[发明专利]用于磁屏蔽的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于磁屏蔽带电粒子光刻（lithography）设备的系统。

背景技术

在半导体产业中，存在日益增长的以高精确度和可靠性来制造较小结构的期望。带电粒子光刻是符合此高级需求的一种很有前途的技术。在此类型的光刻中，带电粒子被操控以被转移到基板（典型为晶片）的目标表面上。因为带电粒子的操控使用受控电磁操控来实行，所以如果光刻系统暴露在外部磁场，带电粒子光刻的精确度则可能降低。

为此，已经发展出各种的磁屏蔽技术来保护带电粒子光刻系统免受外部磁场的影响。例如：带电粒子光刻系统可以包围在具有高磁导率的一层或多层材料中。然而，这种屏蔽可能不足以充分地降低外部磁场。再者，该屏蔽无法对波动的磁场进行补偿。

保护带电粒子系统免受外部磁场的影响的另一个实例是使用能够以预定方向产生场的一对或多对线圈，使得外部磁场能被由该线圈所产生的场抵消。对于对单一的带电粒子系统所暴露的磁场进行控制，使用一对或多对线圈可起到很好的作用。然而，在未来的半导体产业中可预见到：多个带电粒子光刻系统将彼此相接近地进行操作。结果，产生补偿场可解决外部场对于一个带电粒子光刻系统的负面影响，然而产生的补偿场对于相邻的带电粒子系统来说则起到干扰外部场的作用。

发明内容

本发明为用于磁屏蔽带电粒子光刻设备的一种系统提供了改善的性能。为了此目的，该系统系包括第一腔室，其具有包括磁屏蔽材料的壁，该第一腔室至少部分地包围所述带电粒子光刻设备；第二腔室，其具有包括磁屏蔽材料的壁，所述第二腔室包围所述第一腔室；以及一组两个线圈，其被置放在所述第二腔室中且位于所述第一腔室的相对侧上。这两个线圈具有公共轴线。在第二腔室中使用两个线圈能够对第一腔室内的磁场进行补偿，同时系统外部的补偿磁场的影响由于第二腔室的屏蔽性能而被保持为最小。优选为，该系统包含三组线圈，以形成线圈组的正交集合。在这种情况下，所述第二腔室将因此包围被置放在第一腔室的相对侧上的第一组两个线圈，第一组的两个线圈具有在第一方向上的公共轴线；置放在所述第一腔室的相对侧上的第二组线圈，第二组的两个线圈具有在基本上垂直于第一方向的第二方向上的公共轴线；置放在第一腔室的相对侧上的第三组线圈，该第三组的两个线圈在基本上垂直于第一方向和第二方向的第三方向上具有公共轴线。这种线圈组的正交配置能够在所有方向上进行磁场校正。

在一些实施例中，在一个线圈与第二腔室的最接近的壁之间沿着基本上平行于公共轴线的一个方向所测量的距离，小于在所述线圈和第一腔室的最接近的壁之间的这种距离。如果线圈有些远离第一腔室，则补偿场在基本上平行于各自组线圈的公共轴线的方向上更为均质。如果在线圈与第一腔室的最接近的壁之间的距离至少是在该线圈与第二腔室的最接近的壁之间的距离的两倍，则腔室相对于外部磁场的磁屏蔽能力得以相当大的提高。最佳的均质性在一个系统中取得，其中线圈被置放为靠近第二腔室的壁。

在一些实施例中，第一腔室的壁被置放为比第二腔室的至少一个壁更加接近带电粒子光刻设备。在两个屏蔽壁部之间的这种距离改善了在至少一个壁的方向上的组合磁屏蔽能力。在第一腔室的壁被置放为比第二腔室的任何壁更加接近带电粒子光刻设备的情况下，可获得关于该系统在所有方向上对于外部磁场的组合磁屏蔽能力的最佳结果。

在一些实施例中，磁屏蔽材料包含具有高于大约300,000的相对磁导率的材料。合适的材料为μ金属(mu metal)。

在一些实施例中，第一腔室配备有消磁装置。该消磁装置使得能够消除第一腔室内的剩余场。此外或另者，第二腔室可配备有消磁装置。在第二腔室中的消磁装置可被用来消除存在于其中的剩余磁场。该消磁装置可包括一个或多个消磁线圈。这样的线圈相当容易实施，因为其不会占用太大空间，且为了实现它们的应用仅需要对系统进行有限调整。

在一些实施例中，系统进一步包括至少一个磁场传感器，用于测量第一腔室内的磁场。传感器的使用可以致使能够对该系统中的一组或多组线圈及/或消磁装置的性能进行监视。该系统可进一步包含控制系统，以用于基于由至少一个磁场传感器提供的信息来控制流过线圈的电流。于是，在外部磁场中的轻微变化可予以补偿。这样的变化可由在光刻设备中的可移动装置，诸如短行台（short stroke stage）。此可移动装置通常具有其自有的屏蔽，其沿着其周围的场移动或拉动，造成磁场变化。