에 대하여 절반의 피치 시프트되어 배열된다.
대안적인 실시형태에서는, 도 4c 및 도 4d에서 예시된 바와 같이, 통기 구멍들(60a, 60b)이 세장형 형상, 예컨대, 슬릿 형상 또는 타원 형상을 가진다. 도 4c에서, 통기 구멍들(60a)은 슬릿 형상이고, 복수의 이러한 통기 구멍들은 어레이(68)의 어느 한 측면 상에서 하나의 행을 따라 배열된다. 대안적으로, 2 개 이상의 이러한 행들이 제공될 수도 있다. 도 4d에서는, 얇은 슬릿 형상 통기 구멍들(60b)을 가지는 실시형태가 도시된다. 이 통기 구멍들(60b)은 도 4c의 통기 구멍들(60a)보다 더 얇고 더 길다. 도 4d에서, 하나 이상의 통기 구멍들(60b)은 대전 입자 투과 애퍼처들(48)의 어레이(68)의 어느 한 측면 상에서 제공될 수도 있다.
통기 구멍들(60, 60a, 60b)의 수, 통기 구멍(60, 60a, 60b)의 단면, 인접한 통기 구멍들 사이의 피치 p, 즉, 1 또는 2 차원 그룹들 또는 어레이들에서의 통기 구멍들의 배열 뿐만 아니라, 대전 입자 투과 애퍼처들까지의 거리가, 유동 경로가 생성되도록, 그리고 특정된 진공이 광학 엘리먼트에서 획득되도록 선택된다.
도 5는 빔 정지 엘리먼트(226)에서 제공된 통기 구멍들(60)을 경유하여 타겟 표면으로의 대전 입자들의 통과를 방지하기 위한 장치를 예시한다. 도 5는 빔 정지 엘리먼트(226)와 대면하는 최상부 투영 렌즈 전극(29a)의 표면의 전형적으로 업스트림에서의 투영 렌즈(29)의 표면적의 부분을 예시한다. 투영 렌즈 애퍼처들(58)의 어레이의 부분이 도시되어 있고, 복수의 더미 애퍼처들(66)은 투영 렌즈 애퍼처들(58)의 어레이의 경계들에서 위치된다. 음영표시된 에어리어들(72)은 투영 렌즈의 애퍼처들(58)에 대한 빔 정지 엘리먼트(226)의 통기 구멍들(60)의 위치를 표현한다. 다시 말해서, 에어리어들(72)은 투영 렌즈(29) 상에서의 통기 구멍들(60)의 투영을 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 통기 구멍들은 통기 구멍을 통과하는 임의의 대전 입자 빔이 애퍼처들이 제공되지 않은 투영 렌즈의 에어리어 상에서, 특히, 투영 렌즈 애퍼처들의 횡방향으로 외부, 그리고 더미 애퍼처들이 제공될 경우에, 이러한 더미 애퍼처들의 횡방향으로 외부에서 위치된 에어리어 상에서 충돌하도록 배열된다. 도 5는 도 4a에서 예시된 바와 같은 통기 구멍 배열에 대하여 이것을 예시한다. 그러나, 실시형태들에서, 도 4b, 도 4c, 또는 도 4d에서 도시된 장치들 중의 임의의 것은 통기 구멍들(60, 60a, 60b)이 투영 렌즈 애퍼처들에 횡방향으로 외부, 그리고 존재할 경우, 더미 구멍들(70)의 횡방향으로 외부의 에어리어들 위에서 위치되어, 이 때문에, 대응하는 음영표시된 에어리어들을 야기시키도록 배열된다는 것이 명확해야 한다.
본 발명의 추가의 특징은 도 6에서 예시된다. 대전 입자 공급원(예시되지 않음)의 손상을 방지하기 위해서는, 그 동작 동안에 특정된 정도의 진공을 유지하는 것이 중요하다. 그러므로, 세정제가 시스템에서 존재할 때에 빔 발생기를 동작시킬 수 있기 위해서는, 빔 발생기 모듈로의 유동 경로를 방지하거나 적어도 제한하는 것이 중요하다. 도 1에서 예시된 바와 같은 대전 입자 빔 시스템에 대하여, 빔 발생기 모듈로의 유동 경로를 한정하는 한정 엘리먼트를 추가하는 것은 대전 입자 공급원의 적당한 기능을 유지하기 위하여 유리한 것으로 알려졌다.
도 6은 모듈(22)에 의해 본원에서 표현된 대전 입자 광학 컬럼(6)의 외부로부터 빔 발생기 모듈(216)로의 유동 흐름을 적어도 어느 한도까지 한정하거나 감소시키는 장치(74)를 예시한다. 대전 입자 빔 시스템은 도 1을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 대전 입자 공급원 및 가능하게는 하나 이상의 대전 입자 광학 엘리먼트들을 포함하는 빔 발생기 모듈(216)을 포함한다. 도 6의 실시형태에서는, 빔 발생기로부터 방출된 대전 입자들의 빔(20)으로부터 복수의 대전 입자 빔들(8)을 형성하기 위한 복수의 애퍼처들(66)을 포함하는, 제 2 애퍼처 엘리먼트로서 본원에서 또한 지칭된 애퍼처 어레이(23)가 제공된다. 한정 장치(74)는 대전 입자 빔 발생기로의 세정제 또는 그 생성물들의 유동 또는 통과를 방지하거나 적어도 최소화하기 위하여, 대전 입자 빔 발생기 모듈과 제 2 애퍼처 엘리먼트(23) 사이에서 제공된다. 한정 엘리먼트(76)는 빔 발생기 모듈(16)에 이동가능하게 연결되고, 다운스트림 모듈(22) 상에서, 또는 애퍼처 어레이(23)를 둘러싸는 표면 상에서 접하거나 안착하기 위하여 배열된다. 인가된 힘은 오직 중력으로부터 기인할 수도 있거나, 스프링 블레이드(spring blade), 리프 스프링(leaf spring), 또는 유사한 것에 의해 제공될 수도 있다. 이것에 의해, 빔 발생기 모듈로의 유동 또는 통과는 제 2 애퍼처 엘리먼트(23)의 애퍼처들(66)을 통해, 및/또는 대전 입자 광학 컬럼(206)의 외부를 경유하는 것, 한정 엘리먼트(76)와, 한정 엘리먼트가 그 상으로 안착되는 엘리먼트의 표면 사이의 한정된 유동 경로를 통해 발생시키는 것으로 제한된다. 장치(74)는 빔 발생기 모듈(16)과 후속 다운스트림 모듈 사이에서 유동 한정을 제공하기 위하여, 도 1에서 예시된 시스템에 적용될 수 있다. 유동 한정 장치(74)는 실질적으로, 시스템의 나머지에 대한 임의의 수정들 또는 오직 사소한 수정들 없이 도 1의 시스템에서 편입될 수 있다.
도 6에서 예시된 실시형태에서, 한정 엘리먼트(76)는 대전 입자들(20)의 빔의 통과를 위하여, 제 1 벽(82)에서 제공된 개구부(80)를 둘러싸는 링-형상 엘리먼트를 포함한다. 링-형상 엘리먼트는 제 1 벽(82)에서의 리세스 내에서 부분적으로 이동가능하게 배열된다. 링-형상 엘리먼트(76)의 이동은 정지 엘리먼트 또는 구속 엘리먼트(78)에 의해 구속된다. 링-형상 엘리먼트(76)는 구속 엘리먼트(78)와 협력하는 하나 이상의 돌출부들(77)을 더 포함한다. 이러한 유동 경로 한정 장치는 특정된 유동 한정을 유지하면서, 빔 발생기 모듈의 용이한 제거 및/또는 대체를 가능하게 한다. 또한, 한정 장치(74)는 시스템 내의 전기장에 영향을 주지 않는다.
도 7은 세정제를 대전 입자 광학 컬럼으로 유입시키기 위한 도관들(64)에 연결된, 대전 입자 빔 시스템의 프레임(7)에서 배열된 세정제 공급원(62)의 실시형태를 개략적으로 예시한다. 이러한 장치는 도 3a에서 예시된 시스템에서 이용될 수 있다. 대안적으로, 세정제 공급원(62)은 진공 챔버 외부에 배열될 수 있고, 도관(64)은 진공 챔버로 연장될 수 있다. 세정제 공급원 및 하나 이상의 도관들은 US 2015/028223 A1으로부터 알려지는, 도 8에서 예시된 바와 같은 장치일 수도 있다.
도 8에서 도시된 장치(84)는 RF 코일(88)이 제공된 챔버(86)를 포함하는 무선 주파수(radio frequency; RF) 플라즈마 발생기를 포함한다. 라디칼들을 위한 전구체(precursor)를 형성하는 산소와 같은 입력 가스가 유입구(90)를 통해 유입된다. 플라즈마, 가스 분자들, 및/또는 라디칼들은 하나 이상의 유출구들(92)을 경유하여 챔버(86)를 떠난다. 도 8에서 예시된 실시형태에서, 유출구들(92)은 어레이형 판 또는 유사한 것에서 제공된 복수의 애퍼처들(92)에 의해 제공된다. 그러나, 이러한 애퍼처 판의 제공은 필수적인 것이 아닌 것으로 관찰되었다. 이러한 판은 깔때기(funnel)(94)에 의해 제공된 유출구(92)로 배치될 수도 있다. 장치(84)는 깔때기(94)와 같은 압력 레귤레이터(pressure regulator), 및 대전 입자 광학 엘리먼트를 향해 세정제를 포커싱하고 안내하기 위한 도관(64)을 더 포함한다. 제어 유닛(100)에 의해 제어된 밸브 또는 펌프(96)는 챔버(86)로의 제어된 유동으로 입력 가스를 유입하기 위하여 제공될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 광학 엘리먼트(48)에서 제공된 대전 입자 투과 애퍼처들(46)의 오염의 방지 및/또는 제거를 개략적으로 예시한다. 이 방법은 도 1, 도 3 내지 도 6을 참조하여 위에서 설명된 대전 입자 빔 시스템들에 적용될 수 있다. 도 9a는 대전 입자 투과 애퍼처(46)가 제공된 대전 입자 광학 엘리먼트(48)를 도시하고, 여기서, 대전 입자 빔(8)은 애퍼처(46)의 경계들에서 충돌한다. 오염 층(56)은 예컨대, 오염물들과의 대전 입자 빔의 상호작용에 의해 애퍼처(46)에서 형성되었다. 본 방법에 따르면, 이 오염물들은 대전 입자 빔(8)의 존재 시에 세정제(100)를 유입함으로써, 참조 번호(57)에 의해 표시된 바와 같이 제거된다.
도 9b는 대전 입자 광학 컬럼(206), 예를 들어, 도 3a에서 예시된 컬럼의 부분을 도시함으로써 방법을 개략적으로 예시한다. 변조 엘리먼트(24) 및 빔 정지부(226)는 대전 입자 빔들(8) 중의 하나 이상을 투과시키고 및/또는 대전 입자 빔들(8)의 하나 이상에 영향을 주기 위한 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들(46)을 포함한다. 세정제(100)는 변조 엘리먼트(24)와 빔 정지 엘리먼트(226) 사이의 공간(102)에서 유입된다. 세정제는 도관들(64)에 의해, 빔 정지부(226)를 향해 그리고 바람직하게는 블랭커(24)를 향해 안내된다. 동시에, 대전 입자 빔들(8)은 대전 입자 광학 컬럼을 통해 적어도 빔 정지부(226)로 투영된다. 빔 정지부(226)에는, 빔 정지부(226)의 제 1 측면과 제 2 측면 사이의 유동 경로 F3을 가능하게 하는 복수의 통기 구멍들(60)이 제공된다. 예시된 예에서, 오염물들(50)은 빔 정지부(226)의 다운스트림 측으로부터 공간(102)으로 유동할 수도 있거나 통과할 수도 있음으로써, 빔 정지부(226)의 다운스트림 측에서의 압력의 빌드-업을 방지할 수도 있다. 경로 F3을 경유하여 통기 구멍을 통과하는 종들 뿐만 아니라, 세정제(100), 및 세정제에 의해 표면들로부터 제거된 오염물들은 진공 챔버(도시되지 않음)에 연결된 진공 펌프의 영향 하에서 화살표 F4에 의해 표시된 바와 같이 대전 입자 광학 컬럼을 탈출한다. 이것에 의하여, 애퍼처들을 오염시키기 위하여 이용가능한 재료가 감소된다. 대전 입자 빔들 및 세정제의 조합은 특히, 대전 입자 빔들(8)이 존재하는 에어리어들에서 오염물들(56)의 효율적인 제거를 제공하는 것으로 관찰되었다. 이 에어리어들은 종종, 오염 층들이 형성할 가능성이 가장 많고, 궁극적으로, 대전 입자 광학 엘리먼트들의 기능에 대한 심각한 방해를 야기시키는 에어리들이다. 이것은 특히, 대전 입자 빔들의 형성, 성형, 및/또는 통과를 위한 작은 애퍼처들을 포함하는 엘리먼트들에 대해서도 마찬가지이다.
임의의 대전 입자들이 통기 구멍들(60) 중의 하나 이상을 통과할 경우, 이 입자들은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 엘리먼트에서 포함된 비-애퍼처 에어리어들에 의해 차단된다.
세정제 또는 그 생성물들은 특히, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 대전 입자 빔 발생기 모듈로 진입하는 것이 방지될 수도 있다.
도 10은 특히, 도 3a, 도 3b, 도 4, 및 도 6에 대하여, 위에서 설명된 특징들 중의 몇몇을 포함하는 대전 입자 시스템(301)을 도시한다. 대전 입자 빔 시스템(301)은 대전 입자 투과 애퍼처들(46)을 포함하는 대전 입자 광학 엘리먼트들(24, 226)을 포함한다. 대전 입자 투과 애퍼처들(46)에 추가하여, 대전 입자 광학 엘리먼트(226)에는 통기 구멍들(60)이 제공된다. 유동 한정 장치(74)는 빔 발생기 모듈(216)과 제 2 애퍼처 엘리먼트(23) 사이에서 제공된다. 한정 장치(74)는 빔 발생기 모듈과 변조 모듈(225) 사이의 공간을 경유한 빔 발생기로의 유동 경로를 방지하거나 적어도 감소시킨다. 도관들(64)을 갖는 세정제 공급원(62)은 복수의 대전 입자 투과 애퍼처들이 제공된 대전 입자 광학 엘리먼트(226)쪽으로, 그리고 바람직하게는, 대전 입자 광학 엘리먼트(24)쪽으로 세정제를 내보낸다. 진공 장치(44)는 그 동작 동안에 시스템 내에서 진공을 유지하기 위하여 제공된다.
본원에서 개시된 시스템들 및 방법들은 대전 입자 멀티 빔 시스템들 내에서의 효율적인 세정을 제공할 뿐만 아니라, 시스템 내의 애퍼처들의 오염을 방지한다. 오염 층들의 성장은 오염 층들을 형성하는 종들의 존재를 제한하는 것 뿐만 아니라, 시스템의 동작 동안에 세정을 적용하는 것에 의해 제한된다. 그것들이 표면들 상에서 축적하는 레이트보다 더 높은 레이트에서 오염을 제거하는 것, 즉, 과다 레이트에서 세정하는 것에 의해, 오염의 축적이 회피된다.
본 발명의 시스템 및 방법은 위에서 논의된 어떤 실시형태들을 참조하여 설명되었다. 이 실시형태들은 첨부된 청구항들에서 정의된 보호의 범위로부터 이탈하지 않으면서, 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 허용가능하다.

Claims (25)

  1. 대전 입자 빔 시스템(201, 301)으로서,
    대전 입자들(20)의 빔을 발생시키기 위한 대전 입자 빔 발생기(16, 216);
    진공 챔버에서 배열된 대전 입자 광학 컬럼(206, 306) - 상기 대전 입자 광학 컬럼은 타겟(12) 상으로 상기 대전 입자들의 빔을 투영하도록 배열되고, 상기 대전 입자 광학 컬럼은 상기 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 광학 엘리먼트(226)를 포함함 -;
    상기 대전 입자 빔 발생기(16, 216)가 상기 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안 세정제(100)를 제공하기 위한 공급원(62);
    상기 공급원에 연결되고, 상기 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 상기 세정제를 유입시키도록 배열된 도관(64);
    상기 대전 입자 빔 발생기로의 상기 세정제 또는 그 생성물들의 유동을 방지하거나 적어도 감소시키도록 배열되며, 대전 입자 빔 발생기에 이동 가능하도록 연결된 한정 엘리먼트(restriction elements);
    를 포함하고,
    상기 대전 입자 광학 엘리먼트는,
    상기 대전 입자들의 빔을 투과시키고 및/또는 상기 대전 입자들의 빔에 영향을 주기 위한 대전 입자 투과 애퍼처(46), 및
    상기 대전 입자 광 엘리먼트의 제 1 측면과 제 2 측면 사이에서 유동 경로(F3)를 제공하기 위한 통기 구멍(60, 60a, 60b)
    을 포함하고,
    상기 통기 구멍은 상기 대전 입자 투과 애퍼처의 단면보다 더 큰 단면을 갖고,
    하나 이상의 엘리먼트들 또는 컴포넌트들은 상기 통기 구멍을 통해 투과된 임의의 대전 입자들의 추가의 경로를 차단하기 위하여 상기 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열되고, 또는 엘리먼트 또는 컴포넌트는 대전 입자들이 상기 통기 구멍에 도달하는 것을 방지하기 위하여, 상기 통기 구멍의 업스트림에서 제공되는, 대전 입자 빔 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 입자 광학 엘리먼트는 전류 제한 애퍼처로서 작동하는 상기 대전 입자 투과 애퍼처에 의해 상기 대전 입자들의 빔을 정지시키거나 적어도 부분적으로 차단하도록 배열된 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 입자 광학 엘리먼트는 복수의 상기 통기 구멍들 및 복수의 상기 대전 입자 투과 애퍼처들을 포함하고, 상기 통기 구멍들은 상기 대전 입자 투과 애퍼처들의 옆에 배열된 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 구멍들은 상기 통기 구멍들의 치수와 동일하거나 또는 이보다 더 큰 피치(p)로 배열된 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 입자 광학 엘리먼트는 빔 정지 엘리먼트(226)를 포함하고,
    상기 빔 정지 엘리먼트는,
    대전 입자 빔들의 통과를 위한 복수의 상기 대전 입자 투과 애퍼처들(46), 및 대전 입자들의 통과를 차단하기 위한 비-애퍼처 에어리어(non-aperture area), 및
    상기 빔 정지 엘리먼트를 관통하는 유동 경로(F3)를 제공하기 위한 복수의 통기 구멍들(60, 60a, 60b)
    을 포함하는 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 대전 입자 빔 시스템은,
    상기 대전 입자들의 빔(8)을 포커싱하기 위한 복수의 투영 렌즈 애퍼처들(58)을 포함하는 투영 렌즈(29)
    를 더 포함하며,
    상기 투영 렌즈는 상기 빔 정지 엘리먼트의 다운스트림(downstream)에서 배열되고, 상기 투영 렌즈 및 상기 빔 정지 엘리먼트는 상기 통기 구멍들 중의 하나 이상을 통과하는 임의의 대전 입자들이 상기 투영 렌즈의 비-애퍼처 에어리어에 의해 차단되도록 배열된 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 통기 구멍들의 단면은 상기 대전 입자 투과 애퍼처들의 단면보다 더 큰, 대전 입자 빔 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 투영 렌즈는 상기 투영 렌즈 애퍼처들의 그룹 주위에 배열된 복수의 더미 애퍼처들(70)을 더 포함하고, 상기 통기 구멍들은 상기 통기 구멍들을 통과하는 임의의 대전 입자가 상기 더미 애퍼처들 외부에 횡방향으로 위치된 에어리어에 의해 차단되도록 배열된 것인, 대전 입자 빔 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 구멍들은 하나 이상의 2 차원 어레이들로 배열되는 - 상기 통기 구멍들은 상기 통기 구멍들의 행들 또는 열들이 서로에 대하여 시프트되어 기울어진 어레이(skewed array)를 형성하는 패턴으로 배열됨 -, 대전 입자 빔 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전 입자 빔 시스템은 대전 입자 다중 빔 리소그래피 시스템 또는 검사 시스템인, 대전 입자 빔 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 한정 엘리먼트는 상기 대전 입자 빔 발생기와 제 2 애퍼처 엘리먼트 사이에서 제공되는, 대전 입자 빔 시스템.
  12. 선행하는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 대전 입자 빔 시스템에서 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법으로서,
    상기 대전 입자 빔 발생기(16, 216)가 상기 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안 또는 제 2 대전 입자 빔 공급원이 상기 대전 입자 광학 엘리먼트를 향해 지향되는 대전 입자들의 빔을 발생시키고 있는 동안에, 상기 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 세정제를 유입시키는 단계; 및
    상기 세정제를 유입시키는 동안에 상기 진공 챔버(2)에서 진공을 유지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 진공을 유지하는 단계는 상기 통기 구멍(60, 60a, 60b)을 경유하여, 적어도 상기 진공 챔버에 연결된 진공 펌프로의 상기 대전 입자 광학 엘리먼트를 통한 종들의 유동 또는 이동을 제공하는 단계를 포함하는 것이고,
    적어도 하나의 통기 구멍을 통과하는 임의의 대전 입자들이 상기 타겟에 도달하는 것을 방지하거나 또는 상기 적어도 하나의 통기 구멍의 업스트림에서 대전 입자들을 차단하는 단계를 더 포함하는, 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 통기 구멍들을 통과하는 상기 대전 입자들은, 상기 대전 입자 광학 엘리먼트의 다운스트림에서 배열된 추가의 애퍼처 엘리먼트에서 포함된 비-애퍼처 에어리어들에 의해 이 대전 입자들을 차단함으로써 상기 타겟(12)에 도달하는 것이 방지되고, 상기 추가의 애퍼처 엘리먼트는 상기 대전 입자 투과 애퍼처들을 통과한 대전 입자 빔들의 통과를 위한 하나 이상의 애퍼처들을 포함한 것인, 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 대전 입자들이 1~10 kEV의 범위의 에너지를 가지는 상기 대전 입자 광학 컬럼의 영역에 상기 세정제를 유입시키는 단계를 포함하는, 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 대전 입자 광학 엘리먼트쪽으로 상기 세정제를 내보내는 동안, 하나 이상의 대전 입자 빔들은 상기 대전 입자 광학 엘리먼트에서 또는 그 근처에서 존재하는 것인, 대전 입자 빔 시스템에서의 대전 입자 투과 애퍼처의 오염을 방지하거나 제거하기 위한 방법.
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