(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビームレットを使用してターゲット（１１）を露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビーム（２０）を生成するための荷電粒子ソース（１）と、
前記生成ビームからサブビーム（２５）を規定するためのサブビーム開口アレイ（４Ｃ）と、
前記サブビームからビームレット（２３）の群を規定するためのビームレット開口アレイ（４Ｄ）と、
前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイを備えているビームレットブランカーアレイ（６）と、
前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイ（８）を備えており、前記ビームストップアレイは開口を備え、各ビームストップ開口は前記ブランカーの一つ以上に対応しており、さらに、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するための投影レンズ系（１０）のアレイを備えており、
前記ビームストップアレイにある平面上に、前記投影レンズ系の有効レンズ平面に、または前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間に前記ソースを結像し、さらに前記ターゲット上に前記ビームレット開口アレイを結像する、システム。
【請求項２】
前記ソースは、コンデンサーレンズアレイ（５Ｃ）によって前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に結像される、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記コンデンサーレンズアレイは前記ビームレット開口アレイの上流に配置されている、請求項２のシステム。
【請求項４】
前記サブビームは、コンデンサーレンズアレイによって前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に合焦される、請求項１のシステム。
【請求項５】
前記コンデンサーレンズアレイは、前記サブビーム開口アレイと前記ビームレット開口アレイの間に配置されている、請求項４のシステム。
【請求項６】
前記ビームレット開口アレイと前記ビームレットブランカーアレイは一体化されている、請求項１〜５のいずれかのシステム。
【請求項７】
前記ビームストップアレイの前記開口は、これを通り抜けるビームレットの断面を制限している、請求項１〜６のいずれかひとつのシステム。
【請求項８】
複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ソース、
生成ビームからビームレットの群を規定するための第一の開口アレイと、
第二の開口アレイと、
前記ビームレットの群を、各群の収束の共通点に向けて収束させるためのビームレットマニピュレーターと、
前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイを備えているビームレットブランカーアレイと、
前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイを備えており、前記ビームストップアレイは開口のアレイを備え、各ビームストップ開口は前記複数のブランカーに対応しており、さらに、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するための投影レンズ系のアレイを備えており、
前記ビームレットブランカーアレイにある平面上に前記ソースを結像し、さらに前記ターゲット上に前記ビームレットブランカーアレイを結像し、
前記ビームレットの各群の収束の共通点は前記ビームストップアレイ中の対応開口にある、システム。
【請求項９】
前記ソースは、第一のコンデンサーレンズアレイによって前記第二の開口アレイに平面上に結像される、請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記ビームストップアレイにあるか、前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるか、前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間にある平面上に前記ビームレットの群を収束させるための第二のコンデンサーレンズアレイをさらに備えている、請求項８または９のシステム。
【請求項１１】
前記第二のコンデンサーレンズアレイの各レンズは、前記ビームレットの群を前記ビームストップアレイ中の対応開口に収束させる、請求項１０のシステム。
【請求項１２】
前記第二のコンデンサーレンズアレイは、前記第一のコンデンサーレンズアレイと前記第二の開口アレイの間に配置されている、請求項１０または１１のシステム。
【請求項１３】
前記ビームレットマニピュレーターはビームレット群偏向器を備えている、請求項８のシステム。
【請求項１４】
前記第二の開口アレイと前記ビームレットブランカーアレイは一体化されている、請求項８〜１３のいずれかのシステム。
【請求項１５】
前記ビームストップアレイの開口は、これを通り抜けるビームレットの断面を制限している、請求項８〜１４のいずれかのシステム。
【請求項１６】
前記第一の開口アレイは、前記ビームストップアレイ上に、前記投影レンズ系の有効レンズ平面上に、または前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間の平面上に投影される、請求項８〜１５のいずれかのシステム。
【請求項１７】
複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビームを生成するための少なくとも一つの荷電粒子ソースと、
生成ビームからサブビームを作り出すための第一の開口アレイと、
前記サブビームを合焦させるためのコンデンサーレンズアレイと、
各合焦サブビームからビームレットの群を作り出すための第二の開口アレイと、
前記ビームレットの群中のビームレットを制御可能に無効化するためのビームレットブランカーと、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するためのアレイ投影レンズ系を備えており、
前記コンデンサーレンズアレイは、前記投影レンズ系の一つに対応する点に各サブビームを合焦させることに適している、システム。
【請求項１８】
前記第二の開口アレイは前記ビームレットブランカーアレイと結合されている、請求項１７のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像システム、特に荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムまたは検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、たいていの商業リソグラフィシステムは、レジストのコーティングを備えたウェーハなどのターゲットを露光するためのパターンデータを記憶し再生する手段としてマスクを使用する。マスクレスリソグラフィシステムでは、ターゲット上にパターンデータを書き込むために荷電粒子のビームレットが使用される。ビームレットは、必要とされるパターンを生成するために、たとえばそれらのオンオフを切り替えることによって、個々に制御される。商業上容認可能なスループットで動作するように設計された高分解能リソグラフィシステムについては、そのようなシステムのサイズと複雑さとコストが障害になる。
【０００３】
荷電粒子マルチビームレットシステムに使用される一つのタイプの設計は、たとえば米国特許第５，９０５，２６７号に示されており、その中では、電子ビームは、広げられ、コリメートされ、開口アレイによって複数のビームレットに分割される。それから、得られた画像は、縮小電子光学系によって縮小され、ウェーハ上に投影される。縮小電子光学系は、ビームレットすべてを一緒に合焦させて縮小し、その結果、ビームレットの組全体が結像されサイズが縮小される。この設計では、ビームレットすべてが共通クロスオーバーにおいて交差し、それは、ビームレットの荷電粒子間の相互作用のために解像度のひずみと低下をもたらす。
【０００４】
そのような共通クロスオーバーのない設計も提案された。その中では、ビームレットは個々に合焦され縮小される。しかしながら、多数のビームレットを有しているそのようなシステムが構成されるとき、各ビームレットを個々に制御するための多数のレンズを提供することは非実用的になる。多数の個々に制御されるレンズの構成はシステムに複雑さを追加し、レンズ間のピッチは、各レンズのために必要なコンポーネントの余地を許し、かつ各レンズへの個別制御信号のためのアクセスを許すのに十分でなければならない。そのようなシステムの光学カラムのより大きい高さは、維持されるべき真空の増大したボリュームと、たとえばビームレットのドリフトによって引き起こされる配列誤差の影響を増大させるビームレットのための長い経路などのいくつかの欠点を招く。
【０００５】
さらに、既存の荷電粒子ビーム技術は、たとえば９０ｎｍ以上の限界寸法を達成する、画像の比較的粗いパターニングのためのリソグラフィシステムに適している。しかしながら、改善された性能に対する強まる必要性が存在する。十分なウェーハスループット、たとえば時間あたり１０ないし６０ウェーハを維持しながら、相当により小さい限界寸法、たとえば２２ｎｍを達成することが望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、十分なウェーハスループット、たとえば時間あたり１０ないし６０のウェーハを維持しながら、より小さい限界寸法、たとえば２２ｎｍを達成することが可能である多重ビームレット荷電粒子リソグラフィシステムを提供することをめざす。本発明の基礎となる見識は、スポットサイズを相当に低減しながら同時にシステムで生成される流れを相当に増大させることによってこの高い解像度がマルチビームレット荷電粒子システムに得られることが可能であるということである。
【０００７】
所望の性能を達成するために必要とされる低減されたスポットサイズだけでなく、ビームレットの低減された点像分布関数が、十分な露光許容範囲を維持するために必要とされる。十分な露光許容範囲は、比較されるビームレットからターゲット上のピーク露光レベルと、近隣ビームレットの周囲ガウス部分によって通常引き起こされるような露光の基礎または背景レベルの比較的高い比を必要とする。しかしながら、より小さい点像分布関数を有するビームレットを生成するシステムを設計することは、各ビームレットによってターゲットに適用され得る荷電粒子流を相当に低減する。
【０００８】
低減されたスポットサイズ、増大した流れ、低減された点像分布関数の要請は、システム中のビームレットの数の相当な増大を意味する。これは、マルチビームレットシステム中の投影光学系の制限された物理的寸法による問題を引き起こし、それは一般に、露光されるべきダイのサイズに対応するサイズに制限されている。既知の技術を使用してそのような寸法内に構成されることが可能である投影レンズの数は、所与の上記要請で所望のウェーハスループットを達成するために必要とされるビームレットの数よりも相当に少ない。
【０００９】
本発明は、一つの投影レンズにつき多数のビームレットを有する結像システムを提供することによってこの問題に応える。一つの側面では、発明は、結像システム中の素子の数が低減されたシステムを提供し、複雑さが少なく費用のかさみの少ないシステムとする。別の側面では、発明は、投影カラムがより短いシステムを提供し、荷電粒子のドリフトの影響を低減し、システムハウジングのサイズを低減する。
【００１０】
一つの側面では、本発明は、複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムを提供する。前記システムは、荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ソースと、生成ビームからビームレットの群を規定するためのビームレット開口アレイと、前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイを備えているビームレットブランカーアレイと、前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイを有しており、前記ビームストップアレイは開口のアレイを備え、各ビームストップ開口は前記ブランカーの一つ以上に対応しており、さらに、前記ターゲットの表面にビームレットを投影するための投影レンズ系のアレイを有しており、前記システムは、前記ビームストップアレイにある平面上に、前記投影レンズ系の有効レンズ平面に、または前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間に前記ソースを結像し、さらに前記システムは、前記ターゲット上に前記ビームレット開口アレイを結像する。
【００１１】
前記ソースは、コンデンサーレンズアレイを使用して、前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に結像されてよく、前記コンデンサーレンズアレイは好ましくは前記ビームレット開口アレイの上流に配置されており、それゆえにカラム長さを低減する。さらなる側面では、前記ビームレットブランカーアレイ平面は、従来のシステムでのように前記ビームストップアレイの平面上にではなく前記ターゲット上に結像される。前記システムはまた、生成ビームから前記サブビームを規定するためのサブビーム開口アレイを有していてよく、前記ビームレット開口アレイは、前記サブビームから前記ビームレットの群を規定する。前記サブビームは好ましくは、コンデンサーレンズアレイによって前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に合焦され、前記コンデンサーレンズアレイは好ましくは、前記サブビーム開口アレイと前記ビームレット開口アレイの間に配置されている。
【００１２】
別の側面では、システムはまた、複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムを提供する。前記システムは、荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ソースと、生成ビームからビームレットの群を規定するための第一の開口アレイと、第二の開口アレイと、前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイ備えているビームレットブランカーアレイと、前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイを有しており、前記ビームストップアレイは開口のアレイを備え、各ビームストップ開口は前記ブランカーの一つ以上に対応しており、さらに、前記ターゲットの表面にビームレットを投影するための投影レンズ系のアレイを有しており、前記システムは、前記ビームレットブランカーアレイの平面上に前記ソースを結像し、さらに前記システムは、前記ターゲット上に前記ビームレットブランカーアレイを結像する。前記ソースは、第一のコンデンサーレンズアレイによって前記ビームレットブランカーアレイにある平面を通って前記ターゲット上に結像されてよい。この設計のさらなる側面は、前記第一の開口アレイが前記ビームストップアレイの平面上に結像されるということである。
【００１３】
前記システムはまた、前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に前記ビームレットの群を収束させるための第二のコンデンサーレンズアレイを有していてよい。前記コンデンサーレンズアレイの各レンズは好ましくは、前記ビームストップアレイ中の対応開口にビームレットの群を合焦させる。あるいは、前記システムは、前記第二のコンデンサーレンズアレイの代わりに、各群の収束の共通点に向けて前記ビームレットの群を収束させるためのビームレットマニピュレーターを有していてもよい。ビームレットの各群の収束の共通点は好ましくは、前記ビームストップアレイ中の対応開口にあり、前記ビームレットマニピュレーターは、ビームレット群偏向器を備えていてよい。
【００１４】
さらなる側面では、発明は、荷電粒子ビームを生成するための少なくとも一つの荷電粒子ソースと、生成ビームからサブビームを作り出すための第一の開口アレイと、前記サブビームを合焦させるためのコンデンサーレンズアレイと、各合焦サブビームからビームレットの群を作り出すための第二の開口アレイと、前記ビームレットの群中のビームレットを無効化するためのビームレットブランカーと、前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するための投影レンズ系のアレイを有し、前記コンデンサーレンズアレイが、前記投影レンズ系の一つに対応している点に各サブビームを合焦させることに適しているシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
発明のさまざまな側面が、図面に示された実施形態を参照して説明される。
【図１】図１は、荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの例の簡易概略概観である。
【図２】図２は、図１のリソグラフィシステムの端部モジュールの、側面図の、簡易概略概観である。
【図３】図３は、図２の投影レンズのレンズアレイの基板の斜視図である。
【図４】図４は、群ビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の簡易概略概観である。
【図５】図５は、サブビームから形成されたビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の簡易概略概観である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
下記は、単なる例として図面を参照して与えられた発明のさまざまな実施形態の説明である。
【００１７】
図１は、電子ビームレットすべての共通クロスオーバーのない電子ビーム光学系に基づく荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の簡易概略図を示している。そのようなリソグラフィシステムは、たとえば米国特許第６，８９７，４５８号と第６，９５８，８０４号と第７，０１９，９０８号と第７，０８４，４１４号と第７，１２９，５０２号と、米国特許出願公開２００７／００６４２１３号と、共同係属中米国特許出願シリアル番号６１／０３１，５７３と６１／０４５，２４３に説明されており、それらはすべて本発明の所有者に譲渡されており、これによってすべて参照によってそのまま組み込まれる。
【００１８】
図１に示された実施形態では、リソグラフィシステムは、一様拡大電子ビーム２０を生成するための電子ソース１を備えている。電子が、ソースの上方の点すなわちソース１の上方の仮想ソースから生じるように見え、米国特許第６，８９７，４５８号に記述するように、電子の仮想クロスオーバーがあることに注意されたし。ビームエネルギーは好ましくは、約１ないし１０ｋｅＶの範囲内に比較的低く維持される。これを達成するために、加速電圧は好ましくは低く、電子ソースは好ましくは、接地電位にあるターゲットに対して約−１ないし−１０ｋＶの間に維持されるが、他のセッティングが使用されてもよい。
【００１９】
電子ソース１からの電子ビーム２０は、コリメータレンズ３を通過してコリメート電子ビーム２１を生成し、それは開口アレイ４に入射し、それはビームの一部を遮断し、複数のビームレット２２が開口アレイを通り抜けることを可能にする。開口アレイ４は好ましくは、貫通穴を有しているプレートを備えている。したがって、複数の平行電子ビームレット２２が生成される。システムは、多数のビームレット２２、好ましくは約１０，０００ないし１，０００，０００ビームレットを生成するが、もちろん、より多いまたはより少ないビームレットを使用することも可能である。コリメートビーム２１を生成するために他の既知の方法が使用されてもよく、ビームレット２２を生成するために他の既知の方法が使用されてもよいことに注意されたし。
【００２０】
複数の電子ビームレット２２は、ビームレットブランカーアレイ６の平面中に電子ビームレット２２を合焦させるコンデンサーレンズアレイ５を通り抜ける。このようにして、ソース１は、ビームレットブランカーアレイ６上に結像される。コンデンサーレンズアレイ５は好ましくは、後述する投影レンズ系のアレイと同様に構成されており、好ましくは、それらの中に形成された開口を備えたプレートまたは基板を備えている。図１には三枚の基板が示されているが、より少ないまたはより多くの基板が使用されてもよく、システムの複雑さとコストを低減するためにできる限り少ない基板を使用することが好ましい。開口は、好ましくは基板を貫通する丸穴として形成されるが、他の形が使用されることも可能である。一実施形態では、基板は、半導体チップ産業でよく知られているプロセスステップを使用して処理されたシリコンまたは他の半導体で形成される。たとえば、開口は、半導体製造産業で既知のリソグラフィーおよびエッチング技術を使用して基板中に便利に形成されることが可能である。使用されるリソグラフィーおよびエッチング技術は好ましくは、開口の位置とサイズと形の均一さを保証するように十分に正確に制御される。基板は、好ましくは、電極を形成するために電気的導電性コーティングに被覆される。導電性コーティングは、好ましくは、開口のまわりと穴の内側のプレートの両方の表面をおおっている各基板上の単一電極を形成する。たとえば、半導体製造産業でよく知られている技術を使用して基板上に堆積されるモリブデンなどの電極に、導電性天然酸化物を備えた金属が好ましく使用される。各開口の個所に静電レンズを生成するために各電極に電圧が印加され、レンズの強さは使用される電圧に依存する。各電極は、完全なアレイに対して単一制御電圧によって制御される。したがって、三つの電極を備えた図示の実施形態では、コンデンサーアレイの数千のレンズすべてに対して三つの電圧があるだけである。
【００２１】
電子光学の分野の熟練者に知られているであろうように、（実施形態のいずれかの）コンデンサーレンズアレイが、単一のコンデンサーレンズアレイまたは一組のコンデンサーレンズアレイを備えていてよいことは注目されるべきである。
【００２２】
このビームレットブランカーアレイ６は好ましくは、ビームレット２２の一つ以上をそれぞれ偏向することが可能である複数のブランカーを備えている。ビームレットブランカーアレイ６は以下により詳細に説明され、また、ビームレットブランカーアレイと、ビームレットブランカーアレイを制御するためのデータ経路の詳細はまた、米国特許第６，９５８，８０４号と第７，０１９，９０８号と、米国特許出願公開２００７／００６４２１３号と、共同係属中米国特許出願シリアル番号６１／０４５，２４３に提供される。
【００２３】
続いて、ビームレット２２は端部モジュール７を入る。端部モジュール７は好ましくは、さまざまなコンポーネントを備えている挿入可能・交換可能ユニットとして構成される。この実施形態では、端部モジュールは、ビームストップアレイ８とビーム偏向器アレイ９と投影レンズ配列１０を備えているが、これらのすべてが端部モジュールに含まれている必要はなく、それらは違ったふうに配列されてもよい。端部モジュール７は、機能に加えて、約２５ないし５００倍の、好ましくは５０ないし２００倍の範囲内の縮小率を提供する。図４と５のシステムについて後述されるように、わずかにより少ない縮小率が、パターンビームレットを生成するシステムに２５ないし１００倍の範囲の中で必要とされる。後述されるように、端部モジュール７は好ましくはビームレットを偏向する。端部モジュール７を去った後、ビームレット２２は、ターゲット面に配置されているターゲット１１の表面に入射する。リソグラフィー適用に関して、ターゲットは通常、荷電粒子感応層またはレジスト層が設けられたウェーハを備えている。
【００２４】
モジュール７中では、非偏向電子ビームレット２２はパスビームストップアレイ８を最初に通過する。このビームストップアレイ８は主として、ビームレットの開口角を決定する。この実施形態では、ビームストップアレイは、ビームレットが通り抜けることを可能にするための開口のアレイを備えている。ビームストップアレイは、その基本形態では、一般に丸穴であるが他の形が使用されてもよい貫通穴が設けられた基板を備えている。一実施形態では、ビームストップアレイ８の基板は、規則的に離間した貫通穴のアレイを備えたシリコンウェハーから形成され、また充電帯電を防止するために金属の表面層で被覆されてよい。一実施形態では、金属は、ＣｒＭｏなどの天然酸化被膜の層を形成しないタイプである。
【００２５】
ビームストップアレイ８中の各開口または開口は、ビームレットブランカーアレイ６の一つ以上の素子と対応している。一実施形態では、ビームストップアレイ８の開口は、ビームレットブランカーアレイ６の素子と整列されている。ビームレットブランカーアレイ６とビームストップアレイ８は一緒に動作してビームレット２２を遮断または通過させる。ビームレットブランカーアレイ６がビームレットを偏向すると、それはビームストップアレイ８中の対応開口を通り抜けず、代りにビームストップアレイ８の基板によって遮断される。しかし、ビームレットブランカーアレイ６がビームレットを偏向しないと、それはビームストップアレイ８中の対応開口を通り抜け、それからターゲット１１の表面にスポットとして投影される。このように、個々のビームレットのオンオフが有効に切り替えられ得る。
【００２６】
次に、ビームレットは、非偏向ビームレット２２の方向に実質的に垂直であるＸおよび／またはＹ方向の各ビームレット２１の偏向を提供するビーム偏向器アレイ９を通り抜ける。Ｘ方向の機械的移動を提供するステージ上にウェーハが支持される場合、Ｘ方向の偏向は小さく、ステージ位置決めの誤差を修正するために使用されてよく、Ｙ方向の偏向は大きく、好ましくは２μｍの範囲内にあってよい。別々の偏向器が、各方向の偏向のために設けられてよく、一つを超える偏向器アレイがＹ方向の偏向に使用されてよい。次に、ビームレット２２は投影レンズ配列１０を通り抜け、ターゲット面中の、一般にウェーハであるターゲット１１上に投影される。
【００２７】
ターゲット上の一つの投影スポット内および複数の投影スポット中の両方の流れと電荷の密度と均質のために、また、ビームストップ８が主としてビームレットの開口角を決定するので、ビームストップアレイ８中の開口の直径は好ましくは、ビームストップアレイに到達したときのビームレットの直径よりも小さい。一実施形態では、ビームストップアレイ８中の開口は、５ないし２０μｍの範囲中の直径を有する一方、説明実施形態中のビームストップアレイ８に入射するビームレット２２の直径は一般に約１５ないし７５μｍの範囲中にある。
【００２８】
本実例のビームストッププレート８中の開口の直径は、他の方法では３０ないし７５μｍの範囲内の直径値になるであろうビームレットの断面を、５ないし２０μｍの範囲内、より好ましくは５ないし１０μｍの範囲内の上記値に制限する。このように、ビームレットの中央部だけが、ターゲット１１上に投影のためのビームストッププレート８を通り抜けることを許可される。ビームレットのこの中央部は比較的均一の電荷密度を有する。ビームストップアレイ８によるビームレットの周辺セクションのそのようなカットオフはまた主として、ターゲット１１における流れの量のほかにシステムの端部モジュール７中のビームレットの開口角を決定する。一実施形態では、ビームストップアレイ８中の開口は円形であり、ほぼ均一の開口角を備えたビームレットをもたらす。
【００２９】
図２は、端部モジュール７の実施形態をより詳細に示し、ビームストップアレイ８と偏向アレイ９と投影レンズ配列１０を示し、ターゲット１１に電子ビームレットを投影している。ビームレット２２はターゲット１１に投影され、好ましくは直径が約１０ないし３０ナノメートルの、より好ましくは約２０ナノメートルの幾何学的スポットサイズをもたらす。そのような設計の投影レンズ配列１０は好ましくは、約１００ないし５００倍の縮小率を提供する。この実施形態では、図２に示されるように、ビームレット２１の中央部はまず、（ビームレットブランカーアレイ６によって偏向されていないと仮定して）ビームストップアレイ８を通り抜ける。それから、ビームレットは、ビーム偏向器アレイ９として示された偏向システムを形成する順序で配列された一つの偏向器または一組の偏向器を通り抜ける。ビームレット２１は、続いて投影レンズ配列１０の電気光学システムを通り抜け、最後にターゲット面中のターゲット１１に入射する。
【００３０】
投影レンズ配列１０は、図２に示された実施形態では、静電レンズのアレイを形成するために使用される、順に配列された三枚のプレート１２と１３と１４を有する。プレート１２と１３と１４は好ましくは、それらの中に形成された開口を備えたプレートまたは基板を備えている。開口は、好ましくは基板を貫通する丸穴として形成されるが、他の形が使用されることも可能である。一実施形態では、基板は、半導体チップ産業でよく知られているプロセスステップを使用して処理されたシリコンまたは他の半導体で作られる。たとえば、開口は、半導体製造産業で既知のリソグラフィーおよびエッチング技術を使用して基板中に便利に形成されることが可能である。使用されるリソグラフィーおよびエッチング技術は好ましくは、開口の位置とサイズと形の均一さを保証するように十分に正確に制御される。この均一さが、各ビームレットの焦点と経路を個々に制御する要請の除去を許す。
【００３１】
基板は、好ましくは、電極を形成するために電気的導電性コーティングに被覆される。導電性コーティングは、好ましくは、開口のまわりと穴の内側のプレートの両方の表面をおおっている各基板上の単一電極を形成する。たとえば、半導体製造産業でよく知られている技術を使用してプレート上に堆積されるモリブデンなどの電極に、導電性天延酸化物を備えた金属が好ましく使用される。各開口の個所に静電レンズを発生させるために各電極に電圧が印加され、レンズの強さは使用される電圧に依存する。各電極は、完全なアレイに対して単一制御電圧によって制御される。したがって、三つの電極レンズを備えた図示の実施形態では、数千のレンズすべてに対して三つの電圧があるだけである。
【００３２】
図２は、それらの電極にそれぞれ印加された電圧Ｖ１とＶ２とＶ３を有するプレート１２と１３と１４を示している。プレート１２と１３の電極の間と、プレート１３と１４の間の電圧差が、プレート中の各開口の個所に静電レンズを作り出す。これは、開口のアレイの各位置に一「垂直」組の静電レンズを生成し、相互に整列され、投影レンズ系のアレイを作り出す。各投影レンズ系は、各プレートの開口のアレイの対応点に形成された一組の静電レンズを備えている。投影レンズ系を形成する各組の静電レンズは、一つ以上のビームレットを合焦させて縮小する単一の有効投影レンズと見なすことが可能であり、有効焦点距離と有効縮小率を有している。単一のプレートだけが使用されるシステムでは、単一の電圧が接地平面と一緒に使用されてよく、その結果、プレート中の各開口の個所に静電レンズが形成される。
【００３３】
投影レンズ配列は、好ましくは、ターゲット表面上にビームレットを合焦させるための合焦手段のすべてを形成する。これは投影レンズの均一さによって可能になり、個々の電子ビームレットの焦点および／または経路の修正が必要とされないようにビームレットの十分に均一な合焦と縮小率を提供する。これは、システムの構成を単純化し、システムの制御と調整を単純化し、システムのサイズを大幅に低減することによって、全システムのコストと複雑さを相当に低減する。
【００３４】
一実施形態では、投影レンズが形成される開口の配置と寸法は、０．０５％よりも良い焦点距離均一さを達成する一つ以上の共通制御信号を使用して電子ビームレットの合焦を可能にするのに十分な許容差内に制御される。投影レンズ系は、わずかなピッチで離間しており、各電子ビームレットは合焦されてターゲットの表面にスポットを形成する。プレート中の開口の配置と寸法は、好ましくは、わずかなピッチの０．２％未満のターゲットの表面のスポットの空間的分布の変動を達成するのに十分な許容差内に制御される。
【００３５】
投影レンズ配列１０はコンパクトであり、プレート１２，１３，１４が互いに接近して配置されており、その結果、（電子ビーム光学系で一般に使用される電圧と比較して）比較的低い電圧が電極に使用されるにもかかわらず、それは非常に高い電場を生成することが可能である。静電レンズにとって、焦点距離は、電極間の静電場強度によって分割されるビームエネルギーに比例すると推定されることが可能であるので、これらの高い電場は、焦点距離の短い静電投影レンズを生成する。この点で、前もって１０ｋＶ／ｍｍが実現され得る場合、本実施形態は好ましくは、第二のプレート１３と第三のプレート１４の間に２５ないし５０ｋＶ／ｍｍの範囲内の電位差を印加する。これらの電圧Ｖ１とＶ２とＶ３は好ましくは、第二と第三のプレート（１３と１４）の間の電圧の差が第一と第二のプレート（１２と１３）の間の電圧の差より大きくなるように設定される。これは、レンズ開口中のプレート１３と１４の間の湾曲破線によって図２に示されるように、各投影レンズ系の有効レンズ平面がプレート１３と１４の間に配置されるように、より強いレンズがプレート１３と１４の間に形成されることをもたらす。これは、有効レンズ平面をターゲットの近くに置き、投影レンズ系がより短い焦点距離を有することを可能にする。
【００３６】
静電投影レンズを生成するために使用される高い電場は、プレート１２，１３，１４のたわみまたはゆがみを引き起こし得る。投影レンズの位置決めに要求される厳しい許容差のために、プレートの小量のたわみでさえ有害になり得る。プレートの表面を横切って固着された支柱が、この問題を軽減するためにプレートを堅くするために使用されてよい。その支柱は好ましくは、電荷のフラッシュオーバーまたは短絡をさらに防止するためにプレートをさらに電気的に分離する絶縁物質で構成される。
【００３７】
図２はまた、偏向アレイ９によるＹ方向のビームレット２１の偏向を示しており、左から右へのビームレットの偏向としての図２に示されている。図２の実施形態では、偏向アレイ９中の開口は、一つ以上のビームレットが通り抜けるように示されており、電極は開口の両側に設けられ、電極には電圧−Ｖと＋Ｖが印加される。電極を横切って電位差を印加することは、開口を通り抜ける一つまたは複数のビームレットの偏向を引き起こす。電圧（または電圧の符号）を動的に変化させることは、一つ（または複数）のビームレットが走査流儀に、ここではＹ方向に掃引されることを可能にする。
【００３８】
Ｙ方向の偏向について説明されるのと同様の方法で、Ｘ方向の偏向も後方および／または前方におこなわれ得る（図２では、Ｘ方向は、紙面に出入りする方向にある）。説明された実施形態では、一つの偏向方向は、基板の表面にわたってビームレットを走査するために使用される一方、走査モジュールまたは走査ステージを使用して基板が別の方向に移送されてよい。移送の方向は、好ましくは、Ｙ方向を横切り、Ｘ方向に一致している。
【００３９】
リソグラフィーのための投影システムの適用では、ビームレットは、極めて高い精密さで、数十ナノメートルのスポットサイズと、ナノメートルのサイズの精度と、ナノメートルオーダーの位置決め精度で、合焦され配置されるべきである。たとえば、発明者は、たとえばビームレットの光軸から数百ナノメートル遠くに合焦ビームレットを偏向することは非合焦ビームレットを容易にもたらすであろうことを悟った。精度要請を満たすために、これは、偏向の量を厳しく制限するであろう、あるいは、ビームレットが、ターゲット１１の表面で急速に非合焦になるであろう。
【００４０】
焦点距離は、そのような配列を備えた軸外収差の明白な発生にもかかわらず任意の偏向器または偏向器システムが投影レンズの前に配置されるべきであるような制限された大きさあるべきであることを発明者は認識した。
【００４１】
偏向アレイ９上流と投影レンズ配列１０下流の図１と２に示される配列はさらに、各投影レンズ系が一つのビームレット（または少数のビームレット）だけを合焦させるシステムにおいて、ビームレット２１の強い合焦を可能にし、特に少なくとも約１００倍、好ましくは約３５０倍のビームレットのサイズの低減（縮小率）を許す。図４と５のシステムのような、各投影レンズ系がビームレットの群、好ましくは１０から１００までのビームレットを合焦させるシステムでは、各投影レンズ系は少なくとも約２５倍、好ましくは約５０倍の縮小率を提供する。この高い縮小率は、投影レンズ配列１０の前（上流）の開口とレンズの精度に関する要請が非常に低減され、それによってリソグラフィー装置の構成を容易にし、コスト低減に向かうという別の利点を有する。この配列の別の利点は、全システムのカラム長さ（高さ）が大幅に低減されることが可能であるということである。この点で、投影レンズの焦点距離を短くし、縮小係数を大きくすることも好ましく、その結果、好ましくはターゲットから電子ソースまで１メートル未満、より好ましくは高さが約１５０ないし７００ｍｍの間に、制限された高さの投影カラムに到達する。短いカラムを備えたこの設計は、リソグラフィシステムを設置および収納することをより容易にし、システムを収納するために必要とされる真空チャンバーのサイズを低減し、制限されたカラム高さとより短いビームレット経路による別々のビームレットのドリフトの影響をまた低減する。小さいドリフトほど、ビームレット配列問題を低減し、より単純で費用のかさみの少ない設計が使用されることを可能にする。しかしながら、この配列は、端部モジュールのさまざまなコンポーネントの追加の要求を招く。端部モジュールと投影レンズ配列の追加の詳細は、共同係属中米国特許出願シリアル番号６１／０３１，５７３と６１／０４５，２４３に提供される。
【００４２】
図３は、プレート１２か１３か１４の一つの斜視図であり、それらは好ましくは、穴１８が設けられた、好ましくはシリコンなどの材料製の基板を備えている。穴は、穴１８の直径ｄ７の約一倍半の近隣の穴の中心の間の相互距離Ｐ（ピッチ）で、（図示されるような）三角形または正方形または他の好適な関係で配列されてよい。一実施形態によるプレートの基板は約２０〜３０ｍｍ角であってよく、好ましくは、それらの全エリアにわたって一定の相互距離で配置されている。一実施形態では、基板は約２６ｍｍ角である。
【００４３】
特定のスループット（すなわち時間あたりに露光されるウェーハの特定の数）を達成するために必要とされるビームレットの合計流れは、必要線量とウェーハの面積とオーバーヘッド時間（たとえば新規ウェーハを露光のための位置に移動させる時間）に依存する。これらのショットノイズ制限システムにおける必要線量は、他の要因の中の、必要特徴サイズおよび均一さと、ビームエネルギーに依存する。
【００４４】
電子ビームリトグラフィーを使用してレジスト中にある形態サイズ（臨界寸法またはＣＤ）を得るために、ある解像度が必要とされる。この解像度は、ビームサイズと、レジスト中の電子の散乱と、酸拡散と結合される二次電子平均自由行程による寄与を備えている。これらの三つの寄与は、二次の関係で合計スポットサイズを決定することになる。これらの三つの寄与のうち、ビームサイズと散乱は加速電圧に依存する。レジスト中の形態を解決するために、合計スポットサイズは、所望の形態サイズ（ＣＤ）と同じオーダーの大きさであるべきである。ＣＤだけでなくＣＤ均一さも実際の適用にとって重要であり、この後者の要件は、実際の必要スポットサイズを決定する。
【００４５】
電子ビームシステムについては、最大単一ビーム流れはスポットサイズによって決定される。小さいスポットサイズについては、流れはまた非常に小さい。良いＣＤ均一さを得るため、必要スポットサイズは、単一ビーム流れを、高スループットを得るために必要とされる流れよりもはるかに少なく制限する。したがって、多数のビームレットが必要とされる（時間あたり１０ウェーハのスループットに対して一般に１０，０００以上）。電子ビームシステムについては、一つのレンズを通る合計流れは、電子間のクーロン相互作用によって制限され、その結果、制限された数のビームレットは、一つのレンズおよび／または一つのクロスオーバー点を通って送られることが可能である。したがってこれは、高スループットシステム中のレンズの数がまた大きい必要があることを意味する。好適な実施形態では、低エネルギーの多数のビームレットの非常に濃厚な配列が達成され、その結果、一般的ウェーハ露光場のサイズにサイズで比較可能なエリアに多数のビームレットが詰め込まれることが可能である。
【００４６】
投影レンズのプレート１２と１３と１４中の開口のピッチは好ましくは、小さいエリア中にできる限り多くの静電レンズを作り出すようにできる限り小さい。これは、ビームレットの高密度を可能にする。高密度配列で相互に近接して離間した多数のビームレットはまた、ビームレットがターゲット表面を横切って走査されなければならない距離を低減する。しかしながら、開口の所与のボアサイズに対するピッチの低減は、開口の間の小さい距離のためにプレートがあまりにも脆弱になるときに引き起こされる生産と構造問題によって、また、近隣のレンズのフリンジフィールドによって引き起こされるレンズ中の可能な収差によって制限される。
【００４７】
マルチビームレット荷電粒子システムは、スポットサイズを相当に低減すると同時に、システム中で生成される流れを相当に増大させるように設計される。そのようにすると、システム中の流れを増大させることによって、ターゲット上の合計流れも増大されてショットノイズの発達を制限することも実現された。しかしながら、同時に、臨界寸法平方あたりに（すなわちＣＤ二乗の面積の単位あたりに）ターゲット表面に入射する電子の数は一定に維持されるべきである。以下に詳細に論じられるように、これらの要請は荷電粒子システムの設計に対する修正を必要とし、また、最適な性能のために、例としては一般に現在実行されている値の二倍である３０μｍ／ｃｍ２以上の、比較的高感度レジストを備えたターゲットが、必要とされる。
【００４８】
スポットサイズは好ましくは、所望の臨界寸法（ＣＤ）サイズの大きさと同じオーダーある。所望の性能を達成するために低減スポットサイズが必要とされるだけではなく、十分な露光許容範囲を維持するためにビームレットの低減点像分布関数も必要とされる。十分な露光許容範囲は、近隣のビームレットの周囲ガウス部分によって通常引き起こされるような露光の基礎または背景レベルと比較して、ビームレットからターゲット上のピーク露光レベルの比較的高い比率を必要とする。しかしながら、より小さい点像分布関数を有するビームレットを生成するシステムを設計することは、各ビームレットによってターゲットに適用され得る荷電粒子流れを相当に低減する。使用される荷電粒子ソースの輝度にかかわりなく、低減スポットサイズと増大流れと低減点像分布関数の前述の要請は、同じウェーハスループットにおける臨界寸法の低減に比較して、システム中のビームレットの数の線形の増大よりも相当に大きいことを暗示する。
【００４９】
システム中のビームレットの数の相当な増大のための要件は、マルチビームレットリソグラフィシステムの投影光学系の制限された物理的な寸法による実際問題を作り出す。そのようなシステム中の投影光学系は一般に、たとえばシステムによって露光されるターゲットの場を収容するサイズに制限される。投影光学系すなわち端部投影モジュールが実際設計を占め得る比較的小さいエリア内に物理的に実現され得るレンズの数の制限がある。達成されるべき低減限界寸法において、既知の技術を使用してこれらの寸法内に構成されることが可能であるレンズの数は、所望のウェーハスループットを達成するのに必要とされるビームレットの数よりも相当に少ない。
【００５０】
一つの解決策は、一つコンデンサーレンズまたは一連のコンデンサーレンズを使用して開口アレイ４の像を低減すること、それによってまたビームレットのピッチを低減することである。しかしながら、この解決策は一般に、すべてのビームレットの共通クロスオーバーを招き、それは著しい量の収差を引き起こす。これは、特に本要請を考慮すると、望ましくなく、この収差を打ち消すためにシステムをさらに複雑にするであろう。採用された解決策は、ターゲット上に投影するための各単一投影レンズ系へビームレットの群を方向付けるための群偏向器アレイまたはコンデンサーレンズアレイを追加することである。これは、システム中のビームレットの数の不釣り合いな増大を可能にしながらシステムの収差を最小にする。
【００５１】
各投影レンズ系へ方向付けられた複数のビームレットの一部またはすべてが、動作のあいだ任意の時点において無効化され得るので、本発明によるシステムはパターンドビームレットシステムとも呼ばれる。このパターンドビームレットシステムはまた、並べて配列された多数の小型結像システムと見なされてもよい。
【００５２】
図４は、システム中のビームレットの増大した数を可能にするために、ウェーハにおける増大された流れまたは低減されたスポットサイズまたは両方を可能にする発明による設計の一実施形態を示している。図４に示される実施形態は一般に、多数のビームレットが単一投影レンズ系によって合焦され得るようにビームレットが群に配列されていることを除いては、図１のシステムについて説明されるように構成される。この実施形態では、開口アレイ４Ａは、コリメートビーム２１からビームレット２２を生成する。ビームレット２２は、第二の開口アレイ４Ｂの平面中のコンデンサーレンズアレイ５Ａによって合焦され、その結果、ソース１がビームレットブランカーアレイ６上に（開口アレイ４Ｂがビームレットブランカーアレイと一体化されているときにはその上にも）結像される。ソース１は、コリメーティングレンズ３の焦点面にあり、それは、コリメートビーム２１中に平行ビームを生成し、コリメートビーム２１から生成されたビームレット２２は次に、開口アレイ４Ｂの平面中に合焦される。
【００５３】
ビームレット２２は群として配列され、第二のコンデンサーレンズアレイ５Ｂは、ビームレットの各群をほぼビームストップアレイ８の平面中に、ビームストップアレイ８中の対応開口に向けて合焦させる。したがってビームレットは、ターゲット１１の前に合焦される。原理的に、ビームレットの各群は、ビームストップアレイ８の適切な開口または適切な投影レンズ系の有効レンズ平面のいずれかに集中させることが可能である（すなわち、それらが横切るクロスオーバーする単一点に方向付けられる）。実際、これらの二つの点の間のどこかにビームレットを集中させることは好ましい。ビームストップアレイにビームレットを集中させることはレンズエラーを作り出すことがある一方、投影レンズの有効レンズ平面にビームレットを集中させることはドーズエラーを引き起こすことがある。あるいは、群偏向器アレイ５Ｂは、第二のコンデンサーレンズアレイの代わりに設けられ、各ビームレットの偏向器をすることが可能である。群偏向器アレイは、ビームレットの各群が、ほぼビームストップアレイ８の平面にあるクロスオーバー点、または適切な投影レンズ系の有効レンズ平面に、またはこれらの二つの点の間に収束するようにビームレットを偏向する。
【００５４】
ビームレットブランカーアレイ６は開口アレイ４Ｂの後ろに配置されている。ビームレットブランカーアレイ６は代替的に開口アレイ４Ｂの前に配置されてもよく、または、ビームレットブランカーアレイ６は、第二の開口アレイとビームレットブランカーアレイの両方として機能する単一コンポーネントに第二の開口アレイ４Ｂと一体化されてもよい。図１のシステムのように、ビームレットブランカーアレイ６は、偏向ビームレットがビームストップアレイ８によって遮断されるようにビームレットを偏向する動作をおこなう。
【００５５】
無効化されない（すなわちビームレットブランカーアレイ６によって偏向されない）ビームレットは、ビームストップアレイ８中の対応開口に入射し、非無効化ビームレットの中央部は開口を通り抜け、偏向アレイ９によって偏向され、投影レンズ配列１０によってターゲット１１上に合焦される。これは、ビームレットブランカーアレイ６（およびビームレットブランカーアレイと一体化されているときには開口アレイ４Ｂ）がターゲット１１上に結像されることをもたらす。これは、システムのより大きい安定性の利益を有する。なぜなら、開口アレイ４Ｂの上流のシステムのレンズと開口と他の素子のサイズと位置決めのエラーが低減されるか開口アレイ４Ｂの下流のシステムに影響しないからである。
【００５６】
図４は、コンデンサーアレイ５Ｂによって偏向された三つのビームレットの三つの群を示しており、三つのビームレットは、端部モジュール７中の各投影レンズ系によって方向付けられる。この実施形態では、したがって、端部モジュール７中に形成された投影レンズ系があるのよりも、開口アレイ４Ａとコンデンサーレンズアレイ５Ａと開口アレイ４Ｂとビームレットブランカーアレイ６中に三倍の多くの開口がある。一つの投影レンズ系あたり三つのビームレットが図４に示されているが、一つの投影レンズ系あたりビームレットの他の数が使用されてもよく、１００ビームレットまでの群またはそれ以上が各投影レンズ系によって方向付けられることが可能である。好適な実施形態では、７かける７の４９ビームレットの群が各投影レンズ系によって偏向される。図４は、アレイ４Ａと５Ａと５Ｂと４Ｂと６が、端部モジュール７のビームストップアレイ８および他のコンポーネントとほぼ同じサイズであるように示しているが、それらは、特に端部モジュール７と比較してアレイ４Ａと５Ａ中に多数の開口を必要とする投影レンズ系あたり多数のビームレットを有する設計のために大きくてもよい。
【００５７】
好ましくは、ビームレット開口角を規定するビームストップアレイ８中の開口は、あたかもそれらが単一ビームレットだけを制限しているかのように比較的小さい。大きい開口ほど、より大きい偏向経路を必要とし、無効化ビームレットの部分的無効化のみによって引き起こされる「テイル」効果により敏感になり、ビームレットを無効化するためのビームストップアレイ８に許される制限された空間をさらに低減するであろう。
【００５８】
この設計では、多数のビームレットが各投影レンズ系を通り抜けるため、荷電粒子光学スリットは、ビームレットの規則的アレイからなるのではなく、ビームレットの群の規則的アレイからなる。いかなる瞬間においても、群中のビームレットのいくつかはビームストップアレイ８の対応開口によって方向付けられてターゲット上に投影され得るが、他のビームレットはビームレットブランカーアレイ６によって追加量偏向される。この追加の偏向は、これらのビームレットがビームストップアレイ８の対応開口を外れるようにし、それらがターゲットに到達することから遮断され、それにより前に説明されたように無効化または「オフに切り替えられる」。このように、ビームレットは変調され、ビームレットの各群は、ビームブランカーアレイ６によって決定されたパターンを露光し、各群は単一パターンビームレットと見なされることが可能である。
【００５９】
図４のシステムは、一つの投影レンズ系あたり多数のビームレットを提供する一方、二組のコンデンサーレンズアレイ５Ａと５Ｂを、各コンデンサーレンズアレイが三枚の基板を備えている示された実施形態では合計で六つのコンポーネントを必要とするより複雑なシステムをもたらす。これはまた、不所望なより大きい投影カラム長さ（ソースからターゲットまでのより大きい距離）をもたらす。システムは一般に真空チャンバー中で動作し、より長いカラムは、より大きくより高価なチャンバーを必要とする。より長いカラムはまた、ビームレットの路程を増大させて、ビームレットドリフトの影響を増大させる。図５は、システムの複雑さとカラム長さを低減するシステムの代替配列を示している。
【００６０】
図５のシステムは、より大きいサブビーム２５を生成する開口アレイ４Ｃを有している。サブビームは、ほぼビームストップアレイ８の平面中でビームストップアレイ８の対応開口にサブビームを合焦させるコンデンサーレンズアレイ５Ｃを通り抜ける。原理的に、各サブビームは、ビームストップアレイ８の平面中または対応する投影レンズ系の有効レンズ平面のいずれか、これらの二つの平面の間に合焦されることが可能である。これは、ソース１がこの平面（すなわちビームストップアレイ８または投影レンズ系の有効レンズ平面またはそれらの間の平面）上に合焦されることをもたらす。
【００６１】
サブビーム２５は、各サブビームの経路に多くの開口を有している開口アレイ４Ｄに入射し、したがって、各サブビーム２５からビームレットの群２３を生成する。ビームレットの群は、サブビームから形成され、ビームストップアレイ８にある平面または投影レンズ系の有効レンズ平面またはそれらの間に合焦され、ビームレットの各群は、ビームストップアレイ８の対応開口に向けて方向付けられる。
【００６２】
あるいは、群偏向器アレイが、コンデンサーレンズアレイ５Ｃの代わりに開口アレイ４Ｄの後ろに設けられ、各ビームレット２３の偏向器を提供することが可能である。群偏向器アレイは、ビームレットの各群が、ほぼビームストップアレイ８の平面にあるクロスオーバー点、または適切な投影レンズ系の有効レンズ平面に、またはこれらの二つの点の間に収束するようにビームレットを偏向する。
【００６３】
それから、これらのビームレット２３はビームレットブランカーアレイ６を通り抜け、前に説明されたように動作する。無効化されない（すなわちビームレットブランカーアレイ６によって偏向されない）ビームレットは、ビームストップアレイ８中の対応開口に入射し、非無効化ビームレットの中央部は開口を通り抜け、偏向アレイ９によって偏向され、投影レンズ配列１０によってターゲット１１上に合焦される。これは、開口アレイ４Ｄがターゲット１１上に結像されることをもたらす。これは、システムのより大きい安定性の利益を有する。なぜなら、開口アレイ４Ｄの上流のシステムのレンズと開口と他の素子のサイズと位置決めのエラーが低減されるか開口アレイ４Ｄの下流のシステムに影響しないからである。
【００６４】
図５に示された例では、開口アレイ４Ｄは、各サブビーム２５から三つのビームレット２３の群を生成する。ビームレットの群は、ビームブランカーアレイ６によって偏向されなければ、三つのビームレットが投影レンズ系１０によってターゲットに投影されるようにビームストップアレイ８に対応開口に入射する。実際上は、各投影レンズ系１０に対して非常に多くのビームレットが生成されてよい。実際的な実施形態では、５０もの多くのビームレットが単一投影レンズ系によって方向付けられてよく、これは２００以上に増大されてもよい。
【００６５】
図５に示されるように、ビームレットブランカーアレイ６は、ビームレットの群中のビームレット２３を無効化するためにある時刻にそれらを個々に偏向し得る。これは、図５に左側のサブビーム２５によって示され、中央のビームレット２３は、ビームレットが無効化されるように開口に近いがそこではないビームストップアレイ８上の個所に偏向された。中央のサブビーム２５では、右側のビームレット２３が偏向されて無効化されており、右側のサブビーム２５では、偏向され無効化されるビームレットはない。
【００６６】
図５の実施形態で実現される利点は、ビームレットを生成し合焦させるために必要とされるコンポーネントの数を減らしながら、一つの投影レンズあたりに多数のビームレットを有するシステムである。図４のシステムと比較して、図５のシステムは、一つのコンデンサーレンズアレイ（または代替的に一つの群偏向器アレイ）のみを必要とし、示された実施形態ではコンデンサーレンズコンポーネントの数を６から３に減らしている。より少数のコンポーネントは投影カラムの長さの低減を可能にし、システムと、システムを収納する真空チャンバーのサイズとコストを低減し、ビームレットドリフトの影響を低減する。
【００６７】
図４のシステムと比較したときの不利益は、ターゲットにおける低い合計流れである。図４は、コリメートビーム２１からビームレットを直接生成し、ビームレットを開口アレイ４Ｂ上に合焦させる追加コンデンサーレンズアレイ５Ａを有している。図５のシステムは、開口アレイ４Ｂを使用してサブビームからビームレットを生成し、コンデンサーレンズアレイ５Ａを省略しており、ターゲットへのコリメートビーム２１の低い伝達をもたらしている。しかしながら、この不利益は、多数のビームレットを有するシステムにおいて低減される。好適な実施形態では、図５のシステムは、ほぼ１３，０００のサブビームとほぼ１００万のビームレットを生成する。
【００６８】
発明は、上に論じられたある実施形態を参照して説明された。これらの実施形態は、発明の趣旨と要旨から逸脱することなくこの分野の当業者によく知られているさまざまな修正および代替形態が可能であることが認識されるであろう。したがって、特定の実施形態が説明されたが、これらは単なる例であり、発明の要旨を限定するものではなく、それは添付の特許請求の範囲によって規定される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］複数のビームレットを使用してターゲット（１１）を露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビーム（２０）を生成するための荷電粒子ソース（１）と、
生成ビームからビームレット（２３）の群を規定するまたはビームレット開口アレイ（４Ｄ）と、
前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイを備えているビームレットブランカーアレイ（６）と、
前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイ（８）を備えており、前記ビームストップアレイは開口を備え、各ビームストップ開口は前記ブランカーの一つ以上に対応しており、さらに、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するための投影レンズ系（１０）のアレイを備えており、
前記ビームストップアレイにある平面上に、前記投影レンズ系の有効レンズ平面に、または前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間に前記ソースを結像し、さらに前記ターゲット上に前記ビームレット開口アレイを結像する、システム。
［２］前記ソースは、コンデンサーレンズアレイ（５Ｃ）によって前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に結像される、［１］のシステム。
［３］前記コンデンサーレンズアレイは前記ビームレット開口アレイの上流に配置されている、［２］のシステム。
［４］前記生成ビームからサブビーム（２５）を規定するためのサブビーム開口アレイ（４Ｃ）をさらに備えており、前記ビームレット開口アレイは前記サブビームから前記ビームレットの群を規定する、［１］〜［４］のいずれかのシステム。
［５］前記サブビームは、コンデンサーレンズアレイによって前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に合焦される、［４］のシステム。
［６］前記コンデンサーレンズアレイは、前記サブビーム開口アレイと前記ビームレット開口アレイの間に配置されている、［５］のシステム。
［７］前記ビームレット開口アレイと前記ビームレットブランカーアレイは一体化されている、［１］〜［６］のいずれかのシステム。
［８］前記ビームストップアレイの前記開口は前記システム中に制限されている、［１］〜［７］のいずれかひとつのシステム。
［９］複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ソース、
生成ビームからビームレットの群を規定するための第一の開口アレイと、
第二の開口アレイと、
前記ビームレットを制御可能に無効化するためのブランカーのアレイを備えているビームレットブランカーアレイと、
前記ブランカーによって偏向されたビームレットを無効化するためのビームストップアレイを備えており、前記ビームストップアレイは開口のアレイを備え、各ビームストップ開口は前記複数のブランカーに対応しており、さらに、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するための投影レンズ系のアレイを備えており、
前記ビームレットブランカーアレイにある平面上に前記ソースを結像し、さらに前記ターゲット上に前記ビームレットブランカーアレイを結像する、システム。
［１０］前記ソースは、第一のコンデンサーレンズアレイによって前記第二の開口アレイに平面上に結像される、［９］のシステム。
［１１］前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面にあるまたは間にある平面上に前記ビームレットの群を収束させるための第二のコンデンサーレンズアレイをさらに備えている、［９］または［１０］のシステム。
［１２］前記コンデンサーレンズアレイの各レンズは、前記ビームレットの群を前記ビームストップアレイ中の対応開口に収束させる、［１１］のシステム。
［１３］前記第二のコンデンサーレンズアレイは、前記第一のコンデンサーレンズアレイと前記第二の開口アレイの間に配置されている、［１１］または１２のシステム。
［１４］前記ビームレットの群を、各群の収束の共通点に向けて収束させるためのビームレットマニピュレーターをさらに備えている、［９］または１０のシステム。
［１５］前記ビームレットの各群の収束の共通点は前記ビームストップアレイ中の対応開口にある、［１４］のシステム。
［１６］前記ビームレットマニピュレーターはビームレット群偏向器を備えている、［１４］または［１５］のシステム。
［１７］前記第二の開口アレイと前記ビームレットブランカーアレイは一体化されている、［９］〜［１６］のいずれかのシステム。
［１８］前記ビームストップアレイの開口は前記システムに制限されている、［９］〜［１７］のいずれかのシステム。
［１９］前記第一の開口アレイは、前記ビームストップアレイ上に、前記投影レンズ系の有効レンズ平面上に、または前記ビームストップアレイと前記投影レンズ系の有効レンズ平面の間の平面上に投影される、［９］〜［１８］のいずれかのシステム。
［２０］複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
荷電粒子ビームを生成するための少なくとも一つの荷電粒子ソースと、
生成ビームからサブビームを作り出すための第一の開口アレイと、
前記サブビームを合焦させるためのコンデンサーレンズアレイと、
各合焦サブビームからビームレットの群を作り出すための第二の開口アレイと、
前記ビームレットの群中のビームレットを制御可能に無効化するためのビームレットブランカーと、
前記ターゲットの表面上にビームレットを投影するためのアレイ投影レンズ系を備えており、
前記コンデンサーレンズアレイは、前記投影レンズ系の一つに対応する点に各サブビームを合焦させることに適している、システム。
［２１］前記第二の開口アレイは前記ビームレットブランカーアレイと結合されている、［２０］のシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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