(57)【要約】【課題】  電子ビーム露光システムを提供することである。【解決手段】  複数の電子ビームレット（５ａ、５ｂ）を発生するためのビームレット発生装置と、電子ビームレットの強度を変調するための複数の変調器を備える、前記複数の電子ビームレットを受け取るための変調アレイと、各変調器を個々に制御するための前記変調アレイに接続されるコントローラと、各変調器の制御信号を個々に調整するように各変調器に動作的に接続されている調整器と、各々が前記変調アレイにより伝送される対応する個々のビームレットを３００ｎｍより小さな断面に焦点を合わせる、静電レンズ（７）のアレイを備えた収束電子光システムと、前記収束電子光システムの第１の収束面内で前記パターンが転写されるこれの露光面でターゲットを保持するためのターゲットホルダとを具備する、ターゲット（１４）の表面にパターンを転写するための電子ビーム露光装置である。【選択図】    図１
2010171452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットの表面にパターンを転写するための電子ビーム露光装置であって、
複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、
電子ビームレットの強度を変調するための複数の変調器を備え、前記複数の電子ビームレットを受けるための変調アレイと、
前記変調アレイに動作的に接続され、制御信号を使用して前記変調器を個々に制御するコントローラと、
各変調器に接続され、各変調器の前記制御信号を個々に調整する調整器と、
各々が、前記変調アレイにより伝送される対応した個々のビームレットを、３００ｎｍより小さな断面に収束させる、複数の静電レンズのアレイを備えた収束電子光システムと、
前記パターンが前記収束電子光システムの第１の収束面で転写される、これの露光面を備えたターゲットを保持するためのターゲットホルダとを、具備する、電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記ビームレットの少なくとも１つの実際の位置を測定するための測定手段をさらに具備し、また、前記コントローラは、前記実際の位置と所望の位置とを記憶するためのメモリ手段と、前記ビームレットの前記所望の位置と前記実際の位置とを比較するためのコンパレータとを有し、そして、前記調整器は、前記コントローラに動作的に接続され、前記電子ビームレットの前記所望の位置と前記実際の位置との間の前記測定された差異を補償するように、前記変調器に発せられる前記制御信号を調整するための命令を受け取る動作的に接続、請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記調整器は、前記コントローラに動作的に接続され、前記調整の量を示す命令を受ける動作的に接続、請求項１または２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記調整器は、各制御信号のタイミングを個々に調整するように設定されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記変調アレイは、
通過する電子ビームレットの偏向のための複数のビームレットブランカー（ｂｌａｎｋｅｒ）を備えたビームレットブランカーアレイと、
このビームレットブランカーアレイの前記ビームレットブランカーと位置合わせされた複数の開口を有するビームレットストップアレイと、
を備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記ビームレットブランカーに動作的に動作的に接続されている、請求項５に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記調整器を介して前記ビームブランカーに動作的に接続される、請求項５に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項８】
前記ビームレット発生装置は、
少なくとも１つの電子ビームを射出するためのソースと、
この少なくとも１つの射出された電子ビームを前記複数の電子ビームレットに射出された分割するための少なくとも１つのビームスプリッタと、
を備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項９】
前記ビームスプリッタは、空間フィルタ、好ましくは開口アレイを備える、請求項８に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタは、前記電子ビームまたは複数のビームレットの経路に沿って連続する複数複数の開口アレイを備え、これら開口アレイは、相互に位置合わせされた複数の開口を有し、それぞれの次の開口アレイは、前記ソースから、前の開口アレイの前記開口より小さい開口を有する前記ターゲットまでの前記経路を辿る、請求項８に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１１】
各開口アレイの前記開口は、六面構造で配列されている、請求項１０に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１２】
前記開口アレイの各開口は、この開口を通って伝送される前記ビームレットに基づいた電流密度に反比例する面積を有する、及び／または、前記開口アレイの開口サイズが、所定のビームレット電流の離散集合を作成するように適応される、請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１３】
前記ビームスプリッタは、静電四極レンズアレイを備える、請求項８ないし１２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１４】
前記ビームスプリッタと前記ビームレットブランカーアレイの間に位置され、前記複数の電子ビームレットを収束させる第２の静電レンズをさらに具備する、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１５】
前記ビームレットブランカーアレイは、前記第２の静電レンズアレイの前記収束面に位置されている、請求項１４に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１６】
前記ビームレット発生装置は、熱イオンソースを備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１７】
前記熱イオンソースは、前記空間電荷制限体制で動作するために適応される、請求項１６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１８】
前記熱イオンソースは、球形の陰極面を有する、請求項１７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項１９】
前記ビームレット発生装置は、少なくとも１つの抽出電極を備える、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２０】
前記抽出電極は、平面的な抽出電極である、請求項１９に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２１】
前記抽出電極は、前記空間電荷領域の後に配置され、前記電子ビームレットに負のレンズ効果を与えるために正の電圧が与えられる、請求項２０に記載の電子源露光装置。
【請求項２２】
前記ソースは、電子ビームを発生するように設定され、前記ビームレット発生装置は、さらに前記電子ビームを前記複数のビームレットに分割するためのビームスプリッタを備える、請求項２１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２３】
前記正の電圧は、前記射出された電子ビームのために負のレンズ効果を与えるように所定値に設定される、請求項２１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２４】
前記ビームレット発生装置は、少なくとも１つの電子ビームを射出するためのソースと、前記少なくとも１つの射出された電子ビームを前記複数の電子ビームレットに分割するための少なくとも１つのビームスプリッタと、前記ソースにより射出された前記電子ビームを、それが前記ビームスプリッタに達する前に、コリメートされた電子ビームに変形するための照明システムとを備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２５】
前記変調器は、ビームレットブランカーアレイを備え、このビームレットブランカーアレイは、静電偏向器を備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２６】
好ましくは前記変調アレイと前記収束電子光システムとの間に設けられ、前記ターゲット露光面を走査するように前記電子ビームレットを偏向する走査偏向手段をさらに具備する、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２７】
前記走査偏向手段は、静電走査偏向器を備える、請求項２６に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２８】
パターンが、前記静電走査偏向器により実行される前記偏向方向とは異なる方向で転写される表面の面で、前記静電走査偏向器と前記ターゲットホルダとを、互いを相対的に移動させるためのアクチュエータをさらに具備する、請求項２７に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項２９】
前記コントローラは、前記走査偏向手段と前記アクチュエータとの互いのタイミングベースをシフトするためのタイムシフタを備える、請求項２８に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３０】
前記変調アレイと前記収束電子光システムとの間に追加の開口プレートをさらに具備し、この追加の開口プレートは、前記ターゲットの前記露光面に向けられ、かつ、この露光面と実質的に平行な１つの表面を有し、前記静電走査偏向器は、前記ターゲットの前記露光面に向く前記追加の開口プレートの側面に置かれた導電性ストリップである、請求項２５ないし２９に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３１】
ターゲットの表面にパターンを転写するための電子ビーム露光装置であって、
複数の電子ビームレットを発生するのビームレット発生装置と、
前記複数の電子ビームレットを受け、電子ビームレットの強度を変調する複数の変調器を備える変調アレイと、
前記変調アレイに動作的に接続され、制御信号を使用して前記変調器を個々に制御するコントローラと、
各々が、前記変調アレイによって伝送される対応する個々のビームレットを、３００ｎｍより小さい断面に収束させる複数の静電レンズのアレイを備える収束電子光システムと、
前記パターンが前記収束電子光システムの第１の収束面に転写される、露光表面を備えたターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
を具備し、
前記ビームレット発生装置は、少なくとも１つの熱イオンソースを備え、このソースは、空間電荷制限領域内で動作されるように設定された少なくとも１つの抽出電極を備え、また、前記ソースは、電子ビームを射出するように設定され、そして、前記ビームレット発生装置は、前記電子ビームを複数の電子ビームレットに分割するためのビームスプリッタをさらに備える、電子ビーム露光装置。
【請求項３２】
前記抽出電極は、前記空間電荷領域の後に位置し、前記電子ビームに負のレンズ効果を与えるために正の電圧が与えられる、請求項３１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３３】
複数の電子ビームレットを発生するための電子ビーム発生装置であって、このビームレット発生装置は、少なくとも１つの熱イオンソースを備え、このソースは、空間電荷制限領域内で操作されるように設定された少なくとも１つの抽出電極を備え、また、前記ソースは、電子ビームを発生するように設定され、そして、前記ビームレット発生装置は、前記電子ビームを複数の電子ビームレットに分割するためのビームスプリッタをさらに備える、電子ビーム発生装置。
【請求項３４】
前記請求項のどれか１つに従った電子ビーム露光装置を使用して、電子ビームを用いてターゲット露光面の上にパターンを転写するための方法。
【請求項３５】
前記全ての請求項のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置は、パターンをウェハの上に転写するために使用される、プロセス。
【請求項３６】
複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、各電子ビームレットを変調するための複数の変調器と、各変調器に制御信号を与えるためのコントローラとを具備し、前記制御信号は、タイミングベースを有し、前記コントローラは、前記他の制御信号に関して制御信号のタイミングベースを個々に調整するために適応される、ターゲットの表面上にパターンを転写するための電子ビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
いくつかの種類の電子ビーム露光システムが当分野で知られている。これらのシステムの大部分は、非常に正確なパターンを基板の露光表面に転写するために提供されている。リソグラフィの特徴は、ムーアの法則に従ってますます小さくなるために推進されるため、電子ビームの高解像度は、今日よりなおさらに小さな特徴へという動因を続行するためにも使用できるであろう。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子ビーム露光装置は、時間当り約１００のウェハというスループットを有する。しかしながら、リソグラフィの目的のために、少なくとも毎時電子ビーム露光装置をウェハという商業的に受け入れ可能なスループットが必要である。電子ビーム露光装置のスループットを上げるためのいくつかのアイデアが提案されてきた。
【０００３】
例えば、米国特許出願公開第５，７６０，４１０号及び米国特許出願公開第６，３１３，４７６号は、ターゲットの露光表面へのパターンの転写の間に修正される断面を有する、電子ビームを使用するリソグラフィシステムを開示している。前記ビームの前記特殊な断面または形状は、静電偏向を使用することにより装置内部で放射ビームを移動することによって運転中確立される。選択された開口は部分的に次第に消えていき（ｂｌａｎｋｓ）、それにより電子ビームを形作る。前記ターゲット露光面は表面を新たにするために前記ビームの下で移動する。このようにしてパターンが書き込まれる。このシステムのスループットは依然として制限されている。
【０００４】
米国特許出願公開第２００１００２８０４２号、米国特許出願公開第２００１００２８０４３号、及び米国特許出願公開第２００１００２８０４４号では、複数の電子ビームレットを発生するために複数の持続波（ＣＷ）エミッタを使用することにより複数の電子ビームを使用する電子ビームリソグラフィシステムが開示されている。次に各ビームレットは個々に形作られ、下にある基板上にパターンを作成するために削除され（ｂｌａｎｋｅｄ）、下にある基板上でパターンを発生する。これら全てのエミッタがわずかに異なるエミッション特性を有するため、ビームレットの均質性は問題である。これはあらゆる個別のビーム電流を基準電流に均一化することにより補正された。不一致の相関値は計算するのが極めて困難であり、かなりの時間量を要し、システムのスループットを削減する。
【０００５】
真空科学技術誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）Ｂ１８（６）３０６１から３０６６ページには、連続して拡大し、平行にされ、複数のビームレットに分割される１つの電子ビームを発生するために１つのＬａＢ６ソースを使用するシステムが開示されている。ターゲット露光面は第１の方向で前記複数のビームレットに対して機械的に移動され、前記ビームレットはブランキング（ｂｌａｎｋｉｎｇ）静電偏向器を使用してオンとオフに切り替えられ、同時に走査偏向器が前記第１の方向に垂直な方向で前記ターゲット露光面上にブランカーアレイを通した前記ビームレットを一掃し、このようにして毎回画像を作成する。この既知のシステムでは静電レンズ及び／または磁気レンズが、画像が前記ターゲット露光面に投影される前に画像を縮小するために使用される。縮小プロセスでは、以前の前記画像より小さい少なくとも１つの完全な中間画像が作成される。前記画像全体は、所望される寸法を有するとき前記ターゲット露光表面上に投影される。この手法の主要な不利な点とは、前記複数の電子ビームレットが共に少なくとも１つの完全なクロスオーバーを通過するという点である。このクロスオーバーでは、異なるビームレットの中の電子間のクーロン相互作用が前記画像を乱し、このようにして解像度を削減する。さらに前記画像の強力な縮小のために、一度露光される面積はかなり小さく、したがって金型を露光するためには複数のウェハスキャンが必要とされる。つまり、１個の金型を露光するためには１６回の走査が必要であり、商業的に受け入れ可能なスループットに達するには非常に高い段の速度を必要とする。
【０００６】
英国特許出願公開第２，３４０，９９１号では、複数のイオンサブビームを発生する照明システムを有するマルチビーム粒子リソグラフィシステムが開示されている。照明システムはサブビームの中の１つのビームを分割するための開口プレート付きの単一イオンソース、または複数のソースのどちらかを使用する。単一イオンソースを使用するシステムでは、前記開口プレートがマルチビーム光システムを使用して基板上で投影される（縮小される）。前記システムは、さらに、サブビームの個々のイメージング光行差を補正し、書き込み中に前記サブビームを位置決めするために、マルチビーム光システムの後に配置される静電多重磁場システムの偏向装置を使用する。本出版物は、どのようにしてそれぞれのサブビームが変調するのかを開示していない。さらに、個々のサブビームを制御することは問題であり、サブビーム間均一性を維持する。
【０００７】
日本、日本応用物理学（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．）第３４巻、（１９９５）６６８９−６６９５には、エミッタ先端が磁場に浸漬されている特殊なＺｒＯ／Ｗ−ＴＦＥ熱放射源を有する多電子ビーム（「プローブ」）リソグラフィシステムが開示されている。このようなソースの不利な点はこれの限られた出力である。さらに、このソースはクロスオーバーを必要とする。「プローブ」の相互均質性はさらに説明されない。さらに、ソースの強度が問題である。
【０００８】
記事は、さらに、一般的に段が一方向で移動され、偏向器が前記段移動の前記方向に垂直に同距離同時に「プローブ」を移動する書き込み戦略に言及している。本出版物では認識されていない追加の問題とは、電子ビームレットのそれらの意図された位置からの偏向の補正である。
【発明の概要】
【０００９】
既知の電子ビーム露光装置の性能を改善することが本発明の目的である。
【００１０】
既知の電子ビーム露光装置の解像度を改善することが別の目的である。
【００１１】
既知の電子ビーム露光装置のスループットを改善することが本発明のさらに別の目的である。
【００１２】
従来技術におけるクーロン相互作用及び縮小方法に関係する問題を克服することが本発明のさらに別の目的である。
【００１３】
ビームレットの均一性を、特に書き込み中に制御することを簡単にすることが本発明の別の目的である。
【００１４】
本発明は、
複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、
前記複数の電子ビームレットを受け、電子ビームレットの強度を変調するための複数の変調器を備える変調アレイと、
前記変調アレイに動作的に接続され、制御信号を使用して前記変調器を個々に制御するコントローラと、
各変調器に動作的に接続され、各変調器の前記制御信号を個々に調整する調整器と、
各々が、前記変調アレイにより３００ｎｍより小さな断面に伝送される対応する個々のビームレットを収束させる静電レンズのアレイを備える収束電子光システムと、
パターンが前記収束電子光システムの前記第１の収束面で転写される、これの露光面を備えたターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
を備える、ターゲットの表面の上にパターンを転写するための電子ビーム露光装置に関する。
【００１５】
この装置では、それは完全な画像（一部）を縮小しないため、電子クロスオーバーは回避できるであろう。このようにして、解像度及び書き込み速度は上昇する。さらに、それはそれぞれの個々のビームレット内で電流を制御するニーズを回避する。装置は、位置補正及び変調が統合されているのでより複雑ではない。
【００１６】
本発明に従った電子ビーム露光装置の実施形態では、前記変調アレイは、
通過する電子ビームレットの偏向のために複数のビームレットブランカーを備えるビームレットブランカーアレイと、
前記ビームレットブランカーアレイの前記ビームレットブランカーと位置合わせされた複数の開口を有するビームレットストップアレイと、
を備える。
【００１７】
このようにして、１つの単一の焦点で電子ビームレットのクロスオーバーを回避し、高速変調を可能にすることが可能である。一実施形態では、あらゆるビームレットを個別に変調することを可能にするために、実質的にあらゆるビームレットブランカーが電子ビームレットと位置合わせされている。さらに、ビームレットストップアレイは、開口の少なくとも１つの平面を備え、実質的にはあらゆる開口が１つのビームレットと、好ましくはビームレットに関して中心合わせされた開口と位置合わせされる。このようにして、ビームレットは、電子ビームレットが偏向されないときには開口を通過し、ビームレットが偏向されるときにはビームレットは阻止される、あるいは停止される。この変調アレイの実施形態では、コントローラは前記ビームレットブランカーに動作的に接続されている。
【００１８】
一実施形態では、電子ビーム露光装置はさらに前記ビームレットの少なくとも１つの実際の位置を測定するための測定手段とを備え、コントローラは、前記実際の位置及び所望の位置を記憶するためのメモリ手段と、前記ビームレットの前記所望の位置と前記実際の位置を比較するためのコンパレータとを備え、前記調整器は、前記電子ビームレットの前記所望の位置と前記実際の位置の間の測定された差異を補償するために変調器に発行される制御信号を調整するための命令を受信するためのコントローラに動作的に接続される。このようにして、制御信号を調整することにより、ビームレットの位置決めは容易に補正できる。実際の位置の測定は、例えば、米国特許出願公開第５，９２９，４５４号に説明されるように行うことができる。
【００１９】
一実施形態では、コントローラは調整器を介して一実施形態の中でビームレットブランカーに動作的に接続されている。
【００２０】
一実施形態では、調整器は、調整の量を示す命令を受け取るためにコントローラに動作的に接続されている。調整の量は、前述されたコンパレータの結果として生じる値に基づいて決定できる。
【００２１】
追加の実施形態では、調整器は、各制御信号のタイミングを個々に調整するために適応されている。この非常に簡単な方法で、補正を達成できる。
【００２２】
本発明に従った電子ビーム露光装置の一実施形態では、ビームレット発生手段は、
少なくとも１つの電子ビームを射出するためのソースと、
前記複数の電子ビームレットに前記少なくとも１つの射出された電子ビームを分割するための少なくとも１つのビームスプリッタと、
を備える。このようにして、ソースが全ての関連する方向で均一に射出する場合には、ビームレットの間の均一な強度分散は容易に達成される。一実施形態では、電子ビーム露光装置は、前記複数の電子ビームレットを収束させるために、さらに、前記ビーム分割手段と前記ビームレットブランカーアレイの間に位置する第２の静電レンズアレイを備える。この実施形態では、実質的に全ての静電レンズは位置合わせされ、１つの電子ビームレットを収束せせる。この追加の実施形態では、ビームレットブランカーアレイは、前記第２の静電レンズアレイの収束面に位置する。
【００２３】
ビームスプリッタ付きの本発明の電子ビーム露光装置の一実施形態では、ビームスプリッタは、空間フィルタ、好ましくは開口アレイを備える。このようにして、１つのビームのある１つのソースは、あるいはソース強度が不十分である、あるいは強度がビーム全体で変動するときには複数のソースは、容易に複数のビームレットに分割される。
【００２４】
ソース強度が高いとき、分割手段は電子ビームの経路または複数のビームレットに沿って連続した複数の開口アレイを備えることがあり、前記開口アレイは手作業で位置合わせされる開口を有し、それぞれの次の開口アレイはソースからかこの開口アレイの開口より小さい開口を有するターゲットまで経路に沿う。これにより熱損失は削減される。
【００２５】
開口アレイの一実施形態では、各開口アレイの開口が六面構造で配列され、密接な統合を取得することを可能にする。
【００２６】
開口アレイを備える分割手段を備える前記電子ビーム露光装置の追加の実施形態では、開口アレイの各開口は、この同じ開口を通して伝送されるビームレットに基づいた電流密度に反比例する面積を有する。
【００２７】
ビームスプリッタを備える電子ビーム露光装置の追加の実施形態では、ビームスプリッタは開口アレイを備え、そこでは開口アレイの開口サイズは所定のビームレット電流の離散集合を生成するように適応される。
【００２８】
これらの実施形態が電子ビームレットの均一性を改善する。
【００２９】
ビームスプリッタを備える電子ビーム露光装置のさらに追加の実施形態では、ビームスプリッタは静電四極レンズアレイを備える。
【００３０】
一実施形態では、本発明に従った電子ビーム露光装置は熱イオンソースを備える。一実施形態では、前記熱イオンソースは、空間電荷制限体制で操作されるために適応される。この特定の出願で有利である、空間電荷が均質化効果を有することが判明した。さらに一定の設定では、前記空間電化は負のレンズ効果を有してよい。
【００３１】
熱イオンソースを用いる追加の実施形態では、熱イオン電子源は球形の陰極表面を有する。実施形態では、熱イオンソースは少なくとも１つの抽出電極を備える。別の実施形態では、前記抽出電極は平面的な抽出電極である。この実施形態では、前記抽出装置は空間電荷領域の後に位置し、負のレンズ効果を与えるために正の電圧が与えられる。電圧は、発せられる電子ビームについて負のレンズ影響を生じさせるための所定の値で設定できる。
【００３２】
代替実施形態では、抽出電極はスルーホールのある球形の表面を有する。これらの全ての実施形態は、電子ビームに対する負のレンズ効果を生じさせる働きをし、このようにして電子ビームにおけるクロスオーバーを回避する。
【００３３】
本発明の電子ビーム露光装置の別の実施形態では、装置は、さらに、前記ソースによって発せられる電子ビームを、それが前記分割手段に達する前に平行した電子ビームに変換する照明システムを備える。
【００３４】
電子ビーム露光装置のさらに別の実施形態では、前記ビームレット発生器が、各ソースが電子ビームレットの発生を担当するソースのアレイを備える。この追加の実施形態では、電子ビーム露光装置は、前記複数の電子ビームレットを収束させるためにソースの前記アレイと前記ビームレットブランカーアレイの間に位置する第２の静電レンズアレイを備える。
【００３５】
ビームレットブランキング手段付きの電子ビーム露光装置の一実施形態では、前記ビームレットブランカーが静電偏向器を備える。
【００３６】
本発明に従った電子ビーム露光装置のさらに別の実施形態では、それは、さらに、変調アレイと、前記ターゲット露光面を走査するために電子ビームレットを偏向させるための収束収束電子光システムとの間に設けられる走査偏向手段を備える。この実施形態では、前記走査変更手段は静電走査偏向器を備える。この追加の実施形態では、電子ビーム露光装置は、前記静電走査偏向器を移動するための作動手段と、パターンが前記静電走査偏向器により実行される偏向の方向とは異なる方向で転写される表面の平面内で互いを基準にしてターゲットを保持するための前記手段とをさらに備える。
【００３７】
一実施形態では、調整器またはタイムシフタは、走査偏向手段及びアクチュエータのタイミングベースを互いにシフトするように設定されている。この一実施形態では、変調器の制御信号はタイミングベースを有し、ターゲットホルダのアクチュエータは第２のタイミングベースを有し、タイミングベースは互いにシフトできる。これは、例えば、ターゲット表面に書き込まれなければならず、１つのビームレットだけを使用して書き込まれる２つのビームレットの間にある重大な構成要素を有するために使用できる。
【００３８】
この追加の実施形態では、電子ビーム露光装置は、変調アレイと収束電子光システムの間の追加の開口プレートをさらに備え、追加の開口プレートはターゲットの露光面に向けられ、実質的に平行な１つの表面を有し、前記静電走査偏向器は、収束電子光システムの前記ブランカーアレイと静電レンズアレイの間に位置するターゲットの露光面に面する追加の開口プレートの側面上に置かれる導電性ストリップである。この別の実施形態では、静電走査偏向器は、収束電子光システム内に存在するレンズプレートのどれかのターゲット露光面に置かれる導電性ストリップである。この実施形態では、前記導電性ストリップは交互に正の電位または負の電位を有する。
【００３９】
ブランキング静電偏向器付きの電子ビーム露光装置の実施形態では、これらの偏向器は、ビームレットの所定のセクションがビームレットストップアレイにより停止されるように電子ビームレットを偏向させる。
【００４０】
本発明に従って電子ビーム露光装置の追加の実施形態では、それはさらに、複数の伝送された電子ビームレット内の電子を加速するために、収束電子光システムの静電レンズアレイと前記保護手段の間に位置する事後削減加速段を備える。
【００４１】
コントローラの一実施形態では、それは、
前記ビームレットの理論上の位置と実際の位置を比較することと
前記電子ビームレットの前記理論上の位置と前記実際の位置の間の測定された差異を補償するために制御信号を調整すること、
によってさらにターゲット露光表面上での電子ビームレットの間違いの位置合わせを補償する補正手段を備える。
【００４２】
本発明に従った電子ビーム露光装置の一実施形態では、それはさらに、好ましくは収束電子光システムの静電レンズアレイとターゲットの露光面の間に位置し、好ましくは開口が２０μｍより小さなサイズを有する開口アレイを備える、開口アレイ、レンズアレイまたはブランカーアレイのどれか１つに達するために電子を衝突されることにより解放される粒子を妨げるための保護手段を備える。
【００４３】
本発明に従った電子ビーム露光装置の一実施形態では、全てのレンズアレイ、開口アレイ及びブランカーアレイが、ガスがシステムの中に入ることを許されるときに、プレートを清掃し、全ての汚染物を除去するプラズマを発生する電源に接続される。
【００４４】
追加の実施形態では、本発明に従った電子ビーム露光装置は、システムが装置を清潔に保つために約２００℃から６００℃の高温で操作される。
【００４５】
本発明は、さらに、
複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、
前記複数の電子ビームレットを受信するための、電子ビームレットの強度を変調するための複数の変調器を備える変調アレイと、
制御信号を使用して変調器を個々に制御するための、変調アレイに動作的に接続されているコントローラと、
３００ｎｍより狭い断面に、前記変調アレイにより伝送される、各レンズが対応する個々のビームレットに焦点を合わせる静電レンズのアレイを備える収束電子光システムと、
収束電子光システムの第１の収束面で模様が転写される、この露光表面でターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
を備えるターゲットの表面の上にパターンを転写するための電子ビーム露光装置に関し、
そこでは、前記ビームレット発生装置は少なくとも１つの熱イオンソースを備え、前記ソースは空間電荷制限領域で操作されるために適応される少なくとも１つの抽出電極を備え、前記ソースは、電子ビームを発生するように設定され、前記ビームレット発生装置は、前記電子ビームを複数の電子ビームレットに分割するためのビームスプリッタをさらに備える。
【００４６】
このような特定のビームレット発生装置を使用すると、高いスループットを提供するために十分な電流を均一のビームレットに提供する。
【００４７】
この実施形態では、前記抽出電極は、前記空間電荷領域の後に位置し、前記電子ビームに対して負のレンズ効果を生じさせるために正の電圧が与えられる。
【００４８】
本発明は、さらに複数の電子ビームレットを発生するための電子ビーム発生装置に関し、そこでは前記ビームレット発生装置は少なくとも１つの熱イオンソースを備え、前記ソースは空間電荷制限領域内で操作されるために適応される少なくとも１つの抽出電極を備え、前記ソースは電子ビームを発生するように設定され、前記ビームレット発生装置は、さらに前記電子ビームを複数の電子ビームレットに分割するためのビームスプリッタを備える。
【００４９】
本発明は、さらに、複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、各電子ビームレットを変調するための複数の変調器と、タイミングベースを有する制御信号を各変調器に与えるためのコントローラとを備えるターゲットの表面の上にパターンを転写するための電子ビーム露光装置に関し、そこでは前記コントローラは他の制御信号に関して制御信号のタイミングベースを個々に調整するために適応される。
【００５０】
この装置では、位置決めし、変調するという問題は非常に簡略且つ的確な方法で解決され、構成要素の数を削減し、ロバストな装置を提供する。
【００５１】
本発明は、さらに、前述された電子ビーム露光装置を使用して、電子ビームを用いてターゲット露光面の上にパターンを転写するための方法、及び本発明の装置を使用して処理されるウェハに関する。装置は、さらに、例えば最先端の光リソグラフィシステムで使用されるようなマスクの生産のために使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に従った装置を示す図である。
【図２Ａ】既知の電子ビーム露光装置の詳細を示す図である。
【図２Ｂ】電子ビーム露光装置の詳細を示す図である。
【図３】球形の外面のある電子源を示す図である。
【図３Ａ】空間電荷領域のあるソースを示す図である。
【図４】ビームレットから開始する電子ビーム露光装置の実施形態を示す図である。
【図５Ａ】本発明の走査偏向アレイの実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の走査偏向アレイの実施形態を示す図である。
【図６Ａ】本発明の走査軌跡を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の走査軌跡を示す図である。
【図７Ａ】（Ａ）並びに（Ｂ）は、変調タイミングの調整を示す図である。
【図７Ｂ】（Ｃ）並びに（Ｄ）は、変調タイミングの調整を示す図である。
【図８Ａ】変調タイミングの調整の影響を示す図である。
【図８Ｂ】変調タイミングの調整の影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明は、本発明による電子ビーム露光装置の以下の実施形態においてさらに説明する。
【００５４】
本発明の実施形態は図１に概略して示されている。電子は単一の安定した電子源１から発せられる。照明システムは、開口プレート６上の所望される領域を均一に照明するために前記射出された電子ビーム５を収束させ、平行にする。これは、例えばレンズ３及び４を使用することにより確立できる。開口プレート６のために、電子ビーム５は、複数の電子ビームレット（小電子ビーム）に分割され、この内の２つの電子ビームレット５ａ及び５ｂが示されている。複数の電子ビームレットを生じさせるための代替方法は、電子源のアレイを使用することである。各電子源は、単一ソース及び分割手段の組み合わせを用いて生成されるものと同じように変調される電子ビームレットを発生する。各ソースのエミッション特性はわずかに異なるため、ビームスプリッタ６付きの単一ソース１が好ましい。静電レンズ７のアレイは、各ビームレットを所望の直径に収束させる。ビームレットブランカーアレイ８は、それぞれの個々のビームレットがビームレットブランカーアレイ８のプレートの中の開口と一致するように配置される。ビームレットブランカーアレイ８は、例えばブランキング静電偏向器などのビームレットブランカーを備える。電圧がブランキング偏向器に印加されると、対応する開口全体の電界が確立される。通過する電子ビームレット、例えばビームレット９は、電子ビームレットの軌跡を辿るビームレットブランカーアレイ８の後ろに位置するビームレットストップアレイ１０を偏向し、ビームレットストップアレイ１０で停止する。前記ブランキング偏向器に印加される電圧がないときには、電子ビームレットはビームレットストップアレイ１０を通過し、静電レンズのアレイ１３を備える収束電子光システムに達する。このアレイ１３はターゲット露光面１４上で個々に、伝送されるビームレット１２のそれぞれを収束させる。最後に、大部分の場合は静電走査偏向器である走査偏向手段が、ターゲット露光面１４上で１つの方向で共にビームレットを移動させる。図１に示された実施形態では、走査偏向器はビームレットストップアレイ１０のターゲット露光面側面１１ａ上に位置し、このようにして追加の走査偏向アレイ１１を形成する。しかしながら、他の場所も考えられる。走査の間、ターゲット露光面１４及び走査偏向器は、走査偏向の方向とは異なる方向で互いを基準にして移動する。通常、ターゲットはウェハまたはレジスト層で覆われたマスクである。
【００５５】
図１に示された構成の顕著な態様は、ビームレットブランカーアレイ８とビームレットストップアレイ１０との組み合わせにより生じる画像全体が全体として縮小されないという点である。代わりに、各個別ビームレットは収束電子光システム１３によりターゲット露光面１４に個々に収束する。これらの２つの手法の差異が図２Ａ及び図２Ｂに示されている。図２Ａでは、２つの電子ビームレット５ａ、５ｂを有する画像全体は、所望される解像度を獲得するために縮小される。画像を縮小することは、少なくとも１つの交差Ｘを必要とする。この交差では、全ての電子が小さな面積を通過する。クーロン相互作用が、この交差Ｘでの解像度を悪化させる。
【００５６】
本発明では、図２Ｂに示されている方法が使用される。ターゲット露光面１４上に投影される２つの隣接するビームレット５ａ、５ｂを考える。縮小手法を使用すると、前記２つのビームレット間の距離は狭くなる。しかしながら、本発明の収束手法は２つのビームレットの間のこの距離を変更しない。各ビームレットの断面だけが縮小される。
【００５７】
図１の電子源１は、通常、約３０ないし３００平方ミクロンの面積から１００Ａ／ｃｍ２を伝送する。一実施形態では、熱イオンソースが使用される。電子は、好ましくは空間電荷の均質化影響から恩恵を受けるために空間電荷制限エミッション体制で発せられる。このようなソースの例はＬａＢ６結晶、酸化バリウムを備えるディスペンサソース、または酸化スカンジウムで覆われたバリウムまたはタングステンの層を備えるディスペンサソースである。
【００５８】
抽出電極２は、必ずしもではないが、通常、ビームを収束させる。照明レンズ３，４は、開口アレイ６上で平行電子ビーム５を生じさせる。レンズ３，４は、クーロン相互作用の結果としてビームエネルギー拡散を制限するために最適化される。つまりビームの開口角度は可能な限り大きくされる。さらに、レンズ３，４は色収差の影響及び球形収差の影響により生じるビームの不鮮明な状態を制限するために最適化される。後者の場合、これによって負の色収差及び球形収差が生じ、この結果レンズ３，４の収差の補償が行われるため、レンズ電極として開口アレイ６を使用することは有利である場合がある。さらに、パターンの拡大のために、それをわずかに焦点を合わせる（フォカシング）またはずらすことによって（ディフォカシング）レンズ４を使用することも可能である。
【００５９】
しかしながら、このような実施形態では、単一のエミッタから発せられる電子ビームは、拡大される前に小さなクロスオーバーｘの中で焦点が合わせられる。このクロスオーバーｘの中では、このクロスオーバーｘでの電子−電子相互作用のための大きなエネルギー拡散がある。結局、クロスオーバーｘは撮像され、ターゲット露光面で縮小される。クーロン相互作用のために、所望される解像度は達成されない。したがって、クロスオーバーなしに拡大されたビームを拡大し、平行にするための方法が望ましい。
【００６０】
図３に図示される第１の実施形態では、照明電子光学系内のクロスオーバーは、球形のまたは半球形の外面１５の電子源１を使用することにより回避される。この構成では、大きな開口角度αが形成され、射出された電子ビーム５内の電子−電子相互作用のためのかすみを削減する。さらに、電子ビームは球形の波面を形成し、ソースの中心に位置する仮想クロスオーバー１６を生じさせる。仮想クロスオーバー内に存在する電子はなく、したがって外乱する電子−電子相互作用は不在である。
【００６１】
電子は、大きな穴を備える球形の抽出装置を用いて抽出できる。抽出装置の球形の形状の主要な優位点は、作成されるより均質な場である。
【００６２】
図３Ａに図示される代替実施形態では、電圧Ｖにあり、遠い平面的な抽出装置１１を有するソース／陰極１から電子を抽出することにより、クロスオーバーが回避される。平面的な抽出装置は、ソース１に関して正の電圧＋Ｖ１を有する。ここでソースと抽出装置の組み合わせは、負のレンズとしての機能を果たす。抽出装置１１を通る抽出された電子は、分岐する電場のために拡大する。再び、仮想クロスオーバーが生じ、クーロン相互作用のためのかなりの範囲の解像度の損失を削減する。図３に示されているように、ソース１と抽出装置１１の間には空間電荷領域Ｓが存在する。この空間電荷の存在が、ソース−抽出装置組み合わせにより生じる負のレンズ効果を改善する。
【００６３】
Ｖ１を調整することにより、ソース１をこの空間電荷制限エミッションモードで動作させることが可能である。このエミッションモードの主要な優位点は、エミッションの均質性の著しい増加である。総電流の増加は、限られたエミッション領域のソースを選択することにより制限できる。
【００６４】
開口アレイ６は、通常、約５０ないし５００μｍというピッチのある、直径５ないし１５０μｍの複数の開口を有する。これら開口は、好ましくは六角形パターンで配列されている。開口アレイ６は、通常、約５，０００ないし３０，０００のオーダの複数の電子ビームレットに、入射平行電子ビーム５のを分割する。これら開口のサイズは、照明の均一ではない電流密度を補償するために調整される。各開口は、この同じ開口を通して伝送される個々のビームレットに基づいた電流密度に逆比例する面積を有する。この結果として、それぞれの個々のビームレットの中の電流は同じである。開口プレートにかかる熱負荷が大きくなりすぎると、複数の開口アレイは連続して配列され、開口直径は電子ビームまたは複数の電子ビームレットの経路に沿って減少する。これらの開口アレイは相互に位置合わせされた開口を有する。
【００６５】
複数の電子ビームレットにコリメートされた電子ビーム５を分割する別の考えられる方法は、四極レンズアレイを使用することである。このようなアレイの考えられる構成は、この文書が完全に述べられているかのようにここに参照される米国第６，３３３，５０８号に開示されている。
【００６６】
図４は、複数のビームレットから開始する本発明の実施形態の１つでリソグラフィシステムの詳細なさらに密接な画像を示している。集光レンズアレイ７は、各ビームレットを約０．１ないし１μｍの直径に収束させる。それは、穴と位置合わせされている２枚のプレートを備える。前記プレートの厚さは、通常１０ないし５００μｍである。これら穴は、通常、５０ないし５００μｍピッチで、約５０ないし２００μｍの直径である。ビームレットからシールドされているインシュレータ（図示せず）は、互いに１ないし１０ミリメートルの典型的な距離でプレートを支えている。
【００６７】
変調アレイは、ビームレットブランカーアレイ８及びビームレットストップアレイ１０を備えている。このビームレットブランカーアレイ８では、典型的な横断エネルギーは約１ないし２０ｍｅＶであるが、典型的なビーム直径は、０．１ないし５μｍである。ビームレットブランキング手段１７が、電子ビームレットをオンとオフに切り替えるために使用される。これらは、複数の電極を備えたブランキング静電偏向器を有している。好ましくは、少なくとも１つの電極が接地される。別の電極は回路に接続されている。この回路を介して、制御データはブランキング静電偏向器に向かって送信される。このようにして、各ブランキング偏向器は個々に制御できる。ビームレットブランキング手段１７を使用しない場合、電子ビームレットは開口を通ってビームレットストップアレイ１０を通過する。ビームレットブランカーアレイ８内のブランキング静電偏向器電極に電圧が印加されると、対応する電子ビームレットは偏向され、ビームレットストップアレイ１０に入る。
【００６８】
一実施形態では、前記ビームレットブランカーアレイ８は、電子ビームレットの静電収束面に位置している。この位置にあるブランカーアレイを使用すると、システムは歪みに感受性が低い。この実施形態では、ビームレットストップアレイは電子ビームレットの収束面の外側に配置されている。
【００６９】
伝送されたビームレットは、ここでターゲット露光面１４収束される。これは、静電レンズ付きの少なくとも１つのアレイを備える収束電子光システム１３により行われる。個々に伝送された電子ビームレットは、対応する静電レンズによりターゲット露光面に収束される。レンズアレイは、２枚または複数枚のプレート１３ａ、１３ｂを備え、両方とも約１０ないし５００μｍの厚さと、約５０ないし２５０μｍとの直径の開口１３ｃとを有している。２枚の連続プレート間の距離は、５０μｍと８００μｍとの間のどこかであり、プレートごとに変化する可能性がある。必要な場合、収束電子光システムも磁気型のレンズアレイを備えてよい。この結果、それは、さらに電子光システムの収束特性を強化するために、ビームレットストップアレイ１０と静電対物レンズアレイ１３の間に位置する。
【００７０】
ウェハまたはマスクをパターン化する全ての電子ビームリソグラフィシステム内の主要な問題は、汚染である。それは、レジスト層内の電子と粒子間の相互作用のためにリソグラフィシステムの性能を大幅に削減し、レジストは劣化する。重合レジストでは、分子は亀裂のために解放される。前記解放されたレジスト粒子は真空を通って移動し、システム内に存在する構造のどれかにより吸収できる。
【００７１】
前記汚染の問題に対処するために、特定の実施形態では、保護手段がターゲット露光面に近接して、すなわちターゲット露光面と収束電子光システムとの間に位置する。前記保護手段は、箔またはプレートであってよい。これら両方のオプション共に２０μｍより小さな直径の開口が設けられている。また、この保護手段は、前記解放されたレジスト粒子がリソグラフィシステム内の敏感な要素のどれかに達する前に、これらレジスト粒子を吸収する。いくつかのケースでは、所定期間後、例えばあらゆる処理されたウェハまたはマスクの後に保護手段を新たにすることが必要である。保護プレートの場合には、プレート全体を置換できる。ある特定の実施形態では、前記箔がコイル巻き機械に巻き付けられている。前記箔の小さな部分が、ターゲット露光面１４全体のすぐ上で堅く締められる。この部分が汚染物に露光される。一定期間後、箔の保護容量は吸収された粒子のために急速に劣化する。露光された箔部分は、次に置換される必要がある。これを行うために、箔は一方のコイル巻き機械から他方のコイル巻き機械に輸送され、このようにして汚染粒子に対して新しい箔部分を露光する。
【００７２】
前述されるシステム全体は相対的に低い電圧で動作する。高いエネルギー電子が必要とされる動作では、追加加速段が収束電子光システム１３の静電レンズアレイと保護手段の間に配置される。この加速段が、通過する電子にエネルギーを付加する。ビームは追加の数十キロエレクトロンボルト、例えば５０ｋｅＶ加速されてよい。
【００７３】
図１に前述されるように、ビームレットストップアレイ１０を無事に通過したビームレット１２は、２つの手段によりターゲット露光面１４上の所望の位置に向けられる。全ての作動手段の第１はターゲット露光面１４及び特定の機械走査方向のシステムの残りを互いに向かって移動する。第２に、走査偏向手段は機械走査方向とは異なる方向で静電的に伝送されたビームレット１２を走査する。走査偏向手段は、静電走査偏向器１８を備える。図１及び図３では、これらの走査偏向器１８は追加の開口アレイ１１上に位置し、図４に描かれている。
【００７４】
一実施形態では、静電走査偏向器１８が対物静電レンズアレイ１３のプレートの１枚のターゲット露光表面側に置かれ、この結果、偏向は本来対物レンズの前部収束面で発生する。所望される結果は、偏向されたビームレットがターゲット表面に垂直に衝突することである。
【００７５】
別の実施形態では、２つの偏向器アレイがあり、一方は第１の方向で、他方は第２の反対方向で偏向する。前記偏向を組み合わせることにより、ターゲット面に関してビームレットの垂直軸を変更しないでターゲット面位置にあるビームレットの転位が生じる。
【００７６】
第２の実施形態では、静電走査偏向器１８が正の手段に位置する。
【００７７】
静電走査偏向器１８は、同じ方向で電子ビームレットのアセンブリを偏向するように装置される走査偏向電極を備える。前記走査偏向電極は、図５Ａに図示されるように、ターゲット露光面の側面にある適切なプレート２０上でストリップ１９の形で置かれてよい。ストリップ１９がビームレット近くに、したがって開口２１の近くに置かれるときに、これによりｄｂ−ｓｄが削減されるため、最高の歩留まりを確立できる。さらに、走査偏向電極を個々のビームレットクロスオーバー平面の外側に配置することが好ましい。
【００７８】
一実施形態では、図５Ｂに図示されるように連続ストリップ１９上に交流電圧をかけることにより、次のアセンブリは反対方向で走査される一方で、第１のアセンブリが１方向で走査される。第１のストリップは、例えば正の電位を有し、第２のストリップは負の電位を有し、次のストリップは正を有する等である。例えば、走査方向はｙで示される。この結果、同時に次の線は＋ｙに向けられているが、伝送される電子ビームレットの１本の線はｙ方向で走査される。
【００７９】
すでに言及されたように、共に図６Ａと図６Ｂに示されている機械走査方向Ｍと偏向走査方向Ｓという２つの走査方向がある。機械的な走査は、３つの方法で実行できる。即ち、ターゲット露光面が移動するか、システムの残りが移動するか、これの両方とも異なる方向に移動するかである。偏向走査は、機械走査に比較されて別の方向で実行される。これは、走査偏向長Δｘが同じ偏向走査角度αｓｄの場合、さらに大きくなるため、機械的な走査方向に垂直、あるいはほぼ垂直であるが好ましい。明確にするために、共に図６に図示されている２つの好ましい走査軌跡がある。第１の走査軌跡は三角形形状の走査軌跡（図６Ａ）であり、第２の軌跡は鋸歯形状の走査軌跡（図６Ｂ）である。
【００８０】
機械走査長がスループット制限要因であるとき、前述されたような電子ビーム露光装置のアセンブリは同時にウェハ全体を露光するために使用される。
【００８１】
理想的なグリッドがウェハ上に存在し、電子ビームレットは前記グリッド座標上に正確に位置付けることができると仮定される。例えば、電子ビームレットが最小特徴サイズの３０分の１内で配置できるときに正しいパターンが作成される。次に１個のピクセルを書き込むためには、３０本の走査線、したがって３０＊３０＝９００グリッドポイントが必要とされる。４５ｍｍモードの場合、位置決めは、１．５ｎｍの範囲内で調整可能でなければならない。したがって、データ経路は膨大な量のデータを取り扱うことができなければならない。
【００８２】
前述された書き込み戦略は、ビームレットをオンまたはオフに切り替えることができるという仮定に基づいている。より少ないグリッド線、したがってより少ないグリッドセルでデータの量を削減することは論理的な手法と考えられる。しかしながら、所望されるパターンの寸法の制御は大幅に悪化する。この問題を回避する手法は、個別的な線量管理を用いてターゲット露光面１４をパターン化することである。再び、パターンは矩形グリッドに従って分割される。しかしながら、グリッド線の数は、例えば寸法ごとに２本から５本のようにはるかに少なく、約４から２５というグリッド点の数を生じさせる。さらに細かいグリッドの場合と同じパターンの信頼性を取得するために、各グリッドセルの強度は可変である。強度はいわゆるグレイスケール値で表される。３ビットグレイ値表現のケースでは、値は０、１／７、２／７、３／７、４／７、５／７、６／７および１×最大線量である。制御されている線量の変化のために各セルはさらに複数の情報と共に表されるが、ビームレットの位置に必要とされるデータの数は削減する。
【００８３】
本発明では、グレイスケール書き込みは複数の方法で導入できる。ビームの一部はターゲット露光面１４に向かって移動を続けるが、ビームの全ての偏向の第１は、ビームの部分がビームレットストップアレイ１０を通過するように制御されてよい。このようにして、例えばビームの１／３または２／３を停止することができ、この結果、２ビットグレイ値表現に対応する、ターゲット露光面上に４つの線量、つまり０、１／３、２／３および１×最大線量を生じさせる。
【００８４】
グレイレベルを生じさせるための別の方法は、ビームレットを、それらが所定の時間Ｔの間、ターゲット表面に対して移動しないように偏向することであり、この時間Ｔは、ブランカーの最小オン／オフ時間より長い。時間Ｔの間、変調器は、ここで１つの位置に１、２、３等のショット（ｓｈｏｔｓ）を置き、このようにしてグレイレベルを作成できる。
【００８５】
これらの４つのいわゆるグレイ値を作成する別の方法は、開口アレイ６の開口サイズを変更することである。例えば、３つの開口サイズ、つまり元のサイズ、元の電流の半分が通過できるようにするサイズ、及び元の電流の４分の１だけが通過するような面積の開口がある場合には、前述されたのと同じ個別的な線量値が作成される。ビームレットブランカーアレイ８の偏向電極１７を用いてビームレットをオンとオフに切り替えることによって、所望される線量をターゲット露光面１４に付着できる。後者の方法の不利な点とは、１個のピクセルを書き込むためにはさらに複数のビームレットが必要とされるという事実である。個別的な線量管理について前述された方法を含む大部分も、４つのグレイ値、例えばＳ、１６、３２または６４より多く作成するために使用できる。
【００８６】
ターゲット露光面上のビームレットの位置は、大部分の場合所望の位置に正確に対応しない。これは例えば互いに関する様々なアレイの位置合わせのためである。さらに、製造誤差も個々のビームレットの偏位の一因になってよい。コントローラからターゲットの露光面に正しいパターンを転写するために、補正が行われなければならない。この目的のため、特定の実施形態では、第１に全てのビームレットの位置が測定、記憶される。それぞれの位置は、次にビームレットがする位置と比較される。これら位置の差異は、次に変調手段に送信されるパターン情報内に統合される。
【００８７】
変調手段に向かって送信される信号シーケンスを変更するにはかなりの時間を要するので、位置の測定された差異はビームレット変調制御におけるタイミングの対応する差異にそれを変形することによりパターン情報内に統合される。図７Ａ並びに図７Ｂ及び図８Ａ並びに図８Ｂは、どのようにして調整が実現されるのかを説明する。すでに言及されたように、ビームレット走査は、２つの走査機構、つまり機械的な走査及び偏向走査を結合することにより実行される。各ビームレットに送信される全てのパターンデータは偏向走査線ごとに適用される。パターン化されるターゲットの露光面の所望される偏向走査幅Ｗｓｃａｎは、図７Ａの（Ａ）及び（Ｂ）に図示されるように、装置が処理できる偏向走査幅Ｗｏｖｅｒｓｃａｎより小さい。オーバースキャン能力は、偏向走査方向での補正を可能にする。図７Ａの（Ａ）では、ビームレットは正しく配置される。しかしながら、図７Ａの（Ｂ）では、ビームレットは右側に移動した。ビームレットが所望される領域に入るとパターンデータが適用されるようにタイミングを調整することにより、偏位は補償できる。機械的な走査方向の調整は、図７Ａの（Ｂ）に示されているより正確ではない。走査線ごとにパターンデータが書き込まれるため、離散時間遅延だけが可能である。つまり、パターン生成は走査線ごとに延期する、または加速することができる。無作為な時間遅延が完全に新しい制御データシーケンスを生じさせるであろう。このような新しいシーケンスの計算はかなりの時間を要するため、望ましくない。図７Ｂの（Ｃ）及び（Ｄ）には、結果がどうなるのかが示されている。図７Ｂの（Ｃ）では、再び、ビームレットの所望の位置がこれの最初の５本の対応する走査線と共に示されている。図７Ｂの（Ｄ）では、ビームレット及びこれの軌跡の現実の位置が示されている。明確にするために、所望のビームレット及び走査線も、それぞれ空の円及び破線を用いて描かれる。所望される状況の第１の走査線は、ビームレットによりパターン化される必要がある領域を覆わないことが分かる。したがって、ビームレットは、第２の走査線の中間へパターン化を開始する。事実上、情報の遅延は、１本の偏向走査線を走査するために必要である期間を要する。
【００８８】
図８Ａ及び図８Ｂは、タイミングの変更が理想的ではなく位置決めされたビームレットにより書き込まれる構造の初期の間違った位置についてどのように補正するのかの例を示している。図８Ａは、タイミング補正が行われない状況を描いている。塗りつぶされた点はビームレットの現実の位置を表すが、空の点は正しい位置にあるビームレットを表す。ビームレットはパターンを書き込むために描画された線に沿って走査される。前記線は理想的なケースでは破線であるが、現実のケースでは実線である。この例では、書き込まれた構造は単一の線である。黒と白の書き込み戦略、つまりビームレットは「オン」または「オフ」であることを考える。パターンは、「オン」信号が変調手段に向かって送信されるときに書き込まれる。単一の線を書き込むために、上部の曲線に示されるシーケンスのような特定の信号シーケンスが変調手段に向かって送信される。同じ信号シーケンスが現実に送信されると、線は所望されるのとは異なる位置で書き込まれる。ビームレットの偏位は書き込まれる構造の偏位につながる。
【００８９】
図８Ｂは、タイミング補正が適用される状況を示している。再び、理論上及び現実の点及び軌跡が、それぞれ破線及び実践ならびに点を用いて描かれる。現実の状況における信号シーケンスは、現実の状況（下部曲線）における信号シーケンスは、理想的な構成（上部曲線）で前記同じシーケンスが送信されるのとは異なるときに送信されるという事実において理論上のパターン情報とは異なる。結果的に、単一の線は現在偏向走査方向の正しい場所に書き込まれている。さらに、パターン処理は１走査線速く開始し、機械的な走査方向の単一の線のさらに優れた位置決めも生じさせる。これは、理想的な状況での走査線と現実の状況での走査線の間のわずかな偏位のためである。
【００９０】
したがって、現在の電子ビーム露光システムはタイミング補正を使用して走査された線の位置を動的に調整することができる。これにより、２行の走査線上で重大な構成要素を拡散するであろう２つの走査線の２つの半分を使用する代わりに、パターンの中の重大な構成要素を１走査線に書き込むことができる。この補正は局所的に行うこともできる。つまり、タイミングは小さな時間ウィンドウで補正できる。したがって、コントローラは、２行の走査線で通常拡散される重大な構成要素を特定する必要がある。以後、コントローラは補正されたタイミングウィンドウを計算し、前記補正されたタイミングウィンドウを、電子ビームレットを走査するために使用されるタイミングベースに適用する必要がある。図７Ｂの（Ｄ）は、このために使用できるであろう調整原則を示している。
【００９１】
全てのレンズプレート、開口プレート及びブランカープレートは、ガスがシステムの中に入れられるときにプラズマを生じさせる電源に接続できる。前記プラズマはプレートを清掃し、全ての汚染を取り除く。１つのプラズマで十分に完全に清掃しない場合には、２つのガスが連続してシステムに入れられてよい。例えば、システム内に残留する全ての炭化水素を除去するために、酸素が最初に入れられてよい。酸素プラズマの除去後、例えばＨＦを備える第２のプラズマが全ての存在する酸化物を除去するために作成される。
【００９２】
汚染を削減する別の可能性は、全ての動作を高温で、つまり１５０から４００℃で実行することである。１０００℃ないし１５００℃の事前処理が必要となる可能性がある。これらの温度では、炭化水素はシステム内の元素のどれかで凝縮する確率は得ない。システムの中に酸素のわずかが入り込むとさらに清掃プロセスが改善できる。
【００９３】
前記説明が好適実施形態の動作を図解するために含まれ、本発明の範囲を制限するように意図されていないことが理解されるべきである。本発明の範囲は以下のクレームによってのみ制限されるべきである。前記説明から、本発明の精神及び範囲によってまで包含されるであろう多くの変形が当業者に明らかとなる。
【符号の説明】
【００９４】
１…ソース、２…抽出電極、３…レンズ、４…レンズ、５…電子ビーム、５…平行電子ビーム、５ａ…ビームレット、５ｂ…ビームレット、６…開口アレイ、８…ビームレットブランカーアレイ、９…ビームレット、１０…ビームレットストップアレイ、１１…開口アレイ、１２…ビームレット、１３…収束電子光システム、１３ａ…プレート、１３ｂ…プレート、１３ｃ…開口、１４…ターゲット露光面、１５…外面、１６…仮想クロスオーバー、１７…偏向電極、１８…走査偏向器、１９…ストリップ、２０…プレート、２１…開口。
【図１】
2010171452.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2010171452.tif 000010
【図６Ａ】
2010171452.tif 000011
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月6日(2010.5.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットの表面にパターンを転写するための電子ビーム露光装置であって、
複数の電子ビームレットを発生するためのビームレット発生装置と、
電子ビームレットの強度を変調するための複数の変調器を備え、前記複数の電子ビームレットを受けるための変調アレイと、
前記変調アレイに動作的に接続され、制御信号を使用して前記変調器を個々に制御するコントローラと、
各変調器に接続され、各ビームレットの前記位置を調整するために、各変調器の前記制御信号を個々に調整する調整器と、
各々が、前記変調アレイにより伝送された対応する個々のビームレットを、３００ｎｍより小さな断面に収束させる、静電レンズのアレイを備えた収束電子光システムと、
前記パターンが前記収束電子光システムの第１の収束面で転写される、これの露光面を備えたターゲットを保持するためのターゲットホルダと、を具備する、電子ビーム露光装置。
【外国語明細書】
2010171452000001.pdf