高電圧遮蔽配置
本発明は、第１の金属部分と、第１の金属部分に対して、好ましくは至近距離に位置付けられた第２の金属部分とを含む高電圧遮蔽配置に関連する。配置中に含まれる前記第２の金属部品は、前記第１の金属部品に比して、比較的負の電荷をもたらす電位に設定される。前記第２の金属部品は、１つ以上の端部と、絶縁体とを備える。前記第２の金属部品は、前記第１の金属部品に面している絶縁体によって、少なくとも部分的に封じ込められる。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、現代の荷電粒子リソグラフィーシステムにおいて、周知の高電圧技術を応用するための要望および需要から特に起因する、請求項１のプリアンブルによって規定されるような高電圧遮蔽設計に関連する。
【０００２】
このような遮蔽設計は、一般的に、高電圧エンジニアリングの技術において、一般的に見受けられる。周知の構造において、このことは、電気的絶縁破壊を防止するために、電気的回路の正極および負極を、特定の、十分に長い距離だけ離して、配置することによって実現されることが多い。他の解決法において、例えば、前記パス中に、波状起伏および他種の不規則性をもたらすことによって、電気放電パスは延長される。
【０００３】
これらの両方のタイプの解決法は、実際には、容積の大きな、および、細密な構成のいずれか、または、両方をまねく。このことは、技術的に高度に集約的なものにおいて特に顕著であるので、したがって、リソグラフィーの費用および資本集約的な環境は、非常に望ましくない。したがって、本発明の目的は、特に、リソグラフィー環境において、より詳細には、荷電粒子リソグラフィーマシン内で、高電圧部品をイネーブルするための、相当、場所をとらない、および／または、比較的単純な遮蔽設計を実現することである。
【先行技術】
【０００４】
このような遮蔽設計は、これに制限されるわけではないが、マスクレスリソグラフィーに対する、荷電粒子ビーム投影システムにおいて使用されるのに特に適している。このようなシステムは、一般的に周知であり、マスクを使用し、変更し、および、インストールする必要性が無いために、オンデマンド製造の利点と、潜在的な、より安いツール費用との利点を持っている。このようなシステムの１つの例は、ＷＯ２００７／０１３８０２に開示され、荷電粒子を抽出する手段、前記抽出された荷電粒子から複数の並列ビームレットを生成する手段を含む荷電粒子源と、電極を含む複数の静電レンズ構造とを備える真空チャンバ中で動作している荷電粒子カラムを含む。静電レンズは、ビームレットの焦点を合わせ、および、ビームレットを消去する目的で働き、ここで、消去は、１つの、または、複数の、このような荷電粒子ビームを偏向させて、粒子ビームまたは複数のビームレットが、ウェハーのようなターゲットに到着するのを防止することによって実現される。コンピュータベースの画像パターンの前記ターゲット上への投影の最終部分を実現するために、消去されていないビームレットが、このような静電レンズの最終の組において、前記ターゲットへと投影される。
【０００５】
前記荷電粒子カラムはまた、信号接続をもたらすために、カラムに供給されることになる、複数の電気リード線を要求する。真空チャンバに対する信号接続を提供するために、フィードスルーを提供することが一般的に必要であり、フィードスルーは、真空チャンバと外部環境との間の電気的結合を提供するために、真空チャンバ壁を通して前記電気リード線を通過させる。前記電気リード線は、高電圧信号を給電および維持するために要求されてもよい。
【０００６】
ここで、通常は１ｋＶより多い電位の高電圧が使用され、十分な電気的絶縁および遮蔽を提供して、高電圧信号の電気的絶縁破壊や、または、高電圧信号のエレクトロンクリープの発生がもたらされることのいずれかを防止することが、一般的に必要である。
【０００７】
発生された電場が、正極および負極の間で離れている空間を通して、１つの極からもう１つの極に対する放電をもたらすほど、２極間の電位が十分に高いときに、電気的絶縁破壊が発生する。
【０００８】
正極および負極の中間の表面を通して、個別のエレクトロンが移行するときに、エレクトロンクリープが発生し、前記エレクトロンは、負極から有効に抽出される。この効果は、電位がより高い値に増加するにつれて、または、導電性被覆が使用されるケースにおけるように、金属部品が非常に薄いときに、より顕著になる。
【０００９】
これらの両方の現象は、電場の幾何学上のコンフィギュレーションの効果として、場のエンハンスメントが発生するときに、より発生しやすい。ここで、電場と、対応する電場線、すなわち等電位線とが、通常は、等間隔に空間を空けられて、一定および均質な場の強度をもたらしており、例えば、等電位線を一緒に有効にプッシュする、隆起または鋭いエッジによってもたらされた、場の幾何学的配置における歪みは、電場の強度を局所的に増加させる。この増加された電場の強度は、電気的絶縁破壊およびエレクトロンクリープの尤度を増加させるだろう。ある高性能な荷電粒子応用システムの最大３０ｋＶ／ｍｍのフィールド強度が発生する一方で、典型的な応用における電場は、１０ｋＶ／ｍｍに到達してもよい。
【００１０】
前述の現象の発生を防止するために、共通して、両極の間の十分に長い距離を維持して、絶縁破壊を防止しており、このことは、このような遮蔽設計が、本質的に、大きなサイズのものであることを意味する。このサイズの欠点は、平面的な方法で、極を離す際に明白になるかもしれず、長い直径をもたらし、このことは、例えば、真空チャンバ中のポートを、所望のものより大きくする必要があることを意味する。代わりに、このような遮蔽設計は、平面に対して、垂直に極を離してもよく、遮蔽によって、占有される容量の増加をもたらす。
【００１１】
１つのこのような実際に実現された遮蔽設計は、同軸真空フィードスルーが開示されている、ＵＳ４２３１００３から周知となっている。周知のフィードスルーは、外部および内部の配線を接続するための、１つの真空端と、１つの大気端とを有する、第１の金属丸棒を含む。金属ピンは、第１のセラミック円柱によって封入され、これが、次に、第１の金属円柱によって、気密性のある方法で封入される。第２のセラミック円柱は、第１の金属円柱を封入する。第２の金属円柱は、第２のセラミック円柱を気密性のある方法で封入し、真空容器に気密に固定される。このような方法で、真空密封を維持しながら、また、真空容器と電気的信号の間の電気的絶縁をもたらしながら、１つの配線に対して、フィードスルーがもたらされる。
【００１２】
別分野の高電圧絶縁において、ＵＳ７０４５７９４は、積重ねレンズ構造と、電気的絶縁破壊を防止するために積重ねレンズ構造を使用する方法とを記述する。導電性層と、導電性層の間の絶縁層とを含む、積重ねレンズ構造では、電気的絶縁破壊が発生しそうな表面における絶縁破壊パスの長さを増加させるように、くぼみが作られる。さらに、表面絶縁破壊パスの長さをより増加させるように、くぼみにおいて歯状の切れ込みが形成される。別の実施形態では、カットアウトを有する、シリコンレンズが形成される。この解決法は、表面絶縁破壊パスの長さを増加させることに依拠している。
【００１３】
他の遮蔽設計は、例えば、ＵＳ５１１７１１７およびＵＳ４１７６９０１から周知となっている。
【発明の概要】
【００１４】
周知の遮蔽設計の上記の欠点があるので、本発明の目的は、上で例を示したような、さまざまな、空間および／または距離要求が満たされなければ低電位となる装置もしくは構造内の、高電位構造における、上に示したさまざまな種類の空間および／または距離要求に対する、一般的な解決法を提供することである。このような状況および環境において、ハンドブックにしたがった電気クリープ、または、電気的絶縁破壊の解決法や、少なくとも実際においての電気クリープ、または、電気的絶縁破壊の解決法は、互いに負および正に帯電している電位構造ポイントの間の、少なくとも電気パス長だけの長さの相互の距離を有する構造設計によって、対処されており、その中の電極は、相対的に負に帯電している部品から、もう１つの、正に帯電している部品へと泳動する。これに関する周知の構造的解決法は、非常に高い電位構造が適用される現代の荷電粒子リソグラフィー環境において、特に不利であり、ここで、周知のフィールドの高電圧電気配線から知られているものとは異なって、空間は、重要な設計要因である。
【００１５】
これまで記述したような問題に対する技術的解決法を提供する際に、本発明は、絶縁体によって少なくとも部分的に封じ込められた、少なくとも１つの相対的に負に帯電された金属部品を包含し、これにより、正極に対する、電気的絶縁破壊またはエレクトロンクリープの両方を防止する。負の電位の金属部分を封じ込めることによって、電場線が、封じ込めている絶縁体へと押し込められるので、電気的絶縁破壊またはエレクトロンクリープの両方が起こりえないことになる。
【００１６】
この新規な設計の利点は、これが、増加された相互距離表面の絶縁破壊パスの必要性なしで、遮蔽の空間要求を大いに減少させることである。ここで提供される原則的な解決法は、荷電粒子タイプのリソグラフィー内のさまざまなロケーションにおいて有利に適用されてもよいが、好ましくは、何らかの高電圧応用において、すなわち、投影エレメントにおけるもの以外の、他の部品においてもまた適用されてもよい。高電圧真空フィードスルーにおけるもののような、後者のケースでは、第２の金属部分が実質的に薄型であるという特徴は、適用されないだろう。空間要求の減少は、空間制限された応用、または、サイズの制限は必須ではないが、それにもかかわらず、容積の大きな遮蔽配置は望ましくない応用において、有利である。後者は、例として、真空容器であり、ここで、容器中の大きな開口が回避され、これに対して、荷電粒子レンズ応用においては、減少された半径距離が典型的に見受けられる。
【００１７】
要約すると、本発明は、添付の特許請求の範囲の請求項１に記述するような、高電圧遮蔽配置に関連し、また、このような遮蔽配置を含む荷電粒子リソグラフィーマシンに関連する。配置は、第１の金属部分と、前記第１の金属部分に対して、好ましくは至近距離に位置付けられた第２の金属部分とを含む。前記第２の金属部品は、前記配置中に含まれ、例えば、第２の金属部品の電位を、第１の金属部品の電位より低くなるように設定することにより、前記第１の金属部品に比して、相対的に負の電荷をもたらす電位に設定される。前記第２の金属部品は、１つ以上の端部と、絶縁体とを備える。第２の金属部品は、第１の金属部品に面している絶縁体によって、少なくとも部分的に封じ込められる。有利な実施形態を、添付の特許請求の範囲の従属請求項に記述した。
【００１８】
明細書に記述し、示した、さまざまな観点および特徴は、個別に、何らかの可能なようにして適用されることができる。これらの個別の観点は、特に、添付の特許請求の範囲の従属請求項中に記述した観点および特徴は、分割特許出願の主題とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明は、例として、本発明にしたがった、以下の実施形態の荷電粒子光学システムにおいて、さらに解明される。
【００２０】
図面において、対応する構造または機能を有する特徴を、同一の参照番号によって参照した。
【図１】図１は、ウェハー段コンポーネントを含む、周知の荷電粒子システムの概念図を図示する。
【図２】図２は、リソグラフィーにおいて用いるために共通して知られている、高電圧遮蔽配置の実施形態の断面図を図示する。
【図３】図３は、本発明にしたがって適合される、フィードスルーフランジを備える、容器壁部品の形態における、高電圧遮蔽配置の第１の実施形態および応用の断面図を図示する。
【図４】図４は、リソグラフィーにおいて用いるための、荷電粒子投影レンズ配置の実施形態の断面図を図示する。
【図５】図５は、本発明にしたがって、また適合される、レンズ構造の形態における高電圧遮蔽の第２の実施形態および応用の断面図を図示する。
【発明の詳細な説明】
【００２１】
図１は、ターゲット上に、画像を、特に、制御システム提供された画像を投影するための、先行技術の荷電粒子システム１の概念図である。これは、ウェハー段コンポーネントを含み、この部分に本発明は特に関連する。この設計において、荷電粒子システムは、制御システム２と、基礎フレーム８上に搭載され、荷電粒子カラム４、計測フレーム６、ターゲット位置特定システム９−１３を含む真空チャンバ３とを具備する。前記ターゲット９は、一般的に、基板平面中の荷電粒子感知層を備えるウェハーであるだろう。ターゲット９は、ウェハーテーブル１０の上部に配置され、次に、ウェハーテーブル１０は、チャック１２およびロングストロークドライブ１３上に位置している。測定システム１１は、計測フレーム６に接続され、ウェハーテーブル１０と、計測フレーム６との相対的位置の測定を提供する。計測フレーム６は、典型的に、比較的大質量のものであり、例えば、ばねエレメントによって実現される振動絶縁装置７によってサスペンドされている。エレクトロン光学カラム４は、プロジェクタ５を使用して、最終投影を実行する。プロジェクタ５は、静電の投影レンズ、または、電磁気の投影レンズのいずれかのシステムを備える。図示するような、好ましい実施形態において、レンズシステムは、静電荷粒子レンズの配列を含む。
【００２２】
プロジェクタ５は、ターゲット９に究極的に近接して位置付けられる。長距離の動きにわたっての前記要求される正確さを達成するために、ウェハー位置特定システムは、典型的に、走査方向に、および、走査方向に垂直に、比較的長距離にわたって、ウェハー段を動かすためのロングストロークコンポーネント１３と、ターゲット９の位置特定を正確に実行するための、そして、擾乱を訂正するための、ショートストロークコンポーネント１２とを備える。計測フレーム６に関する、ウェハー段の相対的位置特定は、測定システム１１によって測定される。ターゲット９を、ウェハーテーブル１０に押し付けて、投影の間じゅうターゲット９が確実に固定されるようにする。
【００２３】
システムは、電気配線３３が真空容器の壁を通過できるようにするための複数の真空フィードスルー１４を備える。配線３３は、荷電粒子カラム４に対して、例えば、制御システム２から信号送信でき、または、電源供給できる。信号と電力の両方が、正負の電位において、１ｋＶから１０ｋＶの範囲における高電圧電位に設定することができる。
【００２４】
図２は、真空フィードスルーとして使用するためのリソグラフィー環境における、周知の構成の断面図を示す。周知のフィードスルーにおいて、フランジ信号配線３３は、真空チャンバ３０へと信号接続を提供するために、外部金属担体３１ａと、内部金属担体３１ｂとをフィードスルーされる。真空チャンバ３０は、大地電位に含まれており、一方、信号配線３３の遮蔽は、高電圧電位において動作する。金属担体３１ａおよび３１ｂと、信号配線３３との間の、フラッシュオーバーを防止するために、絶縁体２９ａおよび２９ｂが含まれる。真空チャンバ３０と、金属担体３１ａおよび３１ｂとの間に、十分に長い空間的距離を提供することに留意しなければならない。前記要求される空間的距離は、真空チャンバと、真空チャンバの外表面上との両方への重大な侵入をもたらす。
【００２５】
図３は、ある実施形態として、本発明にしたがって適合されたフィードスルーフランジを備える、図１にしたがったシステムの壁部品の断面図を示し、ここで、高電圧遮蔽設計が、高電圧遮蔽真空フィードスルーフランジに含まれる。信号配線３３は、真空チャンバの壁を通して、信号接続を提供するための金属担体３１をフィードスルーされる。
【００２６】
担体は、第２の金属部品３０に面している、絶縁体３２によって、部分的に封じ込められている。絶縁体３２は、金属担体３１を部分的に封じ込めることによって、製造の間に形成できる。代わりに、図３に図示したように、いくつかの層から絶縁体を構成することによって、金属担体３１の周りに絶縁体を構成することができ、このようにして、金属担体を部分的に封じ込める。金属担体の、好ましくは両端を封じ込めることによって、担体の端によって形成される放出チップの封じ込めのために、エレクトロンクリープと電気的絶縁破壊が防止される。他の荷電粒子の実施形態では、このような電位差は、最大５０ｋＶであってもよい。
【００２７】
第２の金属部品は、フランジと真空チャンバとの間の接続として働く。フランジは、真空チャンバに気密に接続されている。高電圧の金属担体と、金属フランジとの間の絶縁体のために、依然として、フランジを大地電位に設定して、安全な動作を確実にすることができる。金属担体の部分的封じ込めは、フィードスルーフランジの全体の直径を減少させることを可能にする。
【００２８】
図４において、リソグラフィーにおいて用いるための、荷電粒子応用に対する構成の断面図を図示する。薄い金属被覆３９は、絶縁担体３７に部分的に含まれており、高電圧に設定され、レンズスタック３５と電気的接続している。第２の薄い金属被覆３８はまた、前記絶縁担体に部分的に含まれており、大地電位に設定されており、投影レンズ筐体３６と電気的に接続している。投影レンズ筐体は、絶縁トップカバー３４と結合されて、全体の投影レンズ配置を封入している。金属被覆３９と、レンズ筐体３６との間のフラッシュオーバーまたは電気的絶縁破壊を防止するために、金属被覆３９と、レンズ筐体３６との間に、かなりの空き空間が存在しなければならない。そうでなければ、金属被覆３９が負の電位に設定されたときに、金属被覆３９の鋭利な端から、エレクトロンが放出される恐れがある。
【００２９】
図５において、本発明の別の実施形態の断面図を図示し、ここで、荷電粒子リソグラフィーシステム中の投影レンズ５において、高電圧遮蔽設計が含まれる。薄い金属被覆３９は、絶縁担体３７に部分的に含まれ、高電圧に設定されており、レンズスタック３５と電気的に接続している。第２の薄い金属被覆３８もまた、前記絶縁担体に部分的に含まれており、大地電位に設定されており、投影レンズ筐体３６と電気的に接続している。投影レンズ筐体は、絶縁トップカバー３４と結合されて、全体の投影レンズ配置を封入している。
【００３０】
この実施形態において、第１の金属被覆と、第２の金属被覆とは、互いに、比較的至近距離に含まれる。エレクトロンクリープと電気的絶縁破壊を防止するために、第２の金属被覆の至近距離のエリアが封じ込められるように、第１の金属被覆を部分的に封じ込めるための絶縁体４０が含まれることで、被覆の端によって形成される放出チップから、エレクトロンが放出されるのを防止する。この実施形態は、高電圧および大地電位の部品の間に、大きな空間を空ける必要性なく、投影レンズの異なる部品が、異なった、電位および大地電位に、確実に設定されるようにする。
【００３１】
上記の説明は、好ましい実施形態の動作を図示するために含まれており、本発明の範囲を制限することを意図していないことを理解すべきである。これらの概念およびすべての前述の記述の他に、本発明は、以下の特許請求の範囲に規定されるような、すべての特徴に関連し、また、当業者によって直接的に、また、暗黙的に導出されてもよいように、添付の図面におけるすべての項目に関連している。特許請求の範囲に参照番号が含まれているが、これらは、例示的な意味を示すためのものであり、したがって、前述の用語を制限するためのものでなく、このために、参照番号を括弧の中に入れている。
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、現代の荷電粒子リソグラフィーシステムにおいて、周知の高電圧技術を応用するための要望および需要から特に起因する、請求項１のプリアンブルによって規定されるような高電圧遮蔽設計に関連する。
【０００２】
このような遮蔽設計は、一般的に、高電圧エンジニアリングの技術において、一般的に見受けられる。周知の構造において、このことは、電気的絶縁破壊を防止するために、電気的回路の正極および負極を、特定の、十分に長い距離だけ離して、配置することによって実現されることが多い。他の解決法において、例えば、前記パス中に、波状起伏および他種の不規則性をもたらすことによって、電気放電パスは延長される。
【０００３】
これらの両方のタイプの解決法は、実際には、容積の大きな、および、細密な構成のいずれか、または、両方をまねく。このことは、技術的に高度に集約的なものにおいて特に顕著であるので、したがって、リソグラフィーの費用および資本集約的な環境は、非常に望ましくない。したがって、本発明の目的は、特に、リソグラフィー環境において、より詳細には、荷電粒子リソグラフィーマシン内で、高電圧部品をイネーブルするための、相当、場所をとらない、および／または、比較的単純な遮蔽設計を実現することである。
【先行技術】
【０００４】
このような遮蔽設計は、これに制限されるわけではないが、マスクレスリソグラフィーに対する、荷電粒子ビーム投影システムにおいて使用されるのに特に適している。このようなシステムは、一般的に周知であり、マスクを使用し、変更し、および、インストールする必要性が無いために、オンデマンド製造の利点と、潜在的な、より安いツール費用との利点を持っている。このようなシステムの１つの例は、ＷＯ２００７／０１３８０２に開示され、荷電粒子を抽出する手段、前記抽出された荷電粒子から複数の並列ビームレットを生成する手段を含む荷電粒子源と、電極を含む複数の静電レンズ構造とを備える真空チャンバ中で動作している荷電粒子カラムを含む。静電レンズは、ビームレットの焦点を合わせ、および、ビームレットを消去する目的で働き、ここで、消去は、１つの、または、複数の、このような荷電粒子ビームを偏向させて、粒子ビームまたは複数のビームレットが、ウェハーのようなターゲットに到着するのを防止することによって実現される。コンピュータベースの画像パターンの前記ターゲット上への投影の最終部分を実現するために、消去されていないビームレットが、このような静電レンズの最終の組において、前記ターゲットへと投影される。
【０００５】
前記荷電粒子カラムはまた、信号接続をもたらすために、カラムに供給されることになる、複数の電気リード線を要求する。真空チャンバに対する信号接続を提供するために、フィードスルーを提供することが一般的に必要であり、フィードスルーは、真空チャンバと外部環境との間の電気的結合を提供するために、真空チャンバ壁を通して前記電気リード線を通過させる。前記電気リード線は、高電圧信号を給電および維持するために要求されてもよい。
【０００６】
ここで、通常は１ｋＶより多い電位の高電圧が使用され、十分な電気的絶縁および遮蔽を提供して、高電圧信号の電気的絶縁破壊や、または、高電圧信号のエレクトロンクリープの発生がもたらされることのいずれかを防止することが、一般的に必要である。
【０００７】
発生された電場が、正極および負極の間で離れている空間を通して、１つの極からもう１つの極に対する放電をもたらすほど、２極間の電位が十分に高いときに、電気的絶縁破壊が発生する。
【０００８】
正極および負極の中間の表面を通して、個別のエレクトロンが移行するときに、エレクトロンクリープが発生し、前記エレクトロンは、負極から有効に抽出される。この効果は、電位がより高い値に増加するにつれて、または、導電性被覆が使用されるケースにおけるように、金属部品が非常に薄いときに、より顕著になる。
【０００９】
これらの両方の現象は、電場の幾何学上のコンフィギュレーションの効果として、場のエンハンスメントが発生するときに、より発生しやすい。ここで、電場と、対応する電場線、すなわち等電位線とが、通常は、等間隔に空間を空けられて、一定および均質な場の強度をもたらしており、例えば、等電位線を一緒に有効にプッシュする、隆起または鋭いエッジによってもたらされた、場の幾何学的配置における歪みは、電場の強度を局所的に増加させる。この増加された電場の強度は、電気的絶縁破壊およびエレクトロンクリープの尤度を増加させるだろう。ある高性能な荷電粒子応用システムの最大３０ｋＶ／ｍｍのフィールド強度が発生する一方で、典型的な応用における電場は、１０ｋＶ／ｍｍに到達してもよい。
【００１０】
前述の現象の発生を防止するために、共通して、両極の間の十分に長い距離を維持して、絶縁破壊を防止しており、このことは、このような遮蔽設計が、本質的に、大きなサイズのものであることを意味する。このサイズの欠点は、平面的な方法で、極を離す際に明白になるかもしれず、長い直径をもたらし、このことは、例えば、真空チャンバ中のポートを、所望のものより大きくする必要があることを意味する。代わりに、このような遮蔽設計は、平面に対して、垂直に極を離してもよく、遮蔽によって、占有される容量の増加をもたらす。
【００１１】
１つのこのような実際に実現された遮蔽設計は、同軸真空フィードスルーが開示されている、ＵＳ４２３１００３から周知となっている。周知のフィードスルーは、外部および内部の配線を接続するための、１つの真空端と、１つの大気端とを有する、第１の金属丸棒を含む。金属ピンは、第１のセラミック円柱によって封入され、これが、次に、第１の金属円柱によって、気密性のある方法で封入される。第２のセラミック円柱は、第１の金属円柱を封入する。第２の金属円柱は、第２のセラミック円柱を気密性のある方法で封入し、真空容器に気密に固定される。このような方法で、真空密封を維持しながら、また、真空容器と電気的信号の間の電気的絶縁をもたらしながら、１つの配線に対して、フィードスルーがもたらされる。
【００１２】
別分野の高電圧絶縁において、ＵＳ７０４５７９４は、積重ねレンズ構造と、電気的絶縁破壊を防止するために積重ねレンズ構造を使用する方法とを記述する。導電性層と、導電性層の間の絶縁層とを含む、積重ねレンズ構造では、電気的絶縁破壊が発生しそうな表面における絶縁破壊パスの長さを増加させるように、くぼみが作られる。さらに、表面絶縁破壊パスの長さをより増加させるように、くぼみにおいて歯状の切れ込みが形成される。別の実施形態では、カットアウトを有する、シリコンレンズが形成される。この解決法は、表面絶縁破壊パスの長さを増加させることに依拠している。
【００１３】
他の遮蔽設計は、例えば、ＵＳ５１１７１１７およびＵＳ４１７６９０１から周知となっている。
【発明の概要】
【００１４】
周知の遮蔽設計の上記の欠点があるので、本発明の目的は、上で例を示したような、さまざまな、空間および／または距離要求が満たされなければ低電位となる装置もしくは構造内の、高電位構造における、上に示したさまざまな種類の空間および／または距離要求に対する、一般的な解決法を提供することである。このような状況および環境において、ハンドブックにしたがった電気クリープ、または、電気的絶縁破壊の解決法や、少なくとも実際においての電気クリープ、または、電気的絶縁破壊の解決法は、互いに負および正に帯電している電位構造ポイントの間の、少なくとも電気パス長だけの長さの相互の距離を有する構造設計によって、対処されており、その中の電極は、相対的に負に帯電している部品から、もう１つの、正に帯電している部品へと泳動する。これに関する周知の構造的解決法は、非常に高い電位構造が適用される現代の荷電粒子リソグラフィー環境において、特に不利であり、ここで、周知のフィールドの高電圧電気配線から知られているものとは異なって、空間は、重要な設計要因である。
【００１５】
これまで記述したような問題に対する技術的解決法を提供する際に、本発明は、絶縁体によって少なくとも部分的に封じ込められた、少なくとも１つの相対的に負に帯電された金属部品を包含し、これにより、正極に対する、電気的絶縁破壊またはエレクトロンクリープの両方を防止する。負の電位の金属部分を封じ込めることによって、電場線が、封じ込めている絶縁体へと押し込められるので、電気的絶縁破壊またはエレクトロンクリープの両方が起こりえないことになる。
【００１６】
この新規な設計の利点は、これが、増加された相互距離表面の絶縁破壊パスの必要性なしで、遮蔽の空間要求を大いに減少させることである。ここで提供される原則的な解決法は、荷電粒子タイプのリソグラフィー内のさまざまなロケーションにおいて有利に適用されてもよいが、好ましくは、何らかの高電圧応用において、すなわち、投影エレメントにおけるもの以外の、他の部品においてもまた適用されてもよい。高電圧真空フィードスルーにおけるもののような、後者のケースでは、第２の金属部分が実質的に薄型であるという特徴は、適用されないだろう。空間要求の減少は、空間制限された応用、または、サイズの制限は必須ではないが、それにもかかわらず、容積の大きな遮蔽配置は望ましくない応用において、有利である。後者は、例として、真空容器であり、ここで、容器中の大きな開口が回避され、これに対して、荷電粒子レンズ応用においては、減少された半径距離が典型的に見受けられる。
【００１７】
要約すると、本発明は、添付の特許請求の範囲の請求項１に記述するような、高電圧遮蔽配置に関連し、また、このような遮蔽配置を含む荷電粒子リソグラフィーマシンに関連する。配置は、第１の金属部分と、前記第１の金属部分に対して、好ましくは至近距離に位置付けられた第２の金属部分とを含む。前記第２の金属部品は、前記配置中に含まれ、例えば、第２の金属部品の電位を、第１の金属部品の電位より低くなるように設定することにより、前記第１の金属部品に比して、相対的に負の電荷をもたらす電位に設定される。前記第２の金属部品は、１つ以上の端部と、絶縁体とを備える。第２の金属部品は、第１の金属部品に面している絶縁体によって、少なくとも部分的に封じ込められる。有利な実施形態を、添付の特許請求の範囲の従属請求項に記述した。
【００１８】
明細書に記述し、示した、さまざまな観点および特徴は、個別に、何らかの可能なようにして適用されることができる。これらの個別の観点は、特に、添付の特許請求の範囲の従属請求項中に記述した観点および特徴は、分割特許出願の主題とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明は、例として、本発明にしたがった、以下の実施形態の荷電粒子光学システムにおいて、さらに解明される。
【００２０】
図面において、対応する構造または機能を有する特徴を、同一の参照番号によって参照した。
【図１】図１は、ウェハー段コンポーネントを含む、周知の荷電粒子システムの概念図を図示する。
【図２】図２は、リソグラフィーにおいて用いるために共通して知られている、高電圧遮蔽配置の実施形態の断面図を図示する。
【図３】図３は、本発明にしたがって適合される、フィードスルーフランジを備える、容器壁部品の形態における、高電圧遮蔽配置の第１の実施形態および応用の断面図を図示する。
【図４】図４は、リソグラフィーにおいて用いるための、荷電粒子投影レンズ配置の実施形態の断面図を図示する。
【図５】図５は、本発明にしたがって、また適合される、レンズ構造の形態における高電圧遮蔽の第２の実施形態および応用の断面図を図示する。
【発明の詳細な説明】
【００２１】
図１は、ターゲット上に、画像を、特に、制御システム提供された画像を投影するための、先行技術の荷電粒子システム１の概念図である。これは、ウェハー段コンポーネントを含み、この部分に本発明は特に関連する。この設計において、荷電粒子システムは、制御システム２と、基礎フレーム８上に搭載され、荷電粒子カラム４、計測フレーム６、ターゲット位置特定システム９−１３を含む真空チャンバ３とを具備する。前記ターゲット９は、一般的に、基板平面中の荷電粒子感知層を備えるウェハーであるだろう。ターゲット９は、ウェハーテーブル１０の上部に配置され、次に、ウェハーテーブル１０は、チャック１２およびロングストロークドライブ１３上に位置している。測定システム１１は、計測フレーム６に接続され、ウェハーテーブル１０と、計測フレーム６との相対的位置の測定を提供する。計測フレーム６は、典型的に、比較的大質量のものであり、例えば、ばねエレメントによって実現される振動絶縁装置７によってサスペンドされている。エレクトロン光学カラム４は、プロジェクタ５を使用して、最終投影を実行する。プロジェクタ５は、静電の投影レンズ、または、電磁気の投影レンズのいずれかのシステムを備える。図示するような、好ましい実施形態において、レンズシステムは、静電荷粒子レンズの配列を含む。
【００２２】
プロジェクタ５は、ターゲット９に究極的に近接して位置付けられる。長距離の動きにわたっての前記要求される正確さを達成するために、ウェハー位置特定システムは、典型的に、走査方向に、および、走査方向に垂直に、比較的長距離にわたって、ウェハー段を動かすためのロングストロークコンポーネント１３と、ターゲット９の位置特定を正確に実行するための、そして、擾乱を訂正するための、ショートストロークコンポーネント１２とを備える。計測フレーム６に関する、ウェハー段の相対的位置特定は、測定システム１１によって測定される。ターゲット９を、ウェハーテーブル１０に押し付けて、投影の間じゅうターゲット９が確実に固定されるようにする。
【００２３】
システムは、電気配線３３が真空容器の壁を通過できるようにするための複数の真空フィードスルー１４を備える。配線３３は、荷電粒子カラム４に対して、例えば、制御システム２から信号送信でき、または、電源供給できる。信号と電力の両方が、正負の電位において、１ｋＶから１０ｋＶの範囲における高電圧電位に設定することができる。
【００２４】
図２は、真空フィードスルーとして使用するためのリソグラフィー環境における、周知の構成の断面図を示す。周知のフィードスルーにおいて、フランジ信号配線３３は、真空チャンバ３０へと信号接続を提供するために、外部金属担体３１ａと、内部金属担体３１ｂとをフィードスルーされる。真空チャンバ３０は、大地電位に含まれており、一方、信号配線３３の遮蔽は、高電圧電位において動作する。金属担体３１ａおよび３１ｂと、信号配線３３との間の、フラッシュオーバーを防止するために、絶縁体２９ａおよび２９ｂが含まれる。真空チャンバ３０と、金属担体３１ａおよび３１ｂとの間に、十分に長い空間的距離を提供することに留意しなければならない。前記要求される空間的距離は、真空チャンバと、真空チャンバの外表面上との両方への重大な侵入をもたらす。
【００２５】
図３は、ある実施形態として、本発明にしたがって適合されたフィードスルーフランジを備える、図１にしたがったシステムの壁部品の断面図を示し、ここで、高電圧遮蔽設計が、高電圧遮蔽真空フィードスルーフランジに含まれる。信号配線３３は、真空チャンバの壁を通して、信号接続を提供するための金属担体３１をフィードスルーされる。
【００２６】
担体は、第２の金属部品３０に面している、絶縁体３２によって、部分的に封じ込められている。絶縁体３２は、金属担体３１を部分的に封じ込めることによって、製造の間に形成できる。代わりに、図３に図示したように、いくつかの層から絶縁体を構成することによって、金属担体３１の周りに絶縁体を構成することができ、このようにして、金属担体を部分的に封じ込める。金属担体の、好ましくは両端を封じ込めることによって、担体の端によって形成される放出チップの封じ込めのために、エレクトロンクリープと電気的絶縁破壊が防止される。他の荷電粒子の実施形態では、このような電位差は、最大５０ｋＶであってもよい。
【００２７】
第２の金属部品は、フランジと真空チャンバとの間の接続として働く。フランジは、真空チャンバに気密に接続されている。高電圧の金属担体と、金属フランジとの間の絶縁体のために、依然として、フランジを大地電位に設定して、安全な動作を確実にすることができる。金属担体の部分的封じ込めは、フィードスルーフランジの全体の直径を減少させることを可能にする。
【００２８】
図４において、リソグラフィーにおいて用いるための、荷電粒子応用に対する構成の断面図を図示する。薄い金属被覆３９は、絶縁担体３７に部分的に含まれており、高電圧に設定され、レンズスタック３５と電気的接続している。第２の薄い金属被覆３８はまた、前記絶縁担体に部分的に含まれており、大地電位に設定されており、投影レンズ筐体３６と電気的に接続している。投影レンズ筐体は、絶縁トップカバー３４と結合されて、全体の投影レンズ配置を封入している。金属被覆３９と、レンズ筐体３６との間のフラッシュオーバーまたは電気的絶縁破壊を防止するために、金属被覆３９と、レンズ筐体３６との間に、かなりの空き空間が存在しなければならない。そうでなければ、金属被覆３９が負の電位に設定されたときに、金属被覆３９の鋭利な端から、エレクトロンが放出される恐れがある。
【００２９】
図５において、本発明の別の実施形態の断面図を図示し、ここで、荷電粒子リソグラフィーシステム中の投影レンズ５において、高電圧遮蔽設計が含まれる。薄い金属被覆３９は、絶縁担体３７に部分的に含まれ、高電圧に設定されており、レンズスタック３５と電気的に接続している。第２の薄い金属被覆３８もまた、前記絶縁担体に部分的に含まれており、大地電位に設定されており、投影レンズ筐体３６と電気的に接続している。投影レンズ筐体は、絶縁トップカバー３４と結合されて、全体の投影レンズ配置を封入している。
【００３０】
この実施形態において、第１の金属被覆と、第２の金属被覆とは、互いに、比較的至近距離に含まれる。エレクトロンクリープと電気的絶縁破壊を防止するために、第２の金属被覆の至近距離のエリアが封じ込められるように、第１の金属被覆を部分的に封じ込めるための絶縁体４０が含まれることで、被覆の端によって形成される放出チップから、エレクトロンが放出されるのを防止する。この実施形態は、高電圧および大地電位の部品の間に、大きな空間を空ける必要性なく、投影レンズの異なる部品が、異なった、電位および大地電位に、確実に設定されるようにする。
【００３１】
上記の説明は、好ましい実施形態の動作を図示するために含まれており、本発明の範囲を制限することを意図していないことを理解すべきである。これらの概念およびすべての前述の記述の他に、本発明は、以下の特許請求の範囲に規定されるような、すべての特徴に関連し、また、当業者によって直接的に、また、暗黙的に導出されてもよいように、添付の図面におけるすべての項目に関連している。特許請求の範囲に参照番号が含まれているが、これらは、例示的な意味を示すためのものであり、したがって、前述の用語を制限するためのものでなく、このために、参照番号を括弧の中に入れている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子リソグラフィーシステム中で使用するための高電圧遮蔽配置において、
前記配置に含まれ、ある電位に設定されることになる第１の金属部品と、
実質的に薄型の第２の金属部品と
を具備し、
前記第２の金属部品は、前記配置中に含まれ、前記第１の金属部品に比して、相対的に負の電荷をもたらす第２の電位に設定されることになり、
前記第２の金属部品は、前記第１の金属部品に対して、ある距離をおいて位置付けられ、
前記第１の金属部品および前記第２の金属部品の間の前記距離は、電場が存在する放電領域を規定し、
前記第２の金属部品は、１つ以上の端部を含み、
前記配置は、絶縁体をさらに備え、
前記１つ以上の端部が、前記絶縁体によって封じ込められる放電領域に面しており、前記第２の金属部品が導電性被覆として含まれていることを特徴とする、遮蔽配置。
【請求項２】
ターゲット上に画像を投影するための投影手段中に含まれている、請求項１記載の遮蔽配置。
【請求項３】
荷電粒子リソグラフィーシステムの投影レンズ中に含まれている、請求項１または２のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項４】
高電圧投影オプティクスを遮蔽するための投影レンズと、前記投影レンズの外壁との中に含まれている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項５】
前記第１の金属部品は、円形絶縁担体の外端上に導電性被覆として含まれ、前記投影レンズの外壁と接続しており、前記第２の金属部品は、前記円形絶縁担体の中心部上に円形導電性被覆として含まれ、前記絶縁体は、前記第２の金属被覆の端に位置付けられ、前記第２の金属被覆の端を完全に覆うリングとして含まれる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項６】
前記第１の金属部品および第２の金属部品の間の相対的電位差は、１ｋＶから１０ｋＶの範囲におけるものである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項７】
前記放電領域中の電場強度は、１０ｋＶ／ｍｍから３０ｋＶ／ｍｍの範囲におけるものである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項８】
前記遮蔽配置は、電気的絶縁破壊および／またはエレクトロンクリープを防止する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項９】
前記第１の金属部品は、大地電位に設定される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項にしたがった遮蔽配置を含む、荷電粒子リソグラフィーマシン。
【請求項１】
荷電粒子リソグラフィーシステム中で使用するための高電圧遮蔽配置において、
前記配置に含まれ、ある電位に設定されることになる第１の金属部品と、
実質的に薄型の第２の金属部品と
を具備し、
前記第２の金属部品は、前記配置中に含まれ、前記第１の金属部品に比して、相対的に負の電荷をもたらす第２の電位に設定されることになり、
前記第２の金属部品は、前記第１の金属部品に対して、ある距離をおいて位置付けられ、
前記第１の金属部品および前記第２の金属部品の間の前記距離は、電場が存在する放電領域を規定し、
前記第２の金属部品は、１つ以上の端部を含み、
前記配置は、絶縁体をさらに備え、
前記１つ以上の端部が、前記絶縁体によって封じ込められる放電領域に面しており、前記第２の金属部品が導電性被覆として含まれていることを特徴とする、遮蔽配置。
【請求項２】
ターゲット上に画像を投影するための投影手段中に含まれている、請求項１記載の遮蔽配置。
【請求項３】
荷電粒子リソグラフィーシステムの投影レンズ中に含まれている、請求項１または２のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項４】
高電圧投影オプティクスを遮蔽するための投影レンズと、前記投影レンズの外壁との中に含まれている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項５】
前記第１の金属部品は、円形絶縁担体の外端上に導電性被覆として含まれ、前記投影レンズの外壁と接続しており、前記第２の金属部品は、前記円形絶縁担体の中心部上に円形導電性被覆として含まれ、前記絶縁体は、前記第２の金属被覆の端に位置付けられ、前記第２の金属被覆の端を完全に覆うリングとして含まれる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項６】
前記第１の金属部品および第２の金属部品の間の相対的電位差は、１ｋＶから１０ｋＶの範囲におけるものである、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項７】
前記放電領域中の電場強度は、１０ｋＶ／ｍｍから３０ｋＶ／ｍｍの範囲におけるものである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項８】
前記遮蔽配置は、電気的絶縁破壊および／またはエレクトロンクリープを防止する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項９】
前記第１の金属部品は、大地電位に設定される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の遮蔽配置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項にしたがった遮蔽配置を含む、荷電粒子リソグラフィーマシン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５０７７３３（Ｐ２０１３−５０７７３３Ａ）
【公表日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３３１０１（Ｐ２０１２−５３３１０１）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２０１０／０５０６４９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４３６５７
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５０５１５２４７９）マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． (55)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＬ２０１０／０５０６４９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４３６５７
【国際公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５０５１５２４７９）マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． (55)
【Ｆターム（参考）】
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