TW419734B - Electrostatic deflector, for electron beam exposure apparatus, with reduced charge-up - Google Patents

Description

双面影印 419734 Α7 Β7 五、發明說明（！） // I丨 登ϋ_之背景—

I ; 本發明係有關於一種利用電子束之曝光裝置或，尤其 、 關於一種在電子束曝光裝置的靜電偏轉器中利用靜電偏轉 器作為副偏轉器的改良》 近幾年，積體電路變得越來越精巧，其密度始終在增 加中。迄今為止取代照相平版印刷技術形成一種細微模型 的製程之主潮流已多年，一種利用帶電荷粒子束的曝光方 法（例如 種電子束或一種離子束）或一種利用X射線的 新曝光方法正被研究中且已被了解。在這些發展中，利用 ί; 一種電子束以形成一種模型之電子束曝光成為注意的焦 ^點，因為它能將電子束的載面積降低到數十個Μ且能形 成一個小於1 # m的細微模型，與此一致的是，此電子束 曝光裝置必須有運轉穩定的特點、高生產率及較理想的微 製造特點。 在傳統電子束曝光裝置中，對在一個將被曝光的樣本 (特別地，一個晶圓）上之電子束偏轉頗多的區域（主偏轉 範圍），利用一種速度比較低的電磁偏轉器當作一個主偏 轉器，而對主要偏轉範圍被分割成各自的數個區域（副偏 轉範固），利用一種速度比較高的靜電偏轉器當作一個副 偏轉器。在電子束曝光裝置的圓柱中建立一個投影透鏡， 供外形相稱截面的電子東照射晶圓上述之電磁偏轉器及 靜電偏轉器被實質不可或缺地安置（亦即接近）於投影透 鏡β 在靜電偏轉器（副偏轉器）或其周圍的零件使用一種有 -4- 本紙張尺度適甩中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

-------------* ----------訂------I--線 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 :- A； ----------B7___ .五.、發明說明（2) 較佳的機械性能及高準確性但高導電率的金屬之狀況中， 一種渴流會引起如電磁偏轉器（主偏轉器）延遲反應的麻 煩。此對一種要求高生產率的電子束曝光裝置產生一個關 '鍵問題。 如傳統所知的技術’一種其内部鍍金（譬如以Nip為底 層且以Au為表層）的非導體材質（如氧化鋁）的一個圓柱構 — 件被用來當作一個靜電偏轉器的電極。在某種程度上此技 術是成功。然而，在此傳統技術中，電極透過擠壓成型被 定型’且因此造成電極的變形及圓柱構件内部的電鐘缺乏 一致性的問題。結果是品質不一定穩定且組裝電極需要技 術’因此使此技術不適合大量生產。 另一方面，在此電子束曝光裝置中，圓柱結合圓柱的 内部及曝光室的内部通常包含一個高度真空。然而，實際 上用於曝光的抗钮劑或同類之物會被蒸發，且當以一個電 子束照射時’會燃燒及產生一種含碳或同類之物為主要成 分的化學化合物被堆積在裝置中的表面上^此堆積物非良 導體’且因此在被照射的部份會成一種聚積電荷名為”電 1荷積蓄”的現象。產生的問題是電子束除了原本預期的位 置外會偏轉到其他地方，因此導致降低的曝光準確性。尤 其’此問題.最顯著地呈現位在晶圚被抗蚀劑復蓋的附近地 區之一個靜電偏轉器（副偏轉器）。 於習知的技術中’當電荷積蓄超過一定程度的量時， 靜電偏轉器本身會被一個新的所取代《然而，在圓柱及内 室中的取代工作需要暫時消除（亦即從大氣中洩漏）高度真 -5- ~· 本用中國國家鮮（CNS)A.r规格'mo X 297 H ) I ! -----I ^------- I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 419734 A7 五、發明說明（3) 空狀態。在取代工作之後曝光裝置的裝配期間（譬如供給 每一偏轉器的最初偏轉資料），該裝置停止降低生產率。 為處理此問題’一種方法已被提出且被使用，其中無 須將大氣洩入圓柱及内室即可將堆積物去除（以下稱為在 原處清潔方法）。根據此方法，此裝置引進極微量的一種 以含氧為主要成份的氣體，且在此稀薄的氣體環境中，高 頻動力被應用於靜電偏轉電極β如此，會產生一種氧氣電 漿以便經由灰化將堆積物去除。 儘管該在原處清潔方法非常有效，仍不一定能說完全 滿意。如上所述，傳統靜電偏轉電極外形透過擠壓成型變 成圓筒形且其内部鍍金。然而，在本結構的—個靜電偏轉 電極中’不僅以含碳或同類之物為主要成分的堆積物可歸 因於抗蝕劑或同類之物的蒸發，而且會在電鍍金屬的表面 上產生一種氧化物β該在原處清潔方法對以含碳或同類之 物為主要成分的堆積物雖然有效，但對在電鍵金屬表面上 產生的氧化物卻無效β 有見於此，本發明者在研究用於靜電偏轉器之電極的 材料及材料特性後，就一個由一種氧化物被蒸發的碳類材 料（譬如：石墨或玻化碳）所製成之靜電偏轉器嘗試製作及 引導一個實驗。然而，由於表面或渦流的問題，發現碳類 的材料相反地對電子東發生作用且不合用β 發明者在進一步研究電極的材料及材料特性後，就一 種具有本質上理想電阻率（O.OOi Q.cni到1000 Q_cm)之傳 導性陶瓷AlTiC(—種氧化鋁及鈦碳酸鹽的化合物）嘗試製 本紙張尸、度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（210 X 297公爱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印" 經濟部智慧財產局員工消費合作社印,¾ A7 B7 五、發明說明（4) 作（無電鍍）及？丨導一個實驗。雖然洞流的問題並未發生， .但在第-回的實驗中觀察到微量的電荷積蓄。也發現使用 在原處清潔方法會增加電荷積f，且分析顯示I電極表面 上存有氧化鈦，因此使電極不能以這種方式使用β 發明之概要說明 本發明的目的是要消除在渦流影響下的電磁偏轉器降 •低感應之問題，以了解一個實質上無電荷積蓄的狀況殳因 此提供一個能促成高度準確曝光的電子束曝光裝置之靜電 偏轉器β 根據本發明，提出一個用於電子束曝光裝置的靜電偏 轉器，該偏轉器包含一個以一種絕緣材料所製成的圓柱形 支持構件，及一個包括數個電極構件彼此被間隔固定在支 持構件的内側上之電極，且其表面至少有一部份被一種金 屬薄膜所覆蓋，其中那些電極構件每―個包括在傳導性陶 • 瓷表面上形成的金屬薄膜，此陶瓷被選定的電阻率最少在 0,001 Ω· cm到 1000 Ω· cm範圍之間。 根據本發明靜電偏轉器的結構，採用一種電阻率被選 '疋最少在0·001 1000 Ω· cm範圍之間的傳導性陶瓷 當作電槔材料，此材料能消除在上述渦流的影響之下主偏 轉器（電磁偏轉器）的降低感應之問題。再者，由於此傳導 性陶究的表面上形成一種金屬薄膜，即使電極在組裝時被 夾具或同類之物輕微地損傷的情況下，此靜電偏轉器能實 質上保持無電荷積蓄，因此使得高度準確的曝光成為可 能。 本纸張ϋ綱+晒家標準（CNSU-l規格（210 X 297公复> ----------I!裳------ -- 訂 -------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 419734 A7 _B7 五、發明說明（5) 圖式之簡要說明 從以下所做的說明參閱隨附的圏示，將會更清晰地了 解本發明，其中_· 第la到lc圖係、根據本發明的一個實施例所作的一種電 子束曝光裝置的-個靜電偏轉器結構性地顯示一幅外觀及 一幅内部結構之圖； 第2a及2b圖係用來說明一個連結電極的範例以組裝第 la到lc圖的靜電偏轉器每一電極構件之圖；以及 第3a及3b圖係用來說明另一個連結電極的範例以組裝 第la到lc圖的靜電偏轉器每一電極構件之圖β 椁號對照奉 10 靜電偏轉器 11 電極 12 外部園柱 E彳、E广E8 電極構件 Ht ' H2 孔 13、14、15 傳導性金屬墊 16、17 連結金屬塾 18 連結金屬 19 ' 20 結合的部位 21 ' 22 環狀槽 23 黏著劑 較佳實施例之說明 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 ----------{ •裝--------訂· - <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的一個實施例，第la到lc圖結構性地顯示 一種電子束曝光裝置的一個靜電偏轉器之結構。第ia囷係 顯示此靜電偏轉器之外部結構，當順著第la®中八_八·線觀 看時第lb圖係上方表面結構，且當順著第lb囷中B-B，線剖 開時第lc圖係截面結構。 根據此實施例所作被包括在一個以電磁偏轉器當作主 本纸張尸、度:^用中國國家標準（CNS)A4規格CilO X 297公餐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6) 偏轉器（未顯示）的電子束曝光裝置中之一個靜電偏轉器 1〇’被安排在電磁偏轉器的附近地區且被當作副偏轉器。 如圏所示’此靜電偏轉器10包括一個電極11及一個裡面容 納電極的在外部中空圓柱12。 此電極11由一種傳導性陶瓷的8個電極構件^到匕所 組成。這些電極構件Ei (i : 1到8)被轴向對稱固定地安排 在外部圓柱〗2中（第lb®) *這些電極構件Ei被研磨成後述 的外形。並且，構成每一電極構件Ej的傳導性陶瓷有一個 被選定最少在0.001 Ω·cm到1000 Ω·cm範圍之間的電阻 率’且在每一傳導性陶瓷的表面上形成一種金屬薄膜。根 據此實施例’此金屬薄膜其表面至少被一種白金類金屬所 覆蓋，透過電鍍直接在每一傳導性陶瓷的表面上成形。此 白金類金屬指出釕、鍺、鈀、娥、銥及鉑等6種元素。 另一方面，外部圊柱12是由一種非導體材質所構成。 如圖所示此外部圊柱12有孔H1及H2。當在裡面固定地安 排電極11 (8個電極構件£1到£8)時這些孔會被使用，又如 後述，各電極構件Ε;備有2孔（全部16孔）。 根據此實施例在靜電偏轉器的結構中，有一種被選定 特定數值的電阻率（最少在〇〇〇1仏抓到⑺⑽範圍 之間）之傳導性陶瓷被用來當作電極11的材料》因此在渦 流的影響之下有可能消除主偏轉器（電磁偏轉器）的感應降 低之問題。在構成各電極構件心的傳導性陶瓷表面上成形 之金屬薄膜’即使電極構件Ei在其組裝時被夹具或同類之 物輕微地損傷的情況下亦能實質上防止電荷積蓄。此促使 -9- I I I I I I — — — — — I r --------訂·-------- <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張又度過用中國囷家標準(CNSM4規烙⑵i 297公贫） 419734 Α7 Β7 五、發明說明（7) 高度準確曝光的實現。 以一種白金類的金屬當作金屬薄膜及此白金類金属未 必會產生一種氧氣化合物的事實，如眾所熟知，即使採用 上述的在原處清潔方法時（也就是即使以一種氧氣電衆完 成灰化時）亦能防止一個增加的電荷積蓄問題。 此外，鑑於電極11係由數個（在此實施例中是8個）電 極構件所組成的事實’這些電極構件&在被軸向對稱風定 地安排在外部圓柱12中時可被高準確地定位。而且，各傳 導性陶瓷的電極構件Ei都透過研磨定型，因此可以提供一 個有高次元準確的靜電偏轉器1〇β 現在參閱第2a及2b圖，根據上述本實施例用來組裝靜 電偏轉器10的這些電極構件Ei所作之電極的連結將會被說 明。 第2a圖顯示各電極構件ε;在外的結構，且第2b圊顯示 被固定於在外部圓柱12上的各電極構件Ej之截面結構。 首先’ AlTiC (氧化鋁及鈦碳酸鹽的化合物）被採用來 當作構成各電極構件Ε; (i: 1到8)的一種傳導性陶瓷，且 這些電極構件Ej被研磨成顯示於第2a圖中的外形》 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印s 然後，以含鈦（Ti)為一種主成分的傳導性金屬墊13在 一個部位電氣連接各電極構件仏透過硬化被成型。以類似 的方式，以含Ti為一種主成分之連結的金屬墊14、15透過 硬化被成型，在位於外部圓柱12之部位上的二個任意點固 定各電極構件Ej。依此步驟，各個金屬墊π到15被定型為 最小的尺寸β -10- 297 公 S ) ---*1 ------κI Μ-------訂· <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度過用中國國家標準（c；\；S)A·!規格（210 經濟部智慧財產局員工消費合作.社印裂 • A7 ' ___B7____ 五、發明說明（8) 接著’在清潔各電極構件E1的表面之後，無須任何的 -鹽基’在電極構件Εί的表面上鉑（Pt)透過電鍍直接被成型。 電鍍厚度被設定為小於= 其次，以氧化鋁作為外部圓柱12之非導體材料，於其 中固定地安排各電極構件Eji，在外部圓柱12之二孔（在 第1圖中的HI、H2)在被電極構件Ei的連結金屬墊14及15 离.接觸的位置成型。如上述’用於各電極構件E;的二孔（總 數16)被成型》 另外，以含鉬-猛（Mo-Mn)為一種主成分之連結金屬 墊16及17在各個孔（HI、H2)的内壁部分透過硬化被成型β 接著，這些電極構件Ei經由一個組裝夾具被高準確度 地定位，透過一個組裝夾具被插入外部圓枉12中（亦即這 些電極構件Ε;被彼此軸向對稱地安排） 最後’極少量的一種連結金屬18如銲錫被注入洞 ,(HI、H2)中，以此方式在外部圓柱12(第2b圖）中受熱及成 型。結果’在電極構件Ei上成型的連結金屬墊14、15與在 外部圓柱12上的連結金屬塾16、17被固定在一起<換句話 * 說，這些電極構件£;被穩固地固定在外部圓柱12上》 其次參閱第3a及3b圖’根據本實施例用來組裝靜電 偏轉器10的各電極構件A所作的連結電極之另一個例子將 會被說明。 第3a圖顯示各電極構件Ei的一個在外的結構，且第％ 圖顯示當被固定於在外部圊柱12上時各電極構件仏的一個 截面結構。 -11 - 本紙張汶；1遇用中國國家標準（CNS);!規格（210 X四7公釐） --------I--- - ----—丨訂!1!! _-^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,419734 A7 —-__B7___ 五、發明說明（9) 首先，AlTiC (—種氧化鋁及鈦碳酸鹽的化合物）被用 來當作一種構成各電極構件Ei (i: 1到8)的傳導性陶瓷， 且這些電極構件Ei被研磨成顯示於第3a囷中的外形。 接著，結合的部位19及20被安置於二個任意點，在那 裡各電極構件Ej被固定在外部圚柱12上。此外，環狀槽21、 22各自環繞結合的部位19及20被成型。 然後，一個以含鈦（Ti)為主成分用來電氣連接的籴屬 墊13在一部份透過硬化被成型以與各電極構件Ei電氣地連 接。此金屬墊13被定型為最小的尺寸。 在清潔各電極構件Ei的表面之後，無須任何的塱基， 在各電極構件Ei的表面上鉑（Pt)透過電鍍直接被成型。電 鍍厚度被設定為小於2# m » 接著，以氧化鋁作為外部圓柱12之非導體材料，當在 外部圓柱12中固定地安排各電極構件丑;時，在外部圓柱12 中的二孔（在第lc囷中的HI、H2)在被電極構件&的結合部 位19及20接觸的位置成型。如上述，用於各電極構件心的 二孔（總數16)被成型。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裂 ---L -裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其次’這些以高準確度定位的電極構件Ei透過一種組 裝夾具袜插入在外部圓柱12中（亦即這些電極構件&被勒 向對稱地安排在外部圓柱12中 最後，極少量的一種環氧樹脂黏著劑23或同類之物被 注入在外部圓柱12 (第3b圖）中成型的孔（hi、H2)。此黏 著劑23隨附於為各電極構件Ei安置的結合部位ip、20，這 些電極構件Ei以此結果被穩固地固定在外部圓柱12上。 -12- 武張反忠適財關家鮮（Ci^)A4規格（2IG X视公餐) -- A7 B7 五、發明說明（10) 此注入的黏著劑23易於沿著各電極構件Ει及在外部園 •柱12間之分界線散佈。然而，此黏著劑23的擴散被各自環 繞結合的部位19、20之槽21、22所堵塞。因此，此黏著劑 23的成分不會直接曝露於電子束或氧氣電漿。換言之，被 安排於此曝光裝置中的零件譬如靜電偏轉器會免於被污 染。 _ 從前述的說明將會因此了解：根據本發明，此處提供 一個靜電偏轉器，其能消除在渦流影響下電磁偏轉器降低 感應的問題’即使在組裝電極時被夾具或同類之物輕微地 損傷的情況下亦能呈現一個實質上無電荷積蓄的狀態，而 因此能實現一個高度準確的曝光。 !!1 — ！裝·! —訂----I _ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 本纸張&度適用中國固家標準（cr<s)A*)規格1 (210 x 29/么、® )

Claims (1)

1. 419734 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種電子束曝光裝置的靜電偏轉器，其包含： 二個由一種絕緣材料製成的圓柱形支持構件；以 及 一個包括數個電極構件彼此被間隔固定在該支持 構件中的電極，該等電極構件之至少一部份的表面 由一種金屬薄膜所形成； 其中該等電極各具有形成在一種傳導性陶瓷表面 上的金屬薄膜，此陶瓷具有一被選定最少在0.001 Ω · cm到10〇〇 Ω· cm範圍之間的電阻率。 2. 如專利申請範圍第1項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中該金屬薄膜至少在其表面被一種白金類金屬 所覆蓋。 3. 如專利申請範圍第2項的電子東曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中該金屬薄膜透過電鍍被直接形成在該傳導性 陶瓷的表面上。 4_如專利申請範圍第1項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中該靜電偏轉器的電極由數個由傳導性陶瓷ι所 構成的電極構件所組成，且這些電極構件被軸向對稱 固定地安排在一個由非導體材料所製成之中空外部围 柱中。 5.如專利申請範圍第4項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 本紙張尺度適用中國國家梯率（CNS ) ( 210X297公釐） ----^ 澤-- (請先閲讀背面之注意事項再填疼本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局聂工消費合作社印製 . A8 B8 C8 -_____ D8 六、申請專利範圍 器， . 其中由傳導性陶瓷所構成的該等電極構件被研磨 成相同的外形。 6‘如專利申請範圍第4項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中由該傳導性陶瓷所構成的各電極構件有一個 不只在一點成型的金屬墊，當那些電極構件被固定地 安排在該外部圃柱中時，該外部圓柱具有數個形成在 與該等電極構件的金屬墊接觸的位置處之孔，該等金 屬替被形成在該等孔的内壁部分上，以及該等電極構 件透過一從該等孔被注入的連結金屬被固定在該外部 圓柱之内壁上。 7，如專利申請範圍第4項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中由該傳導性陶瓷所構成的各電極構件包括至 少一個結合部位及至少一個環繞該結合部位的槽，當 該等電極構件被固定地安排在該外部圓柱中時，該外 -部圓柱包括數個分別地與該等電極構件的結合部位在 接觸的位置處被成型的孔，且各電極構件透過一從該 等孔被注入的黏著劑被固定在該外部圓柱之内壁上。 8.如專利申諳範圍第1項的電子束曝光裝置的靜電偏轉 器， 其中該傳導性陶瓷是一由氧化鋁及鈦碳酸鹽所構 成的化合物。 _______-15- 氏張尺度適用中a國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羞)----- ---------t.------ΐτ------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)