KR20120093935A

KR20120093935A - 향상된 완전성 투사 렌즈 조립체

Info

Publication number: KR20120093935A
Application number: KR1020127011814A
Authority: KR
Inventors: 요한 요오스트 코닝; 스티옌 윌렘 헤르만 스테인브링크; 바르트 쉬퍼
Original assignee: 마퍼 리쏘그라피 아이피 비.브이.
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-08-23
Also published as: NL2003619C2; JP5698245B2; WO2011043668A1; KR101633959B1; CN102648509A; JP2013507768A; EP2486581B1; EP2486581A1; CN102648509B

Abstract

본 발명은 하류측 방향에서 위치된 이미지 평면 상으로 복수의 하전 입자 빔렛을 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체 모듈 및 이런 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 향상된 구조적 완전성 및/또는 그 최하류측 전극의 증가된 배치 정밀도를 갖는 모듈형 투사 렌즈 조립체를 개시하고 있다.

Description

향상된 완전성 투사 렌즈 조립체{ENHANCED INTEGRITY PROJECTION LENS ASSEMBLY}

본 발명은 복수의 하전 입자 빔렛(beamlet)을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 취급이 용이한 견고하고 소형인 투사 렌즈 조립체에 관한 것이다.

미국 특허 제6,946,662호는 복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 렌즈 조립체를 개시하고 있다. 렌즈 조립체는 복수의 하전 빔 개구(aperture)가 형성되어 있는 빔 통과 영역을 갖는 복수의 전극을 포함한다. 전극은 전극을 이격하는 절연체 부재를 갖고 광학 경로를 따라 적층된다. 전극의 에지에서, 상기 전극은 렌즈 조립체를 형성하기 위해 함께 결합된다. 렌즈 조립체에 의해 제공된 이미지는 축소되고 축소 전자 광학 시스템을 경유하여 웨이퍼 상에 투영된다. 렌즈 조립체는 빔이 축소될 때 투영의 경로 내에서 이후에 발생하게 되는 빔 수차(aberration)를 보정하는데 사용된다.

미국 특허 제6,946,662호에 개시되어 있는 시스템의 단점은 렌즈 조립체가 요구된 보정을 제공하기 위해 복잡해야 한다는 것이다.

본 출원인의 미국 특허 제7,091,504호는 정전 렌즈의 어레이를 포함하는 포커싱 전자 광학 시스템을 포함하고, 각각의 렌즈는 대응 개별 빔렛을 300 nm 미만의 단면으로 웨이퍼 상에 직접 포커싱하는 전자 빔 노광 장치를 개시하고 있다. 이 시스템은 축소 전자 광학 시스템을 필요로 하지 않기 때문에, 이 축소 전자 광학 시스템에 기인하는 빔 수차의 효과는 회피될 수 있다.

미국 특허 제7,091,504호에 개시되어 있는 시스템의 단점은 전자 광학 시스템이 타겟에 훨씬 더 근접하여 배열될 필요가 있다는 것이다.

더욱이, 하류측 방향에서 안정한 정전기장을 제공하기 위해, 종래 기술의 전극 기판은, 예컨대 미국 특허 제6,946,662호에 개시되어 있는 바와 같이, 얇고 서로 근접하게 배열되는데, 즉 전극의 측면에 절연체 부재를 사용하여 작은 거리만큼 이격된다. 이러한 얇은 전극은 투사 렌즈 조립체의 가장 약한 부분을 형성하고, 전극은 취급될 때 쉽게 파괴되거나 변형될 수 있고, 그 사이의 높은 전위차의 결과로서 전극들 사이에 스파크가 발생할 때, 전극은 일반적으로 더 사용하기에는 너무 심각하게 손상된다. 전극의 교체는 이들의 사용되는 리소그래피 장치의 상당한 휴지 시간을 초래할 수 있다.

본 발명의 목적은, 예컨대 만 개 이상의 빔렛과 같은 복수의 하전 입자 빔렛을 타겟 상으로 직접 투사하기 위한 구조적으로 견고하고 소형인 모듈형 투사 렌즈를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 취급 및 유지보수가 용이하고 하나의 유닛으로서 배치될 수 있는 모듈형 투사 렌즈 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 정밀한 사양으로 용이하게 조립되는 소형의 모듈형 투사 렌즈 조립체 및 이런 투사 렌즈 조립체를 조립하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

이로 인해, 제1 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체를 제공하고, 상기 투사 렌즈 조립체는 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극과, 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 포함하는 하우징을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구와 정렬된 렌즈 구멍 어레이를 각각 포함하고, 상기 하우징은 원주벽을 포함하고, 상류측 및 하류측 말단 에지를 갖고, 투사 렌즈 조립체는, 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 포함하고 하우징에 부착되는 적어도 하나의 지지 요소를 더 포함하고, 제1 전극 및 제2 전극은 적어도 하나의 지지 요소에 의해 지지되고, 제1 및 제2 전극은 하우징의 하류측 말단 에지에 의해 형성된 평면에 또는 그 부근에 배열된다. 투사 렌즈 조립체의 취급 중에, 전극은 하우징의 원주벽에 의해 실질적으로 보호된다. 더욱이, 전극은 하우징의 하류측 부분에 위치되기 때문에, 하전 입자 빔렛을 위한 투사 렌즈는 타겟에 근접하여 배치될 수 있다.

실시예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 접착 연결부에 의해 지지 요소에 부착된다. 따라서, 제2 전극은 제2 전극 자체보다 더 하류측으로 돌출되는 어떠한 클램프 또는 나사도 사용되지 않기 때문에, 타겟에 매우 근접하여, 즉 50 내지 100 미크론의 범위의 거리로 배치될 수 있다. 더욱이, 투사 렌즈 조립체의 구성 중에, 전극들 사이의 거리는 접착 연결부 내에 더 많거나 적은 접착제를 사용하고 이어서 접착제를 경화시킴으로써 용이하게 조정될 수 있다.

실시예에서, 지지 요소는 비전도성 재료로 구성된다. 지지 요소는 따라서 전기 절연체로서 사용될 수 있다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 하우징의 하류측 및 상류측 말단 에지 중 하나 또는 모두에 하나 이상의 지지 요소의 지지 요소를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 하우징의 하류측 말단 에지에 지지 요소 및 하우징의 상류측 말단 에지에 다른 지지 요소를 포함한다.

실시예에서, 제2 전극은 하류측 방향에서 투사 렌즈 조립체의 말단 단부를 형성한다. 따라서, 제2 전극은 타겟에 매우 근접하여, 50 미크론 이내로 배치될 수 있다.

실시예에서, 제1 및 제2 전극은 각각 지지 요소의 상류측 표면 및 하류측 표면 상에 배열되고, 제1 전극은 상기 원주벽으로부터 이격되어 있고, 지지 요소는 제1 전극과 원주벽 사이의 거리에 걸쳐 있다. 투사 렌즈 조립체의 최하류측 전극은 또한 투사 렌즈 조립체의 하류측 말단 단부이기 때문에, 투사 렌즈 조립체의 최하류측 전극과 패터닝될 타겟 사이의 거리는 최소화될 수 있다. 더욱이, 지지 요소는 전극을 지지하는 것에 부가하여, 전극 상에 인가된 힘을 분산시키는 역할을 하고, 그 변형을 방지한다. 바람직하게는, 지지 요소는 정밀한 사양 및 공차로 용이하게 가공될 수 있는 보로실리케이트 글래스와 같은 절연 재료의 메인층을 포함한다. 따라서, 전극은 투사 렌즈 조립체 내에 견고하게 장착되고 소정 정도로 충격 및 다른 충돌력으로부터 보호되기 때문에, 본 발명은 비교적 용이하게 단일편으로 교체될 수 있는 견고한 모듈을 제공한다.

실시예에서, 지지 요소의 상류측 표면은 제1 전극에 접속된 제1 전도성 코팅으로 적어도 부분적으로 덮여 있다. 리드는 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 전위를 제1 전극에 제공하기 위해 제1 코팅 상의 임의의 위치에 용이하게 부착될 수 있다. 대안적으로, 리드는 제1 전극에 직접 접속될 수 있다.

실시예에서, 지지 요소의 하류측 표면은 제2 전극에 접속된 제2 전도성 코팅으로 실질적으로 덮여 있다. 2개의 코팅은 이중 기능을 갖는다. 첫째로, 이들은 전극들 사이에 전위차를 설정하기 위한 전도체로서 작용하고, 둘째로 코팅은 외부 전자기 방사선으로부터 렌즈 조립체의 하류측 단부를 실질적으로 차폐하고 따라서 패러데이 케이지(Faraday cage)의 부분을 형성할 수 있다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 제1 전극의 상류측에 배열된 제3 전극을 더 포함한다. 바람직하게는, 제3 전극 및 제2 전극은 일정한 전위로 유지되고, 반면에 제1 전극의 전위는 각각의 개별 투사 렌즈 조립체를 위한 초점의 강도를 지정된 레벨로 고정하기 위해 캘리브레이션될(calibrated) 수 있다. 따라서, 하전 입자 빔렛을 조정 가능하게 포커싱하기 위한 렌즈의 어레이가 형성되고, 여기서 포커스의 조정은 제3 및 제2 전극에 의해 걸쳐 있는 체적의 외부의 전기장에는 실질적으로 영향을 미치지 않는다.

실시예에서, 제2 코팅은 지지 요소의 하류측 표면의 관통구로부터 지지 요소의 외부 에지를 가로질러 지지 요소의 상류측 표면의 외주 영역으로 반경방향으로 연장되고, 제1 코팅은 지지 요소의 상류측 표면의 관통구로부터 반경방향 외향으로 연장된다. 바람직하게는, 제2 코팅은 지지 요소의 회부 에지 및 하류측 지향 표면을 완전히 덮고 있다. 제1 전극을 위한 전도성 리드는 그와 전도성 접속된 제1 코팅 상의 임의의 위치에 부착될 수 있다. 이는 전극을 위한 리드의 배치를 용이하게 한다.

실시예에서, 지지 요소의 하류측 지향 표면 및/또는 상류측 지향 표면은 접착제의 반경방향 연장 스트립으로 강화된다. 따라서, 지지 요소의 지지 능력은 그 제조 후에도 증가될 수 있다.

실시예에서, 원주벽은 전기 전도성이고 제2 코팅에 전도성 접속된다. 따라서, 원주벽 및 제2 코팅은 투사 렌즈 조립체를 횡단하는 하전 입자 빔렛을 위한 상당한 전자기 차폐를 제공한다. 더욱이, 이 구성의 지지 요소는 임의의 추가의 리드가 제2 코팅 또는 제2 전극에 부착되는 것을 요구하지 않고, 전도성 접착제를 사용하여 원주벽의 하류측 말단 에지에 접착될 수 있다.

실시예에서, 지지 요소는 관통구의 주연부 또는 주연부 부근에 유전체의 파괴 보호 구조체를 더 포함한다. 바람직하게는, 지지 요소의 관통구는 지지 요소의 상류측 표면 부근에서 더 작고 지지 요소의 하류측 표면 부근에서 더 큰 단차형 직경을 갖는다. 부가적으로, 제1 및/또는 제2 코팅의 외주부에 또는 외주부들 사이에 유전체의 파괴 보호 구조체가 또한 존재할 수 있다. 보호 구조체는 제1 전극과 제2 전극 사이의 스파크 발생을 방지하여, 더 높은 전압, 따라서 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 더 균일한 전기장이 제1 전극과 제2 전극 사이에 인가될 수 있다.

실시예에서, 바람직하게는 보로실리케이트 글래스로 구성된 지지 요소의 비전도성 재료는 약 200 미크론 이하의 거리만큼 제1 및 제2 전극을 분리한다.

실시예에서, 지지 요소 뿐만 아니라 제1 전극 및/또는 제2 전극은 실질적으로 평면형이다.

실시예에서, 적어도 하나의 지지 요소는 복수의 하전 입자 빔렛을 위한 관통구를 각각 갖는 제1 지지 요소, 제2 지지 요소 및 커버 요소를 포함하고, 상기 커버 요소는 원주벽의 상류측 말단 에지에 배열되고, 제2 지지 요소는 제1 전극 또는 제1 지지 요소와 커버 요소를 상호 연결한다. 렌즈 조립체의 제조 중에, 일단 원주벽 및 지지 요소가 서로 부착되어 있으면, 커버 요소는 하우징의 상류측을 실질적으로 밀봉하는데 사용될 수 있다. 제2 지지 요소와 커버 요소 사이의 임의의 공간은 접착제로 충전될 수 있다. 이 디자인은 전체 투사 렌즈 조립체를 위한 구조적 완전성을 증가시키면서 제조 공차의 소정의 완화를 허용한다.

실시예에서, 제2 지지 요소는 주사 방향에서 복수의 빔렛의 편향을 제공하기 위한 편향기(deflector) 유닛을 구비한다. 유리하게는 편향기 유닛 및 포커싱 렌즈 전극은 리소그래피 시스템 내의 투사 렌즈 조립체의 삽입 중에가 아니라 단지 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 정렬되기만 하면 되고, 따라서 투사 렌즈 조립체가 검사되거나 교체될 때 리소그래피 시스템의 휴지 시간을 감소시킨다.

실시예에서, 커버 요소는 커버 요소의 상류측 지향 표면 상의 전도성 재료 및 하우징의 원주벽에 접하는 비전도성 재료를 포함한다. 전도성 상류측 표면은 편향기 유닛과 전도성 접속될 수 있다. 커버 요소는 따라서 원주벽으로부터 전기적으로 격리되면서 외부 전자기 방사선으로부터의 소정의 차폐를 제공할 수 있다.

실시예에서, 투사 렌즈 어레이는 빔 블랭커(blanker) 어레이에 의해 편향되어 있는 하전 입자 빔렛이 타겟에 도달하는 것을 적어도 부분적으로 정지시키기 위한 빔 정지 어레이를 더 포함한다. 빔 정지 어레이가 편향기 유닛의 상류측에 배열될 때, 그 주사 이동을 위한 하전 입자 빔렛의 피벗점이 적어도 2개의 전극에 의해 형성된 렌즈의 이미지 평면에 실질적으로 근접하여 배열될 수 있다. 대안적으로, 빔 정지 어레이는 렌즈와 편향기 유닛 사이에 배열될 수 있다. 그 주사 이동을 위한 빔렛의 피벗점은 이어서 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 배열될 수 있다.

실시예에서, 편향기 유닛은 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 놓인 이들의 연관 피벗점 주위에 복수의 하전 입자 빔렛을 편향시키기 위해 적용된다. 그 결과, 편향기 유닛에 의한 하전 입자 빔렛의 임의의 주사 편향은 빔 정지 어레이 상의 빔렛 스폿의 위치를 실질적으로 변경하지 않는다. 따라서, 빔 정지 어레이 내의 개구는 작게, 특히 단일 빔렛의 직경보다 작게 유지될 수 있다. 명백하게, 예컨대 편향기 유닛의 상류측에 배치된 빔 블랭커에 의한 빔렛의 임의의 비주사 편향은 그 연관 개구로부터 이격하는 위치로 빔 정지 어레이 상의 빔렛 스폿을 이동시킬 수 있어, 빔렛이 빔 정지 어레이를 지나 횡단하는 것을 방지한다.

실시예에서, 적어도 하나의 지지 요소는 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 갖는 커버 요소를 포함하고, 하우징은 상류측 에지에 의해 형성된 상류측 개방 단부를 포함하고, 커버 요소는 하우징의 상류측 개방 단부를 실질적으로 덮기 위해 적용되고, 제1 및 제2 전극은 빔 광학계 내에 포함되고, 빔 광학계는 커버 요소의 하류측 지향 표면 상에 적용된 접착제의 바디(body)에 의해 커버 요소에 의해 지지된다. 이 실시예에서, 빔 광학계의 하류측 부분은 실질적으로 자유 현수될 수 있다. 따라서, 빔 광학계가 실질적으로 수직으로 배향될 때, 하전 입자 빔 리소그래피 시스템에서 통상적인 바와 같이, 하우징의 원주벽의 하류측 부분 상에 빔 광학계의 중량을 추가로 지지할 필요가 없다. 투사 렌즈 조립체의 높이는 하류측 지지 요소와 하우징의 하류측 말단 에지 사이의 거리를 고려할 필요 없이 커버 요소와 빔 광학계 사이의 거리를 변경함으로써 구성 중에 조정될 수 있다.

실시예에서, 커버 요소는 적어도 렌즈 조립체의 구성 중에, 상기 커버 요소의 상류측의 위치로부터 커버 요소의 하류측 지향 표면에 접착제를 도포하기 위한 추가의 관통구를 구비한다. 부가적으로, 이들 관통구는 일단 커버가 원주벽 상에 배치되면 투사 렌즈 조립체의 내부의 부분에 도달하는데 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 이들 관통구를 경유하여 빔 광학계에 커버 요소를 접착하는 것이 가능하다. 투사 렌즈 조립체의 구성을 용이하게 하는 것 이외에, 추가의 관통구는 가스가 투사 렌즈 조립체의 내부로부터 배기될 때 가스 분자가 이동해야 하는 경로를 또한 단축시킨다.

실시예에서, 하류측 방향에서 접착제의 바디의 높이는 사전 결정된 거리만큼, 바람직하게는 2 밀리미터 내지 2 센티미터의 범위 이내로 커버 요소와 제2 전극을 이격시키도록 적용된다.

실시예에서, 제2 전극은 하류측 방향에서 빔 광학계의 말단 단부를 형성한다.

실시예에서, 제2 전극은 하류측 방향에서 투사 렌즈 조립체의 말단 단부를 형성한다. 따라서, 제2 전극에 매우 근접하여 하전 입자 빔렛에 노출되도록 타겟을 배치하여, 상기 빔렛의 뚜렷한 포커싱을 제공하는 것이 가능하다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 관통구의 방향에 실질적으로 수직인 배향에서 상기 빔 광학계 및 원주벽에 고정 부착되고 원주벽으로부터 실질적으로 고정 거리에 빔 광학계를 위치시키기 위해 적용된 하나 이상의 위치설정 요소를 더 포함한다. 이들 위치설정 요소는 일반적으로 투사 렌즈 조립체가 실질적으로 수직 사용 자세에 있을 때 빔 광학계의 전체 중량을 지지하기 위해 적용되지 않지만, 빔 광학계의 수평 정렬 및/또는 고정은 이러한 위치설정 요소에 의해 적절하게 실행되어, 더 견고하고 더 정확하게 정렬된 투사 렌즈 조립체를 제공한다.

실시예에서, 원주벽은 전기 전도성 재료를 포함하여, 투사 렌즈 조립체의 내부의 향상된 전자기 차폐를 제공한다.

실시예에서, 위치설정 요소 중 적어도 하나는 전기 전도성이고 상기 원주벽과 제2 전극을 전도성 접속한다. 따라서, 하우징 및 제2 전극은 추가의 배선의 사용 없이 동일한 전위로 유지될 수 있다. 바람직하게는, 전기 전도성 위치설정 요소 또는 요소들은 전도성 접착제를 사용하여 빔 광학계 및 원주벽에 부착된다.

대안 실시예에서, 위치설정 요소는 빔 광학계의 다른 부분, 예컨대 다른 전극을 원주벽과 전기적으로 접속한다.

실시예에서, 커버 요소는 커버 요소의 상류측 지향 표면 상의 전도성 표면 및 하우징의 원주벽에 접하는 비전도성 재료를 포함한다. 따라서, 커버 요소는 원주벽으로부터 전기적으로 격리되면서 외부 전자기 방사선으로부터의 소정의 차폐를 제공한다.

실시예에서, 커버 요소의 하류측 지향 표면은 전도성 표면을 포함하고, 커버 요소의 상류측 표면 및 하류측 표면 상의 상기 전도성 표면은 커버 요소 내의 하나 이상의 관통구를 따라 연장되고 연결된다. 전도성 표면은 전자기 차폐를 더 향상시키고 커버 요소 상의 정전기의 축적을 또한 감소시킨다.

실시예에서, 접착제의 바디는 커버 요소의 하류측 지향 표면 상의 전도성 표면과 빔 광학계를 전도성 접속하는 전기 전도성 접착제의 바디이다. 따라서, 커버 요소의 상류측 및 하류측 지향 전도성 표면의 모두는 추가의 와이어가 그 사이에 부착되는 것을 요구하지 않고 빔 광학계의 적어도 일부와 전도성 접속될 수 있다.

실시예에서, 커버 요소는, 전기 절연성 재료를 포함하고 그리고 커버 요소의 비전도성 재료 및 전도성 표면 사이의 경계부 위에 배열되는, 하나 이상의 캡슐화 링을 더 포함한다. 이들 캡슐화 링은 투사 렌즈 조립체 내에서 스파크가 발생하는 기회를 실질적으로 감소시킨다.

실시예에서, 빔 광학계는 제1 전극의 상류측에 배열되고 복수의 빔렛의 주사 편향을 제공하기 위해 적용된 편향기 유닛을 더 포함한다. 바람직하게는, 편향기 유닛은 빔 광학계를 통해 통과하는 빔렛을 위한 고도의 전자기 차폐를 제공하기 위해 커버 요소의 전도성 표면에 전도성 접속되는 전도성 외부면을 포함한다.

실시예에서, 빔 광학계는 편향기 유닛과 제2 전극 사이에 배열된 빔 정지 어레이를 더 포함한다. 제2 전극에 비교적 근접하여 빔 정지 어레이를 배치함으로써, 이들이 제2 전극을 통과하기 전에 빔렛의 분산이 감소되는데, 즉 빔렛 프로파일은 뚜렷하게 규정되어 유지된다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 전도성 스페이서를 더 포함하고, 상기 스페이서는 빔 정지 어레이 및 제1 전극에 접하여 이들을 전도성 접속한다. 이 실시예에서, 제1 전극 및 빔 정지 어레이는 동일한 전위에 있다. 빔 스폿 어레이 상에 입사되거나 상기 빔 정지 어레이를 통해 통과하는 하전 입자에 의해 유도된 전압은 제1 전극의 전위를 측정함으로써 측정될 수 있다. 더욱이, 이 실시예에서, 빔 스폿 어레이와 제1 전극 사이의 하전 입자의 가속은 이들이 동일한 전위에 있기 때문에 회피된다.

실시예에서, 편향기 유닛은 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 놓인 이들의 연관 피벗점 주위에 복수의 빔렛을 위한 주사 편향을 제공하기 위해 적용된다. 이 실시예에서, 하전 입자 빔렛의 임의의 주사 편향은 빔 스폿 어레이 상의 빔렛 스폿의 위치를 실질적으로 변경하지 않는다. 따라서, 빔 스폿 어레이 내의 개구는 작게, 특히 단일 빔렛의 직경보다 작게 유지될 수 있다. 예컨대, 편향기 유닛의 상류측에 배치된 빔 블랭커에 의한 빔렛의 임의의 비주사 편향은 그 연관 개구로부터 이격하는 위치로 블랭커 어레이 상의 빔렛 스폿을 이동시킬 수 있어, 빔렛이 빔 정지 어레이를 지나 횡단하는 것을 방지하는 것이 명백할 것이다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 편향기 유닛의 상류측에 배열된 빔 정지 어레이를 포함하고, 편향기 유닛은 실질적으로 제1 전극과 제2 전극 사이의 평면에 놓인 연관 피벗점 주위에 복수의 빔렛을 편향시키기 위해 적용된다. 따라서, 빔렛은 주사 편향에 독립적으로 포커싱된 채로 유지되면서 타겟 평면에 매우 근접한 이들의 피벗점을 가질 수 있다.

실시예에서, 접착제의 바디는 커버 요소와 다음의 하류측 구조체 사이에 실질적으로 링 형상인 연결부를 형성하기 위해 커버 요소와 다음의 하류측 구조체 사이에 적용된다. 바람직한 실시예에서 이런 연결부는 기밀성을 갖는다.

실시예에서, 조립체는 단일 유닛으로서 리소그래피 시스템 내에 배치되고 그리고/또는 교체되도록 적용된다.

제2 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 하전 입자 빔렛을 타겟 상으로 안내하기 위한 하전 입자 빔 리소그래피 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같은 투사 렌즈 조립체를 포함한다. 특히, 이러한 시스템은 복수의 하전 입자 빔렛을 제공하기 위해 투사 렌즈 조립체의 상류측에 배열된 빔 소스와, 복수의 빔렛의 선택된 빔렛의 블랭킹(blanking) 편향을 제공하기 위한 빔 블랭커를 포함한다. 더 특히, 이러한 시스템은 진공 환경에서 작동하기 위해 적용된다. 타겟의 패터닝 중에, 타겟 및 원주벽은 예컨대 양 요소를 접지에 전도성 접속함으로써, 바람직하게 동일 전위로 유지된다.

제3 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체를 조립하기 위한 방법으로서, 투사 렌즈 조립체는,

원주벽을 포함하고, 상류측 및 하류측 말단 에지를 갖는 하우징,

복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 빔 광학계, 및

커버 요소를 포함하고,

상기 하우징 및 커버 요소는 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 렌즈 구멍 어레이를 각각 포함하고,

커버 요소는 하우징의 상류측 에지를 실질적으로 덮기 위해 적용되고,

상기 방법은,

- 커버 요소의 관통구와 빔 광학계를 정렬하여, 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하고, 빔 광학계 및 커버 요소가 간극에 의해 이격되게 하는 단계와,

- 하우징에 커버 요소를 고정하여 하우징의 상류측 에지에 중첩하게 하는 단계와,

- 커버 요소에 빔 광학계를 실질적으로 지지식으로 접합하기 위해 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극을 접착제의 바디로 충전하는 단계와,

- 접착제의 바디를 경화하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

이 투사 렌즈 조립체의 조립 방법은 상이한 높이를 갖는 복수의 스페이서를 가까이에 유지하지 않고 렌즈 조립체의 총 높이가 용이하게 조정될 수 있게 한다. 더욱이, 빔렛의 주사 편향을 제공하기 위한 편향기 유닛을 또한 포함할 수 있는 빔 광학계는 커버 요소에 실질적으로 지지식으로 접합되기 때문에, 조립체의 구성 및 유지 보수가 간단해지고, 단지 커버 요소로의 빔 광학계의 거리만이 정렬되기만 하면 되고, 투사 렌즈 조립체는 하류측에서 실질적으로 개방될 수 있기 때문에 하우징 내의 구성 요소가 용이하게 접근된다. 마지막으로, 어떠한 추가의 지지 요소도 하류측에 빔 광학계를 지지하기 위해 요구되지 않기 때문에, 더 경량이고 소형인 투사 렌즈 조립체가 제조될 수 있다.

실시예에서, 방법은 접착제가 아직 경화되지 않은 동안 빔 광학계와 커버 요소 사이의 거리를 조정하는 추가의 단계를 포함한다. 따라서, 이러한 거리는 예비 성형된 고체 스페이서를 사용할 때 훨씬 더 짧은 시간에 매우 정확하게 조정될 수 있다. 커버 요소 및 빔 광학계가 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 더 이격될 때, 접착제의 바디의 높이는 증가하고 그 폭이 감소될 수 있고, 더 많은 접착제가 이 감소를 보상하기 위해 도포될 수 있다. 마찬가지로, 빔 광학계 및 커버 요소가 함께 근접하게 될 때, 접착제의 바디의 높이는 증가하고 그 폭이 감소할 수 있다. 이 경우에, 접착제의 일부는 제거될 수 있다. 대조적으로, 단지 얇은 접착제의 시트가 사용될 때, 이러한 조정은 가능하지 않고, 이와 같이 시트는 커버 요소 및 빔 광학계가 서로로부터 이격하여 이동할 때 당겨져 이격될 수 있다. 바람직하게는, 경화될 때 이것이 접합되는 표면의 열팽창 계수와 유사한 열팽창 계수를 갖는 접착제가 사용된다. 따라서, 빔 광학계에 대한 커버 요소의 배향은 투사 렌즈 조립체가 가열되거나 냉각될 때에도 실질적으로 일정하게 유지된다. 접착제가 매우 낮은 수축 접착제일 때, 경화 프로세스 중에 이것이 접합하는 표면 상의 스트레인이 최소화된다.

실시예에서, 빔 광학계와 커버 요소 사이의 거리는 제2 전극과 커버 요소 사이의 거리가 사전 결정된 거리와 동일하도록 조정된다. 따라서, 개별 빔 광학계의 높이가 소정 정도로 변경될 때에도, 실질적으로 동일한 높이의 투사 렌즈 조립체가 제조될 수 있다.

실시예에서, 방법은 상기 거리를 조정하는 단계 중에, 타겟 평면에 배열된 빔렛 프로파일 센서를 향해 빔 광학계를 통해 복수의 빔렛을 안내하는 단계로서, 상기 빔렛 프로파일 센서는 대응하는 복수의 빔렛 프로파일을 측정하기 위해 적용되는 것인 복수의 빔렛을 안내하는 단계와, 복수의 빔렛의 최적 측정된 초점이 도달될 때까지 상기 거리를 변경하는 단계를 포함한다. 접착제가 아직 경화되지 않는 한, 투사 렌즈 조립체의 포커싱 및 다른 특성이 측정될 수 있고 커버 요소에 대한 빔 광학계의 위치를 약간 변경함으로써 적어도 부분적으로 조정될 수 있다. 바람직하게는, 이 단계 중에, 빔렛의 강도는 타겟의 노광 중에 통상적으로 사용될 수 있는 빔렛의 강도보다 작다.

실시예에서, 적어도 조립 중에, 커버 요소는 관통구 주위에 배열된 추가의 관통구를 포함하고, 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극을 충전하는 단계는 상기 추가의 관통구를 통해 접착제를 주입하는 것을 포함한다. 따라서, 접착제의 바디는, 접착제의 바디의 내부측이 복수의 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 통해 도달될 수 있고 접착제의 바디의 외부측이 추가의 관통구를 통해 도달될 수 있기 때문에, 다양한 각도로부터 커버 요소 상에 접착제를 도포함으로써 용이하게 형성될 수 있다. 역으로, 관통구는 이것이 경화되지 않는 한 과잉의 접착제를 제거하는데 또한 사용될 수 있다. 접착제의 바디가 형성된 후에, 추가의 관통구는 예컨대 마찬가지로 접착제로 추가의 관통구를 충전함으로써 폐쇄될 수 있다. 대안적으로, 추가의 관통구는 개방 방치될 때, 투사 렌즈 조립체 내에 진공을 흡인하거나 투사 렌즈 조립체를 통해 청결한 가스 또는 플라즈마를 순환하는데 사용될 수 있다.

실시예에서, 투사 렌즈 조립체는 원주벽으로부터 사전 결정된 거리에 빔 광학계를 위치시키기 위해 적용된 위치설정 요소를 더 포함하고, 방법은 빔 광학계 및 원주벽에 위치설정 요소를 부착하는 단계를 더 포함한다. 접착제의 구성 및 경화 중에, 이들 위치설정 요소는 원주벽으로부터 원하는 거리만큼 빔 광학계를 이격하는 것을 돕는다. 더욱이, 일단 투사 렌즈 조립체가 구성되어 있으면, 위치설정 요소는 빔 광학계의 하류측 단부의 진자형 운동을 방지한다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 본 발명은 복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체를 제공하고, 상기 투사 렌즈 조립체는 원주벽을 갖고 상류측 및 하류측 말단 에지를 구비하는 하우징과, 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상을 포커싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극과, 비전도성 재료를 포함하는 지지 요소를 포함하고, 상기 하우징 및 지지 요소는 복수의 하전 입자 빔이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 복수의 하전 입자 빔렛으로부터 하나 이상의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있게 하기 위한 관통구와 정렬된 렌즈 구멍 어레이를 각각 포함하고, 지지 요소는 하우징의 하류측 말단 에지에 부착되고, 제2 전극은 하류측 방향에서 투사 렌즈 조립체의 말단 단부를 형성하고, 제1 전극은 상기 원주벽으로부터 이격되고, 지지 요소는 제1 전극과 원주벽 사이의 거리에 걸쳐 있다.

실시예에서, 제1 전극 및 제2 전극은 지지 요소에 의해 지지되고 지지 요소 상에 또는 그 부근에 배열된다. 따라서, 양 전극은 지지 요소의 하류측에 배열될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 전극은 각각 지지 요소의 상류측 표면 및 하류측 표면 상에 배열된다. 따라서, 제1 전극은 하우징 및 지지 요소에 의해 손상으로부터 보호된다.

명세서에 설명되고 도시되어 있는 다양한 양태 및 특징은 가능하기만 하면 개별적으로 적용될 수 있다. 이들 개별적인 양태, 특히 첨부된 종속 청구항에 설명된 양태 및 특징은 분할 특허 출원의 요지가 될 수 있다.

도 1a는 종래의 하전 입자 노광 시스템의 개략도이다.
도 1b 및 도 1c는 대안적인 하전 입자 노광 시스템의 개략도 및 그 상세도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 실시예의 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 부분(260)의 확대도이다.
도 2c는 투사 렌즈 조립체의 대안 실시예의 단면도이다.
도 2d는 투사 렌즈 조립체의 다른 대안 실시예의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 대안적인 전극 장치의 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2b의 라인 A-A를 따른 단면도 및 투사 렌즈 조립체의 평면도이다.
도 5a는 그 빔 정지부가 편향기 유닛과 전극 사이에 배열되어 있는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 개략 단면도이다.
도 5b는 그 빔 정지부가 편향기 유닛의 상류측에 배열되어 있는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사 렌즈 조립체의 실시예의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 다른 실시예의 개략 단면도이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 각각 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 다른 실시예의 개략 단면도, 평면도 및 저면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 다른 실시예의 부분의 개략 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 부분의 개략 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 부분의 개략 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 흐름도이다.

본 발명은 첨부 도면에 도시되어 있는 예시적인 실시예에 기초하여 명료해질 것이다.

종래 기술로부터 공지되어 있는 바와 같은 광학 칼럼(1)이 도 1a에 도시되어 있다. 하전 입자 빔 소스(2)는 개구 어레이(5) 상에 충돌하기 전에 이중 팔중극자(double octopole)(3) 및 시준기(collimator) 렌즈(4)를 횡단하는 하전 입자 빔을 방출한다. 개구 어레이는 이어서 빔을 집광기(condenser) 어레이(6)에 의해 집광되는 복수의 하전 입자 빔렛으로 분할한다. 빔 블랭커 어레이(7)에서, 개별 빔렛이 블랭킹될 수 있는데, 즉 이들 빔렛이 빔 정지 어레이(8) 내의 개구를 통해 통과하는 대신에 이후에 이들의 궤도 내에서 빔 정지 어레이(8)를 만나게 되도록 편향될 수 있다. 블랭킹되지 않은 빔렛은 이어서 X-방향 및 Y-방향에서 상기 빔렛의 주사 방향을 제공하도록 적용되는 편향기 유닛(9)을 통해 통과한다. 편향기 유닛은 통상적으로 그 외부면 상으로 연장하는 전도성 재료를 포함하는 매크로 편향기이다. 이들의 궤도의 종점에서, 블랭킹되지 않은 빔렛은 타겟(11)의 표면 상에 상기 빔렛을 포커싱하기 위해 적용된 렌즈 어레이(10)를 통해 통과한다. 빔 정지 어레이(8), 편향기 유닛(9) 및 렌즈 어레이(10)는 함께 투사 렌즈 조립체(12)를 구성하고, 이 투사 렌즈 조립체는 블랭킹된 빔렛의 차단, 복수의 빔렛의 주사 편향 및 블랭킹되지 않은 빔렛의 축소를 제공한다.

도 1b는 대안적인 광학 칼럼(31)을 도시하고 있다. 하전 입자 빔 소스(32)는 개구 어레이(35)에 충돌하기 전에 이중 팔중극자(33) 및 시준기 렌즈(34)를 횡단하는 하전 입자 빔을 방출한다. 개구 어레이는 이어서 빔을 집광기 어레이(36)에 의해 집광된 복수의 하전 입자 서브빔(subbeam)으로 분할한다. 빔 블랭커 어레이(37)에서, 서브빔은 복수의 빔렛으로 분할된다. 개별 빔렛은 블랭킹될 수 있는데, 즉 이들 빔렛이 빔 정지 어레이(38) 내의 개구를 통해 통과하는 대신에 이후에 이들의 궤도 내에서 빔 정지 어레이(38)를 만나게 되도록 편향될 수 있다. 블랭킹되지 않은 빔렛은 X-방향 및/또는 Y-방향에서 상기 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 적용된 편향기 유닛(39)을 통해 통과한다. 편향기 유닛은 통상적으로 상기 빔렛의 그룹의 주사 편향을 제공하기 위해 적용된 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS)을 포함한다. 이들의 궤도의 종점에서, 블랭킹되지 않은 빔렛은 타겟(41)의 표면 상에 상기 빔렛을 포커싱하기 위해 적용된 렌즈 어레이(40)를 통해 통과한다. 빔 정지 어레이(38), 편향기 유닛(39) 및 렌즈 어레이(40)는 함께 투사 렌즈 조립체(42)를 구성하고, 이 투사 렌즈 조립체는 블랭킹된 빔렛의 차단, 복수의 빔렛의 주사 편향 및 블랭킹되지 않은 빔렛의 축소를 제공한다.

도 1c는 도 1b에 도시되어 있는 바와 같은 광학 칼럼의 상세를 개략적으로 도시하고 있고, 3개의 빔렛(b1, b2, b3)의 궤도를 도시하고 있다. 하전 입자 빔 소스로부터의 빔의 서브빔이 개구 어레이(35)로부터 나오고 집광기 어레이(36)에 의해 집광된다. 서브빔은 이후에 개별 빔렛에 블랭킹 편향을 제공하기 위해 제공된 빔 블랭커 어레이(37)에서 빔렛(b1, b2, b3)으로 분할된다. 도시되어 있는 도면에서, 빔렛(b1, b2, b3)의 어느 것도 블랭킹 편향이 제공되지 않아, 상기 빔렛이 빔 정지 어레이(38) 내의 공통 개구를 통과하게 된다. 블랭킹되지 않은 빔렛은 이어서 복수의 빔렛에 주사 편향을 제공하기 위해 적용된 MEMS 소자(39a, 39b)를 포함하는 편향기 유닛(39)에 의해 주사 편형이 제공된다. 이들의 궤도의 종점에서, 블랭킹되지 않은 빔렛은 타겟(41)의 표면 상에 상기 빔렛을 포커싱하기 위해 적용된 렌즈 어레이(40)를 통해 통과한다. 빔 정지 어레이(38), 편향기 유닛(39) 및 렌즈 어레이(40)는 함께 투사 렌즈 조립체(42)를 구성하고, 이 투사 렌즈 조립체는 블랭킹된 빔렛의 차단, 복수의 빔렛의 주사 편향 및 블랭킹되지 않은 빔렛의 축소를 제공한다.

도 2a는 본 발명에 따른 개량된 투사 렌즈 조립체(200)의 실시예의 단면도를 도시하고 있다. 도시되어 있는 실시예는 바람직하게는 금속인 전기 전도성 원주벽(230)을 갖는 하우징을 포함한다. 투사 렌즈 조립체는 커버 요소(210) 및 상기 하우징의 하류측 단부에 있는 지지 요소(240)를 더 포함한다. 하전 입자 빔렛의 통과를 위한 관통구(through-opening; 213)가 커버 요소(210)의 상류측 표면으로부터, 투사 렌즈 조립체의 내부를 통해 제1 전극(201)을 향해, 지지 요소(240)를 통해 연장하고, 마지막으로 제2 전극(202)에 진출한다. 복수의 하전 입자 빔렛은 타겟(270) 상에 충돌하기 전에 상기 관통구를 횡단할 수 있다. 도시되어 있는 실시예에서, 지지 요소는 제1 및 제2 전극의 모두에 평행하게 연장한다. 바람직하게는, 지지 요소는 제1 및 제2 전극 내의 렌즈 구멍 어레이로부터 반경방향으로 이격하여 연장한다.

타겟과 투사 렌즈 조립체 사이의 전기장의 형성을 회피하기 위해, 양 요소는 접지에 접속되고 그리고/또는 서로 전도성 접속될 수 있다. 본 발명에 따른 구조적으로 견고한 투사 렌즈 조립체는 공지의 리소그래피 시스템 내에 일체로 배치될 수 있고 또는 유지 보수 목적으로 교환되거나 제거될 수 있다.

복수의 하전 입자 빔렛은 먼저 커버 요소(210) 내의 통로(213)를 통해 통과한다. 커버 요소(210)의 주 본체는 비전도성 재료로부터 제조되지만, 그 상류측 표면은 전도성 코팅(211)을 포함하고, 그 하류측 표면의 부분은 다른 전도성 코팅(212)을 포함하고, 양 전도성 코팅은 외부 전자기 영향으로부터 렌즈 조립체의 내부를 차폐하는 기능을 한다. 바람직하게는, 2개의 전도성 코팅은 관통구의 측면에서 결합되어, 단일의 연속적인 표면을 형성한다. 비전도성, 바람직하게는 세라믹 재료로부터 제조된 캡슐화 링(251, 252)이 이들 코너에서 스파크 형성의 기회를 감소시키기 위해, 코팅과 커버 요소(210) 사이의 코너를 캡슐화한다.

일단, 하전 입자 빔렛이 관통구를 횡단하면, 이들 입자는 복수의 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 적용되는 편향 유닛(220)을 통해 통과한다. 편향기 유닛은 대응 수의 편향기를 사용하여 임의의 회수 하전 입자 빔렛을 편향할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 편향기 유닛은 X-편향기 및 Y-편향기를 포함한다. 편향기 유닛의 베이스(222)에서의 리드(224a, 224b), 바람직하게는 3축 리드가 편향기 유닛이 적절하게 기능하는지 여부를 지시하는 제어 신호를 전달하기 위해 적용된다. 편향기 유닛은 지지 요소(240)에 의해 실질적으로 지지되고, 또한 바람직하게는 또한 전도성 접착 연결부(221)를 통해 커버 요소(210)에 부착된다. 따라서, 편향기 유닛은 커버 요소를 지지 요소(240)와 상호 연결하는 제2 지지 요소를 동작시켜, 이에 의해 조립체의 구조적 견고함을 증가시킨다. 유리하게는, 전도성 접착제가 투사 렌즈 조립체의 구성을 용이하게 하도록, 즉 공차의 확장을 허용하도록 적용되어, 이에 의해 한편으로는 요소 뿐만 아니라 그 조립체의 제조 비용 및 노고를 감소시킨다. 이 관점에서 본 발명에 기초하는 식견에 따르면, 커버 요소(210)의 하류측 지향 전도성 코팅(212)과 편향기 유닛(220) 사이의 거리의 약간의 편차가 더 많거나 적은 양의 전도성 접착제로 간극을 충전함으로써 보상된다. 바람직한 실시예에서, 접착제는 일단 경화되면 진공에서 매우 낮은 휘발성 및 이 접착제가 접합하는 표면에 유사하지 않으면 대응하는 열팽창 계수를 갖는 유형이다. 편향기 유닛의 베이스(222)는 제1 전극(201)으로부터 편향기 유닛을 전기적으로 절연하는 절연체(223) 상에 장착된다. 제1 및 제2 전극(201, 202)의 모두는 렌즈 구멍 어레이를 포함하고, 각각의 렌즈 구멍은 그를 통해 통과할 수 있는 하전 입자 빔렛에 대응한다.

지지 요소(240)는 비전도성 재료의 층(243), 지지 요소의 상류측 지향 표면 상의 제1 전도성 코팅(241) 및 지지 요소의 하류측 지향 표면 상의 제2 전도성 코팅(242)을 포함한다. 제1 및 제2 전도성 코팅은 서로로부터 전기적으로 격리된다. 제1 전극(201)은 지지 요소의 상류측 지향 표면 상의 제1 전도성 코팅(241)에 전도성 접속된다. 제1 코팅에 부착되는 리드(209a, 209b)는 전기 신호를 제1 전극에 제공하기 위해 적용되어, 바람직하게는 제1 및 제2 전극 사이의 전위차가 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 장을 생성하게 되고, 상기 전극들 사이의 전위차는 4 kV의 범위이다. 지지 요소(240)의 하류측 지향 표면 상에 배열된 제2 전극(202)은 바람직하게는 상기 하류측 지향 표면의 전체 또는 대부분을 덮는 상기 제2 전도성 코팅(242)에 전도성 접속된다. 바람직한 실시예에서, 제2 코팅은 지지 요소의 외부 에지를 가로질러 연장하고, 하우징의 원주벽(230)과 전도성 접촉한다. 따라서, 원주벽 및 제1 코팅은 렌즈 조립체의 내부의 적어도 부분적인 전자기 차폐를 제공하도록 적용된다.

유리하게는, 바람직하게는 지지 요소의 보로실리케이트 글래스를 포함하는 절연층(243)은 편향기 유닛의 중량을 실질적으로 지지하기에 충분히 강하면서 또한 강한 균일한 전기장이 제1 전극과 제2 전극 사이에 생성되게 하기에 충분히 얇다.

도 2b는 도 2a의 부분(260)의 확대도를 도시하고 있다. 절연층(243) 상에 침착되어 있는 제1 및 제2 코팅(241, 242)은 절연층에 의해 그리고 간극(244a)에 의해 서로로부터 전기적으로 격리되어 있다는 것을 명백히 알 수 있다. 간극(244a)은 비전도성 접착제로 충전된다. 바람직하게는, 투사 렌즈 조립체에 사용된 접착제는 낮은 열팽창 계수를 갖는다. 제1 및 제2 코팅의 코너에 스파크가 발생하는 것을 방지하기 위해, 유전체의 파괴 보호 구조체(253)가 원주벽(230)과 지지 요소(240) 사이의 접촉점에 배치되어 있다. 지지 요소(240)의 관통구에서 절연층(243) 내의 작은 리세스(246)는 제1 전극과 제2 전극 사이 및 관통구 부근의 대응 코팅에 스파크가 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다.

도 2c는 편향기 유닛(220)의 중량이 지지 요소(240)에 의해 실질적으로 완전히 지지되는, 즉 편향기 유닛이 커버 요소(210)에 지지식으로 연결되지 않는 투사 렌즈의 대안 실시예를 도시하고 있다. 바람직하게는 탈착 가능한 커넥터에 의해 편향기 유닛에 부착되는 격리된 전기 리드(225)는 커버 요소의 하류측 지향 전도성 코팅에 편향기 유닛의 외부면을 연결하여, 이들이 실질적으로 동일한 전위를 갖는 것을 보장한다. 이 실시예에서, 커버 요소는 원주벽(230)에 제거 가능하게 부착된다. 다른 실시예에서, 리드(225)는 커버 요소의 상류측 지향 표면과 연결하기 위해 원주벽을 통해 통과한다.

도 2d는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 대안 실시예를 도시하고 있다. 제2 전극(202) 및 제3 전극(203)이 하우징에 전기적으로 접속되어 실질적으로 접지 전위에 있다. 제1 전극(201)은 지지 요소(240)에 의해 제2 전극(202)으로부터 전기적으로 절연되고, 절연체(203)에 의해 제3 전극(203)으로부터 전기적으로 절연된다. 리드(209a, 209b)는 전기 신호를 제1 전극에 제공하기 위해 제1 전극(201)에 부착되어 전기장이 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위해 제1 전극과 제2 전극 사이 및 제1 전극과 제3 전극 사이에 생성되게 된다. 통상적으로, 이 실시예에서 상기 제1 전극(201)과 제2 및 제3 전극(202, 203) 사이의 전위차는 -3.4 kV의 범위이다. 제1 전극(201)의 외부 에지는 제1 전극(201)의 외부 에지에서 스파크의 형성을 방지하기 위해 비전도성 접착제의 바디에 의해 캡슐화된다.

도 3은 본 발명에 따른 대안적인 투사 렌즈 조립체의 섹션의 개략 다이어그램이다. 투사 렌즈 조립체는 도 2에 도시되어 있는 투사 렌즈 조립체와 유사한 방식으로 구성되고, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 이외에, 제1 전극(301)의 상류측에 배열된 제3 전극(303)을 포함한다. 지지 요소(340)는 제1 전도성 코팅(341) 상에 침착되는 아교(345)의 스트립으로 보강되어 있다. 바람직하게는, 이웃하는 요소는 적합한 접착제를 사용하여 서로 접합된다.

제3 및 제1 전극(303, 301)은 절연 스페이서(324)에 의해 서로로부터 이격되고 전기적으로 격리된다. 제3 전극은 전도성 빔 정지 어레이(322) 및 전도성 스페이서(323)를 통해, 편향기 유닛(320)의 외부면에 전도성 접속된다. 편향기 유닛(320)의 외부면, 및 따라서 마찬가지로 제3 전극(303)은 바람직하게는 접지에 대해 일정한 전위로, 예컨대 -4 kV로 유지된다. 제2 전극(302)은 제2 전도성 코팅(342)을 통해 원주벽(도시 생략)에 재차 전도성 접속된다. 바람직하게는, 원주벽 및 제2 전극(302)은 패터닝될 타겟과 동일한 실질적으로 일정한 전위로, 통상적으로 접지 전위로 유지된다. 제1 전극(301)의 전위를 변경시킴으로써, 제1 전극과 제3 전극(303) 사이의 전기장, 뿐만 아니라 제1 전극(301)과 제2 전극(302) 사이의 전기장이 변경될 수 있다. 제1 전극의 전위는 통상적으로 -4.3 kV의 범위로 변경될 수 있다. 이 방식으로, 복수의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위해 적용 가능한 전기장을 생성하는 것이 가능한 정전 렌즈의 어레이가 형성된다.

대안 실시예에서, 제3 전극 및 제2 전극은 실질적으로 접지 전위로 유지되고, 제1 전극은 제3 전극 및 제2 전극에 대해 실질적으로 일정한 전위로, 예컨대 -3.4 kV로 유지된다. 이 실시예에서, 제1 전극과 제3 전극을 서로로부터 전기적으로 절연하는 절연 스페이서(324)가 바람직하게는 제1 전극과 제3 전극 사이에 전기 절연성 접착제를 도포함으로써 형성된다.

도 4a는 라인 A-A를 따른 도 2b의 투사 렌즈 조립체의 단면도를 도시하고 있다. 제1 전극(201) 및 제2 전극(202)(도시 생략)의 렌즈 구멍 어레이로부터 반경방향으로 이격하여 연장되는 지지 요소(240)는 그 상류측 표면 상에 제1 전도성 코팅(241)을 포함한다. 원주벽(230) 및 유전체의 파괴 보호 구조체(253)가 마찬가지로 더 상세히 도시되어 있다. 지지 요소(240)의 상류측 표면은 지지 요소의 지지 능력을 더 증가시키는 접착제의 반경방향 연장 스트립(245)을 구비한다. 바람직하게는 비전도성 접착제의 스트립이 지지 요소의 하류측 지향 표면 상에 제공되는 경우에, 스트립의 리지가 하류측 방향에서 제2 전극을 지나 돌출되지 않도록 주의가 기울어져야 한다. 제2 전극은 이어서 여전히 타겟에 매우 근접하여 배치될 수 있다.

도 4b는 복수의 빔렛을 위한 관통구(213), 유전 파괴 보호 링(251) 및 커버 요소(210)의 상류측 지향 전도성 코팅(211)이 가시화되어 있는 도 2a의 보호 렌즈 조립체의 평면도를 도시하고 있다. 바람직하게는 비전도성 세라믹 재료를 포함하는 링(251)은 그 에지에 스파크가 형성하는 것을 방지하기 위해 상류측 지향 전도성 코팅(211)의 외부 에지를 캡슐화한다.

본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 실시예의 하전 입자 빔렛 궤도의 개략 다이어그램이 도 5a에 제공되어 있다. 이 실시예에서, 빔 정지 어레이(522)는 편향기 유닛(520)과 제3 전극(503) 사이에 배열되어 있다. 빔렛(510a, 510b, 510c)은 X-방향 및/또는 Y-방향에서 상기 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 적용된 편향기 유닛(520)을 통해 통과한다. 편향기 유닛(520)의 전도성 외부면에 의해 포위된 편향기 플레이트(527)는 격리 재료(526)를 포함하는 스페이서에 의해 편향기 유닛의 외부면으로부터 전기적으로 격리된다.

편향기 유닛에 도달하기 전에, 빔렛(510a)은 블랭킹 편향이 제공되어 있고, 따라서 빔 정지 어레이(522)의 비-빔렛 통과 영역 상으로 안내된다. 블랭킹되지 않은 빔렛(510b, 510c)은 편향기 유닛을 횡단하고, 빔 정지 어레이(522)와 실질적으로 동일한 평면에 위치된 이들의 대응 피벗점(Pb, Pc)에 대해 편향된다. 각각의 빔렛의 피벗점이 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 있기 때문에, 블랭킹되지 않은 빔 스폿은 빔 정지 어레이 상에서 이동하지 않는데, 즉 편향기 유닛에 의한 편향이 이들의 대응 피벗점에서 블랭킹되지 않은 빔렛의 강도 분포에 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 블랭킹되지 않은 빔렛(510b, 510c)은 이어서 하전 입자 빔렛을 타겟(570) 상에 포커싱하도록 적용되는 전기장이 그 사이에 생성되는 제1 및 제2 전극(501, 502) 내의 렌즈 구멍을 통과한다. 전극은 스페이서(523, 524, 525)에 의해 이격된다. 이 배열에서 빔 정지 어레이 및 빔렛의 피벗점은 렌즈 전극에 비교적 근접하게, 특히 빔 정지 어레이가 편향기 유닛의 상류측에 배치되어 있는 경우보다 렌즈 전극의 주 평면에 더 근접하게 위치될 수 있기 때문에, 빔렛 수차가 상당히 감소된다. 이는 타겟 상에 더 뚜렷하게 규정된 빔렛 스폿을 생성하고, 더 높은 분해능에서 타겟의 패터닝을 허용한다.

도 5b는 빔 정지 어레이(522)가 편향기 유닛(520)의 상류측에 배열되어 있는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 대안 실시예를 도시하고 있다. 하전 입자 빔렛(510a)은 빔 정지 어레이에 도달하기 전에 블랭킹 편향이 제공되어 있고, 따라서 그 비-빔렛 통과 영역 상에 충돌한다. 하전 입자 빔렛(510b, 510c)은 빔 정지 어레이(522)를 통과하고 편향기 유닛(520)에 의해 주사 편향이 제공된다. 빔렛은 이어서 타겟(570)을 타격하기 전에 전극(501, 502, 503)을 사용하여 포커싱된다. 제2 전극(502)은 투사 렌즈 조립체의 하류측 말단 단부를 형성하기 때문에, 하전 입자 빔렛은 주사 편향에 실질적으로 독립적으로 포커싱된 채로 유지되면서 타겟(570)에 매우 근접하게 위치된 이들의 피벗점을 가질 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 개량된 투사 렌즈 조립체(600)의 실시예를 도시하고 있다. 도시되어 있는 실시예는 바람직하게는 금속인 전기 전도성 원주벽(230)을 갖는 하우징을 포함한다. 투사 렌즈 조립체는 상기 하우징의 상류측 단부에서 구멍을 실질적으로 덮는 커버 요소(210)를 더 포함한다. 하전 입자 빔렛의 통과를 위한 관통구(213)는 커버 요소(210)의 상류측 표면으로부터, 제1 전극(201)을 향해 투사 렌즈 조립체의 내부를 통해, 비전도성 스페이서(215)를 통해 연장하고, 마지막으로 제2 전극(202)에 진출한다. 복수의 하전 입자 빔렛은 타겟(270)에 충돌하기 전에 상기 관통구를 횡단할 수 있다.

타겟과 투사 렌즈 조립체 사이의 전기장의 형성을 회피하기 위해, 양 요소는 접지에 접속되고 그리고/또는 서로 전도성 접속될 수 있다. 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체는 공지의 리소그래피 시스템에 일체로 배치될 수 있고 또는 유지 보수 목적으로 교환되거나 제거될 수 있다.

복수의 하전 입자 빔렛은 먼저 커버 요소(210) 내의 관통 통로(213)를 통해 통과한다. 커버 요소(210)의 주 본체는 비전도성 재료로부터 제조되지만, 그 상류측 표면은 전도성 표면(211)을 포함하고, 그 하류측 표면의 부분은 다른 전도성 표면(212)을 포함하고, 양 전도성 표면은 외부 전자기 영향으로부터 렌즈 조립체의 내부를 차폐하는 기능을 한다. 바람직하게는, 2개의 전도성 표면은 관통구의 측면에서 접합되어, 단일의 연속적인 표면을 형성한다. 비전도성의 바람직하게는 세라믹 재료로부터 제조되는 캡슐화 링(251, 252)은 이들 코너에서 스파크 형성의 기회를 감소시키기 위해 전도성 표면과 커버 요소(210) 사이의 코너를 캡슐화한다.

일단 하전 입자 빔렛이 커버 요소의 관통구를 횡단하면, 이들은 복수의 빔렛을 타겟 상으로 안내하는 빔 광학계(217)를 통과한다. 도시되어 있는 실시예에서, 빔 광학계는 비전도성 스페이서(223) 상의 그 베이스(222)에 장착된 주사 편향기 유닛(220)을 포함하고, 제1 전극(201), 비전도성 스페이서(215) 및 제2 전극(202)을 더 포함한다. 편향기 유닛(220)은 복수의 빔렛의 주사 편향을 제공하기 위해 적용된다. 편향기 유닛은 대응 수의 편향기를 사용하여 임의의 회수로 하전 입자 빔렛을 편향시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 편향기 유닛은 X-편향기 및 Y-편향기를 포함한다. 편향기 유닛의 베이스(222)에서의 리드(224a, 224b), 바람직하게는 3축 리드는 편향기 유닛이 적절하게 기능하는지의 여부를 지시하는 제어 신호를 전달하기 위해 적용된다. 빔 광학계는 커버 요소(210)에 의해 실질적으로 지지되고 전도성 접착 연결부(221)를 통해 그에 부착된다. 이 관점에서 본 발명에 기초하는 식견에 따르면, 커버 요소(210)의 하류측 지향 전도성 표면(212)과 편향기 유닛(220) 사이의 거리의 편차는 간극을 충전하는 전도성 접착 연결부(221)의 바디의 높이를 조정함으로써 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 보상될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 접착제는 일단 경화되면 진공에서 매우 낮은 휘발성 및 이 접착제가 접합하는 표면에 유사하지 않으면 대응하는 열팽창 계수를 갖는 유형이다. 편향기 유닛의 베이스(222)는 제1 전극(201)으로부터 편향기 유닛을 전기적으로 절연하는 절연체(223) 상에 장착된다. 제1 및 제2 전극(201, 202)의 모두는 렌즈 구멍 어레이를 포함하고, 상기 어레이의 각각의 구멍은 그를 통해 통과할 수 있는 하전 입자 빔렛에 대응한다.

리드(209)는 제1 전극(201)에 부착되고 그에 전기 신호를 제공하기 위해 적용되어, 바람직하게는 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 장을 생성하는 제1 전극(201)과 제2 전극(202) 사이의 전위차가 4 kV의 범위에 있게 된다. 위치설정 요소(240)의 하류측 지향 표면 상에 배열된 제2 전극(202)은 전도성 와이어(218)에 의해 원주벽(230)에 전도성 접속된다.

통상적으로, 빔 광학계의 높이, 이 경우에 제2 렌즈 어레이(202)의 하류측 말단 단부로부터 편향기 유닛(220)의 상류측 말단 단부까지의 거리는, 일단 빔 광학계가 조립되면 조정되지 않을 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 그러나, 제2 전극의 말단 에지로부터 커버 요소의 상류측 표면까지의 총 거리는 2개의 요소를 함께 접합하는 전도성 접착 연결부(221)의 바디의 높이를 변경함으로써 매우 용이하게 조저오딜 수 있다. 커버 요소(210) 내의 추가의 관통구(214a, 214b)가 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극을 충전하기 위해 접착제를 주입하기 위해 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체(700)의 대안 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에서, 빔 광학계(717)는 복수의 하전 입자 빔렛의 주사 편향을 제공하기 위한 편향기 유닛을 포함하지 않는다. 편향기 유닛은 리소그래피 시스템 내의 투사 렌즈 조립체의 상류측에 배치될 수 있다. 빔 광학계(717)는 빔 광학계의 부분을 또한 형성하는 비전도성 스페이서(215)에 의해 이격된 제1 전극(201) 및 제2 전극(202)을 포함한다. 제1 전극(201)은 커버 요소(210)의 하류측 지향 표면에 전도성 접속된다. 전도성 표면(212)을 포함하는 하류측 지향 표면과 제1 전극 사이의 접속은 전도성 접착 연결부(221)의 바디에 의해 형성된다. 리드(218)는 제2 전극(202)을 원주벽(230)과 전기적으로 접속하여, 양 요소가 접지 전위에 있게 된다. 특히 전극이 얇고 서로 근접하게 배치되어 강하고 균일한 전기장을 제공할 때, 접착제의 바디의 높이는 전체 투사 렌즈 조립체의 높이의 중요한 팩터이다. 투사 렌즈 조립체의 구성 중에, 이 높이는 접착제의 바디의 높이를 변경함으로써 편리하게 원하는 높이로 조정될 수 있다.

도 8a는 위치설정 요소(249a, 249b)를 더 포함하는 도 6에 도시되어 있는 것과 유사한 투사 렌즈 조립체의 대안 실시예를 도시하고 있다. 하우징의 하류측 구멍 부근에서, 빔 광학계는 이들 위치설정 요소(249a, 249b)에 의해 관통구의 방향에 실질적으로 수직으로 정렬된다. 하우징에 대한 빔 광학계의 위치의 추가의 안정성을 제공하는 것 이외에, 위치설정 요소는 투사 렌즈 조립체의 구성을 또한 용이하게 할 수 있는데, 즉 관통구의 방향에 수직인 빔 광학계의 정렬을 간단하게 할 수 있다. 이 실시예에서, 위치설정 요소는 가늘고 길고 얇은 실질적으로 강성 구조체를 포함하고, 바람직하게는 전기 전도성 접착제를 사용하여 원주벽(230) 및 빔 광학계(217)에 부착된다. 도시되어 있는 실시예에서, 위치설정 요소는 전기 전도성 재료를 포함하고, 제2 전극(202) 및 원주벽(230)에 부착되어 따라서 이들을 동일한 전위로 유지한다. 위치설정 요소(249a, 249b)는 빔 광학계의 다른 자유 현수 말단 단부와 원주벽 사이의 거리를 실질적으로 일정하게 유지하여, 투사 렌즈 조립체의 구조적 완전성을 증가시키고 원주벽에 대한 제2 전극(202)의 병진 및/또는 진동 이동을 억제한다. 대안 실시예에서, 위치설정 요소는 단지 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 사용되고, 완성된 제품 내에 존재하지 않는다.

도 8b는 라인 A에 의해 지시되어 있는 섹션을 따른 도 6의 투사 렌즈 조립체의 평면도를 도시하고 있고, 커버 요소(210)의 최외측 주연 영역을 도시하고 있지는 않다. 상기 커버 요소(210)의 관통구(213)로부터 반경방향 외향의 방향에서 이동하여, 상류측 지향 전도성 표면(211)이 추가의 관통구(214a, 214b)를 둘러싸는 것으로 보여질 수 있다. 추가의 관통구는 관통구(213) 주위에 배열되고 커버 요소의 하류측 지향 표면과 빔 광학계의 상류측 지향 표면 사이의 접착제의 바디를 침착하기 위한 주입 니들 등의 통과를 용이하게 한다. 더 외향으로 이동하여, 상류측 지향 전도성 표면(211)과 커버 요소(210)의 비전도성 부분 사이의 에지는 비전도성 재료로 구성된 캡슐화 링(251)에 의해 캡슐화되어, 그 에지에서 스파크의 발생 기회를 감소시킨다.

도 8c는 라인 A에 의해 지시되어 있는 섹션을 따른 도 6의 투사 렌즈 조립체의 저면도를 도시하고 있다. 제2 전극(202)은 위치설정 요소(249a, 249b)에 의해 원주벽(230)에 전기적으로 접속된다. 제2 전극(202)의 후방에는, 추가의 관통구(214a, 214b)의 부분일 수 있는 바와 같은 비전도성 스페이서(215)의 부분이 보여질 수 있다. 이들 추가의 관통구는 커버 요소(210)의 전도성 표면(212)에 진출하고, 상기 재료는 투사 렌즈 조립체의 전자기 차폐 특성을 향상시킨다. 커버 요소(210)의 비전도성 부분과 전도성 표면(212) 사이의 에지는 캡슐화 링(252)에 의해 캡슐화되어 그 에지에서 스파크가 발생하는 것을 방지한다. 위치설정 요소(249a, 249b)는 관통구(213)의 방향에 실질적으로 수직으로 연장되고, 이들의 걸쳐 있는 평면을 따라 빔 광학계의 위치를 실질적으로 고정하도록 적용된다. 달리 말하면, 제2 전극(202) 및 위치설정 요소(249a, 249b)가 수평으로 배향될 때, 위치설정 요소는 원주벽에 대한 빔 광학계의 수평 이동을 실질적으로 구속한다. 위치설정 요소는 이들이 연장되는 방향을 따른 이동을 한정하기 때문에, 위치설정 요소가 빔 광학계 및 원주벽에 미리 고정 부착되어 있을 때에도 빔 광학계와 커버 요소 사이의 거리의 작은 조정이 이루어질 수 있다. 대안 실시예에서, 위치설정 요소는 관통구의 방향에 실질적으로 수직인 배향으로 빔 광학계 및 원주벽에 고정 부착되고 원주벽으로부터 실질적으로 고정 거리에 빔 광학계를 위치시키기 위해 적용된 멤브레인에 의해 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 대안 투사 렌즈 조립체의 섹션의 개략 다이어그램을 도시하고 있다. 투사 렌즈 조립체는 도 8a에 도시되어 있는 투사 렌즈 조립체와 유사한 방식으로 구성되고, 제1 전극(301) 및 제2 전극(302) 이외에, 제1 전극(301)의 상류측에 배열되는 개구 어레이를 또한 구비하는 제3 전극(303)을 포함한다. 바람직하게는, 이웃하는 요소들은 적합한 접착제를 사용하여 서로 접합된다.

제3 및 제1 전극(303, 301)은 절연 스페이서(324)에 의해 서로로부터 이격되고 전기적으로 격리된다. 제3 전극은 전도성 빔 정지 어레이(322) 및 전도성 스페이서(323)를 통해 편향기 유닛(320)의 외부면에 전도성 접속된다. 편향기 유닛(320)의 외부면, 및 따라서 마찬가지로 제3 전극은 바람직하게는 일정한 전위에서, 예컨대 접지에 대해 -4 kV에서 유지된다. 제2 전극(302)은 위치설정 요소(349a, 349b)를 경유하여 원주벽(도시 생략)에 전기적으로 접속되고, 비전도성 스페이서(315)에 의해 제1 전극(301)으로부터 절연되고 이격된다. 위치설정 요소는 제2 전극에 의해 걸쳐 있는 평면을 따라 빔 광학계의 하류측 단부를 정렬하는 기능을 하는데, 즉 도시되어 있는 배향에서 위치설정 요소는 빔 광학계의 하류측 단부를 수평으로 정렬한다. 비전도성 스페이서(315)는 스페이서(315)의 표면을 따른 제1 전극으로부터 제2 전극으로의 경로의 길이를 증가시키는 단차형 부분(346)을 구비한다. 이 증가된 경로 길이는 제1 전극과 제2 전극 사이의 스파크의 발생 기회를 감소시키는 것을 돕는다.

원주벽 및 제2 전극(302)은 바람직하게는 패터닝될 타겟과 동일한 실질적으로 일정한 전위에서, 통상적으로 접지 전위에서 유지된다. 제1 전극(301)의 전위를 변경함으로써, 제1 전극(301)과 제3 전극(303) 사이의 전기장, 뿐만 아니라 제1 전극(301)과 제2 전극(302) 사이의 전기장이 변경될 수 있다. 제1 전극의 전위는 통상적으로 -4.3 kV의 범위에서 변경될 수 있다. 이 방식으로, 복수의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 적응 가능한 전기장을 생성하는 것이 가능한 정전 렌즈의 어레이가 형성된다.

본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체(700)의 실시예의 하전 입자 빔렛 궤도의 개략도가 도 10에 제공되어 있다. 이 실시예에서, 빔 정지 어레이(522)는 편향기 유닛(520)과 제3 전극(503) 사이에 배열되어 있다. 빔렛(510a, 510b, 510c)은 X-방향 및 Y-방향에서의 상기 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 적용된 편향기 유닛(520)을 통해 통과한다. 편향기 유닛(520)의 전도성 외부면에 의해 포위된 편향기 플레이트(527)는 절연 재료(526)를 포함하는 스페이서에 의해 편향기 유닛의 외부면으로부터 전기적으로 격리된다.

편향기 유닛에 도달하기 전에, 빔렛(510a)은 블랭킹 편향이 제공되어 있고, 따라서 빔 정지 어레이(522)의 비-빔렛 통과 영역 상으로 안내된다. 블랭킹되지 않은 빔렛(510b, 510c)은 편향기 유닛을 횡단하고, 빔 정지 어레이(522)와 실질적으로 동일한 평면에 위치된 이들의 대응 피벗점(Pb, Pc)에 대해 편향된다. 각각의 빔렛의 피벗점은 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 있기 때문에, 블랭킹되지 않은 빔 스폿이 빔 정지 어레이 상에서 이동하지 않는데, 즉 편향기 유닛에 의한 편향은 이들의 대응 피벗점에서 블랭킹되지 않은 빔렛의 강도 분포에 실질적으로 영향을 미치지 않는다. 블랭킹되지 않은 빔렛(510b, 510c)은 이어서 하전 입자 빔렛을 타겟(570) 상에 포커싱하도록 적용된 전기장(505a)이 그 사이에 생성되는 제1 및 제2 전극(501, 502) 내의 렌즈 구멍을 통과한다. 전극은 스페이서(523, 524, 515)에 의해 이격된다. 이 배열에서 빔 정지 어레이 및 빔렛의 피벗점은 전극에 비교적 근접하여, 특히 빔 정지 어레이가 편향기 유닛의 상류측에 배치되는 경우보다 전극에 의해 걸쳐 있는 평면에 더 근접하게 위치될 수 있기 때문에, 빔렛 수차가 상당히 감소된다. 이는 타겟 상의 더 뚜렷하게 규정된 빔렛 스폿을 생성하고 더 높은 분해능에서 타겟의 패터닝을 허용한다.

도 11은 빔 정지 어레이(522)가 편향기 유닛(520)의 상류측에 배열되어 있는 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체의 대안 실시예를 도시하고 있다. 하전 입자 빔렛(510a)은 빔 정지 어레이에 도달하기 전에 블랭킹 편향이 제공되어 있고 따라서 그 비-빔렛 통과 영역 상에 충돌한다. 하전 입자 빔렛(510b, 510c)은 빔 정지 어레이(522)를 통과하고 편향기 유닛(520)에 의해 주사 편향이 제공된다. 빔렛은 이어서 타겟(570)을 타격하기 전에 전극(501, 502, 503)을 사용하여 포커싱된다. 제2 전극(502)은 투사 렌즈 조립체의 하류측 말단 단부를 형성하기 때문에, 하전 입자 빔렛은 주사 편향에 실질적으로 독립적으로 포커싱된 채로 유지되면서 타겟(570)에 매우 근접하게 위치된 이들의 피벗점을 가질 수 있다. 도시되어 있는 실시예에서 빔렛의 주사 편향은 2개의 전기장을 제공하기 위해 적용된 매크로 편향기를 사용하여 수행되지만, 대안 실시예에서 편향기 유닛은 예컨대 도 1a에 도시되어 있는 바와 같이 빔렛마다 하나 이상의 전기장 또는 빔렛의 그룹마다 하나 이상의 전기장과 같은 빔렛의 주사 편향을 위한 복수의 장을 제공하도록 적용될 수 있다.

도 12a는 전술된 실시예의 일부를 조립하기 위한 방법의 흐름도를 도시하고 있다. 단계 901에서, 빔 광학계는 빔 광학계 및 커버 요소가 서로로부터 사전 결정된 거리에 있도록 커버 요소의 관통구와 정렬된다. 다음에, 단계 902에서, 정렬된 커버 요소는 하우징의 상류측 단부에 부착되어 하우징의 상류측 에지를 중첩하게 된다. 단계 903에서, 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극은 빔 광학계를 커버 요소에 실질적으로 지지식으로 접합하기 위해 접착제의 바디로 충전된다. 마지막으로, 단계 904에서, 접착제의 바디는 경화되도록 허용된다. 방법은 이러한 투사 렌즈 조립체의 더 편리한 제조를 허용하고, 이 투사 렌즈 조립체는 또한 방법을 사용하여 더 정확하게 치수 설정될 수도 있다.

도 12b는 접착제가 경화하기 전에, 투사 렌즈 조립체의 빔 광학계의 하류측 말단 에지와 커버 요소 사이의 거리가 단계 903b에서 투사 렌즈 조립체의 구성 중에 조정되는 방법의 대안 실시예를 도시하고 있다. 이 방법은 사전 결정된 값으로의 상기 거리의 조정을 허용한다. 이 조정 단계 중에, 예컨대 구성 중에 투사 렌즈 조립체의 하류측의 복수의 빔렛을 위한 빔 프로파일 센서를 배열하고 거리를 조정하는 동안 대응 빔 프로파일을 측정함으로써, 빔 포커싱 특성을 측정하는 것이 가능하다. 대안 실시예에서, 거리는 사전 결정된 값으로 조정된다.

요약하면, 본 발명은 하류측 방향에서 위치된 이미지 평면 상으로 복수의 하전 입자 빔렛을 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체 및 이러한 투사 렌즈 조립체를 조립하기 위한 방법을 개시하고 있다. 특히, 본 발명은 향상된 구조적 완전성 및/또는 그 최하류측 전극의 증가된 배치 정밀도를 갖는 모듈형 투사 렌즈 조립체를 개시하고 있다.

상기 설명은 바람직한 실시예의 작동을 예시하기 위해 포함되고, 본 발명의 범주를 한정하도록 의도된 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 상기 설명으로부터, 본 발명의 사상 및 범주에 의해 여전히 포함될 수 있는 복수의 변형예가 당 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예컨대, 본 발명의 원리는 이미지 평면 상으로 광의 하나 이상의 빔을 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체에 또한 적용될 수 있다. 이 경우에, 전극은 광선 광학계로 교체될 수도 있고, 빔 블랭커는 광 변조기로 교체될 수도 있다. 다른 예로서, 복수의 빔렛은 제1 및 제2 전극의 렌즈 구멍 어레이 내의 동일한 구멍을 통해 통과할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 투사 렌즈 조립체는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 2개 이상의 임의의 수의 전극을 포함할 수 있다.

1: 광학 칼럼 2: 하전 입자 빔 소스
3: 이중 팔중극자 4: 시준기 렌즈
5: 개구 어레이 6: 집광기 어레이
7: 빔 블랭커 어레이 8: 빔 정지 어레이
9: 편향기 유닛 10: 렌즈 어레이
11: 타겟 12: 투사 렌즈 조립체
31: 광학 칼럼 32: 하전 입자 빔 소스
35: 개구 어레이 36: 집광기 어레이
38: 빔 정지 어레이 39: 편향기 유닛
200: 투사 렌즈 조립체 201: 제1 전극
202: 제2 전극 210: 커버 요소
213: 관통구 230: 원주벽
240: 지지 요소 249a, 249b: 위치설정 요소

Claims

복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체로서,
복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극과,
복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 관통구를 포함하는 하우징을 포함하고,
상기 제1 및 제2 전극은 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 관통구와 정렬된 렌즈 구멍 어레이를 각각 포함하는, 투사 렌즈 조립체에 있어서,
상기 하우징은 원주벽을 포함하고 상류측 및 하류측 말단 에지를 가지며,
상기 투사 렌즈 조립체는,
복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 관통구를 포함하고 하우징에 부착되는 적어도 하나의 지지 요소를 더 포함하며,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 적어도 하나의 지지 요소에 의해 지지되고 그리고 하우징의 하류측 말단 에지에 의해 형성된 평면에 또는 평면 부근에 배열되는 것을 특징으로 하는, 투사 렌즈 조립체.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극 및 제2 전극은 접착 연결부에 의해 지지 요소에 부착되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 요소는 비전도성 재료로 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징의 하류측 및 상류측 말단 에지 중 하나 또는 양자 모두에 하나 이상의 지지 요소의 지지 요소를 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극은 하류측 방향에서 상기 투사 렌즈 조립체의 말단 단부를 형성하는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극은 각각 지지 요소의 상류측 표면 및 하류측 표면 상에 배열되고, 상기 제1 전극은 상기 원주벽으로부터 이격되어 있으며, 상기 지지 요소는 제1 전극과 원주벽 사이의 거리에 걸쳐 있는, 투사 렌즈 조립체.
제6항에 있어서, 상기 지지 요소의 상류측 표면은 제1 전극에 접속된 제1 전도성 코팅으로 적어도 부분적으로 덮여 있는, 투사 렌즈 조립체.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 지지 요소의 하류측 표면은 제2 전극에 접속된 제2 전도성 코팅으로 실질적으로 덮여 있는, 투사 렌즈 조립체.
제8항에 있어서, 상기 제2 코팅은 지지 요소의 하류측 표면 상의 관통구로부터 지지 요소의 외부 에지를 가로질러 지지 요소의 상류측 표면의 외주 영역으로 반경방향으로 연장되고, 상기 제1 코팅은 지지 요소의 상류측 표면 상의 관통구로부터 반경방향 외향으로 연장되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극의 상류측에 위치설정되는 제3 전극을 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제10항에 있어서, 상기 제3 전극 및 제2 전극은 실질적으로 일정한 전위로 각각 유지되고, 상기 제1 전극의 전위는 하전 입자 빔렛의 사전 결정된 초점에 대해 적응되는, 투사 렌즈 조립체.
제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원주벽은 전기 전도성이며 제2 코팅에 전도성 접속되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 요소의 하류측 지향 표면 및/또는 상류측 지향 표면은 경화된 접착제 재료의 스트립, 바람직하게는 반경방향 연장 스트립으로 강화되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 요소는 관통구의 주연부에 또는 주연부 부근에 유전체의 파괴 보호 구조체를 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제14항에 있어서, 상기 유전체의 파괴 보호 구조체는 지지 요소의 관통구의 방향을 따라 단차형 직경을 갖는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 요소는 200 미크론 미만만큼 제1 전극과 제2 전극을 분리시키는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 요소, 제1 전극 및 제2 전극은 실질적으로 평면형인, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 상류측에 배열되고 복수의 하전 입자 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 구성되는 편향기 유닛을 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지지 요소는 복수의 하전 입자 빔렛을 위한 관통구를 각각 갖는 제1 지지 요소, 제2 지지 요소 및 커버 요소를 포함하고, 상기 커버 요소는 원주벽의 상류측 말단 에지에 배열되며, 상기 제2 지지 요소는 커버 요소를 제1 전극 또는 제1 지지 요소와 상호 연결시키는, 투사 렌즈 조립체.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제2 지지 요소는 편향기 유닛을 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 커버 요소는 커버 요소의 상류측 지향 표면 상의 전도성 재료 및 하우징의 원주벽에 접하는 비전도성 재료를 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 유닛과 제2 전극 사이에 배열되는 빔 정지 어레이를 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제22항에 있어서, 상기 빔 정지 어레이 및 최상류측 전극은 전도성 스페이서에 의해 이격되고 전도성 접속되는, 투사 렌즈 조립체.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 편향기 유닛은 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 배치된 복수의 하전 입자 빔렛의 연관 피벗점 주위로 복수의 하전 입자 빔렛을 편향시키도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 유닛의 상류측에 배열되는 빔 정지 어레이를 더 포함하고, 상기 편향기 유닛은 실질적으로 제1 전극과 제2 전극 사이의 평면에 배치된 복수의 하전 입자 빔렛의 연관 피벗점 주위로 복수의 하전 입자 빔렛을 편향시키도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
복수의 하전 입자 빔렛을 타겟 상으로 안내하기 위한 하전 입자 빔 리소그래피 시스템이며,
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 투사 렌즈 조립체를 포함하는, 하전 입자 빔 리소그래피 시스템.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 지지 요소는 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 관통구를 포함하는 커버 요소를 포함하고,
상기 하우징은 상류측 에지에 의해 형성된 상류측 개방 단부를 포함하고,
상기 커버 요소는 하우징의 상류측 개방 단부를 실질적으로 덮도록 구성되고,
상기 제1 및 제2 전극은 빔 광학계 내에 포함되며,
상기 빔 광학계는 커버 요소의 하류측 지향 표면 상에 적용된 접착제의 바디에 의해 커버 요소에 의해 지지되는, 투사 렌즈 조립체.
제27항에 있어서, 적어도 투사 렌즈 조립체의 구성 동안, 상기 커버 요소는 추가의 관통구를 구비하는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 접착제의 바디의 높이는 커버 요소 및 제2 전극을 사전 결정된 거리만큼 이격시키도록 조정되는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극은 하류측 방향에서 빔 광학계의 말단 단부를 형성하는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관통구의 방향에 실질적으로 수직인 배향에서 상기 빔 광학계 및 원주벽에 고정 부착되고 그리고 상기 원주벽으로부터 실질적으로 고정된 거리에 빔 광학계를 위치설정시키도록 구성되는 하나 이상의 위치설정 요소를 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원주벽은 전기 전도성 재료를 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제31항 또는 제32항에 있어서, 상기 위치설정 요소 중 적어도 하나는 전기 전도성이며 제2 전극을 상기 원주벽과 전도성 접속시키는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 요소는 커버 요소의 상류측 지향 표면 상의 전도성 표면 및 하우징의 원주벽에 접하는 비전도성 재료를 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제34항에 있어서, 상기 커버 요소는 커버 요소의 하류측 지향 표면 상에 전도성 표면을 포함하고, 상기 커버 요소의 상류측 표면 및 하류측 표면 상의 전도성 표면은 커버 요소 내의 하나 이상의 관통구를 따라 연장되고 연결되는, 투사 렌즈 조립체.
제35항에 있어서, 상기 접착제의 바디는 커버 요소의 하류측 지향 표면 상의 전도성 표면과 빔 광학계를 전도성 접속시키는 전기 전도성 접착제의 바디인, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 요소는, 전기 절연성 재료를 포함하고 그리고 커버 요소의 비전도성 재료 및 전도성 표면의 경계부 위에 배열되는, 하나 이상의 캡슐화 링을 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빔 광학계는, 제1 전극의 상류측에 배열되고 그리고 복수의 빔렛의 주사 편향을 제공하도록 구성되는, 편향기 유닛을 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제38항에 있어서, 상기 빔 광학계는 편향기 유닛과 제2 전극 사이에 배열되는 빔 정지 어레이를 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체.
제39항에 있어서, 전도성 스페이서를 더 포함하고, 상기 전도성 스페이서는 빔 정지 어레이 및 제1 전극에 접하여 빔 정지 어레이와 제1 전극을 전도성 접속시키는, 투사 렌즈 조립체.
제38항 또는 제39항에 있어서, 상기 편향기 유닛은 빔 정지 어레이와 실질적으로 동일한 평면에 배치된 복수의 빔렛의 연관 피벗점 주위로 복수의 빔렛을 위한 주사 편향을 제공하도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
제38항에 있어서, 상기 편향기 유닛의 상류측에 배열되는 빔 정지 어레이를 더 포함하고, 상기 편향기 유닛은 실질적으로 제1 전극과 제2 전극 사이의 평면에 배치된 연관 피벗점 주위로 복수의 빔렛을 편향시키도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제의 바디는 커버 요소와 다음의 하류측 구조체 사이에 실질적으로 링 형상인 연결부를 형성하기 위해 커버 요소와 다음의 하류측 구조체 사이에 적용되는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제의 바디는 하류측 방향에서 2 mm 내지 2 cm의 높이를 갖는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 요소는 빔 광학계를 실질적으로 완전히 지지하는, 투사 렌즈 조립체.
제27항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 요소는 적어도 하나 이상의 지지 요소 중 하나인, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투사 렌즈 조립체는 단일 유닛으로서 리소그래피 시스템 내에 배치되고 그리고/또는 교체되도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체.
제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 따른 투사 렌즈 조립체를 포함하는 다중 하전 입자 빔 리소그래피 시스템.
복수의 하전 입자 빔렛을 이미지 평면 상으로 안내하기 위한 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법이며,
상기 투사 렌즈 조립체는,
원주벽을 포함하고 상류측 및 하류측 말단 에지를 갖는 하우징과,
복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛을 포커싱하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 빔 광학계와,
커버 요소를 포함하고,
상기 하우징 및 커버 요소는 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 관통구를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 복수의 하전 입자 빔렛 중 하나 이상의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있는 렌즈 구멍 어레이를 각각 포함하고,
상기 커버 요소는 하우징의 상류측 에지를 실질적으로 덮도록 구성되며,
상기 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법은,
- 상기 복수의 하전 입자 빔렛이 통과할 수 있고 그리고 빔 광학계 및 커버 요소가 간극만큼 이격되도록, 커버 요소의 관통구와 빔 광학계를 정렬시키는 단계와,
- 상기 커버 요소가 하우징의 상류측 에지에 중첩되도록 커버 요소를 하우징에 고정시키는 단계와,
- 상기 빔 광학계를 커버 요소에 실질적으로 지지되게 접합시키기 위해 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극을 접착제의 바디로 충전하는 단계와,
- 상기 접착제의 바디를 경화시키는 단계를 포함하는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.
제49항에 있어서,
- 상기 접착제가 아직 경화되지 않은 동안 빔 광학계와 커버 요소 사이의 거리를 조정하는 추가의 단계를 포함하는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.
제50항에 있어서, 상기 빔 광학계와 커버 요소 사이의 거리는 제2 전극과 커버 요소 사이의 거리가 사전 결정된 거리와 동일하도록 조정되는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.
제51항에 있어서, 상기 거리를 조정하는 단계 동안, 타겟 평면에 배열된 빔렛 프로파일 센서를 향해 빔 광학계를 통해 복수의 빔렛을 안내하는 단계와, 복수의 빔렛의 최적 측정된 초점이 도달될 때까지 상기 거리를 변경하는 단계를 더 포함하고, 상기 빔렛 프로파일 센서는 대응하는 복수의 빔렛 프로파일을 측정하도록 구성되는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.
제49항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 조립 동안, 상기 커버 요소는 관통구 주위에 배열되는 추가의 관통구를 포함하고, 상기 빔 광학계와 커버 요소 사이의 간극을 충전하는 단계는 상기 추가의 관통구를 통해 접착제를 주입하는 단계를 포함하는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.
제49항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투사 렌즈 조립체는 원주벽으로부터 사전 결정된 거리에 빔 광학계를 위치설정시키도록 구성되는 위치설정 요소를 더 포함하고, 상기 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법은 위치설정 요소를 빔 광학계 및 원주벽에 부착시키는 단계를 더 포함하는, 투사 렌즈 조립체를 조립하는 방법.