(57)【要約】電荷を帯びた粒子のビームでターゲット（４１）を露光するための荷電粒子露光装置（１００）は、照明システム（１０１）は、パターン画定手段に対する照明ビームの入射の方向を変動させるように構成された偏向手段（４０１）を含み、パターン画定手段（２０）は照明ビームの形状を所望のパターンにし、投影光学システム（１０３）は、パターン画定手段で画定されたビーム形状の画像をターゲット（４１）上に投影し、投影光学システムは、例えばパターン画定手段にパターンを読み込むプロセス中にブランクアウトするために、すなわちビームレットをその非偏向経路から充分な角度だけ傾けるように偏向手段（４０１）が作動したときに、開口を有しかつ前記開口の外側を通るビームの通過を阻止するように構成されたブロッキングアパーチャ手段（２０４）を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明システム（１０１）と、パターン画定手段（２０）と、投影光学システム（１０３）とを備え、前記照明システム（１０１）が前記パターン画定手段を照明するビームを生成するように構成され、前記パターン画定手段（２０）が前記照明ビームの形状を所望のパターンにするように構成され、前記投影光学システム（１０３）が前記パターン画定手段で画定された前記ビーム形状の画像をターゲット（４１）上に投影するように構成されて成る、電荷を帯びた粒子のビームでターゲット（４１）を露光するための荷電粒子露光装置（１００）であって、
前記パターン画定手段が、アパーチャを透過するビームレットの形状を画定する複数のアパーチャのみに前記照明ビームを通過させることによって、前記照明ビームの断面を複数のビームレットに形成するように構成された複数のアパーチャを含み、前記手段がさらに、前記それぞれのビームレットをそれぞれの公称結像経路から選択的に逸らすように構成された、複数の個別ビームレット偏向器を有するブランキング手段を含み、
前記照明システム（１０１）がさらに、前記パターン画定手段に対する前記照明ビームの入射の方向を主入射軸から変動させるように構成された偏向手段（４０１）を含み、かつ前記投影光学システムが、開口を有しかつ前記開口の外側を通るビームの通過を阻止するように構成されたブロッキングアパーチャ手段（２０４）を含む、荷電粒子露光装置。
【請求項２】
前記偏向手段（４０１）が、前記照明ビームの前記入射の方向を前記主入射軸から最高５ミリラドだけ変動させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記共通偏向器が、前記照明ビームの前記入射の方向を、前記主入射軸を中心とする変動方向に変動させるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
時間の関数として、２つの状態、すなわち前記照明ビームが前記主入射軸に沿って前記パターン画定装置に伝搬する第１状態（「共通ブランクイン」）と、前記偏向手段（４０１）が作動して、前記ビームの経路を、ビーム全体を遮断している前記ブロッキングアパーチャ手段の開口から外れるように方向付けるのに充分な最小角度だけ、前記照明ビームを偏向させる第２状態（「共通ブランクアウト」）との間でのスイッチングする、前記偏向手段（４０１）のための共通ブランキング制御信号を生成するように構成された制御手段を備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記共通ブランキング制御信号が、前記パターン画定手段内で表わされるパターン情報の有効性を制御する少なくとも１つの制御信号と同期する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記共通ブランキング制御信号が、画像が形成されるターゲット上の画像の走査動作と同期し、前記走査動作は、前記画像の位置が前記ターゲットの公称位置に安定化される第１期間と、前記画像が前記ターゲット上を移動する第２期間とを含み、前記共通ブランキング制御信号が、前記第１期間に共通ブランクインを生じるように前記偏向手段を制御する、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記制御手段が、前記ビームによって前記ターゲット上に生成される露光ドーズを調整するために、前記共通ブランキング制御信号のパルス長を制御するように構成される、請求項４ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記ターゲット上に生成されるビーム画像の配置を微細制御するために、前記共通ブランキング制御信号の時間遅延を制御するように構成される、請求項４ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記パターン画定手段（２０）が、前記投影光学システム（１０３）の対物面の位置に配置される、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記投影光学システム（１０３）によって画定されるビームのクロスオーバ（ｃ１、ｃ２）の位置またはその付近に配置される、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記偏向手段（４０１）によって前記主入射軸から最小角度より大きく偏向される前記照明ビームから生じる、ビーム部分の通過を阻止するように構成される、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記パターン画定手段の前記ビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じる、ビーム部分の通過を阻止するように構成された第２ブロッキングアパーチャ手段（２０６）を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記パターン画定手段の前記ビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じる、ビーム部分の通過をも阻止するように構成される、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記主入射軸が、前記照明システムの光軸（ｃｘ）である、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野および背景技術】
【０００１】
本発明は、電荷を帯びた粒子のビームによりターゲットを露光させるための荷電粒子露光装置の改善に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、電荷を帯びた粒子のビームによりターゲットを露光させるための荷電粒子露光装置であって、前記粒子ビームが平行なビーム路に沿ってターゲットに向かって伝搬し、前記装置が照明システム、パターン画定手段、および投影光学システムを含み、照明システムがビームを生成し、それを略テレセントリックビームにしてパターン画定手段を照明するように働き、パターン画定手段が照明ビームの形状を所望のパターンにし、投影光学システムがパターン画定手段で画定されたビーム形状の画像をターゲット上に投影するように働く、荷電粒子露光装置に関する。パターン画定手段は、照明ビームが複数のアパーチャだけを通過することを可能にして、前記アパーチャを透過するビームレットの形状を画定することによって、照明ビームの断面を複数のビームレットに整形するように構成された複数のアパーチャを含み、パターン画定手段はさらに、それぞれのビームレットをそれぞれの公称結像経路から選択的に逸らすように構成された複数の個別ビームレット偏向器（「マイクロ偏向器」）を有するブランキング手段をさらに含む。
【０００３】
換言すると、粒子ビームは照明システムによって生成され、それは、ターゲット表面に投影されるビームパターンを画定するアパーチャのアレイを有するパターン画定（ＰＤ）手段を照明する。各ビームのアパーチャを介した通過は、ビームの粒子がそれぞれのアパーチャを介してターゲット上へ通過するのを許可する（「スイッチオン」）か、または事実上無効にする（「スイッチオフ」）ように、対応するマイクロ偏向器によって制御することができる。これは、例えば吸収表面を設け、そこに「スイッチオフ」ビームレットを差し向けて吸収させることによって、行なわれる。非偏向（「スイッチオン」）ビームレットだけが最終的にターゲットに到達することができる。アパーチャアレイを透過するビームは、アパーチャの空間配置によって表わされるパターン情報を担持する、パターン化粒子ビーム（本書でビームレットと呼ぶ、横方向に制限された複数の小さいビームから構成される）を形成する。次いでパターン化ビームは、粒子光学投影システムによってターゲット（例えば半導体基板）に投影され、こうしてそこにアパーチャの画像が形成され、ターゲットの照射部が改質される。
【０００４】
この種の処理装置の１つの重要な利用分野として、特に１００ｎｍ未満の特徴サイズを有するナノスケールデバイスの製造または機能化のために使用される、直接イオンビーム材料改質またはイオンビーム誘起エッチングおよび／もしくは堆積による、ナノスケールパターン形成の分野がある。この種の処理装置の別の重要な利用分野として、半導体技術でリソグラフィ装置として使用される粒子ビームリソグラフィの分野があり、そこでは、基板表面に所望のパターンを画成するために、ウェハが１層の放射線感応フォトレジストで被覆され、所望の構造がリソグラフィ装置によってフォトレジスト上に結像され、それは次いで事前の露光ステップによって画成されたパターンに従って、部分的除去によってパターン形成され、次いでさらなる構造化プロセス、例えばエッチングのためのマスクとして使用される。
【０００５】
荷電粒子ビーム投影による直接パターン転写にアドレス指定可能なアパーチャプレートを使用する潜在的可能性が、１０年以上にわたって研究されている。１つの初期の考察はB.LischkeらによるMicroelectronic Engineering 9,1989,pp.199〜203に提示されている。Fuekiらによる米国特許第5,144,142号は、本発明のＰＤ手段の役割を果たす、いわゆるブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）を使用する、電子ビーム露光システムを記載している。ＢＡＡは複数のアパーチャ列を担持し、アパーチャの像は、アパーチャ列に直角な方向に制御された連続動作で、基板の表面全体にわたって走査される。その後、１９９７年に、I.L.Berryらは、J.Vac.Sci.Technol.B,15(6),1997,pp.2382〜2386に、ＢＡＡおよびイオン投影システムに基づく描画戦略を提示した。
【非特許文献１】Microelectronic Engineering 9,1989,pp.199〜203
【特許文献１】米国特許第5,144,142号
【非特許文献２】J.Vac.Sci.Technol.B,15(6),1997,pp.2382〜2386
【０００６】
Araiらによる米国特許第5,369,282号は、単純なｍ×ｎの矩形アレイに配列されないアパーチャを有するＢＡＡを使用する電子ビーム露光システムを論じている。むしろ、アパーチャが走査方向に沿って見たときに食違いラインを形成するように、列は相互に対してインターレース状に整列される。こうして食違いラインは、それらが基板に対して移動するときに、基板表面上にそれらの間にギャップを残すことなく、連続線を形成し、こうして基板上で露光すべき全領域を網羅する。米国特許第5,369,282号では、アパーチャは１列おきに整列し、列内の隣接するアパーチャ間のピッチは、アパーチャの幅の２倍である。一般的に、任意の数ｎに基づく列のアラインメントが可能であり、その場合、ピッチはアパーチャの幅のｎ倍になる。Yasudaらによる米国特許第5,430,304号、米国特許第5,359,202号、および米国特許第5,260,579号は、基板にパターンを露光するために同様のＢＡＡを使用するが、ブランキングアパーチャの各々に対して制御線を供給する必要性は、内部構造を非常に複雑にし、かつクロストークおよび走行時間遅延のような望ましくない妨害効果を引き起こす傾向がある。
【特許文献２】米国特許第5,369,282号
【特許文献３】米国特許第5,430,304号
【特許文献４】米国特許第5,359,202号
【特許文献５】米国特許第5,260,579号
【０００７】
I.L.Berryらの上記論文は、辺長が５μｍの３０００×３０００のアパーチャのアレイで、ｎ＝４の列および食違いラインのアラインメントを持つ、「プログラム可能なアパーチャアレイ」を含むＰＤ装置を記載している。アパーチャアレイは追加的な論理回路構成を含み、こうして、パターン情報がシフトレジスタを用いて列内の１つのアパーチャから次のアパーチャに渡される、電子マスク走査システムを実現する。該論文は、ＢＡＡのアパーチャを基板上に結像するために、１／２００の縮小イオン‐光学システムを使用することを提案している。
【０００８】
Berryの概念からスタートして、E.Platzgummerらは米国特許第6,768,125号(＝GB2389454A）で、相互に上下に重ねられた複数のプレートを含み、それらの中にアパーチャアレイ手段（アパーチャプレート）およびブランキング手段（ブランキングプレート）を含むＰＤ装置を使用する、ＰＭＬ２（「投影マスクレスリソグラフィ＃２」の略語）と呼ばれるマルチビーム直接描画の概念を提示している。これらの分離プレートは、定められた距離を置いて、例えばケーシング内に一緒に取り付けられる。アパーチャアレイ手段は、前記アパーチャを透過するビームレットの形状を画定する、同一形状の複数のアパーチャを有し、アパーチャは、アパーチャの複数の食違いラインから構成されるＰＤフィールド内に配列され、アパーチャは前記ライン内で、アパーチャの幅の第１整数倍だけ間隔を置いて配置され、かつ隣接するライン間で前記幅の整数倍の少数倍だけ偏位する。ブランキング手段は、アパーチャアレイ手段のアパーチャに対応する配列状態に配列された複数のブランキング開口を有し、特に対応する食違いライン状のブランキング開口を有する。
【特許文献６】米国特許第6,768,125号
【０００９】
ＰＭＬ２の概念によると、ビームによって形成される画像は、各ダイフィールド全体を直線経路に沿って連続的に移動する。走査方向に直角な方向のビームの追加的走査は不要である（走査ステージの側方行程運動誤差を補償するために必要な場合を除く）。さらに、列状に配置されたアパーチャのその後の露光によって、グレイスケールを生成することができるので、シフトレジスタ手法を効果的に適用して、基板だけを動かしながら、（予め定められたサイズ、例えば５ビット以上の）グレイスケールパターンを形成することができる。ＰＭＬ２の概念は、アパーチャに隣接して中間位置または近傍のいずれかに配置されたアパーチャプレート上の大量のメモリの使用を伴う。
【００１０】
アドレス指定可能なマスクの実現のための鍵は、ビームスイッチングおよびデータ管理を制御するために必要な電子機器と共に、数十万から数百万個までのアパーチャのモノリシック製造を可能にする、いわゆる微小電気および微小機械システム（ＭＥＭＳ）技術である。工業用ＭＥＭＳデバイスの最小特徴サイズは、リソグラフィの典型的な限界寸法（例えばアパーチャおよびマイクロ偏向器のサイズ）より約１００から２００倍大きいので、例えばマスクレスリソグラフィのようなフィールド高速描画用途に先進ＭＥＭＳ製造技術を利用するには、強力な大フィールドの高分解能光学投影システムが必須である。
【００１１】
ＰＬＭ２に内在するマルチビーム手法の主な利点は、荷電粒子ビームが、スイッチング可能なブランキング装置を含むアパーチャプレートによって動的に構造化される、複数のサブビームを含むので、シングルビーム描画装置と比較して、描画速度が大きく向上することである。（AraiらおよびYasudaらのような他の先行技術と比べて）生産性の改善は、主に次の特徴から生じる。
＊  基板と平行に方向付けられるサブビームの可能な数、および面積当たりのアパーチャの可能な密度が著しく増大し、結果的に粒子源の要求事項が緩和される。
＋  シングルビームブランキングが連続データストリームおよび簡易データラインアーキテクチャによって達成され、１クロックサイクル毎に１アパーチャ列だけ（＝ライン数×１アパーチャ）がＰＤフィールドに供給され、信号はシフトレジスタによってＰＤフィールドを移動する。
＊  広幅ビームを使用する結果、ビーム電流が大きい断面に分配されるので、空間変化の影響が低減される。
＊  所望の露光量を蓄積するように多数の分画露光（列状のアパーチャ）を用いて、高い冗長度が生成され、それによりシングルパス走査中にグレイスケールの生成が可能になる。
【００１２】
しかし、ＰＬＭ２のレイアウトでは、他の先行技術の場合と同様に、次の主要な問題が生じる。
・  ＰＭＬ２または同等の先行技術の露光戦略に内在する、ビームと基板との間のグローバルな運動のため、ビームレットのスイッチングに関する遅延時間は自動的に、マルチアパーチャプレート上のそれぞれのアパーチャの位置に関係なく、ビームレットの事実上の配置誤差を導く。ＰＭＬ２のいずれの実現においても、＜０．１ｎｓの範囲内の全てのビームレットの要求されるタイミング精度を達成することは非常に難しい。そのような事実上の配置誤差は、画像内にボケに対する追加的な（非等方性）寄与として、または基板に結像されるパターンの一部分の歪みとして現れるかもしれない。
・  たとえスイッチングのタイミングが「完全」になるように構成されたとしても、信号エッジが有限勾配を持つことは避けられず、特に有限時間の「オン」と「オフ」のスイッチングが生じ、その間、偏向電極（パターン画定手段の一部）の静電位の状態が正確に画定されない。数ある効果の中でも、信号の立上りおよび立下りエッジは、ＣＭＯＳ電子機器の容量およびＭＥＭＳ構成から結果的に生じ、偏向電極およびその周辺要素の誘電体の選択のようなパラメータによって異なる。スイッチング事象中のビームの非画定状態は、望ましくない背景ドーズまたはそれぞれのビームレットのドリフトを導くかもしれないので、最新技術の概念では、信号の実効立上りおよび立下り時間を非常に小さく維持しなければならない（例えば、１クロック信号毎にビームレットが「オン」になる場合、総時間の＜１％）。スイッチング速度（Ｐ＝Ｉ2・Ｒ）および膜状マルチアパーチャプレートにおけるＣＭＯＳ構造の限定された熱伝導率に関連するＣＭＯＳ電子機器の電力消費の増大を考慮して、この要件は、現実的なスループット率に対して小さすぎるように思われる低いトグルレートでのみ満たすことができる。
・  ビームレットのスイッチングに関係するデータ再読込みプロセスのため、パターン画定装置を通過するビームに干渉する電磁障害が発生することがある。信号エッジ時間が小さければ小さいほど、再読込みによる障害が大きくなる。
‐  ＰＭＬ２または他の先行技術で発生する別の問題は、グレイレベルドーズ制御が主として、パターン画定装置を制御するデータストリームのプログラミングによって達成されることである。グレイレベルドーズの許容誤差は一般的に、限界寸法要件を満たすために、公称ドーズの１％より小さい。堆積ドーズの変化、例えばソースの明るさの数パーセントの突然の増加、後方散乱もしくはかぶりのような２次ドーズの変化、またはコントラスト挙動（＝感受性）の変化は、実時間で考慮する必要がある。露光前にデータの作成が１回行なわれ、先行技術の場合のように総ドーズの動的制御が不可能である場合、そのような効果は、（リソグラフィック）パターンの限界寸法および配置の誤差を生じる。
・  別の重大な問題は、ステージ位置（または基板に対するビームの相対位置）とパターン画定装置の信号タイミングとの間の必須の同期化である。一方の他方に対する遅延は、パターン画定装置の投影される画像が走査動作に沿って歪み、配置設計グリッドおよび以前の層に対して位置ずれする（オーバレイエラー）などの有害な影響を生じる。したがって、先行技術では、ステージ速度に適合するようにトグルレートを調整するか、またはその逆に、トグルレートに適合するようにステージ速度を調整するかのいずれかを行なわなければならず、どちらもそれぞれの制御パラメータの非常に高精度かつ高速の制御を必要とする。特に、緩慢なステージの速度が完全には安定しない段階で、例えば方向転換事象付近で、同期要件は緊要である。
・  ＰＭＬ２または他の先行技術で発生する別の問題は、ＰＭＬ２独自の走査ストライプ露光戦略のため、基板に移送されるドーズがトグルレートに比例することである。したがって、ステージ速度を低下しなければならない方向転換事象付近で、これらの領域のグレイレベルを調整しなければならないか、またはより長い走査経路を選択することによって追加の走査時間を受け入れなければならないかのいずれかである。前者は、データ作成とスキャナの機械的性質との間の望ましくない依存性を意味し、後者は、機械的スキャナシステムの達成可能な加速およびジャークによっては、著しいスループットの低下を引き起こす。
・  ＰＭＬ２または他の先行技術の別の問題は、熱管理に関する。（例えばパターン画定装置の一部としてマイクロ偏向器によって発生する）偏向ビームレットが停止する位置には、非常に高いパワー密度が発生する。任意の露光では、ビームレットの一般的に５０％がパターン画定装置によってブランキングされ、表面への持続的な著しい熱伝達を引き起こし、ブランクアウトされたビーム部分は該表面に吸収される。一般的に、通路から中心開口を介してブランクアウトされたビーム部分を吸収するように構成された表面によって包囲される、小さい中心開口を有する吸収プレートは、ビームのクロスオーバ付近に位置し、そこの電流密度は非常に高い。したがって、ビーム電流が高くなるにつれて、吸収面は、局所的過熱の結果、表面融解を起こす傾向がある。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の目的は、上記の問題を克服することである。この目的は、冒頭に記載した型の荷電粒子露光装置であって、照明システムが、パターン画定手段に対する照明ビームの入射方向を主入射軸（それは通常、リソグラフィ装置または詳しくは証明システムの光軸であるが、別の一般的に適切な方向とすることができる）から変化させるように構成された、「共通」偏向手段をさらに含み、かつ投影光学システムが、開口を有し、前記開口の外側を横切るビームの通過を阻止するように構成されたブロッキングアパーチャ手段を含んで成る、荷電粒子露光装置によって満たされる。
【００１４】
照明ビームの衝突の角度の調整のおかげで、いつでも必要な場合にビーム全体をブランクアウトするための簡単な解決策を提供するだけでなく、次のような他の改善ももたらすことが可能である。
＊  （スイッチングおよび急速に移動する基板の位置に対する）個別ビームレットの包括的なタイミングの精度が改善される。
＊  可変照明状態で（ソースの電流は時間と共に数パーセントずつ変化する一方、ステージは常時同じ（一定）速度で動く）、基板に移送される面積当たりの露光ドーズが可変制御される（パルス幅変調による「ドーズ平準化」）。
＊  ブランキングアパーチャプレート内部の可変静電界または磁界のため、ビーム（またはビームレット）に対する妨害効果が回避される。
＋  ブランキングアパーチャプレート内部のスイッチング事象中の容量性または誘導性遅延のため、信号の立上り時間および信号の立下り時間に対する耐性が増大される。
＊  吸収プレートの位置で発生する熱負荷が（のみならず、イオンの場合にはスパッタ効果も）緩和され、熱はより大きい領域に分散される。
＊  ビーム強度および走査速度（テーブル速度）の変化を補正し、特にウェハ領域の縁部におけるステージ移動の方向展開段階中の加速／減速を補正することができる。
【００１５】
ＰＤシステムの前に共通偏向器を配置し、かつ投影システムの対物面の位置またはその付近にＰＤシステムを配置する理由は、最初に、共通偏向器を付勢することにより、照明ビームの傾斜だけが引き起こされ、ウェハに投影される画像のドリフトは生じず、全ビームが中心から変位され、最終的に、ＰＤシステムと基板との間のクロスオーバ位置またはその付近でブロッキングアパーチャ手段によって遮断されることである。
【００１６】
好ましくは、偏向手段は、主入射（または光）軸から最高５ミリラドだけ、照明ビームを偏向させる、すなわち照明ビームの入射の方向を変化させるように構成される。
【００１７】
１実施形態では、集束ビームが衝突する、ブロッキングアパーチャ手段の領域の過度の照射を回避するために、共通偏向器は、照明ビームの入射方向を、主入射（光）軸を中心として種々の方向に変化させるように構成される。こうして該偏向器はビームを種々の方向に転向させ、ビームがブロッキングアパーチャ手段に衝突する位置は、時間と共に変化する。例えば共通偏向器によって達成される種々の転向のおかげで、その位置はブロッキングアパーチャ手段の開口を中心として移動することができる。この処置により結果的に、ブロッキングアパーチャ手段の種々の表面部分が、非妨害経路から転向された粒子ビームの部分に露光される。この処置により、ビームによってもたらされる照射および熱負荷は増大した表面全体に分配され、冷却が促進される。
【００１８】
２つの状態、すなわち（例えば照明ビームの伝搬に全く影響を及ぼさないように偏向器の作動を停止することによって）照明ビームが入射軸の方向に沿ってパターン画定装置に伝搬する第１状態（「共通ブランクイン」）と、偏向手段が作動して、ビームの経路を、ビーム全体を遮断しているブロッキングアパーチャ手段の開口から外れるように方向付けるのに充分な最小角度だけ、照明ビームを偏向する第２状態（「共通ブランクアウト」）との間で、時間の関数としてスイッチングする前記偏向手段のための共通ブランキング制御信号を生成するように構成された、制御手段が存在する可能性がある。これらの２種類の状態の間のスイッチングは、ＰＤ装置におけるパターンデータのローディングおよび結像のプロセスを制御するのに役立つ。
【００１９】
共通ブランキング制御信号の適用の１例では、共通ブランキング制御信号は、パターン画定手段内で表わされるパターン情報の有効性を制御する、少なくとも１つの制御信号と同期化することができる。特に、偏向器が作動する周波数は、ＰＤ装置におけるパターンのトグルレート（リフレッシュレート）と少なくとも同じである。こうして、ＰＤ装置のパターンが存在しかつ安定しているときにだけ、ビームを作動（ブランクイン）させるが、例えばパターンをＰＤ装置内にローディングするプロセス中は、個々のビームレット偏向器が過渡状態になり、ビームをブランクアウトさせることが可能である。
【００２０】
別の例では、制御手段は共通ブランキング制御信号を、画像が形成されるターゲット上の画像の走査動作と同期させることができ、前記走査動作は、画像の位置がターゲットの公称位置上に安定化される第１期間と、画像がターゲット上で移動する第２期間とを含み、前記共通ブランキング制御信号は、前記第１期間内の共通ブランクインのために偏向手段を制御する。制御手段および共通ブランキング制御信号の適用のさらなる例は、他の露光パラメータ、例えばフレーム露光の持続時間またはターゲットステーションの速度と併せて、露光ドーズの微調整のため、ビームによってターゲット上に生じる露光ドーズをスケーリングするために、共通ブランキング制御信号のパルス長を制御することが予想される。さらに別の例は、ターゲットに生成されるビーム画像の配置を微細制御するために、共通ブランキング制御信号の時間遅延のために制御信号を使用する。
【００２１】
さらに、共通偏向手段によるブランキング中に投影される画像の配置誤差を回避するために、パターン画定手段、特にマイクロ偏向器を含むプレートが、投影光学システムの対物面の位置に配置されると有利である。
【００２２】
ビームの偏向部分を阻止する、効率的でしかも簡単な方法を提供するために、ブロッキングアパーチャ手段は、投影光学システムによって画定されるビームのクロスオーバ位置またはその付近に（すなわち、ビームの側方の制限が、共通偏向手段によってもたらされるビーム偏向の側方変位より小さい範囲内に）位置することが好ましい。
【００２３】
ブロッキングアパーチャ手段は、照明ビームから発生して偏向手段によって主入射軸から最小角度より大きい角度だけ偏向されるビーム部分の通過を、阻止するように構成することが有利である。最小角度は、ビームが偏向されるときのアパーチャの位置におけるビームの空間偏位に関して、アパーチャブロッキング手段のアパーチャの幅に相応する。１つの好適な実施形態では、２つ以上のブロッキングアパーチャ手段を設けることができ、その場合、第２のブロッキングアパーチャ手段は、パターン画定手段のビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じるビーム部分の通過を阻止するように構成することができる。代替的に、同じブロッキングアパーチャ手段は、パターン画定手段のビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じるビーム部分の通過を阻止するようにも構成することができる。
【００２４】
以下で、本発明について図面に概略的に示す好適な実施形態に関連して、さらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に記載する好適な実施形態は、米国特許第6,768,125号およびGB2408383Aに開示されたパターン画定（ＰＤ）システムに基づいており、ＰＤ装置の構造および動作、ならびに特にそのブランキングプレートの構造に関するこれらの両文書の教示を、これにより本開示の一部として含む。以下で、ＰＤシステムの技術的背景を、本発明に関係する範囲で、図１ないし６を参照しながら最初に考察し（それは上記の特許文書から抜粋し、適宜、修正を加えたものである）、次いで本発明の好適な実施形態を追加の図に示す。本発明は以下に論じる実施形態に限定されず、以下の実施形態は本発明の可能な実現の１つを表わすにすぎないことを理解されたい。
【００２６】
図１は、本発明の基礎を成すリソグラフィ装置の概観を示す。以下では、本発明を開示するために必要な詳細のみを提示し、分かり易くするために、コンポーネントは図１に縮尺通りに示されていない。リソグラフィ装置１００の主なコンポーネントは、この実施例では図１でまっすぐに下行するリソグラフィビームｌｂ、ｐｂの方向に相応して、照明システム１０１、ＰＤシステム１０２、投影システム１０３、および基板４１を載せたターゲットステーション１０４を含む。ビームｌｂ、ｐｂが装置の光軸ｃｘに沿って妨害無く伝搬することを確実にするために、装置１００全体が、高真空に維持された真空ハウジング１０５内に収容される。粒子‐光学システム１０１、１０３は静電レンズまたは電磁レンズを用いて実現される。
【００２７】
照明システムは、例えば電子銃１１、抽出システム１２、および集光レンズシステム１３を含む。しかし、電子の代わりに、一般的に他の電荷を帯びた粒子も同様に使用することができることに留意されたい。電子以外に、これらは例えば水素イオンまたはより重いイオンのようなイオンとすることができる。
【００２８】
抽出システム１２は、粒子を一般的に数ｋｅＶ、例えば１０ｋｅＶの定められたエネルギまで加速する。集光レンズシステム１３によって、ソース１１から射出された粒子は、リソグラフィビームｌｂとして働く広幅の略テレセントリック粒子ビームに形成される。次いでリソグラフィビームｌｂは、その位置を維持するために必要な装置（下述の説明、下述の図９および１０を参照）と共にＰＤシステム１０２を形成する、ＰＤ装置２０を照射する。ここで論じる好適な実施形態では、リソグラフィビームは、照明システムの光軸ｃｘおよびＰＤ装置の中心軸である入射の方向に、ＰＤ装置を照射する。ＰＤ装置２０は、リソグラフィビームｌｂの経路の特定の位置に維持され、こうしてリソグラフィビームは複数のアパーチャ２１を照射する（図２参照）。アパーチャの一部は、入射ビームを事実上透過させるように「スイッチオン」または「開口」され、結果的にビームレットはターゲットに到達することができ、他のアパーチャは「スイッチオフ」または「閉鎖」される。すなわち、システムはビームのその部分を透過しない（不透明である）。ビームレットの不透過性は、ブロッキングアパーチャ２０４、２０６の１つのような、ＰＤ装置内またはＰＤ装置とターゲットとの間に設けられた何らかの吸収面に衝突するように、ビームレットをそれらのそれぞれの主経路から偏向させることによって達成される。スイッチオンアパーチャのパターンは、これらのアパーチャがビームｌｂを透過するシステムの唯一の部分であるので、基板に露光されるべきパターンに従って選択される。こうしてビームは、アパーチャから出射するパターン化ビームｐｂ（図１で、装置２０の下）に形成される。
【００２９】
パターン化ビームｐｂによって表わされるパターンは次いで、エレクトロ‐マグネト‐光学投影システム１０３によって基板４１上に投影され、そこにスイッチオンマスクアパーチャ２１の画像が形成される。すでに示した通り、スイッチオフアパーチャのビームレットは、それらがターゲットに到達することができる前に、吸収面によって遮断される。投影システム１０３は、２つのクロスオーバｃ１、ｃ２により例えば１／２００の縮小を実現する。基板４１は、例えばフォトレジスト層で被覆されたシリコンウェハである。ウェハ４１は、ターゲットステーション１０４のウェハステージ４０によって保持され、かつ位置決めされる。
【００３０】
装置１００はさらにアラインメントシステム６０を含むことができ、それは、ＰＤフィールドｐｆ（図２）の脇の参照記号２６によってＰＤシステムに形成される参照ビームにより、粒子‐光学システムに対する基板上のマスクアパーチャの画像の位置（画像フィールドｍｆ、図３）を安定させることを可能にする。アラインメントシステムの原理は米国特許第4,967,088号に記載されている。例えば画像位置および歪みの補正は、多極電極３１５、３２５によって行なうことができる。加えて、磁気コイル６２を使用して、基板平面内でパターンの回転を発生させることができる。
【００３１】
図１に示す本発明の実施形態では、投影システム１０３は２つの連続したエレクトロ‐マグネト‐光学プロジェクタステージ３１、３２から構成される。粒子結像システムの技術的実現は例えば出願人の米国特許第4,985,634号（＝EP0344646）のように当業界で周知であるので、プロジェクタ３１、３２を実現するために使用されるレンズは、図１では象徴的に示すだけである。第１プロジェクタステージ３１は、装置２０のアパーチャの平面を中間平面ｅｌに結像し、それは次に、第２プロジェクタステージ３２によって基板面上に結像される。ステージ３１、３２は両方とも、クロスオーバｃ１、ｃ２を通した縮小結像を使用する。両方のステージの縮小率は、数百分の１の全体的縮小、例えば１／２００が得られるように選択される。この程度の縮小は、ＰＤ装置における微細化の問題を緩和するために、リソグラフィセットアップに特に適している。
【００３２】
両方のプロジェクタステージで、それぞれのレンズシステムは色収差および幾何収差に関してよく補償される。さらに、第１ステージ３１の残存色収差は、第２ステージ３２の電極電位の適切な微修正によって補償することができる。
【００３３】
画像を全体的に側方に、すなわち光軸ｃｘに対して直角な方向に沿って、変位させる手段として、プロジェクタステージの一方または両方に偏向手段３１５、３２５が設けられる。偏向手段は例えば、図１に第１ステージ偏向手段３１５で示すようにクロスオーバの近くに、または図１の第２ステージ偏向手段３２５の場合のようにそれぞれのプロジェクタの最終レンズの後に配置される、多極電極システムとして実現することができる。この装置では、多極電極は、ステージの移動に対して画像を変位させるため、およびアラインメントシステムと連動して結像システムを補正するための両方の偏向手段として使用される。
【００３４】
図２は、ＰＤ装置２０におけるアパーチャの配列の平面図を示す。各々のラインｐｌに同数のアパーチャが存在し、隣接ラインｐｌに沿ってアパーチャ２１が整列して成る、規則的なアレイのＰＤフィールドｐｆ内に配列された、複数の方形アパーチャが設けられる。ラインｐｌに対して直角な方向に沿って見たときに、アパーチャは一連の列ｒ１、ｒ２、ｒ３を形成する。図示する実施形態では、列ｒ１〜ｒ３は近接せず、間隔を置いて配置される。アパーチャは、隣り合う列間のピッチｐｎがアパーチャの幅ｗの３倍であり（すなわちｐｎ＝ｎ×ｗ）、かつ隣り合う列間のオフセットｐｍがアパーチャの幅の４倍である（すなわちｐｍ＝ｍ×ｗ、ｍ＝４）であるので、アパーチャが３列毎に整列するように（ｎ＝３）、スキューされた規則的配列に従ってＰＤフィールドｐｆ内に配列される。ラインｐｌ内で、アパーチャのオフセットは、ｎ・ｐｍ＝１２である。したがって、アパーチャはフィールドｐｆの面積の１／（ｎ×ｍ）＝１／１２だけをカバーし、また、図３に示すように、一度に露光できるのはｎ×ｍ＝１２個の画像要素のうちの１つだけであり、他の要素は、アパーチャの画像に対して基板を「走査方向」ｓｄに沿って移動させることによって、後続のステップで露光される。図３は、基板上に生成される画像フィールドｍｆを示す。分かり易くするために、この図では、全てのアパーチャがスイッチオン状態であると仮定する。画像フィールドの幅ｆｗは、投影システムの縮小率で縮小されたＰＤフィールドｐｆの幅Ｌ（図２）である。画像フィールドは複数の画像要素ｍｘ（画素とも呼ばれる）から構成される。基板上の画像フィールドの所与の位置に対し、アパーチャアレイのアパーチャ２１の各々は画像要素ｍｘに対応するが、アパーチャはＰＤフィールド面積のごく一部をカバーするだけであるので、画像要素の個数のうち対応するわずかな部分だけ（図３にハッチングを施して示す）を一度に露光することができる。他の画像要素も露光するために、基板上の画像フィールドが変位するように、基板はビームの下で移動される。図３ａは、可能な１２（＝ｎ×ｍ）個の位置を通る基板の移動の後続位置における画素の露光を示す。画素は相応して文字ａないしｌで示される（ハッチングを施して示される画素は位置ａである）。画像フィールドｍｆ全体が、基板表面の全面積をカバーするように、基板４１として働くフォトレジスト被覆ウェハの表面上を移動する。ここで論じる実施例では、最小特徴サイズは５０ｎｍであり、ここで画素幅ｘとして定義される、ウェハ上で照明される最小スポットは２５ｎｍである。画像フィールドの幅ｆｗは３００μｍである。１／２００の縮小投影システム（上記参照）に関連してこの画像フィールドを生成するために、方形ＰＤフィールドは幅Ｌ＝６０ｍｍを有する。したがってラインｐｌの数は、Ｌ／ｗ＝１２０００であり、１２０００ビットストリームが到来データストリームによってアドレス指定される。横切る方向には、列ｒ１〜ｒ３の各々にｆｗ／（ｎ・ｘ）＝Ｌ／（ｎ・ｗ）＝４０００個のアパーチャが存在する。
【００３５】
図４および５は、装置１００のＰＤシステム１０２を示す。すなわち、図４は上面図、図５は縦断面図である。図６は図５の詳細、すなわちＰＤシステム１０２のプレートの断面を１つのアパーチャに沿って示す。ＰＤシステム１０２は積重ね構成に取り付けられた複数のプレート２２を含み、例えばカバープレート２０１、ブランキングプレート２０２、およびアパーチャプレート２０３を含め、それぞれの機能を果たすコンポーネントを備えた複合装置を実現する。ビームレット経路の個別微調整用の調整ユニットのようなさらなるコンポーネントプレートも存在するかもしれない（ここには図示せず；米国特許第6,768,125号参照）。プレート２２は各々、当業界で公知の微細構造化技術によって構造が形成された半導体（特にシリコン）ウェハとして実現される。リソグラフィビームは、ＰＤフィールドｐｆのアパーチャの配列を通してプレートを通過する（図５）。各アパーチャは、プレート２２に画成された１組の開口２１０、２２０、２３０に対応する（図６）。
【００３６】
プレート２２の各々の厚さは約１００μｍであり、それらの相互距離はおよそ１００μｍないし１ｍｍである。図５および６で、縦軸（装置の光軸に平行なｚ軸）の寸法は拡大されているが、原寸に比例していないことに留意されたい。
【００３７】
ビームレットのブランキングは、各々がアパーチャに対応する開口２２０のアレイを含むブランキングプレート２０２として実現される、ブランキング手段を用いて制御される。各開口２２０は、１組のビームブランキング電極２２１ａ、２２１ｂのみならず、例えばブランキングプレート２０２の上面層に載せられた電極２２１ａ、２２１ｂを制御するための回路構成２２２をも含む。下述の通りアパーチャ偏向板として働くブランキング電極２２１ａ、２２１ｂは、最新技術を用いる垂直成長によってブランキング開口に形成される。ブランキングプレート２０２およびその回路構成２２２のレイアウトに関するさらなる詳細は、米国特許第6,768,125号に見ることができる。
【００３８】
ブランキングプレート２０２、特に回路構成２２２の照射損傷を防止するために、リソグラフィビームの方向に見て、ブランキングプレート２０２の前に、カバープレート２０１として実現されるカバー手段を設ける。カバープレート２０１は、入射リソグラフィビームｌｂの大部分を捕獲する。粒子は、ブランキングプレートの配列に対応する配列に形成された開口２１０だけを通過することができる。該開口は、ＰＤフィールドｐｆの総面積のごくわずかな部分を占めるだけである。例えば、１０ｋｅＶの電子の４μＡ／ｃｍ2の照射密度では、カバープレートの熱負荷は約４０ｍＷ／ｃｍ2である。この熱入力は、（ＰＤシステムの前および後に位置する冷却要素２９、２８と併せて；図１参照）その表面からの熱放射、およびカバープレートのバルク材を通しての熱流によって補償される。カバープレート２０１のレイアウトについてのさらなる詳細は、米国特許第6,768,125号に見ることができる。
【００３９】
ブランキングプレート２０２の開口２２０の幅ｗ２は、カバープレート２０１の開口２１０の幅ｗ１より大きいので、後者の開口によって画定されたビームレットｂｍは、ブランキングプレート２０２上の制御回路構成２２２に影響を及ぼすことなく、前者の開口を通過する。例えば、幅ｗ２は７μｍとすることができる（アパーチャの画定幅ｗ＝５μｍと比較して）。
【００４０】
ＰＤシステム１０２はさらに、ビームレットを側方に画定するように働くアパーチャアレイ手段を含む。ここでアパーチャアレイ手段は、カバーおよびブランキングプレート２０１、２０２の後に配置された、幅ｗ３を有する開口のアレイを持つアパーチャプレート２０３として実現される。アパーチャプレート２０３のレイアウトのさらなる詳細は、米国特許第6、768,125号に見ることができる。
【００４１】
システム１０２から出射するビームレットの側方の形状（図２のアパーチャの幅ｗに相応する）を画定するのは、（カバープレート２０１の初期開口ではなく）幅ｗ３のアパーチャ２３０である。したがって用語「アパーチャ」は、ターゲット上に生成されるべきパターンの画定に関連して使用される場合、ビームレット画定アパーチャ２３０によって画定される、画定形状および幅ｗ（図２）の開口を指す。
【００４２】
ブランキング電極２２１ａ、２２１ｂが付勢されなければ、ビームレットｂｍは経路ｐｌに沿ってプレート２２の後続開口を逸脱する。これはアパーチャの「スイッチオン」状態に対応する。「スイッチオフ」アパーチャは、電極を付勢して横方向電圧を印加することによって実現される。この状態で、好ましくはクロスオーバｃ１、ｃ２の１つ付近に位置するブロッキングアパーチャ２０４、２０６（図１）上で、ビームレットが最終的に何らかの吸収面につながる異なる経路ｐ０に偏向されるように、ブランキング電極２２１ａ、２２１ｂはビームレットｂｍを経路ｐｌから偏向させる。
【００４３】
本発明によると、ＰＤシステム１０２の前の位置に共通ビーム偏向器４０１が設けられ、こうして照明システムのコンポーネントが形成される。共通ビーム偏向器４０１は、ＰＤ装置に対する粒子ビームの入射角を、好適な実施形態では光軸ｃｘである主（非偏向）方向から（小さいが充分に）偏向させるように働き、共通偏向器を付勢することによってＰＤシステムを全体として透過する全てのビームレットのグローバルブランキング（グローバルスイッチング「オン」および「オフ」）を可能にするために、ＢＡＡの後に配置された吸収プレート２０４と結合される。
【００４４】
複数のビームレットの各々の実効露光時間および移動するウェハに対する全ての露光の同期化は、共通ビーム偏向器をトリガする単一の信号によって制御することができる。共通偏向器によるブランキング中のＰＤシステムの投影画像の配置誤差を回避するために、ビームが吸収プレートによって吸収されるまで、共通ビーム偏向器を付勢することによって生じるビームの小さい角度偏向がウェハ上で（最初に）画像のドリフトを導かないように、ＰＤ装置は、投影システムの対物面の位置またはその近くに配置される。
【００４５】
図７は、動作の様々な時点における露光装置の３つの事例を示す。図７ａで、共通ビーム偏向器４０１は全てのビームを均等に傾けるので、全てのビームが吸収プレート２０４でブランクアウトされ吸収される。プレート２０４は、クロスオーバｃ１、ｃ２の一方の位置またはその近くに配置することが好ましい。図７ｂで、ＰＤシステム１０２にパターンデータが読み込まれ、それによりビームレットの一部が偏向され（すなわちスイッチオフされる１つのそのようなビームレットが図７ｂに示される）、残りのビームレットはそれらの原経路を維持する。図７ｃで、共通ビーム偏向器は作動を停止し、それにより完全なパターン化ビームが逆方向に傾いて光軸に戻る。こうして、今や、ＰＤシステムで偏向された個別ビームレットだけが吸収プレート２０４でブランクアウトされ、他のビームレットは主経路に従って進み、ターゲット４１に到達する。
【００４６】
ＰＤシステムの長手方向の延び、特に最初と最後のプレート２２間の距離（「長手方向」とはＰＤシステムで光軸ｃｘの方向に沿って測定されることを意味する）は充分に小さいので、ビームはＰＤシステム内部では影響されないが、ビームは共通ビーム偏向器のため、わずかに偏向した角度で透過する。これを図６に示す。図６の左側の部分は偏向されない照明ビームの状況を示すが、右側の部分には、本発明に係る偏向の効果が描かれている（偏向角度は誇張して示される）。見て分かるように、作動するブランキング電極の組による照明ビームの偏向の効果は、個々のビームレットの偏向のそれと同様である。すなわちＰＤ装置で形成されたビームレットは、ターゲットに到達することを事実上不可能にするのに充分な角度だけ、その経路から逸らされる。
【００４７】
図１０は、本発明に係る共通ビーム偏向器４０１の重要な用途、すなわちＰＤ装置のブランキング電極に印加される信号が変化しているか不安定である間（例えばパターンの読込みプロセス中）、ビーム全体のブランクアウトを可能にすることを示す。図１０は、時間ｔの関数としての制御信号の例を示し、縦方向の振れは後続画素を露光する期間Ｔｐを示す。信号Ｓ‐１は、１つのアパーチャに関連付けられるブランキング電極の組に印加される信号の例である。制御信号Ｓ‐１は負論理であるので、それは、作動（ビームレットスイッチオン）および電極の作動（スイッチオフ）の交互シーケンス「１０１０」に相応する。信号Ｓ‐ｃｂは共通ビーム偏向器を制御し、ブランキング制御信号（信号Ｓ‐１がその１代表である）が安定している画素期間Ｔｐの各々の時間窓を画定する期間Ｔ１中のみハイレベルである。見て分かるように、ＰＤ装置内部（特にブランキングプレート）のスイッチングの基本周波数は、共通ビーム偏向器の周波数と同一であるが、このビーム偏向器はより短い周期を有するので、「ビームオン」の周期は共通ブランキング装置によって決定される。結果的に得られる透過露光信号Ｄtmは２つの信号Ｓ‐１およびＳ‐ｃｂの実効ＡＮＤ結果であり、考慮されるアパーチャによって基板に実際に透過されるドーズを表わす。
【００４８】
共通ビームブランキング装置はスイッチングの正確な時間を定義するために使用することができるという事実のため、個々のブランキング制御信号のタイミングおよび期間（信号の立上りから立下りまでの間）の小さい差異は許容できる。それは信号タイミングの不完全性および容量性挙動の個々の差異をも可能にするので、これは重要な利点である。
【００４９】
同様に、走査ウェハにおける画像のパターン微細配置は、走査ビームの方向に沿って変位を引き起こす共通ブランキング装置の位相変化によって改善することができる。これもまた図１０に、変形信号Ｓ‐ｃｂ′および結果的に得られる透過露光信号Ｄｔｍ′により示される。見て分かるように、偏向器信号Ｓ‐ｃｂ′は原信号Ｓ‐ｃｂに対して小さい時間差だけ変位し、露光信号にわずかな時間遅延を引き起こしている。一般的な変化は、期間Ｔ１のごく一部分の範囲内である。ターゲットは衝突するビームレットの下で移動するので、そのような時間遅延は、こうして露光される画素の位置に小さい変動を引き起こす。
【００５０】
また、ターゲット上に生じるドーズの量は、期間Ｔ１の長さの変動によって調整することができる。これは、適切に選択された期間長Ｔ１により、全ての画素もしくは連続画素群に対して均等に、または選択された画素もしくは連続画素に対して個別に行なうことができる。
【００５１】
さらに、隣接する期間Ｔ１の間の期間（「休止」）を、ＰＤ装置へのパターンの読込みに使用することができる。例えばパターン情報を保持するために単純なシフトレジスタだけが使用される場合、これはＰＤフィールドｐｆにおけるアパーチャのための簡易読込み過程にとって便利であり得る。この場合、次のようなサイクルを行なうことができる。
・  共通ビーム偏向器が作動して（Ｓ‐ｃｂがローレベルになる）、ビームをブランクアウトする（休止の開始）。
・  データが正しい位置に到達するまで、全てのアパーチャのデータがアパーチャのラインを介してシフトする。ＰＤ装置のシフトレジスタを介するパターンデータのこの読込みプロセスは、図１０に示すように信号Ｓ‐１のスプリアス振動を引き起こすことがあるが、それはこうしてブランクアウトされ、したがって共通偏向器の信号は、ＰＤシステムで生成することができるよりよく画定された信号制御のための立上りエッジおよび立ち下がりエッジをもたらすことができる。
・  共通ビームブランキング装置の作動を停止する（Ｓ‐ｃｂがハイレベルになる）＝期間Ｔ１の開始。
・  画素露光の期間Ｔ１中にデータを保持する。
【００５２】
図８ａおよび８ｂは、本発明に係る吸収アパーチャ手段を実現する２つの吸収プレート２０４、２０６それぞれの平面図、ならびに吸収プレート２０４の平面を透過するビームレットの位置ｂ１、ｂ０、ｂｘ、および第２の吸収プレート２０６の相応位置を示す。第１吸収プレートは、スイッチオンおよびスイッチオフビームレット（対応するビームスポットがハッチングを施した領域ｂ１およびｂ０でそれぞれ示される）がプレートを通り抜け、かつこの位置でクロスオーバｃ１に集束する、おおよその位置の完全な組を包含するように、適切に選択された半径のアパーチャを有する。しかし、アパーチャは、共通ビーム偏向器４０１が作動したときに、ビームレットの組全体を移動させる場所を表わす領域ｂｘまで広がらない。したがって、共通偏向器（ｂｘ）によって偏向されたビームは、第１プレートによって吸収される。共通ブランキングの方向は、ビームレットの個々のブランキングの方向と一致する必要はないことに留意されたい。
【００５３】
第２吸収プレートは、共通偏向器を付勢することなく、ＰＤシステムマイクロ偏向器によって付勢された「スイッチオフ」ビームレットｂ０を吸収するように選択された、より狭い幅のアパーチャ２６０を有する（スイッチオフビームレットｂ０は、様々に方向付けることのできるそれぞれのブランキング電極によって個別に偏向され、第２クロスオーバｃ２の位置で限定されたスポットに集束する）。これにより、吸収プレートに対する熱負荷の影響をかなり軽減することができる。
【００５４】
図９は吸収プレート２０４の断面図を示す。吸収プレート２０４の厚さは、通り抜けるビームレットの妨害を回避するために中心開口２４０付近では小さいが、外側部分では、特にビームが共通ビーム偏向器によって偏向される場所（図８ａの場所ｂｘに相応する）では、より厚くすることができる。
【００５５】
変形例では、ビームレットの遮断は、図１２に示す同じ吸収プレート２０４′で行なうことができる。このプレート２０４′は、クロスオーバｃ１、ｃ２の１つに位置することが好ましい。共通ビーム偏向器が作動しないときに、スイッチオンビームレットは、ハッチングを施した領域ｂ１として示されるおおよその位置にある開口２４０′を介して、吸収プレート２０４′を通り抜ける。開口２４０′の直径は小さいが、この位置でクロスオーバを介して集束するスイッチオンビームの完全な組を通過させるには充分に大きい。他方、（様々に方向付けることのできるそれぞれのブランキング電極によって個別に偏向される）スイッチオフビームレットは、開口２４０′の脇の領域ｂ０に衝突し、したがってブロックオフされるので、それらはターゲットには到達しない。共通ビーム偏向器４０１の作動により、ビームレットの組全体がさらに外側に、例えばスポットｂｘとして示された場所に移動し、それらはそこでも偏向される。
【００５６】
好ましくは、ビームが（共通偏向器によって偏向されたときに）吸収プレート２０４に衝突する位置は、図８ａ／図１２に矢印によって象徴的に示すように、少なくともビームが共通偏向器によって偏向される時間だけ、例えば光軸を中心に回転運動して、連続的に移動させることができる。これは、照射ビームが共通偏向器によって逸らされる方向を様々な角度または一連の角度に変化させ、例えば光軸を中心に円を描くことによって達成される。こうして、吸収プレートに対する実効熱負荷はかなり低減される。一般的に、ビームのクロスオーバは、図示する事例のように、クロスオーバの直径より大きい面積に移って、吸収プレートの開口と同心円状に円に沿って移動する。変形例では、吸収プレートは異なる型のアパーチャまたは絞り、例えばクロススリットアパーチャ、または吸収領域によって包囲された中央開口を一緒に画定するナイフエッジの組合せとすることができる。
【００５７】
実効熱負荷を低減する代替的方法は、吸収プレートの位置におけるパワー密度が著しく低減するように、偏向時のクロスオーバの追加収差と組み合わせて、複数の全ビームをより大きく偏向させることである。
【００５８】
走査掃引動作中に基板上の画像位置を安定化させることに関連する、本発明の別の用途を図１１に示す。この用途は、ビームが基板上を特定の経路（米国特許第6,768,125号に示される例えば「boustrophedonal」経路のような）に沿って連続的に移動する、中ないし高スループットの露光プロセスを指す。走査露光が一連の直線状ストライプをカバーすると仮定して、各ストライプ内の走査動作は直線に沿って連続的である。ビームの移動は、例えばステージの機械的な連続走査動作によって、かつ／または追加的に（例えば可変軸レンズを用いる）ビームの静電走査によって達成される。画素の露光時間中に、アパーチャ画像がターゲット表面のそれぞれの位置に安定に維持されるように、すなわちそれぞれのターゲットフィールドの位置に固定されるように、アパーチャの画像は偏向される。そのために、偏向システムは、偏向器が粒子ビームに課すノコギリ波状の運動に従って、画像の位置を調整することができる。こうしてランプ（ノコギリ波の連続立上り側面）は、ターゲット上のビームの全体的走査動作を補償し、これらの連続部分の間で、ノコギリ波は「ジャンプバック」して、そのときまでに原フレームの位置を取っているターゲットフィールドの次のフレームの位置に画像が再配置される。（米国特許第6,768,125号と比較されたい）。
【００５９】
そのようなノコギリ波補正を行なわなければ、有限露光時間および基板に沿って移動するアパーチャの幾何学的画像の相対速度のため、結果的に得られるドーズ分布は、速度の方向に沿って細長くなり（またはスミアが生じ）、ウェハ上の隣り合う位置が充分に分離されない。補正により、基板と同じ速度でビームを移動させることによって、ビームは単一露光の期間中に基板上に「ロック」される。
【００６０】
図１１の上の信号図は、補正偏向器用のノコギリ波電圧信号Ｓ‐ｃｄを時間ｔの関数として示す。見て分かるように、信号は理想的なノコギリ波（例えば約２５から１０００ｎｓの周期Ｔｃｄを有する）にほぼ従うが、各ランプ期間の始めおよび終わりにずれが生じる。理想的な偏向電圧（破線で示す）は、各露光中のランプに定勾配をもたらし、トグル事象毎に、位置をジャンプバックしなければならないときに、不連続性が生じる。実際には、容量性または誘導性減衰、タイミング誤差、信号歪みのような効果のため、ノコギリ波信号は各ランプの始めのオンセット時間を持ち、かつ充分に均等な勾配を有する多少低減されたランプ間隔ｒｌを残して、「ジャンプバック」のために高いが有限（負）の勾配の立下りエッジを持つ必要がある。
【００６１】
図１１の下の図に示す共通ブランキング装置信号Ｓ‐ｃｂｔにより、各ランプ期間ｒ１の終わりから、電圧信号Ｓ‐ｃｄが安定化する次の期間の開始までの期間ｒ２だけ、粒子ビーム全体がブランクアウトされる。したがって、本発明は、トグル補正の線形挙動が所要分解能にとって十分である、正確な期間および位相（図１１の期間ｒ１に相応する）を選択することを可能にする。共通ブランキング装置をトグル補正信号と同期させるために、制御装置が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、発明が適用されるリソグラフィ装置のレイアウトの縦断面図である。
【図２】図２は、図１のリソグラフィ装置のパターン画定装置におけるアパーチャ配置の平面図である。
【図３】図３は、図１のリソグラフィ装置内で基板表面に存在する画像フィールドを示す図である。
【図４】図４は、アパーチャアレイの前に距離を置いてブランキング手段の前に配置された、本発明に係る第１調整ユニットを含む、図１のリソグラフィ装置のパターン画定装置の上面図である。
【図５】図５は、アパーチャアレイの前に距離を置いてブランキング手段の前に配置された、本発明に係る第１調整ユニットを含む、図１のリソグラフィ装置のパターン画定装置の縦断面図である。
【図６】図６は、２つのアパーチャに沿って図５の詳細図であり、非偏向照明ビームおよび本発明に従って偏向される照明ビームの２つの状況について、ビームレットの形成および画定をそれぞれ描く。
【図７】図７は、動作の３つの異なるステージ（図７ａ、７ｂ、および７ｃ）で本発明に係る共通ビーム偏向器の動作原理を示す図である。
【図８ａ】図８ａは、吸収プレートの平面図である。
【図８ｂ】図８ｂは、別の吸収プレートの平面図である。
【図９】図９は、図８の吸収プレートの断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の幾つかの用途、すなわち、ＰＤシステムのパターン設定に必要な期間中のブランクアウトに関連する用途を示す図である。
【図１１】図１１は、走査掃引動作中の基板上の画像位置を安定化させることに関連する、本発明の別の用途を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の変形例の単一吸収プレートの平面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月11日(2009.3.11)
【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】
照明システム（１０１）と、パターン画定手段（２０）と、投影光学システム（１０３）とを備え、前記照明システム（１０１）が前記パターン画定手段を照明するビームを生成するように構成され、前記パターン画定手段（２０）が前記照明ビームの形状を所望のパターンにするように構成され、前記投影光学システム（１０３）が前記パターン画定手段で画定された前記ビーム形状の画像をターゲット（４１）上に投影するように構成されて成る、電荷を帯びた粒子のビームでターゲット（４１）を露光するための荷電粒子露光装置（１００）であって、
前記パターン画定手段が、アパーチャを透過するビームレットの形状を画定する複数のアパーチャのみに前記照明ビームを通過させることによって、前記照明ビームの断面を複数のビームレットに形成するように構成された複数のアパーチャを含み、前記手段がさらに、前記それぞれのビームレットをそれぞれの公称結像経路から選択的に逸らすように構成された、複数の個別ビームレット偏向器を有するブランキング手段を含み、
前記照明システム（１０１）がさらに、前記パターン画定手段に対する前記照明ビームの入射の方向を主入射軸から変動させるように構成された偏向手段（４０１）を含み、かつ前記投影光学システムが、開口を有しかつ前記開口の外側を通るビームの通過を阻止するように構成されたブロッキングアパーチャ手段（２０４）を含み、さらに、
時間の関数として、２つの状態、すなわち前記照明ビームが前記主入射軸に沿って前記パターン画定手段に伝搬する第１状態（「共通ブランクイン」）と、前記偏向手段（４０１）が作動して、前記ビームの経路を、ビーム全体を遮断している前記ブロッキングアパーチャ手段の開口から外れるように方向付けるのに充分な最小角度だけ、前記照明ビームを偏向させる第２状態（「共通ブランクアウト」）との間でのスイッチングする、前記偏向手段（４０１）のための共通ブランキング制御信号を生成するように構成された制御手段を備える、荷電粒子露光装置。
【請求項２】
前記偏向手段（４０１）が、前記照明ビームの前記入射の方向を前記主入射軸から最高５ミリラドだけ変動させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記偏向手段（４０１）が、前記照明ビームの前記入射の方向を、前記主入射軸を中心とする変動方向に変動させるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記共通ブランキング制御信号が、前記パターン画定手段内で表わされるパターン情報の有効性を制御する少なくとも１つの制御信号と同期する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記共通ブランキング制御信号が、画像が形成されるターゲット上の画像の走査動作と同期し、前記走査動作は、前記画像の位置が前記ターゲットの公称位置に安定化される第１期間と、前記画像が前記ターゲット上を移動する第２期間とを含み、前記共通ブランキング制御信号が、前記第１期間に共通ブランクインを生じるように前記偏向手段を制御する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記ビームによって前記ターゲット上に生成される露光ドーズを調整するために、前記共通ブランキング制御信号のパルス長を制御するように構成される、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記制御手段が、前記ターゲット上に生成されるビーム画像の配置を微細制御するために、前記共通ブランキング制御信号の時間遅延を制御するように構成される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記パターン画定手段（２０）が、前記投影光学システム（１０３）の対物面の位置に配置される、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記投影光学システム（１０３）によって画定されるビームのクロスオーバ（ｃ１、ｃ２）の位置またはその付近に配置される、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記偏向手段（４０１）によって前記主入射軸から最小角度より大きく偏向される前記照明ビームから生じる、ビーム部分の通過を阻止するように構成される、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記パターン画定手段の前記ビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じる、ビーム部分の通過を阻止するように構成された第２ブロッキングアパーチャ手段（２０６）を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ブロッキングアパーチャ手段（２０４）が、前記パターン画定手段の前記ビームレット偏向器の少なくとも１つによって偏向されるビームから生じる、ビーム部分の通過をも阻止するように構成される、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記主入射軸が、前記照明システムの光軸（ｃｘ）である、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の装置。
【国際調査報告】
2009532887.tif 000016
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