(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子小ビーム（７）を使用してターゲット（１３）を露光するための荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステム（１）であって、
前記荷電粒子小ビームを発生するための小ビームジェネレータ（２）と、
変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビームモジュレータ（８）と、
前記変調された小ビームを前記ターゲットの表面上に投影するための小ビームプロジェクタ（１２）とを具備し、
前記小ビームジェネレータと、前記小ビームモジュレータと、前記小ビームプロジェクタとの少なくとも１つは、１以上のプレートを有し、前記プレートには、前記小ビームを前記プレートを通過させるための複数のアパーチャが設けられ、前記アパーチャは、前記小ビームの通過するアパーチャを含まない複数の非ビーム領域（９２）とは異なる別個の複数のビーム領域（９１）を前記１以上のプレートの前記表面に形成するようにグループで配置され、
リソグラフィシステムの前記アパーチャを備えた前記プレートの少なくとも１つには、１以上の非ビーム領域でその表面に配置された冷却装置（９３）が設けられ、前記冷却装置は、冷却液を入れるための入口（３１）と、その中に冷却液の流れを向けるために配置された複数の冷却チャンネル（９４）と、冷却液を取り除くための出口（３５）とが設けられたプレート状部材を有し、前記プレート状部材には、前記冷却チャンネルの間に複数のスロット（３４）が設けられ、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域と実質的にアライメントされ、
前記入口と前記複数の冷却チャンネルとは、単一の分配チャンネルによって互いに接続され、前記単一の分配チャンネルは、冷却液を拡散するための拡散セクション（４１）と、前記複数の冷却チャンネル（９４）に前記冷却液を分かれさせるための分割セクション（４２）とを有するシステム。
【請求項２】
前記拡散セクションは、前記入口（３１）に面する側の第１の横断面積と、前記複数の冷却チャンネルに面する第２の横断面積とを有し、
前記第１の横断面積と前記第２の横断面積とは、等しく、
前記第１の横断面積の高さは、前記第２の横断面積の高さよりも大きく、これら高さは、冷却チャンネルが通って延びているプレート状部材の平面部分に垂直な方向の高さである請求項１のシステム。
【請求項３】
前記プレート状部材は、前記アパーチャが設けられた前記プレートに接続するための接触面（Ｐ）に広がる平らな表面（３７）を有し、前記冷却チャンネル（９４）は、前記接触面（Ｐ）とほぼ平行なフロー方向（Ｆ）を規定するために互いにほぼ平行に配置されている請求項１又は２のシステム。
【請求項４】
前記冷却装置の前記プレート状部材は、接着層（９７）によって、前記アパーチャが設けられた前記少なくとも１つのプレートに接続されている請求項１ないし３のいずれか１のシステム。
【請求項５】
前記接着層（９７）は、１００ｋＷ／ｍ２・Ｋよりも大きい全体の熱伝導係数を有する請求項４のシステム。
【請求項６】
前記接着層（９７）は、１５０ｋＷ／ｍ２・Ｋよりも大きい全体の熱伝導係数を有する請求項４のシステム。
【請求項７】
前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の乱流を生成するために、十分に高いフロー速度で前記冷却装置の前記入口に冷却液を供給するように配置された冷却液システム（２５）をさらに具備する請求項１ないし６のいずれか１のシステム。
【請求項８】
前記小ビームモジュレータは、小ビームブランカアレイ（９）と小ビーム停止アレイ（１０）とを有し、前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビームブランカアレイの表面に配置されている請求項１ないし７のいずれか１のシステム。
【請求項９】
前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の層流を生成するために、十分に低いフロー速度で前記冷却装置の前記入口に冷却液を供給するための冷却液システム（２５）をさらに具備し、前記小ビームモジュレータは、小ビームブランカアレイ（９）と小ビーム停止アレイ（１０）とを有し、前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビーム停止アレイの表面に配置されている請求項１ないし６のいずれか１のシステム。
【請求項１０】
前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビームプロジェクタのアパーチャのプレートの表面に配置されている請求項９のシステム。
【請求項１１】
前記冷却液は水である請求項１ないし１０のいずれか１のシステム。
【請求項１２】
前記冷却装置の前記プレート状部材は、チタンでできている請求項１ないし１１のいずれか１のシステム。
【請求項１３】
マルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムで使用される、複数のアパーチャが設けられたプレートの上面で使用するための冷却部材の製造方法であって、前記アパーチャは、前記プレートの表面に複数のビーム領域（９１）を形成するためにグループで配置され、この方法は、
プレート状部材を設けることを具備し、前記プレート状部材の表面側（３７）には、レイアウトに従って切り欠き容積部が設けられ、
前記プレート状部材に複数のスロット（３４）を設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面に前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、
前記プレート状部材内に複数の冷却チャンネル（９４）を形成するように前記切り欠き容積部を覆うことを具備し、前記スロット（３４）は、前記冷却チャンネル（９４）間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記プレート状部材の一方の側の入口を前記プレート状部材の他方の側の出口に接続している方法。
【請求項１４】
覆うことは、レーザ溶接によって前記プレート状部材に１以上のカバープレートを接続することを含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記プレート状部材は、チタンでできている請求項１３又は１４の方法。
【請求項１６】
覆うことは、冷却される前記アパーチャのプレートを前記プレート状部材に取り付けることを含む請求項１３の方法。
【請求項１７】
マルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムで使用される、複数のアパーチャが設けられたプレートの上面で使用するための冷却部材の製造方法であって、前記アパーチャは、前記プレートの表面に複数のビーム領域（９１）を形成するためにグループで配置され、この方法は、
第１のプレート状部材を設けることを具備し、前記第１のプレート状部材の表面側には、第１のレイアウトに従って第１の切り欠き容積部が設けられ、
第２のプレート状部材を設けることを具備し、前記第２のプレート状部材の表面側には、第２のレイアウトに従って第２の切り欠き容積部が設けられ、
前記第１のプレート状部材及び前記第２のプレート状部材に複数のスロット（３４）を設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、
前記第１の切り欠き容積部及び前記第２の切り欠き容積部が組み立てられた部材内に複数の冷却チャンネルを形成するように、前記第１のプレート状部材及び前記第２のプレート状部材の表面を互いに接続することを具備し、前記スロット（３４）は、前記冷却チャンネル（９４）間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記組み立てられた部材の一方の側の入口を前記組み立てられた部材の他方の側の出口に接続し、
前記接続することは、前記第１のプレート状部材の表面と前記第２のプレート状部材の表面との間に接着層を設けることによって行われる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムに関する。本発明は、さらに、このようなリソグラフィシステム内で使用する冷却装置の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、高精度かつ信頼性の高いより小さな構造を製造することに関する要望がますます高まってきている。リソグラフィは、このような製造プロセスの重要な部分である。現在、最も量産されているリソグラフィシステムは、光ビームと、その上にレジストのコーティングがなされ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複写する手段としてマスクとを使用する。マスクレスリソグラフィシステムでは、荷電粒子小ビームは、このようなターゲット上にパターンを転写するために使用されることができる。これら小ビームは、所望のパターンを得るために個々に制御可能であることができる。
【０００３】
しかしながら、このような荷電粒子リソグラフィシステムが商業的利益を上げるためには、これらシステムは、所定の最小スループットを扱う必要がある、すなわち、毎時処理されるウェーハの数が光リソグラフィシステムで現在処理されている毎時のウェーハの数よりもかなり少なくなるべきではない。さらに、荷電粒子リソグラフィシステムは、許容誤差が低い必要がある。高スループットと比較的低い許容誤差であるという要求との組合せを実現するのは難しい。
【０００４】
より多くの小ビームを、それ故、より多くの電流を使用することによってより高いスループットが得られることができる。しかしながら、多くの小ビームを扱うとより多くの制御回路が必要となる。さらに、電流が増大すると、より多くの荷電粒子がリソグラフィシステム中の構成要素と相互作用する。回路と構成要素への荷電粒子の衝突との両方が、リソグラフィシステム内のそれぞれの構成要素の熱を引き起こしうる。このような熱は、リソグラフィシステム内のパターニングプロセスの精度を低下させうる。最悪の場合のシナリオでは、このような熱は、リソグラフィシステム内の１以上の構成要素が機能するのを止めうる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、熱制御に関する性能が改良された荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムを提供することである。この目的のために、本発明は、複数の荷電粒子小ビーム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小ビームリソグラフィシステムを提供し、このシステムは、前記荷電粒子小ビームを発生するための小ビームジェネレータと、変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビームモジュレータと、前記ターゲットの表面上に前記変調された小ビームを投影するための小ビームプロジェクタとを具備し、前記小ビームジェネレータと、前記小ビームモジュレータと、前記小ビームプロジェクタとの少なくとも１つは、１以上のプレートを有し、前記プレートには、前記小ビームを前記プレートを通過させるための複数のアパーチャが設けられ、前記アパーチャは、前記小ビームの通過するアパーチャを含まない複数の非ビーム領域とは異なる別個の複数のビーム領域を前記１以上のプレートの前記表面に形成するようにグループで配置され、リソグラフィシステムの前記アパーチャを備えた前記プレートの少なくとも１つには、１以上の非ビーム領域でその表面に配置された冷却装置が設けられ、前記冷却装置は、冷却液を入れるための入口と、その中に冷却液の流れを向けるための複数の冷却チャンネルと、前記冷却液を取り除くための出口とが設けられたプレート状部材を有する。前記冷却装置の前記プレート状部材には、前記冷却チャンネル間に複数のスロットが設けられ、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域と実質的にアライメントされている。
【０００６】
用語「ビーム領域」は、ここでは、（例えば、小ビームジェネレータ、小ビームモジュレータ又は小ビームプロジェクタの）プレートの表面の領域であって、アパーチャがグループで配置され、これらアパーチャが小ビームの通過を与えるように配置されている領域を指す。「非ビーム領域」は、荷電粒子小ビームに露光されない領域である。アパーチャのプレートにプレート状部材の形態である冷却装置を配置することは、冷却装置がリソグラフィシステムの動作に干渉しない領域での有効な冷却を可能にする。
【０００７】
入口及び出口に接続された複数の冷却チャンネルの使用は、冷却装置全体にわたる冷却液の適切な空間分布と組み合わせた冷却液の十分な供給を可能にし、また、リソグラフィシステム内の限られたスペースを占める。冷却装置のプレート状部材は、ほぼ平面部分、すなわち平らな面で形成されることができる。特に、プレート状部材は、アパーチャが設けられたプレートに接続するための接触面に広がる平らな面を有することができる。平らな面は、平らな部材の表面及び平らなプレート領域がほぼ平行で直接接しているか、ほぼ平行で熱伝導性材料の中間層（例えば接着層）によって熱により結合されるようにして、プレート状部材をアパーチャを備えたプレートの平らな領域と熱接触させるためのインターフェース領域を与える。
【０００８】
冷却チャンネルは、接触面と平行なフロー方向を規定するために互いに平行に配置されることができる。冷却チャンネルは、このように、部材の平面部分を介して横並びで平行に、かつ平面部分の平面と平行に延びることができる。（ほぼ）平行なアライメントが、達成可能な製造及びアライメント許容範囲内で得られることができる。プレート状部材やチャンネルに対する比較的大きなミスアライメントは望ましくない。なぜならば、これは、小ビームジェネレータと、小ビームモジュレータと、小ビームプロジェクタとの少なくとも１つによって行われる荷電粒子ビームの発生及びマニピュレーション機能を著しく乱し、リソグラフィの結果の質を低下させうるからである。（例えばここで以下に説明される実施の形態による）ミリメートル範囲の冷却チャンネル及びスロットを備えた冷却装置が設けられたリソグラフィシステムに関して、平行なアライメントからのずれは、好ましくは、０．５ミリメートル未満に、より好ましくは１００マイクロメートル未満にとどまる絶対移動量となる。
【０００９】
スロットは、冷却装置のプレート状部材を通る荷電粒子小ビームの通過を可能にする。さらに、スロットを備えた単一のプレート状構造の使用は、冷却装置内の構成要素の数を減少させる。さらに、スロットの適切なアライメントは、このような接触がリソグラフィシステムの動作と干渉することなく適度に可能なあらゆるところで、アパーチャのプレートを備えた冷却装置の接触を可能にする。接触領域の増大は、冷却装置が吸収することができる熱量を増加させることができる。スロットは、フロー方向に沿った細長い形状を有することができ、各スロットは、フロー方向を横切る２つの隣接する冷却チャンネルの間にあることができる。
【００１０】
いくつかの実施の形態では、前記入口と前記複数の冷却チャンネルとは、単一の分配チャンネルによって互いに接続され、前記単一の分配チャンネルは、冷却液を拡散するための拡散セクションと、前記複数の冷却チャンネルに前記冷却液を分かれさせるための分割セクションとを有し、前記拡散セクションは、前記入口に面する側の第１の横断面積と、前記複数の冷却チャンネルに面する第２の横断面積とを有し、前記第１の横断面積と前記第２の横断面積とは、等しく、前記第１の横断面積の高さは、前記第２の横断面積の高さよりも高く、この高さは、前記冷却チャンネルが延びている前記プレート状部材の平面部分に垂直な方向の高さである。このような分配チャンネルの使用は、制御可能な速度で比較的大量の冷却液の供給を可能にする。いくつかの実施の形態では、入口及び出口を備えたプレート状部材は、平らな面によって広がった接触面の一方の側に完全に設けられている。
【００１１】
いくつかの実施の形態では、冷却装置のプレート状部材は、接着層によって、アパーチャが設けられた少なくとも１つのプレートに接続されている。接着層は、冷却装置の完全に接続された表面がアパーチャのプレートから熱を除去するために使用されることができることを確実にする。好ましくは、接着層は、１００ｋＷ／ｍ２・Ｋを超える、好ましくは１５０ｋＷ／ｍ２・Ｋを超える全熱伝導係数を有する。
【００１２】
いくつかの実施の形態では、システムは、前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の乱流を生成するために、十分に高いフロー速度で前記冷却装置の前記入口に冷却液を供給するように配置された冷却液システムをさらに具備する。乱流は、層流よりもアパーチャのプレートからより多くの熱を受けることができる。さらに、フロー速度の増加は、冷却チャンネルの出口とその冷却チャンネルの入口との間の冷却液の温度差を減少させる。
【００１３】
いくつかの実施の形態では、前記小ビームモジュレータは、小ビームブランカアレイと、小ビーム停止アレイとを有し、前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビームブランカアレイの表面に配置されている。小ビームブランカアレイは、そこを通過する小ビームを変調させるための制御回路の存在に起因してかなりの熱を受ける。
【００１４】
他のいくつかの実施の形態では、冷却液システムは、前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の層流を生成するために、十分に低いフロー速度で前記冷却装置の前記プレート状部材の前記入口に冷却液を供給するために配置されることができる。層流は、冷却されているアパーチャのプレートの性能を危険に晒しうる振動をほとんど取り込まない。層流のレジームで冷却液を含む冷却構造から利益を得ることができる構成要素は、小ビーム停止アレイ及び小ビームプロジェクタ内のレンズプレートに限定されない。
【００１５】
好ましくは、冷却液は水である。水は、十分な熱容量を有し、アンモニアなどの他の既知の冷却液よりも使用するのがより簡単である。
【００１６】
本発明の実施の形態は、さらに、マルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムで使用される、複数のアパーチャが設けられたプレートの表面の上部で使用するための冷却部材の製造方法に関する。前記アパーチャは、前記プレートの前記表面に複数のビーム領域を形成するためにグループで配置されている。
【００１７】
いくつかの実施の形態では、この方法は、第１のプレート状部材を設けることを具備し、前記第１の部材の表面側には、第１のレイアウトに従って第１の切り欠き容積部が設けられ、第２のプレート状部材を設けることを具備し、前記第２の部材の表面側には、第２のレイアウトに従って第２の切り欠き容積部が設けられ、前記第１及び第２のプレート状部材に複数のスロットを設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、前記第１の切り欠き容積部及び前記第２の切り欠き容積部が組み立てられた部材内に複数の冷却チャンネルを形成するように、前記第１の部材の表面と前記第２の部材との表面を互いに接続することを具備し、前記スロットは、前記冷却チャンネル間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記組み立てられた部材の一方の側の入口を前記組み立てられた部材の他方の側の出口に接続している。接続することは、前記第１の部材の表面と前記第２の部材の表面との間に接着層を設けることによって行われることができる。第１の部材と第２の部材との少なくとも一方が窒化アルミニウムを含むならば、このような方法が特に有用である。
【００１８】
他のいくつかの実施の形態では、この方法は、プレート状部材を設けることを具備し、前記部材の表面側には、レイアウトに従って切り欠き容積部が設けられ、前記プレート状部材に複数のスロットを設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、前記部材内に複数の冷却チャンネルを形成するように前記切り欠き容積部を覆うことを具備し、前記スロットは、前記冷却チャンネル間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記部材の一方の側の入口を前記部材の他方の側の出口に接続している。覆うことは、レーザ溶接によって前記部材に１以上のカバープレートを接続することを含むことができる。前記部材がチタンでできているならば、このような実施の形態が特に有用である。
【００１９】
冷却チャンネルのレイアウトに従って形成された切り欠き容積部は、プレート状部材の平らな表面に切り欠きアパーチャを規定することができる。切り欠き容積部は、切り欠きアパーチャに相補的な形状を有するカバープレートでシールされることができ、部材の内部に複数の冷却チャンネルを形成するように、平らな表面と面一で切り欠きアパーチャを覆うように配置されることができる。
【００２０】
あるいは、覆うことは、冷却される前記アパーチャのプレートを前記部材に取り付けることを含むことができる。このような実施の形態は、層流が望ましい場合に特に有用である。アパーチャのプレートは、冷却チャンネルの壁を部分的に形成し、これは、部材と、冷却チャンネルを通って流れる冷却液との間の熱伝導を高める。
【００２１】
本発明の原理がさまざまなやり方で実行されることができることが明らかである。
【００２２】
本発明のさまざまな態様が、図面に示される実施の形態を参照してさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムの一実施の形態の簡略化された概略図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態による電子光学カラムを示す簡略化された図である。
【図３】図３は、冷却チャンネルが設けられた小ビームブランカアレイの一部分を示す概略的な横断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、冷却装置の高尚な横断面を示す上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの冷却装置の横断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態による冷却液チャンネルのレイアウトの一部を示す図である。
【図６】図６は、図５の冷却液チャンネルのレイアウトを示す上面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、冷却装置の一部を概略的に示す横断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、冷却装置の一部を概略的に示す横断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の一実施の形態による冷却装置の高尚な底面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の一実施の形態による冷却装置の高尚な上面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の一実施の形態による他の冷却装置の高尚な上面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の一実施の形態による他の冷却装置の高尚な底面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、小ビーム停止アレイに配置された図９Ａ並びに図９Ｂの冷却装置の高尚な上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、小ビーム停止アレイに配置された図９Ａ並びに図９Ｂの冷却装置の高尚な底面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の他の実施の形態による冷却装置の高尚な底面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の他の実施の形態による冷却装置の高尚な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下は、単なる例によって図面を参照して与えられる本発明のさまざまな実施の形態の説明である。
【００２５】
図１は、荷電粒子リソグラフィ装置１の一実施の形態を示す簡略化された概略図である。このようなリソグラフィシステムは、例えば、米国特許第６，８９７，４５８号、米国特許第６，９５８，８０４号、米国特許第７，０１９，９０８号及び米国特許第７，０８４，４１４号、米国特許７，１２９，５０２号、米国特許出願公開第２００７／００６４２１３号、同時継続中の米国特許出願番号第６１／０３１，５７３号及び米国特許出願番号第６１／０３１，５９４号、米国特許出願番号第６１／０４５，２４３号及び米国特許出願番号第６１／０５５，８３９号、米国特許出願番号第６１／０５８，５９６号及び米国特許出願番号第６１／１０１，６８２号に説明されており、これらは全て本発明の権利者に譲渡され、これら内容が参照として全てここに組み込まれる。
【００２６】
図１に示される実施の形態では、リソグラフィ装置１は、複数の小ビームを発生するための小ビームジェネレータ２と、変調された小ビームを形成するために小ビームをパターニングするための小ビームモジュレータ８と、変調された小ビームをターゲット１３の表面上に投影するための小ビームプロジェクタとを有する。小ビームジェネレータ２は、代表的には、荷電粒子ビーム４を生成するための発生源３を有する。図１では、発生源３は、実質的に均質な拡大する荷電粒子ビーム４を生成する。以後、本発明の実施の形態は、電子ビームリソグラフィシステムを参照して説明される。それ故、発生源３は、電子源３と称されることができ、ビーム４は、電子ビーム４と称されることができる。例えば、イオンビームを生成するためのイオン源を使用することによって、図１に示されるのと同様のシステムが異なるタイプの放射線で使用されてもよいことが理解されなければならない。
【００２７】
図１に示される実施の形態では、小ビームジェネレータ２は、さらに、電子源３によって生成された電子ビーム４をコリメートするためのコリメータレンズ５と、複数の小ビーム７を形成するためのアパーチャアレイ６とを有する。コリメータレンズ５は、コリメート光学系のタイプであることができる。コリメーションの前に、電子ビーム４は、ダブルオクトポール（図示されない）を通ってもよい。好ましくは、アパーチャアレイ６は、複数の貫通孔が設けられたプレートを有する。アパーチャアレイ６は、電子ビーム４の一部を遮断するが、電子ビーム４の一部は、複数の電子小ビーム７を生成するように孔を通ってアパーチャアレイ６を通過する。システムは、好ましくは約１０，０００〜１，０００，０００の小ビームである多数の小ビーム１２２を生成する。
【００２８】
図１の実施の形態における小ビームモジュレータ又はモジュレーションシステム８は、小ビームブランカアレイ９と、小ビーム停止アレイ１０とを有する。小ビームブランカアレイ９は、１以上の電子小ビーム７を偏向するための複数のブランカを有する。偏向された及び偏向されない電子小ビーム７は、複数のアパーチャを有するビーム停止アレイ１０に到達する。小ビームブランカアレイ９及びビーム停止アレイ１０は、小ビーム７を遮断するか通過させるために一緒に動作する。一般的に、小ビームブランカアレイ９が小ビーム７を偏向すると、小ビームはビーム停止アレイ１０の対応するアパーチャを通過せず、遮断される。しかしながら、小ビームブランカアレイ９が小ビーム７を偏向しないと、小ビームはビーム停止アレイ１０の対応するアパーチャを通過する。あるいは、小ビーム７は、小ビームブランカアレイ９の対応するブランカによる偏向により小ビーム停止アレイ１０を通過し、それらが偏向されないと、小ビーム停止アレイ１０によって遮断されることができる。ブランカアレイ９の平面内に小ビーム７を合焦させるために、リソグラフィシステム１は、さらに、コンデンサレンズアレイ２０を有することができる。
【００２９】
小ビームモジュレータ８は、制御ユニット６０によって与えられるパターンデータ入力に基づいて小ビーム７にパターンを与えるように構成されている。制御ユニット６０は、データ記憶ユニット６１と、読み出しユニット６２と、データ変換ユニット６３とを有する。制御ユニット６０は、システムの残りの部分から離れて、例えばクリーンルームの外部に配置されることができる。パターンデータは、光ファイバ６４によって伝送されることができる。光ファイバ６４の光送信端は、１以上のファイバアレイ１５で組み立てられることができる。そして、パターンデータを保持している光ビーム１４が、小ビームブランカアレイ９に設けられたフォトダイオードなどの対応する受光素子に投影される。このような投影は、直接行われるか、投影レンズ６５によって図１に概略的に示される投影システムによって行われることができる。投影レンズ６５のような、このような投影システムの１以上の要素は、小ビームブランカアレイ９の対応する感光素子にデータを保持している光ビーム１４を適切にアライメントするか合焦することを可能にするために、位置決め装置１７によって制御ユニット６０の制御の下で移動可能であることができる。
【００３０】
感光素子は、１以上のブランカに結合され、光信号を異なるタイプの信号に、例えば電気信号に変換するように配置されている。パターンデータを保持している光ビーム１４は、小ビームブランカアレイ９内の１以上のブランカのためのデータを保持することができる。従って、パターンデータは、ブランカがパターンデータに従ってそこを通過する荷電粒子小ビーム７を変調することを可能にするために、パターンデータを保持している光ビームによってブランカに送られる。
【００３１】
小ビームモジュレータ８から出てくる変調された小ビームは、小ビームプロジェクタによってターゲット１３のターゲット面上に投影される。小ビームプロジェクタは、変調された小ビームをターゲット面上を走査するための小ビームデフレクタアレイ１１と、変調された小ビームをターゲット面上に合焦させるための投影レンズの１以上のアレイを有する投影レンズ構成体１２とを有する。ターゲット１３は、一般的には、移動可能なステージ２４に配置され、その移動は、制御ユニット６０などの制御装置によって制御されることができる。
【００３２】
リソグラフィ用途では、ターゲットは、通常、荷電粒子感応層、すなわちレジスト層が設けられたウェーハを有する。レジスト膜の部分は、荷電粒子の小ビームの照射、すなわち電子の照射によって化学的に変質される。その結果、フィルムの照射された部分は、現像液で多かれ少なかれ溶解可能であり、ウェーハ上にレジストパターンをもたらす。ウェーハ上のレジストパターンは、続いて、半導体製造の分野で知られているような、インプリメンテーション、エッチング、蒸着工程によって、下層に転写されることができる。明らかに、照射が均一でないと、レジストが一様であるようにして現像されず、パターンのミスにつながる。それ故、高品質の投影が、再生可能な結果を与えるリソグラフィシステムを得るために適切である。
【００３３】
デフレクタアレイ１１及び投影レンズ構成体１２は、シングルエンドモジュールに組み込まれることができる。このようなエンドモジュールは、好ましくは、挿入可能で交換可能なユニットとして構成されている。挿入可能で交換可能なユニットはまた、小ビーム停止アレイ１０を有することができる。
【００３４】
デフレクタアレイ１１は、小ビーム停止アレイ１０を通過する各小ビーム７を偏向するために配置された走査デフレクタアレイの形態を取ることができる。デフレクタアレイ１１は、比較的小さな駆動電圧の適用を可能にする複数の静電デフレクタを有することができる。デフレクタアレイ１１は投影レンズ構成体１２の上流側に描かれているが、デフレクタアレイ１１はまた、投影レンズ構成体１２とターゲット面１３との間に配置されてもよい。
【００３５】
投影レンズ構成体１２は、このように、デフレクタアレイ１１による偏向の前に、又はその偏向の後に小ビーム７を合焦させるために配置されることができる。好ましくは、合焦は、直径約１０〜３０ナノメートルの幾何学的なスポットサイズをもたらす。このような好ましい実施の形態では、投影レンズ構成体１２は、約１００〜５００倍の縮小率を、最も好ましくはできるだけ大きな、例えば、３００〜５００倍の範囲の縮小率を与えるように配置されている。この好ましい実施の形態では、投影レンズ構成体１２は、効果的には、ターゲット面１３に近接して位置されることができる。
【００３６】
荷電粒子リソグラフィ装置１は、真空環境中で動作する。真空は、荷電粒子ビームによってイオン化されて発生源に引きつけられるようになりえ、解離することができ、マシンの構成要素上に堆積さえ、荷電粒子ビームを分散させうる粒子を除去することが望まれる。少なくとも１０−６バールの真空が代表的に必要とされる。好ましくは、リソグラフィ装置１の主要な要素の全てが、荷電粒子源３を含む小ビームジェネレータ２と、小ビームモジュレータ８と、小ビームプロジェクタシステムと、移動可能なステージ２４とを有する共通の真空チャンバ中に収容されている。これらの主要な要素もまた、電子光学カラム、又は単にカラムと称され、図１に概略的に破線で示される箱１８で表わされる。
【００３７】
一実施の形態では、荷電粒子源の環境は、１０−１０ミリバールまでのかなり高い真空に差圧で下げられる。このような実施の形態では、発生源３は、個々のチャンバ、すなわちソースチャンバに配置されることができる。ソースチャンバの圧力レベルを下げることは、以下のようにして行われることができる。まず、真空チャンバ及びソースチャンバが、真空チャンバのレベルまで下げられる。そして、ソースチャンバが、当業者によって既知であるようにして、好ましくはケミカルゲッタによって、所望の低圧にさらに下げられる。再生的な、化学的な、ゲッタのようないわゆる受動ポンプを使用することによって、ソースチャンバ内の圧力レベルが、この目的のために真空ターボポンプの必要なく、真空チャンバ中の圧力レベルよりも低いレベルにされることができる。ゲッタの使用は、真空ターボポンプ又は同様のものがこのような目的のために使用される場合にそうであるように、真空チャンバの内部又は外部近辺に音響的振動や機械的振動が伝わるのを回避する。
【００３８】
図２は、本発明の一実施の形態による電子光学カラムを示す簡略化された図である。図２では、小ビームのグループが単一のビーム２７として描かれている。小ビーム２７のグループは、グループ２７が小ビームブランカアレイ９に到達するまで、アパーチャアレイ６を通過し、１以上のコンデンサレンズアレイ２０を通過する。小ビームブランカアレイ９は、アパーチャアレイを有することができ、ブランカアレイ９の一体部分を形成する。あるいは、このようなアパーチャアレイは、ブランカアレイ９の上流側に配置された個別のアレイであってもよい。ブランカアレイ９の上流側でのさらなるアパーチャアレイの使用は、ブランカアレイ９の熱負荷を低減させる。
【００３９】
小ビームブランカアレイ９は、ビーム領域９１と非ビーム領域９２とに分けられている。ビーム領域９１は、複数のアパーチャが設けられた領域であり、これらアパーチャを通過した小ビームを受けて変調するために配置されている。非ビーム領域９２は、荷電粒子小ビームに露光されない領域である。これら非ビーム領域９２は、ビーム領域９１内の構成要素を支持するために必要とされる構成要素のための領域を与えるために配置されている。例えば、非ビーム領域９２は、データパターンを保持している、あるいは変調された光信号を受けるために、フォトダイオードなどの光感応素子、ビーム領域９１内でモジュレータに転送されることができる光信号が経由する電気接続を収容することができる。
【００４０】
図２に描かれる実施の形態では、非ビーム領域のフォトダイオード及び電気回路などの構成要素が、発生源３から離れて面しているブランカアレイ９の表面側に置かれ、以後、ブランカアレイ９のターゲット側と称される。発生源３に面しているブランカアレイ９の表面側、以後、ブランカアレイ９の発生源側には、冷却装置９３が設けられている。冷却装置９３は、水などの冷却液の流れを収容するための１以上の冷却チャンネルを有する。また、チャンネル中を流れる水は、非ビーム領域９２の上側表面に置かれることができる。冷却装置９３は、そのいかなる構成要素も小ビーム２７のグループからの粒子を遮断するか直接相互作用することを回避するために、ブランカアレイ９の非ビーム領域９２内に配置されている。
【００４１】
冷却装置９３は、適切な速度で冷却装置の入口に冷却液を供給するための冷却液システム２５に結合されることができる。いくつかの実施の形態では、特に、冷却液の冷却能力が最大に活用されるならば、そのようなフロー速度は複数の冷却チャンネルを通って冷却液の乱流を生成するために十分高くなければならない。しかしながら、冷却される構造体の動作が振動に非常に敏感ならば、冷却液システムは複数の冷却チャンネルを通って冷却液の層流を生成するために冷却液に十分に低いフロー速度を与えるように配置されることができる。冷却装置９３はまた、あるタイプの流れ、例えば乱流又は層流を生成するための手段を有することができる。
【００４２】
図３ないし図８を参照して、冷却装置が小ビームブランカアレイ９の上面に配置された本発明の実施の形態が説明される。さらに、図９並びに図１０を参照して、冷却装置が小ビーム停止アレイの上面に配置された本発明の実施の形態が説明される。しかしながら、図２に示されるカラムから明らかであるので、このような冷却装置が電子光学カラム内の他の構成要素の表面に設けられてもよいことが理解されなければならない。特に、冷却装置の実施の形態は、小ビームをプレートを通過させるための複数のアパーチャが設けられたプレートの表面に使用されることができる。このようなプレートの例は、限定的ではないが、アパーチャアレイ６のようなアパーチャアレイと、１以上のコンデンサレンズアレイ２０の部分であるプレートのようなレンズプレート又は図１に示される投影レンズ構成体１２の部分であるプレートと、小ビームブランカアレイ９や小ビーム停止アレイ１０のような小ビームモジュレータ８のプレートとを含む。アパーチャが電流制限アパーチャである必要はない。いくつかの場合には、熱は、荷電粒子小ビーム内の荷電粒子の衝突以外の手段によって発生されうる。例えば、小ビームブランカアレイ９は、熱を発生する電子回路を有する。さらに、荷電粒子は、他の構成要素と同様にエネルギを伝達しうる２次荷電粒子をもたらす構成要素で散乱することができる。
【００４３】
冷却液は、好ましくは水である。水は、アンモニアなどの他の既知の冷却液よりも使用するのがより簡単である。アンモニアは、高圧システム及びより広範囲な安全対策を必要とする。原理上、液体ガリウムなどの液体金属を使用することができるが、水は、ガリウムよりもはるかに大きな許容可能フロー速度範囲を有し、ガリウムの使用は、凝固、コスト、腐食及び拡散などの他の複雑さを導入する。水の場合には、入口３１の適温が、１５〜２５℃に、好ましくは約２０℃にある。
【００４４】
図３は、冷却装置９３の一部である冷却チャンネル９４が設けられた、小ビームブランカアレイ９の一部分を概略的に示す断面図である。冷却チャンネル９４は、冷却液９６の流れを収容するために配置されている。好ましくは、流れは、冷却チャンネル９４中の強制対流を得るために、外部源、すなわち図２の冷却液システム２５による強制的な流れである。
【００４５】
冷却装置９３は、接着層９７によって小ビームブランカアレイ９に接続されている。好ましくは、接着層９７に使用される接着剤は、できるだけ冷却能力を与えるために十分に高い熱伝導率を有する。好ましくは、接着層は、１００ｋＷ／ｍ２・Ｋを超える、より好ましくは１５０ｋＷ／ｍ２・Ｋを超える熱伝導率を有する。
【００４６】
冷却装置９３内の冷却液による熱伝導は、小ビームブランカアレイ９を閾値温度よりも低く保つように、熱が小ビームブランカアレイ９から取り除かれる際に装置９３の役割を改良する。冷却チャンネル９４の側壁９５と冷却液９６との間の熱伝導は、熱伝導率によって示されることができる。実験は、チャンネル中の冷却液９６のフロー速度とともに熱伝導率が概して増加することを示している。
【００４７】
チャンネル９４中の冷却液９６の比較的高いフロー速度の他の利点は、このような速度がチャンネル９４の入口での冷却液の温度とチャンネル９４の出口での冷却液の温度との間の温度差ΔＴを減少させるということである。その結果、より均質であるようにしてチャンネル位置の機能及び冷却を達成することができるとともに、冷却液の熱吸収度が著しく変わらない。
【００４８】
しかしながら、リソグラフィシステム内のいくつかの構成要素について、冷却に関する必要条件は、振動の影響などの他のパラメータに関する必要性よりも幾分重要でない。このような構成要素について、比較的低い速度を有することが望ましい。いくつかの実施の形態では、フロー速度は、流体フローが層流であるようになっていることができる。層流の使用は、冷却液９６と冷却装置９３との間の相互作用によって引き起こされる振動の発生を低減させる。さらに、腐食浸食は、乱流に対してよりも層流に対してかなり少ない。
【００４９】
冷却に関する限り、乱流は、層流よりも望ましい。真の層流では、チャンネル壁に垂直な流れ成分はなく、したがって、その方向のいかなる熱伝導も、冷却液中のそれほど効率的でない伝導によって生じる。しかしながら、乱流では、熱は、チャンネル壁に垂直な方向に伝達される。この結果、冷却液は、より熱を吸収することができる。
【００５０】
含まれる幾何学的形状の制限を考慮すると、対流は、熱を有効であるようにして光学部品から遠ざけて伝達する理想的なメカニズムである。伝導熱伝導は、常にある程度まで生じるが、対流熱伝導が一般に支配的である。
【００５１】
さらに、冷却装置９３は、好ましくは、所定の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する材料でできており、この熱膨張率は、小ビームブランカアレイの材料のＣＴＥと同様であるか、このＣＴＥと少なくとも異なりすぎない。冷却装置の材料と小ビームブランカアレイの材料との間のＣＴＥの差が大きすぎると、小ビームブランカアレイの変形を引き起こしうる。さらに、接着層は、好ましくは、冷却装置９３及び小ビームブランカアレイ９がその発生源の表面側で荷電粒子の衝突から生じる熱に晒されることに起因して小ビームブランカアレイが膨張した場合に互いに対してほぼ同じ位置にとどまることを確実にするために、同様にあまり異ならないＣＴＥを有する。さらに、小ビームブランカアレイ９は、非ビーム領域内の回路に使用される熱の結果として膨張しうる。
【表１】
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【００５２】
表１は、さまざまな材料のＣＴＥを示している。多くの実施の形態では、小ビームブランカアレイ材料はシリコンである。表１に示されるように、シリコンは、２．６μｍ／ｍ・ＫのＣＴＥを有する。冷却装置９３の代表的な材料は、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）及びチタン（Ｔｉ）である。表１に示されるように、これら材料のうち銅は、シリコンの小ビームブランカアレイに設けられた冷却装置に使用されることが最も適切でない。なぜならば、銅のＣＴＥはかなり高く、すなわち、１６．５μｍ／ｍ・Ｋだからである。
【００５３】
図４Ａは、そこを通って流れる冷却液なしで冷却装置９３の横断面を示す上面図である。冷却装置９３の冷却チャンネル９４は、一般的に、閉じた冷却チャンネル、すなわちそれらの長さに沿った側壁で完全に囲まれたチャンネルである。図４Ａでは、例えば、冷却チャンネル９４の側壁として機能するように冷却装置のさまざまな構成要素を覆うためのカバーは、明りょう化の理由から示されていない。このようなカバーは、冷却液が冷却装置９３から漏れ出うるのを防ぐ。冷却装置９３は、平らな表面３７が熱伝導面として機能することを可能にするために、アパーチャを備えたプレートに接続するための平らな表面３７を有する。冷却装置９３は、冷却チャンネル９４のレイアウトに従って２つの切り欠き容積部を備えた表面側３７に設けられている。切り欠き容積部の周囲は、切り欠きアパーチャ３８を規定している。冷却装置９３には、冷却液の受け入れのための１以上の入口３１と、冷却液の除去のための１以上の出口３５とが設けられている。冷却液は、１以上の入口３１から冷却チャンネル９４を通って１以上の出口３５に向かって流れ、その途中で熱を得る。好ましくは、冷却チャンネル９４の数は、入口３１及び出口３５の数を超えている。この設計に関するさらなる詳細が、図５並びに図６を参照して説明される。
【００５４】
冷却装置９３が荷電粒子小ビームと干渉するのを回避するために、冷却装置９３には、小ビームブランカアレイ９のビーム領域の上に配置されたスロット３４が設けられている。ブランカアレイ９のビーム領域に対してスロット３４を適切にアライメントすることによって、冷却装置は、非ビーム領域のために用意された表面積の大部分を、好ましくは全てを覆うことができ、ブランカアレイと接触することができる。
【００５５】
図４Ｂは、線ＩＶｂ−ＩＶｂ’に沿った、図４Ａに描かれた冷却装置９３の断面図である。好ましくは、冷却装置９３は、空間をあまり占めない。好ましくは、冷却装置９３は、電子光学カラム内の他の構成要素の最適な位置と干渉すべきでない。すなわち、多くの場合、冷却装置の高さは、電子光学カラムの隣接している構成要素、すなわち、冷却装置がブランカアレイ９の発生源側に配置されたならば上流側の構成要素、あるいは冷却装置がブランカアレイ９のターゲット側に配置されたならば下流側の構成要素が、その所望の位置に配置されることができないことを回避するために制限されている。すなわち、電子光学カラムの電子光学部品は、一般的に、荷電粒子小ビームによるこれらの影響がカラムの電子光学性能にとって最適であるようにして置かれている。例えば、図２に示される実施の形態では、冷却装置９３の寸法は、コンデンサレンズアレイ２０の存在によって制限される。
【００５６】
図４Ｂに示される実施の形態では、小ビームブランカアレイ９の上部の冷却チャンネル９４の高さｄ１は、上述の理由から制限される。しかしながら、小ビームブランカアレイ９の側に利用可能な空間があってもよいので、入口３１に接続された冷却チャンネル又はリザーバの３６の高さｄ２はより高くてもよい。同様の高さｄ２は、出口３５に接続された冷却チャンネル又はリザーバで使用されることができる。このような空間が利用可能な個所でのより大きな高さｄ２の使用は、十分な量の冷却液が除去されたり供給されたりすることができるという利点を有する。同時に、限定された高さの複数の冷却チャンネルの存在は、小ビームブランカアレイを十分に冷却することができることを確実にする。高さｄ１及びｄ２の例示的な寸法は、１〜３ｍｍ、それぞれ、例えば、１．７ｍｍ及び３〜１０ｍｍ、例えば、４．０ｍｍである。
【００５７】
図５は、本発明の一実施の形態による冷却液チャンネルのレイアウトの一部分を示す図である。入口３１は、単一の分配チャンネル又はチューブによって複数の冷却チャンネル９４に接続されている。単一の分配チャンネルは、冷却液を拡散するための拡散セクション４１と、複数の冷却チャンネル９４に冷却液を分かれさせるための分割セクション４２とを有する。複数のチャンネル９４に冷却液のフローを分かれさせることは、流体の乱流によって引き起こされる抵抗を分散させることを可能にする。
【００５８】
図６は、図５の冷却液チャンネルのレイアウトを示す上面図である。図５に見られることができるように、冷却チャンネルのレイアウトの高さは、複数の冷却チャンネル９４に近い位置でよりも入口３１に近い位置で高い。先に述べられたように、冷却チャンネル９４のために利用可能な空間は制限されうる。しかしながら、流体は、好ましくは、例えば、図２に描かれるような冷却液システム２５を使用することによって、冷却チャンネル９４を通る乱流を生成するために十分に高い速度で供給される。
【００５９】
高速で流体を収容するために、好ましくは、冷却装置９３は、ビーム領域からかなり離れたところで厚く、入口３１がこのような厚い部分に位置されている。入口３１は、比較的大きな横断面積を有することができる。拡散セクションは、フローが分割セクション４２内の複数の冷却チャンネルにできるだけ均質に広がることができるように、流体が拡散することを可能にする。拡散セクションの入口でのフロー経路の横断面積は、好ましくは、拡散セクションの出口でのフロー経路の横断面積と同じである。このような寸法は、冷却液が実質的に同じ速度で拡散セクション４１を出入りすることを確実にする。図６では、寸法は、このように、長方形の断面積ｄＩと入口の高さの積が、ｄＩＩと拡散セクションの出口の高さの積に等しいようになっていることができる。
【００６０】
いくつかの実施の形態、例えば図６に描かれるようなレイアウトの実施の形態では、入口と実質的にアライメントされている１以上のチャンネルの横断面積は、入口に対してよりオフセットされたチャンネルの横断面積よりも小さい寸法を有する。図６では、全てのチャンネルが同じ高さを有するという仮定の下では、中心チャンネルは、側面チャンネルの径ｄｓよりも小さな径ｄＭを有する。さまざまな横断面積の使用が、複数のチャンネル９４に流体抵抗を均一に広げるのを助けることができる。
【００６１】
冷却装置９３は、複数の部材を互いに組み合わせることによって製造される。部材のサイズ及び形状は、使用される材料、組立て方法及び寸法によって決まりうる。図７Ａ並びに図７Ｂは、チャンネル９４の場合の組立て前の冷却装置９３の一部分を概略的に示す断面図である。
【００６２】
図７Ａの冷却装置９３は、２つの部材９３ａ、９３ｂを互いに組み合わせることによって製造される。両部材９３ａ、９３ｂは、チャンネルの重要な部分がその中に形成されるように成形され、この場合には、各部材９３ａ、９３ｂの切り欠き領域は、形成される（１又は複数の）チャンネルに約５０％寄与する。図示される実施の形態では、２つの部材９３ａ、９３ｂは、領域５１で接着剤で互いに接続されている。部材９３ａ、９３ｂがＡｌＮでできていれば、このようなアセンブリが有効である。
【００６３】
図７Ｂの冷却装置９３も、２つの部材９３ａ、９３ｂを組み合わせることによって製造される。しかしながら、第１の部材９３ａがチャンネルに主として寄与している場合には、第２の部材９３ｂが単にチャンネルを閉じる役割を果たす。この場合、第２の部材９３ｂは、領域５２でレーザ溶接によって第１の部材９３ａに接続されることができる。領域５２は、切り欠きアパーチャ３８のエッジによって境界が定められる。チタンが冷却装置材料として使用されるならば、このようなアセンブリが使用されることができる。
【００６４】
図８Ａ並びに図８Ｂは、本発明の一実施の形態による冷却装置９３を示す底面図並びに上面図である。この実施の形態では、冷却装置は、図７Ｂに示される組立て技術に従ってなされている。図４Ａを参照して説明された実施の形態と同様の冷却装置９３のこの実施の形態は、５つのスロット３４によって分離された６つの冷却チャンネル９４が設けられた平らな部材によって形成されている。これらスロット３４は、冷却装置９３による荷電粒子小ビームとの干渉が回避されるようにして、アパーチャが設けられたプレートのビーム領域（例えば、リソグラフィシステムの小ビームブランカアレイ９又は小ビーム停止アレイ１０）に配置されるように構成されている。プレートのビーム領域に対してスロット３４を適切にアライメントすることによって、冷却装置９３は、非ビーム領域のために用意された表面積の大部分を、好ましくは全てを覆うことができ、プレートと接触することができる。
【００６５】
図８Ａ並びに図８Ｂの冷却装置９３は、第１の部材９３ａを２つの第２の部材９３ｂに接合することによって製造されることができる。第１の部材は、６つの冷却チャンネル９４及び５つのスロット３４が設けられたプレート状部材９３ａとして形成されている。プレート状部材９３ａは、好ましくは、チタンでできている。プレート状部材９３ａは、平らな表面３７が熱伝導面として機能することを可能にするように、アパーチャでプレートに接続するための接触面Ｐに広がる平らな表面３７を有する。６つの冷却チャンネル９４は、共面上に配置され、フロー方向Ｆを規定するために互いに（ほぼ）平行である。６つの冷却チャンネル９４によって広がった平面は、平らな表面側３７と、したがって接触面Ｐとほぼ平行である。各冷却チャンネル９４は、少なくともその（フロー方向Ｆで見られるような）一方の側に沿って、１つのスロット３４によって境界が定められている。各スロット３４は、フロー方向Ｆに沿って、すなわち冷却チャンネル９４に平行な細長い形状を有する。図８Ａ並びに図８Ｂの冷却装置９３には、冷却装置９３に冷却液を受けるための２つの入口３１と、冷却装置９３から冷却液を放出するための２つの出口３５とが設けられている。冷却動作中、冷却液は、２つの入口から冷却チャンネル９４を通って２つの出口３５に向かって流れ、途中のアパーチャでプレートから熱エネルギを取り出す。冷却装置９３は、プレート状部材９３ａの外側域３９でより厚く、この厚さは、接触面Ｐに垂直な方向に対応している。入口３１及び出口３５は、厚い外側領域３９に配置され、入口３１及び出口３５が冷却チャンネル９４の横断面積よりも大きな横断面積を有することを可能にする。入口３１及び出口３５も、フロー方向Ｆにほぼ平行になり、これにより、流体フローのいかなる妨害も最小にする。１つの入口３１は、単一の分配チャンネルによって３つの冷却チャンネル９４に接続され、これは、図５並びに図６を参照して説明されるように、拡散セクション４１と分割セクション４２とを有する。出口３５は、同様に、３方向分配チャンネルを有する。結果として生じるチャンネルのレイアウトでは、２つの入口３１の各々の分配チャンネルは、３つの冷却チャンネル９４に分割され、これら３つの冷却チャンネル９４は、続いて、２つの出口３５のうちの１つの分配チャンネルに合流する。この冷却装置９３のチャンネルのレイアウトは、ｎ×３（ｎ＝１，２，３，・・・）個の冷却チャンネル９４と、ｎ個の入口３１及び出口３５で使用されることができる。
【００６６】
２つの入口３１及び２つの出口３５を備えたプレート状部材９３ａは、接触面Ｐの一方の側（すなわち１／２の空間）に完全に設けられている。この結果、平らな表面側３７は、冷却装置９３の他の一部分による妨害なくリソグラフィシステム（例えば、小ビームブランカアレイ９又は小ビーム停止アレイ１０）のアパーチャを備えたプレートの所望の部分に熱伝導面として取り付けられることができる。
【００６７】
プレート状部材は、表面側３７の第１の部材９３ａに冷却チャンネル９４のレイアウトに従って２つの切り欠き容積部を設けることによって得られることができる。表面側３７の近くの各切り欠き容積部の周囲は、切り欠きアパーチャ３８を規定している（図４Ａ参照）。結果として生じる２つの切り欠きアパーチャ３８は、第２の部材９３ｂによって覆われ、各々が切り欠きアパーチャ３８と同様の形状を有するカバープレートによって形成され、平らな表面側３７と面一で切り欠き容積部を覆うように配置されている。２つのカバープレート９３ｂは、図７Ｂによって示される組立て技術に従って冷却チャンネル９４を形成するように、２つの切り欠きアパーチャ３８に配置されている。冷却チャンネル９４は、かくして、（フロー方向Ｆに垂直に見られる）矩形の横断面でチャンネルのレイアウトを規定するように形成されることができる。説明された組立て技術は、この矩形のチャンネルのレイアウトを製造するのに特に適している。カバープレート９３ｂは、レーザ溶接によって、対応する切り欠きアパーチャ３８の輪郭に沿ったそれぞれのカバープレート９３ｂを第１の部材９３ａに接続されることができる。カバープレート９３ｂは、好ましくは、チタンでできている。プレート状部材９３ａに切り欠き容積部を設けて平らな表面側３７のカバープレート９３ｂ切り欠き容積部を覆う技術は、一方では、よい熱伝導特定と、他方では、製造上の精度との最適なバランスを与える。これは、特に、およそ数（数十）ミリメートルの寸法（例えば、ここで上に説明されたｄ１及びｄ２の値）を有する冷却装置９３に適用する。（フロー方向Ｆに沿って見られる）冷却チャンネル９４及びスロット３４の代表的な長さは、例えば、２５ミリメートル〜５０ミリメートルの範囲に、好ましくは３７ミリメートルであることができる。（フロー方向Ｆを横切る）冷却チャンネル９４の代表的な外幅は、３ミリメートル〜４ミリメートル、好ましくは３．５ミリメートルであり、代表的な内幅は、２ミリメートル〜３ミリメートル、好ましくは２．５ミリメートルであることができる。スロット３４の代表的な幅は、２ミリメートル〜３ミリメートル、好ましくは２．５ミリメートルであることができる。
【００６８】
図９Ａ並びに図９Ｂは、本発明の一実施の形態による他の冷却装置９３’を示す上面図並びに底面図である。冷却装置９３’はまた、入口３１を出口３５に接続している複数の冷却チャンネル９４を有する。しかしながら、この実施の形態では、図９Ｂに示されるように、冷却装置９３’の冷却チャンネル９４は、開いた構造を有する。
【００６９】
冷却装置９３’は、入口３１を複数の冷却チャンネル９４に接続している分配チャンネル４３を有し、分配チャンネル４３は、例えば、冷却液システム２５によって供給される入口３１からの冷却液３１を受けるために配置され、冷却液が層流レジームで冷却チャンネル９４を通って搬送されるようにして冷却液をガイドする。層流の結果、冷却液は、振動に関して冷却される構造に無視できる程度の影響があってもよい。
【００７０】
入口３１及び出口３５は、好ましくは、高速の乱流の場合には、このような温度差と比較して冷却チャンネル入口での冷却液と冷却チャンネル出口での冷却液との間の幾分高い温度差によって引き起こされた位置の関数としての冷却の非均質性を低減させるために、ビーム領域間の冷却チャンネル９４の向きに対して対角線上に置かれている。
【００７１】
図１０Ａ並びに図１０Ｂは、小ビーム停止アレイ１０に配置された図９Ａ並びに図９Ｂの冷却装置９３’を示す上面図並びに底面図である。冷却装置９３’に小ビーム停止アレイ１０を直接取り付けることによって、冷却チャンネル９４が閉じられ、冷却装置９３’と小ビーム停止アレイ１０との組合せから冷却液の漏れ出しが回避されることができる。冷却装置９３’はまた、リソグラフィシステム内の振動に敏感な構成要素を、例えば小ビームプロジェクタの投影レンズアレイの重要なレンズプレートを冷却するのに特に有用であることができる。
【００７２】
図１１Ａ並びに図１１Ｂは、本発明の実施の形態による他の冷却装置９３’’を示す底面図及び上面図である。冷却装置９３’’は、図８Ａ並びに図８Ｂを参照して説明された実施の形態に代わるものを示しており、そこで説明された冷却装置９３の特徴の大部分が、図１１Ａ並びに図１１Ｂに示される冷却装置９３’’にもあることができる。これらの特徴は、ここでは再び説明されない。ここで説明される特徴については、同様の参照符号が同様の特徴に対して使用されるが、実施の形態を区別するために「’’」で示される。
【００７３】
冷却装置９３’’は、再び、プレートのビーム領域の上に配置されるように構成された５つのスロット３４’’で分離された６つの冷却チャンネル９４’’が設けられた平らな部材によって形成されている。この場合、冷却装置９３’’には、冷却液を入れるための単一の入口３１’’と、冷却液を放出するための単一の出口３５’’とが設けられている。動作中、冷却液は、入口３１’’からフロー方向Ｆ’’に沿って６つの冷却チャンネル９４’’を通って出口３５’’に向かって流れる。冷却チャンネル９４’’を通って流れる冷却液は、例えば接触面Ｐ’’に沿って平らな表面側３７’’に接続された熱い平面の対象物から生じうる熱エネルギを途中で回収することができる。再び、冷却装置９３’’は、プレート状部材９３ａ’’の外側領域３９’’でより厚く、入口３１’’及び出口３５’’は、これらの厚い外側領域３９’’に位置されている。入口３１’’は、２段階分配チャンネルによって６つの冷却チャンネル９４’’に接続されている。入口３１’’の２段階分配チャンネルは、冷却液を拡散するための拡散セクション（４１’’）と、冷却チャンネル９４’’に冷却液を分かれさせるための分割セクション（４２’’）とを有し、これらセクションは、図５並びに図６を参照してここで上に説明されるような分配チャンネルと同様である。分割セクションでは、入口チャンネル３１’’は、初めに、各々が分岐セクション４０’’を有する３つのチャンネルに分岐している。これら分岐セクション４０’’は、好ましくは、それぞれのチャンネルを拡大させ、フロー速度の漸減を発生させるために、滑らかな側方曲率で逸れている（すなわち、フロー方向に沿って進行しながらフロー方向に垂直なチャンネルの横断面を増加させる）。チャンネルの拡大した部分は、図６を参照して説明されたものと同様にして形成され、すなわち、中間初期チャンネル（入口３１と実質的にアライメントされている）は、外側初期チャンネル（入口３１に対してよりオフセットされている）の横断面積よりも小さな横断面積を有する。各チャンネルは、続いて、スロット３４’’で側方に分離された２つの隣接する冷却チャンネル９４’’に分割されている。（フロー方向Ｆ’’に沿って見られる）スロット３４’’の他端で、冷却チャンネル９４’’の隣接する対の各々は、続いて、さらなるチャンネルに合流する。３つのさらなるチャンネルの各々は、収束セクション４４’’を有し、収束セクションは、好ましくは、チャンネルが滑らかに側方で狭くなることによって形成されている。３つのさらなるチャンネルは、入口３１’’に設けられたものに相補的な２段階分配チャンネルによって出口チャンネル３５’’に接合する。
【００７４】
プレート状部材９３ａ’’は、６つの冷却チャンネル９４’’のレイアウトに従って平らな表面側３７’’に単一の切り欠き容積部を設けることによって得られることができ、また、図７Ｂによって示される技術に従って製造されることができる。表面側３７’’の近くの切り欠き容積部の周囲は、単一の切り欠きアパーチャを規定している。結果として生じる切り欠きアパーチャは、カバープレート９３ｂ’’が平らな表面側３７’’と面一に配置されることができるようにして、切り欠きアパーチャの輪郭形状と一致する形状を有するカバープレート９３’’で覆われている。この冷却チャンネル９４’’のレイアウトは、単一の切り欠き容積部のみを必要とし、冷却液の供給及び放出のための単一の導管への接続を可能にする。この冷却装置９３’’のチャンネルのレイアウトは、特に、ｎ×６（ｎ＝１、２、３、・・・）個の冷却チャンネル９４’’と、ｎ個の入口３１’’及び出口３５’’とを有する。好ましくは、入口３１’’及び出口３５’’は、各々、冷却チャンネル９４’’の横断面積の和に等しい横断面積を有する。
【００７５】
本発明は、上に説明された所定の実施の形態を参照して説明されてきた。これら実施の形態が、本発明の意図及び範囲を逸脱することなく、当業者に周知のさまざまな変更及び変形を受けることができることが理解される。従って、特定の実施の形態が説明されてきたが、これらは単なる例であり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲に規定される。
本発明の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
［１］複数の荷電粒子小ビーム（７）を使用してターゲット（１３）を露光するための荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステム（１）であって、前記荷電粒子小ビームを発生するための小ビームジェネレータ（２）と、変調された小ビームを形成するために前記小ビームをパターニングするための小ビームモジュレータ（８）と、前記変調された小ビームを前記ターゲットの表面上に投影するための小ビームプロジェクタ（１２）とを具備し、前記小ビームジェネレータと、前記小ビームモジュレータと、前記小ビームプロジェクタとの少なくとも１つは、１以上のプレートを有し、前記プレートには、前記小ビームを前記プレートを通過させるための複数のアパーチャが設けられ、前記アパーチャは、前記小ビームの通過するアパーチャを含まない複数の非ビーム領域（９２）とは異なる別個の複数のビーム領域（９１）を前記１以上のプレートの前記表面に形成するようにグループで配置され、リソグラフィシステムの前記アパーチャを備えた前記プレートの少なくとも１つには、１以上の非ビーム領域でその表面に配置された冷却装置（９３）が設けられ、前記冷却装置は、冷却液を入れるための入口（３１）と、その中に冷却液の流れを向けるために配置された複数の冷却チャンネル（９４）と、冷却液を取り除くための出口（３５）とが設けられたプレート状部材を有し、前記プレート状部材には、前記冷却チャンネルの間に複数のスロット（３４）が設けられ、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域と実質的にアライメントされているシステム。
［２］前記入口と前記複数の冷却チャンネルとは、単一の分配チャンネルによって互いに接続され、前記単一の分配チャンネルは、冷却液を拡散するための拡散セクション（４１）と、前記複数の冷却チャンネル（９４）に前記冷却液を分かれさせるための分割セクション（４２）とを有し、前記拡散セクションは、前記入口（３１）に面する側の第１の横断面積と、前記複数の冷却チャンネルに面する第２の横断面積とを有し、前記第１の横断面積と前記第２の横断面積とは、等しく、前記第１の横断面積の高さは、前記第２の横断面積の高さよりも大きく、これら高さは、冷却チャンネルが通って延びているプレート状部材の平面部分に垂直な方向の高さである［１］のシステム。
［３］前記プレート状部材は、前記アパーチャが設けられた前記プレートに接続するための接触面（Ｐ）に広がる平らな表面（３７）を有し、前記冷却チャンネル（９４）は、前記接触面（Ｐ）とほぼ平行なフロー方向（Ｆ）を規定するために互いにほぼ平行に配置されている［１］又は［２］のシステム。
［４］前記冷却装置の前記プレート状部材は、接着層（９７）によって、前記アパーチャが設けられた前記少なくとも１つのプレートに接続されている［１］ないし［３］のいずれか１のシステム。
［５］前記接着層（９７）は、１００ｋＷ／ｍ２・Ｋよりも大きい、好ましくは１５０ｋＷ／ｍ２・Ｋよりも大きい全体の熱伝導係数を有する［４］のシステム。
［６］前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の乱流を生成するために、十分に高いフロー速度で前記冷却装置の前記入口に冷却液を供給するように配置された冷却液システム（２５）をさらに具備する［１］ないし［５］のいずれか１のシステム。
［７］前記小ビームモジュレータは、小ビームブランカアレイ（９）と小ビーム停止アレイ（１０）とを有し、前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビームブランカアレイの表面に配置されている［１］ないし［６］のいずれか１のシステム。
［８］前記複数の冷却チャンネルを通る冷却液の層流を生成するために、十分に低いフロー速度で前記冷却装置の前記入口に冷却液を供給するための冷却液システム（２５）をさらに具備する［１］ないし［５］のいずれか１のシステム。
［９］前記小ビームモジュレータは、小ビームブランカアレイ（９）と小ビーム停止アレイ（１０）とを有し、前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビーム停止アレイの表面に配置されている［８］のシステム。
［１０］前記冷却装置の前記プレート状部材は、前記小ビームプロジェクタのアパーチャのプレートの表面に配置されている［８］のシステム。
［１１］前記冷却液は水である［１］ないし［１０］のいずれか１のシステム。
［１２］前記冷却装置の前記プレート状部材は、チタンでできている［１］ないし［１１］のいずれか１のシステム。
［１３］マルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムで使用される、複数のアパーチャが設けられたプレートの上面で使用するための冷却部材の製造方法であって、前記アパーチャは、前記プレートの前記表面に複数のビーム領域（９１）を形成するためにグループで配置され、この方法は、プレート状部材を設けることを具備し、前記部材の表面側（３７）には、レイアウトに従って切り欠き容積部が設けられ、前記プレート状部材に複数のスロット（３４）を設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面に前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、前記部材内に複数の冷却チャンネル（９４）を形成するように前記切り欠き容積部を覆うことを具備し、前記スロット（３４）は、前記冷却チャンネル（９４）間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記部材の一方の側の入口を前記部材の他方の側の出口に接続している方法。
［１４］覆うことは、レーザ溶接によって前記部材に１以上のカバープレートを接続することを含む［１３］の方法。
［１５］前記部材は、チタンでできている［１３］又は［１４］の方法。
［１６］覆うことは、冷却される前記アパーチャのプレートを前記部材に取り付けることを含む［１３］の方法。
［１７］マルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムで使用される、複数のアパーチャが設けられたプレートの上面で使用するための冷却部材の製造方法であって、前記アパーチャは、前記プレートの前記表面に複数のビーム領域（９１）を形成するためにグループで配置され、この方法は、第１のプレート状部材を設けることを具備し、前記第１の部材の表面側には、第１のレイアウトに従って第１の切り欠き容積部が設けられ、第２のプレート状部材を設けることを具備し、前記第２の部材の表面側には、第２のレイアウトに従って第２の切り欠き容積部が設けられ、前記第１及び第２のプレート状部材に複数のスロット（３４）を設けることを具備し、前記スロットは、前記アパーチャのプレートの表面の前記ビーム領域とアライメントされるように配置され、前記第１の切り欠き容積部及び前記第２の切り欠き容積部が組み立てられた部材内に複数の冷却チャンネルを形成するように、前記第１の部材及び前記第２の部材の表面を互いに接続することを具備し、前記スロット（３４）は、前記冷却チャンネル（９４）間に配置され、前記複数の冷却チャンネルは、前記組み立てられた本体の一方の側の入口を前記組立てられた部材の他方の側の出口に接続している、方法。
［１８］接続することは、前記第１の部材の表面と前記第２の部材の表面との間に接着層を設けることによって行われる［１７］の方法。
［１９］前記第１の部材と前記第２の部材との少なくとも一方は、窒化アルミニウムを含む［１７］又は［１８］の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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