[发明专利]带电粒子阻挡元件、包括这样的元件的曝光装置以及使用这样的曝光装置的方法

说明书

本发明涉及用于将带电粒子束投影到目标上的曝光装置和方法。曝光装置包括带电粒子光学装置，该带电粒子光学装置包括用于生成带电粒子束的带电粒子源和用于阻挡来自带电粒子源的带电粒子束的至少一部分的带电粒子阻挡元件和/或限流元件。带电粒子阻挡元件和限流元件包括基本上平坦的衬底，该衬底设置有包含硼、碳或铍的吸收层。衬底还优选地包括用于透射带电粒子的一个或多个孔。吸收层被布置为与至少一个孔间隔开。

技术领域

本发明涉及一种在用于将带电粒子束投影到目标上的带电粒子光学装置中使用的带电粒子阻挡元件。本发明还涉及一种用于将带电粒子束投影到目标上的曝光装置，该曝光装置包括带电粒子阻挡元件，并且本发明还涉及一种使用这样的曝光装置将带电粒子束投影到目标上的方法。另外，本发明涉及一种制造半导体器件的方法和/或一种用于借助于这样的曝光装置检查目标的方法。

背景技术

在半导体工业中，越来越期望以高精度和高可靠性来制造较小的结构。在带电粒子束曝光装置中，目标表面可以以高精度暴露于被引导到或聚焦在目标表面上的一个或多个带电粒子束。另外，与使用光对目标表面进行曝光的曝光装置相比，带电粒子的使用能够获取更高的分辨率和精度，以便在目标表面上转印或分析图案。

然而，为了在商业上可行，带电粒子曝光装置需要能够满足光刻系统和检查系统两者对大量晶片吞吐量和严格误差容限的挑战性要求。通过在曝光装置中使用更多的带电粒子束并且从而使用更多的电流，可以获取更高的吞吐量。

然而，电流的增加导致更多的与曝光装置中的组件相互作用的带电粒子。曝光装置内部的带电粒子与系统组件之间的碰撞可能会导致对相应组件的明显加热。

通常，通过主动地冷却这样的组件来解决与带电粒子束系统内的组件的加热有关的问题，如例如在授权的美国专利8,558,196和9,165,693以及国际专利申请公开WO2013/171216中描述的。

在链接杂志的第十八期：1(2016年2月)的第28和29页的M.van Zaalen的“VANTEKENTAFEL NAAR OVEN”中，确定了无掩模多电子束光刻系统中的准直透镜的加热问题，这是由准直器内的高电场和由准直器聚焦的电子束的高电流引起的。正如M.van Zaalen的文章中指出的，并非上述带电粒子束的所有电子都通过准直器，而是有些电子在准直器内被反射。这种现象也对准直器的加热做出贡献。光束操纵组件的加热可能导致热变形，该热变形降低了曝光过程的准确度。正如M.van Zaalen的文章中描述的，这是通过光刻装置内的准直器的悬架的重新设计来解决的。其中的准直器的冷却通过使得能够通过经由修改后的悬架的热传导从准直器中去除热量而得到改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种带电粒子曝光装置及其组件，其至少部分减少曝光装置内的组件的发热。带电粒子应当理解为既包含电子又包含离子。当提到带电粒子束时，它可以由电子或离子组成。本发明尤其涉及电子束曝光装置，包括电子(多)束光刻系统、各种类型的电子显微镜和检查系统。然而，本发明也可以应用于使用其他类型的带电粒子的系统，包括带正电或带负电的离子，例如氦离子。

根据第一方面，本发明提供了一种用于阻挡带电粒子的带电粒子阻挡元件，其中带电粒子阻挡元件包括衬底，其中衬底包括允许带电粒子通过的至少一个孔，其中衬底的表面的至少一部分设置有包含硼、碳或铍的材料的吸收层，其中吸收层被布置为与至少一个孔间隔开，并且其中设置有吸收层的衬底的表面的至少一部分包括导电材料。

吸收层至少部分吸收撞击在其上的带电粒子。也就是说，该层具有用于接收撞击在其上的带电粒子的功能，带电粒子的电荷被传递到导电材料上以便从带电粒子阻挡元件上移走。导电材料可以通过为位于吸收层下面的衬底提供导电层或者通过使衬底至少部分导电来实现。例如，其中设置有吸收层的表面的至少一部分是导电的。