Конструкция многоэлектродного пакета

Конструкция многоэлектродного пакета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Изобретение в основном относится к пакету электродов, к генератору пучков заряженных частиц и к системе литографии пучками заряженных частиц.

Кроме того, изобретение относится к электроду для использования в пакете электродов.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] В полупроводниковой промышленности имеется постоянно растущая потребность в изготовлении более компактных структур с высокой точностью и надежностью. Литография является важнейшей частью такого процесса изготовления. В системе безмасочной литографии элементарные пучки заряженных частиц могут использоваться для того, чтобы переносить рисунок на целевой объект. Элементарные пучки могут быть индивидуально управляемыми, чтобы получать требуемый рисунок.

[0003] Для обеспечения коммерческой целесообразности системы литографии пучками заряженных частиц должны иметь возможность удовлетворять серьезным требованиям по существенной выработке полупроводниковых пластин и строгим пределам допустимой ошибки. Более высокая выработка может быть получена посредством использования большего числа элементарных пучков и в силу этого большего тока.

[0004] Тем не менее, обработка большего числа элементарных пучков приводит к потребности в большем числе схем управления. Схемы функционального управления могут вызывать нагрев в системе литографии. Кроме того, увеличение тока приводит к большему числу заряженных частиц, которые взаимодействуют с компонентами в системе литографии. Столкновения между заряженными частицами и системными компонентами в системе литографии могут вызывать значительный нагрев соответствующих компонентов. Результирующий нагрев компонентов управления пучком может приводить к температурным деформациям, что снижает точность процесса литографии.

[0005] Использование большого числа элементарных пучков дополнительно повышает риск недопустимой неточности вследствие межчастичных взаимодействий между элементарными пучками (например, кулоновых взаимодействий).

[0006] Эффекты межчастичных взаимодействий могут быть уменьшены посредством сокращения пути между источником и целевым объектом для частиц. Сокращение пути может быть достигнуто посредством использования более сильных электрических полей для управления заряженными частицами, что требует приложения больших разностей электрических потенциалов между различными электродами в системе литографии пучками заряженных частиц.

[0007] В присутствии более сильных электрических полей механические смещения в источнике частиц, полевых электродах и других элементах управления пучком (например, смещение, получающееся в результате механических резонансов) оказывают большее влияние на точность поля и, следовательно, на точность обработки пучков.

[0008] Кроме того, при более сильных электрических полях, все временные изменения геометрической конфигурации элементов управления пучком повышают риск электрического разряда, что может иметь негативные последствия для структурной целостности и достижимой точности системы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Было бы желательным предоставить генератор пучков заряженных частиц и систему литографии, а также их компоненты, которые позволяют использовать большое число элементарных пучков заряженных частиц при обеспечении высокой механической устойчивости даже в условиях сильных электрических полей.

[0010] Следовательно, согласно первому аспекту предусмотрен пакет электродов, содержащий: множество уложенных стопой электродов для управления пучком заряженных частиц вдоль оптической оси, при этом каждый электрод содержит тело электрода с апертурой электрода, чтобы делать возможным прохождение пучка заряженных частиц, при этом тела электродов взаимно разнесены вдоль осевого направления, которое является практически параллельным оптической оси, и при этом апертуры электродов коаксиально совмещены вдоль оптической оси, и дистанцирующие структуры, по существу состоящие из электроизоляционного материала и размещенные между каждой парой соседних электродов для позиционирования электродов на заранее заданных взаимных расстояниях вдоль осевого направления. Каждый из первого электрода и второго электрода (71-80) содержит тело электрода с одной или более опорных частей. Каждая опорная часть выполнена с возможностью размещения по меньшей мере одной дистанцирующей структуры. Пакет электродов сформирован с по меньшей мере одним зажимным элементом, который выполнен с возможностью скрепления соответствующих опорных частей первого и второго электродов с по меньшей мере одной дистанцирующей структурой, расположенной между ними.

[0011] Цилиндрические координаты используются в данном документе, чтобы описывать пространственные соотношения генератора пучков заряженных частиц. Макроскопическое направление потока заряженных частиц называется "осевым направлением" Z'. Термин "выше по потоку" используется в данном документе, чтобы обозначать направление, противоположное потоку заряженных частиц. С другой стороны, термин "ниже по потоку" используется в данном документе, чтобы обозначать направление вместе с потоком заряженных частиц. В текущем примере, термины "выше по потоку" и "ниже по потоку" соответствуют отрицательному осевому направлению Z и положительному осевому направлению Z, соответственно. Центр тяжести (т.е. средняя позиция) распределения плотности потока частиц в пучке, перпендикулярный осевому направлению Z, задает так называемую "оптическую ось" A. "Радиальное направление" R соответствует любому направлению в секущей плоскости, которое ориентировано радиально от оптической оси A. "Угловое направление" ориентировано вдоль (бесконечно малого) угла поворота радиальной позиции в секущей плоскости.

[0012] Согласно варианту осуществления тело первого электрода и/или второго электрода имеет дисковую форму или сплющенную кольцевую форму.

[0013] Согласно варианту осуществления по меньшей мере один из первого и второго электродов содержит три опорных части вдоль радиально наружного периметра тела электрода, и три опорных части совместно удерживают на себе вес тела электрода.

[0014] Согласно варианту осуществления, опорные части являются достаточно жесткими, чтобы предотвращать отклонение опорных частей относительно тела электрода вдоль осевого направления.

[0015] Согласно варианту осуществления опорные части соседних электродов и размещенных между ними дистанцирующих структур аксиально совмещены, чтобы образовать опорный столбик параллельно осевому направлению.

[0016] Согласно дополнительному варианту осуществления каждый опорный столбик соединен с соответствующим зажимным элементом для скрепления опорных частей и размещенных между ними дистанцирующих структур.

[0017] Зажимные элементы для соответствующих опорных столбиков обеспечивают эффективный разъемный крепежный механизм для сборки и разборки пакета электродов коллиматора и дистанцирующих структур, обеспечивая возможность быстрой замены и/или повторного позиционирования каждой части при необходимости.

[0018] Согласно варианту осуществления опорная часть соединена радиально подвижным способом с телом соответствующего электрода посредством поддерживающего электрод элемента.

[0019] Согласно дополнительному варианту осуществления поддерживающий электрод элемент предоставлен вдоль наружного периметра электрода, образуя посредством этого пространство для теплового расширения между опорной частью электрода и внешним периметром электрода.

[0020] Согласно варианту осуществления поддерживающий электрод элемент содержит подвижный удлиненный держатель, который соединен на первом конце с внешним периметром электрода и соединен посредством второго конца с соответствующей опорной частью электрода.

[0021] Согласно дополнительному варианту осуществления подвижный удлиненный держатель имеет гибкое сужение держателя, которое делает возможным отклонение соответствующей опорной части электрода относительно тела электрода в радиально-угловой плоскости при предотвращении отклонения соответствующей опорной части электрода относительно тела электрода в осевом направлении.

[0022] Согласно еще одному дополнительному варианту осуществления гибкое сужение держателя включено в по меньшей мере одну концевую часть подвижного удлиненного держателя.

[0023] Согласно варианту осуществления подвижный удлиненный держатель простирается практически вдоль углового направления, а пространство для теплового расширения принимает форму прорези, которая простирается практически вдоль углового направления.

[0024] Согласно варианту осуществления опорные части и дистанцирующие структуры соответствующего опорного столбика содержат аксиально совмещенные сквозные отверстия. Сквозные отверстия совместно образуют полость, которая вмещает соответствующий зажимной элемент, а зажимной элемент предварительно натянут, чтобы прикладывать сжимающую силу к опорному столбику параллельно осевому направлению.

[0025] Размещение зажимного элемента столбика в совмещенных сквозных отверстиях в опорной частях и дистанцирующих структурах дает в результате прочный зажимной механизм, который эффективно удерживает опорные части и дистанцирующие структуры аксиально совмещенными и гарантирует, что ширина столбика в радиально-угловой плоскости остается относительно небольшой (что позволяет повышать эффективность откачки во время удаления молекул из полости, образованной в пакете коллиматора).

[0026] Согласно дополнительному варианту осуществления внутренний диаметр сквозного отверстия в опорной части и/или дистанцирующей структуре существенно больше внешнего диаметра зажимного элемента.

[0027] Согласно еще одному дополнительному варианту осуществления разность во внутреннем диаметре сквозного отверстия и внешнем диаметре зажимного элемента оставляет открытой радиальную полость для обеспечения электрической изоляции между зажимным элементом, с одной стороны, и опорной частью и/или дистанцирующей структурой, с другой стороны.

[0028] Согласно варианту осуществления при наблюдении вдоль осевого направления толщина тела первого электрода и/или второго электрода имеет порядок величины межэлектродного расстояния между первым электродом и вторым электродом.

[0029] Согласно второму аспекту и в соответствии с эффектами и преимуществами описанными в данном документе выше, предусмотрен генератор пучков заряженных частиц, содержащий: источник пучков для генерирования пучка заряженных частиц вдоль оптической оси; и пакет электродов с опорной системой пакета согласно первому аспекту. Первый электрод предоставлен на находящемся выше по потоку конце пакета электродов, а источник пучков предоставлен выше по потоку от первого электрода. Источник пучков и апертуры электродов коаксиально совмещены вдоль оптической оси.

[0030] Согласно варианту осуществления генератор пучков заряженных частиц выполнен с возможностью работы в качестве коллиматора пучков частиц. В частности, генератор пучков заряженных частиц может быть выполнен с возможностью приложения разности электрических потенциалов между первым электродом и вторым электродом и дополнительной разности электрических потенциалов между вторым электродом и третьим электродом. Упомянутая дополнительная разность электрических потенциалов превышает упомянутую разность электрических потенциалов.

[0031] Согласно дополнительному варианту осуществления по меньшей мере третий электрод снабжен охлаждающим каналом для пропускания охлаждающей жидкости.

[0032] Согласно варианту осуществления генератор пучков заряженных частиц содержит вакуумную камеру генератора для размещения пакета электродов. Вакуумная камера генератора содержит апертуры камеры, выполненные с возможностью проходить через выступающие опорные части опорной системы пакета, с тем чтобы позволять выступающим опорным частям устанавливать отдельное опорное соединение за пределами вакуумной камеры генератора и относительно внешней базовой рамки. Генератор пучков заряженных частиц содержит уплотнительные прокладки, при этом каждая уплотнительная прокладка выполнена с возможностью герметизировать полость между соответствующей апертурой камеры и соответствующей выступающей опорной частью.

[0033] Согласно варианту осуществления генератор пучков заряженных частиц сформирован в виде модуля генератора пучков. Вакуумная камера генератора пучков выполнена с возможностью вставляться, закрепляться и выниматься из несущей, предоставленной в вакуумной камере системы литографии пучками заряженных частиц.

[0034] Согласно варианту осуществления генератор пучков заряженных частиц содержит: камеру источника, расположенную на находящемся выше по потоку конце пакета электродов и выполненную с возможностью размещения источника пучков внутри нее, и опорных элементов камеры источника, чтобы непосредственной служить опорой камеры источника на опорной системе пакета.

[0035] Опорные элементы камеры источника делают возможным, чтобы камера источника опиралась на внешнюю базовую рамку посредством опорной структуры пакета, в то же время избегая прямого механического соединения между камерой источника и пакетом электродов. Эта опорная конфигурация может преимущественно уменьшать эффекты наведенных давлением деформаций в камере источника на совмещение пакета коллиматора. С другой стороны, опорная конфигурация может преимущественно уменьшать эффекты термически наведенных деформаций пакета электродов на геометрию камеры источника.

[0036] Согласно третьему аспекту и в соответствии с эффектами и преимуществами, описанными в данном документе выше, предусмотрена система литографии пучками заряженных частиц для обработки целевого объекта. Система содержит: вакуумную камеру, заключающую в себе несущую рамку; и генератор пучков заряженных частиц согласно второму аспекту изобретения. Генератор пучков размещен в несущей рамке. Пакет электродов содержит три опорных элемента пакета. Каждый опорный элемент соединен со средней областью пакета электродов на первом конце и с несущей рамкой на втором конце, так чтобы служить опорой пакета электродов на несущей рамке.

[0037] Согласно четвертому аспекту и в соответствии с эффектами и преимуществами, описанными в данном документе выше, предусмотрен электрод, выполненный с возможностью использования в генераторе пучков заряженных частиц. Электрод содержит кольцеобразное тело электрода, снабженное верхней поверхность и нижнюю поверхность. Нижняя поверхность и верхняя поверхность соединены между собой через боковую поверхность и образуют внешний периметр электрода. Электрод имеет три опорных части вдоль периметра электрода. Каждая опорная часть выполнена с возможностью размещения по меньшей мере одной дистанцирующей структуры.

[0038] Согласно варианту осуществления электрод содержит три радиально подвижных поддерживающих электрод держателя вдоль внешнего периметра электрода. Каждый поддерживающий электрод держатель соединяет внешний периметр электрода с соответствующей опорной частью электрода, образуя посредством этого пространство для теплового расширения между опорной частью электрода и внешним периметром электрода.

[0039] Согласно дополнительному варианту осуществления поддерживающий электрод держатель содержит радиально удлиненное тело, которое соединено на одном конце с внешним периметром электрода и соединено посредством противоположного конца с опорной частью электрода. Удлиненное тело простирается практически вдоль в угловом направлении, а пространство для теплового расширения принимает форму прорези, которая также простирается практически вдоль углового направления.

[0040] Согласно варианту осуществления электрод содержит монолитное тело электрода. Тело электрода предпочтительно изготовлено из литого металла. Более предпочтительно, литой металл тела электрода по существу состоит из алюминия.

[0041] Алюминий является легким материалом (который упрощает конструирование и удобство обслуживания пакета коллиматора), имеет хорошую электрическую проводимость и немагнитные свойства (что является предпочтительным в применениях для управления пучком заряженных частиц) и имеет хорошую теплопроводность (что помогает в рассеивании тепловой энергии, обусловленной рассеянием и столкновениями заряженных частиц).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0042] Варианты осуществления далее описываются только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых соответствующие ссылочные обозначения указывают соответствующие части и на которых:

[0043] Фиг. 1 схематично показывает вид в перспективе системы литографии пучками заряженных частиц согласно варианту осуществления;

[0044] Фиг. 2 представляет фронтальный вид вакуумной камеры системы литографии пучками заряженных частиц согласно варианту осуществления;

[0045] Фиг. 3 показывает схематичный вид сбоку генератора пучков согласно варианту осуществления;

[0046] Фиг. 4 показывает вид в перспективе пакета электродов коллиматора согласно варианту осуществления;

[0047] Фиг. 5 показывает вид в перспективе электрода коллиматора согласно варианту осуществления;

[0048] Фиг. 6 показывает схематичный вид сбоку в поперечном разрезе пакета электродов коллиматора согласно варианту осуществления.

[0049] Фиг. 7a-7d показывают виды сверху и сбоку в поперечном сечении электродов коллиматора согласно вариантам осуществления;

[0050] Фиг. 8 показывает подробный вид сверху генератора пучков согласно варианту осуществления;

[0051] Фиг. 9-11 показывают виды в перспективе генератора пучков согласно другому варианту осуществления;

[0052] Фиг. 12 показывает вид сбоку в поперечном сечении нижней части генератора пучков согласно варианту осуществления;

[0053] Фиг. 13 показывает вид сбоку в поперечном сечении опорного столбика в пакете электродов коллиматора согласно варианту осуществления;

[0054] Фиг. 14 показывает вид сбоку в поперечном сечении охлаждающих каналов в пакете электродов коллиматора согласно варианту осуществления, и

[0055] Фиг. 15 показывает опорную систему в пакете электродов коллиматора согласно другому варианту осуществления.

[0056] Чертежи предназначены только в качестве иллюстрации и не служат в качестве ограничения объема защиты, установленного посредством формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0057] Ниже приводится описание конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных только в качестве примера и со ссылкой на чертежи.

Система литографии

[0058] Фиг. 1 схематично показывает вид в перспективе машины для обработки целевых объектов, к примеру, системы 10 литографии. Такая система 10 литографии выполнена с возможностью литографической обработки полупроводникового целевого объекта 31 (например, создания структур на покрытой резистом полупроводниковой подложке). Система 10 литографии содержит (с нижней стороны) вакуумную камеру 30 для размещения столбика 46 для проецирования и (с верхней стороны, т.е. позиционированной выше вакуумной камеры 30) кожух 12 для размещения электронного оборудования 22.

[0059] Кожух 12 содержит закрываемый корпус, образованный посредством стеновых панелей и снабженный на передней стороне отверстием 14 для предоставления доступа к внутренней части кожуха 12. Две дверцы 15 предоставлены для закрытия отверстия 14. Стенки и дверцы образуют кубоидную форму, которая может быть закрыта с герметизацией, с тем чтобы предотвратить поступление воздуха в кожух 12. Кожух 12 заключает в себе поперечно разнесенные стойки 18, удерживающие на себе полки 20 для размещения электронного оборудования 22. На верхней стороне 32 вакуумная камера 30 снабжена утопленной секцией, которая содержит разделительную стенку 35 с портами 36 доступа для подведения каналов/кабелей 26, исходящих от столбика 46 для проецирования пучков в вакуумной камере 30, к электронному оборудованию 22 в кожухе 12.

[0060] Вакуумная камера 30 выполнена с возможностью размещения целевого объекта 31 и столбика 46 для проецирования. Вакуумная камера 30 содержит вакуумный корпус 39 (наружный слой), который выполнен с возможностью сохранять условия вакуума в его внутренней части (типично 10^-3 бар или ниже). В вакуумном корпусе 39 предусмотрен поддерживающий корпус 40 (промежуточный слой) и несущий корпус 41 с несущей рамкой 42 (крайняя внутренняя область). Столбик 46 для проецирования опирается на несущую рамку 42 внутри несущего корпуса 41. Столбик 46 для проецирования выполнен с возможностью генерации и управления несколькими элементарными пучками 47 обработки, которые используются для обработки целевого объекта 31. Столбик 46 для проецирования может содержать различные оптические элементы. Примерные элементы могут быть следующими: апертурная матрица для формирования множества элементарных пучков из пучка заряженных частиц, модулятор элементарных пучков для формирования рисунка элементарных пучков, чтобы формировать модулированные элементарные пучки, и проектор элементарных пучков для проецирования модулированных элементарных пучков на поверхность целевого объекта 31.

[0061] Фиг. 2 показывает упрощенный схематичный чертеж варианта осуществления системы 10 литографии пучками заряженных частиц. Такие системы литографии описываются, например, в патентах США № 6897458, 6958804, 7019908, 7084414, 7129502, 8089056 и 8254484, в публикациях заявок на патент США № 2007/0064213, 2009/0261267, US 2011/0073782, US 2011/0079739 и US 2012/0091358, которые принадлежат автору настоящего изобретения и во всей полноте включены в данный документ по ссылке.

[0062] Фиг. 2 представляет фронтальный вид вакуумной камеры 30 системы 10 для обработки целевых объектов. Столбик 46 для проецирования с генератором 50 пучков заряженных частиц размещен в несущей рамке 42 внутри вакуумной камеры 30. Генератор 50 пучков заряженных частиц сформирован в виде модуля генератора пучков, который может вставляться и выниматься из несущей рамки 42 в вакуумной камере 30 системы 10 литографии пучками заряженных частиц. Несущий корпус 41 и несущая рамка 42 подвижно подвешены в поддерживающем корпусе 40 посредством подвесных элементов 44 (например, пластинчатых пружин), которые соединяются с подвесным основанием 43, которое, в свою очередь, подвижно соединяется с несущим корпусом 41 посредством множества жестких, но поперечно шарнирных подвесных стержней 45.

[0063] Пучок 54 заряженных частиц формируется посредством генератора 50 пучков заряженных частиц и затем управляется посредством различных оптических элементов, предоставленных в столбике 46 для проецирования.

[0064] Термин "преломление" используется в данном документе, чтобы, в общем, указывать действие отклонения частей пучка. Термин "коллимация" используется в данном документе, чтобы указывать на действие по получению более параллельных различных частей пучка.

Первый вариант осуществления генератора пучков

[0065] Фиг. 3 показывает схематичный вид в поперечном сечении модуля 50 генератора пучков согласно варианту осуществления. Вид в поперечном сечении задается в осерадиальной плоскости, т.е. плоскости, которая охватывается посредством осевого направления Z и радиального направления R.

[0066] На фиг. 3 показана камера 51 генератора пучков, которая заключает в себе элементы, компоненты и/или модули, которые составляют генератор 50 пучков. Генератор 50 пучков содержит источник 52 пучков заряженных частиц, пакет 70 коллиматора и вакуумные насосы 122, 123 для создания вакуума в камере 51 генератора пучков (показан только вакуумный насос 122).

[0067] Источник 52 пучков размещен в вакуумной камере 53 источника пучков, которая, в свою очередь, расположена в камере 51 генератора пучков. Источник 52 пучков крепится к верхней стороне пакета 70 коллиматора и выполнен с возможностью генерировать пучок 54 заряженных частиц вдоль оптической оси A. Камера 53 источника пучков заключает в себе блоки 120 вакуумных насосов источника, которые дают возможность локального создания сверхнизкого вакуума около источника 52 пучков, чтобы повышать его эффективность выпуска излучения и продлевать его эффективное время жизни излучения.

[0068] Пучок 54 заряженных частиц, сгенерированный посредством источника 52 заряженных частиц, может первоначально иметь свойства расхождения радиально наружу при прохождении вдоль оптической оси A. Пакет 70 электродов коллиматора затем может служить для того, чтобы избирательно преломлять части пучка 54 заряженных частиц, коллимируя посредством этого пучок, т.е. делая так, чтобы различные части распределения пучка проходили ниже по потоку с большей колинеарностью вдоль оптической оси A.

[0069] Пакет 70 коллиматора содержит аксиально размещенный пакет (т.е. последовательность) электродов 71-80 коллиматора, которые взаимно смещены вдоль осевого направления Z посредством дистанцирующих структур 89, которые изготовлены из электроизоляционного материала. Электроды 71-80 коллиматора сформированы посредством плоских кольцеобразных тел 81, каждое из которых содержит апертуру 82 электрода. В показанном варианте осуществления кольцеобразные тела 81 смещены через равные расстояния Hd вдоль оптической оси A, а апертуры электродов 82 коаксиально совмещены вдоль оптической оси A. Тела 81 электродов предпочтительно изготовлены из электропроводящего и механически жесткого материала. Достаточная электропроводность обеспечивает простое приложение гомогенно распределенного электрического заряда к каждой соответствующей поверхности электродов 71-80 коллиматора. Достаточная механическая жесткость позволяет электродам 71-80 коллиматора сохранять фиксированную пространственную конфигурацию и, следовательно, поддерживать устойчивые разности электрических потенциалов во время генерирования пучка 54 частиц. Предпочтительно, электроды 71-80 изготовлены из алюминия. Алюминий является легким материалом с хорошей электрической проводимостью и немагнитными свойствами, который дополнительно предоставляет достаточную теплопроводность для рассеивания тепловой энергии, которая накапливается во время генерирования пучков заряженных частиц.

[0070] Формирование множества электродов 71-80 коллиматора и дистанцирующих структур 89 в коаксиально совмещенном пакете 70 электродов позволяет оптимизировать распределение электрического поля в пакете 70 коллиматора в различных позициях вдоль оптической оси A. Использование множества отделенных электродов 71-80 коллиматора обеспечивает относительно легкую конструкцию.

[0071] Толщины H1, H5, He электродов 71-80 коллиматора вдоль вертикального направления Z могут быть достаточными, чтобы вместить канал 105 для жидкости внутри соответствующих тел 81 электродов, при обеспечении достаточной структурной целостности тела 81 электрода во время генерирования пучков даже при значительных термических механических напряжениях.

[0072] Самый верхний электрод 71 коллиматора в пакете 70 коллиматора (т.е. электрод 71 коллиматора, который первым встречается и проходится пучком 54 заряженных частиц, находящимся выше по потоку от пакета 70) содержит расходящуюся искривленную апертуру. Последний электрод 80 коллиматора в пакете 70 коллиматора (т.е. находящийся ниже по потоку вдоль оптической оси A электрод коллиматора, который пучок 54 заряженных частиц проходит последним) имеет относительно небольшую внутреннюю толщину H10. Свойства электродов пакета пояснены подробнее со ссылкой на фиг. 6.

[0073] Электроды 71-80 коллиматора разнесены относительно друг друга посредством электроизоляционных дистанцирующих структур 89. Дистанцирующие структуры 89 задают минимальное расстояние Hd между электродами 71-80, которое предотвращает возникновение электрического разряда между соседними электродами, даже при относительно больших разностях электрических потенциалов, которые должны прикладываться между электродами во время генерирования пучков (разностях потенциалов порядка киловольт на миллиметр).

[0074] Дистанцирующие структуры 89 изготовлены из электроизоляционного материала, который также имеет высокое сопротивление механическому сжатию, чтобы поддерживать расстояния между электродами фиксированными и исключать электрическое соединение электродов (т.е. появление электрически эквипотенциальных поверхностей). Дистанцирующие структуры 89, например, могут быть изготовлены из керамики. Предпочтительно, каждая дистанцирующая структура 89 предоставлена между парой соседних электродов коллиматора. Три таких дистанцирующих структуры 89 предоставлены между каждой парой соседних электродов коллиматора, чтобы обеспечить две устойчивые плоскости опоры на 3 точки, т.е. по одной для каждого соседнего электрода коллиматора, при поддержании четко заданного межэлектродного расстояния Hd.

[0075] Пакет 70 коллиматора подвешен в камере 51 генератора пучков посредством опорных выступов 92b и опорных ножек 93, которые окружают пакет 70 с трех сторон. Опорные ножки 93 используются для того, чтобы зафиксировать пакет 70 коллиматора относительно внешней базовой рамки (например, несущей рамки 42).

[0076] Варианты осуществления охлаждающей конструкции (например, содержащего элементы 110-114 и 116-119) описываются в данном документе ниже, в сочетании с фиг. 7a-7d.

Первый вариант осуществления пакета электродов коллиматора

[0077] Фиг. 4 показывает вид в перспективе пакета 70 электродов коллиматора согласно варианту осуществления. Этот вариант осуществления содержит десять электродов 71-80 коллиматора для придания формы пучку 54 электронов, распространяющемуся вдоль оптической оси A в осевом направлении Z.

[0078] Первый электрод 71 коллиматора содержит элементы сцепления с источником для фиксации источника 52 пучков заряженных частиц к первому электроду 71 коллиматора на его верхней стороне и элементы совмещения источника для совмещения оптической оси A сгенерированного пучка 54 заряженных частиц с осевой линией апертур коллиматора.

[0079] Каждый из выбранных электродов 71-74, 76-80 коллиматора содержит три опорных части 86 вдоль внешнего периметра электрода. Каждая опорная часть 86 размещает дистанцирующую структуру 89 на одной стороне и возможно другую дистанцирующую структуру 89 на противоположной стороне. В этом варианте осуществления дистанцирующие структуры 89 сформированы посредством цилиндрических объектов с плоскими торцевыми поверхностями, которые служат опорой или опираются посредством опорных частей 86 электродов. Цилиндрические дистанцирующие структуры 89 с однородными диаметрами просто изготавливать в больших объемах, что упрощает конструирование и техническое обслуживание пакета 70 коллиматора. Помимо этого, скругленная форма цилиндрических дистанцирующих структур 89 помогает уменьшать возмущающее влияние дистанцирующих структур на электрическое поле в пакете 70 электродов коллиматора. Конструирование пакета 70 коллиматора дополнительно упрощено и стандартизировано посредством изготовления дистанцирующих структур 89 с универсальной заранее заданной высотой Hs прокладки. Это позволяет всем электродам 71-80 коллиматора быть эффективно совмещенными и разнесенными на равные заранее заданные взаимные расстояния Hd вдоль осевого направления Z.

[0080] В показанном варианте осуществления три из таких электроизоляционных цилиндрических дистанцирующих структур 89 размещены между каждой соседней парой электродов. Три дистанцирующих структуры 89 формируют в радиальном и угловом направлении равномерно разнесенную треногу, т.е. каждая дистанцирующая структура 89 расположена на равном радиальном расстоянии от оптической оси A, и три дистанцирующих структуры 89 взаимно разнесены под углами на 180° вокруг оптической оси A. Результирующая опора на три точки дает возможность стабильного переноса электродов коллиматора вдоль их соответствующих секущих плоскостей и дает возможность совмещения электродов с высокой точностью (типично с максимальной ошибкой совмещения ниже 10 микрометров). Равное радиальное и/или угловое разнесение не важно, но дает в результате предпочтительную прочную конструкцию, которая упрощает точное совмещение коллиматора.

[0081] Опорные части 86 электродов для соседних электродов коллиматора и размещенные между ними дистанцирующие структуры 89 аксиально совмещены, чтобы образовать опорные столбики 90, направленные параллельно осевому направлению Z. Три опорных столбика 90 образованы в этом варианте осуществления.

[0082] Каждый опорный столбик 90 снабжен зажимными элементами 91a, 91b для скрепления опорных частей 86 и размещенных между ними дистанцирующих структур 89. Поперечины 91a предоставлены на осевых оконечностях опорных столбиков 90. Поперечины 91a стягиваются между собой вдоль осевого направления Z посредством двух предварительно натянутых стержней 91b, которые соединяют поперечины 91a на концах стержня. Зажимные элементы 91a, 91b изготовлены из жесткого материала, который имеет достаточную прочность на растяжение, чтобы обеспечивать прочный зажимной механизм, с помощью которого электроды 71-80 коллиматора и дистанцирующие структуры 89 могут аксиально сжиматься во взаимно фиксированные позиции. Каждый предварительно натянутый стержень 91b может быть снабжен сужением 91c, чтобы компенсировать дифференциальное тепловое расширение между пакетом 70 коллиматора и соответствующим предварительно натянутым стержнем 91b. Зажимные элементы 91a, 91b предпочтительно изготовлены из немагнитного материала, с тем чтобы исключать генерирование возмущающих реакций поля на магнитные поля, сгенерированные посредством пучка 54 заряженных частиц. С учетом вышеизложенного, зажимные элементы 91a, 91b предпочтительно изготовлены из титана.

[0083] Пакет 70 электродов коллиматора содержит три опорные ножки 93 пакета. Каждая опорная ножка соединена со средней областью 75a пакета 70 коллиматора. Опорные ножки 93 действуют совместно, чтобы служить опорой пакета 70 коллиматора относительно внешней базовой рамки. Внешняя базовая рамка, например, может быть несущей рамкой 42, подвешенной в вакуумной камере 30 системы 10 литографии пучками заряженных частиц, показанной на фиг. 1.

[0084] Во время генерирования пучков механические резонансы могут быть наведены в пакете 70 коллиматора от внешних источников (например, из колебаний пола, которые достигают пакета 70 коллиматора через несущую рамку 42, и из флуктуаций потока, возникающих в охлаждающей жидкости, которая прокачивается через охлаждающие каналы 105 в электродах 71-80 коллиматора). Благодаря опиранию пакета 70 коллиматора через соединения опорных ножек 93 со средней областью 75a уменьшаются длины и веса частей пакета, которые участвуют в наведенных механических резонансах.

[0085] Наведенные механические резонансы могут относиться к прямолинейному движению, к вращательному движению либо и к тому, и к другому. Посредством уменьшения эффективных длин пакета повышается коэффициент линейной жесткости для отклонений, перпендикулярных осевому направлению Z, поскольку более короткие столбики 90 создают более жесткие столбики. Более жесткие столбики уменьшают ответное поперечное отклонение электродов 71-80 в пакете. При более жестких столбиках 90 электроды 71-80 должны вибрировать меньше относительно друг друга и, следовательно, вибрировать меньше относительно окружающей среды, что в конечном счете повышает точность проецирования пучков.

[0086] Кроме того, посредством зацепления пакета приблизительно наполовину в вертикальном центре массы пакета уменьшаются моменты инерции для пакета в целом и вокруг осей вращения в поперечной плоскости, что также уменьшает ответное вращательное отклонение пакета в целом на внешние наведенные более низкими частотами колебания крутящего момента.

[0087] В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, средняя область 75a пакета 70 коллиматора (т.е. вертикальный центр массы) выбирается с возможностью соответствовать среднему электроду 75 коллиматора пакета 70 коллиматора. Здесь, средний электрод 75 сформирован посредством пятого электрода 75 коллиматора при подсчете вниз по потоку от источника 52 (не показан на фиг. 4, но показан на фиг. 3). Предпочтение в данном случае для пятого эле