KR20120035151A - Charged particle optical system comprising an electrostatic deflector - Google Patents

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노르만 헨드리쿠스 루돌프 바아르스
스티즌 빌렘 헤르만 슈텐브린크
게랄두스 페르난두스 텐 베르게
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마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이.
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Abstract

본 발명은 하전 입자들의 복수의 빔렛의 편향을 위한 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템에 관한 것으로, 상기 정전 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 상기 전극들은 적어도 부분적으로 자립(freestanding)하고, 상기 편향기는 상기 전극들 사이에 전기장의 작용에 의해 상기 복수의 빔렛을 편향시키며, 상기 전극들 사이에는 상기 복수의 빔렛이 통과하고, 상기 복수의 빔렛은 통과 윈도우(passing window)을 형성하고, 상기 통과 윈도우는 제 1 방향으로 연장되어 있으며, 여기서 상기 복수의 빔렛은 상기 제 1 방향으로 연장되어 있는 단일 열로 배열되어 있고, 상기 제 1 방향에 횡단하는 방향에 있는 상기 통과 윈도우의 크기는 상기 빔렛의 직경와 매치되며 상기 정전 편향기의 실제 부분은 상기 제 1 방향의 상기 통과 윈도우를 넘어 연장되어 있다.The present invention relates to a charged particle optical system comprising an electrostatic deflector for deflecting a plurality of beamlets of charged particles, the electrostatic deflector comprising first and second electrodes, the electrodes at least partially freestanding. And the deflector deflects the plurality of beamlets by the action of an electric field between the electrodes, the plurality of beamlets pass between the electrodes, and the plurality of beamlets form a passing window. And the passage window extends in a first direction, wherein the plurality of beamlets are arranged in a single row extending in the first direction, the size of the passage window in a direction crossing the first direction is Matched to the diameter of the beamlet and the actual portion of the electrostatic deflector extends beyond the passage window in the first direction. The.

Description

정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템 {CHARGED PARTICLE OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN ELECTROSTATIC DEFLECTOR}Charged particle optical system with electrostatic deflector {CHARGED PARTICLE OPTICAL SYSTEM COMPRISING AN ELECTROSTATIC DEFLECTOR}

본 발명은 하전 입자의 하나 이상의 빔렛(beamlet)의 편향을 위한 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템에 관한 것이며, 상기 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 이 전극들 사이로 상기 빔렛이 통과하며, 상기 빔렛은 상기 전극들 사이의 전위차를 세팅함에 의해 편향된다.
The present invention relates to a charged particle optical system comprising an electrostatic deflector for deflecting one or more beamlets of charged particles, the deflector comprising first and second electrodes, the beamlet passing between these electrodes. And the beamlet is deflected by setting the potential difference between the electrodes.

추가로 본 발명은 이러한 하전 입자 광학 시스템의 사용에 관한 것이다.
The present invention further relates to the use of such charged particle optical systems.

하나의 이러한 하전 입자 시스템은 US 6,897,458호로부터 알려져 있다. 이 시스템은 마스크리스(maskless) 리소그래피 시스템이다. 이 리소그래피 시스템을 따라, 전자와 같은 하전 입자의 빔은 구멍 플레이트에서 복수의 빔렛으로 분리된다. 이 빔렛은 후속하여 바람직한 직경으로 포커스 되고 블랭킹 정전 편향기를 포함하는 빔렛 블랭커 어레이를 통과한다. 상기 블랭킹 편향기로 전압의 인가시, 빔렛은 편향되고 이로써 빔렛 블랭커 어레이 뒤에 위치한 빔렛 정지 어레이에서 종결한다. 편향 없이, 이 빔렛은 렌즈들의 세트에 도달하여 타겟 표면 위에 빔렛을 포커스 한다. 스캐닝 편향 수단은 타겟 표면 위에 일 방향으로 빔렛을 함께 이동시킨다.
One such charged particle system is known from US 6,897,458. This system is a maskless lithography system. Along this lithography system, a beam of charged particles, such as electrons, is separated into a plurality of beamlets in the hole plate. This beamlet subsequently passes through a beamlet blanker array that is focused to the desired diameter and includes a blanking electrostatic deflector. Upon application of voltage to the blanking deflector, the beamlets are deflected and thus terminate in a beamlet stop array located behind the beamlet blanker array. Without deflection, this beamlet reaches a set of lenses to focus the beamlet over the target surface. Scanning deflection means move the beamlets together in one direction over the target surface.

정전 편향기는 이러한 마스크리스 리소그래피 시스템에서 그리고 다른 고속 편향 애플리케이션에서 블랭킹 편향기 및 스캐닝 편향기를 위해 사용될 수 있다. 전형적 예들은 오실로스코프 튜브, 전자 빔 리소그래피 시스템 및 검사 시스템 및 스트리크 카메라이다. 정전 편향기의 공통 타입은 평면 편향기이고, 이는 반대 전압 +V 및 -V를 가진 두 개의 평행한 플레이트를 포함한다. 전기장은 여기서 상기 플레이트에 수직한 (x-) 방향에서 발생한다. 이러한 평면 편향기는 빔을 일 방향으로만 편향시킨다. 평면 편향기의 단점은, x 및 y 편향이 타겟, 예를 들어 반도체 물질의 웨이퍼에 상이한 거리에서(즉, 상이한 z-위치) 순차적으로 적용되어야 한다는 것이다.
Electrostatic deflectors can be used for blanking and scanning deflectors in such maskless lithography systems and in other high speed deflection applications. Typical examples are oscilloscope tubes, electron beam lithography systems and inspection systems and streak cameras. A common type of electrostatic deflector is a planar deflector, which includes two parallel plates with opposite voltages + V and -V. The electric field is here generated in the (x-) direction perpendicular to the plate. This planar deflector deflects the beam in only one direction. A disadvantage of the planar deflector is that the x and y deflections must be applied sequentially at different distances (ie different z-positions) to the target, for example a wafer of semiconductor material.

또 다른 타입의 편향기는 멀티폴(multipole) 편향기이고, 이의 가장 일반적 예는 실린더형 또는 원뿔형 부분(conical segment)을 가진 만곡형 플레이트(curved plates)로 구성되는 팔중극 편향기이다. 전극 전위의 상기 플레이트에의 적합한 조합을 적용함에 의해, 두 개의 직교 방향(x 및 y)에서의 편향이 동시에 적용될 수 있다. 이 편향기 타입의 단점은 이의 복잡한 구성이다.
Another type of deflector is a multipole deflector, the most common of which is an octapole deflector consisting of curved plates with cylindrical or conical segments. By applying a suitable combination of electrode potentials to the plate, deflections in two orthogonal directions (x and y) can be applied simultaneously. The disadvantage of this deflector type is its complicated construction.

상기 종래 기술 문헌 US 6,897,458호는 스캐닝 편향 수단으로서 사용을 위한 평면 타입의 특이적 정전 편향기를 특정한다. 이 편향기는 단일 방향으로 전자 빔렛의 어셈블리를 편향시키기 위해 배열된 전극을 포함한다. 이 전극은 적합한 플레이트 위에 스트립의 형태로 놓일 수 있다. 대안적으로, 이 스트립-형태의 전극은 타겟 표면과 마주하는 면에 있는 투사 렌즈들의 세트 위에 놓일 수 있거나, 대안적으로 상기 렌즈들의 세트와 상기 타겟 표면 사이의 별도의 플레이트 상에 놓일 수 있다.
The prior art document US Pat. No. 6,897,458 specifies a planar specific electrostatic deflector for use as scanning deflection means. This deflector comprises electrodes arranged to deflect the assembly of the electron beamlets in a single direction. This electrode can be placed in the form of a strip on a suitable plate. Alternatively, this strip-shaped electrode can be placed on a set of projection lenses on the side facing the target surface, or alternatively can be placed on a separate plate between the set of lenses and the target surface.

도 10은 상기 종래 기술 정전 편향기(11)의 일부의 개략적 단면도를 보여준다. 이 편향기(11)는 제 1 스트립(131), 제 2 스트립(132) 및 제 3 스트립(133)를 포함하고, 이들은 기판(150) 위에 있다. 통과 윈도우(140), 예를 들어, 관통-홀은 상기 스트립(131, 132, 133) 사이의 기판(150)을 통해 연장된다. 이 리소그래피 시스템은, 하전 입자, 즉 전자의 빔렛이 상기 통과 윈도우(140)를 통과하도록 설계되어 있다. 제 1 및 제 3 스트립(131, 133)은 제 1 전극의 일부이며, 제 2 스트립(132)이 제 2 전극의 일부를 형성한다. 그래서, 제 2 스트립(132)은 제 1 및 제 2 스트립(131, 133)의 극성과 반대 극성을 가진다. 이 예에서, 제 2 스트립(132)은 음극이다. 제 1 및 제 2 전극 사이의 전위차의 적용시, 제 2 스트립(132)을 향한 전기장이 발생한다. 반대 극성의 전극 스트립(131, 132, 133)의 연속 열을 보면, 제 1 및 제 2 스트립(131, 132) 사이에서 발생한 전기장은 제 2 및 제 3 스트립(132, 133) 사이에서 발생한 전기장에 대해 반대 방향을 가진다. 결과적으로, 빔렛(7)은 반대 방향에 있는 전기장에 의해 편향된다.
10 shows a schematic cross sectional view of a portion of the prior art electrostatic deflector 11. This deflector 11 comprises a first strip 131, a second strip 132 and a third strip 133, which are above the substrate 150. Pass-through window 140, for example a through-hole, extends through substrate 150 between the strips 131, 132, 133. This lithography system is designed such that charged particles, ie beamlets of electrons, pass through the passage window 140. The first and third strips 131, 133 are part of the first electrode, and the second strip 132 forms part of the second electrode. Thus, the second strip 132 has a polarity opposite to that of the first and second strips 131, 133. In this example, the second strip 132 is a cathode. Upon application of the potential difference between the first and second electrodes, an electric field towards the second strip 132 is generated. Looking at the continuous rows of the electrode strips 131, 132, 133 of opposite polarity, the electric field generated between the first and second strips 131, 132 is generated by the electric field generated between the second and third strips 132, 133. Has the opposite direction. As a result, the beamlet 7 is deflected by the electric field in the opposite direction.

이러한 편향은 단점을 보여준다; 빔렛(7)의 그리드에 의해 커버된 표면적은, 빔렛(7)이 편향되는 경우가 편향되지 않는 경우보다 더 크다. 표면적에서의 이 차이는, 상기 표면적보다 훨씬 더 큰 타겟 표면 위에 패턴을 라이팅하는데 문제를 일으킨다. 그 다음에, 이웃하는 표면적의 패턴들은, 사이에 임의의 바람직하지 않은 겹침 또는 갭 없이 함께 조립(fit)될 필요가 있다.
This bias shows a disadvantage; The surface area covered by the grid of the beamlets 7 is larger when the beamlets 7 are deflected than when they are not deflected. This difference in surface area causes problems in writing the pattern onto the target surface which is much larger than the surface area. The patterns of neighboring surface areas then need to fit together without any undesirable overlap or gap in between.

또 다른 타입의 정전 편향기는 EP 1993118호로부터 알려져 있다. 이 타입은 기판으로부터 돌출하는 전극들의 어레이를 사용하는 블랭커 편향기이다. 이 어레이는 동시에 두 방향으로 편향시킬 수 있고 상기 어레이에 있는 개별 전극의 개별 어드레싱을 가능하게 하도록 설계되어 있다; 이 후자 특징은 블랭커 편향기 내의 각 빔렛이 별도로 편향되어야 하는 요건으로부터의 결과이다. 임의의 빔렛이 통과되도록 하기 위해, 전극(하나는 활성(active), 하나는 접지 또는 반대 극성)들 사이의 기판에 홀들이 있다. 이 전극들은 벽-모양 형태를 가지고 이 전극들이 적어도 부분적으로 서로 대면하는 방식으로 함께 스택된 두 개의 기판들 위에 형성될 수 있다. 이 전극들의 높이는 약 35-50 μm이고, 이 상호 거리는 10μm 미만일 수 있다. 전극들이 상기 동일한 기판 위에 놓일 수 있는 경우에, 이 높이는 10μm 미만일 수 있고 이의 상호 거리는 이의 높이의 약 0.5-2 배 정도일 수 있다. 이 기판은 상기 돌출 전극을 가진 맴브레인 아래에서 얇게 될 수 있다.
Another type of electrostatic deflector is known from EP 1993118. This type is a blanker deflector that uses an array of electrodes protruding from the substrate. This array is designed to be able to deflect in two directions at the same time and to enable individual addressing of the individual electrodes in the array; This latter feature results from the requirement that each beamlet in the blanker deflector be deflected separately. In order to allow any beamlet to pass through, there are holes in the substrate between the electrodes (one active, one ground or opposite polarity). These electrodes can be formed on two substrates that have a wall-shaped shape and are stacked together in such a way that they at least partially face each other. The height of these electrodes is about 35-50 μm, and the mutual distance may be less than 10 μm. If electrodes can be placed on the same substrate, this height can be less than 10 μm and their mutual distance can be about 0.5-2 times their height. The substrate can be thinned under the membrane with the protruding electrodes.

그러나, 이러한 타입의 편향기는 제한이 있으며, 이 제한은, 스캐닝 편향기로서 적용을 위해 의도된다면 불충분한 균일성을 제공하는 것이다. 제 2 기판 위의 전극 중 하나의 존재는 표류 필드(stray field)의 발생 및 거의 제어할 수 없는 효과의 발생을 이끈다. 이는, 블랭커 편향기로서 이의 사용에 대해 문제가 되지 않는다; 블랭커 편향기에 있는 전극들 사이에 전위차가 인가된다면, 빔렛은 빔 정지에서 종결하도록 편향될 것이다. 약간 더 크거나 더 작은 편향은, 빔 정지에서 임의의 장소에서 종결하는 한 중요하지 않다. 그러나, 스캐닝 편향기로서 적용되는 경우에,이러한 변화는 즉시 제공된 패턴의 해상도의 감소를 가져올 것이다. 추가로, 표류 필드는 빔렛의 균질성의 감소를 이끌 수 있다. 이는 불충분한 레지스트 발달 및/또는 잘못된 빔 위치 및 여기서 적당하지 않는 (즉, 실패한) 패턴 발생을 제공할 수 있다.
However, this type of deflector is limited, which provides insufficient uniformity if intended for application as a scanning deflector. The presence of one of the electrodes on the second substrate leads to the generation of stray fields and the generation of almost uncontrollable effects. This is not a problem for its use as blanker deflectors; If a potential difference is applied between the electrodes in the blanker deflector, the beamlet will be deflected to terminate at beam stop. Slightly larger or smaller deflections are not important as long as they terminate in any place at the beam stop. However, when applied as a scanning deflector, this change will immediately result in a reduction in the resolution of the provided pattern. In addition, the drift field can lead to a reduction in the homogeneity of the beamlets. This may result in insufficient resist development and / or wrong beam position and inappropriate (ie, failed) pattern generation here.

간단히, 이 종래 기술은 본 발명에 의해 극복되어야 하는 단점을 가진다.
In short, this prior art has the disadvantage to be overcome by the present invention.

본 발명의 제 1 측면에서, 하전 입자의 하나 이상의 빔렛의 편향을 위한 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템이 제공된다. 상기 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하며, 이 전극들 사이로 상기 빔렛이 통과하고, 여기서 상기 전극 각각은 하나 이상의 스트립을 포함하여, 상기 스트립은 적어도 부분적으로 자립성(freestanding)이다.
In a first aspect of the invention, a charged particle optical system is provided that includes an electrostatic deflector for deflecting one or more beamlets of charged particles. The deflector comprises first and second electrodes, through which the beamlets pass, wherein each of the electrodes comprises one or more strips, the strips being at least partially freestanding.

본 발명의 하전 입자 광학 시스템에서의 편향기는, 적어도 부분적으로 자립성 스트립을 포함하는 이의 전극 때문에, 균일한 필드 세기를 가진 전기장이 제공될 수 있다는 장점을 가진다. 이 우수한 균일성은 여러 효과들로부터의 기여에 기초한다: 첫째로, 자립성 스트립의 사용은, 부정적 방식으로 균일성에 영향을 쉽게 미칠 수 있는 연속 특성의 부재를 의미한다. 예를 들어, 절연 캐리어는 기생 캐패시터로서 이 시스템에 영향을 줄 수 있다. 더구나, 자립성 전극들은 단일 에칭 단계에서 만들어질 수 있다. 이는 전극들 사이의 거리를 줄일 수 있고, 여기서 상기 전극 위에서의 전위 전압 차이를 줄일 수 있다. 이러한 감소는, 특히 높은 스캐닝 주파수, 예를 들어 100 kHz 초과, 바람직하게 300-3000 kHz의 범위, 더욱 바람직하게 500 내지 1500 kHz와 조합하여 적용되는 경우에, 편향기의 더 우수한 균일성을 다시 유도한다.
The deflector in the charged particle optical system of the present invention has the advantage that an electric field with a uniform field strength can be provided, at least in part due to its electrode comprising a freestanding strip. This good uniformity is based on the contribution from several effects: Firstly, the use of freestanding strips means the absence of continuous properties that can easily affect uniformity in a negative way. For example, insulating carriers can affect this system as parasitic capacitors. Moreover, freestanding electrodes can be made in a single etching step. This can reduce the distance between the electrodes, whereby the potential voltage difference on the electrode can be reduced. This reduction, in particular when applied in combination with high scanning frequencies above 100 kHz, preferably in the range of 300-3000 kHz, more preferably 500 to 1500 kHz, again leads to better uniformity of the deflector. do.

추가로, 상기 스트립에는 전기장의 방향에 수직한 상기 스트립의 측면에 있는 상대적으로 큰 표면적에 제공될 수 있다. 이러한 큰 표면적의 제공은 추가로 상기 자립성 스트립의 기계적 안정성을 개선할 것이다. 이의 결과로서, 두 반대 스트립들 사이에서 스팬업(span-up)된 상기 전기장의 기여는 상기 전기장의 스트레이 구성의 것에 비해 크다. 이는 이로우며, 왜냐하면 상기 스트레이 구성은 예상하고 제어하기 어렵기 때문이고, 따라서 의도된 빔렛 궤적의 이탈을 일으키기 때문이다. 전체적으로, 상기 편향은 더욱 우수하게 제어된다.
In addition, the strip may be provided with a relatively large surface area on the side of the strip that is perpendicular to the direction of the electric field. Providing such a large surface area will further improve the mechanical stability of the freestanding strip. As a result of this, the contribution of the electric field spanned up between two opposing strips is large compared to that of the stray configuration of the electric field. This is advantageous because the stray configuration is difficult to anticipate and control, thus causing deviation of the intended beamlet trajectory. Overall, the deflection is better controlled.

적합하게는, 이 필드는 단일 빔렛을 개별적으로 어드레싱하는 것 대신에 빔렛의 그리드에 걸쳐 균일하다. 이 특징들 때문에, 상기 편향기는 스캐닝 편향 작업을 위해 특별히 이로우며, 물론 임의의 다른 사용은 배제되지 않는다. 특별히 이의 미세한 정밀 및 균질 출력은 다른 편향 및/또는 필터링 작업을 위해 이의 사용을 가능하게 한다.
Suitably, this field is uniform across the grid of beamlets instead of addressing a single beamlet individually. Because of these features, the deflector is particularly advantageous for scanning deflection operations, and of course any other use is not excluded. In particular its fine precision and homogeneous output allows its use for other deflection and / or filtering operations.

적합한 실시예에서, 이 스트립들은 반대 스트립에 마주하는 표면적에 비해 서로에 대해 작은 거리로 위치한다, 예를 들어, 각 전극은 하나 이상의 스트립을 포함하고, 상기 스트립은 실제로 평행하게 연장되어 있고 통과 윈도우를 형성하며, 이 통과 윈도우를 통해 복수의 빔렛이 통과하고, 상기 통과 윈도우는 상기 스트립에 수직한 방향의 폭을 가지고, 상기 전극들 사이에 전위차를 세팅함에 이 방향에서 전기장은 발생하며, 상기 스트립은 높이, 폭 및 측 방향을 가지면, 이 세 방향은 서로 수직하고, 상기 스트립의 높이는 상기 통과 윈도우의 폭보다 더 크다. 이는, 상기 표류 필드에 비해 큰 다이렉트 필드 및 필드의 우수한 균일성을 제공한다.
In a suitable embodiment, these strips are located at a small distance relative to each other relative to the surface area facing the opposite strip, for example each electrode comprises one or more strips, said strips actually extending in parallel and passing through windows. A plurality of beamlets pass through the passage window, the passage window having a width in a direction perpendicular to the strip, and an electric field in this direction is generated in setting the potential difference between the electrodes, the strip Has a height, a width and a lateral direction, the three directions are perpendicular to each other and the height of the strip is greater than the width of the passing window. This provides a large direct field and good uniformity of the field compared to the drifting field.

더구나, 상대적으로 짧은 거리는, 편향 각의 요건을 충족하면서, 상대적으로 작은 드라이빙 전압을 가능하게 한다. 작은 드라이빙 전압을 가진 설계, 예를 들어, 10V 미만의 전압을 가진 설계는 하나 이상의 이유로 유효하다; 첫째로, 1MHz 또는 그 초과의 스위칭 주파수에서의 전압을 제공하는 드라이빙 전자 장치는 상대적으로 간단하게 유지될 수 있다; 많은 전력을 소비할 수 있고 및/또는 전체적으로 결정적이고 제한적일 수 있는 수명을 가진 구성을 구성할 수 있는 어떠한 전용 고전압 전력 트랜지스터가 필요하지 않다. 추가로, 작은 전압으로, 유효하게 손상을 일으키는 전극들 사이의 제어되지 않는 방전의 위험은 크게 줄어든다. 신뢰도 및 강함(robustness) 때문에 이는 우수하다.
Moreover, relatively short distances allow for relatively small driving voltages while meeting the requirements of the deflection angle. Designs with small driving voltages, for example designs with voltages less than 10V, are valid for one or more reasons; First, a driving electronic device that provides a voltage at a switching frequency of 1 MHz or more can be kept relatively simple; There is no need for any dedicated high voltage power transistors that can consume a lot of power and / or make up a configuration with a lifetime that can be critical and limited overall. In addition, with a small voltage, the risk of uncontrolled discharge between the electrodes that effectively damages is greatly reduced. This is excellent because of the reliability and robustness.

추가 일 실시예에서, 복수의 통과 윈도우는 있고, 여기서 각 통과 윈도우의 전기장의 배향은 동일하다. 단일 배향의 스캐닝은 빔렛에 대한 패터닝 데이터의 제공을 간단하게 한다. 이 전체는 스캐닝 공정의 높은 정확도를 제공하고, 상이한 빔렛에 의해 스캔된 라인 및/또는 픽셀의 개선된 스티칭(stitching)을 제공한다. 용어 '배향'은 본원에서 용어 '방향'에 대조적으로 사용된다: 세 개의 데카르트 방향(Carthesian directions) x, y, z이 있고, 두 개의 배향은 일 방향에 커플링되어 있다. 용어 '동일 배향'은 하나의 통과 윈도우의 전기장은 시점상(in time) 일정한 배향을 가지는 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다. 유효하게, 전기장의 배향은 하나의 단일 스캐닝 기간 내에서 역전되는 것이 바람직하다. 그러나, 이 용어는, 시점상 임의의 순간에서 상이한 한 통과 윈도우의 전기장이 동일한 배향을 가지는 것을 의도한다. 바람직하게, 상이한 통과 윈도우의 전기장은 시점상 임의의 순간에서 동일한 크기를 또한 가진다.
In a further embodiment, there are a plurality of pass-through windows, wherein the orientation of the electric field of each pass-through window is the same. Scanning in a single orientation simplifies the provision of patterning data for the beamlets. This whole provides high accuracy of the scanning process and provides improved stitching of lines and / or pixels scanned by different beamlets. The term 'orientation' is used herein in contrast to the term 'direction': there are three Cartesian directions x, y, z and the two orientations are coupled in one direction. The term 'same orientation' is not intended to mean that the electric field of one passing window has a constant in time. Effectively, the orientation of the electric field is preferably reversed within one single scanning period. However, this term is intended that the electric fields of one different pass window at any instant in time have the same orientation. Preferably, the electric fields of the different passing windows also have the same magnitude at any instant in time.

적합하게는, 분리 도메인(domain), 바람직하게는 분리 윈도우는 제 1 및 제 2 통과 윈도우 사이에 있다. 이는, 동일하게 지향된 전기장을 가진 통과 윈도우를 확실히 생성하게 된다. 놀랍게도, 이러한 분리 윈도우의 추가에도 빔렛 사이에 특정 피치는 충족될 수 있음은 발견되었다. 이는, 바람직하게는 서로 짧은 거리에서 위치하는 자립성 전극 스트립의 사용의 이로운 효과가 나타난다. 용어 '짧은 거리'는 본원에서 종래 기술 매크로스코픽 편향기에서의 전극의 거리뿐만 아니라 스트립들의 높이 및/또는 이웃하는 통과 윈도우들의 사이의 거리와 같은 편향기 내의 다른 크기에 비해, 짧은 거리를 나타내기 위해 사용된다.
Suitably, the separation domain, preferably the separation window, is between the first and second pass-through windows. This will surely produce a pass window with the same directed electric field. Surprisingly, it has been found that even with the addition of this separation window certain pitches between beamlets can be met. This exhibits the beneficial effect of the use of freestanding electrode strips, preferably located at short distances from one another. The term 'short distance' refers herein to a short distance, as compared to the distance of the electrode in the prior art macroscopic deflector, as well as other sizes in the deflector such as the height of the strips and / or the distance between neighboring passing windows. Used for.

적합하게는, 하나 이상의 종단 저항(terminating resistance)이 존재한다. 이러한 종단 저항은 제 1 및 제 2 스캐닝 기간 사이에 빔렛의 위치설정(position)을 가속한다. 용어 '위치설정'은 본원에서 특별히 제 2 스캐닝 기간 중 후속 라인의 스캐닝을 위한 출발 위치에 대한 빔렛의 위치설정을 의미한다. 여기서, 빔렛은 동일한 배향에서, 제 1 및 제 2 스캐닝 기간 모두에서 그리고 바람직하게는 모든 스캐팅 기간에서 편향된다. 동시 라이팅(writing) 없이 빔렛의 위치설정은 전극 위의 전압을 출발 위치에 상응하는 출발 값으로 가져옴에 그리고 추가로 칼럼 내 빔렛 블랭커의 작업 중 빔렛을 상향으로 스위칭 오프(switching off)함에 의해 달성된다. 후속 스캐닝 기간에서 동일한 배향의 빔렛의 편향은 빔렛에 대한 패터닝 데이터의 제공을 단순화한다. 가장 적합하게는, 모든 빔렛은 동일한 배향으로 편향된다.
Suitably, there is one or more terminating resistances. This termination resistor accelerates the position of the beamlet between the first and second scanning periods. The term 'positioning' here means in particular the positioning of the beamlet relative to the starting position for scanning of the subsequent line during the second scanning period. Here, the beamlets are deflected in the same orientation, in both the first and second scanning periods and preferably in all the scanning periods. Positioning of the beamlets without simultaneous writing is achieved by bringing the voltage on the electrode to the starting value corresponding to the starting position and further by switching off the beamlets upwards during operation of the beamlet blanker in the column. do. Deflection of beamlets of the same orientation in subsequent scanning periods simplifies the provision of patterning data for the beamlets. Most suitably, all beamlets are deflected in the same orientation.

제 1 실시에서, 상기 종단 저항은 전극 시스템에 평행하게 전기적으로 커플링되어 있다. 제 2 실시에서, 제 1 종단 저항은 제 1 전극과 접지부 사이에 전기적으로 커플링되어 있고 제 2 종단 저항은 제 2 전극과 접지부 사이에 전기적으로 커플링되어 있다. 이 실시들 중 하나에서 종단 저항의 제공은 편향기에서의 기생 용량을 감쇄시키며, 이 용량은 전위차의 임의의 스위치 백을 늦추는 경향이 있다. 제 1 및 제 2 이행의 조합을 사용하는 것을 배제하지 않는다. 이 종단 저항은 적합하게는 상기 편향기로 통합된다; 예들은 수동 및 능동 집적 회로에 전형적으로 적용되는, 폴리실리콘, TaN, TiWN, CrSi의 저항들을 포함한다.
In a first implementation, the termination resistor is electrically coupled in parallel to the electrode system. In a second implementation, the first termination resistor is electrically coupled between the first electrode and the ground portion and the second termination resistor is electrically coupled between the second electrode and the ground portion. In one of these implementations, the provision of the termination resistor attenuates the parasitic capacitance in the deflector, which tends to slow down any switchback of the potential difference. It does not exclude the use of a combination of first and second transitions. This termination resistor is suitably integrated into the deflector; Examples include resistors of polysilicon, TaN, TiWN, CrSi, which are typically applied to passive and active integrated circuits.

또 다른 실시예에서, 엣지 존이 존재하며, 이는 적어도 부분적으로 기판에 있는 구멍 위에 배치된다. 이 엣지 존은 상기 언급된 전기장과 동일한 배향으로 전기장을 형성하기 위해 전극들의 스트립을 포함하지만, 빔렛의 통과 윈도우는 없다. 적합하게는 이 엣지 존은 전극들의 서로 맞물린 쌍의 연장으로서 실시된다. 그러나, 빔렛은 없는 것으로 설계된다. 이러한 엣지 존의 추가는 전기장의 균일성을 위해 매우 이롭다. 제 1 및 제 2 전극이 반대 극성의 전압에 배치되고 추가 접지 전극이 전극 시스템의 인접하게 한정되는 설계가 가장 이롭다.
In another embodiment, an edge zone is present that is at least partially disposed over the hole in the substrate. This edge zone comprises a strip of electrodes to form an electric field in the same orientation as the above mentioned electric field, but without the passing window of the beamlet. Suitably this edge zone is implemented as an extension of an interdigitated pair of electrodes. However, the beamlets are designed to be absent. The addition of such edge zones is very beneficial for the uniformity of the electric field. Most advantageous is a design in which the first and second electrodes are arranged at voltages of opposite polarity and additional ground electrodes are contiguously defined in the electrode system.

추가 실시예에서, 이 자립 전극은 코팅으로 덮혀서 전기적으로 실제로 균질한 표면을 제공하도록 한다. 이러한 코팅은 표면 구조에서의 국부적 변화가 전극들 사이의 전기장을 설정하기 위해 다소 활성적인 것을 방지하는 것이다. 이와 함께, 이는 전기장의 균일성에 기여한다. 더구나, 이러한 균질성은 정전 방전의 위험을 줄이는 경향이 있다.
In a further embodiment, the freestanding electrode is covered with a coating to provide an electrically actually homogeneous surface. This coating is to prevent local changes in the surface structure from being somewhat active to establish the electric field between the electrodes. In addition, this contributes to the uniformity of the electric field. Moreover, this homogeneity tends to reduce the risk of electrostatic discharge.

또 다른 실시예에서, 제 1 편향기와는 상이한 방향으로 편향시키는 제 2 정전 편향기가 있다. 상기 상이한 방향은 스캐닝 방향과 반대 또는 수직한 방향일 수 있거나, 스캐닝 방향과 다른 임의의 방향일 수 있다. 특히 광학 평면(예를 들어, 광학 축이 수직하게 나오는 평면) 내 방향이다. 스캐닝 방향에 수직한 교정은 타겟 표면에 대해 리소그래피 시스템의 동시 진행 이동의 관점에서 유용하다. 이 이동은, 또한 기계적 스캔으로 불리고, 적합하게는 추가 편향기의 방향과 동일한 방향이다. 이러한 교정은 적합하게는 스캐닝 주파수보다 더 낮은 주파수에서 수행된다. 스캐닝 방향에 대한 반대 방향으로의 편향은 적합하게는 스캐닝을 위해 사용된 것과 동일한 타입의 편향기로 수행된다. 사실, 이러한 편향은 스캐닝의 일부이다. 이와 함께 빔렛이, 편향되는 경우에도 투사 렌즈 배열의 유효 렌즈 평면에서의 광학 축의 중심부를 통과하는 것이 달성된다. 이러한 방식으로, 투사 렌즈 배열을 통한 편향에 의해 발생되는 구면 수차가 감소한다.
In yet another embodiment, there is a second electrostatic deflector that deflects in a different direction than the first deflector. The different direction may be a direction opposite or perpendicular to the scanning direction, or may be any direction different from the scanning direction. In particular in the direction in the optical plane (for example, the plane in which the optical axis emerges perpendicularly). Calibration perpendicular to the scanning direction is useful in view of the simultaneous progressive movement of the lithography system with respect to the target surface. This movement is also called mechanical scan and is suitably in the same direction as the direction of the additional deflector. This calibration is suitably performed at a lower frequency than the scanning frequency. Deflection in the opposite direction to the scanning direction is suitably carried out with the same type of deflector used for scanning. In fact, this bias is part of scanning. Along with this, the beamlet passes through the center of the optical axis in the effective lens plane of the projection lens array even when deflected. In this way, spherical aberration caused by deflection through the projection lens array is reduced.

본 발명의 제 2 양태에서, 하전 입자의 하나 이상의 빔렛의 편향을 위한 스캐닝 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템이 제공된다. 이 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하고, 이 전극 사이에서 상기 빔렛은 통과 윈도우를 통과하고, 있는 경우에 상기 전극 사이의 전기장의 작용 하에서 편향되고, 여기서 복수의 통과 윈도우가 존재하며, 각 통과 윈도우의 전기장의 배향이 동일하다.
In a second aspect of the invention, a charged particle optical system is provided that includes a scanning electrostatic deflector for deflecting one or more beamlets of charged particles. The deflector comprises first and second electrodes, between which the beamlets pass through a passing window and, where present, are deflected under the action of an electric field between the electrodes, where a plurality of passing windows exist, each The orientation of the electric field of the passing window is the same.

단일 배향의 스캐닝은 빔렛에 대한 패터닝 데이터의 제공을 단순화한다. 이는 결국 스캐팅 공정의 더 높은 정확도를 제공하고, 상이한 빔렛에 의해 스캔된 라인 및/또는 픽셀의 개선된 스티칭(stitching)을 제공한다.
Scanning of a single orientation simplifies the provision of patterning data for the beamlets. This in turn provides a higher accuracy of the scattering process and provides improved stitching of the lines and / or pixels scanned by the different beamlets.

더욱 특이적으로, 상기 편향기는 편향기의 활성 영역 내에 실질적으로 균일한 전기장을 가지도록 설계되어 있다. 놀랍게도, 전극들이 이 활성 영역 내에 형성되지만, 균일한 전기장을 가진 편향기를 얻는 것이 가능하다. 인터커넥트, 캐퍼시터와 같은 임의의 전위 필드 디스터버(disturber)가 활성 영역 외부에 형성된다. 추가로, 엣지 효과 때문에 불균일성을 고르게 하는(flatten) 활성 영역을 경계 짓는 엣지 존은 특정될 수 있다. 일 실시예에서, 활성 영역 밖의 이 필드는 억제된다. 이러한 억제는 예를 들어 분리 물질의 제공에 의해 이뤄진다. 바람직한 실시예에서, 이 필드는 활성 영역 내에서만 발생한다.
More specifically, the deflector is designed to have a substantially uniform electric field in the active region of the deflector. Surprisingly, although electrodes are formed in this active region, it is possible to obtain a deflector with a uniform electric field. Any potential field disturbers, such as interconnects and capacitors, are formed outside the active region. In addition, an edge zone that bounds the active area that flattens non-uniformity because of the edge effect can be specified. In one embodiment, this field outside the active area is suppressed. Such inhibition is achieved, for example, by the provision of a separation material. In a preferred embodiment, this field only occurs within the active area.

활성 영역에서만 작업을 달성하는 하나의 바람직한 실시예는 스트립형 형상 모양 전극의 서로 맞물린 쌍의 사용이다. 이러한 작업을 얻는 또 다른 방식은 구조에 있으며, 여기서 활성 영역은 밑에 있는 캐리어의 부재에 의해 형성된다. 이러한 밑에 있는 캐리어의 부재는 즉시 상기 영역에서 필드가 밑에 있는 캐리어와의 임의의 피할수 없는 상호작용에 의해 교란되지 않음을 의미한다. 가장 적합하게는, 두 방식의 조합이 적용된다. 이의 우수한 방식은 자립성 전극 스트립의 제공이다.
One preferred embodiment of achieving work only in the active area is the use of interdigitated pairs of strip-shaped shaped electrodes. Another way of getting this work is in the structure, where the active area is formed by the absence of the underlying carrier. The absence of this underlying carrier immediately means that the field in the area is not disturbed by any unavoidable interaction with the underlying carrier. Most suitably, a combination of the two approaches is applied. An excellent way of this is the provision of freestanding electrode strips.

본 발명의 제 3 양태에서, 하전 입자 광학 시스템의 사용이 제공된다. 적합하게는, 이 편향기는 하전 입자의 하나 이상의 빔렛의 편향을 위해 사용된다. 바람직하게는, 이 편향기는 복수의 빔렛의 편향을 위해 사용된다. 편향기의 제 1 및 제 2 전극에 대한 반대 극성의 전압이 가장 적합하다. 접지 값(0 볼트 또는 다른 값) 주위의 반대 전압으로 편향기를 드라이빙하는 것은 최선 결과를 제공한다. 여기서 적당한 스캐닝을 위해 전극 상의 전압은 미리 정해진 전압 프로필에 따라 변하는 것은 이해되어야 한다. 톱니 프로필은 매우 이롭고, 특히 편향기의 내의 임의의 장소에서 전기장이 동일한 배향을 가지는 구조와의 조합에서 매우 이롭다. 본 발명에 따라, 전극 상의 반대 전압은 크기가 동일하고 10V 보다 더 작은 것이 바람직하다. 10V는 여기서 양극에 대한 접지부와의 최대 인가 전압 차이이다; 이는 음극에 대해 -10V일 것이다. 더욱 적합하게는, 이 전압은, 예를 들어, 7, 5 또는 4 볼트의 최대 전압으로, 훨씬 더 작다. 이러한 작은 전압은 본 발명의 편향기를 통해 달성되며, 여기서 서로 짧은 거리에 있는 자립 전극이 종래 기술 편향기의 편향 세기와 유사한 편향 세기를 제공한다. 가장 바람직하게는, 이 스캐닝 주파수는 상대적으로 크고, 적합하게는 RF 범위에 있고, 가장 바람직하게는 300 내지 3000 kHz의 중간 RF, 예를 들어, 0.5-1.2 MHz이다.
In a third aspect of the invention, the use of a charged particle optical system is provided. Suitably, this deflector is used for deflection of one or more beamlets of charged particles. Preferably, this deflector is used for deflection of the plurality of beamlets. The voltages of opposite polarities for the first and second electrodes of the deflector are most suitable. Driving the deflector with a reverse voltage around the ground value (0 volts or some other value) gives the best results. It should be understood here that the voltage on the electrode varies according to a predetermined voltage profile for proper scanning. The tooth profile is very advantageous, especially in combination with structures in which the electric field has the same orientation at any place in the deflector. According to the invention, the opposite voltage on the electrodes is preferably the same in magnitude and smaller than 10V. 10V is here the maximum applied voltage difference from the ground to the anode; This will be -10V for the cathode. More suitably, this voltage is much smaller, for example with a maximum voltage of 7, 5 or 4 volts. This small voltage is achieved through the deflector of the present invention, wherein self-standing electrodes at short distances from each other provide deflection strengths similar to those of prior art deflectors. Most preferably, this scanning frequency is relatively large, suitably in the RF range, most preferably an intermediate RF of 300 to 3000 kHz, for example 0.5-1.2 MHz.

적합하게는, (조정된(modulated)) 빔렛은 타겟 표면을 노출시킴 없이 위치설정 기간 내의 출발 위치에 위치하고, 라이팅 기간에 출발 위치로부터 편향된다. 위치설정 및 스캐닝의 이 교번(alternation)은 특별히 톱니 프로필로서 이뤄진다. 이는 스캐닝의 균일성을 개선한다.
Suitably, the (modulated) beamlet is located at the starting position in the positioning period without exposing the target surface and is deflected from the starting position in the writing period. This alternation of positioning and scanning is made particularly as a tooth profile. This improves the uniformity of the scanning.

가장 적합하게는, 이 스캐닝 주파수는 무선 주파수(RF) 내에 있고 각각의 빔렛은 스캐닝 기간 내에 그리고 후속 스캐닝 기간에서 다른 빔렛과 동일한 배향으로 편향된다; 그리고 위치설정 기간은 라이팅(writing) 기간보다 더 짧다. 여기서, 당업자(one)는 기생 용량을 억제함에 의해 위치설정 시간의 감소와 조합된 일 방향에서 고주파수 스캐닝을 포함하는 충분한 속도로 패턴을 정확하게 스캔할 수 있는 것이 달성되었다.
Most suitably, this scanning frequency is in radio frequency (RF) and each beamlet is deflected in the same orientation as the other beamlets in the scanning period and in the subsequent scanning period; And the positioning period is shorter than the writing period. Here, one has achieved that by suppressing the parasitic capacitance, the pattern can be accurately scanned at a sufficient speed including high frequency scanning in one direction combined with a reduction in positioning time.

이 사용은 특별하게 마스크리스 리소그래피 시스템에 의해 타겟 표면 상에 미리 정해진 패턴을 투사하는 방법에서 특별히 이용된다. 이와 함께 타겟 표면 상에 상기 패턴을 스캐닝하기 위해 적용된다. 이 방법은 복수의 빔렛을 발생시키는 단계; 데이터 저장부로부터 회수된(retrieve) 미리정해진 패턴의 데이터가 제공된 조정 수단을 사용하여 빔렛의 크기를 투사하는 단계; 포커싱 수단을 사용하여 타겟 표면 상에 상기 조정된 빔렛을 포커싱하는 단계, 및 상기 조정된 빔렛을 정전기에 의해 편향시킴으로써 타겟 표면 상에 상기 패턴을 스캐닝하는 단계를 포함한다.
This use is particularly used in the method of projecting a predetermined pattern onto a target surface by a maskless lithography system. Along with this is applied for scanning the pattern on the target surface. The method includes generating a plurality of beamlets; Projecting the size of the beamlet using adjustment means provided with data of a predetermined pattern retrieved from the data storage; Focusing the adjusted beamlet on a target surface using focusing means, and scanning the pattern on the target surface by electrostatically deflecting the adjusted beamlet.

본 발명의 추가 양태에서, 정전 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하며, 이들은 적어도 부분적으로 자립성이고, 상기 편향기는 전극들 사이의 전기장의 작용에 의해 복수의 빔렛을 편향시키며, 상기 전극들 사이로 상기 복수의 빔렛은 통과하고, 상기 복수의 빔렛은 통과 윈도우를 형성하고 상기 제 1 방향에 횡당하는 방향의 상기 통과 윈도우의 크기는 상기 빔렛의 직경에 일치하고, 상기 통과 윈도우는 제 1 방향으로 연장되고, 상기 복수의 빔렛은 단일 열로 배열되어 있으며 상기 단일 열은 상기 제 1 방향으로 연장되며, 여기서 정전 편향기의 상당 부분은 통과 윈도우를 상기 제 1 방향으로 넘어 연장된다. 바람직하게 상기 상당 부분은 상기 통과 윈도우의 빔의 수배 핏치로, 상기 제 1 방향으로 연장된다. 상기 편향기는 웨이퍼 상의 필드와 같은 상기 타겟의 상기 표면 내의 세분 위의 상기 제 1 방향에 횡단하는 빔렛을 편향시키며, 여기서 상기 편향기는 시스템의 최종 라이팅 투사를 수행하기 위한 스캐닝 편향기이다.
In a further aspect of the invention, the electrostatic deflector comprises first and second electrodes, which are at least partially self-supporting, the deflector deflecting the plurality of beamlets by the action of an electric field between the electrodes, and between the electrodes. The plurality of beamlets pass, the plurality of beamlets form a pass window, the size of the pass window in a direction transverse to the first direction matches the diameter of the beamlet, and the pass window extends in the first direction And the plurality of beamlets are arranged in a single row, the single row extending in the first direction, wherein a substantial portion of the electrostatic deflector extends beyond the pass window in the first direction. Preferably said substantial portion extends in said first direction at several times the pitch of the beam of said passing window. The deflector deflects a beamlet transverse to the first direction over a subdivision in the surface of the target, such as a field on a wafer, wherein the deflector is a scanning deflector for performing a final writing projection of the system.

명료성을 위해, 위에서 설명된 임의의 실시예 및 종속항 중 하나에서 청구된 것은 독립항들에서 특정된 본 발명의 임의의 양태와 조합될 수 있다.
For clarity, any of the embodiments described above and claimed in one of the dependent claims may be combined with any aspect of the invention specified in the independent claims.

본 발명의 양태 및 다른 양태는 도면들을 참조하여 추가 설명될 것이다:
도 1은 하전 입자 멀티-빔렛 리소그래피 시스템의 실시예의 간략화된 개략도를 보여준다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 평면도를 보여준다.
도 3은 확대도로서 도 2를 상세히 보여준다.
도 4는 도 2의 실시예의 개략적 단면도를 보여준다.
도 5는 도 4의 실시예에 수직인 방향으로 도 2의 실시예의 개략적 단면도를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 평면도를 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 편형기를 가진 편향기 시스템의 단면도의 간단한 도면이다.
도 9는 본 발명의 정전 편향기의 일부의 간단한 개략적 단면도를 보여준다.
도 10은 종래 기술의 정전 편향기의 일부의 개략적 단면도이다.
And other aspects of the invention will be further described with reference to the drawings:
1 shows a simplified schematic of an embodiment of a charged particle multi-beamlet lithography system.
Figure 2 shows a plan view of one preferred embodiment of the present invention.
3 shows the detail of FIG. 2 as an enlarged view.
4 shows a schematic cross-sectional view of the embodiment of FIG. 2.
5 shows a schematic cross-sectional view of the embodiment of FIG. 2 in a direction perpendicular to the embodiment of FIG. 4.
6 shows a plan view of a second embodiment according to the invention.
7 shows a third embodiment according to the invention.
8 is a simplified diagram of a cross-sectional view of a deflector system with a knitting machine according to the present invention.
9 shows a simplified schematic cross-sectional view of a portion of the electrostatic deflector of the present invention.
10 is a schematic cross-sectional view of a portion of a prior art electrostatic deflector.

도면에서, 동일한 도면부호는 동일하거나 적어도 유사한 기술적 특징부에 관한 것이다. 이 도면들은 일정한 비율로 그려진 것이 아니며, 예시적 목적만을 위한 것이다. 이 도면들은 어떠한 방식으로도 청구범위를 제한하려는 의도는 없는 예를 보여준다.
In the drawings, like reference numerals refer to the same or at least similar technical features. These drawings are not drawn to scale, but for illustrative purposes only. These figures show examples which are not intended to limit the claims in any way.

도 1은 전자 빔렛 모두의 공통 크로스오버 없이 전자 빔 광학 시스템에 기초한 하전 입자 멀티-빔렛 리소그래피 시스템의 일 실시예의 간단한 개략도를 보여준다. 이러한 리소그래피 시스템은 예를 들어 미국 특허 제 6,897,458 및 6,958,804 및 7.084,414 및 7,129,502에 기재되어 있으며, 이들은 본 명세서에서 전체적으로 참조되고, 본 발명의 권리자에게 양도된다. 이러한 리소그래피 시스템은 복수의 빔렛을 발생시키는 빔렛 발생기; 상기 빔렛을 조정된 빔렛으로 패턴화하는 빔렛 조정기; 및 타겟의 표면 상에 상기 빔렛을 투사하기 위한 빔렛 프로젝터를 적절히 포함한다. 상기 빔렛 발생기는 소스 및 하나 이상의 구멍 어레이를 전형적으로 포함한다. 빔렛 조정기는 전체적으로, 블랭킹 편향기 어레이 및 빔 정지 어레이를 가진 빔렛 블랭커이다. 빔렛 프로젝터는 스캐닝 편향기 및 투사 렌즈 시스템을 일반적으로 포함한다.
1 shows a simplified schematic diagram of one embodiment of a charged particle multi-beamlet lithography system based on an electron beam optical system without a common crossover of all of the electron beamlets. Such lithographic systems are described, for example, in US Pat. Nos. 6,897,458 and 6,958,804 and 7.084,414 and 7,129,502, which are incorporated herein by reference in their entirety and are assigned to the owners of the present invention. Such lithographic systems include a beamlet generator for generating a plurality of beamlets; A beamlet adjuster for patterning the beamlets into adjusted beamlets; And a beamlet projector for projecting the beamlet on the surface of the target. The beamlet generator typically includes a source and one or more aperture arrays. The beamlet adjuster is a beamlet blanker as a whole, with a blanking deflector array and a beam stop array. Beamlet projectors generally include a scanning deflector and a projection lens system.

리소그래피 시스템은 중복 스캔(redundancy scan)의 기능을 적합하게 포함한다. 이러한 기능은 WO-A 2007/013802로부터 알려져 있으며, 이는 본 출원의 양수인에게 양도되며, 본원에 참조로서 포함된다. 이 기능에 따라, 불능의 보상, 즉 무효 빔렛의 보상은 제공된다. 여기서, 리소그래피 시스템의 신뢰도는 크게 증가될 수 있다. 상기 요소에 더하여, 중복 스캐닝을 위한 리소그래피 시스템은 이에 커플링된 센서 및 제어 유닛을 포함할 수 있어서, 미리 정해진 설계(specifications) 밖의 특성의 무효 빔렛을 식별할 수 있다. 이 제어 유닛은 특정 빔렛의 온 또는 오프를 스위칭하고 타겟에 대해 시스템을 작동시키거나 또는 그 역으로 작동시켜서 무효 빔렛을 유효 빔렛으로 대체시키기 위해 시스템 제어부에 커플링되어 있다. 바람직하게, 임의의 무효 빔렛의 투사가 차단된다. 이와 함께, 기록되지 않은 패턴(unwritten pattern) 요소가 남아 있다. 상기 기록되지 않은 패턴 요소는 그 후에 상기 표면 위의 유효 대체 빔렛을 스캐닝함에 의해 타겟 표면에 전달된다.
Lithographic systems suitably include the function of redundancy scan. This function is known from WO-A 2007/013802, which is assigned to the assignee of the present application and incorporated herein by reference. In accordance with this function, compensation for the disable, that is, compensation for the invalid beamlet, is provided. Here, the reliability of the lithography system can be greatly increased. In addition to the above elements, a lithographic system for redundant scanning may include a sensor and a control unit coupled thereto to identify an invalid beamlet of a characteristic outside of predetermined specifications. This control unit is coupled to the system control to switch on or off of a particular beamlet and to operate the system relative to the target or vice versa to replace the invalid beamlet with the effective beamlet. Preferably, projection of any invalid beamlets is blocked. Along with this, an unwritten pattern element remains. The unrecorded pattern element is then transferred to the target surface by scanning an effective replacement beamlet on the surface.

아래 기재에서 명확하게 되는 바와 같이, 본 발명의 리소그래피 시스템(1)은 중복 스캔 기능을 이행하는데 매우 적합하다. 타겟 표면에의 스캐닝 라인의 정확도의 달성된 개선 때문에, 제 1 스캐닝 순서에서 열린 갭을 정확히 채우는 제 2 스캔이 실행될 수 있다.
As will be clear from the description below, the lithographic system 1 of the present invention is well suited for implementing a redundant scan function. Because of the achieved improvement in the accuracy of the scanning line to the target surface, a second scan can be executed that accurately fills the open gap in the first scanning order.

도 1에 도시된 실시예에서, 리소그래피 시스템은 팽창 전자 빔(4)을 생성하기 위한 전자 소스(3)를 포함한다. 빔 에너지는 약 1 내지 10 keV의 범위에서 상대적으로 낮게 유지되는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위해, 가속 전압은 바람직하게 낮고, 전자 방출원은 바람직하게, 접지 전위에서 타겟에 대해 약 -1 내지 -10 kV에서 유지되고, 다른 세팅이 또한 사용될 수 있다.
In the embodiment shown in FIG. 1, the lithographic system comprises an electron source 3 for producing an expanding electron beam 4. The beam energy is preferably kept relatively low in the range of about 1 to 10 keV. To achieve this, the acceleration voltage is preferably low and the electron emission source is preferably maintained at about −1 to −10 kV relative to the target at ground potential, and other settings may also be used.

전자 소스(3)로부터의 전자 빔(4)은 이중 팔중극(octopole)을 통과하고, 후속하여 전자 빔(4)을 시준하는 시준기 렌즈(5)를 통과한다. 이해되는 바와 같이, 시준기 렌즈(5)는 시준 광학 시스템의 임의의 타입일 수 있다. 후속하여, 전자 빔(4)은 빔 스플리터에 충돌하며, 이는 일 적합한 실시예에서 구멍 어레이(6) 내에 있다. 이 구멍 어레이(6)는 상기 빔의 일부를 차단하고 복수의 빔렛(7)이 구멍 어레이(6)를 통과하도록 한다. 상기 구멍 어레이는 관통홀을 가지는 플레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 따라서, 복수의 평행 전자 빔렛(7)이 생산된다. 이 시스템은 많은 수의 빔렛(7), 바람직하게는 약 10,000 내지 1,000,000 빔렛을 생성하며, 물론 더 많은 또는 더 적은 빔렛을 사용하는 것은 가능하다. 또한 다른 알려진 방법들은 시준된 빔렛을 만들기 위해 사용될 수 있다.
The electron beam 4 from the electron source 3 passes through a double octopole and subsequently through a collimator lens 5 which collimates the electron beam 4. As will be appreciated, the collimator lens 5 can be any type of collimation optical system. Subsequently, the electron beam 4 impinges on the beam splitter, which in one suitable embodiment is in the hole array 6. This hole array 6 blocks a portion of the beam and allows a plurality of beamlets 7 to pass through the hole array 6. Preferably, the array of holes includes a plate having through holes. Thus, a plurality of parallel electron beamlets 7 are produced. This system produces a large number of beamlets 7, preferably about 10,000 to 1,000,000 beamlets, and of course it is possible to use more or fewer beamlets. Other known methods can also be used to make collimated beamlets.

복수의 전자 빔렛(7)은 집광 렌즈 어레이를 통과하며(도시되어 있지 않음), 이는 빔렛 블랭커 어레이(9)의 평면에 각 전자 빔렛(7)을 집중시킨다. 이 빔렛 블랭커 어레이(9)는 바람직하게는 복수의 블랭커를 포함하며, 복수의 블랭커는 각각 하나 또는 둘 이상의 전자 빔렛(7)을 편향시킬 수 있다. 이 빔렛 블랭커 어레이(9)는 빔 정지 어레이(10)와 함께 조정 수단(modulating means; 8)을 구성한다. 제어 유닛(60)으로부터의 입력에 기초하여, 상기 조정 수단(8)은 패턴을 상기 전자 빔렛(7)에 더한다. 상기 패턴은 끝 모듈 내 있는 구성에 의해 상기 타겟 표면(13)에 위치될 것이다.
The plurality of electron beamlets 7 pass through a condenser lens array (not shown), which concentrates each electron beamlet 7 in the plane of the beamlet blanker array 9. This beamlet blanker array 9 preferably comprises a plurality of blankers, each of which can deflect one or more electron beamlets 7. This beamlet blanker array 9 together with the beam stop array 10 constitutes modulating means 8. Based on the input from the control unit 60, the adjustment means 8 adds a pattern to the electron beamlet 7. The pattern will be located on the target surface 13 by the configuration in the end module.

이 실시예에서, 빔 정지 어레이(10)는 빔렛이 통과할 수 있는 구멍들의 어레이를 포함한다. 상기 빔 정지 어레이는, 이의 기본 형태에서, 기판을 포함하며, 이 기판에는 관통 홀이 있고, 이 관통 홀은 전형적으로 둥근 홀들이며, 물론 다른 모양이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 빔 정지 어레이(8)의 기판은 실리콘 웨이퍼로 형성되고 규칙적으로 간격을 이룬 관통홀들의 어레이를 가지며, 금속의 표면 층으로 코팅될 수 있어서 표면 충전(surface charging)을 방지할 수 있다. 일 실시예에서, 이 금속은 CrMo와 같은 자연-산화물 스킨을 형성하지 않은 타입이다.
In this embodiment, the beam stop array 10 includes an array of holes through which the beamlets can pass. The beam stop array, in its basic form, comprises a substrate, which has through holes, which are typically round holes, of course other shapes may be used. In one embodiment, the substrate of the beam stop array 8 has an array of regularly spaced through holes formed of a silicon wafer and can be coated with a surface layer of metal to prevent surface charging. have. In one embodiment, this metal is of a type that does not form a naturally-oxide skin such as CrMo.

일 실시예에서, 빔 정지 어레이(10)의 통로들은 빔렛 블랭커 어레이(9)의 요소들과 정렬된다. 빔렛 블랭커 어레이(9) 및 빔렛 정지 어레이(10)는 함께 빔렛(7)을 차단하거나 빔렛(7)을 통과시킨다. 빔렛 블랭커 어레이(9)가 빔렛을 편향시킨다면, 이는 빔렛 정지 어레이(10)의 상응하는 구멍을 관통하지 않을 것이지만, 대신에 빔렛 블록 어레이(10)의 기판에 의해 차단될 것이다. 그러나 빔렛 블랭커 어레이(9)가 빔렛을 편향시키지 않는다면, 이어서 빔렛이 빔렛 정지 어레이(10)의 상응하는 구멍을 관통하고 이어서 타겟(24)의 타겟 표면(13)의 스팟(spot)으로서 투사될 것이다.
In one embodiment, the passages of the beam stop array 10 are aligned with the elements of the beamlet blanker array 9. The beamlet blanker array 9 and the beamlet stop array 10 together block or pass the beamlet 7. If the beamlet blanker array 9 deflects the beamlets, it will not penetrate the corresponding aperture of the beamlet stop array 10, but will instead be blocked by the substrate of the beamlet block array 10. However, if the beamlet blanker array 9 does not deflect the beamlets, then the beamlets will penetrate the corresponding holes of the beamlet stop array 10 and then be projected as spots on the target surface 13 of the target 24. will be.

또한, 리소그래피 시스템은 제어 유닛(60)을 포함하며, 제어 유닛은 데이터 저장부(61), 판독 유닛(62) 및 데이터 변환기(63)을 포함한다. 이 제어 유닛(60)은, 상기 시스템의 나머지로부터 멀리 위치될 수 있으며, 예를 들어 세정실의 내부의 밖에 위치될 수 있다. 광섬유(64)를 사용하여, 패턴 데이터를 지닌 조정된 광 빔은 프로젝터(65)에 전달되며, 이는 상기 섬유의 말단(플레이트(15)에 개략적으로 묘사됨)을 전자 광학 유닛(18)으로, 여기서 조정 어레이(9)로 투사된다. 각 광섬유 말단으로부터 조정된 광 빔(8)은 빔렛 블랭커 어레이(9) 상의 조정기의 광감성 요소에 투사된다. 각 광 빔(14)은 하나 또는 둘 이상의 조정기를 제어하기 위해 패턴 데이터의 일부를 지닌다. 적절히, 프로젝터(65)가 섬유의 말단에서 플레이트(15)와 적절히 정렬되는 전송 수단(17)이 사용된다.
The lithographic system also includes a control unit 60, which comprises a data storage 61, a reading unit 62 and a data converter 63. This control unit 60 may be located far from the rest of the system, for example outside of the interior of the cleaning chamber. Using the optical fiber 64, a coordinated light beam with pattern data is transmitted to the projector 65, which transmits the end of the fiber (illustrated schematically at the plate 15) to the electro-optical unit 18, Here it is projected onto the adjustment array 9. The light beam 8 adjusted from each optical fiber end is projected onto the photosensitive element of the regulator on the beamlet blanker array 9. Each light beam 14 has a portion of the pattern data to control one or more regulators. Appropriately, a transmission means 17 is used in which the projector 65 is properly aligned with the plate 15 at the end of the fiber.

후속하여, 전자 빔렛(7)은 말단 모듈로 들어간다. 본 명세서에서, 용어 '빔렛'은 조정된 빔렛으로 지칭된다. 이러한 조정된 빔렛은 시간에 따른 순차적 부분을 효율적으로 포함한다. 이 순차적 부분들의 일부, 즉 빔 정지부에서에 정지된 부분은 더 낮은 강도(intensity)를 가질 수 있고 바람직하게 제로 강도를 가진다. 일부 부분은 후속 스캐닝 기간을 위해 출발 위치로의 빔렛의 위치설정을 허용하도록 제로 강도를 가질 것이다.
Subsequently, the electron beamlet 7 enters the end module. In this specification, the term 'beamlet' is referred to as adjusted beamlet. This adjusted beamlet effectively includes sequential parts over time. Some of these sequential parts, ie the parts stationary at the beam stop, may have lower intensity and preferably have zero intensity. Some portions will have zero intensity to allow positioning of the beamlet to the starting position for subsequent scanning periods.

상기 말단 모듈은 여러 구성을 포함하는 바람직하게는 삽입가능한 교환가능한 유닛으로서 해석된다. 이 실시예에서, 상기 말단 모듈은 빔 정지 어레이(10), 스캐닝 편향기 어레이(11), 및 투사 렌즈 배열체(12)를 포함하고, 물론 이 모든 것들이 상기 말단 모듈에 포함되어야 하는 것은 아니고 이들은 달리 배열될 수 있다. 이 말단 모듈은, 다른 기능 중에서, 약 100 내지 500배, 바람직하게는 가능한 크게, 예를 들어, 300 내지 500 배의 범위에서 축소화를 제공할 것이다. 상기 말단 모듈은 바람직하게는 아래에 기재된 바와 같이 빔렛을 편향시킨다. 상기 말단 모듈을 떠난 후, 상기 빔렛(7)은 타겟 평면에 위치한 타겟 표면(13)에 영향을 미친다. 리소그래피 용도를 위해, 타겟은 일반적으로 하전-입자 민감성 층 또는 레지스트 층이 제공된 웨이퍼를 포함한다.
The end module is construed as a replaceable unit, preferably insertable, which comprises several configurations. In this embodiment, the end module comprises a beam stop array 10, a scanning deflector array 11, and a projection lens arrangement 12, which of course not all of these should be included in the end module, but they It may be arranged otherwise. This terminal module will, among other functions, provide a reduction in the range of about 100 to 500 times, preferably as large as possible, for example 300 to 500 times. The end module preferably deflects the beamlets as described below. After leaving the end module, the beamlets 7 affect the target surface 13 located in the target plane. For lithographic applications, the target generally includes a wafer provided with a charged-particle sensitive layer or resist layer.

빔렛 정지 어레이(10)를 통과한 후에, 그 결과 조정된 빔렛(7)은 스캐닝 편향기 어레이(11)를 통과하고, 스캐닝 편향기 어레이는 X 및/또는 Y 방향, 실질적으로 편향되지 않은 빔렛(7)의 방향에 수직하게 각 빔렛(7)의 편향을 위해 제공된다. 본 발명에서, 편향기 어레이(11)는 스캐닝 정전 편향기이며, 이는 상대적으로 작은 드라이빙 전압의 적용을 가능하게 하고, 이후에 설명될 것이다. 다음에, 빔렛(21)은 투사 렌즈 배열체(12)를 통과하고, 타겟 평면 내의, 타겟, 전형적으로 웨이퍼의 타겟 표면(13) 상에 투사된다. 이 투사 렌즈 배열체(12)는 빔렛을 포커싱(focus)하여, 바람직하게 10 내지 30 나노미터의 직경의 기하학적 스팟 크기를 초래한다. 이러한 설계의 투사 렌즈 배열체(12)는 약 100 내지 500 배의 축소를 제공하는 것이 바람직한다. 이 바람직한 실시예에서, 투사 렌즈 배열체(12)는 유용하게는 타겟 표면(13)에 가까이 위치한다. 다른 실시예에서, 보호 수단은 타겟 표면(13)과 포커싱 투사 렌즈 배열체(12) 사이에 위치할 수 있다. 보호 수단은 필요한 구멍이 확실히 제공되는 포일 또는 플레이트일 수 있으며, 방출된 레지스트 입자들이 리소그래피 시스템 내 임의의 민감성 요소들에 도달할 수 있기 전에 방출된 레지스트 입자들을 흡수한다. 대안적으로 또는 추가로, 스캐닝 편향 어레이(9)는 투사 렌즈 배열체(12)와 타겟 표면(13) 사이에 제공될 수 있다.
After passing through the beamlet stop array 10, the resultant adjusted beamlet 7 passes through the scanning deflector array 11, and the scanning deflector array passes in the X and / or Y direction, substantially unbiased beamlets ( It is provided for the deflection of each beamlet 7 perpendicular to the direction of 7). In the present invention, the deflector array 11 is a scanning electrostatic deflector, which allows the application of a relatively small driving voltage, which will be described later. The beamlet 21 then passes through the projection lens arrangement 12 and is projected onto the target surface 13 of the target, typically the wafer, in the target plane. This projection lens arrangement 12 focuses the beamlets, resulting in geometric spot sizes of diameters of preferably 10 to 30 nanometers. The projection lens arrangement 12 of this design preferably provides about 100 to 500 times reduction. In this preferred embodiment, the projection lens arrangement 12 is advantageously located close to the target surface 13. In another embodiment, the protective means may be located between the target surface 13 and the focusing projection lens arrangement 12. The protective means may be a foil or plate which is surely provided with the necessary holes and absorbs the released resist particles before the released resist particles can reach any sensitive elements in the lithography system. Alternatively or in addition, a scanning deflection array 9 may be provided between the projection lens arrangement 12 and the target surface 13.

대략적으로 말하여, 투사 렌즈 배열체(12)는 빔렛(7)을 타겟 표면(13)에 포커싱한다. 게다가, 이는, 단일 픽셀의 스팟 크기가 정확하도록 추가로 보장한다. 스캐닝 편향기(11)는 타겟 표면(13) 위로 빔렛(7)을 편향시킨다. 여기서, 타겟 표면(13) 상의 픽셀의 위치가 마이크로스케일(microscale)로 정확하게 되는 것이 필요하다. 특히, 스캐닝 편향기(11)의 작동은 픽셀이 타겟 표면(13) 상의 패턴을 궁극적으로 구성하는 픽셀들의 그리드 내로 잘 맞도록 보장하는 것이 필요하다. 타겟 표면 상의 픽셀의 매크로스케일(macroscale) 위치설정이 타겟(13) 아래 위치한 웨이퍼 위치설정 수단에 의해 적절히 달성될 수 있음이 이해될 것이다.
In rough terms, the projection lens arrangement 12 focuses the beamlet 7 on the target surface 13. In addition, this further ensures that the spot size of a single pixel is accurate. The scanning deflector 11 deflects the beamlet 7 over the target surface 13. Here, it is necessary for the position of the pixel on the target surface 13 to be accurate to microscale. In particular, the operation of the scanning deflector 11 needs to ensure that the pixel fits well into the grid of pixels that ultimately make up the pattern on the target surface 13. It will be appreciated that macroscale positioning of the pixel on the target surface may be appropriately achieved by wafer positioning means located below the target 13.

이러한 높은-품질의 투사는 재생가능한 결과를 제공하는 리소그래피 시스템을 달성하는 것과 관련한다. 통상적으로, 타겟 표면(13)은 기판 상에 레지스트 필름을 포함한다. 상기 레지스트 필름의 일부는 하전 입자, 즉, 전자의 빔렛의 적용에 의해 화학적으로 변경될 것이다. 이의 결과로서, 필름의 방사된 일부는 현상제(developer)에 다소(more or less) 용해성일 것이며, 웨이퍼 상에 레지스트 패턴을 제공할 것이다. 상기 웨이퍼 상의 상기 레지스트 패턴은 후속하여 아래 층으로, 즉, 반도체 제조 분야에서 알려진 임플리멘테이션(implementation), 에칭 및/또는 증착 단계에 의해, 전달될 수 있다. 명백히, 조사가 균일하지 않다면, 상기 레지시트는 균일한 방식으로 현상되지 않을 수 있으며, 이는 패턴의 실수(mistake)를 이끌 수 있다. 더구나, 많은 이러한 리소그래피 시스템은 복수의 빔렛을 사용한다. 조사의 어떠한 차이도 편향 단계로부터 초래되어서는 안된다.
Such high-quality projection relates to achieving a lithography system that provides reproducible results. Typically, target surface 13 comprises a resist film on a substrate. A portion of the resist film will be chemically modified by the application of charged particles, ie beamlets of electrons. As a result of this, the radiated part of the film will be more or less soluble in the developer and will provide a resist pattern on the wafer. The resist pattern on the wafer may subsequently be transferred to the underlying layer, ie, by the implementation, etching and / or deposition steps known in the semiconductor fabrication arts. Obviously, if the irradiation is not uniform, the register may not be developed in a uniform manner, which may lead to a mistake of the pattern. Moreover, many such lithography systems use a plurality of beamlets. No difference in investigation should result from the bias phase.

본 발명은 이러한 타겟 표면(13) 상에 복수의 스캐닝 빔렛의 정확하고 균일한 투사의 목적을 제시한다. 여기서, 스캐닝 편향기(11) 내의 적어도 자립 전극들이 매우 균일한 전기장의 생성을 가능하게 하고, 여기서 이의 목적을 충족시키는 균일한 편향을 제공할 수 있음이 이해되어 졌다. 추가로, 해결하기 훨씬 더 어려운 새로운 엔지니어링 문제들을 제기함 없이 그리고 적절한 기계 세기를 가진 자립 전극을 제조하는 것이 가능하게 된다. 하나의 적합한 실시예에서, 자립 전극은, 스캐닝 편향기의 선택된 작동 주파수의 적절히 낮고 및/또는 높은 하나 또는 그 초과의 기계적 공명 주파수를 가졌다. 다시 말해, 이 실시예에서, 전극들에 대한 전압 차이를 제공함은, 자립 전극들의 진동을 유도하지 않는다. 이러한 진동은 전극들 사이의 균일한 필드의 마지막(end)이 될 것이다. 특히, 일 실시예에서, 자립 전극들에는 표면 구조가 제공되었으며, 이는 전기장에서의 단지 작은 변동(minor fluctuation) 및/또는 교란(disturbance)을 제공하였다.
The present invention addresses the purpose of accurate and uniform projection of a plurality of scanning beamlets on this target surface 13. Here, it is understood that at least the freestanding electrodes in the scanning deflector 11 enable the generation of a very uniform electric field, where it can provide a uniform deflection to meet its purpose. In addition, it becomes possible to manufacture freestanding electrodes with adequate mechanical strength and without raising new engineering problems that are much more difficult to solve. In one suitable embodiment, the freestanding electrode had one or more mechanical resonance frequencies that were suitably low and / or high of the selected operating frequency of the scanning deflector. In other words, in this embodiment, providing a voltage difference for the electrodes does not induce vibration of the freestanding electrodes. This vibration will be the end of the uniform field between the electrodes. In particular, in one embodiment, the freestanding electrodes were provided with a surface structure, which provided only minor fluctuations and / or disturbances in the electric field.

도 2는 본 발명의 정전 스캐닝 편향기(11)의 바람직한 실시예의 평면도를 보여준다. 도 3은 도 2의 일부의 확대도를 보여준다. 도 4는 제 1 방향으로 개략적 단면도를 보여준다. 도 5는 도 4의 도면에 대한 수직한 방향으로서 개략적 단면도를 보여준다. 도 9는 간단한 도면을 보여준다.
2 shows a plan view of a preferred embodiment of the electrostatic scanning deflector 11 of the present invention. 3 shows an enlarged view of a portion of FIG. 2. 4 shows a schematic cross section in a first direction. FIG. 5 shows a schematic cross sectional view in a vertical direction with respect to the view of FIG. 4. 9 shows a simple diagram.

도 2는 다수의 연속 스트립(31-38)을 보여주며, 이들은 콤-구조식(comb-structured) 제 1 전극(21) 또는 콤-구조식 제 2 전극(22) 각각의 일부이다. 이 실시예에서, 스트립(31-38)은 함께 전극들의 서로 맞물린(interdigitated) 쌍을 구성하며; 이는 그 후에 전극 시스템으로 지칭될 것이다. 이 기판(50)은 여기서 전극 시스템을 지지하고; 그러나, 이 전극 시스템은 적어도 부분적으로 그리고 적합하게 기판(50) 내 구멍(51) 위에 주로 배치된다(overlay). 명료성을 위해 도 4는 단지 연속 스트립(31-35)을 보여주지만 이러한 감소된 수의 스트립으로도 적절히 원리를 예시함이 관찰된다. 적합하게, 상기 연속 스트립들은 구멍(51)의 제 1 측면(101)으로부터 제 2 측면(102)으로 연장되는 브리지를 형성한다. 그러나, 도 7을 참조하여 도시되는 바와 같이 이는 필요한 것으로 여겨지지 않는다.
2 shows a plurality of continuous strips 31-38, which are part of each of the comb-structured first electrode 21 or the comb-structured second electrode 22. In this embodiment, the strips 31-38 together form an interdigitated pair of electrodes; This will then be referred to as the electrode system. The substrate 50 here supports the electrode system; However, this electrode system is at least partially and suitably overlaid over the apertures 51 in the substrate 50. For clarity, FIG. 4 only shows the continuous strips 31-35, but it is observed that this reduced number of strips properly illustrates the principle. Suitably, the continuous strips form a bridge extending from the first side 101 of the hole 51 to the second side 102. However, as shown with reference to FIG. 7, this is not deemed necessary.

명료성을 위해, 필드는 도 2에서 점선으로 표시되는 바와 같이 활성 영역(20)에서 효과적으로 만들어짐이 관찰된다. 본 실시예의 자립 전극은 주로 이의 측면들을 통해 필드를 생성한다. 활성 영역(20) 외부에는 이러한 측면은 없다. 그러나, 활성 영역(20)이 대안적으로 형성될 수 있다. 용어 '적어도 부분적으로 자립 전극'은, 상기 활성 영역 내 존재하는 관련 도체들의 임의의 부분이 자립 또는 부분 자립되는 것을 나타내기 위한 것을 의미한다. 용어 '자립'은, 이 도체들은 활성 영역에서 임의의 멤브레인 또는 다른 캐리어에 의해 지지되지 않는 것을 나타내기 위한 것을 의미한다. 용어 '부분 자립'은, 이 도체들이 국소적으로 및/또는 제한된 영역에 걸쳐 맴브레인에 의해, 기계적 포스트에 의해, 또는 임의의 다른 지지 구조에 의해, 지지되어 있는 상태를 나타내려는 의도이다. 바람직한 실시예에서, 용어 '적어도 부분적으로 자립 전극'은 상기 연속 스트립이 상기 활성 영역에서 자립성이라는 것을 의미한다.
For the sake of clarity, it is observed that the field is effectively made in the active area 20 as indicated by the dashed line in FIG. 2. The freestanding electrode of this embodiment creates a field primarily through its sides. There is no such aspect outside the active area 20. However, active region 20 may alternatively be formed. The term 'at least partially freestanding electrode' is meant to indicate that any part of the relevant conductors present in the active region is self-supporting or partially self-supporting. The term 'independent' is meant to indicate that these conductors are not supported by any membrane or other carrier in the active region. The term 'partially self-supporting' is intended to indicate the state in which these conductors are supported by membranes, by mechanical posts, or by any other supporting structure, locally and / or over a limited area. In a preferred embodiment, the term at least partially freestanding electrode means that the continuous strip is freestanding in the active region.

윈도우(40, 41)는 스트립들 사이로 연장된다. 이것들의 일부는 통과 윈도우(40)이고; 다른 것들은 분리 도메인(41)이다. 이러한 바람직한 실시예에서, 상기 분리 도메인(41)은 윈도우이고, 예를 들어 임의의 유전체 또는 다른 물질로 채워지지 않은 자유 공간이다. 통과 윈도우(40)는 폭(b)을 가진다. 통과 윈도우(40)는 이를 통해 빔렛(7)이 통과되도록 구성된 윈도우이다. 통과 윈도우들은 빔렛(7)의 커플을 위해 설계된 홀 또는 전극의 스트립들 사이로 완전히 연장하는 그루브일 수 있다. 통과 윈도우(40)가 빔렛(7)의 커플로 제한된다면, 이 제한은 또한 (예를 들어 스트립에 수직하게 연장하는 포스트 또는 빔과 같은) 지지 구조의 제공 때문일 수 있다. 그러나, 통과 윈도우(40)를 제한하는 다른 이유들이 있을 수 있다. 상대적으로 긴 통과 윈도우의 제공은 그러나 최대 균일성을 얻는데 이로우며; 통과 윈도우의 임의의 중단 또는 제한은 전기장의 변화를 일으킬 것이다.
The windows 40, 41 extend between the strips. Some of these are pass-through windows 40; Others are the isolation domains 41. In this preferred embodiment, the isolation domain 41 is a window, for example free space not filled with any dielectric or other material. The passing window 40 has a width b. Passing window 40 is a window configured to allow beamlet 7 to pass through it. The passing windows can be grooves that extend completely between the strips of holes or electrodes designed for the couple of beamlets 7. If the passing window 40 is limited to a couple of beamlets 7, this limitation may also be due to the provision of a support structure (such as a post or beam extending for example perpendicular to the strip). However, there may be other reasons for limiting the passing window 40. Providing a relatively long pass window, however, is beneficial in obtaining maximum uniformity; Any interruption or restriction of the passing window will cause a change in the electric field.

바람직하게, 연속 스트립의 수는 상대적으로 많고 이의 상호 거리는 짧다. 이 스트립(31-38)은 옆 크기(lateral dimension), 폭(a), 및 높이(z)를 가진다. 분리 윈도우(41)는 폭(c)을 가진다. 적합하게, 통과 윈도우(40)의 폭(b)은 통과 윈도우(40) 사이의 총 거리 2a+c보다 작다. 더욱 적합하게, 통과 윈도우(40)의 폭(b)은 많아야 전자 빔렛(7)의 3개의 열이 통과 윈도우(40)를 통과하도록 선택된다. 더욱 바람직하게, 열의 수는 2개이고 더욱 바람직하게 열의 수는 1개이다. 열의 수의 감소는 균일한 필드의 생성을 위해 이로운 것으로 나타난다. 이 필드 라인은 대부분 스트립(31-38)의 측 연장에 수직한 방향으로 진행한다. 이는 구멍의 마주하는 측면 상에 있는 두 개의, 예를 들어 U-전극을 가진 종래 기술의 매크로스코픽 편향기에 대한 명백한 개선이다. 이러한 편향기의 필드 세기는 균일하지 않다. 특별히 전극의 코너 근처에, 상기 필드 세기는 더 높고 그 측면들은 어떠한 방법으로도 전기장의 장애를 이끈다. 본 발명에 따른 스캐닝 편향기(11)에서, 필드 세기는 극도로 균일하고 명백하게 종래기술에서보다 더욱 균일하다. 스캐닝 편향기는 5% 미만, 더욱 바람직하게는 3% 미만, 및 가장 바람직하게는 2% 미만의 편향 세기의 변화를 증명한다. 본 발명의 일 실시예에서, 1 내지 1.5%의 편향 세기의 변화가 달성되었다.
Preferably, the number of continuous strips is relatively large and their mutual distance is short. The strips 31-38 have a lateral dimension, a width a, and a height z. The separating window 41 has a width c. Suitably, the width b of the passing window 40 is less than the total distance 2a + c between the passing windows 40. More suitably, the width b of the pass window 40 is selected such that at most three rows of the electron beamlets 7 pass through the pass window 40. More preferably, the number of columns is two and more preferably the number of columns is one. The reduction in the number of columns appears to be beneficial for the creation of a uniform field. This field line mostly runs in a direction perpendicular to the lateral extension of the strips 31-38. This is a clear improvement over the prior art macroscopic deflectors with two, for example U-electrodes, on opposite sides of the hole. The field strength of this deflector is not uniform. Especially near the corner of the electrode, the field strength is higher and the sides lead to disturbance of the electric field in any way. In the scanning deflector 11 according to the invention, the field strength is extremely uniform and obviously more uniform than in the prior art. The scanning deflector demonstrates a change in deflection intensity of less than 5%, more preferably less than 3%, and most preferably less than 2%. In one embodiment of the invention, a change in deflection strength of 1 to 1.5% was achieved.

충분한 편향 각을 달성하면서, 통과 윈도우(40)의 이러한 짧은 폭(b)의 결과로서, 전극 위에서 전위차(21, 22)는 상대적으로 감소될 수 있다.
As a result of this short width b of the passing window 40, while achieving a sufficient deflection angle, the potential differences 21, 22 on the electrodes can be relatively reduced.

전극 위에서 전위차의 감소는 주된 이점을 가진다. 첫째로, 편향기는 더 나은 방식으로 전기적으로 드라이빙될 수 있으며; 즉, 전극에 대한 - 가변하는 - 전압 차이의 제공은 속도가 증가되고 및/또는 더 높은 밴드 폭이 증가될 수 있다. 용어 '밴드폭'은 본원에서 전기 신호의 적용의 균일함에 대한 측정치로서 사용된다. 너무 좁은 밴드폭은 전압 차이의 크기의 변화 및 전압 차이를 제공하는 타이밍의 변화 및 제어할 수 없는 지연과 같은 문제를 일으킬 수 있다. 두 번째로, 전정 방전의 결과로서 편향기에 대한 손상의 위험은 감소된다.
Reduction of the potential difference over the electrodes has a major advantage. First, the deflector can be electrically driven in a better way; That is, the provision of a variable voltage difference for the electrode can be increased in speed and / or higher in bandwidth. The term 'bandwidth' is used herein as a measure of the uniformity of the application of an electrical signal. Too narrow a bandwidth can cause problems such as a change in the magnitude of the voltage difference and a change in timing that gives the voltage difference and an uncontrollable delay. Secondly, the risk of damage to the deflector as a result of pruning discharge is reduced.

강성도(stiffness)를 최적화하기 위해, 스트립(31)의 높이(z)는 상대적으로 크게 설계된다. 적합하게, 상기 높이(z)는 통과 윈도우(40)의 폭(b)보다 더 크다. 더구나, 더 큰 높이는 이른바 편향 강도를 증가시키기 위해 또는 대안적으로 주어진 편향 각에 대한 필요한 전위차를 줄이기 위해 기능한다.
In order to optimize the stiffness, the height z of the strip 31 is designed relatively large. Suitably, the height z is greater than the width b of the passing window 40. Moreover, the greater height functions to increase the so-called deflection strength or alternatively to reduce the required potential difference for a given deflection angle.

도 9는 본 발명에 따른 정전 편향기의 일부의 간단한 단면도이다. 종래 기술 도 10과의 비교는 본 발명에서 만드는 주된 개선을 설명할 것이다. 우선, 편향기에서 필드는 제 1 전극으로부터 제 2 전극으로 직접 연장되며; 종래 기술에서 이는 전극 위에서 연장된다. 따라서, 더 큰 균일성 및 더 향상된 제어된 필드 세기를 초래한다. 두 번째로, 전극(31-36)의 높이(z)는 종래 기술에서보다 본 발명에서 더 크다. 빔렛(7)이 전체 높이(z)에 걸쳐 본 발명에서 편향되기 때문에, 이 편향은 더욱 점차적으로 발생 된다. 미리 형성된 편향 각을 위해 필요한 필드 세기는 이에 따라 감소될 수 있다. 바람직하게, 이 도면에서 보이는 바와 같이, 높이(z)는 통과 윈도우(40)의 폭(b)보다 더 크다. 셋째로, 본 발명의 편향기는 통과 윈도우(40)에 더해서 분리 윈도우(41)를 포함한다. 이는 본원에서 빔렛(7)이 동일한 방향으로 모두 편향되도록 한다. 도 10에서 보이는 종래 기술에서, 빔렛(7)은 반대 방향으로 편향되었다. 비록 본 발명이 따라서 도 10의 종래 기술에 비교해 추가 스트립들을 가지지만, 제 1 내지 제 2 빔렛 사이의 피치는 증가하지 않는다. 바람직하다면, 상기 피치는 감소할 수도 있다. 이러한 작은 피치는 본 발명의 리소그래피 시스템에서 더 작은 결정적 차원의 패턴을 향한 일 단계이다. 이 도면 또는 도 10에서 도시하지 않지만, 종래 기술 편향기는 특정 홀들을 포함하며, 이 홀들을 통해 개별 빔렛이 통과한다. 본 발명에서, 복수의 빔렛은 제 1 내지 제 2 스트립 사이를 통과한다. 일련의 자립 스트립으로서 본 발명의 편향기의 구조는 추가 홀이 필요하지 않다. 추가로, 개별 홀을 통하는 대신에, 제 1 내지 제 2 스트립 사이의 복수의 빔렛의 통과는 균일함을 기여한다.
9 is a simplified cross-sectional view of a portion of an electrostatic deflector according to the present invention. Prior art Comparison with FIG. 10 will explain the major improvements made in the present invention. First, in the deflector the field extends directly from the first electrode to the second electrode; In the prior art it extends over the electrodes. Thus, resulting in greater uniformity and better controlled field strength. Secondly, the height z of the electrodes 31-36 is greater in the present invention than in the prior art. Since the beamlet 7 is deflected in the present invention over the entire height z, this deflection occurs more gradually. The field strength required for the preformed deflection angle can thus be reduced. Preferably, as seen in this figure, the height z is greater than the width b of the passing window 40. Third, the deflector of the present invention includes a separating window 41 in addition to the passing window 40. This allows the beamlets 7 to all deflect in the same direction herein. In the prior art shown in FIG. 10, the beamlets 7 are deflected in opposite directions. Although the present invention thus has additional strips compared to the prior art of FIG. 10, the pitch between the first and second beamlets does not increase. If desired, the pitch may be reduced. This small pitch is one step towards a pattern of smaller critical dimensions in the lithographic system of the present invention. Although not shown in this figure or in FIG. 10, prior art deflectors include certain holes through which individual beamlets pass. In the present invention, the plurality of beamlets pass between the first and second strips. The structure of the deflector of the present invention as a series of freestanding strips does not require additional holes. In addition, instead of passing through individual holes, the passage of a plurality of beamlets between the first and second strips contributes to uniformity.

본 발명의 편향기의 이점들 중 하나는 접지 전극의 위치이다. 이 접지 전극(25)은 포지티브 또는 네거티브로 하전된 전극에 인접하여 위치하지 않지만, 상기 구멍 위에 배치되지 않거나 실질적으로 구멍 위에 배치되지 않은 영역에서 기판 상에 위치한다. 여기서, 이러한 하전 전극과 접지 전극 사이의 거리는 훨씬 더 크다. 이는 경계 조건을 충족시키도록 도우며, 상기 경계 조건은 어떠한 정전 방전도 편향기를 파괴하는 손상과 함께 발생하지 않아야 한다는 것이다. 결과적으로, 접지 전극의 국소 부재 때문에, 제 1 및 제 2 전극(21, 22)의 연속 스트립은 더 작은 거리에서 위치할 수 있다. 명료성을 위해, 접지 전극의 전위는 보통 환경(ordinary environment (0V))에서의 접지 전위와 동일할 필요가 없음이 확인된다. 예를 들어, 접지 전극은 예를 들어, -10kV 내지 +10V의 어떤 것일 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(21, 22)에 인가된 이 전위는 그 다음에 예를 들어 -10kV -/+ 10V의 이 접지부 근처의 전위이다. 적합하게, 제 1 내지 제 2 전극(21, 22) 사이의 전위차는 많아야 50V, 더욱 적합하게는 많아야 20V 및 더욱 적합하게는 많아야 10V이다. 본 발명의 여러 실시예에서, 10V 미만, 예를 들어 8V, 6V, 5V의 전위차가 얻어진다. 이러한 더욱 낮은 전압은 적합하며, 왜냐하면 이들은 강한, 그럼에도 빠를 수 있지만 여전히 높은 밴드폭을 가지는 드라이빙 서킷을 가능하게 하기 때문이다. 적합하게, 상기 밴드폭은 적어도 5배의 스캐닝 주파수이다. 10배의 스캐닝 주파수의 밴드폭은 균일함에 대해 매우 적당한 결과를 제공한다. 적합하게, 상기 스캐닝 주파수는 적어도 100 kHz, 더욱 바람직하게 적어도 500 kHz 또는 심지어 1 MHz 또는 그 초과이다.
One of the advantages of the deflector of the present invention is the location of the ground electrode. This ground electrode 25 is not located adjacent to the positive or negatively charged electrode, but is located on the substrate in an area that is not disposed above or substantially above the hole. Here, the distance between this charged electrode and the ground electrode is much larger. This helps to meet the boundary condition, which means that no electrostatic discharge should occur with damage to destroy the deflector. As a result, because of the local member of the ground electrode, the continuous strips of the first and second electrodes 21, 22 can be located at a smaller distance. For clarity, it is confirmed that the potential of the ground electrode does not need to be the same as the ground potential in the ordinary environment (0V). For example, the ground electrode can be anything from -10 kV to +10 V, for example. This potential applied to the first and second electrodes 21, 22 is then the potential near this ground, for example -10 kV-/ + 10V. Suitably, the potential difference between the first and second electrodes 21, 22 is at most 50V, more suitably at most 20V and more suitably at most 10V. In various embodiments of the invention, potential differences of less than 10V, for example 8V, 6V, 5V, are obtained. These lower voltages are suitable because they allow for a strong, nevertheless fast but still high bandwidth driving circuit. Suitably, the bandwidth is at least five times the scanning frequency. The bandwidth of 10 times the scanning frequency gives a very reasonable result for uniformity. Suitably, the scanning frequency is at least 100 kHz, more preferably at least 500 kHz or even 1 MHz or more.

도 2에 보이는 바와 같이, 이 구조에 본드패드(28)가 제공된다. 이 본드 패드(28)는 인터커넥트(29)를 통해 각 전극에 커플링된다. 상기 인터커넥트(29)는 접지면 영역(25) 사이에 있다. 약 500 kHz 또는 그 초과의 더 높은 스위칭 주파수의 경우에 이는 특별히 적합하다. 그 다음에 RF 효과는 관련성이 있기 시작한다. 웨이브가이드로서 상기 인터커넥트를 실시함에 의해, 이러한 RF 측면은 실제로 억눌려진다. 다른 트랜스미션 라인 실행(implementations)(스트립라인, 트랜스 미션 라인 등)은 대안적으로 선택될 수 있다는 것이 본 기술 분야의 기술자에 의해 이해된다.
As shown in FIG. 2, a bond pad 28 is provided in this structure. This bond pad 28 is coupled to each electrode via interconnect 29. The interconnect 29 is between the ground plane region 25. This is particularly suitable for higher switching frequencies of about 500 kHz or more. RF effects then begin to be relevant. By implementing the interconnect as a waveguide, this RF aspect is actually suppressed. It is understood by those skilled in the art that other transmission line implementations (striplines, transmission lines, etc.) may alternatively be selected.

일 실시예에서, 도 2에서 보는 바와 같이, 각 통과 윈도우(40)에서 전기장의 배향은 동일하다. 상기 전기장의 이 동일한 배향 때문에, 모든 빔렛(7)의 편향은 동일한 배향으로 진행한다. 결과적으로, 이 표면적 뿐만 아니라 빔렛(7)의 투사된 그리드의 모양은 편향이 있는지 여부와 무관하게 동일하거나, 독립적이다. 이 원리는 다음 방식에서 보이는 실시예에서 실시된다: 제 1 전극은 제 1 및 제 3 스트립을 포함하며, 반면 제 2 전극은 제 2 및 제 4 스트립을 포함한다. 제 1 통과 윈도우는 제 1 및 제 2 스트립 사이에 있다. 제 2 통과 윈도우는 제 3 및 제 4 스트립 사이에 위치한다. 그러나, 분리 도메인은 제 2 및 제 3 스트립 사이에 있다; 즉, 상기 분리 도메인은 통과 윈도우가 없다. 이 분리 도메인은 적합하게 제조 이유를 위한 윈도우이다. 더구나, 이 설계는 드라이빙 전압을 줄일 수 있기 때문에, 방전의 위험은 실제로 줄어든다.
In one embodiment, as shown in FIG. 2, the orientation of the electric field in each pass window 40 is the same. Because of this same orientation of the electric field, the deflection of all beamlets 7 runs in the same orientation. As a result, this surface area as well as the shape of the projected grid of the beamlet 7 is the same or independent regardless of whether there is deflection. This principle is practiced in the embodiment shown in the following manner: the first electrode comprises first and third strips, while the second electrode comprises second and fourth strips. The first pass window is between the first and second strips. The second pass window is located between the third and fourth strips. However, the separation domain is between the second and third strips; In other words, the isolation domain has no passing window. This isolation domain is suitably a window for manufacturing reasons. Moreover, since this design can reduce the driving voltage, the risk of discharge is actually reduced.

이의 추가 개선에서, 종단 저항(terminating resistance)은 제 1 및 제 2 전극(21, 22)의 전극 시스템에 평행하게 커플링 된다. 이러한 종단 저항은 편향기의 기판에 통합될 수 있다. 대안적으로 상기 종단 저항은 별도로 조립된 하나 또는 그 초과의 표면 마운트가능한 레지스터와 같은, 분리 구성일 수 있다. 이 시스템에서 기생 용량의 위치설정 시간에의 임의의 영향을 제거하기 위해 제공된다. 특이적으로, 상기 저항은 용량 및/또는 저항을 약화시키고 상기 기생 용량은 함께 필터로서 작용한다. 결과적으로, 위치설정 기간은 라이팅 기간보다 더 짧은 것이 달성된다. 함께 이것들은 일 라인을 스캐닝하기 위해 필요한 시간, 및 여기서 스캐닝 주파수를 정의한다.
In its further refinement, the terminating resistance is coupled in parallel to the electrode system of the first and second electrodes 21, 22. This termination resistor can be integrated into the substrate of the deflector. Alternatively, the termination resistor may be a separate configuration, such as one or more surface mountable resistors assembled separately. In this system, a parasitic dose is provided to eliminate any influence on the positioning time. Specifically, the resistance weakens the capacitance and / or resistance and the parasitic capacitances together act as a filter. As a result, the positioning period is shorter than the writing period is achieved. Together these define the time required for scanning one line, and here the scanning frequency.

가장 적합하게는, 이 저항은 열 제거 경로에 기계적으로 커플링 된다. 이 열 제거 경로는 히트스프레더(heatspreader), 히트싱크(heatsink) 등을 포함할 수 있다. 가장 관련 있는 것은, 진공 베셀 내 편향기로부터 상기 진공 밖의 위치로의 열 전도 경로가 있다는 것이다. 이러한 저항의 사용은 상대적으로 낮은 드라이빙 전압 때문에 전극 위의 전위차가 상대적으로 작다는 점에서 가능하다. 이는,저항에 대한 열 발산이 제한될 것이라는 것을 의미한다. 이 저항의 이점은, 전극 위의 전위차가 더욱 빠르게 감소할 수 있다는 것이다. 효율적으로, 전극 시스템의 기생 용량은 레지스터에 의해 감쇄되고, 여기서 전위차의 이 감소를 대응하지 않는다. 이 전위차의 상기 감소는 직접적으로, 후속 편향을 위해 이의 출발 위치로 빔렛을 가져오는 감소된 시간에 대응한다. 여기서, 이는 스캐닝 주파수를 증가시킨다.
Most suitably, this resistor is mechanically coupled to the heat removal path. This heat removal path may include a heatspreader, a heatsink, and the like. Most relevant is that there is a heat conduction path from the deflector in the vacuum vessel to a location outside the vacuum. The use of such a resistor is possible in that the potential difference on the electrode is relatively small because of the relatively low driving voltage. This means that heat dissipation for the resistance will be limited. The advantage of this resistance is that the potential difference on the electrode can be reduced more quickly. Effectively, the parasitic capacitance of the electrode system is attenuated by the resistor, where it does not correspond to this reduction in potential difference. This reduction in this potential difference directly corresponds to the reduced time of bringing the beamlet to its starting position for subsequent deflection. Here, this increases the scanning frequency.

도 4 및 5는 도 2의 실시예의 개략적 단면도를 보여준다. 도 4는 기판에서의 구멍(51) 및 스트립(31-38)의 상호 위치설정을 훨씬 더욱 명백하게 보여준다. 도 5는, 스트립(31)이 이 실시예에서, 제 1 측면(101)으로부터 구멍(51)의 반대 제 2 측면(102)으로 연장된다는 것으로 보여준다. 이 구조에서, 전극은 아래 구멍을 커버하는 브릿지를 효율적으로 구성한다. 기계적 안정성 전망으로부터 바람직한 구조이다. 구멍(51) 위의 스트립을 위한 지지부로서 기능하는 맴브레인 캐리어가 없지만, 스트립들은 적어도 부분적으로 자립성이다. 자립성이기 위해, 스트립들은, 스트립(31-38)이 가요적이고 제어가능하지 않는 방식으로 구부러지는 것을 막을 정도의 차원 및 강성도를 가진다.
4 and 5 show schematic cross-sectional views of the embodiment of FIG. 2. 4 shows much more clearly the mutual positioning of the holes 51 and the strips 31-38 in the substrate. 5 shows that the strip 31 extends from the first side 101 to the second side 102 opposite the hole 51 in this embodiment. In this structure, the electrode efficiently constructs a bridge covering the lower hole. It is a preferred structure from the viewpoint of mechanical stability. There is no membrane carrier which serves as a support for the strip above the hole 51, but the strips are at least partially freestanding. To be self-supporting, the strips have dimensions and stiffness that are such that they prevent the strips 31-38 from bending in a flexible and uncontrollable manner.

이 구조는 이의 상부 면으로부터 그리고 이의 하부 면으로부터 선택적으로 에칭되고 패턴화될 수 있는 반도체 기판에 기초하여 적합하게 제조된다. 실리콘-온-절연체(silicon-on-insulator (SOI)) 기판은 이 목적을 위해 매우 이롭다; 매립 산화물(52)은 여기서 에치 스톱으로서 기능한다. 대안적으로, 에치 스탑은 pn-접합 또는 다른 도핑 전이로, 당업계에 알려진 바와 같아, 만들어질 수 있다. SOI 기판의 예를 취하면: 전극들은 상부 반도체 층(장치 층)(53)에 만들어질 것이다. 기판(50)은 바닥 반도체 층(핸들링 웨이퍼)에 만들어진다. 구멍(51)은 임의의 타입의 에칭, 예컨대 건식 에칭 및 습식 에칭에 의해 만들어질 수 있다. 당업자는, 실리콘 웨이퍼가 바람직하게 p-타입 또는 n-타입으로 도핑됨을 이해할 것이다. 적합하게, pn-접합은 자립성 전극 내 전류 발생을 막기 위해 존재하지 않는다. 이 도핑 수준은, 에칭 및 마이크로제조의 분야에서 당업자에 알려진 바와 같이 자유롭게 선택될 수 있다.
This structure is suitably manufactured based on a semiconductor substrate that can be selectively etched and patterned from its upper face and from its lower face. Silicon-on-insulator (SOI) substrates are very beneficial for this purpose; The buried oxide 52 here serves as an etch stop. Alternatively, etch stops can be made, as known in the art, with pn-junctions or other doping transitions. Taking an example of an SOI substrate: The electrodes will be made in the upper semiconductor layer (device layer) 53. The substrate 50 is made on the bottom semiconductor layer (handling wafer). The hole 51 can be made by any type of etching, such as dry etching and wet etching. Those skilled in the art will appreciate that the silicon wafer is preferably doped with p-type or n-type. Suitably, no pn-junction is present to prevent current generation in the freestanding electrode. This level of doping can be freely selected as known to those skilled in the art of etching and microfabrication.

적합하게, 자립성 전극에는 코팅(54)이 제공된다. 코팅의 추가는 전기장의 균일성을 추가로 개선함은 알려져 있다. 여러 물질은 유전체 및 전도성 물질을 포함하여, 평탄함을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 금속 코팅은 가장 적합한 것으로 여겨진다; 유전체 물질의 코팅에 반대로, 금속 코팅은 시스템에서 추가 정전 용량을 제공하지 않는다. CVD, 스퍼터링, 전기 도금을 포함하는, 금속 코팅의 적용을 위한 방법은 당업계에 알려져 있다. 접착 층은 바람직하다면 사용될 수 있다. 더욱 적합하게, 자립 전극의 반도체 물질은 금속 코팅의 제공 전에 산화되지 않는다. 이 금속 코팅은, 예를 들어 적합한 CVD 공정에 의해, 동시에 자립 전극의 모든 표면 상에 제공될 수 있지만, 이는 필요한 것으로 여겨지지는 않는다. 대안적으로, 또한 임의의 측면이 적어도 부분적으로 전도성 물질에 의해 커버됨을 보장하면서 상부 및 하부 측으로부터 코팅을 적용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 코팅을 위해 두 개의 상이한 물질을 적용할 수 있다. 가장 바람직하게 자립 전극은 완전히 전기적으로 전도성이다.
Suitably, the freestanding electrode is provided with a coating 54. It is known that the addition of a coating further improves the uniformity of the electric field. Several materials can be used to improve flatness, including dielectrics and conductive materials. However, metal coatings are considered most suitable; In contrast to the coating of dielectric materials, metal coatings do not provide additional capacitance in the system. Methods for the application of metal coatings, including CVD, sputtering, electroplating, are known in the art. An adhesive layer can be used if desired. More suitably, the semiconductor material of the freestanding electrode is not oxidized prior to the provision of the metal coating. This metal coating may be provided on all surfaces of the freestanding electrode at the same time, for example by a suitable CVD process, but this is not considered necessary. Alternatively, it is also possible to apply the coating from the top and bottom sides while ensuring that any side is at least partially covered by the conductive material. In this embodiment, two different materials can be applied for the coating. Most preferably the freestanding electrode is fully electrically conductive.

비록 실리콘이 잘 알려져 있고 자립 전극의 생성을 위해 매우 적합하지만, 대안적 물질 및 방법은 배제되지 않는다. 이러한 대안들은, RF MEMS 적용을 위해 적용되는 것과 같이, 기판 상부 위에 자립 전극의 형성을 포함하고, 대안적 기판 물질의 사용은 Si의 핸들링 웨이퍼에 더하여 (특별히 상부 층으로서) 또는 대신에 SiC 및 SiGe를 포함한다.
Although silicon is well known and well suited for the production of freestanding electrodes, alternative materials and methods are not excluded. These alternatives include the formation of freestanding electrodes on top of the substrate, as applied for RF MEMS applications, and the use of alternative substrate materials may be used in place of SiC and SiGe in addition to (in particular as top layers) or instead of handling wafers of Si. It includes.

도 6은 본 발명에 따라 제 2 실시예의 평면도를 보여준다. 이 실시예는 전극(21, 22)의 서로 맞물린(interdigitated) 쌍을 보여준다. 엣지 존(23)은 편향기(11)의 반대 엣지에 위치한다. 엣지 존(23)은 제 1 및 제 2 전극(21, 22)의 평행 배향된 스트립트의 세트를 포함한다. 그럼에도, 어떠한 통과 윈도우(40)는 엣지 존(23) 내에 설계된다. 적합하게는 스트립의 설계는 편향기(9)의 메인 부분에서의 설계과 동일하지만, 필요한 것은 아니다. 비록 동일하게 도시하고 있지만, 엣지 존(23)은 상이한 설계으로 실행될 수 있다.
6 shows a plan view of a second embodiment according to the invention. This embodiment shows an interdigitated pair of electrodes 21, 22. Edge zone 23 is located on the opposite edge of deflector 11. Edge zone 23 comprises a set of parallel oriented strips of first and second electrodes 21, 22. Nevertheless, any passing window 40 is designed within the edge zone 23. Suitably the design of the strip is the same as the design in the main part of the deflector 9 but is not necessary. Although shown the same, the edge zones 23 can be implemented in different designs.

전기장에 평행한 방향으로의 엣지 존(23)에 추가로, 전기장에 수직한 방향으로, 즉 전극 또는 스트립의 자립 부분의 말단부 근처에, 엣지 존(26)을 만드는 것이 이롭다. 이러한 엣지 존(26)은 납 및 인터커넥트와 같은 기판 및/또는 도체의 상호작용의 결과로서 전기장 내 인공물을 막기 위해 지지한다. 바람직하게, 이 엣지 존 각각은 스트립(31)의 측 연장의 2 내지 20%, 더욱 바람직하게는 4 내지 12%의 연장을 가진다.
In addition to the edge zone 23 in the direction parallel to the electric field, it is advantageous to make the edge zone 26 in the direction perpendicular to the electric field, ie near the distal end of the freestanding portion of the electrode or strip. This edge zone 26 supports to prevent artifacts in the electric field as a result of the interaction of substrates and / or conductors such as lead and interconnects. Preferably, each of these edge zones has an extension of 2 to 20%, more preferably 4 to 12% of the side extension of the strip 31.

적합하게는, 본 발명의 편향기(11)는 투사 렌즈 배열체(12)와 함께 조립된다. 도 10에 도시된 종래 기술 평면 편향기에서 관찰된 심각한 정전 방전 문제 없이 달성될 수 있다. 적어도 부분적으로 자립 전극 스트립 및 더욱 균일한 필드를 가진 편향기는 더 우수하게 정전 전압을 견디는 것을 보여준다. 이 편향기는 투사 렌즈 배열체(12) 위 또는 아래 근처 또는 직접적으로 조립될 수 있다.
Suitably, the deflector 11 of the present invention is assembled with the projection lens arrangement 12. It can be achieved without the serious electrostatic discharge problem observed in the prior art planar deflector shown in FIG. Deflectors with at least partially freestanding electrode strips and more uniform fields show better withstanding electrostatic voltage. This deflector may be assembled directly on or near or below the projection lens arrangement 12.

본 발명의 스캐닝 편향기(11)는 일 실시예에서 추가 이점을 가지며, 이 이점은 편향기의 두께가 종래 편향기의 두께보다 작다는 것이다. 근본적으로, 기판(50) 및 전극의 전체 두께는 500 마이크로미터 미만일 수 있고, 바람직하게 300 마이크로 미터 미만일 수 있다. 이는 투사 렌즈 배열체(12) 근처의 편향기(11)의 위치를 가능하게 한다. 스캐닝 편향기(11)가 투사 렌즈 배열체(12) 근처에 있는 대안 어셈블리는 배제되지 않는다. 투사 렌즈 배열체(12)로의 짧은 거리의 결과로서, 스캐닝 편향기(11)에 의해 편향되는 빔렛(7)은 투사 렌즈 배열체(12)에 매우 근접한 효율적인 회전 중심을 가진다. 이의 결과로서, 투사 렌즈 배열체(12)의 벗어남은 픽셀의 스팟 크기에 덜 (부정적) 영향을 가진다.
The scanning deflector 11 of the present invention has an additional advantage in one embodiment, which is that the thickness of the deflector is smaller than the thickness of the conventional deflector. In essence, the overall thickness of the substrate 50 and the electrode may be less than 500 micrometers, preferably less than 300 micrometers. This enables the position of the deflector 11 near the projection lens arrangement 12. An alternative assembly in which the scanning deflector 11 is near the projection lens arrangement 12 is not excluded. As a result of the short distance to the projection lens arrangement 12, the beamlet 7 deflected by the scanning deflector 11 has an efficient center of rotation very close to the projection lens arrangement 12. As a result of this, the deviation of the projection lens arrangement 12 has a less (negative) effect on the spot size of the pixel.

도 7은 본 발명에 따른 제 3 실시예를 보여준다. 이 실시예에서, 전극 시스템은 여러 부분(91-94)을 포함한다. 이 예에서, 그 개수가 4개이지만 필요하지 않거나 제한되지 않는다. 그 개수는 더 클 수 있고(예를 들어, 9 또는 16개), 더 작을 수 있다(2개). 이 전극 시스템은 복수의 블록 대신에, 서로 인전한 일련의 부분들로 세분화될 수 있다. 이 부분들의 각각은 기판(50)에 구멍(51a-d) 위에 배치되는 전극(21, 22)의 연속 스트립을 포함한다. 이 실시예에서, 4 개의 부분(91-94)에 상응하는 4개의 구멍(51a-d)이 있다. 그러나, 이는 엄격히 필요하지 않고; 추가 층은 모든 스트립의 전극 시스템을 위한 캐리어로서 기능할 수 있다. 기판(50)의 구멍(51) 위에 배치되면서 이 추가 층에는 구멍(51a-d)이 제공될 것이다. 이 구멍(51a-d)은 예를 들어, 측 연장이 폭보다 더 클 수 있거나 그 역일 수 있는, 큐빅(cubic) 단면을 가질 필요 없다. 적합하게, 상기 부분들의 각각에 연속 스트립은 전극의 서로 맞물린 쌍을 형성하지만, 이는 꼭 필요한 것은 아니다. 또한 전에 논의한 바와 같이 다른 특징부는 여기서 4개의 부분의 각각에 적용될 수 있다.
7 shows a third embodiment according to the invention. In this embodiment, the electrode system includes several portions 91-94. In this example, the number is four but is not necessary or not limited. The number can be larger (eg 9 or 16) and smaller (2). This electrode system can be subdivided into a series of portions that compete with each other, instead of a plurality of blocks. Each of these portions comprises a continuous strip of electrodes 21, 22 disposed over the holes 51a-d in the substrate 50. In this embodiment, there are four holes 51a-d corresponding to four portions 91-94. However, this is not strictly necessary; The additional layer can serve as a carrier for the electrode system of all strips. The additional layer will be provided with holes 51a-d while being disposed over the holes 51 of the substrate 50. These holes 51a-d do not have to have a cubic cross section, for example, where the lateral extension can be greater than the width or vice versa. Suitably, a continuous strip on each of the parts forms an interdigitated pair of electrodes, but this is not necessary. Also as discussed previously other features may be applied here to each of the four parts.

도 8은 본 발명에 따른 스캐닝 정전 편향 시스템의 실시예의 개략도이다. 이 실시예는 제 1 정전 스캐닝 편향기(11a) 및 제 2 정전 스캐닝 편향기(11b)를 포함한다. 본 발명에 따라, 편향기(11a,11b)들 중 하나 이상은 본 발명에 따른 편향기이다. 적합하게는, 모두 본 발명에 따른 스캐닝 편향기이다. 이 시스템 설계으로, 빔렛(7)이, 편향되는 경우에도, 투사 렌즈 배열체의 유효 렌즈 평면(19) 내 광학 축(0)의 중심 부분을 통과하는 것이 달성된다. 이 방식에서, 투사 렌즈 배열체를 통한 편향에 의해 유발된 구면 수차는 본 발명에 따른 단일 스캐닝 편향기(11)와의 배열체와 비교하여 추가로 감소한다. 이 설계의 중요한 개선은, 스팟 사이즈의 해상도가 손상되지 않으면서, 사용될 수 있는 편향의 양은 증가한다는 것이다. 이 설계에서, 도 8에 보이는 바와 같이, 두 개의 편향기(11a 및 11b)는 나란히 위치하며, 각각은 이의 전극에서 반대 전압을 가진다. 편향 목적을 위해, 각 편향기(11a, 11b)의 이 전압의 사인은 동시에 스위치 된다. 투사 렌즈 시스템의 광학 축(0) 근처 및 유효 렌즈 평면(19) 내 편향된 빔렛(7)의 중심화는 투사 렌즈 배열체의 유효 렌즈 평면(19)과 편향기(9b) 사이의 거리(d5)의 관점에서 편향 각의 비율을 미세 튜닝함에 의해 수행된다. 두 개의 편향기(11a, 11b) 사이의 상호 거리(d6) 및 전극들 사이에 인가된 전위차는 또한 이 미세-튜닝 작업에서 사용될 수 있다. 제 1 스캐닝 편향기(11a)에서 인가된 전위차 및 제 2 스캐닝 편향기(11b)에서 인가된 전위차는 여기서 상호적으로 커플링 된다. 이들은 빔렛(7)의 피벗 포인트가 투사 렌즈 배열의 광학 축 면에 있고 투사 렌즈 시스템의 광학 축(0)을 가로지르는 방식으로 바뀐다. 적합한 실시에서, 제 1 및 제 2 편향기(11a, 11b)의 드라이빙 회로는 그것에 단일 제어기를 통해 제어된다. 적합하게, 또한 드라이빙 서킷의 부분, 예를 들어 스캐닝 주파수를 발생하는 이의 부분은, 통합되거나 달리 함께 커플링 될 수 있다.
8 is a schematic diagram of an embodiment of a scanning electrostatic deflection system according to the present invention. This embodiment includes a first electrostatic scanning deflector 11a and a second electrostatic scanning deflector 11b. According to the invention, at least one of the deflectors 11a, 11b is a deflector according to the invention. Suitably, all are scanning deflectors according to the invention. With this system design, it is achieved that the beamlet 7 passes through the central portion of the optical axis 0 in the effective lens plane 19 of the projection lens arrangement even when deflected. In this way, the spherical aberration caused by the deflection through the projection lens arrangement is further reduced compared to the arrangement with the single scanning deflector 11 according to the invention. An important improvement of this design is that the amount of deflection that can be used increases without compromising the spot size resolution. In this design, as shown in Fig. 8, the two deflectors 11a and 11b are located side by side, each having an opposite voltage at its electrode. For deflection purposes, the sine of this voltage of each deflector 11a, 11b is switched simultaneously. The centering of the deflected beamlets 7 near the optical axis 0 of the projection lens system and in the effective lens plane 19 is achieved by the distance d5 between the effective lens plane 19 of the projection lens arrangement and the deflector 9b. This is done by fine tuning the ratio of deflection angles in terms of perspective. The mutual distance d6 between the two deflectors 11a, 11b and the potential difference applied between the electrodes can also be used in this micro-tuning operation. The potential difference applied at the first scanning deflector 11a and the potential difference applied at the second scanning deflector 11b are here mutually coupled. They are changed in such a way that the pivot point of the beamlet 7 is on the optical axis side of the projection lens array and crosses the optical axis 0 of the projection lens system. In a suitable implementation, the driving circuits of the first and second deflectors 11a, 11b are controlled via a single controller thereto. Suitably, also part of the driving circuit, for example its part generating the scanning frequency, can be integrated or otherwise coupled together.

따라서, 제 1 편향기(11a)는 광학 축(0)으로부터 멀리 각(α1)에서 빔렛(7)을 편향시키고, 제 2 편향기(11b)는 반대 방향에서 그리고 각(α2)에서 빔렛(7)을 뒤로 편향시킨다. 이 방식에서, 빔렛(7)은, 투사 렌즈 배열체의 유효 렌즈 평면(19)을 가로지르는 경우, 각(α3)에 걸쳐 편향된다.
Thus, the first deflector 11a deflects the beamlet 7 at an angle α1 away from the optical axis 0, and the second deflector 11b is in the opposite direction and at an angle α2. Deflect back). In this way, the beamlet 7 is deflected over an angle α3 when it crosses the effective lens plane 19 of the projection lens arrangement.

추가 실시예에서도, 도면에 도시되지 않지만, 이 구멍들은 통과 윈도우 아래에만 있다.
In a further embodiment, although not shown in the figure, these holes are only under the passing window.

본 발명의 추가 측면에서, 하전 입자의 하나 이상의 빔렛의 편향을 위한 스캐닝 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 시스템이 제공된다. 이 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하며, 이 사이에 상기 빔렛은 통과하고, 여기서, 각 전극은 하나 이상의 스트립을 포함하며, 상기 스트립들은 실제로 평행하게 연장되어 있고 통과 윈도우를 형성하며, 이를 통해 복수의 빔렛은 통과하고, 상기 통과 윈도우는 스트립에 수직한 방향으로 폭을 가지며, 이 방향에서 전기장은 전극들 사이의 전위 차를 세팅하여 발생하고, 상기 스트립은 높이, 폭 및 측 방향을 가지며, 이들은 세 개의 상호 수직인 방향에 있고, 상기 스트립의 높이는 상기 통과 윈도우의 폭보다 더 크다.
In a further aspect of the invention, a charged particle system is provided that includes a scanning electrostatic deflector for deflecting one or more beamlets of charged particles. The deflector comprises a first and a second electrode, between which the beamlet passes, wherein each electrode comprises one or more strips, the strips actually extending in parallel and forming a passing window, which A plurality of beamlets pass through, the passing window having a width in a direction perpendicular to the strip, in which electric field is generated by setting a potential difference between the electrodes, the strip having a height, width and lateral direction They are in three mutually perpendicular directions and the height of the strip is greater than the width of the passing window.

이 편향기를 가지고, 편향 각을 얻는 것이 가능하였으며, 이 편향 각은 훨씬 더 큰 전위차로 작동하는 매크로스코픽 편향기의 편향 각과 동일한 정도(same order) 내에 있다. 이는 놀라운 것이며, 왜냐하면 본 발명의 편향기 및 종래 기술 마크로스코픽 편향기의 전위차의 비는 5를 넘고 10이거나 더 클 수 있기 때문이다. 더구나, 높아진 높이는 전기장의 표류 필드 구성을 감소시키며, 이는 상기 필드의 선형성을 개선하고 여기서 편향의 균일성을 개선한다. 추가로, 편향기 전체는 매크로스코픽 편향기에 비해 감소한 두께를 가지는 것으로 밝혀졌다. 이의 결과로서, 본 발명의 편향기는 투사 렌즈 배열체로 더욱 쉽게 조립될 수 있으며, 감소된 수차(aberrations)를 제공한다.
With this deflector, it was possible to obtain a deflection angle, which is within the same order as the deflection angle of the macroscopic deflector operating with much larger potential difference. This is surprising because the ratio of the potential difference between the deflector of the present invention and the prior art macroscopic deflector can be more than 5 and 10 or greater. Moreover, the elevated height reduces the drift field configuration of the electric field, which improves the linearity of the field and here the uniformity of the deflection. In addition, the entire deflector has been found to have a reduced thickness compared to the macroscopic deflector. As a result of this, the deflector of the present invention can be more easily assembled into the projection lens arrangement, providing reduced aberrations.

적합하게는, 이 편향기는 자립 전극 스트립을 포함한다.
Suitably the deflector comprises a freestanding electrode strip.

본 발명의 또 다른 양태에서, 정전 편향기를 사용하는 스캐닝 주파수를 가지고 표면을 스캐닝하는 방법이 제공된다. 이 편향기는 제 1 및 제 2 전극을 포함하며, 이 전극들 사이에 통과 윈도우는 있다. 여기서, 각 빔렛은 단일 스캐닝 주기 내에 있는 표면 위의 라인을 스캔한다. 상기 스캐닝은 일 위치설정 주기 내에 있는 출발 위치로 빔렛의 위치설정을 포함하고, 라이팅 주기 내에 있는 전극에 걸친 전기장 세기를 바꿈에 의해 출발 위치로부터 빔렛의 편향을 포함한다. 본 발명에 따라, 스캐닝 주파수는 무선 주파수(RF) 범위 내에 있다. 빔렛은 각 스캐닝 기간에서 동일한 방향으로 편향된다. 각 빔렛은 각 빔렛을 위한 배향으로 배향되어 있는 전기장의 작용 하에서 편향되고; 더구나 위치설정 기간은 라이팅 기간보다 더 짧다.
In another aspect of the invention, a method of scanning a surface with a scanning frequency using an electrostatic deflector is provided. This deflector comprises a first and a second electrode, with a passing window between the electrodes. Here, each beamlet scans a line on the surface that is within a single scanning period. The scanning includes positioning of the beamlet to a starting position within one positioning period and includes deflecting the beamlet from the starting position by varying the electric field strength across the electrodes within the writing period. According to the invention, the scanning frequency is in the radio frequency (RF) range. The beamlets are deflected in the same direction in each scanning period. Each beamlet is deflected under the action of an electric field oriented in the orientation for each beamlet; Moreover, the positioning period is shorter than the writing period.

본 발명은 종래 기술과 상이한 법칙에 의해 지배된 상이한 체제(regime)에서 스캐닝이 유효하게 가능하다. 이 제어 체제는 고주파수 스캐닝의 체제이다. 더욱 특이적으로, 높은 스캐닝 주파수는 무선 주파수(RF) 범위 내의 주파수이고, 가장 적합하게는 300 내지 3000 kHz의 이의 중간 범위에 있는 주파수이다. 이의 결과로서, 관련된 도체 및 물질들의 RF 특성 때문에 지연 및 불균일성을 막기 위해, 이 편향은 RF 전자 기술의 법칙을 따르는 것이 필요하다. 하나의 현저한 RF 특성은 기생 용량이다. 특별하게 전압을 바꾸고 반전시키는 경우에, 기생 용량은 큰 지연을 도입할 수 있다. 추가로, 기생 용량은 그 필드의 변형을 이끄는 경향이 있고 여기서 쉽게 사양 밖의 스캐닝을 이끄는 경향이 있다.
The present invention is effectively enabled for scanning in different regimes governed by different laws than the prior art. This control system is a system of high frequency scanning. More specifically, the high scanning frequency is a frequency within the radio frequency (RF) range, most suitably a frequency in its intermediate range of 300 to 3000 kHz. As a result of this, in order to prevent delays and non-uniformities due to the RF properties of the conductors and materials involved, this deflection needs to follow the laws of RF electronics technology. One salient RF characteristic is parasitic capacitance. Especially in the case of voltage changes and inversions, parasitic capacitances can introduce large delays. In addition, parasitic doses tend to lead to deformation of the field and here tend to lead to out-of-spec scanning.

따라서 본 발명의 발명자에 의해 관찰된 도전은, 이 전달된 패턴의 정확도에 대한 문제를 일으키지 않으면서 충분한 속도로 패턴을 스캔하는 방법에 관한 것이다.
The challenge observed by the inventors of the present invention therefore relates to a method of scanning a pattern at a sufficient speed without causing problems with the accuracy of the conveyed pattern.

여기서, 본 발명자들은 상대적으로 작은 각도만을 넘어 빔렛을 편향시키지만 무선 주파수 범위 내에서 스캐닝을 실행하는 것을 제안하였다. 이러한 더 작은 평향 각은 더 우수한 정확도를 제공하고 편향기의 전극에 걸친 인가된 전압 차이의 감소를 가능하게 한다. 더구나, 이러한 높은 주파수 스캐닝을 위한 적당한 그리고 신뢰 가는 결과를 얻기 위해, 편향을 단일 배향으로 제한하는 것이었다. 이러한 단일 배향 편향은 더 많은 빔의 재위치를 요구하고, 이는 시간이 많이 든다. 그러나, 반대 배향으로의 편향은 편향을 가진 상황과 편향을 가지지 않는 상황에서의 빔렛의 그리드의 표면적의 차이를 이끌었다. 표면적의 이러한 차이의 수정은 높은 주파수에서 실행될 수 없는 것으로 여겨졌다. 기생 용량을 억제함에 의해 빔렛의 재위치 시간을 크게 줄이는 것이 본 발명자의 통찰이었다. 동시에, 기생 용량의 이러한 억제는 필드의 변형을 줄이고 여기서 스캐닝 정확도를 개선하는 것으로 판명되었다.
Here, the inventors proposed to perform the scanning within the radio frequency range while deflecting the beamlet over only a relatively small angle. This smaller deflection angle provides better accuracy and allows the reduction of the applied voltage difference across the electrodes of the deflector. Moreover, in order to obtain adequate and reliable results for such high frequency scanning, the deflection was limited to a single orientation. This single orientation deflection requires more beam repositioning, which is time consuming. However, deflection in the opposite orientation led to differences in the surface area of the grid of the beamlets in the case of deflection and in the absence of deflection. Correction of this difference in surface area was considered impracticable at high frequencies. It was the inventor's insight to significantly reduce the reposition time of the beamlets by suppressing parasitic doses. At the same time, this suppression of parasitic doses has been found to reduce field deformation and improve scanning accuracy here.

간단히, 충분한 스피드로 패턴의 정확한 스캐닝의 본 발명자의 해결책은 기생 용량을 억제함에 의해 재위치 시간의 감소와 조합된 단지 일 배향에서의 고주파수 스캐닝을 포함하였다.
Briefly, our solution of accurate scanning of patterns at sufficient speed included high frequency scanning in only one orientation combined with a reduction in reposition time by suppressing parasitic capacitance.

이의 하나의 적합한 실시예에서, 톱니 특성에 의해 편향기의 전극 상에 전압을 인가한다. 정확한 톱니 모양은 성능을 최적화하기 위해 조율될 수 있다. 여기서, 전압의 역전 세팅(reverse setting)은, 동시에 실행되는, 리소그래피 시스템에 비한 타겟의 기계적 재위치와 함께, 바람직한 재위치를 제공한다.
In one suitable embodiment of this, the sawtooth characteristic applies a voltage on the electrodes of the deflector. Accurate serrations can be tuned to optimize performance. Here, the reverse setting of the voltage, together with the mechanical repositioning of the target relative to the lithography system, which is carried out simultaneously, provides the desired repositioning.

추가 실시예에서, 이 위치 시간은 기생 용량을 댐핑하고 및/또는 필터링을 통해 감소된다. 이러한 필터링은 필터링 성능을 얻기 위해 편향기에 구성들을 더함에 의해 적합하게 달성된다. 필터 토폴로지(topology)는 유사 전자 공학의 분야의 당업자에 알려져 있다. 예들은 RC 필터, RCL-필터, pi-필터 및 LC 필터 및 네트워크를 포함한다. 가장 적합하게는, RC 필터를 사용한다. 이는 종단 저항을 통해 실행될 수 있다.
In a further embodiment, this location time is reduced through damping and / or filtering parasitic capacitance. This filtering is suitably achieved by adding configurations to the deflector to achieve filtering performance. Filter topologies are known to those skilled in the art of pseudoelectronics. Examples include RC filters, RCL-filters, pi-filters, and LC filters and networks. Most suitably, use an RC filter. This can be done via a terminating resistor.

추가 실시예에서도, 편향기의 전극에 인가된 전압은 10V 미만이다. 이 전압 감소는 상기 필터링의 결과로서 전력 손실을 줄이는 것과 특별히 관련한다. 더욱 적합하게는, 본 발명의 편향기는 작은 전위차에서 작동하는 편향기로서 사용된다. 자립 전극들을 가지고, 이 편향기는 편향기의 기생 용량을 추가로 줄이고 따라서 감소를 지지한다.
In a further embodiment, the voltage applied to the electrodes of the deflector is less than 10V. This voltage reduction is particularly related to reducing power loss as a result of the filtering. More suitably, the deflector of the present invention is used as a deflector operating at a small potential difference. With freestanding electrodes, this deflector further reduces the parasitic capacity of the deflector and thus supports the reduction.

적합하게, 이 위치 기간은 많아야 라이팅 기간의 최대 반의 기간을 가진다. 더욱 적합하게는, 위치 기간은 40% 미만의 기간을 가지고, 더욱 바람직하게는 라이팅 기간의 25% 미만을 가진다.
Suitably, this location period has at most half the duration of the lighting period. More suitably, the location period has a period of less than 40%, more preferably less than 25% of the writing period.

앞선 기재 및 도입부에 더하여, 본 발명은 아래 청구범위를 제외하고, 당업자에 의해 직접 또는 애매하지 않게 얻어질 수 있는 도면의 모든 추가되지 않은 예시된 설명 및 양태에 관한 것이다.
In addition to the foregoing description and introduction, the present invention is directed to all non-exemplified illustrated descriptions and embodiments of the drawings that may be obtained directly or unambiguously by one skilled in the art, except for the claims below.

광학 축 0
리소그래피 시스템 1
전자 소스 3
빔 4
렌즈로 표현된 시준 광학 시스템 5
빔 스플리터 6
빔렛 7
조정기 유닛 8
빔 블랭커 어레이 9
빔렛 정지 어레이 10
정전 스캐닝 편향기 어레이 11
투사 렌즈 12
타겟 표면 13
광 빔 14
플레이트 15
액츄에이터 16
유닛 17
전자 광학 유닛 18
렌즈 평면 19
활성 영역 20
제 1 전극 21
제 2 전극 22
엣지 존 23
접지 전극 25
엣지 존 26
타겟 24
본드 패드 28
상호접속부 29
스트립 31-38
통과 윈도우 40
분리 윈도우 41
기판 50
개구 51
개구들 51a-d
매립된 산화층 52
핸들링 웨이퍼 53
금속 코팅 54
통과 윈도우(40)의 폭 b
스트립(31)의 폭 a
분리 윈도우(41)의 폭 c
스트립(31)의 높이 z
제어 유닛 60
데이터 저장부 61
판독 유닛 62
데이터 컨버터 63
광섬유 64
프로젝터 65
부분 91-94
제 1 측면 101
제 2 측면 102
스트립 131, 132, 133(종래 기술)
Optical axis 0
Lithography System 1
Electronic source 3
Beam 4
Collimated optical system represented by a lens 5
Beam splitter 6
Beamlet 7
Regulator unit 8
Beam Blanker Array 9
Beamlet Stop Array 10
Electrostatic Scanning Deflector Array 11
Projection Lens 12
Target surface 13
Light beam 14
Plate 15
Actuator 16
Unit 17
Electro-optical Unit 18
Lens plane 19
Active area 20
First electrode 21
Second electrode 22
Edge Zone 23
Grounding Electrode 25
Edge Zone 26
Target 24
Bond Pads 28
Interconnects 29
Strip 31-38
Pass through window 40
Detach Windows 41
Board 50
Opening 51
Openings 51a-d
Buried oxide layer 52
Handling Wafers 53
Metal Coating 54
Width b of through-window 40
Width a of the strip 31
Width c of separation window 41
Height z of strips 31
Control unit 60
Data storage 61
Reading unit 62
Data Converters 63
Fiber optic 64
Projector 65
Part 91-94
First side 101
2nd side 102
Strip 131, 132, 133 (Prior Art)

Claims (24)

하전 입자의 복수의 빔렛의 편향을 위한 정전 편향기를 포함하는 하전 입자 광학 시스템으로서,
상기 정전 편향기는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 적어도 부분적으로 자립(freestanding)하며, 상기 편향기는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 전기장의 작용에 의해 상기 복수의 빔렛을 편향시키고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에는 상기 복수의 빔렛이 통과하며, 상기 복수의 빔렛은 통과 윈도우(passing window)를 형성하고, 상기 통과 윈도우는 제 1 방향으로 연장되며, 상기 복수의 빔렛은 상기 제 1 방향으로 연장되어 있는 단일 열로 배열되며 상기 제 1 방향을 횡단하는 방향으로의 상기 통과 윈도우의 크기는 상기 빔렛의 직경과 일치하고 상기 정전 편향기의 상당 부분은 상기 제 1 방향으로 상기 통과 윈도우를 넘어 연장되는,
하전 입자 광학 시스템.
A charged particle optical system comprising an electrostatic deflector for deflecting a plurality of beamlets of charged particles,
The electrostatic deflector comprises a first electrode and a second electrode, wherein the first electrode and the second electrode are at least partially freestanding, and the deflector is configured to determine an electric field between the first electrode and the second electrode. By acting to deflect the plurality of beamlets, the plurality of beamlets pass between the first electrode and the second electrode, the plurality of beamlets forming a passing window, and the passing window comprises: Extending in one direction, the plurality of beamlets arranged in a single row extending in the first direction and the size of the passing window in the direction crossing the first direction is consistent with the diameter of the beamlet and the electrostatic deflector A substantial portion of extends beyond the passage window in the first direction,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 상당 부분은 상기 통과 윈도우에서 상기 빔의 피치의 수배만큼 상기 제 1 방향으로 연장되는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The substantial portion extends in the first direction by several times the pitch of the beam in the pass window,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 편향기는 웨이퍼 상의 필드와 같이, 상기 타겟의 상기 표면 내의 세부 영역 위에서 빔렛을 상기 제 1 방향에 대해 횡방향으로 편향시키는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The deflector deflects the beamlet transversely with respect to the first direction over a detail region in the surface of the target, such as a field on a wafer,
Charged particle optical system.
제 3 항에 있어서,
상기 편향기는 상기 시스템의 최종 라이팅 투사(final writing projection)를 실시하기 위한 스캐닝 편향기인,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 3, wherein
The deflector is a scanning deflector for performing a final writing projection of the system,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 통과 윈도우는 상기 스트립에 수직한 방향의 폭을 가지고, 상기 전극들 사이에 전위차를 세팅할 때 상기 수직한 방향으로 전기장이 발생되고, 상기 스트립들은 세 개의 서로 수직한 방향으로 높이, 폭 및 측 방향을 가지며, 상기 스트립의 높이는 상기 통과 윈도우의 폭보다 큰,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The passing window has a width in a direction perpendicular to the strip, the electric field is generated in the vertical direction when setting the potential difference between the electrodes, the strips in height, width and side in three mutually perpendicular directions. Direction, the height of the strip being greater than the width of the passing window,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 제 1 및 제 3 스트립을 포함하고, 상기 제 2 전극은 제 2 및 제 4 스트립을 포함하며, 통과 윈도우는 상기 제 1 및 제 2 스트립 사이에 그리고 상기 제 3 및 제 4 스트립 사이에 있으며, 상기 제 2 및 제 3 스트립 사이의 도메인에는 통과 윈도우가 없는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The first electrode comprises first and third strips, the second electrode comprises second and fourth strips, and a pass window is between the first and second strips and the third and fourth strips. Between, and the domain between the second and third strips has no through window,
Charged particle optical system.
제 6 항에 있어서,
상기 도메인은 자유 공간으로서 포함되는,
하전 입자 광학 시스템.
The method according to claim 6,
The domain is included as free space,
Charged particle optical system.
제 7 항에 있어서,
각각의 전극은 평행하게 연장되는 복수의 스트립들을 포함하며, 상기 제 1 및 상기 제 2 전극의 스트립들은 전극의 서로 맞물린 쌍을 구성하는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 7, wherein
Each electrode comprising a plurality of strips extending in parallel, wherein the strips of the first and second electrodes constitute an interdigitated pair of electrodes;
Charged particle optical system.
제 8 항에 있어서,
복수의 통과 윈도우는 상기 서로 맞물린 전극 사이에 있고, 각각의 통과 윈도우에서의 전기장의 배향이 동일한,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 8,
A plurality of pass-through windows are between the interdigitated electrodes, the orientation of the electric field in each pass-window being the same,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 전극들 사이의 전기장은 100V 미만인,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The electric field between the electrodes is less than 100V,
Charged particle optical system.
제 10 항에 있어서,
상기 전극들 사이의 전기장은 20V 미만인,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 10,
The electric field between the electrodes is less than 20V,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 정전 편향기는 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 엣지 존을 포함하고, 상기 엣지 존은 상기 전기장과 동일한 배향의 전기장을 형성하기 위한 상기 전극들의 스트립을 포함하지만, 빔렛들을 가지는 통과 윈도우가 없는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The electrostatic deflector comprises an edge zone in a second direction perpendicular to the first direction, the edge zone comprising a strip of electrodes for forming an electric field in the same orientation as the electric field, but having a pass window having beamlets Do not have,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 정전 편향기로부터 상류 또는 하류에 포함된 제 2 정전 편향기를 더 포함하며, 상기 제 2 정전 편향기는 상기 제 1 편향기와는 다른 방향 또는 배향으로 상기 빔렛을 편향시키는,
하전 입자 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a second electrostatic deflector included upstream or downstream from the first electrostatic deflector, the second electrostatic deflector deflecting the beamlet in a direction or orientation different from the first deflector,
Charged particle system.
제 1 항에 있어서,
상기 자립 전극은 코팅으로 덮혀서 전기적으로 실질적으로 균일한 표면을 제공하도록 하는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The freestanding electrode is covered with a coating to provide an electrically substantially uniform surface,
Charged particle optical system.
제 14 항에 있어서,
상기 코팅이 금속 코팅인,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 14,
The coating is a metal coating,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
종단 저항이 존재하는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
With termination resistors,
Charged particle optical system.
제 1 항에 있어서,
기계 포스트는 구멍 내에 또는 위에 놓여 있어서 하나 이상의 전극 또는 전극의 스트립을 기계적으로 지지하는,
하전 입자 광학 시스템.
The method of claim 1,
The machine post is placed in or on the hole to mechanically support the one or more electrodes or strips of electrodes,
Charged particle optical system.
하전 입자의 하나 이상의 빔렛의 편향을 위한 제 1항에서 청구된 시스템의 용도.
Use of the system as claimed in claim 1 for deflection of one or more beamlets of charged particles.
제 18 항에 있어서,
제 1 및 제 2 전극으로 반대 극성의 전압을 제공하는 단계를 포함하는,
용도.
The method of claim 18,
Providing a voltage of opposite polarity to the first and second electrodes,
Usage.
제 18 항에 있어서,
상기 반대 극성의 전압은 크기는 동일하고 10V 미만인,
용도.
The method of claim 18,
The voltage of the opposite polarity is equal in magnitude and less than 10V,
Usage.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 전압은 0 내지 10 MHz 범위의 주파수로 제공되는,
용도.
21. The method according to claim 19 or 20,
The voltage is provided at a frequency in the range of 0 to 10 MHz,
Usage.
제 18 항에 있어서,
상기 빔렛은 위치설정 기간에서 출발 위치에 위치하고, 라이팅 기간에서 출발 위치로부터 편향되는,
용도.
The method of claim 18,
The beamlet is located at the starting position in the positioning period and is biased from the starting position in the lighting period,
Usage.
제 22 항에 있어서,
- 스캐닝 주파수는 무선 주파수(RF) 범위에 있고,
- 상기 빔렛은 각각의 스캐닝 기간에서 동일한 배향으로 편향되며;
- 각각의 빔렛은 상기 전기장의 작용 하에서 편향되고, 상기 전기장은 각 빔렛에 대해 동일하게 배향되어 있으며,
- 상기 위치설정 기간은 상기 라이팅 기간보다 짧은,
용도.
The method of claim 22,
The scanning frequency is in the radio frequency (RF) range,
The beamlets are deflected in the same orientation in each scanning period;
Each beamlet is deflected under the action of the electric field, the electric field is oriented equally for each beamlet,
The positioning period is shorter than the writing period,
Usage.
마스크리스 리소그래피 시스템에 의해 타겟 표면 상에 미리 정해진 패턴을 투사하는 방법으로서,
a. 복수의 빔렛을 발생시키는 단계;
b. 데이터 저장부로부터 검색된 미리 정해진 패턴의 데이터가 제공된 조정 수단을 사용하여 빔렛을 조정하는 단계;
c. 포커싱 수단을 사용하여 상기 타겟 표면 상에 상기 조정된 빔렛을 포커싱하는 단계;
d. 상기 조정된 빔렛을 정전기적으로 편향시킴에 의해 상기 타겟 표면 상에 상기 패턴을 스캐닝하는 단계를 포함하며,
상기 스캐닝 단계는 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에서와 같이 실시되는,
마스크리스 리소그래피 시스템에 의해 타겟 표면 상에 미리 정해진 패턴을 투사하는 방법.
A method of projecting a predetermined pattern onto a target surface by a maskless lithography system,
a. Generating a plurality of beamlets;
b. Adjusting the beamlet using adjustment means provided with data of a predetermined pattern retrieved from the data storage unit;
c. Focusing the adjusted beamlet on the target surface using focusing means;
d. Scanning the pattern on the target surface by electrostatically deflecting the adjusted beamlet,
The scanning step is carried out as in any one of claims 18 to 23,
A method of projecting a predetermined pattern onto a target surface by a maskless lithography system.
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