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TWI483281B - 用於反射電子之方法及裝置 - Google Patents

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TWI483281B
TWI483281B TW100104324A TW100104324A TWI483281B TW I483281 B TWI483281 B TW I483281B TW 100104324 A TW100104324 A TW 100104324A TW 100104324 A TW100104324 A TW 100104324A TW I483281 B TWI483281 B TW I483281B
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electrons
electrode
base electrode
reflectors
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TW100104324A
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TW201214496A (en
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Luca Grella
Regina Freed
Mark A Mccord
Original Assignee
Kla Tencor Corp
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Publication date
Application filed by Kla Tencor Corp filed Critical Kla Tencor Corp
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Description

用於反射電子之方法及裝置
本發明大致上係關於半導體製造及相關技術。更特定言之，本發明係關於電子束微影。
政府許可權利
美國政府具有本發明中之一已付費許可及有限環境中之權利以要求專利擁有者在如依據由國防部高級研究計畫局頒佈之合約第HR0011-07-9-0007號之條款所提供的合理條款下許可其他人。
如在此項技術中所熟知，一微影程序包含一光阻劑之圖案化曝光，使得可選擇性地移除該光阻劑之部分以使下伏區域曝光以(諸如)藉由蝕刻、材料沈積、植入及類似方法進行選擇性處理。傳統微影程序利用呈紫外光形式之電磁能進行該光阻劑之選擇性曝光。作為電磁能(包含x射線)之一替代，帶電粒子束已用於高解析度微影光阻劑曝光。特定言之，由於少量電子允許以相對低的功率及相對高的速度相對精確地控制一電子束，故已使用電子束。電子束微影系統可分類為電子束直寫(EBDW)微影系統及電子束投影微影系統。
在EBDW微影中，藉由一經聚焦的電子束循序對基板曝光，其中該束以線條形式在整個樣品上掃描且藉由對應地消隱該束將所要之結構寫於物件上，或如在一向量掃描方法中，該經聚焦的電子束被導引待曝光之區域上。可藉由一隔膜對束點成形。EBDW係以高度靈活性見長，此係電路佈局係儲存於電腦中且可視情況變化之故。此外，可藉由電子束寫入獲得非常高之解析度，此係可使用電子光學成像系統獲得具有較小直徑之電子焦點之故。然而，不利的是，該程序歸因於依次、逐點寫入而非常耗時。因此，EBDW目前主要用於生產投影微影中所需之遮罩。
在類似於光學微影之電子束投影微影中，同時照亮一遮罩之一較大部分且藉由投影光學器件以一縮小比例將該部分成像於一晶圓上。由於一整個場同時成像於電子束投影微影中，故與電子束寫入器相比，可獲得之處理量可顯著更高。習知的電子束投影微影系統之缺點包含需要一對應的遮罩使各結構曝光。由於與遮罩生產相關聯之高成本，故以較小數量準備客戶特定電路係不經濟。
一實施例係關於一種可控制地自一電子反射器陣列反射電子之方法。一入射電子束係自一電子源形成，且該入射束被引導至該電子反射器陣列。以一第一反射模式組態第一複數個反射器以反射電子，使得離開該反射器之反射電子形成一聚焦束。以一第二反射模式組態第二複數個反射器以反射電子，使得離開該反射器之該等反射電子散焦。
另一實施例係關於一種用於反射電子束微影之一動態圖案產生器之裝置。該裝置包含呈一陣列之複數個電子反射器。提供控制電路，其用於以一第一反射模式組態第一複數個反射器以反射電子，使得離開該反射器之反射電子形成一聚焦束，且用於以一第二反射模式組態第二複數個反射器以反射電子，使得離開該反射器之該等反射電子散焦。
本發明亦揭示其他實施例、態樣及特徵。
圖1A及圖1B係繪示一習知的動態圖案產生器之基本操作的圖式。圖1A展示一DPG基板102 (展示一行(或列)像素)之一橫截截面。各像素包含一導電區域104 。將一受控制的電壓位準施加至各像素。在繪示於圖1A中之實例中，該等像素104 之四個像素係「開啟」(反射模式)且被接地(具有施加至該等像素之0伏特)，而一個像素(具有標記104x 之導電區域)係「關閉」(吸收模式)且具有施加至該像素之一正電壓(1伏特)。該等特定電壓將取決於系統參數而變化。展示所得之局部靜電等電位線106 ，其中扭曲106x 係關於所展示之「關閉」像素。在此實例中，靠近DPG112 之入射電子108 在該等「開啟」像素之各者前面暫停且被該等「開啟」像素之各者反射，但是入射電子108x 被汲入該「關閉」像素且被其吸收。圖1B中展示所得之反射電流(在任意單元中)。如從圖1B所見，該「關閉」像素之反射電流為「0」且該等「開啟」像素之反射電流為「1」。
圖2係繪示一習知的動態圖案產生器之一像素與根據本發明之一實施例之一本發明的動態圖案產生器之一像素之間的一實質操作區別之圖式。如所見，對於各像素而言，存在兩種狀態(一開啟狀態及一關閉狀態)。如圖1中所示，對於一習知DPG而言，像素在該開啟狀態下反射電子且在該關閉狀態下吸收電子(或反之亦然)。
相比之下，對於根據本發明之一實施例之一本發明DPG而言，像素在該開啟狀態與該關閉狀態兩者下反射電子。雖然在開啟狀態與關閉狀態兩者下反射入射電子，但是該開啟狀態與該關閉狀態之間的反射模式不同。如所示，像素可在一開啟狀態下以「模式A」反射電子且在一關閉狀態下以「模式B」反射電子(或反之亦然)。如下文進一步描述，例如，可在模式A中以一聚焦或平行方式反射電子及可在模式B中以一散焦或發散方式反射電子。
圖3A係根據本發明之一實施例之一動態圖案產生器的一像素之一可切換多電極電子反射器之一橫截面圖。根據本發明之一實施例，圖3A中所示之該電子反射器結構包含經組態以收集、聚焦(或散焦)及提取電子之多個經堆疊的電極。
如所示，圍繞各井(杯)口302 之側壁包括具有由絕緣層310 分隔之多個導電層或電極(例如，311 、312 、313及314 )之一堆疊。此外，各井包含在各井底部之一基極電極320 。可在一矽基板(該基板上具有一氧化物層)上製造該經堆疊的電極井結構。
如圖3A中所示，一較佳實施例可包含該井結構中之該基極電極及四個經堆疊的電極(總計五個電極)。其他實施例可包含該井結構中之總數在三個至十個電極範圍內之電極(亦即，一個基極電極及兩個至九個經堆疊的電極)。實際上，各經堆疊的電極層係製造於一矽基板上之一微透鏡陣列。
下文進一步描述展示於圖3A中之特定實施方案。可取決於正被實施之特定系統而在其他實施方案中使用其他特定的尺寸及電壓。如圖3A中所示，各井可橫跨約1.4微米。
在一實例實施方案中，施加至該等電極之電壓可為如下。
「頂部」導電層(電極1)311 可具有(例如)正3伏特之一施加電壓。將此相對弱之正電壓施加至最上部導電電極以同時使絕緣體遮蔽進入電子電流且使具有較低能量之進入電子朝一最近井之內部偏轉。
「上部」導電堆疊層(電極2)312 (在該「頂部」導電堆疊層下約1微米)可具有(例如)正8.1伏特之一施加電壓。將此相對強的正電壓施加至此電極(其恰在該最上部電極下)，以便同時藉由將進入電子汲入該井中而使該等進入電子聚焦且藉由將反射電子抽出該井而提取該等反射電子。
「中部」導電堆疊層(電極3)313 (在該「上部」導電堆疊層下約1微米)及「下部」導電堆疊層(電極4)314 (在該「中部」導電堆疊層下約1微米)可分別具有+6.9伏特及+2.2伏特之施加電壓。施加至該堆疊中之此兩個電極之電壓可用於使電子聚焦。
最終，基極電極320可具有在兩個電壓位準之間切換以達成兩種不同的反射模式(模式A及模式B)之一施加電壓。例如，可將一負1.3伏特(-1.3V)的電壓施加至該基極電極以達成模式A(該開啟狀態之反射模式)，而可將一正0.2伏特(+0.2V)的電壓施加至該基極電極以達成模式B(該關閉狀態之反射模式)。
在模式A中，反射電子光學器件之焦距係無窮大或接近無窮大。此導致經聚焦使得該束之一實質部分行進通過投影電子光學器件之光瞳孔徑之一反射束。相比之下，在模式B中，該反射電子光學器件之焦距係使得焦點處在該井結構內。此建立僅允許該反射電子束之一極小部分行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑的該反射電子束之一發散或散焦。
應注意，出於闡釋目的而提供施加至該等電極之以上實例電壓。在一實際系統內施加之電壓將取決於實施方案而變化。舉例而言，雖然在上述實施方案中，使該基極電極上之電壓增加1.5伏特以從模式A進入模式B，但是在另一實施方案中，使該基極電極上之電壓減小1.5伏特亦可工作以從模式A進入模式B。
圖3B係展示根據本發明之一實施例之一動態圖案產生器的一部分之一俯視圖之一圖式。如所見，此實施例包括在一正方形柵格中為圓形之井口或孔穴302 。例如，該等井口之直徑可為1.4微米，且該正方形柵格之間距之直徑可為1.5微米。如上文關於圖3A所述，間隙區域350 包括該等井之側壁且可以一金屬-絕緣體-金屬-絕緣體-金屬-絕緣體-金屬-絕緣體堆疊(一個四極體或四個電極透鏡)形成，且各井302 之底部可包括一基極電極。施加至各基極電極之該電壓係個別可控制以達成開啟或關閉的反射狀態。
圖4A係展示處於具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極的一可切換多電極電子反射器之一第一操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。此操作模式在上文中被稱為反射模式A。在一多電極井中之入射電子射線402 係展示於該圖式之左側，且在該相同的多電極井中之反射電子射線404 係展示於該圖式之右側。如所見，在此模式中，對於在該井之入口403 處係平行之入射電子射線402 而言，該等反射電子射線404 在該井之出口405 處亦大體上平行。
圖4B係展示處於具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極之一可切換多電極電子反射器之一第二操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。此操作模式在上文中被稱為反射模式B。在一多電極井中之入射電子射線402 係展示於該圖式之左側，且在該相同的多電極井中之反射電子射線406 係展示於該圖式之右側。如所見，在此模式中，對於在該井之入口403 處係平行之入射電子射線402 而言，該等反射電子射線406 在該井之出口407 處亦大體上發散。
根據本發明之一實施例，模式A中之該等反射電子射線404 之一實質部分行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑且撞擊在正被圖案化之一晶圓上。同時，僅有模式B中之此等反射電子射線406 之一極小部分行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑且撞擊在正被圖案化之一晶圓上。應注意，在圖4A及圖4B中，假定入射電子具有(例如)小於1電子伏特(<1.0 eV)之一相對較小的能量展佈。在此情況下，該等入射電子中之一實質上較大的能量展佈將導致該等反射電子射線在其等之軌跡內具有較大的角度展佈，且因此模式A中之該等反射電子射線404 之一實質上較小的部分將行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑。
圖5係具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極之一可切換多電極電子反射器之三維(3D)設計。該3D設計展示平坦基極電極320 及四個經堆疊的電極(電極1311 、電極2312 、電極3313 、電極4314 )。
圖6係描繪隨著自具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極的一可切換多電極電子反射器反射該等電子之來自一點源之電子之軌跡的一射線追蹤圖。該圖之左側展示隨著自該多電極電子反射器反射該等電子之來自一點源602 之電子的軌跡。該圖中之該等射線展示隨著該等電子離開該點源602 ，通過頂部電極311 、上部電極312 、中部電極313 及下部電極314 ，且被該基底(底部)電極320 反射之電子軌跡。
該圖之右側展示該左側之一虛擬鏡像。已展開第一射線604 及第二射線606 之近軸反射路徑，使得該左側代表該等進入射線且該右側代表該等反射射線。P與P'之間的區域代表微靜電鏡(基極電極320 )附近之區域。如所見，該第一射線604 及第二射線606 在P與P'之間的區域中保持平行，而其等在該區域之外部變得歪斜(見610 )。該兩個射線在離開之後為非近軸展示實質色像差(chromatic aberration)的發生。此像差使具有一平坦基極電極之電子反射器限於用於具有有限能量展佈之一束(以避免嚴重的像差)，且因此限制束電流並減小系統處理量。
圖7係根據本發明之一替代實施例之一動態圖案產生器的一像素之一可切換多電極電子反射器之一橫截面圖。展示於圖7中之該反射器類似於展示於圖3A中之該反射器。兩者之間的差異在於圖7之該反射器中之基極電極720 係凹型，而圖3A之該反射器中之基極電極320 係平坦。
在一實施例中，施加至具有一凹型基極電極之一反射器的該等電極之電壓可為如下。電極1311 為正5伏特，電極2312 為正13.2伏特，電極3313 為正18.2伏特，且電極4314 為正0.4伏特。對於該凹型基極電極720 而言，可對模式A施加負5.2伏特(-5.2 V)，且可對模式B施加負3.7伏特(-3.7 V)。
應注意，出於闡釋目的而提供施加至該等電極之以上實例電壓。在一實際系統內施加之電壓將取決於實施方案而變化。舉例而言，雖然在上述實施方案中，使該基極電極上之電壓增加1.5伏特以從模式A進入模式B時，但是在另一實施方案中，使該基極電極上之電壓減小1.5伏特亦可工作以從模式A進入模式B。
圖8描繪具有根據本發明之一替代實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器之三維(3D)設計。該3D設計展示該凹型基極電極720 及四個經堆疊的電極(電極1311 、電極2312 、電極3313 、電極4314 )。
圖9係描繪隨著自具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器反射電子之來自一點源之電子之軌跡的一射線追蹤圖。類似於圖6，該圖之左側展示隨著自該多電極電子反射器反射該等電子之來自一點源602 之電子的軌跡。該圖中之該等射線展示隨著該等電子離開該點源602 ，通過頂部電極311 、上部電極312 、中部電極313 及下部電極314 ，且被該基底(底部)電極720 反射之該等電子軌跡。在此實施例中，該基極電極720係一凹型電極。
該圖之右側展示該左側之一虛擬鏡像。已展開第一射線904 及第二射線906 之近軸反射路徑，使得該左側代表該等進入射線且該右側代表該等反射射線。P與P'之間的區域代表微靜電鏡(基極電極720 )附近之區域。在此情況下，該基極電極720 之凹型形狀有效地添加所繪示之會聚透鏡(相較於該平坦基極電極320 )。該電子射線跟蹤展示當該第一射線904 及該第二射線906 自該井離開時其等係平行(見910 )。此係該凹型基極電極720 及該頂部電極311 之聚焦動作現在補償其等之間的發散效應(由其他電極之組合效應引起)之故。該兩個射線在離開之後為近軸展示不存在實質像差。此不存在實質像差致能具有較寬能量展佈之一束的使用，且藉此致能增加的束電流及較高的系統處理量。
圖10係三種多電極電子反射器設計之像素良率對能量展佈之一圖表：具有一平坦基極電極之一第一設計；具有一凹型(彎曲)基極電極及該等經堆疊的電極之間的1微米厚絕緣體(電介質)層之一第二設計；及具有一凹型(彎曲)基極電極及該等經堆疊的電極之間的0.5微米厚絕緣體(電介質)層之一第三設計。該等像素良率係自模擬獲得。
如所示，當該入射束之能量展佈小於1.0電子伏特(eV)時，對於各設計而言，該像素良率介於50%至60%之間。隨著該能量展佈增加，具有該凹型基極電極之該第二及該第三設計的像素良率大體上高於具有該平坦基極電極之該第一設計的像素良率。如此，當該能量展佈大於2.0 eV時，對於具有該凹型基極電極之設計而言，該像素良率高出10%以上。
此有利的較高像素良率似乎歸因於由如本文所揭示之具有凹型基極電極之該多電極反射器形成之遠焦及消像差中繼微透鏡。遠焦條件係有利以不超過該系統之數值孔徑。此微器件之開啟/關閉切換係藉由形成該遠焦條件以達成該開啟狀態且破壞該遠焦條件以達成該關閉狀態而獲得。
圖11A係展示處於具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極之一可切換多電極電子反射器之一第一操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。此操作模式在上文中被稱為反射模式A。在一多電極井中之入射電子射線1102 係展示於該圖之左側，且在該相同的多電極井中之反射電子射線1104 係展示於該圖之右側。如所見，在此模式中，對於在該井之入口1103 處係平行之入射電子射線1102 而言，該等反射電子射線1104 在該井之出口1105 處亦大體上平行。
圖11B係展示處於具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器之一第二操作模式中之入射及反射電子射線的一示意圖。此操作模式在上文中被稱為反射模式B。在一多電極井中之入射電子射線1102 係展示於該圖之左側，且在該相同的多電極井中之反射電子射線1106 係展示於該圖之右側。如所見，在此模式中，對於在該井之入口1103 處係平行之入射電子射線1102 而言，該等反射電子射線1106 在該井之出口1107 處亦大體上發散。
在圖11A及圖11B中，假定該等入射電子具有(例如)大於2電子伏特(>2.0 eV)之一相對較大的展佈。有利的是，儘管該等入射電子中之一實質上較大的能量展佈，然該反射器仍使用模式A/B有效地操作為一開啟/關閉切換。此係歸因於該凹型基極電極720 減小該反射器之像差。因此，儘管該較大的能量展佈，然模式A中之該等反射電子射線1104 之一實質部分行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑且撞擊在正被圖案化之一晶圓上。同時，僅有模式B中之此等反射電子射線1106 之一極小部分行進通過該投影電子光學器件之光瞳孔徑且撞擊在正被圖案化之一晶圓上。
圖12係根據本發明之一實施例之一無遮罩反射電子束投影微影系統1200 之一示意圖。該名稱可縮寫為一反射電子束微影或REBL系統。如圖12中所描繪，該系統1200 包含一電子源1202 、照明電子光學器件1204 、一分離器1206 、一電子物透鏡1210 、一動態圖案產生器(DPG)1212 、投影電子光學器件1214 、及用於固持待經微影圖案化之一晶圓或其他目標之一置物台1216 。根據本發明之一實施例，該系統1200 之各種組件可按如下實施。
該電子源1202 可經實施以較低亮度(電流每單位區域每立體角)在一較大區域上供應一大電流。該大電流旨在達成一較高的處理量速率。較佳地，該源1202 之材料能夠提供約104 或105 A/cm2 sr(安培每cm2 球面度)之一亮度。一實施方案使用通常具有約106 A/cm2 sr之一亮度能力的一習知的電子發射器LaB6 作為該源材料。另一實施方案使用當在50千伏特下操作時通常具有約105 A/cm2 sr之一亮度能力的鎢施配發射器作為該源材料。其他可能的發射器實施方案包含一鎢肖特基陰極，或經加熱之難熔金屬碟(亦即鉭)。
該電子源1202 可經進一步實施以便具有一較低的能量展佈。該REBL系統1200 應較佳地控制該等電子之能量使得其等之轉向點(其等發生反射所處之該DPG1212 以上之距離)係相對恆定(例如，在約100奈米以內)。為了使該等轉向點保持在約100奈米以內，該電子源1202 較佳地會具有不大於0.5電子伏特(eV)之一能量展佈。LaB6 發射器具有1至2 eV之典型的能量展佈，且鎢施配發射器具有0.2至0..5 eV之典型的能量展佈。根據本發明之一實施例，該源1202 包括一LaB6 源或鎢肖特基發射器，該LaB6 源或鎢肖特基發射器在低於其之正常操作溫度攝氏幾百度下操作以減小所發射電子之能量展佈。然而，降低操作溫度可(例如)歸因於沈降於源表面上且藉此使該源表面之可靠性及穩定性遞減的雜質而使該源1202 不穩定。因此，可較佳地將該源材料選為其中雜質不太可能遷移至表面且阻斷發射之一材料。此外，可使該系統之真空度更強以克服雜質問題。習知的微影系統在10-6 托之一真空度下操作。具有一LaB6 源之一掃描電子顯微鏡(SEM)通常在10-7 托下操作。具有一肖特基發射器之一SEM通常在10-9 托下或較佳地在槍區域(gun region)中操作。根據一實施方案，該REBL以10-9 托或更低之一槍區域真空度操作以保護該源1202 之穩定性。
該照明電子光學器件1204 係經組態以接收及準直自該源1202 之電子束。該照明光學器件1204 允許設定照明圖案產生器結構1212 之電流，且因此確定用於使該基板曝光之電子劑量。該照明光學器件1204 可包括經組態以使自該源1202 之該等電子聚焦之磁性及/或靜電透鏡之一配置。該透鏡配置之特定細節取決於該裝置之特定參數且可由熟習相關技術者確定。
一分離器1206 可經組態以自該照明光學器件1204 接收入射束1205 。在一實施方案中，該分離器1206 包括一磁性稜鏡。當該入射束橫向於該稜鏡之磁場時，與磁場強度成比例之一力在垂直於電子軌跡(亦即垂直於該等電子的速度向量)之一方向上作用於該等電子。特定言之，該入射束1205 之軌跡係朝物鏡1210 及該動態圖案產生器1212 彎曲。在一實施方案中，該磁性稜鏡可經組態具有一不均勻磁場以便提供(例如)如Marion Mankos之名為「Prism Array for Electron Beam Inspection and Defect Review」的美國專利第6,878,937號中所揭示之消像散聚焦。
在該分離器1206 下，該物鏡光學器件之電子光學組件係照明及投影子系統所共有。該物鏡光學器件可經組態以包含該物鏡1210 及一或多個轉接鏡(未展示)。該物鏡光學器件自該分離器1206 接收該入射束且隨著該等入射電子接近該DPG1212使 其等減速並聚焦。該物鏡光學器件係較佳地組態(與槍1202 、照明光學器件1204 及分離器1206 協作)為一浸沒陰極透鏡且用於在該DPG1212 之表面上之一平面中之一較大區域上輸送一有效均勻的電流密度(亦即一相對均質的流束)。在一特定實施方案中，該物鏡1210 可經實施以與操作50千伏特電壓之一系統操作。其他操作電壓可用於其他實施方案中。
該動態圖案產生器1212 包括一像素陣列。各像素可包括可控制地施加電壓位準之一多電極電子反射器。
該物鏡1210 之提取部分提供在該DPG1212 前面之一提取場。隨著在該第一反射模式中被反射之電子1213 離開該DPG1212 ，該物鏡光學器件係經組態以使該等反射電子1213 朝其等第二次通過該分離器1206 加速。該分離器1206 係經組態以自該轉接鏡1208 接收該等反射電子1213 且使該等反射電子之軌跡朝該投影光學器件1214 彎曲。
該投影電子光學器件1214 駐留在該分離器1206 與該晶圓置物台1216 之間。該投影光學器件1214 係經組態以使該電子束聚焦且將該束縮微至一晶圓上之光阻或至另一目標上。該縮微之範圍可(例如)自1倍至20倍縮微(亦即1倍至0.05倍放大)。歸因於模糊及扭曲，該投影光學器件1214 ，較佳地係像素大小之一分率。在一實施方案中，該像素大小可為(例如)22.5奈米(nm)。在此一情況下，該投影光學器件1214 較佳地具有小於10至20奈米之像差及扭曲。
該晶圓置物台1216 固持該目標晶圓。在一實施例中，該置物台1216 在微影投影期間係靜止。在另一實施例中，該置物台1216 在該微影投影期間處於線性運動。在其中該置物台1216 正移動之情況下，該DPG1212 上之圖案可經動態調整以補償該運動，使得經投影之圖案對應於該晶圓移動而移動。在其他實施例中，該REBL系統1200 可應用於除半導體晶圓以外之其他目標。例如，該系統1200 可應用於主光罩(reticle)。該主光罩製程係類似於製造一單一積體電路層之程序。
圖13係展示根據本發明之一實施例之另外組件的一無遮罩反射電子束投影微影系統1300 之一示意圖。所繪示之額外組件包含一高電壓源1302 、一平行資料路徑1304 、一干涉儀1306 、一高度感測器1308 、反饋電路131 0及束偏轉器1312 。
該高電壓源1302 係展示為提供一高電壓至該源1202 及至該DPG1212 。所提供之電壓可為(例如)50千伏特。該平行資料路徑1304 係經組態以攜帶控制信號至該DPG1212 以控制各像素上之電壓(使得其以一第一反射模式或一第二反射模式反射電子)。
在一實施例中，調整該等控制信號，使得圖案以與信號移動通過一移位暫存器之方式大體上相同的一方式且以便於匹配該晶圓之線性移動之一速率跨該DPG像素陣列電子移動。在此實施例中，該晶圓上之各曝光點可接收自隨時間整合之一整行(或列)DPG像素以該第一反射模式反射之電子。在此實施例之一實施方案中，該DPG1212 係經組態以類似於一靜態隨機存取記憶體(SRAM)電路。
在另一實施例中，該等控制信號使得該DPG1212 一次曝光一完整訊框。在此實施例中，該DPG1212 上之各像素曝光該晶圓上之一對應像素。該DPG1212 上之圖案在各訊框之曝光期間保持恆定。在此實施例之一實施方案中，該DPG1212 係經組態以類似於一動態隨機存取記憶體(DRAM)電路。
可包含該干涉儀1306 以提供電子束位置與該晶圓上之目標之間的緊密耦合及位置反饋。在一實施例中，光束被反射離開該置物台上之鏡子。所得的干涉圖案取決於個別束路徑之差異且允許精確量測該置物台及晶圓的位置。垂直位置資訊可由一高度感測器1308 提供。該位置資訊可經由反饋電路1310 反饋以便控制束偏轉器1312 。該等偏轉器1312 係經組態以使經投影之束偏轉以補償該晶圓之振動及位置漂移。
雖然圖12及圖13描繪其內可實施本發明之一實施例之一實例系統，但是本發明之實施例亦可在其他系統內實施。例如，本發明之一實施例可在經組態具有一Wien過濾器而非一磁性稜鏡分離器之一系統內實施。在此一實施例中，該入射電子束將直接通過該Wien過濾器至該DPG，且以一聚焦方式自該DPG反射之該束之部分將被該Wien過濾器偏轉一角度以撞擊在該目標基板上。在其他實施例中，所揭示之該等多電極電子反射器可在除一電子束微影儀以外之一裝置內組態。
上述圖式未必按比例繪製且旨在用於闡釋性而非限於一特定實施方案。在上文描述中，給出許多特定細節以提供本發明之實施例之全文理解。然而，對本發明之所繪示之實施例的上文描述並非旨在詳盡或將本發明限於所揭示之精確形式。熟習相關技術者將認知，可在無該等特定細節之一或多個特定細節下實踐本發明或可以其他方法、組件等實踐本發明。在其他例項中，未展示或詳細描述熟知的結構或操作以避免使本發明之態樣不清楚。雖然本文中出於闡釋性目的描述本發明之特定實施例及實例，但是如熟習相關技術者將認知，各種均等修改可處在本發明之範疇內。
可根據上文詳細描述對本發明作此等修改。不應認為用於隨附申請專利範圍中之術語將本發明限於本說明書及申請專利範圍中所揭示之特定實施例。而是，本發明之範疇將由根據所建立的申請專利範圍解釋原則考慮之隨附申請專利範圍確定。
102．．．DPG基板
104．．．導電區域/像素
104x．．．導電區域
106．．．靜電等電位線
106x．．．扭曲
108．．．入射電子
108x．．．入射電子
302．．．井(杯)口/孔穴
310．．．絕緣層
311．．．電極1
312．．．電極2
313．．．電極3
314．．．電極4
320．．．基極電極
350．．．間隙區域
402．．．入射電子射線
403．．．井之入口
404．．．反射電子射線
405．．．井之出口
406．．．反射電子射線
407．．．井之出口
602．．．點源
604．．．第一射線
606．．．第二射線
720．．．凹型基極電極
904．．．第一射線
906．．．第二射線
1102．．．入射電子射線
1103．．．井之入口
1104．．．反射電子射線
1105．．．井之出口
1106．．．反射電子射線
1107．．．井之出口
1200．．．無遮罩反射電子束投影微影系統
1202．．．電子源/槍
1204．．．照明電子光學器件
1205．．．入射束
1206．．．分離器
1210．．．物鏡電子透鏡/物鏡
1212．．．動態圖案產生器(DPG)/圖案產生器結構
1213．．．反射電子
1214．．．投影電子光學器件
1216．．．晶圓置物台
1300．．．無遮罩反射電子束投影微影系統
1302．．．高電壓源
1304．．．平行資料路徑
1306．．．干涉計
1308．．．高度感測器
1310．．．反饋電路
1312．．．束偏轉器
圖1A及圖1B係繪示一習知的動態圖案產生器之基本操作的圖式。
圖2係繪示一習知的動態圖案產生器之一像素與根據本發明之一實施例之一本發明動態圖案產生器之一像素之間的一實質操作區別之圖式。
圖3A係根據本發明之一實施例之一動態圖案產生器之一像素的一可切換多電極電子反射器之一橫截面圖。
圖3B係展示根據本發明之一實施例之一動態圖案產生器的一部分之一俯視圖之一圖式。
圖4A係展示處於具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極之一可切換多電極電子反射器的一第一操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。
圖4B係展示處於具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極之一可切換多電極電子反射器之一第二操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。
圖5係具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極之一可切換多電極電子反射器的三維設計。
圖6係描繪隨著自具有根據本發明之一實施例之一平坦基極電極的一可切換多電極電子反射器反射電子之來自一點源之電子之軌跡的一射線追蹤圖。
圖7係根據本發明之一替代實施例之一動態圖案產生器的一像素之一可切換多電極電子反射器的一橫截面圖。
圖8描繪具有根據本發明之一替代實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器之三維設計。
圖9係描繪隨著自具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器反射電子之來自一點源之電子之軌跡的一射線追蹤圖。
圖10係三個多電極電子反射器設計之像素良率對能量展佈之一圖表。
圖11A係展示處於具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極之一可切換多電極電子反射器之一第一操作模式中之入射及反射電子射線之一示意圖。
圖11B係展示處於具有根據本發明之一實施例之一凹型基極電極的一可切換多電極電子反射器之一第二操作模式中之入射及反射電子射線的一示意圖。
圖12係根據本發明之一實施例之一無遮罩反射電子束投影微影系統之一示意圖。
圖13係展示根據本發明之一實施例之另外組件之一無遮罩反射電子束投影微影系統的一示意圖。
302．．．井(杯)口/孔穴
310．．．絕緣體
311．．．電極1
312．．．電極2
313．．．電極3
314．．．電極4
320．．．基極電極

Claims (14)

  1. 一種可控制地自一電子反射器陣列反射電子之方法，在該陣列中之每一電子反射器包含一基極電極及由多個側壁所形成之一井口，該方法包括：自一電子源形成一入射電子束；引導該入射電子束以照明該電子反射器陣列，使得該入射電子束之多個電子進入該井口朝向在該陣列中之每一電子反射器之基極電極；以一第一反射模式組態在該陣列中之第一複數個電子反射器以反射電子，使得該等反射電子離開該井口自該反射器之該基極電極遠離並形成一聚焦束；及以一第二反射模式組態在該陣列中之第二複數個反射器以反射電子，使得該等反射電子離開該井口自該反射器之該基極電極遠離且被散焦。
  2. 如請求項1之方法，其中該等電子反射器各具有多個電極。
  3. 如請求項1之方法，其中該等側壁包含複數個經堆疊的電極，其由圍繞該基極電極之多個絕緣層所分隔。
  4. 如請求項2之方法，其中施加一第一電壓至一基極電極以達成該第一反射模式，且施加一第二電壓至該基極電極以達成該第二反射模式。
  5. 如請求項4之方法，其中該基極電極包括一凹型電極。
  6. 如請求項5之方法，其中該入射電子束具有大於2電子伏特之一能量展佈。
  7. 如請求項1之方法，其中當該等反射電子離開以該第一反射模式組態之一電子反射器，該等反射電子具有實質上平行的軌跡，且其中當該等反射電子離開以該第二反射模式組態之一電子反射器，該等反射電子具有實質上發散的軌跡。
  8. 一種用於反射電子束微影之一動態圖案產生器之裝置，該裝置包括：呈一陣列之複數個電子反射器，在該陣列中之每一電子反射器包含一基極電極及由多個側壁所形成之一井口；用於以一第一反射模式組態第一複數個反射器以反射電子使得離開該第一複數個反射器之每一者之井口之該等反射電子自該基極電極遠離並形成一聚焦束的控制電路；及用於以一第二反射模式組態第二複數個反射器以反射電子使得離開該第二複數個反射器之每一者之井口之該等反射電子自該基極電極遠離且被散焦的控制電路。
  9. 如請求項8之裝置，其中該等電子反射器各具有多個電極。
  10. 如請求項8之裝置，其中該等側壁包含複數個經堆疊的電極，其由圍繞該基極電極之多個絕緣層所分隔。
  11. 如請求項9之裝置，其中施加一第一電壓至一基極電極以達成該第一反射模式，且施加一第二電壓至該基極電極以達成該第二反射模式。
  12. 如請求項11之裝置，其中該基極電極包括一凹型電極。
  13. 如請求項12之裝置，其中該入射電子束具有大於2電子伏特之一能量展佈。
  14. 如請求項8之裝置，其中當該等反射電子離開以該第一反射模式組態之一電子反射器，該等反射電子具有實質上平行的軌跡，且其中當該等反射電子離開以該第二反射模式組態之一電子反射器，該等反射電子具有實質上發散的軌跡。
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