KR20120098627A - 다중 빔을 갖는 대전 입자 광학 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 빔 대전 입자 광학 시스템에 관한 것으로, 해당 대전 입자 광학 시스템은:각각 빔렛 중심선을 형성하는 복수의 대전 입자 빔렛을 발생시키는 대전 입자 소스와, 상기 대전 입자 소스로부터 타겟 측으로 대전 입자 빔렛을 안내하는 대전 입자 광학 기기를 포함하고, 상기 대전 입자 광학 기기는 복수의 정전 렌즈릿을 형성하는 두 개 이상의 어레이 전극을 각기 포함하는 하나 이상의 정전 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 렌즈릿 각각은 대응하는 대전 입자 빔렛을 집속하도록 배열되고 렌즈릿 광축을 형성하며, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿을 포함하고, 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선은 렌즈릿 광축으로부터 소정 거리에서 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다중 빔 대전 입자 광학 시스템에 관한 것으로, 해당 광학 시스템은 복수의 대전 입자 빔렛(beamlets)을 생성하는 대전 입자 소스와, 해당 대전 입자 소스로부터 타겟측으로 대전 입자 빔렛을 안내하는(direct) 대전 입자 광학 기기(charged particle optics)를 포함하는데, 상기 대전 입자 광학 기기는 대응하는 대전 입자 빔렛을 집속하도록(focusing) 각기 배열된 복수의 정전 렌즈릿(electrostatic lenslet)를 형성하기 위해 각각 두 개 이상의 어레이 전극을 포함하는 하나 이상의 정전 렌즈 어레이를 포함한다.
이러한 시스템은 예컨대, 하나 이상의 대전 입자 빔렛을 타겟에 투사함으로써 해당 타겟에 화상 또는 패턴을 기록하는 마스크리스(maskless) 대전 입자 빔 리소그래피 조립체에 적용된다.
국제 특허 공개 WO2007/013802에 개시된 이러한 시스템의 예는 진공에서 동작하는 대전 입자 칼럼과 대전 입자 소스를 포함하며, 대전 입자 소스는 대전 입자 추출 수단, 추출된 대전 입자의 발산빔으로부터 복수의 평행 빔렛을 생성하는 수단 및 전극을 이루는 복수의 정전 렌즈 구조체를 포함한다. 정전 렌즈 구조체는 다른 것보다 빔렛을 집속하는 목적에 기여한다. 이것에서의 블랭킹(blanking)은 통상적으로 집속되는 하나 또는 복수의 이러한 대전 입자 빔을 변조기 어레이를 사용하여 편향시키는 것에 의해 실현된다. 이 변조기 어레이는 하나 이상의 입자 빔렛을 편향시킬 뿐이며, 편향된 빔렛은 정지 어레이에 의해 정지되어 입자 빔 또는 복수의 빔렛이 웨이퍼와 같은 타겟에 도달하는 것이 방지된다. 컴퓨터 기반의 화상 패턴을 상기 타겟에 투사하는 최종 단계의 실현을 위해, 블랭킹 처리되지 않은 빔렛이 최종의 이러한 정전 렌즈의 세트에서 상기 타겟의 화상 형성 공정의 일부로서 소위 기록 방향으로 편향된다.
한편, 이러한 시스템의 대전 입자 광학 기기는 발산 빔 또는 빔렛의 결합체를 집속하는 소위 매크로 렌즈를 포함한다.
다른 한편, 대전 입자 광학 기기는 대응하는 대전 입자 빔렛의 집속을 위해 각각 배열되는 복수의 정전 렌즈릿(lenslet)을 각각 포함하는 하나 이상의 정전 렌즈 어레이를 포함한다. 렌즈릿은 문자 그대로 작은 렌즈이다. 작은 렌즈와 구별되는 사실은 렌즈릿 어레이의 일부라는 것이다. 렌즈릿 어레이는 동일 평면 내에 있는 렌즈릿 세트로 이루어진다. 이러한 렌즈릿 어레이의 각각의 렌즈릿은 정상적으로 동일한 초점거리를 가진다.
또한, 대전 입자 광학 기기는 하나 이상의 빔 제한 개구(aperture) 및/또는 개구 어레이를 포함할 수 있다.
성공적인 노출을 위한 문제는 대전 입자 광학 기기의 모든 구성 성분이 빔렛을 타겟 상의 원하는 위치에 안내하도록 매우 정확하게 위치될 필요가 있다는 사실에 있다. 고해상도의 노출을 얻기 위한 또 다른 문제는 대전 입자 렌즈, 자성 렌즈 및/또는 정전 렌즈가 특히 구면 수차와 같은 수차의 결함을 가진다는 사실에 있다. 이러한 수차의 결함을 적어도 일부 수정하기 위한 공지된 렌즈 구조체 또는 렌즈 시스템은 매우 복잡하다. 이 점에서 렌즈 수차를 수정하거나 및/또는 빔렛의 위치 변동을 수정할 수 있는 것이 크게 요망된다.
공지된 시스템의 개념에 따르면, 투사 중에 타겟은 가동 서포트에 의해 대전 입자 칼럼의 투사 영역에 대해 안내되는데, 해당 가동 서포트는 통상은 교차되는 방향인 빔렛의 최종 투사 편향 방향이 아닌 방향으로 이동된다. 이 과정에서 매우 높은 정확도가 중요성을 가지며, 이는 복잡하고 고가의 작동 및 위치 수단을 필요로 함을 의미한다. 대전 입자 빔의 초점 깊이, 기록될 패턴의 작은 크기 및 타겟 자체의 두께 변화의 한계에 기인하여 타겟의 상대적 배치는 성공적인 노출에 중요하며, 따라서 넓은 동작 범위에 걸쳐 매우 정확하게 수행되어야 한다.
성공적인 노출을 위한 또 다른 문제는 공지된 대전 입자 시스템이 기록 방향의 편향과 타겟 홀더의 이동을 이용하여 타겟의 XY-평면에서의 오차를 보상하는 수단을 구비하지만, 상기 편향과 타켓 홀더의 이동을 이용하여 회전 오차를 수정하는 것은 불가능하다는 사실에 있다. 프로젝션 시스템과 타겟의 Z축에 대한 오정렬, 실제로는 X-방향 및 Y-방향 각각을 따른 스테이지의 안내에 있어 불충분한 정확도에서 기인하는 이러한 회전 오차는 궁극적으로 위치 오차를 야기하며, 이러한 효과는 투사가 회전 중심 외각에서 일어날 때 증가됨으로써 타겟 배치 시스템에 대한 회전 오차에 관한 정확도 요건을 더욱 배가시킨다. 상기 회전 정확도 요건은 타겟의 평면에서의 정확도 요건에 비해 통상 10배가 크다.
본 발명의 목적은 특히 전술한 단점의 일부의 영향을 적어도 부분적으로 완화시켜 전술한 리소그래피 시스템을 개선하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 빔렛의 위치의 미소 편차를 적어도 부분적으로 보정하고 및/또는 렌즈 수차를 보정하는 수단을 갖는 대전 입자 광학 기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 빔 및/또는 빔렛의 편차 및/또는 수차를 다양한 방식으로 보정할 수 있는 가능성을 갖는 범용 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이들 가능성 중 적어도 일부를 구비할 수 있는 시스템을 설계하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 가동 서포트의 정확도 요건을 감소시키는 것이다.
일 측면에 따르면, 본 발명은 대전 입자 광학 시스템을 제공하며, 해당 대전 입자 광학 시스템은:
각각 빔렛 중심선을 정의하는 복수의 대전 입자 빔렛을 발생시키는 대전 입자 소스와,
상기 대전 입자 소스로부터 타겟 측으로 대전 입자 빔렛을 안내하는 대전 입자 광학 기기를 포함하고,
상기 대전 입자 광학 기기는 복수의 정전 렌즈릿을 발생시키는 두 개 이상의 어레이 전극을 각기 포함하는 하나 이상의 정전 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 렌즈릿 각각은 대응하는 대전 입자 빔렛을 집속하도록 배열되고 렌즈릿 광축을 정의하며,
상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 하나 이상의 축외(off-axis) 정전 렌즈릿을 포함하고, 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선은 렌즈릿 광축으로부터 소정 거리에서 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과하는 것을 특징으로 한다.
통상, 대전 입자 광학 기기에서 정전 렌즈는 대전 입자 빔이 정전 렌즈의 중심을 통과하도록 배열된다. 이러한 렌즈는 "축내(on-axis) 정전 렌즈"로도 지시된다. 정전 렌즈의 중심으로부터 대전 입자 빔의 편차는 원치않는 수차를 야기할 것이므로 어떤 편차도 방지된다. 이러한 시스템의 예가 EP 1 432 008 문헌에 개시되어 있다. 이 문헌에서, 통상 렌즈 시스템에 의해 도입되는 수차는 빔이 광축 상의 렌즈를 통해 전파되면 최소화될 수 있다. EP 1 432 008 문헌에 개시된 예에서 전자빔은 항상 자기적 렌즈 및/또는 전기적 렌즈를 통해 거의 축을 따라 전파된다. 전자빔이 예비-렌즈 편향 시스템의 제1 그룹의 전극에 의해 광축으로부터 멀리 편향되는 경우의 예에서도, 상기 시스템은 빔을 광축 측으로 재 안내하는 제2 그룹의 전극을 포함한다. 상기 두 개의 그룹의 편향 전극은 전자빔이 항상 렌즈의 축을 통해 전파되는 방식으로 상호 작용한다.
또한, 국제 특허 공개 WO 2008/013442 A1에는 얻어지는 수차와 관련하여 렌즈를 최적화하기 위해 빔렛이 광축을 따라 대칭인 렌즈 어레이 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 상기 렌즈는 전류 제한 개구와 결합되고, 상기 전류 제한 개구는 상기 렌즈 내의 상기 전류 제한 개구에 의해 형성되는 가상 개구가 상기 렌즈의 광축을 따라 대칭을 이루도록 상기 구조의 렌즈에 대해 정렬된다.
그러나, 본 발명은 이러한 편견을 깨고, 불리한 것으로 생각되는 조건이 새롭고 유용한 어플리케이션으로 전환될 수 있음을 기술한다.
본 발명에 따른 대전 입자 광학 시스템은 하나 이상, 바람직하게는 복수 개의 렌즈릿을 갖는 정전 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 렌즈릿은 대전 입자 빔렛이 적어도 상기 렌즈릿으로 들어가고 바람직하게는 실질적으로 상기 렌즈릿의 중심을 벗어나서 상기 렌즈릿을 통과하도록 의도적으로 배열되며, 이러한 렌즈릿은 "축외 렌즈릿"으로도 지시된다. 정전 렌즈 어레이가 정(positive) 렌즈가 되도록 활성화되면, 각각의 렌즈릿은 대전 입자 빔렛을 집속할 것이고 축외 렌즈릿은 대전 입자 빔렛을 더욱 상기 축외 렌즈릿의 광축 측으로 이동시킬 것이다. 정전 렌즈 어레이가 부(negative) 렌즈가 되도록 활성화되면, 각각의 렌즈릿은 대전 입자 빔렛을 발산(defocusing)할 것이고 축외 렌즈릿은 대전 입자 빔렛을 상기 축외 렌즈릿의 광축으로부터 더욱 멀리 이동시킬 것이다. 이때, 상기 부 렌즈는 보다 복잡한 렌즈 구조를 필요로 하는데, 이는 통상 정전 렌즈는 정 렌즈이기 때문이다.
본 발명의 대전 입자 광학 시스템은 입사하는 대전 입자 빔렛의 중심선이 렌즈릿 광축으로부터 소정 거리에 있는 축외 렌즈릿으로 적어도 입사하도록 광학 시스템 내에 위치되는 하나 이상의 축외 렌즈릿을 포함한다. 축외 렌즈릿이 활성화되어 정전 렌즈 어레이의 전극 사이에 비-제로(non-zero) 전위차 또는 전압차가 형성되면, 통과 빔렛은 한편으로는 집속 또는 발산되고, 다른 한편으로 편향된다. 이러한 편향은 통과 빔렛의 궤적의 이동을 가져온다. 상기 이동의 크기는 축외 정전 렌즈릿의 초점 거리에 의존하고, 상기 정전 렌즈 어레이의 전극 사이의 전위차 또는 전압차를 조정하는 것에 의해 설정될 수 있다. 따라서, 상기 정전 렌즈 어레이의 전위, 즉 정전 렌즈 어레이의 전극 간 전위차를 조정하는 것에 의해, 축외 렌즈릿을 통과하는 대전 입자 빔렛의 이동량이 예컨대, 빔렛 또는 타겟의 위치의 미소 편차를 적어도 부분적으로 보정하도록 조정될 수 있다.
상기 이동의 정도는 렌즈릿 광축과 빔렛이 상기 축외 린즈렛을 통과하는 위치 사이의 거리에도 의존한다. 이 거리는 대전 입자 광학 시스템의 설계 중에 선택될 수 있다. 거리가 클수록 이동이 커진다(초점 길이가 일정하게 유지되는 경우).
대전 입자 광학 시스템용 정전 렌즈 어레이를 면밀히 설계하는 것에 의해, 해당 시스템은 예컨대, 다른 렌즈, 특히 매크로 렌즈에 의해 도입된 수차를 적어도 부분적으로 보정하는 수단을 구비할 수 있다. 본 발명에 따른 정전 렌즈 어레이의 다른 장점은 대전 입자 광학 칼럼에 고정 배치되는 렌즈 어레이를 사용하여 개별 빔렛의 궤적을 조작하는 수단을 제공한다는 점이다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이를 각각 구비하는 제1 및 제2 어레이 전극을 포함하는 스택을 포함하며, 상기 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀은 서로 정렬되며, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿을 포함하며, 상기 축외 정전 렌즈릿 각각은 상기 제1 렌즈 홀 어레이의 제1 렌즈 홀과 상기 제2 렌즈 홀 어레이의 대향하는 제2 렌즈 홀을 포함하며, 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선은 상기 축외 정전 렌즈릿의 중심으로부터 소정 거리에서 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과한다. 상기 빔렛 중심선은 상기 제1 및 제2 렌즈 홀 중 적어도 하나로부터 소정 거리에 있는 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿의 서브세트 또는 각각 하나의 축외 정전 렌즈릿은 각각의 대응하는 대전 입자 빔렛의 위치를 개별 보정하거나 원하는 대로 편향시키도록 조정 및/또는 배열된다. 이것은 대전 입자 빔렛의 원하는 위치로부터의 임의의 편차를 실질적으로 조정하거나 보정하기 위해 설계될 수 있는 높은 신축성의 정전 렌즈 어레이를 제공한다. 한편, 이것은 타겟 위의 원하는 위치일 수 있고, 상기 타겟은 실리콘 웨이퍼의 표면일 수 있다. 다른 한편, 이것은 대전 입자 광학 기기의 다른 렌즈 또는 정전 렌즈 어레이의 빔 제한 개구, 빔 정지부 또는 렌즈 평면의 원하는 위치일 수 있다. 따라서, 본 발명은 전반적으로 대전 입자 광학 기기, 특히 다중 빔 대전 입자 시스템의 시스템 특성을 최적화하고, 구면 수차와 비점수차와 같은 수차를 보정하고, 엣지 현상을 보정하는 등의 목적을 위한 간단한 방법을 제공한다.
일 실시예에서, 대전 입자 광학 기기는 중심축을 포함하고, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 복수의 렌즈릿은 상기 중심축을 중심으로 실질적으로 대칭으로 배열된다.
일 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리의 함수이다.
제1 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리에 비례한다.
각각의 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리가 상기 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 상기 반사 거리에 비례하고 각각의 축외 정전 렌즈릿이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 반사 방향으로 이동되도록 제1 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 배열되는 경우, 대전 입자 빔렛의 반사 방향 이동은 상기 빔렛과 상기 중심축 사이의 거리에 비례한다.
한편, 이러한 정전 렌즈 어레이는 각각의 렌즈릿의 광축이 대응하는 대전 입자 빔의 빔렛 중심선과 상기 중심축 사이에 배치될 때 빔렛 다발을 수렴하는 정의(positive) 매크로 렌즈로서 작용한다.
다른 한편, 이러한 정전 렌즈 어레이는 대응하는 대전 입자 빔의 빔렛 중심선이 상기 렌즈릿의 광축과 상기 중심축 사이에 배치될 때 빔렛 다발을 발산하는 부의(negative) 매크로 렌즈로서 작용한다.
각각의 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리가 상기 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 상기 반사 거리에 비례하고 각각의 축외 정전 렌즈릿이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 접선 방향으로 이동되도록 제1 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 배열되는 경우, 대전 입자 빔렛의 접선 방향 이동은 상기 빔렛과 상기 중심축 사이의 거리에 비례한다. 이러한 정전 렌즈 어레이는 빔렛 다발 또는 가동 서포트의 중심축에 대한 미소 회전 오차를 보정하는데 사용될 수 있다.
제2 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리의 3제곱에 비례한다.
각각의 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리가 상기 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 상기 반사 거리의 3제곱에 비례하고 각각의 축외 정전 렌즈릿이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 반사 방향으로 이동되도록 제2 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 배열되는 경우, 대전 입자 빔렛의 반사 방향 이동은 상기 빔렛과 상기 중심축 사이의 거리의 3제곱에 비례한다. 이러한 정전 렌즈 어레이는 대전 입자 광학 시스템에 있어서 예컨대 시준(collimating) 매크로 렌즈와 같은 다른 렌즈에 의해 도입되는 구면 수차를 보정하는데 사용될 수 있다.
제3 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향을 따라 이동된다.
각각의 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리가 상기 렌즈릿과 정전 렌즈 어레이의 평면 내에 있고 상기 중심축과 직교하는 라인 사이의 거리에 비례하도록 제3 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 배열되는 경우, 상기 정전 렌즈 어레이는 예컨대, 대전 입자 광학 시스템에 있어서 마크로 렌즈와 같은 다른 렌즈의 임의의 비점수차 등을 보정하기 위한 실린더 렌즈로서 사용될 수 있다.
제4 실시예에서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 사분(quadrant)의 각각의 축외 정전 렌즈릿은 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 이동된다.
제5 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 실질적으로 동일한 방향으로 이동되고, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 실질적으로 일정하다. 제5 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 축외 정전 렌즈릿인 경우, 해당 정전 렌즈 어레이는 빔렛 다발을 상기 동일 방향으로 편향시키고 상기 빔렛 다발의 각각의 빔렛에 대해 실질적으로 동일한 정도의 편향을 유도하는 디플렉터로서 사용될 수 있다.
다수의 실시예에서, 축외 렌즈릿의 광축 또는 중심점과 대응하는 빔렛 중심선 사이의 거리는 정전 렌즈 어레이의 설계 중에 설정된다. 축외 정전 렌즈릿에 의해 유도된 편향 또는 이동을 조정하여야 하는 경우, 정전 렌즈 어레이의 전극 간 전위가 조정된다. 전술한 바와 같이, 이것은 정전 렌즈 어레이의 렌즈릿의 초점 길이도 변화시킬 것이다. 결국, 빔렛의 초점이 변한다.
일 실시예에서, 정전 렌즈 어레이는 상기 다중 대전 입자 빔렛의 초점면에 또는 그 근처에 배열된다. 축외 렌즈릿이 대응하는 대전 입자 빔렛의 편향을 유도하더라도, 상기 축외 렌즈릿의 임의의 집속 또는 발산의 효과는 대전 입자 광학 시스템의 총 초점 길이가 적어도 실질적으로 보전되도록 최소화되거나 실질적으로 상쇄된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 상기 축외 렌즈릿의 임의의 집속 또는 발산 효과는 대전 입자 광학 시스템의 총 초점 길이가 보전되도록 대전 입자 광학 시스템의 다른 정전 렌즈 중 하나의 초점 길이를 조정하는 것에 의해 상쇄될 수 있다.
일 실시예에서, 축외 정전 렌즈릿은 상기 대전 입자 광학 기기의 축내 정전 렌즈릿 내에 매립되거나, 해당 축내 정전 렌즈릿 전방 또는 후방에 세팅된다. 결합된 축내 렌즈릿과 축외 렌즈릿은 상기 결합된 렌즈릿의 총 초점 길이가 실질적으로 일정하도록 조절될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 정전 렌즈 어레이의 어레이 전극의 스택은 제3 렌즈 홀 어레이를 갖는 제3 어레이 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀들은 서로 정렬되며, 상기 정전 렌즈의 렌즈릿 축은 상기 제1 및 제2 렌즈 홀의 중심을 지나며, 각각의 축외 렌즈릿은 상기 제3 렌즈 홀 어레이의 축외의 제3 렌즈 홀을 포함하며, 상기 축외의 제3 렌즈 홀의 중심은 상기 렌즈릿 축으로부터 소정 거리에 배치된다. 이러한 정전 렌즈 어레이에서, 상기 축외 정전 렌즈릿은 축내 정전 렌즈릿와 결합되고, 다시 말해, 축외 정전 렌즈릿과 축내 정전 렌즈릿은 하나 이상의 전극을 공유한다. 이 경우, 상기 축외 정전 렌즈릿은 축내 정전 렌즈릿의 제1 및 제2 전극에 대해 이동된 단일의 제3 전극에 의해 얻어질 수 있다. 정전 렌즈는 언제나 정의 렌즈와 부의 렌즈의 조합이므로, 단일 전극의 이동은 전체 렌즈의 이동보다 더 효과적이다.
일 실시예에서, 상기 제3 어레이 전극은 하나 이상의 축외의 제3 렌즈 홀과 함께 하나 이상의 축내의 제3 렌즈 홀을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제2 어레이 전극은 상기 제1 및 제3 어레이 전극 사이에 배치된다. 제2 및 제3 어레이 전극에 의해 유도되는 축외 정전 렌즈릿은 제1 및 제2 어레이 전극에 의해 유도되는 축내 정전 렌즈릿에 후속한다.
일 실시예에서, 상기 제3 어레이 전극은 제1 및 제2 어레이 전극 사이에 배치된다. 따라서, 상기 제3 어레이 전극은 상기 제1 및 제2 어레이 전극 사이에 샌드위치 배치된다.
일 실시예에서, 상기 정전 렌즈 어레이의 어레이 전극의 스택은 각각 제4 및 제5 렌즈 홀 어레이를 갖는 제4 및 제5 어레이 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀들은 서로 정렬되며, 상기 정전 렌즈의 렌즈릿 축은 상기 정렬된 제1, 제2, 제4 및 제5 렌즈 홀의 중심을 지나며, 상기 제3 렌즈 홀 어레이는 일측에서 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이 사이에, 타측에서 제3 및 제4 렌즈 홀 어레이 사이에 배치된다. 제2, 제3 및 제4 어레이 전극에 의해 유도되는 각각의 축외 정전 렌즈릿은 제1 및 제2 어레이 전극에 의해 유도되는 제1 축내 정전 렌즈릿과 제4 및 제5 어레이 전극에 의해 유도되는 제2 축내 정전 렌즈릿 사이에 구성된다.
중간 전극, 즉 제3 전극이 상기 축외 렌즈릿을 유도하기 위해 이동된 렌즈 홀을 포함하고 있는 5개 요소 렌즈를 사용하는 것에 의해, 상기 축외 렌즈릿의 작용은 3개의 중간 전극, 즉 제2, 제3 및 제4 전극 어레이에 동일한 전압을 인가하는 것에 의해 완전히 작동 정지될 수 있다. 또한, 입사후 통과된 대전 입자의 출사 운동 에너지는 일정하게 유지될 수 있고, 축외 렌즈릿에 의해 유도되는 초점 길이의 변화는 상기 축외 렌즈릿의 전방 및/또는 후방의 축내 렌즈릿의 전압을 적절히 조정하는 것에 의해 보상될 수 있다.
일 실시예에서, 대전 입자 광학 기기는 중심축을 포함하고, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 복수의 렌즈릿은 상기 중심축을 중심으로 실질적으로 대칭으로 배열된다.
일 실시예에서, 축외의 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리의 함수이다.
일 실시예에서, 축외의 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리에 비례한다.
각각의 제3 렌즈 홀의 중심과 대응하는 렌즈릿 축 사이의 거리가 상기 렌즈릿 축과 상기 중심축 사이의 반사 거리에 비례하고, 또한 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 실질적으로 반사 방향으로 이동되도록 상기 제3 렌즈 홀 어레이의 모든 렌즈 홀이 배열되는 경우, 얻어지는 정전 렌즈 어레이는 정의 매크로 렌즈(제3 렌즈 홀이 중심축 측으로 이동시) 또는 부의 매크로 렌즈(제3 렌즈 홀이 중심축으로부터 멀어지게 이동시)로서 작용한다.
각각의 제3 렌즈 홀의 중심과 대응하는 렌즈릿 축 사이의 거리가 상기 렌즈릿 축과 상기 중심축 사이의 반사 거리에 비례하고, 또한 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 실질적으로 접선 방향으로 이동되도록 상기 제3 렌즈 홀 어레이의 모든 렌즈 홀이 배열되는 경우, 얻어지는 정전 렌즈 어레이는 상기 중심축에 대한 빔렛 정렬의 미소 회전 오차를 보정하는 회전 장치로서 작용할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제3 렌즈 홀 어레이는 상기 제1 및/또는 제2 렌즈 홀 어레이에 대해 상기 중심축을 중심으로 회전된다.
일 실시예에서, 상기 제3 렌즈 홀과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 반사 거리의 3제곱에 비례한다.
각각의 제3 렌즈 홀의 중심과 대응하는 렌즈릿 축 사이의 거리가 상기 렌즈릿 축과 상기 중심축 사이의 반사 거리의 3제곱에 비례하고, 또한 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀이 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 실질적으로 반사 방향으로 이동되도록 상기 제3 렌즈 홀 어레이의 모든 렌즈 홀이 배열되는 경우, 얻어지는 정전 렌즈 어레이는 상기 대전 입자 광학 시스템의 다른 렌즈에 의해 도입되는 구면 수차를 보정하기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 사분(quadrant)의 각각의 축외 정전 렌즈릿의 제3 렌즈 홀은 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 이동된다.
일 실시예에서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 제3 렌즈 홀은 실질적으로 동일한 방향으로 이동되고, 상기 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 실질적으로 일정하다. 본 실시예에 따른 정전 렌즈 어레이의 모든 렌즈릿이 축외 정전 렌즈릿인 경우, 해당 정전 렌즈 어레이는 빔렛 다발을 상기 동일 방향으로 편향시키고 상기 빔렛 다발의 각각의 빔렛에 대해 실질적으로 동일한 정도의 편향을 유도하는 디플렉터로서 사용될 수 있다.
정전 렌즈 어레이의 모든 정전 렌즈릿이, 상기 축외 렌즈릿의 중심과 상기 축외 렌즈릿 상의 상기 대응하는 대전 입자 빔의 위치 사이의 연결선이 상기 가동 서포트의 X-축에 평행하도록 배열된, 축외 렌즈릿인 경우, 상기 정전 렌즈 어레이는 상기 타겟의 X-축 위치의 미소 편차를 보정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대전 입자 광학 시스템은 제2 정전 렌즈 어레이를 더 포함할 수 있고, 모든 정전 렌즈릿은 제2 축외 렌즈릿의 중심과 상기 축외 렌즈릿 상의 상기 대응하는 대전 입자 빔의 위치 사이의 연결선이 상기 가동 서포트의 Y-축에 평행하도록 배열된 축외 렌즈릿이고, 상기 Y-축은 상기 X-축에 실질적으로 수직이다. 상기 제2 정전 렌즈 어레이는 상기 타겟의 Y-축 위치의 미소 편차를 보정할 수 있다. 두 개의 축외 정전 렌즈 어레이의 이러한 조합은 X-축과 Y-축을 따른 보정을 제공할 수 있어서 XY-평면의 보정을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 타겟의 실제 위치와 원하는 위치 사이의 편차를 정확하게 결정하는 센서와, 상기 결정된 편차를 기초로 상기 축외 렌즈릿 또는 상기 제3 어레이 전극의 전위를 조정하는 제어기를 더 포함한다. 따라서, 상기 제어기에 의해 상기 축외 렌즈릿 또는 상기 제3 어레이 전극의 전위를 조정하는 것에 의해, 대전 입자 빔렛은 상기 타겟의 위치의 미소 편차를 적어도 부분적으로 보정하도록 이동될 수 있다. 전술한 실시예들 중 하나 이상의 실시예를 사용하여 xy-평면에서의 미소 편차 및/또는 미소 회전 편차를 보정할 수 있다.
타겟의 위치 또는 배향을 검출 또는 측정하기 위한 센서는 당업계에 공지된 것으로, 높은 정밀도의 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 이러한 센서 또는 측정 시스템은 실시간으로 작동될 수 있으며, 대전 입자 광학 시스템 또는 '프로젝션 시스템'으로도 나타내는 시스템에 대한 타겟의 위치 및 배향을 정확하게 결정할 수 있다.
제2 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 바와 같은 다중 빔 대전 입자 광학 시스템을 포함하는 마스크리스 대전 입자 빔 리소그래피 조립체를 제공한다.
제3 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 바와 같은 다중 빔 대전 입자 광학 시스템에 사용되는 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿을 포함하는 정전 렌즈 어레이를 제공한다.
제4 측면에 따르면, 본 발명은 전술한 바와 같은 다중 빔 대전 입자 광학 시스템의 용도에 관한 것이다
명세서에 설명되고 예시된 다양한 측면 및 특징들은 가능한 경우라면 개별적으로 적용될 수 있다. 이들 개별적 측면, 특히 첨부된 특허청구범위의 종속항에 기술된 측면과 특징들은 분할 출원의 주제가 될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 나타낸 예시적인 실시예를 기초로 설명된다.
도면에서,
도 1은 웨이퍼 스테이지 성분을 포함하는 대전 입자 리소그래피 시스템의 개략도이고;
도 2는 종래 기술의 대전 입자 노출 시스템의 다중 빔 전자 광학 칼럼의 개략도이고;
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 6은 마크로 렌즈로서 사용되는 본 발명의 제4 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 상면도이고;
도 7은 매크로 실린더 렌즈로서 사용되는 본 발명의 제5 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 8은 회전자로서 사용되는 본 발명의 제6 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 9는 디플렉터로서 사용되는 본 발명의 제7 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 10A는 XY 평면에서의 이동으로 해결될 수 있는 정렬 오차를 개략적으로 나타내며;
도 10B는 XY 평면에서의 회전 중심에 대한 회전을 통해 해결될 수 있는 정렬 오차를 개략적으로 나타내며;
도 11A 및 도 11B는 축내 정전 렌즈릿과 축외 정전 렌즈릿의 조합의 예의 개략도이며;
도 12는 3-요소 렌즈릿 구성을 갖는 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 13은 5-요소 렌즈릿 구성을 갖는 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 14는 도 13의 실시예에 있어서 빔 이동과 인가된 전압의 그래프이고;
도 15A는 5-렌즈 홀 어레이 구성의 예시적인 실시예의 3D 도면이고;
도 15B는 도 15A의 실시예의 개략적인 상면도이고;
도 16은 도 6A의 실시예를 사용하여 행한 중간 빔렛에 대해 유도된 이동의 시뮬레이션을 보여준다.
도면에서,
도 1은 웨이퍼 스테이지 성분을 포함하는 대전 입자 리소그래피 시스템의 개략도이고;
도 2는 종래 기술의 대전 입자 노출 시스템의 다중 빔 전자 광학 칼럼의 개략도이고;
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 5는 본 발명의 제3 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 6은 마크로 렌즈로서 사용되는 본 발명의 제4 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 상면도이고;
도 7은 매크로 실린더 렌즈로서 사용되는 본 발명의 제5 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 8은 회전자로서 사용되는 본 발명의 제6 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 9는 디플렉터로서 사용되는 본 발명의 제7 실시예의 정전 렌즈 어레이의 개략적 단면도이고;
도 10A는 XY 평면에서의 이동으로 해결될 수 있는 정렬 오차를 개략적으로 나타내며;
도 10B는 XY 평면에서의 회전 중심에 대한 회전을 통해 해결될 수 있는 정렬 오차를 개략적으로 나타내며;
도 11A 및 도 11B는 축내 정전 렌즈릿과 축외 정전 렌즈릿의 조합의 예의 개략도이며;
도 12는 3-요소 렌즈릿 구성을 갖는 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 13은 5-요소 렌즈릿 구성을 갖는 예시적인 실시예의 개략도이고;
도 14는 도 13의 실시예에 있어서 빔 이동과 인가된 전압의 그래프이고;
도 15A는 5-렌즈 홀 어레이 구성의 예시적인 실시예의 3D 도면이고;
도 15B는 도 15A의 실시예의 개략적인 상면도이고;
도 16은 도 6A의 실시예를 사용하여 행한 중간 빔렛에 대해 유도된 이동의 시뮬레이션을 보여준다.
도 1은 화상 또는 패턴, 특히 제어 시스템(2)에 의해 제공되는 화상 또는 패턴을 타겟에 투사하는 종래 기술의 대전 입자 시스템(1)의 개략도이다. 이러한 설계에서, 대전 입자 시스템은 제어 시스템(2)과, 대전 입자 칼럼(4)을 내장하는 베이스 프레임(8) 상에 설치되는 진공 챔버(3)와, 계측 프레임(6)과, 타겟 위치 시스템(10-13)을 포함한다. 타겟(9)은 통상 기판면에 대전 입자 감지층을 구비한 웨이퍼가 될 것이다. 타겟(9)은 웨이퍼 테이블(10) 상부에 배치되고, 이들은 다시 척(12)과 롱 스트로크 드라이브(13) 상에 배치된다. 측정 시스템(11)은 계측 프레임(6)에 연결되어 웨이퍼 테이블(10)과 계측 프레임(6)의 상대 위치를 측정한다. 계측 프레임(6)은 외란(disturbance)의 감쇠를 위해 통상적으로 비교적 중량이 크고, 예컨대 스프링 요소에 의해 구성되는 진동 아이솔레이터(isolator)(7)로 받쳐진다. 전자 광학 칼럼(4)은 프로젝터(5)를 사용하여 최종 투사를 행한다. 프로젝터(5)는 정전 또는 전자기 프로젝션 렌즈들의 시스템으로 이루어진다. 도시된 바와 같은 바람직한 실시예에서, 프로젝터(5)는 정전 렌즈 어레이를 포함한다.
프로젝터(5)는 타겟(9)에 초근접으로, 즉 25~75 마이크로미터 범위 내에 위치된다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 배치 간격은 ±10%인 50 마이크로미터 정도이다.
넓은 이동 범위에 대해 상기와 같은 필요한 정확도를 얻기 위해, 웨이퍼 위치 시스템은 통상 웨이퍼 스테이지를 주사 방향으로 그리고 주사 방향에 수직으로 비교적 긴 거리에 걸쳐 이동시키는 롱 스트로크 성분(13)과 타겟(9)의 배치를 정확하게 수행하고 외란을 보정하는 숏 스트로크 성분(12)을 포함한다. 계측 프레임(6)에 대한 웨이퍼 스테이지의 상대 위치는 측정 시스템(11)에 의해 측정된다. 타겟(9)은 투사 중에 타겟(9)의 고정을 보장하기 위해 웨이퍼 테이블(10)에 클램프 고정된다.
도 2는 알려진 바로, 여기서 리소그래피 시스템, 특히 대전 입자 광학 장치의 중심축(Z)으로도 지칭되는 대칭축(Z)을 갖춘 공지의 대전 입자 광학 시스템(4)의 예를 개략적으로 나타낸다. 상기 공지의 시스템에서, 대전 입자 소스(17)는 대전 입자 빔(18)을 발생시킨다. 대전 입자 빔은 이후 대전 입자 빔을 평행 광선으로 만드는 시준 렌즈(collimator lens)(19)를 통과한다. 다음, 평행화된 대전 입자 빔은 공지의 시스템에서 관통홀을 갖는 플레이트를 포함하는 개구(aperture) 어레이(21)에 의해 평행화된 빔의 일부를 차단하고 빔렛(22)을 통과시키는 것에 의해 복수의 빔렛(beamlets)(22)으로 변형된다. 빔렛(22)은 해당 예의 경우 편향 수단을 구비한 개구들의 배열체로 이루어진 블랭킹(blanking) 수단에 투사된다. 상기 블랭킹 수단(23)은 선택된 빔렛(24)을 해당 블랭킹 수단(23)의 개구 배열체와 정렬된 개구 어레이에 의해 형성된 빔 정지부(25)로 개별적으로 편향시켜, 편향되지 않은 빔렛을 통과하도록 할 수 있다. 빔 정지부(25)에 대한 빔렛(24)의 이러한 편향은 편향된 개별 빔렛(25)을 "오프"되도록, 즉 타겟이 도달되지 않도록 효과적으로 스위칭한다. 편향되지 않은 빔렛은 방해받지 않고 통과될 수 있어서 블랭킹 어레이(23)와 빔 정지부(25)에 의해 차단되지 않는다. 상기 블랭킹 어레이(23)를 위한 제어 신호는 패턴 스트리머(streamer)(14)에서 생성되어 전기적 신호(15)로 전송된 후 변조 수단(16)에 의해 광 제어 신호로 변환된다. 광 제어 신호(20)는 스위칭 명령의 전달을 위해 블랭킹 어레이(23)로 전송된다. 프로젝터(5)는 편향되지 않은 빔렛(26)을 집속하고 해당 비-편향 빔렛(26)을 타겟(9) 상의 기록 방향으로 편향시켜 최종적으로 투사를 수행한다. 타겟(9)에 대한 대전 입자 빔렛(22)의 상기 최종의 투사는 노광을 가능케 한다. 노광 중, 상기 빔렛(26)은 타겟(9)이 전술한 타겟 위치 시스템(10-13)에 의해 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동되는 동안, 타겟(9)에 대해 제1 방향으로 동시에 편향이 이루어진다.
전술한 예로서 다중 빔 대전 입자 광학 시스템에 정전 렌즈 어레이를 사용하는 것은 잘 알려진 것이다. 통상적으로 대전 입자 광학 장치에 있어서, 정전 렌즈는 대전 입자 빔이 정전 렌즈의 중심을 통해 출사되도록 배열된다. 대전 입자 빔이 정전 렌즈의 중심으로부터 어떻게든 벗어나는 것은 회피되는데, 이는 그것이 원치않는 수차를 야기할 것이기 때문이다.
그러나, 이러한 편견이 제거된다면, 이는 대전 입자 빔렛 어레이에 영향을 미치고 조절하는 다양한 새로운 장치에 대한 개발의 방법을 허용한다.
도 3에 도시된 바와 같은 제1 예에서, 정전 렌즈 어레이(31)는 제1 렌즈 홀(34)의 배열을 가지는 제1 어레이 전극(32)과 제2 렌즈 홀(35)의 배열을 가지는 제2 어레이 전극(33)으로 된 스택(stack)을 포함한다. 제1 및 제2 어레이 전극(32, 33)의 렌즈 홀(34, 35; 34', 35')은 서로 정렬되어 광축(36)을 갖는 정전 렌즈릿을 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정전 렌즈 어레이(31)는 빔렛(37)을 집속하는 것은 물론, 일부의 빔렛(37)을 편향시키는데 사용된다.
정전 렌즈 어레이(31)는 중심 빔렛(37')이 정전 렌즈 어레이(31)의 렌즈 홀(34', 35')이 중심을 지나도록 정렬된다. 이 빔렛(37')은 렌즈 홀(34', 35')에 의해 형성되는 렌즈릿에 의해서만 집속될 뿐이다.
렌즈 홀(34, 35)에 의해 형성되는 다른 렌즈릿은 나머지 빔렛(37) 각각이 광축(36)으로부터 소정 거리에서 대응하는 렌즈릿을 통과하도록 의도적으로 배열된다. 도 3에 도시된 예에서, 각각의 빔렛(37)은 대응하는 렌즈릿에 의해 편향되어 상기 렌즈릿의 초점(38)을 통과한다.
도 3에 도시된 예에서, 렌즈 홀(34, 35) 사이의 간격은 빔렛(37) 사이의 간격보다 작다(이것은 편향의 효과를 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다). 따라서, 빔렛(37)의 이동 정도(39)는 빔렛(37)과 중심 빔렛(37') 사이의 거리가 증가함에 따라 커진다. 정전 렌즈는 통상 정의(positive) 렌즈이므로, 도 3에 도시된 구성은 정의 매크로 렌즈로서 작동한다.
제2 예가 도 4에 도시된다. 해당 예에서, 정전 렌즈 어레이(41)의 제1 및 제2 어레이 전극(42, 43)은 렌즈 홀(44, 45) 사이의 간격이 빔렛(47) 사이의 간격보다 크도록 구성된다(이것은 편향의 효과를 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다). 따라서, 빔렛(47)의 이동 정도(49)는 빔렛(47)과 중심 빔렛(47') 사이의 거리가 증가함에 따라 커진다. 정전 렌즈는 통상 정의 렌즈이므로, 도 4에 도시된 구성은 부의(negative) 매크로 렌즈로서 작동한다.
도 3 및 도 4에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 빔렛(37, 47)은 편향될 뿐만 아니라, 초점(38, 48)에서 집속된다.
도 4의 정전 렌즈 어레이(41)의 집속 효과가 최소화되는 경우의 제3 예가 도 5에 예시된다. 해당 예에서, 빔렛(57)의 편향을 위한 정전 렌즈 어레이(41)는 빔렛(57)의 초점(58)이나 그 근처에 배치된다. 빔렛(57)의 집속을 위해, 추가의 정전 렌즈 어레이(51)가 상기 정전 렌즈 어레이(41)의 상류에 배치된다. 추가의 정전 렌즈 어레이(51)는 모든 빔렛(57)이 상기 추가의 정전 렌즈 어레이(51)의 렌즈 홀(54, 55)의 중심을 통과하도록 구성 및 배열된다. 상기 추가의 정전 렌즈 어레이(51)의 렌즈릿 각각은 대응하는 빔렛(57)을 집속하기만 한다. 이후 빔렛(57)은 정전 렌즈 어레이(41)에 도달한다. 상기 정전 렌즈 어레이(41)는 추가의 정전 렌즈 어레이(51)의 초점(58)의 평면에 배치된다. 정전 렌즈 어레이(41)를 초점(58)의 평면에 배치하는 것에 의해, 정전 렌즈 어레이(41)의 집속 효과는 최소화된다. 이러한 구성을 사용하여, 빔렛의 편향(59)은 대전 입자 광학 시스템의 총 초점 길이를 실질적으로 변화시키지 않고 제1 및 제2 어레이 전극(42, 43) 사이의 전압차를 조정하는 것에 의해 조정될 수 있다. 정전 렌즈 어레이(41)를 초점(58)의 평면에 배치하는 것의 추가의 장점은 이것으로써 축외 빔렛(57)에서의 임의의 원치 않는 수차가 최소화될 것이라는 점이다.
도 6은 제 4예의 정전 렌즈 어레이(61)의 개략적 상면도를 나타내며, 해당 예에서 어레이 전극은 렌즈 홀(64) 사이의 간격이 빔렛(67) 사이의 간격보다 크도록 설계된다(이것은 빔렛(67)에 대한 렌즈 홀의 이동을 보다 분명하게 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다). 이것은 빔렛(67)에 대한 렌즈 홀(64)의 반사 방향 이동(69)을 야기하며, 이러한 반사 방향 이동(69)은 빔렛(67)과 중심 빔렛(67') 사이의 반사 거리가 증가함에 따라 커진다. 정전 렌즈는 통상 정의 렌즈이므로, 도 6에 도시된 구성은 부의(negative) 원형 대칭 매크로 렌즈로서 작동한다. 도 4는 도 6의 선 A-A를 따른 단면도로서 간주될 수 있다.
도 7은 제5 예의 정전 렌즈 어레이(71)의 개략적 상면도를 나타내고, 해당 예에서 어레이 전극은 대칭축(72)을 따른 방향으로 렌즈 홀(74) 사이의 간격이 빔렛(77) 사이의 간격과 같고, 그리고 상기 대칭축(72)에 수직한 방향으로 렌즈 홀(74) 사이의 간격은 빔렛(77) 사이의 간격보다 크도록(이것은 빔렛(77)에 대한 렌즈 홀(74)의 이동을 보다 분명하게 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다) 설계된다. 상기 대칭축(72)에 수직한 방향으로, 이것은 빔렛(77)에 대한 렌즈 홀(74)의 이동(79)을 야기하며, 이는 빔렛(77)과 대칭축(72) 사이의 거리가 증가함에 따라 커진다. 정전 렌즈는 통상 정의 렌즈이므로, 도 7에 도시된 구성은 부의(negative) 실린더 매크로 렌즈로서 작동한다. 도 4는 도 7의 선 B-B를 따른 단면도로서 간주될 수 있다.
도 8은 제6 예의 정전 렌즈 어레이(81)의 개략적 상면도를 나타내고, 해당 예에서 어레이 전극은 렌즈 홀(84) 사이의 간격이 빔렛(87) 사이의 간격과 같도록 구성된다. 그러나, 렌즈 홀(84)의 어레이는 중심 빔렛(87')을 중심으로 빔렛(87') 다발에 대해 반시계 방향으로 회전된다(이것은 빔렛(87)에 대한 렌즈 홀(84)의 이동을 보다 분명하게 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다). 이것은 빔렛(87)에 대한 렌즈 홀(84)의 접선 방향 이동(89)을 야기하며, 이러한 접선 방향 이동은 빔렛(87)과 중심 빔렛(87') 사이의 반사 거리가 증가함에 따라 커진다. 도 8에 도시된 구성은 빔렛(87, 87') 다발(도 10B에 개략적으로 도시됨)의 정렬에서의 미소 회전 오차를 보정하기 위한 회전자로서 작동한다.
도 9는 제7 예의 정전 렌즈 어레이(91)의 개략적 상면도를 나타내고, 해당 예에서 어레이 전극은 렌즈 홀(94) 사이의 간격이 빔렛(97) 사이의 간격과 같도록 구성된다. 그러나, 렌즈 홀(94)의 어레이는 빔렛(97)의 어레이에 대해 X-축 방향을 따라 이동된다(이것은 빔렛(97)에 대한 렌즈 홀(94)의 이동을 보다 분명하게 보여주기 위해 도면에서는 크게 과장되어 있다). 이것은 렌즈 홀(94)이 빔렛(97)에 대해 X-축을 따라 동일하게 이동(99)되도록 한다. 도 9에 도시된 구성은 빔렛(97)의 다발을 X-축 방향으로 편향시키기 위한 디플렉터로서 작동한다.
마찬가지 방식으로, 렌즈 홀(94)의 어레이는 대안적으로 빔렛(97)의 어레이에 대해 Y-축 방향을 따라 이동된다. 이것은 렌즈 홀(94)이 빔렛(97)에 대해 Y-축을 따라 동일하게 이동(99)되도록 한다. 해당 구성은 빔렛(97)의 다발을 Y-축 방향으로 편향시키기 위한 디플렉터로서 작동한다.
X-축 디플렉터와 Y-축 디플렉터의 조합은 XY-평면(도 10A에 개략적으로 도시됨)에서의 빔렛(87, 87') 다발의 미소 정렬 오차를 보정하기 위해 사용될 수 있다.
정전 렌즈 어레이(41)의 집속 효과가 최소화되는 경우인 전술한 도 5의 제3 예에서, 하나의 축내 정전 렌즈 어레이(51)와 하나의 축외 정전 렌즈 어레이(41), 즉 두 개의 정전 렌즈 어레이가 사용된다. 집속 효과의 최소화를 위해, 이들 두 개의 렌즈 어레이(41, 51)는 도 11A 및 도 11B에 도시된 바와 같이 다르게 사용될 수 있다.
도 11A는 제1의 축내 정전 렌즈 어레이(101)의 하나의 렌즈릿과 제2의 실질적으로 축외의 정전 렌즈 어레이(102)의 하나의 축외 렌즈릿의 개략적 단면도를 나타낸다. 제1 및 제2 정전 렌즈 어레이(101, 102)는 근접 배치되고, 작동시, 실질적으로 동일한 초점 길이를 가진다. 도 11A에 도시된 바와 같은 제1의 비-편향 상태에서, 제1 정전 렌즈 어레이(101)는 ON 상태이고 제2 정전 렌즈 어레이(102)는 OFF 상태이다. 도 11B에 도시된 바와 같은 제2의 편향 상태에서, 제1 정전 렌즈 어레이(101)는 OFF 상태이고 제2 정전 렌즈 어레이(102)는 ON 상태이다. 양자의 비-편향 및 편향 상태에서, 초점 길이는 실질적으로 보전된다.
도 12는 3개의 어레이 전극(105, 106, 107)을 포함하는 일례의 정전 렌즈 어레이(104)의 렌즈릿의 단면도를 나타낸다. 정전 렌즈 어레이(104)의 어레이 전극의 스택은 제3 렌즈 홀 어레이를 갖는 제3 어레이 전극(106)을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 렌즈 홀 어레이(105, 107, 106)의 렌즈 홀은 서로 정렬된다. 상기 정전 렌즈릿의 렌즈릿 축(108)은 상기 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이(105, 107)의 렌즈 홀의 중심을 통과하며, 각각의 축외 렌즈릿은 상기 제3 렌즈 홀 어레이(106)의 축외의 제3 렌즈 홀을 포함하며, 상기 축외의 제3 렌즈 홀의 중심은 상기 렌즈릿 축(108)으로부터 소정 거리에 배치된다.
도 13은 5개의 어레이 전극(111, 113, 115, 114, 112)을 포함하는 일례의 정전 렌즈 어레이(110)의 렌즈릿의 단면도를 나타낸다. 정전 렌즈 어레이(110)의 어레이 전극의 스택은 제3 렌즈 홀 어레이를 갖는 제3 어레이 전극(115)을 포함하며, 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀은 서로 정렬된다. 상기 정전 렌즈릿의 렌즈릿 축(118)은 상기 제1, 제2, 제4 및 제5 렌즈 홀 어레이(111, 113, 114, 112)의 렌즈 홀의 중심을 통과하며, 각각의 축외 렌즈릿은 상기 제3 렌즈 홀 어레이(115)의 축외의 제3 렌즈 홀을 포함하며, 상기 축외의 제3 렌즈 홀의 중심은 상기 렌즈릿 축(118)으로부터 소정 거리에 배치된다.
이러한 5-요소 정전 렌즈릿(도 13에 도시됨)의 특성은 다양할 수 있지만, 바람직하게는 두 가지 특성이 일정하게 유지되거나 이동 변화 중에 보상되어야 한다:
1. 초점 위치
2. 대전 입자의 운동 에너지
중간 전극(115)이 축외로 이동되는 5-요소 정전 렌즈릿(도 13에 도시됨)을 사용하는 것에 의해, 이들 특성은 만족될 수 있다. 조금 다른 전압을 중간 전극에 인가하는 것에 의해, 초점 위치는 렌즈 이동과 인가 전압에 따라 XY-평면에서 이동된다. 이러한 예시적인 장치에서, 초점 위치와 운동 에너지는 개별 제어 가능한 렌즈로 볼 수 있는 개별 제어 가능한 전극으로 시스템이 구성되기 때문에 유지될 수 있다. 축외 렌즈릿의 전방 또는 후방에 있는 축내 렌즈릿은 축외 렌즈릿의 집속 효과를 보상하기 위해 조정될 수 있다.
특히 5-요소 정전 렌즈 어레이의 최외측 전극을 실질적으로 접지 전위에 연결하는 것에 의해 해당 전극에 실질적으로 동일한 전위를 인가함으로써, 상기 정전 렌즈 어레이의 전후의 빔렛에 있는 대전 입자의 운동 에너지는 실질적으로 동일한 크기를 가진다.
주변 전극(113, 114)에 대해 중간인 전극(115)에 작은 전압 변화를 인가하면, XY-평면에서 초점 위치의 선형 이동을 볼 수 있다. 전극(15) 전위(V)(수평축)의 함수로서 편향(D)(수직축)의 이러한 거동은 상이한 렌즈 이동(1GU는 대전 빔렛에 대해 2㎛의 렌즈 이동을 나타냄)에 대해 도 14에 개략적으로 예시된다. 데이터 기록은 2㎛의 스텝에서 광축(118)의 방향으로 행해지고, 이들 도식점의 경우 초점 이동 및 비점수차가 없음을 볼 수 있다.
도 15A에는 중간 어레이 전극(115)이 다른 어레이 전극(111, 113, 114, 112)에 대해 회전되는 다중 빔 5-요소 정전 렌즈 어레이가 도 15A에 개략적으로 도시된다. 이것은 시스템 중심(117)으로부터의 거리에 비례하는 빔렛 당 개별 렌즈 이동을 제공한다. 따라서, 중간 전극(115)에 특정 전극을 인가하는 것에 의해 회전 오정렬을 보정하는 것이 가능해져서 중심 빔은 이동되지 않으며 도입된 이동은 시스템 중심(117)으로부터의 거리에 비례한다.
도 8에 도시된 예에 따른 회전자를 사용하여 대전 입자 빔렛 다발의 회전 시뮬레이션을 보여주는 도 16에는 백점으로 나타낸 회전 없음에 대해 극심한 회전 보정을 흑점으로 나타내고 있다.
다시 도 2를 참조하면, 전술한 예의 정전 렌즈 어레이는 대전 입자 광학 시스템(4)의 다양한 위치에 채용될 수 있어서 본 발명에 따른 새로운 대전 입자 광학 시스템을 제공할 수 있다.
대전 입자 소스(17)에 의해 생성되는 대전 입자 빔은 대전 입자 빔을 평행화하는 시준 렌즈(19)를 통과한다. 이어서, 평행화된 대전 입자 빔은 개구 어레이(21)에 의해 복수의 빔렛(22)으로 변형된다.
시준 렌즈(19)에 의해 도입되는 임의의 구면 수차를 보정하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같은 제4 예에 따른 정전 렌즈 어레이는 개구 어레이(21) 뒤에 배치될 수 있다. 이 경우, 빔렛(67)에 대한 렌즈 홀(64)의 반사 방향 이동(69)은 빔렛(67)과 중심 빔렛(67') 사이의 반사 거리의 3제곱에 비례하여 커진다.
시준 렌즈(19)에 의해 도입되는 임의의 비점수차를 보정하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같은 제5 예에 따른 정전 렌즈 어레이는 개구 어레이(21) 뒤에 배치될 수 있다.
이어서, 빔렛(22)은 해당 예에서는 편향 수단을 구비한 개구의 배열을 포함하고 있는 블랭킹 수단(23)에 투사된다.
블랭킹 수단(23) 뒤로는, 빔 정지부(25)에 대한 빔렛(22)의 정렬시의 미소 회전 오차를 보정하기 위해, 도 8에 도시된 바와 같은 제6 예의 회전자가 비-편향된 빔렛이 상기 빔 정지 어레이(25)를 통과할 수 있도록 배열될 수 있다.
빔 정지 어레이(25) 뒤의 프로젝터(5)는 비-편향된 빔렛(26)을 집속하고 해당 비-편향된 빔렛(26)을 타겟(9) 상의 기록 방향으로 편향시켜 최종의 투사 단계를 실현한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 프러젝터(5)는 타겟(9)에 대한 빔렛(26)의 정렬시의 미소 회전 오차를 보정하기 위해 회전자를 구비한다. 미소 회전 오차의 보정을 위한 회전자의 제공에 의해, 덜 정확한, 그에 따라 더 경제적이거나 및/또는 단순한 타겟 위치 시스템이 채용될 수 있다.
일 실시예에서, 도 15A 및 도 15B에 예시된 바와 같은 예는 미소 회전 오차의 보정을 위한 회전자를 제공하기 위해 상기 프로젝터 렌즈(5)로서 사용될 수 있는데, 이때 상기 회전자는 상기 프로젝터 렌즈(5) 내에 구성된다.
대안적인 실시예에서, 빔 정지부(25)는 프로젝터(5) 바로 위에 배치되고, 도 8에 도시된 예에 따라 대전 입자 빔렛(22)에 대해 약간 회전된다. 통상, 빔 정지부(25)와 프로젝터(5)의 상부 전극은 접지된다. 빔 정지부(25)와 프로젝터(5)의 상부 전극 사이에 미소 전위차를 제공하는 것에 의해, 도 8에 도시된 바와 같은 제6 예와 유사한 회전자가 얻어진다.
또한, 프로젝터(5)는 빔렛(26)을 타겟(9) 상의 기록 방향으로 편향시키기 위해 도 9에 도시된 바와 같은 제7 예에 따른 디플렉터를 구비할 수 있다. 이 디플렉터는 프로젝터(5) 뒤에 배치될 수 있지만, 프로젝터(5) 내에 매립 구성되는 것이 바람직하다. 이렇게 매립된 구성의 디플렉터는 전술한 바와 같은 회전자의 일부로서 빔 정지부(25)의 활용과 통합될 수 있다.
제조
정전 렌즈 어레이는 부도체 스페이서에 의해 분리된 두 개 이상의 전도체 전극의 스택을 포함한다. 전극 모두는 정렬된 렌즈 홀 어레이를 가진다. 정전 렌즈 어레이는 예컨대 다음의 방법 단계를 사용하여 MEMS 성분으로 주로 구성되는 것이 바람직하다:
전극용 원시 재료는 후처리로 열 산화에 의해 이산화 실리콘으로 피복되는 양면 연마된 얇은 4인치 실리콘 웨이퍼이다. 렌즈 홀의 패턴은 광학 리소그래피 공정에 의해 형성되며, 해당 패턴은 후에 반응성 이온 에칭에 의해 산화층에 전사된다. 그런 다음, 렌즈 홀은 Bosch DRIE 공정으로 에칭 마스크로서 산화물을 사용하여 전극을 통해 에칭된다. 에칭 후, 전극은 건식 및 습식 공정을 조합하여 세정한 후 스퍼터링 증착으로 코팅이 이루어진다.
부도체 스페이서용 원시 재료는 필요한 크기로 절단되는 양면 연마된 얇은 4인치 글래스 웨이퍼이다. 기계적 드릴링으로 중앙 홀을 투공한다. 마지막으로, 스페이서는 습식 및 건식 공정을 조합하여 세정된다.
전극을 스택 내에 배치하는 것은 디바이스의 기능 작동에 중요하기 때문에, Karl Suzz 마스크 정렬기에 전용의 부가 장치를 개발함으로써 적층 및 접착의 과정 중에 전극을 정확하게 배치할 수 있다. 두 개 이상의 어레이 전극이 500 nm 미만의 정밀도로 정렬된다.
전술한 설명은 바람직한 실시예의 작동을 예시하기 위해 포함된 것으로 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의미하지 않음을 알아야 한다. 이상의 논의로부터 당업자에게는 본 발명의 취지 및 범위에 의해 미처 포함되지 않을 수 있는 다양한 변형의 존재가 명백할 것이다.
Claims (32)
- 다중 빔 대전 입자 광학 시스템(multiple beam charged particle optical system)에 있어서,
각각 빔렛 중심선을 정의하는 복수의 대전 입자 빔렛(beamlet)을 발생시키는 대전 입자 소스와,
상기 대전 입자 소스로부터 타겟 측으로 대전 입자 빔렛을 안내하는(direct) 대전 입자 광학 기기를 포함하고,
상기 대전 입자 광학 기기는 복수의 정전 렌즈릿(electrostatic lenslet)을 발생시키는 두 개 이상의 어레이 전극을 각기 포함하는 하나 이상의 정전 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 렌즈릿 각각은 대응하는 대전 입자 빔렛을 집속(focusing)하도록 배열되고 렌즈릿 광축을 정의하며,
상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 상기 대전 입자 빔렛이 실질적으로 해당 렌즈릿의 중심으로부터 벗어나게 입사되도록 배열되는 하나 이상의 축외(off-axis) 정전 렌즈릿을 포함하고,
상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선은 상기 축외 렌즈릿에 의해 상기 빔렛이 편향되도록 렌즈릿 광축으로부터 소정 거리에서 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이를 각각 구비하는 제1 및 제2 어레이 전극을 포함하는 스택을 포함하며, 상기 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀은 서로 정렬되며,
상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나는 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿을 포함하며, 상기 축외 정전 렌즈릿 각각은 상기 제1 렌즈 홀 어레이의 제1 렌즈 홀과 상기 제2 렌즈 홀 어레이의 대향하는 제2 렌즈 홀을 포함하며,
상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선은 상기 축외 정전 렌즈릿의 중심으로부터 소정 거리에서 상기 축외 정전 렌즈릿을 통과하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿의 서브세트 또는 각각 하나의 축외 정전 렌즈릿은 각각의 대응하는 대전 입자 빔렛의 위치, 또는 원하는 편향, 또는 개별 보정을 제공하도록 개별적으로 조정 및/또는 배열되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대전 입자 광학 기기는 중심축을 포함하고, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 복수의 렌즈릿은 상기 중심축을 중심으로 실질적으로 대칭으로 배열된 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제4항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리(radial distance)의 함수인 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제5항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리에 비례하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제5항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리의 3제곱에 비례하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향을 따라 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 방사 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 접선 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 사분(quadrant)의 각각의 축외 정전 렌즈릿은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿은 실질적으로 동일한 방향으로 이동되고, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 광축과 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선 사이의 거리는 실질적으로 일정한 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 축외 정전 렌즈릿은 상기 대전 입자 광학 기기의 축내(on-axis) 정전 렌즈릿 내에 매립되거나, 해당 축내 정전 렌즈릿 전방 또는 후방에 세팅되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 스택은 제3 렌즈 홀 어레이를 구비하는 제3 어레이 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀들은 서로 정렬되며,
상기 정전 렌즈의 렌즈릿 축은 상기 제1 및 제2 렌즈 홀의 중심을 지나며,
각각의 축외 렌즈릿은 상기 제3 렌즈 홀 어레이의 제3 렌즈 홀을 포함하며, 상기 제3 렌즈 홀의 중심은 상기 렌즈릿 축으로부터 소정 거리에 배열된 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템. - 제14항에 있어서, 상기 제2 어레이 전극은 상기 제1 및 제3 어레이 전극 사이에 배열된 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항에 있어서, 상기 제3 어레이 전극은 제1 및 제2 어레이 전극 사이에 배열된 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대전 입자 광학 기기는 중심축을 포함하고, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 복수의 렌즈릿은 상기 중심축을 중심으로 실질적으로 대칭으로 배열되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항에 있어서, 상기 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리의 함수인 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항에 있어서, 상기 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리에 비례하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항에 있어서, 상기 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 상기 축외 정전 렌즈릿과 상기 중심축 사이의 방사 거리의 3제곱에 비례하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 방사 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀은 상기 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 상기 중심축과 관련하여 실질적으로 접선 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 정전 렌즈 어레이 중 적어도 하나의 사분(quadrant)의 각각의 축외 정전 렌즈릿의 제3 렌즈 홀은 대응하는 대전 입자 빔렛의 빔렛 중심선에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 이동되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항에 있어서, 각각의 축외 정전 렌즈릿의 상기 제3 렌즈 홀은 실질적으로 동일한 방향으로 이동되고, 상기 제3 렌즈 홀의 중심과 상기 렌즈릿 축 사이의 거리는 실질적으로 일정한 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스택은 각각 제4 및 제5 렌즈 홀 어레이를 구비하는 제4 및 제5 어레이 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 렌즈 홀 어레이의 렌즈 홀들은 서로 정렬되며,
상기 정전 렌즈의 렌즈릿 축은 상기 정렬된 제1, 제2, 제4 및 제5 렌즈 홀의 중심을 지나며,
상기 제3 렌즈 홀 어레이는 일측에서는 제1 및 제2 렌즈 홀 어레이 사이에, 타측에서는 제3 및 제4 렌즈 홀 어레이 사이에 배열되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템. - 제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전 렌즈 어레이는 실질적으로 평행한 렌즈 축의 배열을 포함하는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 렌즈 홀 어레이는 상기 제1 및/또는 제2 렌즈 홀 어레이에 대해 상기 중심축을 중심으로 회전되는 것인 다중 빔 대전 입자 광학 시스템.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
타겟의 실제 위치와 원하는 위치 사이의 편차를 정확하게 결정하는 센서와,
상기 결정된 편차를 기초로 상기 축외 렌즈릿 또는 상기 제3 어레이 전극의 전위를 조정하는 제어기
를 더 포함하는 다중 빔 대전 입자 광학 시스템. - 마스크리스(maskless) 대전 입자 빔 리소그래피 조립체에 있어서,
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 다중 빔 대전 입자 광학 시스템을 포함하는 마스크리스 대전 입자 빔 리소그래피 조립체. - 정전 렌즈 어레이에 있어서,
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 다중 빔 대전 입자 광학 시스템에 사용되는 하나 이상의 축외 정전 렌즈릿을 포함하는 정전 렌즈 어레이. - 복수의 대전 입자 빔렛을 발생시키고 해당 대전 입자 빔렛을 대전 입자 소스로부터 타겟 측으로 안내하기 위한 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 다중 빔 대전 입자 광학 시스템의 용도.
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