專利名稱：光刻系統(tǒng)、傳感器、轉(zhuǎn)換元件以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種帶電粒子光刻系統(tǒng)；尤其是有關(guān)一種無屏蔽式帶電粒子系統(tǒng)、有關(guān)用于該系統(tǒng)的傳感器，特別是用以確定帶電粒子射束性質(zhì)的傳感器、有關(guān)用于該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換元件，以及其制造方法。
背景技術(shù)：
帶電粒子小射束(beamlet)光刻系統(tǒng)是利用多個(gè)帶電粒子小射束以將圖案轉(zhuǎn)印到目標(biāo)物的表面上?？赏ㄟ^在該目標(biāo)物表面上掃描該小射束來劃寫該圖案，同時(shí)能夠以可控制的方式阻擋這些小射束的軌跡(trajectory),由此產(chǎn)生能夠被啟動(dòng)或關(guān)閉的小射束?？梢酝ㄟ^小射束在阻擋表面上的靜電偏轉(zhuǎn)來建立該阻擋。此外，或可選地，可沿該軌跡對這些小射束的尺寸和形狀加以調(diào)適。偏轉(zhuǎn)、塑形和/或尺寸調(diào)適可通過一個(gè)或更多電子光學(xué)組件來執(zhí)行，例如，孔徑陣列、靜電偏轉(zhuǎn)器陣列和/或小射束消隱器。為將一圖案轉(zhuǎn)印于該目標(biāo)物表面上，可根據(jù)調(diào)制信息進(jìn)行小射束的可控制阻擋，并結(jié)合這些小射束在該目標(biāo)物表 面上的移動(dòng)。美國專利第6，958，804號中描述了多項(xiàng)帶電粒子小射束光刻系統(tǒng)的范例，其公開內(nèi)容整體以參考方式結(jié)合在本文中。這種光刻系統(tǒng)可具備極為大量的小射束，即，10，000數(shù)量級或更多，例如，13，000
個(gè)。而未來設(shè)計(jì)甚至著眼于1，000，000數(shù)量級的小射束?，F(xiàn)今電子射束光刻系統(tǒng)的一般目標(biāo)是在于能夠以高分辨率來圖案化目標(biāo)表面，一些應(yīng)用項(xiàng)目能夠成像出具有遠(yuǎn)低于IOOnm特性尺寸的關(guān)鍵維度的圖案。對于這種多重小射束、高分辨率光刻系統(tǒng)而言，若要擁有市場競爭生存能力，重點(diǎn)在于必須能夠精準(zhǔn)地知曉并控制該帶電粒子小射束中的每一個(gè)的位置。此外，對于該目標(biāo)物表面處的光點(diǎn)尺寸和形狀以及小射束強(qiáng)度的知識與控制也是關(guān)鍵所在。由于各種條件因素之故，諸如，制造容忍度(tolerance)和熱性漂移(thermal drift),這種小射束的特征可能會(huì)偏離于其所盼望和所期待的特征，而如此可能造成這些偏離的小射束無法進(jìn)行準(zhǔn)確的圖案化。其中，這種偏離可包括位置上的偏離、當(dāng)曝出于該目標(biāo)物表面上時(shí)在光點(diǎn)尺寸上的偏離，和/或在小射束強(qiáng)度上的偏離。偏離小射束可能會(huì)嚴(yán)重地影響到要?jiǎng)潓懙膱D案的質(zhì)量。因此，希望檢測出這些偏離，以便能夠采取校正措施。在傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)中，各個(gè)小射束的位置是通過頻繁地測量小射束位置來確定的。而知曉小射束位置，就可以將該小射束移位至正確位置。為了進(jìn)行正確劃寫，在幾納米的數(shù)量級的距離內(nèi)確定該小射束的位置是有利的。已知的小射束位置校正方法通常包括至少三個(gè)步驟測量步驟，其中測量該小射束的位置；計(jì)算步驟，其中將該小射束的所測得位置與該小射束的期望的預(yù)期位置作比較；以及補(bǔ)償步驟，其中對該所測得位置及該期望位置之間的差值進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償步驟可在該光刻系統(tǒng)的軟件或硬件內(nèi)執(zhí)行。在先進(jìn)的帶電粒子小射束光刻系統(tǒng)中，除位置控制外，小射束光點(diǎn)尺寸控制可具有同等的重要性。光點(diǎn)尺寸測量的期望規(guī)格包括確定在30nm至150nm范圍內(nèi)的小射束光點(diǎn)尺寸；具有3個(gè)小于5nm的σ值的光點(diǎn)尺寸測量的準(zhǔn)確度；以及這種光點(diǎn)尺寸測量在單一傳感器內(nèi)具有3個(gè)小于5nm的σ值的可重現(xiàn)性。有利的是，在光刻系統(tǒng)操作過程中確定如小射束位置和/或小射束光點(diǎn)尺寸等的特征，以允許早期位置和/或光點(diǎn)尺寸校正，以改善目標(biāo)物表面圖案化的準(zhǔn)確度。為了限制對于吞吐量的負(fù)面效應(yīng)，即，能夠在預(yù)定時(shí)段內(nèi)進(jìn)行圖案化的目標(biāo)物表面的數(shù)量，會(huì)希望能夠在一有限時(shí)段內(nèi)執(zhí)行測量該等帶電粒子小射束的特征的方法而不致犧牲準(zhǔn)確度。已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的申請人的已公開的第2007/057204號美國專利申請描述了一種用于測量大量帶電粒子小射束(尤其是用在光刻系統(tǒng)中的帶電粒子小射束)的性質(zhì)的傳感器，該申請的全部公開內(nèi)容以參考方式結(jié)合在本文中。
美國專利申請第2007/057204號中描述了一種傳感器及方法，其中，利用諸如熒光屏(fluorescent screen)或經(jīng)摻質(zhì)的YAG材料等的轉(zhuǎn)換元件,將帶電粒子小射束轉(zhuǎn)換成光束。接著，通過諸如二極管、C⑶或CMOS器件等的光敏檢測器陣列，檢測該光束。可通過在單一操作中讀取大量光敏檢測器來獲得相當(dāng)快速的測量。此外，該傳感器結(jié)構(gòu)，尤其是光檢測器陣列，能夠測量具有非常微小間距的眾多射束，而無須在光刻系統(tǒng)的階臺(tái)(stage)部分的區(qū)域內(nèi)設(shè)置過大的結(jié)構(gòu)性設(shè)施。然而，有鑒于業(yè)界中對微小維度的持續(xù)遞增需求而又不希望造成吞吐量損失，故而還需要提供測量光刻系統(tǒng)內(nèi)(尤其是包括大量帶電粒子小射束并且被設(shè)計(jì)成提供高吞吐量的光刻機(jī)器中)的小射束性質(zhì)的更加精確的裝置和技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種更為準(zhǔn)確的傳感器，其適合于運(yùn)用在帶電粒子光刻系統(tǒng)中，具備經(jīng)強(qiáng)化的分辨率性能。為此目的，本發(fā)明提供一種帶電粒子小射束光刻系統(tǒng)，用于將圖案轉(zhuǎn)印至目標(biāo)物的表面上，該系統(tǒng)包括傳感器，用以確定一個(gè)或更多帶電粒子小射束的一個(gè)或更多特征，該傳感器包括用于接收帶電粒子并且作為回應(yīng)而產(chǎn)生光子的轉(zhuǎn)換元件，該轉(zhuǎn)換元件包括用于接收一個(gè)或更多帶電粒子小射束的表面，該表面設(shè)置有用于評估一個(gè)或更多單獨(dú)的小射束的一個(gè)或更多單元(cell)，各個(gè)單元包括具有一個(gè)或更多帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻擋圖案，該阻擋結(jié)構(gòu)在該轉(zhuǎn)換元件表面上沿著預(yù)定小射束掃描軌跡在阻擋與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變處構(gòu)成多個(gè)刀口(knifeedges),其中該轉(zhuǎn)換元件表面覆蓋有帶電粒子基本能夠穿透而環(huán)境光線基本無法穿透的涂層，并且其中該傳感器在涂層和阻擋結(jié)構(gòu)之間還包括導(dǎo)電層。該涂層可允許傳感器以更均勻的方式對轉(zhuǎn)換元件表面的顯著區(qū)域上(例如，約3x3mm2區(qū)域上)的帶電粒子接收產(chǎn)生回應(yīng)。該涂層可除去由于例如背景輻射等等的環(huán)境光線而導(dǎo)致的局部性影響。因此，能夠以高分辨率對多個(gè)小射束同時(shí)進(jìn)行感測?？晒┻\(yùn)用于該涂層內(nèi)的適當(dāng)材料包括鈦(Ti)和鋁(Al)。阻擋結(jié)構(gòu)通常包括例如鎢(W)的重金屬，并且在基板的頂部設(shè)置這種結(jié)構(gòu)通常包括一個(gè)或更多蝕刻步驟。運(yùn)用在該導(dǎo)電層的材料，對于這種蝕刻步驟而言，最好是具有高度選擇性。構(gòu)成該導(dǎo)電層的材料中可包括的適當(dāng)材料為鉻(Cr)。使用Cr的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)在于，它能夠按照與Ti相同的方式被沉積，因此可被采用而不致造成顯著的額外工作量或困難度。
在一個(gè)具體實(shí)施例里，本發(fā)明是關(guān)于一種用以將碰撞帶電粒子選擇性地轉(zhuǎn)換成光子的轉(zhuǎn)換元件的制造方法。該方法包括提供一基板，該基板包括轉(zhuǎn)換材料，用于將帶電粒子轉(zhuǎn)換成光子；接著，將該基板覆蓋以包括導(dǎo)電材料的第一層、包括蝕刻停阻材料的第二層，以及包括第三材料的第三層；在該第三層的頂部設(shè)置光阻層(resist layer);圖案化并顯影該光阻層，以構(gòu)成第一預(yù)定圖案，并且蝕刻該顯影的光阻層，直到曝出第三層為止；將所曝出的第三層覆蓋以包括進(jìn)一步蝕刻停阻材料的第四層；舉升該所顯影的光阻層，使得該第三層按照第二預(yù)定圖案曝出，該第二預(yù)定圖案為第一預(yù)定圖案的反版(inversion);按照第二預(yù)定圖案蝕刻該第三層，直到曝出第二層為止；按照該第二預(yù)定圖案蝕刻第四層以及第二層，直到曝出第一層為止。


參照下列附圖，將會(huì)清楚本發(fā)明的各項(xiàng)特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖I示意性地示出了利用將帶電粒子轉(zhuǎn)換成光子的基板的傳感器的概念；圖2A示意性地示出了設(shè)置有阻擋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換元件的截面； 圖2B表示作為圖2A的阻擋結(jié)構(gòu)的位置的函數(shù)的傳送強(qiáng)度的曲線圖；圖2C示意性地示出了與線性邊緣粗糙度有關(guān)的問題；圖3A-3H示意性地示出了制造轉(zhuǎn)換元件的方法的不同階段。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖并且僅以示例的方式對本發(fā)明的一些具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。圖I示意性地示出了傳感器的操作，該傳感器用于確定粒子射束的一個(gè)或更多特征，尤其是帶電粒子小射束的一個(gè)或更多特征。該傳感器包括轉(zhuǎn)換元件I及光子接收器5。轉(zhuǎn)換元件被提供以一圖案，該圖案中包括多個(gè)帶電粒子阻擋區(qū)域8，以及多個(gè)帶電粒子透射區(qū)域7，也稱為非阻擋區(qū)域。轉(zhuǎn)換元件I被設(shè)置成用于接收帶電粒子2并且作為回應(yīng)產(chǎn)生光子3。光子3可通過光學(xué)系統(tǒng)11被導(dǎo)引而朝向光子接收器5。該光子接收器5被連通地耦接于計(jì)算單元，例如，計(jì)算機(jī)13,用于確定帶電粒子2的一個(gè)或更多特征。轉(zhuǎn)換元件I可采取熒光元件的形式，例如熒光屏，或者閃爍元件，例如具有摻入了釔鋁石榴石(YAG)材料的基板。在后文中將以使用YAG屏幕作為轉(zhuǎn)換元件I為例來說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中YAG屏幕可被稱為YAG I。光子接收器5可包括任何適當(dāng)?shù)墓饷魴z測器，諸如，多個(gè)二極管、電荷耦合裝置(CCD)相機(jī)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)相機(jī)。后文中該光子接收器5可被稱為相機(jī)5。此外，雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例可以用于任意類型的(帶電)粒子或光束2，然而，在后文中將參照于電子來討論本發(fā)明的具體實(shí)施例。在小射束尺寸在納米范圍內(nèi)的電子小射束裝置里，例如電子顯微鏡、電子射束光刻設(shè)備和電子射束圖案產(chǎn)生器，直接地觀測由轉(zhuǎn)換元件I的轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的光子并不足以確定諸如電子小射束位置等的特征，原因在于分辨率受限于該轉(zhuǎn)換元件I的波長。為改善準(zhǔn)確度，可橫跨設(shè)置有尖銳邊緣(也稱為刀口(knife edge))的電子阻擋結(jié)構(gòu)來掃描電子小射束。一種利用設(shè)置有刀口的轉(zhuǎn)換元件的傳感器的范例可如美國專利申請案第US 2007/057204號所描述。圖2A示意性地示出了 YAG I的截面，包括設(shè)置有電子阻擋結(jié)構(gòu)的電子小射束接收表面。該電子阻擋結(jié)構(gòu)包括多個(gè)電子阻擋區(qū)域，該電子阻擋區(qū)域設(shè)置有能夠阻擋電子的層
18。該阻擋層18可為金屬層。一種可用以阻擋電子的適當(dāng)金屬是鎢。在這些阻擋區(qū)域之間是非阻擋區(qū)域。撞擊到該電子阻擋結(jié)構(gòu)的非阻擋區(qū)域上的電子射束22實(shí)際上撞擊到該YAG I的表面上或是位于該YAG表面上的涂層上。除阻擋層18以外，在用以阻擋電子的部分中也可出現(xiàn)額外層21。該額外層21可用于提高阻擋層18的均勻度的目的。該額外層21可為金屬層。一種特別地適用于該額外層21的材料的范例為鉻。YAG I可覆蓋有涂層20。該涂層20可為金屬層，用于阻擋背景輻射。一方面，該 涂層20對于帶電粒子而言是基本可穿透的，而另一方面對于環(huán)境光線來說則為基本不可穿透的。由于以上理由，該涂層20的厚度需足以建立以上兩種功能?？捎糜谕繉?0的適當(dāng)材料包括鋁和鈦。如前文所述，為確定電子射束22的一個(gè)或更多特征，可在設(shè)置于YAGl上的阻擋結(jié)構(gòu)上掃描電子射束22(在圖2A中是按標(biāo)示為X方向的方向上)。作為回應(yīng)，在YAG I內(nèi)所產(chǎn)生的光子可通過相機(jī)來檢測。這種掃描和檢測動(dòng)作的示范性結(jié)果可如圖2B中所示意性示出的。圖2B示出了代表由轉(zhuǎn)換元件I發(fā)射的光線的強(qiáng)度作為電子射束22在轉(zhuǎn)換元件I表面上的X-位置的函數(shù)的圖形。當(dāng)該電子射束22整體地位于非阻擋區(qū)域內(nèi)時(shí)，可觀察到最大響應(yīng)，并且若該電子射束22整體位于阻擋區(qū)域的上方，則會(huì)觀察到最小光線。刀口的交叉導(dǎo)致光線強(qiáng)度的陡峭變化。在一些具體實(shí)施例里，為提供魯棒的(robust)測量結(jié)果處理能力，可將超過較高閾值Th的強(qiáng)度水平設(shè)置為處理器的高水平信號值。同樣地，可提供低于較低閾值T1的所檢測的強(qiáng)度水平，作為低水平信號值。閾值Th、T1的使用使得能夠運(yùn)用數(shù)字處理。當(dāng)在一預(yù)定方向上掃描電子射束時(shí)，電子小射束在橫跨刀口時(shí)可能會(huì)遭遇到兩種狀況。在第一種狀況下，小射束會(huì)經(jīng)歷從阻擋區(qū)域到非阻擋區(qū)域的轉(zhuǎn)移。在第二種狀況下，小射束會(huì)經(jīng)歷從非阻擋區(qū)域到阻擋區(qū)域的轉(zhuǎn)移。在對應(yīng)于第一狀況的轉(zhuǎn)移過程中所遭遇到的刀口可以稱為第一種類型的刀口。類似地，在對應(yīng)于第二狀況的轉(zhuǎn)移過程中所遭遇到的刀口可以稱為第二種類型的刀口。這樣，刀口的類型是根據(jù)待測量的小射束的掃描方向而定。若是提到“具有相似類型的刀口 ”則意味著所有所牽涉到的刀口都是關(guān)于第一種類型的刀口或是關(guān)于第二種類型的刀口。關(guān)于在轉(zhuǎn)換元件電子接收表面上設(shè)置的刀口圖案的知識可供確定小射束的一個(gè)或更多特征。通過利用參照圖I所示的傳感器能夠測得的特征以及參照圖2A所描述的刀口圖案包括小射束位置及小射束光點(diǎn)尺寸，其中光點(diǎn)尺寸涉及電子小射束在轉(zhuǎn)換元件I表面上的尺寸。例如，可通過橫跨轉(zhuǎn)換元件的表面沿X方向掃描該小射束，并測量轉(zhuǎn)換元件所發(fā)射的光線的強(qiáng)度從最大值變成最小值或是從最小值變成最大值的位置，以測量小射束位置，如圖2B所示。例如，當(dāng)強(qiáng)度從最大值變成最小值時(shí)，這表示小射束在X方向上被掃描跨過從非阻擋區(qū)域移轉(zhuǎn)至阻擋區(qū)域的刀口。然而，可能存在對于該小射束位在哪一刀口處的不確定性。小射束的尺寸可以通過，例如，當(dāng)該小射束掃描跨越刀口時(shí),測量強(qiáng)度開始從最大值減少的點(diǎn)與強(qiáng)度達(dá)到最小值的點(diǎn)之間的距離來確定。這表示該小射束被部分阻擋且部分未被阻擋的距離。同樣道理，可通過在該小射束掃描跨越刀口時(shí)，測量感測到最大強(qiáng)度與感測到最小強(qiáng)度之間的時(shí)間并且乘上該小射束的掃描速度來確定該小射束尺寸。這些測量也可以在小射束從最小強(qiáng)度移動(dòng)至最大強(qiáng)度的相反刀口上執(zhí)行。請注意，如圖2B所示的測量，以及小射束位置和小射束尺寸測量的討論是關(guān)于具有小于所牽涉到的阻擋區(qū)域和非阻擋區(qū)域的寬度的維度的小射束。這些維度和寬度最好是沿平行于所使用的掃描方向的方向來量取。在許多應(yīng)用項(xiàng)目中，單一的刀口并不適合于獲得具有足夠準(zhǔn)確度的小射束特征。尤其，刀口的所謂的線性邊緣粗糙度(LER)可能會(huì)對小射束測量的準(zhǔn)確度造成限制。圖2D示意性地示出了與LER有關(guān)的問題。在圖2D里，傳感器被布置成檢測移動(dòng)跨越刀口 31的小射束強(qiáng)度，其中刀口 31將電子阻擋區(qū)域33和電子非阻擋區(qū)域34分隔開。刀口 31被設(shè)計(jì)成擁有如虛線32所標(biāo)注的指向及形狀。 若該小射束的X位置遵循一條從阻擋區(qū)域33朝向非該阻擋區(qū)域34跨越刀口 31的軌跡A的假設(shè)下所檢測，而實(shí)際上是遵循軌跡B，則在該掃描方向上的小射束位置對于軌跡A、B 二者來說應(yīng)該是相同的。畢竟，兩條軌跡都是在相同的X位置處交叉于虛線32。然而，從圖2D中容易看出，由于刀口 31的線性邊緣粗糙度之故，小射束對于軌跡A的所測得X位置將不同于對于軌跡B的所測得X位置。在本范例里，依據(jù)單一刀口 31的交叉來確定X位置會(huì)提供不準(zhǔn)確的結(jié)果。圖3A-3H示意性地示出了一種制造轉(zhuǎn)換元件(例如,參照圖2A所討論的轉(zhuǎn)換元件)的方法的不同階段。該轉(zhuǎn)換元件被設(shè)置成將撞擊帶電粒子選擇性地轉(zhuǎn)換成光子。首先，如圖3A所示，基板101被設(shè)置成用于支撐傳感器的另一些覆層。在本文的全篇說明里，該基板101以及被施用于其上的結(jié)構(gòu)的組合被稱為轉(zhuǎn)換元件。該基板101包括轉(zhuǎn)換材料，用于將帶電粒子轉(zhuǎn)換成光子。這種轉(zhuǎn)換材料可為閃爍材料。尤其，對于利用電子作為帶電粒子的應(yīng)用項(xiàng)目，適當(dāng)?shù)拈W爍材料可為包括釔鋁石榴石(YAG)的材料。接著，如圖3B所示，被布置成用于接收帶電粒子的基板101的表面?zhèn)缺桓采w以一層或更多覆層，而該覆層典型地是金屬層。該覆層包括含有導(dǎo)電材料的第一層103。該第一層103是環(huán)境光線基本上不可穿透的，也就是說，該覆層被布置成用來阻擋背景輻射。這種背景光線阻擋層可通過防止背景光線干擾到轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的光線來提高傳感器的質(zhì)量。該第一層103進(jìn)一步是帶電粒子小射束基本上能夠穿透的。為此，該第一層103通常具有約30至約SOnm范圍內(nèi)的厚度。該第一金屬的適當(dāng)材料包括鈦和鋁，Ti更為優(yōu)選，因?yàn)檩^不易隨時(shí)間而氧化，因此具有較好的傳導(dǎo)性以維持該覆層的持久的表面均勻度。此外，該覆層包括含有第二材料的第二層104。該第二材料為蝕刻停阻材料，其目的在于用以停止蝕刻進(jìn)程，并且優(yōu)選的是既適用于濕性蝕刻處理又適用于干性蝕刻處理。利用該第二層可獲得改善的蝕刻質(zhì)量，尤其是在該材料具有高蝕刻敏感度的情況下。該第二層可特別地適用于實(shí)現(xiàn)更尖銳的邊緣。一種用于該第二層的適當(dāng)金屬為鉻。上述的覆層進(jìn)一步包括含有第三材料的第三層105。該第三材料是用于阻擋帶電粒子小射束的目的?？捎糜谠摰谌牧系倪m當(dāng)材料為，當(dāng)具備有限厚度的覆層時(shí)，能夠阻擋帶電粒子以及環(huán)境光線的材料。一種適當(dāng)材料為鎢，在此情況下其適當(dāng)厚度會(huì)是在50至500nm的范圍內(nèi)。此厚度為足夠厚，以至足以阻擋入射的帶電粒子。另一方面，此厚度對于諸如散焦(defocus)以及邊緣粗糙度等效果的影響可忽略不計(jì)。在該多個(gè)覆層103、104、105的上方可設(shè)置光阻層107。如圖3C所示意性地示出的，該光阻層107可為單層光阻層，或者可替代地，可以是分別包括上方層107a和下方層107b的雙層光阻層。后文中將參照單層光阻層107來進(jìn)行說明。然后，對應(yīng)于第一預(yù)定圖案對該光阻層107進(jìn)行圖案化。在圖案化之后，該光阻層107按本領(lǐng)域中一般性公知的方式進(jìn)行顯影及蝕刻步驟。執(zhí)行蝕刻步驟，直到曝出第三層105為止。對光阻層107進(jìn)行圖案化、顯影和蝕刻處理的一個(gè)示范性最終結(jié)果可以是圖3D所示意性地示出的那樣。在蝕刻之后，該所曝出的第三層105例如通過蒸發(fā)處理而被覆蓋以第四層109，如圖3E示意性示出的。一般說來，第四層109為金屬層。該第四層109可作為蝕刻停阻層，并可改善蝕刻質(zhì)量。覆層109可包括與第二層104中所使用的相同的材料，例如鉻。 在沉積該第四層109之后，可通過剝離(lift off)處理來移除該所顯影的光阻物，以便根據(jù)第二預(yù)定圖案曝出第三層105，如圖3F示意性示出的。該第二預(yù)定圖案為第一預(yù)定圖案的反版。然后，按照第二預(yù)定圖案來蝕刻所曝出的第三層105，直到曝出第二層104為止。轉(zhuǎn)換元件在該制造過程的該階段處的示意圖如圖3G所示。最后，如圖3H示意性示出的，根據(jù)第二預(yù)定圖案移除第四層109和第二層104，第二層104的移除是直到曝出第一層103為止。此項(xiàng)移除可通過本領(lǐng)域中公知的技術(shù)，例如蝕刻，來執(zhí)行。所獲得的轉(zhuǎn)換元件可類似于參照圖2A所描述的轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)利用圖3A-3H的方法來制造圖2A的轉(zhuǎn)換元件時(shí)，圖2A內(nèi)的基板I以及覆層18、20和21可分別對應(yīng)于基板101以及覆層105、103和104?，F(xiàn)已參照如前文所述的一些具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明。應(yīng)該可以了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到這些具體實(shí)施例的各種修改與替代性形式。除了以上描述的那些之夕卜，還可以對本文中描述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步修改，而不會(huì)悖離本發(fā)明的精神與范疇。從而，雖然描述了一些特定具體實(shí)施例，但這些實(shí)施例僅具有示范性質(zhì)而不會(huì)對如后附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍造成限制。
權(quán)利要求
1.一種帶電粒子小射束光刻系統(tǒng)，用于將圖案轉(zhuǎn)印至目標(biāo)物表面，該系統(tǒng)包括用于確定一個(gè)或更多帶電粒子小射束的一個(gè)或更多特征的傳感器，所述傳感器包括用于接收帶電粒子并且作為響應(yīng)產(chǎn)生光子的轉(zhuǎn)換元件，所述轉(zhuǎn)換元件包括用于接收一個(gè)或更多帶電粒子小射束的表面，所述表面設(shè)置有一個(gè)或更多單元，用來評估一個(gè)或更多單獨(dú)的小射束，各個(gè)單元包括一個(gè)或更多帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻擋圖案，所述帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)在所述轉(zhuǎn)換元件表面上沿預(yù)定小射束掃描軌跡在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變處構(gòu)成多個(gè)刀口，其中所述轉(zhuǎn)換元件表面覆蓋有所述帶電粒子基本能夠穿透而環(huán)境光線基本無法穿透的涂層，并且導(dǎo)電層位于所述涂層與所述阻擋結(jié)構(gòu)之間。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器被調(diào)適為，通過在接收到多個(gè)帶電粒子小射束中的每個(gè)的同時(shí)作為響應(yīng)產(chǎn)生信號，來并行地為所述多個(gè)小射束中的每個(gè)確定所述多個(gè)帶電粒子小射束的一個(gè)或更多特征。
3.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)體層在形狀和尺寸上基本類似于所述阻擋結(jié)構(gòu)在基本平行于所述轉(zhuǎn)換元件表面的平面內(nèi)的尺寸規(guī)格。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)體層含有鉻。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述阻擋結(jié)構(gòu)含有鎢。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換元件包括閃爍材料。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述閃爍材料包括釔鋁石榴石。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述涂層含有鈦。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述帶電粒子小射束是電子小射束。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器進(jìn)一步包括 -光子接收器，用于接收由所述轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的光子；以及 -控制單元，用于接收來自所述光子接收器的信號并且用于基于所述信號來確定一個(gè)或更多小射束的一個(gè)或更多特征。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 -小射束產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生多個(gè)帶電粒子小射束； -調(diào)制系統(tǒng)，用于按照待轉(zhuǎn)印的圖案來調(diào)制所述帶電粒子小射束； -電子光學(xué)系統(tǒng)，用于將經(jīng)調(diào)制的小射束聚焦于所述目標(biāo)物的表面上； -偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于在所述目標(biāo)物或所述傳感器的表面上偏轉(zhuǎn)經(jīng)聚焦的小射束。
12.一種用于響應(yīng)于帶電粒子射束對其的曝光而產(chǎn)生信號的傳感器，該傳感器包括轉(zhuǎn)換元件，用于接收帶電粒子并且作為響應(yīng)產(chǎn)生光子，所述轉(zhuǎn)換元件包括用于接收一個(gè)或更多帶電粒子小射束的表面，所述表面設(shè)置有用來評估一個(gè)或更多單獨(dú)的小射束的一個(gè)或更多單元，各個(gè)單元包括一個(gè)或更多帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻擋圖案，所述帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)在所述轉(zhuǎn)換元件表面上沿預(yù)定小射束掃描軌跡在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變處構(gòu)成多個(gè)刀口，其中所述轉(zhuǎn)換元件表面覆蓋有所述帶電粒子基本能夠穿透而環(huán)境光線基本無法穿透的涂層，并且導(dǎo)電層位于所述涂層與所述阻擋結(jié)構(gòu)之間，并且其中所述傳感器進(jìn)一步包括與所述轉(zhuǎn)換元件相關(guān)聯(lián)的光子接收器，用于基于所述轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的光子來產(chǎn)生信號。
13.如權(quán)利要求12所述的傳感器，其中所述光子被布置成基于所述轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的光子來形成接收信息，所述傳感器進(jìn)一步包括控制單元，用于接收來自所述光子接收器的接收信息，并且基于所述接收信息來確定所述多個(gè)帶電粒子射束的特征。
14.一種用于接收帶電粒子并且作為響應(yīng)產(chǎn)生光子的轉(zhuǎn)換元件，該轉(zhuǎn)換元件在傳感器中使用，用來感測多個(gè)帶電粒子小射束的特征，該轉(zhuǎn)換元件包括用于接收一個(gè)或更多帶電粒子小射束的表面，所述表面設(shè)置有用來評估一個(gè)或更多單獨(dú)的小射束的一個(gè)或更多單元，各個(gè)單元包括一個(gè)或更多帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻擋圖案，所述帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)在所述轉(zhuǎn)換元件表面上沿預(yù)定小射束掃描軌跡在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變處構(gòu)成多個(gè)刀口，其中所述轉(zhuǎn)換元件表面覆蓋有所述帶電粒子基本能夠穿透而環(huán)境光線基本無法穿透的涂層，并且導(dǎo)電層位于所述涂層與所述阻擋結(jié)構(gòu)之間。
15.一種制造轉(zhuǎn)換元件的方法，該轉(zhuǎn)換元件被布置成將撞擊帶電粒子選擇性地轉(zhuǎn)換成光子，所述方法包括 -提供基板，所述基板包括用于將帶電粒子轉(zhuǎn)換成光子的轉(zhuǎn)換材料； -接著，將所述基板覆蓋以包括導(dǎo)電材料的第一層、包括蝕刻停阻材料的第二層以及包括第三材料的第三層； -在所述第三層的頂部提供光阻層； -圖案化并顯影所述光阻層，以便構(gòu)成第一預(yù)定圖案，并且蝕刻所顯影的光阻層直到曝出所述第三層為止； -將所曝出的第三層覆蓋以包括另一蝕刻停阻材料的第四層； -剝離所顯影的光阻層，使得按照第二預(yù)定圖案曝出所述第三層，所述第二預(yù)定圖案為所述第一預(yù)定圖案的反版； -按照所述第二預(yù)定圖案蝕刻所述第三層直到曝出所述第二層為止； -按照所述第二預(yù)定圖案蝕刻所述第四層以及所述第二層，直到曝出所述第一層為止。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一層是環(huán)境光線基本無法穿透而帶電粒子小射束基本能夠穿透的。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述第二層的所述蝕刻停阻材料和所述第四層的所述另一蝕刻停阻材料是相同的。
18.如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述蝕刻停阻材料和所述另一蝕刻停阻材料中的至少一個(gè)含有鉻。
19.如權(quán)利要求15-18中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一層的導(dǎo)電材料含有鈦和鋁中的至少一個(gè)。
20.如權(quán)利要求15至19中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第三層材料對于濕性蝕刻和干性蝕刻都具有高選擇性。
21.如權(quán)利要求15至20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第三材料含有鎢。
22.如權(quán)利要求15至21中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述基板的所述轉(zhuǎn)換材料包括閃爍材料。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述閃爍材料包括釔鋁石榴石。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于將圖案轉(zhuǎn)印至目標(biāo)物表面的帶電粒子小射束光刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于確定一個(gè)或更多帶電粒子小射束的一個(gè)或更多特征的傳感器。傳感器包括用于接收帶電粒子(22)并且作為響應(yīng)產(chǎn)生光子的轉(zhuǎn)換元件(1)。轉(zhuǎn)換元件包括用于接收一個(gè)或更多帶電粒子小射束的表面，該表面設(shè)置有用來評估一個(gè)或更多單獨(dú)的小射束的一個(gè)或更多單元。各個(gè)單元包括具有一個(gè)或更多帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定阻擋圖案(18)，該阻擋結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)換元件表面上沿預(yù)定小射束掃描軌跡在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變處構(gòu)成多個(gè)刀口。轉(zhuǎn)換元件表面覆蓋有帶電粒子基本能夠穿透而環(huán)境光線基本無法穿透的涂層(20)。導(dǎo)電層(21)位于涂層與阻擋結(jié)構(gòu)之間。
文檔編號H01J37/304GK102906850SQ201180025381
公開日2013年1月30日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者R.漢福格 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司