光刻系統、傳感器和測量方法
2023-09-13 05:15:00 2
專利名稱：光刻系統、傳感器和測量方法
技術領域：
本發明涉及一種多粒子束光刻系統、用於所述系統的 一種傳感 器和一種方法。這樣的光刻系統總體上才艮據用於將圖案傳輸至目標 表面的方法運4於，,人而通常地使用用於產生所述大量帶電粒子細射
束(beamlet)的所謂的粒子束工具，其藉助於電子控制可以在一個 或多個方向上掃描所述射束。大量的細射束(也^皮表示為寫入束) 在下文中將通過傳感器校準。這樣的光刻系統通常基於的方法包括 產生多個用於將所述圖案寫入在所述目標表面(通常為晶片或掩 才莫)上的寫入束的步驟。優選地，寫入束可以由寫入束源發射的電
子束組成，其可以例如包括陰極，並且其可以附加有寫入束成形器 件如孔陣列，用於將所述源發射的射束轉換成大量多個的顯著更小 直徑。同樣，這樣的已知的光刻系統可以設置有準直器件用以將源 射束或一組產生的寫入束引導成平行的。
背景技術：
在這樣的已知的方法中，在將所述圖案寫入所述目標表面時， 各個寫入束^皮單獨地偏轉，用於中斷所述寫入過程。這是通過例如 在系統中寫入束所穿過的靜電偏轉器和細射束消隱裝置的陣列來 進行。尤其在如根據本發明的大量的多寫入束系統的情況下，這樣 的偏轉器設置有藉助於信號器件的所謂的調製信息。用於將圖案寫 入晶片和掩模的光刻系統的這樣的部分在下文中被表述為射束工具。這樣的射束工具和這樣的光刻系統可以從例如以申請人名義的
專利/>開第WO2004038509號中更詳細地了解到。
另外考慮典型的電子束光刻技術，其應用是為了高解析度的目 的。如今的應用能夠用遠遠低於lOOnm特徵尺寸的臨界尺寸來使圖 案成像。在這一方面多射束尤其涉及所謂的大量多射束系統，其包 括例如數量級為10000和更高數目的寫入束。在這方面，如申請人 目前提出的典型應用包括13,000個寫入束。然而，未來的發展集中 在包括射束數目數量級為 一百萬個的光刻工具，所述系統旨在利用 基本上相同種類的傳感器。
當至少所有的電子束的位置^^青確i也控制時，這樣的曝光光刻 系統才成為商業上可4亍的。然而由於各種情況i者如製造/^差和熱漂 移，光刻系統的寫入束工具中產生的射束4艮有可能具有致使它無法 寫入的一個或多個誤差。這樣的誤差可以是相對於所設計網格的一 個定位誤差。射束工具以及由此光刻系統的這樣的誤差特點，嚴重 地影響將被寫入的圖案的質量。而且，在將被曝光的表面附近的電 子束的位置(在幾納米的距離內)要求是已知的，並且應該能被校 準。在已知的光刻系統中，這種知識是通過頻繁衝交準射束位置來建 立。
除了上述l是到的特定的特點，並且優選地在多種情況下，在射 束工具的運行過程中，尤其在晶片的寫入過程中，也需要準確並因 此迅速知道寫入束的其他特點，從而允許晶片的寫入過程的早期調 整，並且/人而增加正確寫入的晶片或或其場(field)的ft量和可能 性。
已知的校正方法通常包括至少三個步驟測量步驟，其中測量 電子束的位置；計算步驟，其中將所測量的電子束位置與所期望的 該電子束位置作比較；以及補償步驟，其中用光刻系統或其所述電子束工具的;更件或專欠件來補償所測量的位置與所期望的〗立置之間 的差異。
這樣的已知測量或才交正系統4艮難對電子束光刻工具造成4壬何 限制，其中該電子束光刻工具的特徵為相對低的處理量，例如，在 一'j、時內只有部分的晶片被圖案化，或與大量多射束系統相比為相 對有限l《量的寫入束。對於針對高處理量的或具有如本發明關注的 大量多射束系統的無掩模系統，已知的校正系統對於想得到的高容 量和高處理量的無掩^莫光刻系統形成限制因素。
用已有的方法，帶電粒子束系統，例如基於電子束的系統，需 要被校準很多次。對於單射束光刻系統或具有多個射束的光刻系統
這可能是可以才妾收的，如果13000或更多射束連續地一皮才交正，這種 情況成為問題。在這樣的情況下，用於校正所需的時間可能遠遠多 於用於實際上在晶片上對場(field)進行處理所需的時間。因此， 為增加已知光刻系統的處理量並根據構成本發明的基礎的想法，校 準程序應該糹皮顯著地加速。
在本領域中，已知幾種用於電子束光刻系統的校準方法。多數 使用存在於或晶片工作檯上或晶片上或者在兩者之上的標記。隨 後，傳感器4丸4於例如射束的4企測或定位。作為帶電粒子傳感器的傳 感器測量由標記物產生的次級或反射電子的量。
美國專利5929454才是供了一種方法的一個實施例，該方法將帶 電粒子傳感器與多個帶電粒子束結合使用。它披露了通過使用位於 晶片或工作檯上的標記來檢測多個電子束的位置的方法。該標記是 平^f亍線圖案，並糹皮用於H種測量。所有的測量是通過掃描時糹企測來 自所述校正標記的次級或反射電子來進行。校正標記的位置是基於 電子束的位移量和檢測結果來測定的。這樣的電子檢測器具有快速 測定4壬4可原電子或次級電子的優點，然而相^J"i也龐大笨拙，即在mm範圍內測量，因而不適用於4吏用大量眾多的帶電粒子束(例如， 13000個射束或更多)的光刻系統。在這樣的後面種類的光刻系統 中，射束之間的典型間距(pitch)的數量級為十分之一毫米，例如 在當今13000射束系統中通常為150nm。除了已知傳感器和校準系 統的上述體積特徵外，該已知系統還相對昂貴並且此外不能以定性 的和足夠迅速的方式校準大量的帶電粒子束。
在大量多電子束光刻系統中，還出現其他問題，例如相鄰的射 束不應該影響^立置才僉測的準確性。同才羊，已4口的方法和系統沒有明 確如何在合理卩艮定的時間內，即在遠小於寫入晶片所需時間的時間 段內，對所有大量的寫入束進行悽t據獲取和悽t據處理。後者的問題 尤其是顯著的，因為在寫入晶片過程中另外要求(至少在本領域普 遍強烈地期望的特點)經常衝交準整個射束工具，以Y更監控和實時補 償例如所述早期指出的寫入束的動態漂移(dynamic drift )。這樣的 進行方式可防止所處理的晶片的不必要損失，即用昂貴的才幾器進4亍 工作的損失。
發明內容
本發明通過以下解決了迅速地檢測大量多個射束的帶電粒子 束特性所提出的問題將帶電粒子束轉換成光束，從而使用轉換器 元件，諸如螢光屏或摻雜的YAG (釔鋁石榴石)材料，隨後藉助於 光敏檢測器諸如二極體、CCD或CMOS裝置的陣列來檢測光束， 可替4灸地表示為^f吏用照相才幾，並隨後電子地讀出所述照相才幾的j言 號，即其單元(cell)或4企測器的信號。在一種具體實施方式
中， 所述照相機的信號，即其單元或檢測器的信號，是連續地(優選以 高時鐘頻率)、或並聯地(即同時地)在一個單獨的運行中讀出。 該信號經曝光的預定的時間段後^皮讀出，並4昔助於自動化電子計算 器用於測定一個或多個射束特性的值。所計算的特性值用於校準所 有或許多所述寫入束。這樣的調節可通過電子地調節圖案數據來進行，從而考慮到實際射束特性，和/或通過影響射束自身來進行。根 據優選的具體實施方式
，通過調節所述圖案數據，在專欠件中單獨地 進行校準。
這樣的光壽丈;險測器通常具有相當差的性能，因為諸如CCD(電 荷耦合裝置)的光敏傳感器的響應緩慢。然而本發明的優點是已經 考慮到了儘管如此緩慢的響應，但根據本發明的傳感器的令人驚訝 的組成實現了與使用 一個或多個已知的電子束檢測器相比相對非 常快速的傳感器。在這個方面，有利的使用來自以下能力或連續 地(優選以高時鐘頻率)、或同時地在一個單獨的運4亍中讀出大量 的光敏檢測器(可替換地表示為單元)。在根據本發明的傳感器中， 優選同時讀出所有的光壽文^r測器。此外，本傳感器的結構(尤其通過 光檢測器的陣列)使得可以測量多個光束的非常小的間距，而無需在 光刻系統的工作檯部件(stage part )的區域中進行過大的結構測量。
測量光信號的後者的特點，即光子本身從數位照相機的場中獲 知，其中也至少基本上同時電子地讀取多個光檢測器。通過使用這 種才僉測器陣列，才艮據本發明的光束傳感器作為它的另 一個優點可以 用一個成本非常^[氐的方式來實現。4艮據本發明的測量的目的是測定 寫入束的位置和測定它們是否在規定之內。基於定時(同步)的原 則，或者在寫入束連續接通(continuous on)或者在這樣的射束設 定為開(4妄通)的情況下進行測量。可以聯合進行兩種類型的測量， 以測定如將在下文中陳述的不同射束特性的值。在根據本發明進行 測量時，對於各個分別的寫入束測定所謂的點擴展函悽t (point spread function )。糹殳有直4妄測量射束的上升時間和下F條時間，而是 乂人這樣的函悽t得出的。
然而在這種情況下，根據另一個技術領域，即根據電子顯微領 域，注意到，將帶電粒子束轉化成為光束的想法本身是知道的。在 這個技術領域中，針對準確性而不是速度，實際上已經知道用轉換器元件將電子束轉化成光。通常這樣的轉換器元件體現為所謂的
YAG (4乙鋁石榴石)屏，然而也可以是例如螢光屏。隨後通過這才羊 的轉換獲得的光子被用於隨後被獲得的放大的電子信號的所謂光 電倍增管接收。這樣的光電轉化是通過單個轉化器單元來完成。
在後面的方面，本發明還可以描述為已經解決了以下事實所揭_ 出的問題，即寫入束的尺寸理論上小於已知傳感器的解析度。同樣， 在掃描一個標記時，已知的^僉測器遠遠地大於目前改進的光刻系統 的兩個光束之間的間距用已知的檢測器，多個寫入束的信號將重 疊。關於已知4企測器的尺寸的進一步問題和目前的解決方法，應該 注意到，才艮據本發明的掃描片企測器系統，對於所述大量多個射束而 言，典型地可以被應用於15(Vm (樣t米)的間距內。在這方面，寫 入束的直徑通常小於45nm (納米)。作為對比，本發明提供並且涉 及一種方法、系統和傳感器，其中帶電粒子束的束點尺寸小於轉換 器元件的解析度。這可以通過利用測量的光束強度值來實現從而測 定射束的特性，尤其與刀緣(knife edge)相結合，如將在附圖的描 述中所-說明的。這樣的測定是基於產生自帶電粒子束的步進前進的 多個信號進行的，所述帶電粒子束每次在一個方向在一個標記或阻 擋元件的上方掃描。
此夕卜，用根據本發明的方式的光轉化使得可以使用相對便宜的 光敏檢測器，即其陣列，諸如CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補金 屬氧化物半導體)裝置。這樣的光4僉測器將光轉化為強度計數(通常 是基於電子的)，並且具有的優點在於它們是廣泛可得、技術上已 知的和成本低的。它們具有相當緊密的形式，這意味著可以獲得非 常高的像素解析度。換言之，大量的帶電粒子束在轉化為光束後可
以-波同時測出。與這個優點相一致，這才羊的單個的光或〗象素傳感器 可以至少基本上同時地-故讀出，即在單個運行中，連續地(優選以高時鐘頻率)或同時地。通過參考在數位照相機中這樣的傳感器的 應用，陳述了這個特性的一個實例。
藉助於至少基本上同時讀出和將帶電粒子轉化成光的這些以 上所述特性，同以上提到的已知帶電粒子傳感器相比，相對慢的光 傳感器與4吏用帶電粒子傳感器相比仍然4吏得可以顯著地更快和更 1更宜地用來4交正大量多帶電粒子束工具，完全沒有過度的空間需 要，並且完全可以實現大量的多束系統所需的解析度。儘管由於新 傳感器的結構元件的悽t量和由於其中應用的物理轉化方法造成的 表面上的複雜性，^旦該新的傳感器、衝交準方法和光刻系統4吏得可以 以高度經濟的方式校準大量多帶電粒子束工具。
在根據本發明的一個傳感器中，在每個單元(cell)累積的電 荷或強度是在預定時間被單獨地讀出。在CCD裝置中，通過光沖 擊其上誘發的該裝置的光敏元件的電荷通常穿過晶片被傳輸並在 陣列的一個角(comer)被讀出。 一個模擬-數字轉換器將各個像素 值轉化成數字值(digital value )。在COMS裝置中，在每個像素處 通常存在若干電晶體，其放大和移動這樣的電荷，用導線傳輸電荷 至該裝置的讀出部分。
本發明優於用於帶電粒子束工具的已知傳感器一個相當有利 的特點在於不4吏用散射或次級電子，新的傳感器可以直4妄測量一 個或多個寫入束，即，在感測時傳感器可以直接地位於寫入束的投 影中，即在晶片的表面區域中，這帶來了射束工具的設計中的顯著 的空間優勢。
才艮據本發明的系統的進一 步的優點在於不管該系統的經濟 性，而不僅僅是位置，射束工具的大量的特性在其單獨測量過程中 被測定，因此提高了新傳感器和待校準的射束工具的效率。這樣的特性包括射束位置、射束點尺寸和束流強度，以及運行這樣的射束 工具所共有的消隱元件(熄滅元件)，以及在運行時其定時延遲。
本發明還涉及通過具有刀緣(knife edge )的阻擋元件部分地阻 擋指向傳感器的射束，乂人而能夠以有利和有效的方式測量在傳感器 上由所述射束產生的束點的最大尺寸。事實上相對於傳感器/人而相 對於所述刀》彖步進地掃描射束，同時在預定的時間間隔內可選地轉
出射束特性的有限量的數據。根據本發明，優選地每次以增加的時 間間隔，這樣的步進可以被重複一次或更多次。射束特性的測定是
信號，從而使用在相對於所述傳感器中的轉換器的已知位置處包含 的阻擋元件。
射束優選地在至少三個方向步進越過這才羊的以上提到的刀*彖 卩J4當4勿(knife edge blocker)或才示i己，乂人而可k乂才陏圓4以合(ellipse fitting )。此外，標記優選體現為六邊形，因此通過使一個方向上的 射束掃描可以在往復兩方向上進^於步進掃描和;險測，/人而有利地優 化傳感器時間。才艮據本發明，這樣的標記^t術上和經濟上有利地淨皮 包含在相對於傳感器的已知的位置，尤其是，通過結構上與其成為 整體，即將其安裝於頂部，即傳感器的表面。
然而，為了某些測量，即至少為了測量寫入束流強度，射束指 向所述傳感器表面上它沒有被所述射束阻擋標記阻擋的位置。
基於這樣的自動推導的射束特性值的系統的調整通過下列方 式至少之一進行電子地調節電子數據(尤其是用於通過所述帶電 粒子束系統成像的圖案的控制數據)；調節線寬；以及電子地影響 所述射束系統的位置調節器件，從而調節一個或多個帶電粒子束的 位置，尤其是通過引入時間延遲。尤其是，然而不是排他地，在應用CMOS裝置的情況下，在根 據本發明的傳感器中，光束調節器諸如纖維陣列或透鏡系統可以被 整合於轉換器和接收器之間，用於光學地調節，即增加或減少發射
的光束的〗象，乂人而優化用於光每文接收器的內在地產生的光束。
在根據本發明的一個校準系統中，用於以上特性的值是通過計 算單元從一個多射束傳感器得出。#4居本發明，由該單元產生的才交 正信號或用於影響該射束工具或用於影響存儲於計算機器件中的 圖像圖案，其中圖案實際上形成用於射束工具的指令基礎。
由於新傳感器的尺寸，才艮據本發明其可以並且就是被設置於射 束工具中的多個位置處。以這樣的方式，通過目標即晶片，尤其是 與其相關的傳感器的顯著的移動，用於校正其相對於使用中的射束 工具的定位，增加了校正頻率而沒有浪費有價值的運4亍時間。
在才艮據本發明的方法和光刻系統的進一步具體實施方式
中，帶 電粒子束系統，至少其產生射束的部件設置有光學傳感器。用於檢 測射束特性、尤其是其上的圖案的4企測器用於光學上4企測所述系統 相對於獨立可移動工作檯的位置，其中工作檯用於支撐目標表面並 且包括所述4全測器。
-說明書中描述和示出的各種方面和特點可以#皮單獨;也應用於 任何可能的地方。這些單獨的方面，尤其是在所附獨立權利要求中 描述的方面和特點可以作為分案專利申請的主題。
現基於附圖中示出的才艮據本發明的無掩模光刻系統的示例性 實施方式來闡述本發明，其中圖1是根據本發明包括傳感器的光刻系統的校準部件的示意
圖2是才艮據本發明的傳感器的一種實施方式的示意圖，用於測 定光刻系統的寫入束的特;f正；
圖3是用於測定光刻系統的寫入束的特徵的傳感器的進一步具 體實施方式的示意圖4是才艮據圖3的具體實施方式
傳感器的示意性俯一見圖5是才艮據圖3和圖4的傳感器得出的信號的示意圖6是一個俯一見圖，其示出包括在傳感器中MJ!'j形狀的六角形 標記的另一可替換的和目前優選的具體實施方式
；
圖7提供了如從越過標記的束點得到的信號(例如，如圖6所 示)，該信號用於在束點和標記(即傳感器)之間的相對相互移動 的方向上測定束點的尺寸和位置；
圖8示意性地表示晶片和晶片組塊以及在所述晶片上的部分的 場的俯視圖，所述場將被光刻系統處理，並通過使本發明的傳感器 位於多個戰略上選擇的晶片外部的位置加以改進；
圖9表示根據本發明的測量信號與安培/米(A/m)典型的高斯 分布之間，相對於所述束點的尺寸X的圖形關係；以及
圖10和11示例性地例示了才艮據本發明的所謂的定時測量(同 步測量)，在圖10中示出了相對於刀緣的射束"開"和"關，，的期 望位置，並且在圖11中示出了對於一個射束隨後的定時以及乂人而 使用的時間延遲。
具體實施例方式
本發明l是供一種用於光刻系統的i殳計，該光刻系統_沒置有適用
於以現有要求(例如45nm和更小，速度為每小時IO個晶片或更多) 4專$命圖案的電子束才交正4專感器(electron beam alignment sensor )。本 發明包括一種新的傳感器，該傳感器用於在本身已知的光刻系統中 (例如以申i青人的名義的WO04/038509中)或在一個多射束4企測 工具中檢測所發出的帶電粒子束諸如電子束的特性。新的傳感器包 括一個閃爍體(scintillator),這裡以所謂的YAG(釔鋁石榴石)材料 的形式，與CCD(電荷耦合裝置)相結合，可替代地表示為照相機。 這裡應用的YAG屏是Ce (鈰)摻雜的石榴石。根據在這樣的傳感 器中相對於它移動帶電粒子束時產生的信號的測量，通過自動的電 子檢測和計算部件，得到帶電粒子束的特性。在本系統中，通常通 過實現寫入束在寫入束工具中的步進運動，4吏寫入束相對於傳感器 移動，典型地距離在幾百nm至2.5jim範圍左右。在射束工具中的 步進是通過影響兩個偏轉器上的或在一個偏轉器和晶片工作檯上 的電場來進行的。可以在例如三個不同方向一併掃描射束。在這樣 的掃描的過程中，沒置有所謂的刀緣的射束阻擋部件^皮j呆持在系統 的射束產生工具和所述傳感器之間的已知位置。在新傳感器的一種 有利的具體實施方式
中，該阻擋器件被固定於傳感器的表面。
所述阻擋部件的已知的位置可以通過如下 一 組4晉施中的至少 一種並且優選地所有措施的組合獲得，所述措施包括為準確定位 良好的生產實踐；系統的校準，即在安裝機器時在機器中進行測量， 並且優選在晶片的寫入操作過程中以顯著地長於測量時的規則的 間隔進行；以及第三，通過光學測定傳感器和晶片相對於射束工具 的位置。就後者而言， 一種特定形狀的傳感器的阻擋部件被有利地 用於本發明中。用已知的，這裡在晶片上的光學上可測的標記和在 傳感器上的所述標記，通過使用本身已知的光學測量系統，可以知道晶片相對於傳感器的位置。以一種如將在下文中解釋的方式，已 經測定大量的寫入束相對於根據本發明的傳感器的位置後，則可以 知道寫入束相對於晶片的位置。為增強測量準確性的進一步的措施
包括所述阻擋部件被製得儘可能的小並且該阻擋部件;故包括在低 熱膨脹係數的層諸如玻璃(例如微晶玻璃)上的傳感器中。藉助於 根據本發明獲得的準確性，並且藉助於寫入束相對於傳感器的已知 位置，在本發明的一種優選的具體實施方式
中，各個寫入束^皮定^f立 於傳感器上的單獨的、相關的標記之上。
藉助於根據本發明的系統、傳感器和方法，提供了一個框架用 以檢測本身已經知道的射束工具消隱器(熄滅器)(blanker)的特 性、它的《壬^可時間延遲、以及由所述射束工具產生的所有射束的J立 置、束流強度(current)和束點尺寸。對於一個大量多射束工具的 全部射束，這些特性現在可以在相對短的時間內(例如在一分鐘內) 被檢測。如將要在下文說明的，分別使用和不使用刀緣，寫入束的 時間延遲及定4立i吳差可以通過不同的測量方法來測量。在這個方 面，在傳感器水平的情況下，時間延遲是指令"開"或"關"到達 射束工具的瞬間與其在晶片上的作用之間的延遲。
圖1描述了其中嵌入了根據本發明的傳感器S的系統部件和方 法。當帶電粒子束4撞擊至傳感器S上時，尤其是撞擊至其轉換器 元件l上，光束5由轉換器1發射，被照相機2 (即至少由光子接 收器2)接收。經過由電子系統時4中CI控制的預定時間後，光子才妻 收器(即獨立的單元)以常規的方式被讀出，並且數據被提供至系 統中的計算單元Cu中。該計算單元確定與射束特性(i者如位置和 數量)預定值的偏移量，並提供校正值Cor至控制器件CM用於控 制待校準的帶電粒子束工具。這意味著，用於產生圖案的記憶存儲 數據或/和射束工具由所述控制器件自動地調整。因此，對於帶電粒 子束(諸如在多射束帶電粒子系統中的電子束)的特性的測量，在一個優選的具體實施例中，在YAG屏的情況下，藉助於覆蓋轉才奐 器的寫入束阻擋標記6進行所謂的刀緣掃描進行，從這樣的掃描中 得到的圖案從所述YAG屏成像在照相機上，優選CCD照相機上。
圖2、 3和4示意地描述了4艮據本發明的具體實施方式
。除了 所述射束流強度、和射束的X位置和Y位置，測量例如在X方向 和Y方向的各個帶電粒子束的尺寸的能力是可以的。轉換器件1被 -沒置於光子接收器件2的上部。包括刀緣的標記6 (在圖2中稱作 第一示例性標記6)優選最終接近地設置於帶電粒子束4的光路中 的所述轉換器器件l之前。如這裡所描述的，標記6可以並且最優 選地直接位於轉換器件l頂部上。然而，仍然根據本發明，所述標 記6可以可替換地設置於一個已知的位置，進一步地遠離所述轉換 器件1,例如設置在對於帶電粒子可透過的單獨的載板(carrier plate)上。在一種優選的具體實施方式
中，當它被結合地固定於傳 感器的頂部上時，YAG屏也被包含在這樣的載體上，/人而可以如期 望的那樣最終減小射束阻擋材料的厚度。接收器件2在這個實施例 中每4寺4交準的射束由多個即一組網格單元3構成，在16個單元3 的情況下，4艮據優選的具體實施方式
，糹皮布置為正方形構造的結構。 然而，才艮據如本發明構思的基本原則，這樣的結構也可以體現為單 個單元3。
儘管為了清楚而未在例如圖2中描述，在傳感器中的電子束的 ^各徑中，傳感器還包括用於阻擋背景光的薄層，例如一個厚度在 30nm至80nm範圍內的鋁層，包4舌在傳感器的標i己6或帶電衝立子阻 擋層與轉換器之間。通過防止背景光千擾由轉換器(即用寫入束) 產生的光，這樣的背景光阻擋層增強了傳感器的品質。
才艮據本發明，該射束阻擋層或標記6應該足夠厚以充分地阻擋 入射的帶電粒子束，同時另一方面，應該足夠薄以最小化散焦和邊糹!4Sjf造歲丈應(edge roughness effect )。因》匕，標i己6由重金屬構成， 優選由鴒等類似材料構成，厚度一般在50nm至500nm的範圍內。
根據圖3和4的具體實施方式
中的標記6由兩個空間上分開的 部件6B1和6B2構成，並且在掃描的方向7，首先垂直於所述方向 7定向的刀《彖El和兩個隨後的各自在與所述方向成不同4兌角而定 向的刀糹彖E2和E3，如,人俯碎見圖中可知。通過至少一個這才羊的4兌角 的存在，僅需要一個方向7的掃描來測量束點的位置。通過包括兩 個銳邊E2和E3 (各自在不同角度下被定向)，可以改善這種測量， 而不需要顯著地增加所需的掃描時間。連同圖6披露了一種進一步 的傳感器具體實施方式
，其包括標記6C，且需要更多掃描時間， 然而提供相對較好的信號品質。
在圖5中《會出了在與圖4中描述的示例性標記6B的邊血彖垂直 方向上進行掃描的可能的結果，其表示在多個步驟t後，測得的計 數CI。在到達所述示例性標記6的左邊緣E1之前，該光子接收器 件2計數在整個射束中的光子的數量，即單位時間內檢測的恆定數 量的光子CI。在步驟tA時，當帶電粒子束4的右側朝右方向7移 動而撞擊標記6的左邊緣El時，更少的電子將^皮轉化/人而更少的 光子將通過光子接收器件2被一企測到。通過比較到達所述左邊緣A 的預期步驟，才艮據本發明測定了在所述第一方向上帶電粒子束4的 實際4立置。當進一步i也在所述方向7上移動所述帶電4立子束4時， 越來越少的光子被4企測出。最終在步驟tB處，被測得的光子的數 量達到最小值。帶電粒子束4現在一皮標記6B完全阻擋。對應於tB 和tA之間的步驟的掃描的長度是在所述第一方向7上的射束4的 尺寸的量度。在邊緣E1-E3處，強度在高和低水平中間的步驟被取 定為射束的位置。射束在第一方向7移動時將通過的下一邊糹彖E2 不以垂直於所述第一方向7,皮定向。由於這個第二邊糹彖E2的定向， 寫入束4將在不同的步驟tC到達所述邊緣E2,這取決於它在傳感器平面上在垂直於所述第一方向的方向上的位置，即如俯;現圖所 示。繼續在第一方向7上移動，通過光子接收器件2，越來越多的 光子糹皮;險測到。在描述的具體實施方式
中，通過在單個方向掃描， 乂人而實現多個方向上的位置測量。然而，這種^r測器和方法的可能 的缺點為測量寫入束特性所需的數據量。然而隨著計算機技術的進 步，這種現有的缺點預期會消失。
在才艮據本發明的方法和系統中，為了進行足夠的掃描以將所謂 的測量噪聲平均化，使用了具有面元劃分(binning)能力快速照相 機。進行預定最少次數的掃描以便獲得想要的準確性進而在要求內 測定射束的位置。用這種類型的才企測器，無需不存在死區，CCD和 CMOS照相機是同樣可行的。兩者中任一個的實際應用是基於可得 到的照相機的精度，面元劃分能力，以及非常重要的，讀出速度和 每秒可能的幀。
如根據一種優選的具體實施方式
，當使用刀緣掃描和合適的標 記6時，不^又單個寫入束的位置和束流強度^皮測定，而且在兩個或 三個方向上的束點尺寸也糹皮測定。通過掃描標記6B,測量信號將 如圖5所示，或當應用圖6的標記6C時，如圖7中所示。才艮據信 號的升高和降低，獲得高斯射束的位置和cj (sigma)。才艮據最大信 號獲得射束流強度。圖6中示出了一個可能的和當前優選的標記6。 用刀糹彖掃描，所有的束點位置、束點尺寸、束流強度和時間延遲以 及消隱器的機能，根據本發明都可以作為各個寫入束的主要特性被 測量。
才艮據本發明的 一種具體實施方式
可以以 一種有利的方式4皮測 量的 一 個特性是射束相對於消隱信息網才各(blanking information grid)的位置。換言之，對應於消隱信號的真正的射束位置。根據 進一步的研究工作，檢測到的寫入束的位移可以分為射束的真正物 理位移和消隱信號相對於根據本發明的光刻系統中的內部時鐘CI的相對時間延遲，其中，帶電粒子束一皮作用於電子(消隱)4言號上 的消隱裝置(熄滅裝置)接通(開)和關閉(關)。在校準單個射
束時，兩種作用均祐:4交正。
才交準所述位置和定時誤差的最簡單的方法是 一 次測量總的位 移。根據本發明的進一步的方面，以單個瞬時測量總的位移。這是 通過消隱寫入束來進行。當它位於預定的布局位置時，寫入束4掃 描越過傳感器S並且^皮接通(打開)。將射束4接通預定時間。通 過在檢測器6之上進行多個掃描，獲得測量所需要的電子數目。因 為在這種測量方式中，其有利地降低噪聲，通過消隱在產生射束4 的射束工具內的射束4，獲得在傳感器S上的寫入束4的束點，並 物理位移和時間延遲均被測量。有利地，在另一種測量中，在不同 位置處，射束4^L4妻通和關閉多次。
很顯然，從上述出發，在本發明範圍內的各種具體實施方式
可 以被進一步地發展。這樣的一個實例由圖6提供，圖6示意性地示 出了根據本發明的傳感器的上表面，示出了多個同樣定向的阻擋元 件6,這裡用6C表示。該阻擋元件包括至少三個銳邊C1、 C2、 C3 相互地以120。的角定向。才艮據本發明，以這樣的方式，測得的束點 特性可以與橢圓形相擬合。可替換地，可以使用60度角，乂人而形 成正三角形。以這才羊的方式，可以在至少三個方向(^口優選的)進 行掃描。然而在本發明的進一步的具體實施方式
中，這樣的阻擋元 件6C設置有大於90度的角。用這樣的措施，根據構成本發明基礎 的構思，投射的聚焦射束完全被標記阻斷的機會被優化。換句話說， 在標記的邊緣部位上掃描射束點,人而打斷測得的信號的才幾會糹皮最 小化。第二，用大於90度的角，刀》彖掃描可以仍然在多於兩個方 向上進4於，增強測定束點形狀和尺寸的能力。最優選的標記3皮構造 成正六邊形，包4舌兩組這才羊的4兌邊C1、 C2、 C3。以這樣的方式，早期提到的兩個特點均被結合至該標記中，此外，該標記提供了收 集往復兩運動信號的能力。
在優選的傳感器的進一步的具體實施方式
中，多個^尤選的六邊 形被包括在傳感器的表面上用於各個待校準的射束。以這樣的方 式，正確地定位掃描的機會以及在一個方向上通過具有多個獨立銳 邊所進行的測量品質均^皮增加。在一個利用這種傳感器的方法中，
優選在如附圖中所指的多個方向Dl至D3往復地進4亍掃描，各個 方向Dl至D3垂直於所述銳邊Cl至C3之一。傳感器表面上的所 有標記具有相同的空間定向。它們祐L優選地布置，從而當在垂直於 標記的邊之一的一個特定方向掃描帶電粒子束時，掃描的射束將遇 到一個相應地定向的邊，而不管其相對於傳感器的位置。換言之， 當改變位置時，不同標記的相應地定向的邊彼此連4妻。以這種方式， 一個掃描的射束將在其被接通的位置附近，總是遇到在相同方向定 向的刀糹彖，即相鄰標記附近，即在平4亍方向上相鄰的其刀糹彖。射束 4的這才羊的掃描Dl、 D2或D3可以發生在所述目標表面區i或上越 過例如約2.5pm的寬度。換句話說，傳感器的相互位置，即其上的 標記和射束工具是這樣的在一個方向掃描時，遇到刀糹彖的4幾會是 一次。有利地，刀^彖;故測量許多次，例如通過一個因子測得最大預 期的束點寬度，其中所述因子是在預期圓形束點形狀情況下的寬度 或直徑的1至6倍的範圍內。關於每個寫入束的標記數量，可以利 用每個寫入束的多個標記的比例，從而增強在掃描的範圍內當掃描 一個帶電粒子束時，快速地遇到刀鄉彖的才幾會。然而，才艮據本發明， 一個甚至更迅速的結果是在一種具體實施方式
中被獲得，其中採用 了每個射束一個標記的比例，所述比例是a.o.有利的，因為一個射 束的絕對位置可以容易地被測定。在僅具有13000個寫入細射束(具 有45nm的典型束點尺寸)的本實施例中，刀糹彖C1-C3的典型的寬 度可以是大約270nm，在本實施例中^皮增加至300nm。
26圖7，以一種對應於圖5的方式，通過點8提供了在一個方向 上、在多個4兌邊(例如多個邊Cl)上的至少一個掃4笛的一組示例 性的測量數據，以及從所述組的測量數據數學上推導的擬合跡線(fit trace) 9。由於用於測量大量多個寫入束的本傳感器^皮:沒計成有點 慢，與在顯微術中所使用相比該測量頻率是低的。在後者的情況下， 以kHz的數量級而不是以本情況中的Hz的數量級進行測量，可替 換地表示為，其中獲得了實際上連續的信號，本測量系統來自下面 的i人識如果進4亍擬合，則有限量的測量^t據，例如每秒、6個讀悽t， 是足夠的，同時該測量系統也來自這樣一個認識擬合而不是實際 軌跡足以導出以上描述的射束工具特性。在後者的方面，例如擬合 跡線9的斜率是在掃描方向上的束點尺寸的指示。用目前設計的傳 感器，對於待校準的大量多個寫入束的特徵值的檢測，在多數情況 下將顯著地快於重新定位已知的、相對快的光單元和刀糹彖傳感器 (knife edge sensor )，正如/人顯樣i術可以知道的，在它的4吏用中， 對於一個多射束工具，需要從射束至射束進行。從一個由此獲得的 信號中，除了例如定時延遲信息，上升和下降時間也一皮得到，並且 寫入束的束流(強度)被得到。
無需多言，除了這裡以上提到的也可以設計各種其他的形狀以 實現在甚至多於三個(即在多個)方向上進行4兌邊掃描。然而，三 個方向的掃描被認為是合理的掃描方向的量，以經濟地並且相當精 確地測定例如束點尺寸和形狀。因此，事實上，通過在傳感器上的 步進而不是通過掃描進行測量。在步進時，當射束^皮相對於傳感器 定位在它的預期的位置時，射束接通(開)。根據得到的信號相對 於預期信號的偏離，可以得出射束工具的消隱裝置的束點位置誤差 和定時誤差。根據本發明，當射束產生的束點在傳感器上沒有超過 -陂標記阻擋的部分時，射束一皮進一步4妾通。圖8示意性地提供了如包括在根據本發明的光刻系統中的晶片 的俯3見圖。為了圖的簡化，圖中各種場F已經乂人圖中^皮省略。該圖
的光刻系統中，在晶片位置10的附近可以包括多個傳感器11。例 如一個傳感器可以位於一個開始位置處，例如在如圖6的實施例中
繪出的晶片位置10的左側和上側。隨後，根據場F的數量，傳感 器以規則的距離分布在晶片位置IO之上的粒子束髮射裝置12的軌 跡13之上。軌跡13僅部分地由數個箭頭表示。傳感器被包括於非 常接近晶片10的光刻系統中，從而將射束工具的行程最小化。在 這個示例性的實例中，按照晶片的每5或6個場F包括傳感器11。 在射束工具處理最後一組場F以後，移動至初始^f立置，這裡在圖的
左上側，同時晶片乂人系統中退出。
關於由傳感器使成為可能的並且以4艮據本發明的方法進4亍的 不同類型的測量，值得注意的是，對於寫入束的束流強度測量，射 束將祐 沒置於4企測器的YAG區域之上，並且用連續的4妄通射束測 量(beam-on measurement )來測量束流強度。進4亍多次(量級為10-20 次)測量，並且測定它們的平均束流強度。用根據本發明的傳感器， 對於所有13000條射束，這可以在不到1秒內完成。根據由此產生 的數據測定從射束到射束的束流強度變化。對於這樣的具有1 nA 的束流強度測量，所需的時間典型i也為160)lis。然而，典型i也在15jlis 內， 一個CCD阱(well)將被填滿。因此，進行多個測量時，典型 地在約10-15的範圍內進行，並且將測定這些測量的平均束流強度。 對於所有射束，這可以在不到1秒內被完成。還根據數據測定了從 射束到射束的束流強度變化。基於束流強度測量，該射束工具系統 測定是否有效射束的平均束流強度在規定範圍內。如果不是，或者 束源的設定值,皮調整直到已經達到有效的測量，或者當上述方法不 可能時，系統測定在即將出現的曝光過程中是否該束流強度^皮預期會保持恆定或者是否需要替換束源。用預定的投射射束的開/關比 例，並通過進行定時轉換束流強度測量，測量了脈沖寬度變化。
正如以上所指出的，關於射束位置、DC(直流)相位噪聲以 及通常為高斯分布的束點強度的點擴展函數，包括上升和下降時 間，已經發展了兩種可選擇的測量法，這些測量法將在下文中稍樣吏 進一步詳細地被討論 一種方法使用連續接通(開)的射束，而另 一種方法使用4叉在定時間隔內接通(開)的射束。用射束連續接通， 可以測定射束 <立置和在 一 個方向上的高斯分布的點擴展函教: (PSF)。用定時掃描，測量所掃描的PSF (包括上升或下降時間) 以及所掃描的電子束位置的移位，包括DC相位噪聲。
為了連續測量，藉助於射束4妄通，進行了步進偏轉。測定了刀 緣關於偏轉電壓的位置，其是射束相對於它的名義位置的位置變化 的度量。如果相對於晶片工作檯位置，已知邊緣的精確位置，則可 以測定該精確射束位置。 一個測量跡線表示整體的射束點。由高斯 射束曲線出發，該跡線因此代表高斯函^的積分。這用來擬合測量 結果與累積高斯線(cumulative Gaussian )。根據擬合的高斯線，確 定了 PSF。如果測定束點沒有糹皮形成為一個高斯線，則進行束點形 狀的更準確的一次測定。然後測量結果與其它許多結果一起與預先 測量的束點形狀進行擬合。
圖9,即其中左手側的曲線圖，^是供示出了這裡以上討論的束 點強度A/m的連續測量和高斯分布，可替換地表示為束點形狀，如 由射束4在根據本發明的傳感器S上(或在另 一個目標諸如晶片上) 產生的。右手側圖糹是供了相對於射束偏轉的CCD信號讀悽t Sccd， 是在用於兩個寫入束Bm和Bn的寫入束工具中用施加的偏轉電壓 Vd所測量。如在右側圖上所反映的各個測量結果對應於高斯線下 的在束點上從無限到確定點(其代表刀緣的位置)積分的面積。因 此可以看出，由其中的測量數據得出的右側圖中的跡線表示積分的高斯線。在射束工具中具有13000條寫入束的本實施例中，用於測 定射束位置的偏轉範圍被設定為300nm，而刀緣被設置於名義起始 位置。以這樣的方式，確^f果了具有最大約100nm的位移的射束穿過 相關的刀緣。對於設定測量的步進大小，它來自用於擬合高斯曲線 所需的最小數目的點。各個點的測量所需要的時間的量由幀的讀出 速度來確定，其設定各個單個掃描的時間。
連同圖10和11，作為前述的一個^# ,並且作為Y尤選測量方 法，例示了定時測量。用定時測量方法，每單個掃描的點的悽欠量淨皮 顯著地降低。在這方面，藉助於刀糹彖和幾個各自的寫入束B1到B3 對所需的"開"4立置的圖示，圖10例示了這種所謂的定時刀糹彖原 理。通過使用每個通^各的時間延遲可實現寫入束"開，，的"定位"， 這可獲自之前的曝光並且設置在系統中，優選通過射束工具，尤其 來自其控制單元。這種時間延遲在圖11中由雙側箭頭14表示，而 方塊示出射束被設定至"開"模式的時間段。後者是通過射束工具 的消隱系統來進^^,並且表示在傳感器上射束點的存在。對於寫入 束測量，可以i人為射束沒有一皮急劇地偏移(相對於之前的測量小 於10nm),因此可以使用用於之前曝光的每個通路的時間延遲。因 此，由於DC相射束位置的改變，測量結果是掃描寫入束Bl相對 於之前測量的位置偏移B1，S1 - B1，S5。用這種方法測量的PSF還包 ，括上升或下降時間。為了進行這種測量和獲得在刀》彖附近的至少五 個數據點，進行了不同的掃描。射束接通序列(beam -on sequence ) 的寬度僅覆蓋單個刀緣。射束接通位置的位移是或在數據系統中或 通過調整平均偏轉電壓獲得。
由前述，相同的發明是在根據以下各行限定的可替換的描述 中。在這方面，可以闡述為，本發明涉及一種用於衝交準多個帶電杉
子束相對於^:此的位置和正確性的傳感器。所述裝置或射束工具包
括具有已知的相對於彼此的相對位置的一組帶電粒子^r測器。所述帶電粒子檢測器設置有包括有限數目的網格單元(grid cell)的檢測 區域。網格單元的所述有限悽t量至少等於四。帶電粒子才僉測器一皮剛 性地彼此連接。寫入束的正確性由根據本發明的系統的控制單元通 過以下來確定5于于由寫入束傳感器所測量的預定的一組(set)特 性，通過確定是否該組的所有測定值(即每個各自特性的每個值) 都在對於每個各自特4i限定的預定範圍內。
該裝置還包括計算單元通過使用在所述組的帶電粒子才全測器 中的所述已知的相對位置來測定所述多個帶電粒子束的設計位置 與由所述組的帶電粒子檢測器檢測的所述多個帶電粒子束的位置 之間的差異，並且計算校正值以校正所述測定的差異。基於所述計 算單元的計算，該裝置還適用於單獨射束的個體像圖的調整 (adaptation )。完全一才羊i也，該裝置以才目同的方式適用於調整CD (臨界距離)控制。如果需要，可以在相同的裝置中實施所有類型 的所指出的調整。
該裝置的所述位置校正器件還可以包括多個靜電偏轉器。所述 帶電粒子檢測器可以包括將一個所檢測的帶電粒子轉換成至少一 個光子的轉換器件；光子接收器件，沿著光路位於所述轉換器件之 後，以檢測由所述轉換器件產生的所述至少一個光子。
所述轉換器件可包括一個設置有螢光層的板，以進行所述轉 換，並且所述螢光板可包括YAG晶體。該光子接收器件可包括有 限量的網格單元。光學系統可以^皮設置於所述轉換器件和所述光子 接收器件之間。這樣的光學系統-皮_沒置從而將所述轉換器件在特定 位置產生的光子引向在所述光子接收器件中的相應位置。該光學系 統在一種具體實施方式
中是一個》文大光學系統。所述標i己一皮連4妄至 所述轉換器件上。所述帶電粒子束工具尤其體現為一個電子束工 具。該電子束工具更尤其是一種光刻系統。除了如在前面描述的概念和所有與之有關的細節外，本發明還 涉及如在提出的權利要求中限定的所有特徵，同時涉及由本領域技 術人員從以上提到的與本發明相關的附圖中可以直接和明確地得 出的所有細節。在所附的權利要求中，並非固定前面術語的意義， 對應於圖中結構的任何標號是出於支持閱讀權利要求的原因，其被 包括僅作為所述前面術語的示例性的含義。
權利要求
1.一種測量帶電粒子束系統、尤其是直接寫入光刻系統的大量帶電粒子束的特性的方法，其中-通過利用轉換器元件，將所述帶電粒子束轉換成為光束，-使用與所述轉換器元件共線設置的諸如二極體、CCD或CMOS裝置的光敏檢測器陣列，用於檢測所述光束，-在所述檢測器曝露於所述光束以後，從所述檢測器中電子地讀出所產生的信號，-利用所述信號來測定一個或多個射束特性的值，從而使用自動化的電子計算器，以及-電子地調整所述帶電粒子系統，從而基於所述計算的特性值，對於各自一個或多個特性，對所有或多個所述帶電粒子束的超出規定範圍的值進行校正。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，射束特性的測定基於從所 轉換的帶電粒子束(4)產生的信號，從而使用包括在相對於 所述轉換器的已知位置處的阻擋元件來進行。
3. 根據前述權利要求所述的方法，其中，所述特性的測定是基於 一組信號，所述信號是當在所述組中的每個信號點之間通過已 知^扁移4皮此相只於i也移動所述阻擋it/f牛和所述帶電並立子束時所 獲得的。
4. 衝艮據前述權利要求所述的方法，其中，所述帶電粒子阻擋元件(6)與所述轉換器元件結合使用，並位於所述轉換器元件的 頂部附近，尤其在其頂部上。
5. 根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述系統的 調整是通過至少以下之一進4亍-電子地調節電子lt據，尤其控制教:據，以-使通過所述 帶電粒子束系統成^f象圖案，-調節線寬，以及-尤其通過引入時間延遲，電子地影響所述射束系統的 位置調節器，用於調節一個或多個帶電粒子束的位置。
6. 才艮據前述4又利要求所述的方法，其中，^義通過調節所迷電子數 據來調整所述系統。
7. 才艮據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述帶電粒子 束的束點尺寸小於所述轉換元件的解析度。
8. 根據前述權利要求所述的方法，其中，光束強度被用來測定射 束特徵值。
9. 根據前述權利要求所述的方法，其中，刀緣與所述光強度一起 用於在一個方向上得出束點尺寸的值。
10. 根據前述權利要求所述的方法，其中，在至少兩個，尤其三個 方向上，束點尺寸的值用來得出束點形狀。
11. 才艮據前述片又利要求中任一項所述的方法，其中，射束特性的測 定是基於由在所述阻擋元件上每次在一個方向上進行掃描的 帶電粒子束步進前進產生的多個信號來進行。
12. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在這樣的掃描 過程中，尤其以預定程序及時地，將射束關閉和4妄通。
13. #4居前述4又利要求中4壬一項所述的方法，其中，在一個方向上 多個掃描過程中，相對於所述掃描的起始點，逐漸增量地延遲"關閉"和"4妻通"。
14. 才艮據前述一又利要求中任一項所述的方法，其中，脈衝寬度的變 化通過^f吏用具有預定射束開/關定時的測量來測定。
15. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，由帶電粒子束 撞擊所述轉換器產生的光束被光學地調節而由所述光敏檢測 器接收，尤其藉助於透鏡系統，更尤其使得所述產生的光束被 保持彼此分開，即被調節從而在所述產生的射束之間沒有重疊 發生。
16. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，許多射束特性 通過使用射束檢測器得到，所述射束檢測器包括射束阻擋元 件、轉換器元件、電子可讀的光子接收器元件、用於實現電子 束和射束阻擋物的相對運動的致動器、以及電子計算單元(Cu),所述特性至少包括射束位置、作用在所述粒子束上的 可能的消隱裝置的定時延遲、束點尺寸、束流強度以及消隱元 件機能中的一個或多個。
17. 才艮據前述4又利要求中任一項所述的方法，其中，所述帶電粒子 束系統，至少它的射束產生部件設置有光學傳感器，並且其中 用於檢測射束特性、尤其是在其上的阻擋元件的圖案的傳感器 用於光學上才企測所述系統相對於獨立可移動的工作檯的位置， 所述工作檯用於容納目標表面並且包括所述才企測器。
18. —種測量帶電粒子束系統、尤其是直4妻寫入光刻系統的大量的 帶電粒子束的特性的方法。
19. 體現用於實施根據前述權利要求中任一項所述的測量方法的 一種傳感器。
20. —種用於測量諸如在光刻系統中以及諸如在多射束檢測工具 中 一個或多個粒子束的一種或多種特性的傳感器，其特徵在 於，所述傳感器包括用於將粒子束轉換成為光束的轉換器，以 及光子接收器，所述光子接收器被設置成用於接收粒子束入射 時由所述轉換器發射的光束，並將來自所述接收的光束的光轉 化為電子信號，使得通過電子控制系統可以從所述傳感器讀出 所述信號。
21. 根據前述權利要求所述的傳感器，其中，射束阻擋元件被設置 至所述轉換器的表面。
22. 根據前述權利要求所述的傳感器，其特徵在於，對於各個細射 束4是供了單獨的阻擋元件，尤其包括在已知的相對位置。
23. 根據權利要求20、 21或22所述的傳感器，其中，所迷阻擋元 件設置有垂直於所述轉換器器件的表面的 一 個銳邊。
24. 根據前述權利要求20-23中任一項所述的傳感器，其中，所述 阻擋元件i殳置有許多4兌邊。
25. 才艮據前述4又利要求20-24中4壬一項所述的傳感器，其中，所述 阻擋元件由重金屬構成，優選鵠，優選厚度在50至500nm範 圍內，尤其是，所述厚度足夠厚以充分地阻擋入射的帶電粒子 束，並且在另 一方面足夠薄以最小化散焦和邊緣粗糙度效應。
26. 根據前述權利要求20-25中任一項所述的傳感器，其中，所述 傳感器包括在所述刀緣和所述轉換器之間，尤其厚度在30nm 至80nm範圍內的薄層的輕金屬i者如鋁。
27. 根據前述權利要求20-26中任一項所述的傳感器，其中，所述 傳感器包括至少一個阻擋元件，所述阻擋元件具有互相地包含 在六邊形中、尤其在具有120度的標稱值的角度下的三個銳邊。
28. 根據前述權利要求20-27中任一項所述的傳感器，其中，光學 系統被包括在所述轉換器元件和所述光敏檢測器之間。
29. —種傳感器，用於測量帶電粒子束系統、尤其是直接寫入光刻 系統的大量帶電粒子束的特性。
30. —種使用帶電粒子束工具、用於傳送圖案至目標表面上的光刻 系統，所述工具能夠產生多個帶電粒子束用於將所述圖案寫在 所述表面上，其中應用才艮據權利要求1所述的測量方法和才艮據 權利要求20所述的傳感器中的任一種。
31. —種使用帶電粒子束工具、用於傳送圖案至目標表面上的光刻 系統，所述工具能夠產生多個帶電粒子束用於將所述圖案寫入 所述表面，從而當通過所述系統的消隱部件將所述圖案寫入所 述表面時，單獨地關閉和4妻通各個射束，並且至少在寫入作用 之前，使用包括在遠離所述目標表面的位置上的傳感器來4企測 寫入束的特性，其特徵在於，所述傳感器被設置在所述系統中 用於同時地直接檢測所有所述寫入束，所述傳感器此外包括將 所述粒子束的每一個轉換成為光束的轉換器，所述傳感器還包 括諸如光電二極體元件的光敏元件陣列，用於檢測這樣的光 束，並且用於在暴露給光時產生電荷，其中陣列由計算單元至少基本上同時讀出，所述計算單元緊接著這樣的讀出提供校正 值信號至所述粒子束工具的控制器，和/或提供至用於所述圖 案的控制器，用於調節代表所述圖案的電子數據。
32. 根據前述權利要求所述的系統，其中，所述傳感器還包括阻擋 元件，其被包括在所述轉換器的頂部。
33. 根據權利要求31或32所述的系統，其中，所述系統的調整是 通過以下至少之一來進4亍-電子地調節電子數據、尤其是控制數據，用於通過所 述帶電粒子束系統成^f象圖案，-調節線寬，以及-電子地影響所述射束系統的位置調節器件，用於調節 一個或多個帶電粒子束的位置。
34. 根據前迷權利要求31-33中任一項所述的系統，其中，基於來 自所述傳感器的信息，計算單元提供校正值，用於校正下述中 的一個或多個平面，優選地平行於所述目標區域的平面的兩 個方向上的粒子束的位置、所述粒子束的強度或束流強度、所 述粒子束的高斯分布特性的束點位置和束點尺寸、以及CJ。
35. 根據前述權利要求31-34中任一項所述的系統，其中，在所述 傳感器上粒子束進行掃描並且在它預期位於預定位置的情況 下淨皮4妄通，尤其是/人而測定寫入束的位置和定時i吳差。
36. 才艮據前述4又利要求所述的系統，其中，所述射束#皮*接通預定的 一#殳時間，尤其/人而測定脈衝寬度變化i吳差。
37. 4艮據前述4又利要求31-36中任一項所述的系統，其中，在所述 傳感器上進行多次掃描。
38. 才艮據前述權利要求31-37中任一項所述的系統，其中，帶電粒 子束在所述傳感器上在至少三個不同方向掃描，所述三個不同 方向優選地以相應的角度相互地分布在一個平面上。
39. 根據前述權利要求31-38中任一項所述的系統，其中，帶電粒 子束在不同位置處在傳感器上在單個方向掃描多步，位移超過 所述射束的期望的或測定的束點直徑至少三倍。
40. 才艮據前述4又利要求31-39中4壬一項所述的系統，其中，射束點 的物理位移和用於消隱射束的消隱部件的時間延遲糹皮測量。
41. 一種使用帶電粒子束工具，用於傳送圖案至目標表面的光刻系 統，所述工具能夠產生用於將所述圖案寫入所述表面的多個帶 電粒子束。
42. —種包括工作檯的光刻系統，用於#皮多射束帶電粒子工具處理 的諸如晶片或掩模的物體，所述工作檯設置有根據前述傳感器 權利要求中任一 項所述的多個傳感器，用於測量帶電粒子束的 特性，其中所述多個傳感器中的每一個被用來執行同時測量所 述工具的所有帶電粒子束，並且其中所述多個傳感器以相互的 距離，分布在靠近所述待處理物體的不同位置處，所述距離被 這樣分布4吏在整個處理晶片時所述射束工具的4史正進4亍不止 一次，尤其是從而使能夠整個處理有效率，即與單個傳感器系 統相比所述系統的處理量沒有顯著的損失。
43. 根據前述權利要求所述的光刻系統，其中，所述使能夠的實現 是通過相對於待處理的所述物體關於所述射束工具所沿著的 軌跡以均勻、至少相應的距離分布至少兩個傳感器。
44. 根據權利要求42或43所述的光刻系統，其中，應用了根據前 述4又利要求1-19中任一項所述的方法、才艮據前述衝又利要求 20-29中任一項所述的傳感器、以及根據前述權利要求31-43 中任一項所述的光刻系統。
45. —種用於傳送圖案至目標表面的光刻系統，具有在所附的說明 書中描述的和/或在附圖中示出的一個或多個表4正特性。
46. —種用於測量諸如在光刻系統中和諸如在多射束4金查工具中 的一個或多個粒子束的一個或多個特性的傳感器，具有在附隨 的說明書中描述的和/或在附圖中示出的一個或多個表徵特性。
47. —種測量帶電粒子束系統、尤其是直4妄寫入光刻系統的大量帶 電粒子束的特性的方法，包括在附隨的說明書中描述的和/或 在附圖中示出的一個或多個表徵步驟。
全文摘要
本發明涉及光刻系統、傳感器和方法，其用於測量帶電粒子束系統，尤其是直接寫入光刻系統的大量的帶電粒子束的特性，其中帶電粒子束通過使用轉換器元件被轉換成為光束，使用與所述轉換器元件共線設置的諸如二極體、CCD或CMOS裝置的光敏檢測器陣列來檢測所述光束，在其暴露於所述光束以後，從所述檢測器中電子地讀出產生的信號，利用所述信號來測定一個或多個射束特徵的值，從而使用自動化的電子計算器，電子地調整該帶電粒子系統，從而基於所述計算的特性值，對所有或多個所述帶電粒子束校正超出規定範圍的值，各個值對應一個或多個特性。
文檔編號H01J37/317GK101300656SQ200680040394
公開日2008年11月5日 申請日期2006年9月14日 優先權日2005年9月15日
發明者埃爾溫·斯洛特, 彼得·克勒伊特, 斯泰恩·威廉·卡雷爾·赫爾曼·斯騰布林克, 蒂斯·弗蘭斯·泰佩恩, 馬爾科·揚·哈科·威蘭 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司