(57)【要約】  本発明は、荷電粒子システムに関する。荷電粒子システムは、荷電粒子源、第１の多孔プレート、第１の多孔プレートの下流に配置される第２の多孔プレート、及び第１及び第２の多孔プレート間に少なくとも第１及び第２の電圧差を選択的に印加するように構成される制御器を含む。荷電粒子源並びに前記第１及び第２の多孔プレートは、複数の荷電粒子ビームレットのそれぞれが開孔対を通るように配置され、開孔対は、第１の多孔プレートの１つの開孔及び第２の多孔プレートの１つの開孔を含み、複数の開孔対は、第１の多孔プレートの開孔の中心が、第１の多孔プレートの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、第２の多孔プレートの開孔の中心に対してずれるように配置される。本発明は、一組の荷電粒子ビームレットの発散性を変更するように構成される粒子光学部品、及び異なる数の荷電粒子ビームレットを使用する物体の検査を含む荷電粒子検査方法にさらに関する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作モードにおいて、第１の数の一次荷電粒子ビームレットを物体表面上へ導き、前記物体表面に入射した前記一次荷電粒子ビームレットのそれぞれから二次荷電粒子ビームレットを生成する工程と、
前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれを検出器装置上へ導き、前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれの強度を検出する工程であって、第１の数の強度が検出される、工程と、
第２の動作モードにおいて、第２の数の前記一次荷電粒子ビームレットを前記物体表面上へ導く工程であって、前記第２の数が１以上でかつ前記第１の数よりも小さい、工程と、
前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれを前記検出器装置上へ導き、前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれの強度を検出する工程であって、第２の数の強度が検出される、工程と
を含む荷電粒子検査方法。
【請求項２】
前記第１の数の一次荷電粒子ビームレットは、ビームスポットのアレイが前記物体表面上に形成されるように、前記物体表面上へ導かれる、請求項１に記載の荷電粒子検査方法。
【請求項３】
前記ビームスポットアレイを前記物体表面にわたってスキャンし、前記二次荷電粒子ビームレットの対応付けられた強度を記録することによって前記物体表面の画像データを生成する工程をさらに含む、請求項２に記載の荷電粒子検査方法。
【請求項４】
前記第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記物体表面上へ導かれた場合の前記二次荷電粒子ビームレットの検出強度を、前記第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記物体表面上へ導かれた場合の前記二次荷電粒子ビームレットの検出強度と比較することによって表面荷電情報を得る工程をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の荷電粒子検査方法。
【請求項５】
少なくとも１つの荷電粒子源と、
前記少なくとも１つの荷電粒子源の下流に配置された第１の多孔プレートであって、複数の開孔を含む第１の多孔プレートと、
前記第１の多孔プレートの下流に配置された第２の多孔プレートであって、複数の開孔を含む第２の多孔プレートと、
前記第１及び第２の多孔プレート間に少なくとも第１及び第２の電圧差を選択的に印加するように構成された制御器と
を備え、
前記少なくとも１つの荷電粒子源並びに前記第１及び第２の多孔プレートは、複数の荷電粒子ビームレットのそれぞれが開孔対を通るように配置され、前記開孔対は、前記第１の多孔プレートの１つの開孔及び前記第２の多孔プレートの１つの開孔を含み、複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対してずれるように配置される、
荷電粒子システム。
【請求項６】
前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して所定の距離だけずれるように配置され、前記距離は、前記第１の多孔プレートの開孔の直径よりも小さい、請求項５に記載の荷電粒子システム。
【請求項７】
前記距離は、前記第１の多孔プレートの開孔の直径の約０．０１倍よりも大きい、請求項６に記載の荷電粒子システム。
【請求項８】
前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第１の距離だけずれるように配置される第１群の開孔対を含み、前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第２の距離だけずれるように配置される第２群の開孔対を含み、前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも１．０５倍である、請求項６又は７に記載の荷電粒子システム。
【請求項９】
前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第３の距離だけずれるように配置される第３群の開孔対を含み、前記第３の距離は、前記第１及び第２の距離よりも大きく、前記第１の距離の少なくとも１．１０倍である、請求項８に記載の荷電粒子システム。
【請求項１０】
前記複数の開孔対に含まれる前記第１の多孔プレートの開孔は、第１のパターンの開孔を形成し、前記複数の開孔対に含まれる前記第２の多孔プレートの開孔は、前記第１のパターンと異なる第２のパターンの開孔を形成する、請求項５〜９のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項１１】
ビーム絞りをさらに備え、前記第１及び第２の多孔プレート並びに前記ビーム絞りは、前記第１の電圧差が印加される場合に第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回し、さらに前記第２の電圧が印加される場合に第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回するように配置される、請求項５〜１０のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項１２】
前記第２の数は、１以上でかつ前記第１の数よりも小さく、前記第２の電圧が印加される場合に第３の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りに入射し、前記第３の数は、前記第１の数と前記第２の数の差に等しい、請求項１１に記載の荷電粒子システム。
【請求項１３】
前記第２の数がゼロである、請求項１１に記載の荷電粒子システム。
【請求項１４】
前記第１の多孔プレートの上流に配置される第３の多孔プレートをさらに備えた、請求項１３に記載の荷電粒子システム。
【請求項１５】
前記第３の多孔プレートは、複数の開孔を含み、かつ、前記開孔対が、それぞれ前記第３の多孔プレートの対応付けられた開孔を有するように配置され、前記第３の多孔プレートの対応付けられた開孔は、その中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記開孔対の前記第１の多孔プレートの開孔の中心と実質的に整列されるように配置される、請求項１４に記載の荷電粒子システム。
【請求項１６】
前記制御器は、前記第１及び第３の多孔プレート間に少なくとも第３及び第４の電圧差を選択的に印加するようにさらに構成される、請求項１４又は１５に記載の荷電粒子システム。
【請求項１７】
一次荷電粒子ビームレット源と、
前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路が通る空間をわたる磁場又は電場の少なくとも１つを生成するように構成された場生成装置と、
前記場生成装置の下流に配置されたビーム絞りと、
前記場生成装置を第１の動作モードから第２の動作モードへ選択的に切り換えるように構成された制御器であって、前記第１の動作モードに対応付けられた第１の場は、前記第２の動作モードに対応付けられた第２の場と異なる、制御器と
を備え、
前記場生成装置及び前記ビーム絞りは、前記場生成装置が前記第１の動作モードに切り換えられた場合に第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回し、かつ前記場生成装置が前記第２の動作モードに切り換えられた場合に第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回するように配置され、前記第２の数は、１以上でかつ前記第１の数よりも小さく、
前記場生成装置が前記第２の動作モードに切り換えられた場合に第３の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞り上に入射し、前記第３の数は、前記第１の数と前記第２の数の差に等しい、
荷電粒子システム。
【請求項１８】
前記場生成装置は、
第１対の電極であって、前記第１対の電極間に電場を生成し、前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路が前記第１対の電極間の空間を通る、第１対の電極を備え、
前記制御器は、選択的に、第１の電圧差を前記第１対の電極に印加して第１の電場を生成し、第２の電圧差を前記第１対の電極に印加して第２の電場を生成するように構成される、
請求項１７に記載の荷電粒子システム。
【請求項１９】
前記第１の電圧差の絶対値が、前記第２の電圧差の絶対値よりも小さい、請求項１８に記載の荷電粒子システム。
【請求項２０】
前記第２の電圧差の絶対値が、前記第１の電圧差の絶対値よりも小さい、請求項１８に記載の荷電粒子システム。
【請求項２１】
前記ビーム絞りの下流において、前記第１の動作モードにおいて前記ビーム絞りを迂回する前記一次荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも１つの一次荷電粒子ビームレットのビーム経路は、前記第２の動作モードにおいて前記ビーム絞りを迂回する前記一次荷電粒子ビームレットの少なくとも１つに一致する、請求項１７〜１９のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項２２】
前記第１対の電極は、前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路に対して左右に配置された２つの電極プレートを含む、請求項１７〜２１のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項２３】
少なくとも、前記第１対の電極の下流において前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路に対して左右に配置された２つの電極プレートを含む第２対の電極をさらに備えた、請求項２２に記載の荷電粒子システム。
【請求項２４】
前記第１対の電極は、内部に形成された複数の開孔を有する第１及び第２の多孔プレートを含み、前記多孔プレートは、前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を横断するように向けられ、各ビーム経路は、前記内部に形成された開孔のうちの１つを通って、前記電極対の少なくとも１つの電極を通る、請求項１８〜２０のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項２５】
前記第１及び第２の多孔プレートは、複数の荷電粒子ビームレットのそれぞれが開孔対を通るように配置され、前記開孔対は、前記第１の多孔プレートの１つの開孔及び前記第２の多孔プレートの１つの開孔を備え、複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して所定の距離だけずれるように配置される、請求項２４に記載の荷電粒子システム。
【請求項２６】
前記距離は、前記第１の多孔プレートの開孔の直径の０．０１倍よりも大きい、請求項２５に記載の荷電粒子システム。
【請求項２７】
前記第１の多孔プレートの前記１つの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの第４の数の開孔それぞれの中心は、前記第１の電極の開孔のうちの対応する１つの中心から所定の距離だけずれ、前記距離は、前記第１の電極の前記１つの開孔の直径よりも小さく、前記第４の数は、前記第３の数に等しい、請求項２４に記載の荷電粒子システム。
【請求項２８】
前記ビーム絞りは、内部に形成された複数の開孔を有する少なくとも１つ多孔プレートを含む、請求項２４〜２７のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項２９】
前記一次荷電粒子のビームレットを物体の表面上に導くように構成され、ビームスポットのアレイが前記物体表面上に形成されるように少なくとも前記第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記表面上に導かれるようにさらに構成される、請求項１７〜２８のいずれかに記載の荷電粒子システム。
【請求項３０】
前記一次荷電粒子ビームレットを前記物体の表面上へ集束させるための対物レンズをさらに備えた、請求項２９に記載の荷電粒子システム。
【請求項３１】
前記一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回し、かつ、前記物体表面上に入射することによって生成される二次荷電粒子の強度を検出するための検出器装置をさらに備えた、請求項２９又は３０に記載の荷電粒子システム。
【請求項３２】
前記物体表面上に入射する各一次荷電粒子ビームレットによって二次荷電粒子ビームレットが生成され、前記検出器装置は、前記二次荷電粒子ビームレットそれぞれの強度を検出するようにさらに構成される、請求項３１に記載の荷電粒子システム。
【請求項３３】
前記二次荷電粒子ビームレットのビーム経路から前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を分離し、かつ、前記二次荷電粒子ビームレットを前記検出器装置へ導くためのビームスプリッタをさらに備えた、請求項３２に記載の荷電粒子システム。
【請求項３４】
荷電粒子の複数のビームレットを操作するための粒子光学部品であって、
複数の開孔を含む第１の多孔プレート及び複数の開孔を含む第２の多孔プレートであって、それらの間に間隙を形成する、前記第１及び第２の多孔プレートと、
少なくとも第１の電圧差を前記第１及び第２の多孔プレート間に選択的に印加して、それらの間に少なくとも第１の電場を生成するように構成される制御器と
を備え、
前記第１及び第２の多孔プレートは、前記生成された第１の電場が前記粒子光学部品を通る１組の荷電粒子ビームレットの前記粒子光学部品を出射する際の発散性を変更するように、互いに構成及び位置付けられる、
粒子光学部品。
【請求項３５】
前記発散性は、前記粒子光学部品を出射する２つの荷電粒子ビームレット間の角度が少なくとも０．０１ｍｒａｄだけ増加又は減少するように変更される、請求項３４に記載の粒子光学部品。
【請求項３６】
前記発散性は、前記荷電粒子部品を出射した周辺荷電粒子ビームレット及び前記第２の多孔プレート間の角度が少なくとも０．０１ｍｒａｄだけ増加又は減少するように変更される、請求項３４に記載の粒子光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子システム、粒子光学部品及び荷電粒子検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップなどの微細構造の小型化及び高性能化は留まることなく進められており、微細構造が必要とする小さな寸法の描画又は検査のためのリソグラフィシステム及び検査システムについてもさらなる開発及び最適化が必要となっている。加えて、微細構造の製造及び試験が高スループットであることは、リソグラフィ及び検査機器に必要される性能に対する要求をさらに高める重要な経済的要素である。
【０００３】
微細構造の限界寸法が小さくされるにつれ、荷電粒子ビームシステムがより頻繁に使用されるようになってきた。なぜなら、荷電粒子ビームは、従来使用されている光の波長に比べてより高い分解能を提供することができるからである。また、検査及び製造の際に求められる高スループットを満たすために、単一の荷電粒子ビームの代わりに多数の荷電粒子ビームを使用して処理の並列化を行う傾向が大きくなりつつある。このようなアプローチは、例えば単一の荷電粒子源を使用し、次いでその荷電粒子源によって生成されたビームを分割するか、又は多数の荷電粒子源を並列して使用することを含み得る。
【０００４】
また、この分野の開発が急速に進んでいるので、新しい荷電粒子システムの開発及び構築を支援及び簡単化する機器を提供することが望ましい。
【０００５】
加えて、多数の荷電粒子ビームレットを簡単かつ高速に扱うことの可能な荷電粒子システム及びその部品が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、複数の荷電粒子ビームレットを使用する微細構造の検査及び製造のうちの少なくとも１つを行う間に生じる処理の試験を可能にする荷電粒子システム及び荷電粒子検査方法を提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、本発明は、多数の荷電粒子ビームレットの高速同時偏向を可能にする荷電粒子システム及びこのようなシステムの部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の実施の形態において、荷電粒子検査方法を提供する。荷電粒子検査方法は、
第１の動作モードにおいて、第１の数の一次荷電粒子ビームレットを物体表面上へ導き、前記物体表面に入射した前記一次荷電粒子ビームレットのそれぞれから二次荷電粒子ビームレットを生成する工程と、
前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれを検出器装置上へ導き、前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれの強度を検出する工程であって、第１の数の強度が検出される、工程と、
第２の動作モードにおいて、第２の数の前記一次荷電粒子ビームレットを前記物体表面上へ導く工程であって、前記第２の数が１以上でかつ前記第１の数より小さい、工程と、
前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれを前記検出器装置上へ導き、前記二次荷電粒子ビームレットのそれぞれの強度を検出する工程であって、第２の数の強度が検出される、工程と
を含む。
【０００９】
このように、第１の動作モードにおいて、検査には、合計第１の数の荷電粒子ビームレットが用いられるが、第２の動作モードにおける検査には、第１の数よりも小さい合計第２の数の荷電粒子ビームレットが用いられる。例えば、合計第２の数は、１であるか、又は第１の数よりも小さい。
【００１０】
本発明者らは、この方法によって荷電粒子検査中に物体表面上に生じる現象の試験が可能となり、これにより、特に荷電粒子検査方法の新しい用途の開発及び荷電粒子システムのテストおいて有用な情報が提供されることを見出した。
【００１１】
加えて、検査のために１個の荷電粒子ビームレット又はわずか数個の荷電粒子ビームレットを使用することは、その１個の荷電粒子ビームレットが受けるクーロン相互作用が複数の荷電粒子ビームレット中の荷電粒子ビームレットよりも小さく、従って、ボケが小さいという利点がある。その結果、荷電粒子ビームレットの分解能が向上する。
【００１２】
前記荷電粒子検査方法は、ビームスポットのアレイが前記物体表面上に形成されるように、前記第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記物体表面上へ導かれることを含み得る。前記荷電粒子検査方法は、加えて、ビームスポットのアレイが前記物体表面上に形成されるように、前記第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記表面上へ導かれることを含み得る。
【００１３】
前記荷電粒子検査方法は、前記ビームスポットアレイを前記物体表面にわたってスキャンし、前記二次荷電粒子ビームレットの対応付けられた強度を記録することによって前記物体表面の画像データを生成する工程をさらに含み得る。
【００１４】
前記方法は、第１の動作モードにおいて前記第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記物体表面上へ導かれた場合の前記二次荷電粒子ビームレットの検出強度を、第２の動作モードにおいて前記第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記物体表面上へ導かれた場合の前記二次荷電粒子ビームレットの複数の検出強度又は前記二次荷電粒子ビームレットの１つの検出強度とそれぞれ比較することによって表面荷電情報を得る工程をさらに含み得る。
【００１５】
多ビーム検査中に物体表面上に生じる表面荷電現象の試験などの用途のために、第１及び第２の動作モードを高速に切り換える工程、すなわち、第１及び第２の数の荷電粒子を物体表面上へ導き、それによって生成された二次荷電粒子を検出する工程が望ましい。
【００１６】
第１及び第２の数の荷電粒子を物体表面上へ導き、それによって生成された二次荷電粒子を検出する工程は、必要な回数だけ繰り返され得る。例えば、２つの動作モードが適切に交番され得る。また、少なくとも、物体表面上に導かれた荷電粒子ビームレットの数、特定の使用される荷電粒子ビームレットの選択、又は使用される荷電粒子ビームレットの分解能もしくは集束力のうちの少なくとも１つの点で第１及び第２の動作モードと異なる第３の動作モードを有することが考えられる。
【００１７】
異なる数の荷電粒子ビームレットを物体表面上へ導くことは、同じ荷電粒子システムによって実現される。これは、第１の動作モードにおいて第１の数の荷電粒子ビームレットを生成するように構成される同じ荷電粒子光学列又は複数の列の一部が、より少ない第２の数の一次荷電粒子ビームレットだけが生成される第２の動作モードへ切り換えられることを含み得る。あるいは、システムが、第１の数の荷電粒子の一部が物体表面に到達することを阻止され、第２の数の一次荷電粒子ビームレットだけが物体表面に到達するような第２の動作モードへ切り換えられることを含み得る。第１の数の一次荷電粒子ビームレットを阻止する工程は、第１の数の一次荷電粒子ビームレットのビーム経路のある領域に電場を印加して、第１の数の一次荷電粒子ビームレットのうちの第３の数がビーム絞り上に入射するようにし、第２の数の荷電粒子ビームレットだけが物体表面に到達するようにする工程を含み得る。ここで、ビーム絞りに阻止される第３の数は、第１及び第２の数の差に等しい。他の例示的な実施の形態において、第１の数の一次荷電粒子ビームレットを阻止する工程は、ビーム絞りを第１の数の一次荷電粒子ビームレットの経路へ機械的に移動させて、第１の数の一次荷電粒子ビームレットのうちの第３の数がビーム絞り上に入射するようにし、第２の数の荷電粒子ビームレットだけが物体表面に到達するようにする工程を含み得る。ここで、ビーム絞りに阻止される第３の数は、第１及び第２の数の差に等しい。ビーム絞りは、例えば、所定位置へ摺動又は回転され得る開孔プレートであり得る。第２及び第３の数に応じて、開孔プレートは、第２の数に相当する数の開孔であって、従って、第２の数の荷電粒子がその開孔を通ることが可能となるが、第３の数の荷電粒子ビームレットは、開孔プレート上に入射するような数の開孔を含み得る。さらなる例示的な実施の形態において、開孔プレートは、種々の区分を含み得る。ここで、各区分は、第１の数の荷電粒子ビームレットのビーム経路に配置される区分に応じて、異なる第２の数の荷電粒子ビームレットを生成することが可能となるように、異なる数の開孔を有する。他の例示的な実施の形態において、区分は、第２の数の荷電粒子ビームレットの異なるパターンを生成することが可能となるように、開孔のパターンの点で互いに異なり得る。物体に入射する荷電粒子ビームレットの数を変更するための第３又は第４の開孔プレートの例示的な実施の形態は、米国仮出願第６０／７１４，５５６号（同一譲受人、２００５年９月６日出願、本発明の優先権主張の基礎）に開示されている。その開示の全体は、参照により本明細書に援用される。
【００１８】
このように、例示的な実施の形態において、第２の数の一次荷電粒子を物体表面上へ導く工程は、第１の数の一次荷電粒子ビームレットを電場又は磁場を通るように導く工程を含む。ここで、電場又は磁場は、第３の数の荷電粒子ビームレットが電場又は磁場の下流に配置されたビーム絞りに入射し、第２の数の荷電粒子ビームレットだけが物体表面上に入射するように構成される。尚、第２の数は、第１及び第３の数の差に等しい。
【００１９】
上記方法を実施するために適切な荷電粒子システム及び粒子光学部品の例示的な実施の形態を以下に記載する。
【００２０】
第２の実施の形態において、本発明は、荷電粒子システムを提供する。荷電粒子システムは、
一次荷電粒子ビームレット源と、
前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路が通る空間をわたる磁場及び電場の少なくとも１つを生成するように構成された場生成装置と、
前記場生成装置の下流に配置されたビーム絞りと、
前記場生成装置を第１の動作モードから第２の動作モードへ選択的に切り換えるように構成される制御器であって、前記第１の動作モードに対応付けられた第１の場は、前記第２の動作モードに対応付けられた第２の場と異なる、制御器と
を備え、
前記場生成装置及び前記ビーム絞りは、前記場生成装置が前記第１の動作モードに切り換えられた場合に第１の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回し、かつ前記場生成装置が前記第２の動作モードに切り換えられた場合に第２の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞りを迂回するように配置され、前記第２の数は、１以上でかつ前記第１の数よりも小さく、
前記場生成装置が前記第２の動作モードに切り換えられた場合に第３の数の一次荷電粒子ビームレットが前記ビーム絞り上に入射し、前記第３の数は、前記第１の数と前記第２の数の差に等しい。
【００２１】
言い換えると、場生成装置は、場が覆う領域が物体表面へ到達すべき一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を含む領域を包含するように磁場又は電場を生成するように配置及び構成される。例えば、場生成装置は、システムの一次荷電粒子ビームレットの実質的にすべてのビーム経路が場生成装置によって生成される場を通るように構成され得る。
【００２２】
このように、荷電粒子システムは、複数の一次荷電粒子ビームレット（例えば、第１の数の荷電粒子ビームレット）が同時に通る電場又は磁場の点で異なる２つの動作モードを使用する。
【００２３】
マスクレスリソグラフィシステムが使用される傾向が大きくなりつつある。その中には、照射されるべき物体上に転写されるパターンを生成するための１つ以上の多孔プレートに基づくものもある。この種の多孔プレートは、ブランキング開孔アレイ（ＢＡＡ）と称されることが多い。このようなアレイの例は、例えば、ＵＳ２００３／０１５５５３４Ａ１に見られ得る。これらの多孔プレートは、各開孔上に配置された偏向器を一般に含む。偏向器は、その開孔を通る荷電粒子ビームレットが他の開孔を通る荷電粒子ビームレットとは独立して個々に制御及び偏向され得るように構成される。これは、個々の開孔の偏向器がオン及びオフされるシーケンスをプログラミングすることによって実現される。選択された開孔をオン及びオフする工程は、荷電粒子の所定パターンをプログラミングし、それらを物体表面上へ導くことを可能にする。物体表面上に重なるこれらのパターンに対して連続的に照射することにより、所定の微細構造を物体表面上に描画することが可能となる。
【００２４】
リソグラフィシステムに使用されるようなブランキング開孔アレイとは対照的に、磁場生成装置又は１対の電極であり得、かつ多孔プレートを含み得る場生成装置は、物体表面上に導かれるべきすべての荷電粒子ビームレット、すなわち、第１の数に相当する合計数の荷電粒子ビームレットが通る領域にわたる電場又は磁場を提供するように構成及び配置される。このように、特定の動作モードに選択的に切り換えることは、単に個々の荷電粒子ビームレットでなく、存在する電場又は磁場を通って移動するすべての荷電粒子ビームレットに影響を与える。しかし、多孔プレートのうちの１つをブランキング開孔アレイと組み合わせ、個々の偏向及び全体の偏向の両方を使用することが考えられる。また、さらなる偏向素子を場生成装置の空間（場生成装置を形成し得る２つの多孔プレートの間など）内に使用することが考えられる。
【００２５】
場生成装置は、荷電粒子ビームレットのビーム経路が通る領域の外周の外側に配置され得る。あるいは、場生成装置は、荷電粒子ビームレットのビーム経路が位置する全領域を横切って、かつその中に配置され得る。後者の場合、場生成装置は、荷電粒子ビームレットを通すことが可能な開孔を含む。
【００２６】
例示的な実施の形態において、２つの動作モードは、１つの動作モードだけが電場又は磁場の印加を含むという点で異なり得るか、又は２つの動作モードは、場の強度又は場の構成という点で異なり得るので、荷電粒子ビームレットの偏向の程度が異なることになり、その結果、異なる数の荷電粒子ビームレットが電場又は磁場によって偏向され、従って、ビーム絞りによって阻止されるか、又は通ることが可能となるかのいずれかである。「場の構成」という用語は、特に、等電位線の分布及び向きに関する。
【００２７】
第１の数の一次荷電粒子ビームレットが基板に導かれるモードは、本願の文脈においては第１の動作モードと称され、第２の数の荷電粒子ビームレットが基板へ導かれる動作モードは、従って、第２の動作モードと称される。
【００２８】
例示的な実施の形態においては、場生成装置は、１対の電極、電気多重極レンズ、磁気レンズ、電気レンズ及び磁気レンズの組み合わせ、又は荷電粒子ビームレットが通る領域を覆う電場及び／又は磁場の生成を可能にする他の任意の適切な装置を含み得る。
【００２９】
例示的な実施の形態において、場生成装置は、第１対の電極であって、第１対の電極間に電場を生成するための第１対の電極を含む。ここで、一次荷電粒子ビームレットのビーム経路は、第１対の電極間の空間を通り、制御器は、第１の動作モードにおいては第１の電圧差を第１対の電極に選択的に印加して第１の電場を生成し、第２の動作モードにおいては第２の電圧差を第１対の電極に印加して第２の電場を生成するように構成される。第１の電圧差は、第２の電圧差と異なる。
【００３０】
第１及び第２の数は、一般に特定用途の要件に合うように選択され得る。第２の数は、例えば１のような小さい数であり得、又は例えば１〜１００の範囲内にあり得る。第１の数は、２〜１，５００，０００のいずれの数でもあり得る。例示的な実施の形態において、第１及び第２の数の差は、１〜１，０００，０００の範囲内にある。
【００３１】
さらなる例示的な実施の形態において、制御器は、第３の電圧を第１対の電極に選択的に印加するようにさらに構成され得る。第３の電圧の印加は、第１及び第２の数と異なる数の一次荷電粒子ビームレットがビーム絞りを迂回するように構成され得る。また、さらなる電圧の印加、従って、種々の動作モードが可能となる。
【００３２】
前記荷電粒子システムは、前記ビーム絞りの下流において、前記第１の動作モードにおいて前記ビーム絞りを迂回する前記一次荷電粒子ビームレットのうちの少なくとも１つの一次荷電粒子ビームレットのビーム経路が、前記第２の動作モードにおいて前記ビーム絞りを迂回する前記一次荷電粒子ビームレットうちの少なくとも１つに一致するようにさらに構成され得る。電場又は磁場を切り換えることにより、一次荷電粒子ビームレットのビーム経路がずれる。
【００３３】
例示的な実施の形態において、前記第１対の電極は、前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路に対して左右に配置された２つの電極プレートを含み得る。このように、電極は、ビーム経路の平均的な方向に実質的に直交する平面における第１の数の一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を包含する領域のいずれか一方の側に配置され、従って、互いに対向するように配置され得る。例示的な実施の形態において、電場は、物体表面に対して同じ方向に一次荷電粒子ビームレットを偏向させるように構成される実質的に均一な電場である。
【００３４】
前記荷電粒子システムは、前記一次荷電粒子ビームレットのビーム経路に対して左右に配置された２つの電極プレートを含む第２対の電極を、前記第１対の電極の下流にさらに含み得る。これら２つの電極プレートは、このように第１対の電極から軸方向にずれることになる。これにより、例えば、２つの異なる電場を連続して生成することが可能となる。
【００３５】
荷電粒子システムは、一次荷電粒子ビームレットのビーム経路に対して左右に配置される２つの電極プレートを含む少なくとも第３対の電極をビーム絞りの下流にさらに含み得る。
【００３６】
また、第２及び第３対の電極は、荷電粒子を物体表面に対して一方向に偏向させる電場を生成するように配置され得る。この場合、制御器は、第３及び第４の電圧差が第２対の電極に、第５及び第６の電圧差が第３対の電極に選択的に印加されるようにさらに構成され得る。
【００３７】
電極の組に関連して上記したものと同じ偏向場の構成は、磁気コイルなどの適切な磁気構成を使用して実現され得る。
【００３８】
別の例示的な実施の形態において、第１対の電極は、内部に形成された複数の開孔を有し、かつ一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を実質的に横断するように向けられた２つの多孔プレートを含み得る。各ビーム経路は、電極対の少なくとも１つの電極をその内部に形成された開孔のうちの１つを介して通る。例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの下流に配置された第２の多孔プレートは、第１の多孔プレートの開孔を通る各ビーム経路がまた第２の多孔プレートの開孔を通るように構成される。このように、ビーム経路が通る第１の多孔プレートの各開孔は、第２の多孔プレートにおいて対応する開孔を有し、従って、開孔対を形成することになる。
【００３９】
多孔プレートを使用する実施の形態を使用して、電場又は磁場のいずれか、又は両方を生成し得る。例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートは、第１の磁極片に結合され、第２の多孔プレートは、第２の磁極片に結合され得る。このような装置は、前出の米国仮出願第６０／７１４，５５６号の図１３ａに示されている。この場合、第１及び第２の動作モードにおいて、第１及び第２の電圧が対応する励起電流として第１及び第２の磁極片内の励起コイルに印加され、第１及び第２の多孔プレート間に異なる磁場を生成するように機能し得る。電場及び磁場の交換可能性についての同じ事項は、電場の生成に関して記載された例示的な実施の形態のすべてに等しく適用可能である。
【００４０】
第１及び第２の多孔プレートは、それらの間に間隙が形成されるように配置される。例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートは、実質的に平坦であり、かつ互いに平行に配置される。電圧を第１及び第２の多孔プレートに印加することにより、それらの間隙に電場が生成される。例示的な実施の形態において、第２の多孔プレートの表面は、第１の多孔プレートの表面から約１０μｍ〜約１ｍｍ（例えば、約１００μｍ〜約５００μｍ）の範囲内の所定距離だけ下流に配置される。
【００４１】
この例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、第１の多孔プレートのその１つの開孔の中心が、第１の多孔プレートのその１つの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、第２の多孔プレートのその１つの開孔の中心に対して、第１の電極のその１つの開孔の直径よりも小さい距離だけずれるように配置される。
【００４２】
例えば、その距離は、第１の多孔プレート（電極）のそれぞれの開孔の直径の０．０５倍、例えば０．０１、０．０５又は０．１倍よりも大きくあり得る。
【００４３】
上記のような開孔中心のずれを有する複数の開孔対に含まれる開孔対以外の少なくとも１つ開孔対は、第１の電極の複数の開孔のうちの他の開孔の中心が第１の電極の他の開孔のうちの対応する１つの中心と整列されるようにされ、荷電粒子が第１の多孔プレートの特定の開孔の領域に入射する方向から見たときに中心が互いに実質的に一致するように配置され得る。従って、第１及び第２の多孔プレートにおける開孔は、一般に同軸となる。このように、少なくとも２つの異なる群の開孔対が第２の実施の形態に係るシステム内に形成される。一方の群は、開孔が互いに対してずれる複数の開孔対を含み、他方の群は、開孔が互いに整列されるか、又は互いに対して実質的に上記群とは違ったようにずれるかのいずれかである少なくとも１つの開孔対を含む。
【００４４】
例示的な実施の形態において、開孔対を通る一次荷電粒子の入射方向から見た場合に、第１対の電極の第２の電極の第４の数の開孔のそれぞれの中心は、第１の電極の開孔の対応する１つの中心に対して第１の電極のその１つの開孔の直径よりも小さい距離だけずれる。ここで、第４の数は、本発明に係る方法と関連して上記したような第２の動作モードにおいてビーム絞りに入射する荷電粒子ビームレットの第３の数に等しい。このように、これらの開孔を通る荷電粒子ビームレットは、第２の電圧を印加した際にビーム絞り上に入射する。荷電粒子ビームレットの第２の数に等しい数の開孔対は、第２の電極（多孔プレート）の開孔の中心が第１の電極（多孔プレート）の対応する開孔の中心と整列されるように配置され、第２の動作モードにおいて第２の数の荷電粒子ビームレットがビーム絞りを通って物体表面に入射する。
【００４５】
電極／多孔プレート対に印加される電圧差の変更によってオン／オフ又は変更され得る電場を印加することにより、２つの動作モードを実質的に瞬時に切り換えることが可能となる。加えて、電場は、単に個々の荷電粒子ビームレットに影響を与えるのではなく、第１の数の荷電粒子ビームレットのすべてに影響を与えるので、制御器のかなり容易な機器セットアップ及び制御プログラムが可能となる。
【００４６】
多孔プレートの他の構成及び配置が考えられ得、以下に第３の実施の形態と関連してより詳細に説明する。これらは、第１の動作モードから第２の動作モードへ切り換えることによって異なる数の荷電粒子が物体表面に到達するとした場合に、第２の実施の形態に等しく適用可能である。これは、整列／ずれの点で異なる少なくとも２つの異なる群の開孔対を設けることによって実現され得る。また、第２の実施の形態とは対照的に、第３の実施の形態は、すべての荷電粒子ビームレットをブランキングする手段を提供する。
【００４７】
第３の実施の形態において、本発明は、
少なくとも１つの荷電粒子源と、
前記少なくとも１つの荷電粒子源の下流に配置された第１の多孔プレートであって、複数の開孔を含む第１の多孔プレートと、
前記第１の多孔プレートの下流に配置された第２の多孔プレートであって、複数の開孔を含む第２の多孔プレートと、
前記第１及び第２の多孔プレート間に少なくとも第１及び第２の電圧差を選択的に印加するように構成される制御器と
を備え、
前記少なくとも１つの荷電粒子源並びに前記第１及び第２の多孔プレートは、複数の荷電粒子ビームレットのそれぞれが開孔対を通るように配置され、その開孔対は、前記第１の多孔プレートの１つの開孔及び前記第２の多孔プレートの１つの開孔を含み、複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートのその１つの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートのその１つの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートのその１つの開孔の中心に対してずれるように配置される、
荷電粒子システムを提供する。
【００４８】
また、第１及び第２の電圧差の印加が例示的な実施の形態に適用される。ここで、第１の多孔プレートは、磁気回路の第１の磁極片に結合され、第２の多孔プレートは、磁気回路の第２の磁極片に結合される。このような装置は、前出の米国仮出願第６０／７１４，５５６号の図１３ａに示されている。この場合、第１及び第２の動作モードにおいて、第１及び第２の電圧が対応する励起電流として第１及び第２の磁極片内に配置された励起コイルに印加され、第１及び第２の多孔プレート間に第１及び第２の磁場を生成するように機能し得る。
【００４９】
例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、それぞれの開孔対の前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して所定の距離だけずれるように配置される。ここで、距離は、第１の多孔プレートのそれぞれの開孔の直径よりも小さい。距離は、例えば、前記第１の多孔プレートの開孔の直径の約０．０１倍よりも大きくあり得る。
【００５０】
複数の開孔対は、第１及び第２の多孔プレートの開孔によって形成されるすべての開孔対を含み得る。別の実施の形態において、複数の開孔対は、第１及び第２の多孔プレートの開孔によって形成されるすべての開孔対の一部を含み得る。
【００５１】
上記距離は、複数の開孔対のすべてにおいて同じ距離であり得るか、又は複数の開孔対において異なり得る。例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第１の距離だけずれるように配置される第１群の開孔対を含み、かつ、前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第２の距離だけずれるように配置される第２群の開孔対を含む。ここで、前記第２の距離は、第１の距離の少なくとも１．０５倍である。
【００５２】
さらなる例示的な実施の形態において、前記複数の開孔対は、前記第１の多孔プレートの開孔の中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、前記第２の多孔プレートの開孔の中心に対して第３の距離だけずれるように配置される第３群の開孔対をさらに含む。ここで、前記第３の距離は、第１及び第２の距離よりも大きく、かつ、前記第１の距離の少なくとも１．１０倍である。
【００５３】
第１及び第２群の開孔対は、任意の適切なパターンに配置され得る。例えば、可能な例をいくつか挙げると、第１群は、第２群によって囲まれ得る。又は、その逆もあり得る。第１群は、多孔プレートの半分の上に配置され、他方、第２群は、残りの半分の上に配置され得る。
【００５４】
さらなる例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、整列対の開孔のそれぞれの中心間の距離がだんだん大きくなっていく開孔対の群をさらに含み得る。
【００５５】
複数の開孔対に含まれる第１の多孔プレートにおける開孔は、第１のパターンに配置され得、複数の開孔対に含まれる第２の多孔プレートにおける開孔は、第１のパターンと異なる第２のパターンに配置され得る。例えば、第１の多孔プレートにおける２つの隣り合う開孔間の距離は、第２の多孔プレートにおける対応付けられた開孔間の距離と異なり得る。１つの例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートにおける開孔は、対称かつ等距離に配置され得るので、等距離の列及び行を含むパターンが形成される。その例示的な実施の形態における第２の多孔プレートは、開孔の互いの距離が第２の多孔プレートの中心からの距離が大きくなるにつれて大きくなるようなパターンを含み得る。このように、第１及び第２の多孔プレートを配置することにより、第１及び第２の多孔プレートにおける開孔の対応付けられた中心間のずれが多孔プレートの中心からの距離が大きくなるにつれてだんだんと大きくずれるようになる。
【００５６】
適切な印加電圧差の選択と組み合わせて開孔対の対応付けられた中心のずれを適切に選択することにより、それぞれの整列対を通る荷電粒子ビームレットの偏向の程度を制御することが可能となる。典型的には、多孔プレートは、整列対の開孔の中心の互いに対するずれが大きくなればなるほど、偏向の程度が大きくなるように配置される。
【００５７】
例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、それぞれの開孔対の開孔のそれぞれの中心間のずれが複数の開孔対のすべてに対して同じ方向であるように配置され得る。
【００５８】
別の例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、ずれが複数の開孔対の異なる開孔対に対して異なる方向となるように配置され得る。例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートは、中心を含み、開孔のそれぞれの中心の、開孔対の対応付けられた開孔の中心に対するずれが多孔プレートの中心とは反対の方向となる。例示的な実施の形態において、ずれは、第２の多孔プレートのその１つの開孔の中心が第１の多孔プレートのその１つの開孔の中心に対して半径方向に沿って外側へ向かって配置されるようになり得る。また、その逆もあり得る。
【００５９】
別の例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、第１の多孔プレートのその１つの開孔が、第１の多孔プレートのその１つの開孔を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、第２の多孔プレートのその１つの開孔の中心に対して同じ距離だけずれるか、及び／又は、第１の多孔プレートの中心に対して同じ方向へずれるかどうかという判断基準にしたがってグループ化される開孔対の群に分けられ得る。
【００６０】
ずれは、第１の多孔プレートの中心、開孔によって形成されるパターンの中心、又はいずれか他の適切な対称点に関して対称であり得るか、又は非対称であり得る。
【００６１】
それぞれの整列対における開孔のそれぞれの中心間の距離が第１の多孔プレートの中心からの距離が大きくなるにつれ大きくなる例示的な実施の形態は、第１及び第２の多孔プレート間の電場から出射する際に、発散する（すなわち、少なくともいくつかの隣り合う荷電粒子ビームレット間の距離がその荷電粒子ビームレットの組の中心からの距離が大きくなるにつれ大きくなる）ような１組の荷電粒子ビームレットを生成することが可能である。隣り合う荷電粒子ビームレット間の距離の増加に伴う発散性によって、その荷電粒子ビームレットの組に対する集束ずれ効果を実現することが可能となる。
【００６２】
同様に、集束効果は、複数の開孔対のそれぞれの開孔の中心を、それらの互いの距離が第１の多孔プレートの中心からの距離が大きくなるにつれて小さくなるように配置することによって、実現され得る。
【００６３】
例えば、行及び列に配置された開孔を有する第１及び第２の多孔プレートにおいて正方形アレイの開孔を含む開孔のパターンにおいて、複数の開孔は、開孔の中心が互いに第１の距離Ｓ１だけずれた第１群の開孔対、開孔の中心が互い第２の距離Ｓ２=Ｓ１＊１．０５だけずれた第２群の開孔、及び開孔の中心が互いに第３の距離Ｓ３=Ｓ１＊１．１０だけずれた第３群の開孔を含み得る。ここで、ずれの方向は、アレイの中心から離れる方向である。
【００６４】
第３の実施の形態に係る荷電粒子システムは、多数の荷電粒子ビームレットの偏向を高速に、同時に、かつ非常に均一に行うことが可能な一般の偏向装置として使用され得る。この偏向によって、物体表面上の荷電粒子ビームレットの位置を高速に変更することが可能となるので、スキャン及び他の用途において使用され得る。
【００６５】
例示的な実施の形態において、第３の実施の形態に係る荷電粒子システムは、ビーム絞りをさらに含み得る。ここで、第１及び第２の多孔プレート並びにビーム絞りは、第１の電圧差が印加された場合に第１の数の一次荷電粒子ビームレットがビーム絞りを迂回し、さらに第２の電圧差が印加された場合に第２の数の一次荷電粒子ビームレットがビーム絞りを迂回するように配置される。これらの実施の形態において、物体表面に到達する荷電粒子ビームレットの総数は、第１の動作モードにおける第１の数及び第２の動作モードにおける第２の数である。
【００６６】
一例において、第２の数は、１以上でかつ第１の数よりも小さくあり得る。この例示的な実施の形態は、第２の電圧差が印加された場合に第３の数の一次荷電粒子ビームレットがビーム絞り上に入射することを含み得る。ここで、第３の数は、第１の数と第２の数の差に等しい。このように、物体表面に到達する荷電粒子ビームレットの総数は、両方の動作モードにおいて１以上である。このように、システムを使用して荷電粒子ビームレットの一部を阻止し、その結果、異なる数の荷電粒子ビームレットが物体表面に到達する。この実施の形態は、上記の方法と関連させると特に有用である。
【００６７】
別の例示的な実施の形態において、第２の数は、ゼロであり得る。これを使用すると、荷電粒子ビームレットの偏向によって荷電粒子ビームレットのすべてがビーム絞りに当たり、物体表面に到達する荷電粒子ビームレットがなくなるという効果が得られ得る。このように、この例示的な実施の形態は、すべての荷電粒子ビームレットを同時に偏向させる汎用ブランカーとして使用され得る。このように、この例示的な実施の形態は、多数の荷電粒子ビームレットを高速かつ均一に偏向させることが望まれる用途に有用である。このように、２つの多孔プレート及び電圧源を含む装置は、すべての荷電粒子ビームレットが物体表面に到達することを同時に阻止するのに特に有用な粒子光学部品を形成し、汎用ブランカーとして機能する。
【００６８】
例示的な実施の形態において、複数の開孔対は、異なるサブの組の（subsets of）開孔対を含み得る。例えば、第１のサブの組の開孔対は、第２の多孔プレートの開孔が前記第１の多孔プレートの開孔に対して第１の方向にずれるように構成され得、第２のサブの組の開孔対は、第２の多孔プレートの開孔が前記第１の多孔プレートの開孔に対して第２の方向にずれるように構成され得る。第１及び第２の方向は、第１の多孔プレートの中心に対して異なり得る。従って、電圧差を第１及び第２の多孔プレート間に印加すると、２つのサブの組の開孔対を通る荷電粒子ビームレットが異なる方向へ偏向されることになる。従って、異なるサブアレイの荷電粒子ビームレットが生成される。他の適切な構成、配置及び群分割は、上記のとおりである。
【００６９】
例示的な実施の形態において、第１の多孔プレートの開孔パターンは、第２の多孔プレートの開孔パターンと実質的に同じであり、第１及び第２の多孔プレートは、それらのパターンの位置が互いに一致せず、互いに対して若干ずれて、第１の多孔プレートにおける開孔が第２の多孔プレートにおける対応付けられた開孔からずれる開孔対が形成されるように互いに対して配置される。
【００７０】
さらなる例示的な実施の形態において、特に、第１及び第２の多孔プレートを含む本発明に係る荷電粒子システムは、第１の多孔プレートの上流に配置された第３の多孔プレートをさらに含み得る。
【００７１】
第３の多孔プレートは、複数の開孔を含み、開孔対のそれぞれが第３の多孔プレートの対応付けられた開孔をさらに有するように配置され得る。ここで、第３の多孔プレートの対応付けられた開孔は、その中心が、前記第１の多孔プレートの開孔を通る前記荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、開孔対の前記第１の多孔プレートの開孔の中心と実質的に整列されるように配置される。
【００７２】
これらの例示的な実施の形態において、制御器は、少なくとも第３及び第４の電圧差を第１及び第３の多孔プレート間に選択的に印加するようにさらに構成され得る。例えば、第１の動作モードにおいて、ゼロ以外の第３の電圧差が第１及び第３の多孔プレート間に印加され得、第１及び第２の多孔プレート間には電圧差が印加されない（すなわち、第１の電圧差（ゼロ）が印加される）。これにより、第１及び第３の多孔プレート間に電場が生成されるが、第１及び第２の多孔プレート間には電場が生成されない。このように、第１の動作モードにおいて、荷電粒子ビームレットは、第１及び第３の多孔プレート間の電場によって集束され、第１の数の荷電粒子ビームレットが物体表面に到達する。第２の動作モードにおいて、第４の電圧差（ゼロ）が第１及び第３の多孔プレート間に印加され得、他方、ゼロ以外の第２の電圧差が第１及び第２の多孔プレート間に印加され、それらの間に電場が生成される。前記第１の多孔プレートの開孔が、荷電粒子ビームレットが開孔対を通る方向から見た場合に、複数の開孔対における第２の多孔プレートの対応付けられた開孔からずれるために、第１及び第２の多孔プレート間に生成される電場は、複数の開孔対のうちの１つを通った荷電粒子ビームレットが入射方向に対して偏向されるように構成される。この実施の形態は、荷電粒子ビームレットの集束及び偏向が同じ、かなり簡素な部品によって実現され得るという点で特に有利である。加えて、荷電粒子ビームレットが非常に均一に偏向される。さらに、この実施の形態は、偏向及び集束を目的にした１つの制御器を必要とするだけである。
【００７３】
別の実施の形態において、第３の多孔プレートは、第１及び第２の多孔プレートにある開孔対よりも少ない開孔を有し得る。この場合、第３の多孔プレートの開孔を通った荷電粒子ビームレットは、開孔対を通る際に数個の荷電粒子ビームレットに分割される。
【００７４】
さらなる例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートは、第１の多孔プレートにおける開孔が、開孔対を通る荷電粒子ビームレットの入射方向から見た場合に、第２の多孔プレートにおける対応付けられた開孔と位置が一致するような開孔対をさらに含む。このように、開孔は、互いに実質的には整列されるが、整列の実現可能な精度によって設定される限界があるために完璧な整列から一般にずれる。
【００７５】
さらなる例示的な実施の形態において、開孔中心が互いに対してずれる距離は、開孔対群によって荷電粒子ビームレットの偏向の程度が異なるように適切に選択され得る。
【００７６】
ビーム絞りを適切に配置することにより、一次荷電粒子ビームレットの受ける偏向に応じて一次荷電粒子ビームレットを阻止することが可能となる。
【００７７】
第１及び第２の多孔プレートは、実質的に平面表面を有し、その間に実質的に一定の幅を有する間隙を形成し得る。実質的に一定の幅は、第１及び第２の多孔プレートを互いに対して配置する際に実現され得る妥当な整列精度内にあるばらつきだけを有する幅を意味する。
【００７８】
さらなる例示的な実施の形態において、第１及び第２の多孔プレートは、曲面を有する。第１及び第２の多孔プレートの曲率は、例えば、それらの間に間隙を、少なくとも多孔プレートの複数の開孔の領域において、形成するように選択され得る。ここで、その間隙は、好ましくは実質的に一定の幅を有する。これらの実施の形態において、第２の多孔プレートにおける開孔の中心の、第１の多孔プレートの対応する開孔の中心に対するずれは、それぞれの開孔に隣接し、かつその周辺にある第１の多孔プレートの表面領域に実質的に直交する方向からのそれぞれの開孔の見え方に基づいて定義される。例えば、多孔は、両側に凸又は両側に凹の形状を有し得る。
【００７９】
別の例示的な実施の形態において、多孔プレートは、種々の幅を有する間隙が生成されるように互いに対して傾けられ得る。
【００８０】
本明細書においては、開孔の中心は、全荷電粒子システムの上流方向に面する開孔プレートの側で決定される開孔の中心を意味する。
【００８１】
本発明に係るシステム及び部品の例示的な実施の形態において、第１の電圧差の絶対値は、第２の電圧差の絶対値よりも小さくあり得る。
【００８２】
電圧差は、所定の電圧及び接地電位の差として定義される。
【００８３】
このように、第１の電圧差の絶対値（すなわち、第１の電圧及び接地電位の差）は、第２の電圧差の絶対値（すなわち、第２の電圧及び接地電位の差）よりも小さくなるように設定され得る。言い換えると、第１の電圧は、第２の電圧よりもさらに正又はさらに負であり得る。
【００８４】
別の例示的な実施の形態において、第２の電圧差の絶対値は、第１の電圧差の絶対値よりも小さくあり得る。このことは、第２の電圧及び接地電位の差の絶対値が第１の電圧及び接地電位の差の絶対値よりも小さくなるように設定され得ることを意味する。
【００８５】
第１及び第２の電圧（従って、電圧差）のうちの１つは、例えば、ゼロであり得る。従って、上記のように、動作モードのうちの１つにおいて電場が存在しないことになる。
【００８６】
荷電粒子は、電子、イオン及びミューオンなどの当該分野で公知のいずれの荷電粒子でもあり得る。
【００８７】
第４の実施の形態において、本発明は、荷電粒子の複数のビームレットを操作するための粒子光学部品を提供する。粒子光学部品は、
複数の開孔を含む第１の多孔プレート及び複数の開孔を含む第２の多孔プレートであって、それらの間に間隙を形成する、前記第１及び第２の多孔プレートと、
少なくとも第１の電圧差を前記第１及び第２の多孔プレート間に選択的に印加して、それらの間に少なくとも第１の電場を生成するように構成される制御器と
を備え、
前記第１及び第２の多孔プレートは、前記生成された第１の電場が前記粒子光学部品を通る１組の荷電粒子ビームレットの前記粒子光学部品を出射する際の発散性を変更するように、互いに構成及び位置付けられる。
【００８８】
本明細書において、発散性は、正又は負の発散性を含み、従って、一般に集束性と称されるものも含む。また、発散性は、ゼロであり得る。
【００８９】
例示的な実施の形態において、発散性は、粒子光学部品を出射する２つの荷電粒子ビームレット（例えば、２つの隣り合う荷電粒子ビームレット又は２つの反対の周辺荷電粒子ビームレット）間の角度が少なくとも約０．０１ｍｒａｄ、例えば、少なくとも約０．０５ｍｒａｄ、少なくとも約０．１ｍｒａｄ又は少なくとも約０．１５ｍｒａｄだけ増加又は減少するように変更される。
【００９０】
さらなる例示的な実施の形態において、発散性は、荷電粒子部品を出射した周辺荷電粒子ビームレット及び第２の多孔プレート間に形成される角度が少なくとも約０．０１ｍｒａｄ、例えば、少なくとも約０．１又は少なくとも約１ｍｒａｄ、さらなる例においては少なくとも約１０ｍｒａｄ、及びなおさらなる例においては少なくとも約５０ｍｒａｄだけ増加又は減少するように変更される。
【００９１】
第１及び第２の多孔プレート、印加電圧差及び電場の適切な構成を上記したが、これらは等しく本発明のこの実施の形態に当てはまる。粒子光学部品は、上記したような第３の多孔プレート及びビーム絞りのうちの少なくとも１つをさらに含み得る。
【００９２】
本発明に係るシステム及び部品の実施の形態において使用されるビーム絞りは、荷電粒子ビームレット又は所定の数の荷電粒子ビームレットが物体表面に到達することを阻止するのに適切ないずれの装置でもあり得る。
【００９３】
例示的な実施の形態において、ビーム絞りは、内部に形成された複数の開孔を有する多孔プレートを含み得る。ビーム絞りの開孔プレートの開孔の数は、第１及び第２の多孔プレートのうちの少なくとも１つの多孔プレートの開孔の数に調節され得る。例えば、ビーム絞りの開孔プレートは、第１の数の開孔を含み得、各開孔は、第１の数の一次荷電粒子ビームレットのうちの１つが通るように配置される。別の例示的な実施の形態において、多孔プレートの開孔の数は、ビーム絞りの開孔の少なくとも一部が１つよりも多くの一次荷電粒子ビームレットが通るように選択され得る。本発明の文脈において、「ビーム絞り」及び「ブランキングプレート」という用語は同義的に使用される。
【００９４】
多孔プレートにおける開孔は、例えば、円形又は楕円形であり得るか、又はそれらは、正方形又は矩形であり得る。複数の開孔は、典型的には、開孔のパターンを形成する。この開孔パターンは、規則的又は不規則であり得る。パターンは、例えば、多くの開孔が行及び列に配置された高度に規則的な矩形のグリッドであり得る。ここで、行又は列において互いに隣接して配置された開孔は、同じ距離だけ離され、開孔は、一般に同じ直径を有する。他の適切なパターンの種々の例が、ＷＯ２００５／０２４８８１に開示されている。その開示の全体は、参照により、本明細書に援用される。
【００９５】
本明細書における開孔は、貫通孔又は貫通穴であり、すなわち、プレートの全厚み（開孔の位置において）を通って伸び、従って、開孔が含まれるプレートの表側及び裏側に開口部を有する。本明細書におけるプレートは、また薄い箔、又は薄い箔を形成する１つ以上の区分を有するプレートを含む。
【００９６】
第１及び第２の多孔プレート、又はより一般には任意の２つ多孔プレートを互いに対して配置するプロセスは、多孔プレートに対応付けられた部品によって反射又は透過された光によるモアレパターン又はインターフェログラムを生成することにより、光学的に制御され得る。高精度整列の背景情報及び例は、以下の文献に示されている。マイクロ光学部品及びＭＥＭＳを用いた微細化システムについてのＳＰＩＥ会議の一部（１９９９年９月、サンタクララ）においてのＡ．Ｔｕａｎｔｒａｎｏｎｔらによる「マイクロミラーを有するマイクロレンズアレイの自己整列アセンブリ（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｅｄ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ  Ａｒｒａｙｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒｓ）」、ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３８７８、９０〜１００頁、及びマイクロマシニング及び微細加工処理技術についてのＳＰＩＥ会議ＩＶの一部（１９９８年９月、カリフォルニア州サンタクララ）においてのＭ．Ｂ．コーン（Ｃｏｈｎ）らによる「ＭＥＭのためのマイクロアセンブリ技術（Ｍｉｃｒｏａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  ＭＥＭＳ）」、ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３５１１、２〜１６頁。これらは、参照により本明細書に援用される。
【００９７】
荷電粒子システムは、一次荷電粒子ビームレットを物体の表面上へ集束させるための対物レンズをさらに含み得る。例示的な実施の形態において、対物レンズは、ビーム絞りの下流に配置される。
【００９８】
さらなる例示的な実施の形態において、荷電粒子システムは、一次荷電粒子ビームレットがビーム絞りを通り、物体表面上に入射することによって生成される二次荷電粒子の強度を検出するための検出器装置をさらに含む。
【００９９】
物体は、例えば、荷電粒子の照射に対して感受性を有するか、又は荷電粒子に対して感受性を有する被膜を有し得る半導体ウエハであり得るか、又は荷電粒子検査による試験の対象となる任意の他の物体であり得る。「物体」及び「基板」という用語は、本明細書において同義的に使用される。
【０１００】
一般に、物体表面に入射する一次荷電粒子ビームレットのそれぞれは、物体からの出射又は後方散乱のいずれかによって二次荷電粒子ビームレットを生成し、検出器装置は、二次荷電粒子ビームレットのそれぞれの強度を検出するようにさらに構成され得る。システムは、一次荷電粒子ビームレットのビーム経路を二次荷電粒子ビームレットのビーム経路から分離し、かつ二次荷電粒子ビームレットを検出器装置へ導くためのビームスプリッタをさらに含み得る。
【０１０１】
検出器装置は、当該分野、特に電子顕微鏡分野において公知のいずれの適切な検出器装置でもあり得る。検出器装置は、複数の検出ピクセルを有する位置感受性検出器であり得る。ピクセルは、各ピクセルが対応付けられた二次荷電粒子ビームレット強度を検出できるように、二次荷電粒子ビームレットによって生成された二次荷電粒子ビームレットスポットによって形成されるアレイに一致するアレイ状に配置され得る。検出器装置は、固体ＣＣＤ又はＣＭＯＳ、シンチレータ装置、マイクロチャネルプレート、ＰＩＮダイオードアレイであり得る。
【０１０２】
例示的な実施の形態において、検出器装置は、ビーム絞りと物体との間の空間に配置される。検出器装置は、ビーム絞りに隣接して配置され得る。
【０１０３】
荷電粒子源は、１ビームの荷電粒子を生成するように構成されるいずれの適切な荷電粒子源でもあり得る。また、荷電粒子源は、一次荷電粒子ビームレット源を形成する、数個の個々の荷電粒子源のアレイを含み得る。
【０１０４】
荷電粒子ビームレット源は、１ビームの荷電粒子を生成するように構成される荷電粒子源であり、その荷電粒子ビームを複数の荷電粒子ビームレットに分割するための装置をさらに含み得る。このような装置の一例は、複数の開孔を有する多孔プレートである。ここで、荷電粒子ビームレットは、開孔を通るこれらの荷電粒子によって形成される。本発明の例示的な実施の形態に係る荷電粒子システムにおいて第１の電極を形成する多孔プレートは、荷電粒子ビームを複数の荷電粒子ビームレットに分割するように構成される（すなわち、一次荷電粒子ビームレット源の一部を形成する）装置として機能し得る。他の実施の形態において、荷電粒子ビームレット源は、第１及び第２の電極の上流に配置される多孔プレートを含む。荷電粒子ビームレット源は、他の例示的な実施の形態において設けられる第３の多孔プレートを含み得る。
【０１０５】
他の例示的な実施の形態において、荷電粒子ビームレット源は、それぞれ１つ以上の荷電粒子ビームレットを生成する荷電粒子源のアレイを含み得る。他の適切な荷電粒子部品が使用され得ることは当業者にとって明らかである。
【０１０６】
本発明に係るシステムは、システムの荷電粒子源、対物レンズ、ビーム絞り、検出器装置、偏向器又は他の部品のうちの少なくとも１つの設定を変更し、物体ホルダの位置を変更し、かつ、システムが設定される動作モードに応じて作動距離を変更するように構成される主制御器をさらに含み得る。このように、システムの性質は、特定の動作モードに適合され得る。リソグラフィシステムにおいて、例えば、システムは、検査ために荷電粒子ビームレットを１つだけ使用する検査モードに切り換えられ得る。ここで、システムの他の光学的性質（例えば、集束力）は、検査モードに適合される。
【０１０７】
本発明に係るシステムは、いくつか例を挙げると、電子顕微鏡、リソグラフィシステム、及び検査モードを含むリソグラフィシステムなどの検査システムであり得る。本発明に係る粒子光学部品は、これらのシステムのいずれにおいても使用され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０８】
本発明の前記及び他の特徴は、添付の図面を参照した本発明の例示的な実施の形態の以下の詳細な説明からより明らかとなる。尚、本発明の可能な実施の形態のすべてが本明細書中に記載の利点のそれぞれ、すべて、又はいずれかを必ずしも示すとは限らない。
【０１０９】
図１は、多ビーム電子顕微鏡（側面図）として構成された本発明に係る荷電粒子システムの例示的な実施の形態の概略断面図を示す。
【０１１０】
図２ａ及び２ｂは、従来から公知の多孔プレートの配置の２つの例を示す。
【０１１１】
図３ａ及び３ｂは、本発明の実施の形態に係るシステム及び方法の基本概念を示す。
【０１１２】
図４は、本発明の例示的な実施の形態において使用される第１及び第２の多孔プレートの配置の概略断面図を示す。
【０１１３】
図５は、図４に示す開孔プレート装置の概略立面図を示す。
【０１１４】
図６は、複数の開孔を備えた開孔プレートを含むビーム絞りと関連させた図４の開孔プレート装置を示す。
【０１１５】
図７は、単一の開孔を有するビーム絞りと関連させた図４の開孔プレート装置を示す。
【０１１６】
図８ａは、第２の動作モードにおける本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態の概略断面図を示す。図８ｂは、第１の動作モードに切り換えられた図８ａの概略断面図を示す。
【０１１７】
図９は、本発明に係るシステムのさらなる実施の形態を示す。
【０１１８】
図１０は、リソグラフィシステムとして構成された本発明に係るシステムの別の実施の形態を示す。
【０１１９】
図１１は、本発明に係るシステムの別の実施の形態を示す。
【０１２０】
図１２は、本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態の概略断面図を示す。
【０１２１】
図１３は、本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態の概略断面図を示す。
【０１２２】
図１４は、図１３に示す開孔プレート装置の一部の概略立面図を示す。
【０１２３】
図１５は、図１４に示す開孔プレート装置の一部を含むパターンの第１の例の立面図を示す。
【０１２４】
図１６は、図１４に示す開孔プレート装置の一部を含むパターンの第２の例の立面図を示す。
【０１２５】
図１は、電子顕微鏡システム１として構成された荷電粒子システムの基本機能及び特徴を例示する概略図である。電子顕微鏡システム１は、複数の一次電子ビームレット３を使用して検査対象の基板Ｓの表面上に一次電子ビームスポット５を生成する走査電子顕微鏡型（ＳＥＭ）である。基板Ｓの表面は、対物装置１００の対物レンズ１０２の物体平面１０１に一致する基板平面に配置される。
【０１２６】
一次電子ビームレット３は、電子源３０１及びコリメータレンズ３０３を含む装置３００であって、第１対の電極として構成される開孔プレート装置ＡＰＡ、ブランキングプレートＢＰ及び対物レンズ３０７をさらに含む装置３００によって生成される。
【０１２７】
電子源３０１は、発散電子ビーム３０９を生成する。発散電子ビーム３０９は、コリメータレンズ３０３によって平行にされ、開孔プレート装置ＡＰＡを照射するためのビーム３１１を形成する。
【０１２８】
図１の挿入図Ｉ3は、第１対の電極を構成する開孔プレート装置ＡＰＡの立面図を示す。開孔プレート装置ＡＰＡは、内部に形成された複数の開孔３３０を有する第１の多孔プレート３２０を含む。開孔３３０の中心は、物体平面１０１内に形成された一次電子ビームスポット５のパターン１０３に電子光学的に対応するパターン３１９に配置される。開孔プレート装置ＡＰＡは、第２の多孔プレートをさらに含む。簡単のために、第２の多孔プレートは、図１において図示を省略する。例示のシステムにおいて使用される開孔プレート装置ＡＰＡを、図４、図５及び図６においてより詳細に示す。
【０１２９】
上記のようなシステムの概略を示すと、アレイ３１９のピッチＰ3は、例えば、５μｍ〜２００μｍの範囲にあり得る。開孔３３０の直径Ｄは、例えば、０．２×Ｐ3〜０．９×Ｐ3の範囲にあり得る。
【０１３０】
開孔３３０を通る照射ビーム３１１の電子は、一次電子ビームレット３を形成する。開孔プレート装置ＡＰＡの第１の多孔プレート３２０に衝突する照射ビーム３１１の電子は、一次電子ビーム経路１３から遮断され、一次電子ビームレット３の形成に寄与しない。
【０１３１】
別の実施の形態において、ビームレット生成装置は、開孔プレート装置ＡＰＡの上流に、荷電粒子ビームレットを形成するための開孔プレートをさらに含み得る。この実施の形態は、開孔プレート装置の第１の多孔プレートの加熱を大きく低減して、開孔間の表面に衝突する電子がより少なくなるようにし得るという利点を有する。
【０１３２】
本例示の実施の形態において、照射ビーム３１１から複数の一次電子ビームレット３を形成することは開孔プレート装置の１つの機能である。開孔プレート装置ＡＰＡは、開孔プレート装置ＡＰＡの下流の焦点面に焦点が生成されるように各一次電子ビームレット３を集束させる機能をさらに有する。第１及び第２の動作モードにおける開孔プレート装置ＡＰＡのさらなる機能を、図４〜図６を参照しながら、より詳細に説明する。
【０１３３】
図１において、複数の開孔３４０を含むブランキングプレートＢＰは、一次荷電粒子ビームレットの焦点がブランキングプレートＢＰの開孔３４０の中心と一致するように焦点面に配置される。ブランキングプレートＢＰは、ビーム絞りとして機能する。図１の挿入図Ｉ4は、ブランキングプレートＢＰ、従って、開孔３４０の中心に焦点が一致する焦点面の立面図を示す。開孔３４０の中心は、第１の開孔プレート３２０のパターン３１９に対応するパターンに配置される。例示の焦点の直径は、例えば、約１０ｎｍ〜約１μｍの範囲にあり得る。
【０１３４】
対物レンズ３０７及び対物レンズ１０２は、焦点面を物体平面１０１上に結像し、基板Ｓ上に小さな直径を有する一次電子ビームスポット５のアレイ１０３を形成するように機能する。
【０１３５】
図１の挿入図Ｉ1は、物体平面１０１の立面図であり、物体平面１０１上に形成された一次電子ビームスポット５の規則的な矩形のアレイ１０３を示す。図１に例示の実施の形態は、５×５アレイの２５個の一次電子ビームスポット５を示す。一次電子ビームスポットのこの数は、簡単のために比較的少ないように選ばれ、電子顕微鏡システム１の原理を例示するためだけのものである。実際には、一次電子ビームスポットの数については、３０×３０、１００×１００又はその他の実質的により大きな数が選択され得る。
【０１３６】
本例示の実施の形態において、一次電子ビームスポット５のアレイ１０３は、約１μｍ〜約１０μｍの範囲の実質的に一定のピッチＰ1を有する実質的に規則的な矩形のアレイである。しかし、アレイ１０３は、変形した規則的なアレイ、不規則なアレイ、又は六角形アレイなどの他の対称性を有するアレイであり得ることも可能である。
【０１３７】
物体面１０１において形成された一次電子ビームスポット５の直径は、例えば、５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあり得る。一次電子ビームレット３を集束させて一次電子ビームスポット５を形成することは、対物装置１００によって実現される。
【０１３８】
ビームスポット５において基板Ｓ上に入射する一次電子は、基板Ｓの表面から出射する二次電子を生成する。二次電子は、二次電子ビームレット９を形成する。二次電子ビームレット９は、対物レンズ１０２に入射する。電子顕微鏡システム１は、二次電子ビーム経路１１をさらに設け、複数の二次電子ビームレット９が検出器装置２００へさらに移動することを可能にする。
【０１３９】
加えて、ビームスプリッタ／コンバイナ装置４００が、装置３００と対物装置１００との間にある一次電子ビーム経路１３内で、かつ、対物装置１００と検出器装置２００との間にある二次電子ビーム経路１１内に設けられる。
【０１４０】
検出器装置２００は、二次電子ビームレット９を検出器アセンブリ２０９の電子感受性検出器２０７の表面平面２１１上に投影するための投影レンズ装置２０５を含む。
【０１４１】
図２の挿入図Ｉ2は、検出器２０７の表面平面２１１の立面図を示す。ここで、二次電子ビームスポット２１３は、アレイ２１７として形成される。アレイ２１７のピッチＰ2は、例えば、１０μｍ〜２００μｍの範囲内にあり得る。検出器２０７は、複数の検出ピクセル２１５を有する位置感受性検出器である。ピクセル２１５は、二次電子ビームスポット２１３によって形成されたアレイ２１７に一致するアレイとなるように配置されるので、各ピクセル２１５は、対応付けられた二次電子ビームレット９の強度を検出し得る。検出器２０７は、固体ＣＣＤ又はＣＭＯＳ、シンチレータ装置、マイクロチャネルプレート、ＰＩＮダイオードアレイ、及びその他から選択される１つ又はそれ以上であり得る。
【０１４２】
このように、検出器アセンブリ２０９によって二次電子ビームレット９の強度を検出することにより、高分解能二次電子画像が撮影され得る。
【０１４３】
図２ａ及び図２ｂに、従来公知の多孔プレート装置の可能な２つの構成例を示す。第１及び第２の平坦な多孔プレート２０、２１が平行に配置され、開孔プレート装置２２が形成され得る。第１及び第２の多孔プレート２０、２１は、それらの間に間隙が形成されるように配置され、それらを含むシステムにおいて荷電粒子ビームレットの一般の方向に実質的に直交するようにさらに配置される。多孔プレート２０、２１は、それぞれ複数の開孔３０、３１を含む。複数の開孔３０、３１は、それぞれ対となって整列された開孔３０、３１を形成するように構成及び整列される。開孔３０、３１の各対を、開孔プレート装置２２に導かれた複数の荷電粒子ビームレットＢのうちのそれぞれ１つが通り得る。本例示の実施の形態において、第１及び第２の多孔プレート２０、２１は、それぞれ第１及び第２の多孔プレート２０、２１における開孔３０、３１の位置合わせが可能となるような構成を有するので、１対の整列開孔３０、３１のそれぞれの中心を通る軸が互いに一致する。すなわち、第１の多孔プレートに直交した投影方向に見た場合に、整列対となる開孔の中心が互いに一致する。
【０１４４】
別の実施の形態において、図２ｂに例示されるように、異なる構成を有する開孔プレート装置２２’が提供される。開孔プレート装置２２’は、図２ａの開孔プレート装置とほとんど同様である。図２ｂの開孔プレート装置２２’は、凸形に曲がった第１及び第２の多孔プレート２０’、２１’を含む。第１及び第２の多孔プレート２０’、２１’の隣り合う表面は、実質的に平行に配置される。この種の構成は、荷電粒子源が荷電粒子の発散ビーム又は複数の荷電粒子ビームレットを生成し、これらが種々の角度で開孔プレート装置２２’に入射する場合に特に有利であり得る。図２ｂに示すように、各荷電粒子ビームレットＢは、それが開孔プレート装置２２’に導かれる所定の方向Ｄ１〜Ｄ５に対応付けられ得る。方向の指標となるように選択される基準点は、種々の方向を区別することが可能な限り任意に選択され得る。図２ｂに示す実施の形態において、第１の開孔プレートの各開孔３０’は、それに対応付けられかつ整列される開孔３１’を有する。開孔３０’、３１’は、それらの中心が同じ軸Ａに配置されるように整列される。ここで、軸Ａは、荷電粒子が整列開孔３０’、３１’の対に入射する、それぞれの方向Ｄ１〜Ｄ５に平行に延びるように配置される。
【０１４５】
図３ａ及び図３ｂに、第１及び第２の実施の形態並びに本発明の第３及び第４の実施の形態のいくつかの例の基本となる概念を概略的に示す。図３ａに示すように、第１の数である５個の一次荷電粒子ビームレットが物体表面に導かれ、物体表面は、二次荷電粒子ビームレットＳＢを生成する。次いで、二次荷電粒子ビームレットＳＢは、検出器装置Ｄ上に入射し、各二次荷電粒子ビームレットの強度が検出器装置Ｄで検出される。すなわち、図３ａにおいて、荷電粒子システムは、第１の数の一次荷電粒子ビームレットＢが荷電粒子源ＣＰＳによって生成され、ブランキングプレートＢＰにおける開孔を通って、物体表面Ｓに到達し得るようにされるような第１の動作モードに設定される。
【０１４６】
図３ｂにおいて、第２の数の荷電粒子は、物体Ｓの表面に導かれるただ１個の一次荷電粒子ビームレットを含む。このように、システムは、生成された一次荷電粒子ビームレットＢのうちの第３の数の一次荷電粒子ビームレットＢが物体Ｓに到達しないようにブランキングプレートＢＰによって遮断されるような第２の動作モードに設定される（破線で示す）。荷電粒子ビームレットＢのうちのただ１個（第２の数）、すなわち、検査荷電粒子ビームレットＩＢが、第１の動作モードにおけるすべての荷電粒子ビームレットＢが物体に照射される効果を検査するために物体表面Ｓに到達することが可能とされる。二次荷電粒子ＳＢは、検出器装置Ｄによって検出される。検出器装置Ｄは、ブランキングプレートＢＰと隣接し、ブランキングプレートＢＰの物体に対向する面上に配置される。この原理を図１の実施の形態に係るシステムにおいて使用すると、一次荷電粒子ビームレットが物体表面に衝突することによって生成される各二次荷電粒子ビームレットの強度の検出が可能となる。
【０１４７】
図４において、開孔プレート装置ＡＰＡの形態の一対の電極の適切な配置の実施の形態を示す。開孔プレート装置ＡＰＡは、複数の開孔１３０、１３１をそれぞれに含む実質的に平面なプレートである第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１を含む。第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１は、平行に配置され、それらの間に間隙１２２を形成する。第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１は、それらが含まれるシステム（図示せず）の光軸に対して直交するようにさらに配置される。また、光軸ＯＡは、荷電粒子が開孔プレート装置ＡＰＡに導かれる一般の方向を表す。図４から分かるように、第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１の中央の開孔１３０Ｉ及び１３１Ｉだけが、それらの中心が光軸ＯＡの向きに一致する軸上に配置されるように整列される。すなわち、第１の多孔プレートを第１の多孔プレートに直交する方向から見たときに、開孔１３０Ｉ、１３１Ｉの中心が互いに一致する。また、第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１のその他の開孔１３０、１３１は、開孔対を形成するが、第２の多孔プレート１２１の開孔１３１の中心は、第１の多孔プレート１２０の対応する開孔１３０の中心に対してずれる。このように、このような各開孔対において、第２の開孔プレート１２１における開孔１３１の中心は、第１の開孔プレート１２０における対応付けられた開孔１３０の中心から光軸ＯＡに直交する方向へずれる。このように整列された各開孔対の開孔の中心の互いのずれの距離は、開孔が完全に位置合わせされていないにもかかわらず、光軸の方向へ沿って開孔プレート装置ＡＰＡに入射する荷電粒子がこのような各開孔対をなおも直線経路で通り得るように選択される。
【０１４８】
荷電粒子ビームレットＢが第２の動作モード（第２の電圧（ゼロ、すなわち電位差がない）が開孔プレート装置ＡＰＡの電極対に印加される）において開孔装置ＡＰＡを通る際にとる経路を点線Ｂ０によって示す。
【０１４９】
第１の電圧を第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１に印加するように電圧源ＰＳを設定することによってシステムを第１の動作モードに切り換える際、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の中央の開孔１３０Ｉ、１３１Ｉを通る荷電粒子ビームレットＩＢは、実質的に影響されないままであるので、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に生成される電場によって偏向されない。他方、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の他の開孔１３０、１３１を通る荷電粒子ビームＢは、個々の開孔対における開孔１３０、１３１の特定の配置の結果として偏向される。このように、光軸に平行な方向から開孔プレート装置ＡＰＡに入射した荷電粒子ビームレットＢは、光軸ＯＡに対してある角度で移動する偏向荷電粒子ビームレットＤＢとして、開孔プレート装置ＡＰＡの開孔１３０、１３１から出射する。電圧源ＰＳ及びその印加電圧は、制御器Ｃによって制御される。
【０１５０】
図５において、第１の開孔プレート１２０及びその下に配置された第２の開孔プレート１２１の一部の立面図を示す。この図は、開孔の中心の互いに対する配置を定義するために使用される第１の多孔プレートに直交する図である。第１の開孔プレート１２０の各開孔１３０は、中心Ｃ１３０を有し、いくつかの開孔においてそれを菱形で示す。同様に、第２の開孔プレート１２１の各開孔１３１は、中心Ｃ１３１を有し、いくつかの開孔に対してそれを円で示す。中央の開孔１３０Ｉ及び１３１Ｉは、それらの中心Ｃ１３０Ｉ、Ｃ１３１Ｉが互いに一致する（すなわち、開孔１３０Ｉ、１３１Ｉが位置合わせされる）ように整列される。従って、開孔１３１Ｉの縁は、立面図から見た場合に、見ることができない。なぜなら、開孔１３１Ｉの縁は、開孔１３０Ｉの縁によって完全に覆われるからである。反対に、他のすべての開孔対（すなわち、本例示の実施の形態における整列開孔１３０、１３１の対）においては、第２の開孔プレート１２１における開孔の中心Ｃ１３１は、第１の開孔プレート１２０における対応する整列開孔１３０の中心Ｃ１３０からずれる。従って、開孔１３１の縁の一部は、開孔１３０を通して見ることができる。但し、開孔１３１の縁の残りの部分はこの方向からは隠れる（破線で示す）。このような種類の開孔配置を得るために、第１の開孔プレート１２０の開孔１３０は、第２の開孔プレート１２１における開孔１３１の第２のパターンと異なる第１のパターンに配置される。本例示の実施の形態において、これらのパターンが異なる点は、第２の開孔プレート１２１のいずれの開孔１３１が有する中央の開孔１３１Ｉの中心Ｃ１３１Ｉからの距離も、第１の開孔プレート１２０の対応する整列開孔１３０が有する、第１の開孔プレート１２０における中央の開孔１３０Ｉの中心Ｃ１３０Ｉからの距離よりも大きいことである。
【０１５１】
図６は、複数の開孔１４１を含むブランキングプレート１４０を組み合わせた図４及び図５の開孔プレート装置ＡＰＡを示す。ブランキングプレート１４０の各開孔１４１は、第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１の開孔１３０、１３１のそれぞれの対と整列される。本例示の実施の形態において、ブランキングプレート１４０の各開孔１４１の半径は、開孔プレート装置ＡＰＡにおける複数の開孔１３０、１３１のいずれの半径よりも小さい。
【０１５２】
第２の動作モードにおいて、第２の電圧を第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１へ印加する際に、開孔１３０、１３１を通る荷電粒子ビームレットＢは、第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１間の間隙１２２に生成される電場によって偏向される（但し、電場によって実質的に影響されないままの、中央の開孔１３０Ｉ、１３１Ｉを通る荷電粒子ビームレットＩＢを除く）。ブランキングプレート１４０は、第２の開孔プレート１２１に対して配置され、偏向荷電粒子ビームＤＢがブランキングプレート１４０に当たり、物体表面Ｓに到達することが阻止されるように、開孔１４１の位置に関して、構成される。同時に、影響を受けない中央ビームＩＢは、単一検査ビームとして機能する。なぜなら、偏向されないので、ブランキングプレート１４０の開孔１４１Ｉを通り、物体表面Ｓに到達することが可能だからである。このように、一次荷電粒子ビームレットの第２の数は、１であり、ブランキングプレート１４０によって遮断される荷電粒子ビームレットの第３の数は、４となる。
【０１５３】
電圧源ＰＳがオフにされる（すなわち、第１の電圧（ゼロ）を第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１に印加するように設定される）第１の動作モードにおいて、第１の数の荷電粒子ビームレットＢが開孔１３０、１３０Ｉ、１３１、１３１Ｉを通る。これらの荷電粒子ビームレットＢは、一次荷電粒子ビームレットＢ０として開孔プレート装置ＡＰＡから実質的に直線の経路で出射する（点線によって示す）。次いで、荷電粒子ビームレットＢ０は、ブランキングプレート１４０のそれぞれの開孔１４１を通り、物体表面Ｓを照射又は試験するために物体表面Ｓに到達する（図示せず）。このように、第１の数である５個の一次荷電粒子ビームレットＢ０が物体表面Ｓに導かれる。
【０１５４】
図７において、図４及び図５の開孔装置ＡＰＡは、開孔１４６を１つだけ含むブランキングプレート１４５と組み合わせて使用される。荷電粒子ビームレットＢは、開孔プレート装置ＡＰＡによって焦点面ＦＰに集束される。磁気レンズＭＬが焦点面ＦＰの領域内で、かつ、一次荷電粒子ビームレットＢのビーム経路の周りに配置される。磁気レンズＭＬは、一次荷電粒子ビームレットをブランキングプレート１４５の開孔１４６へ向かって、かつそこを通るように導くように構成される。
【０１５５】
第１の電圧（ゼロ、すなわち電位差がない）が第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１に印加される第１の動作モードにおいて、開孔プレート装置ＡＰＡから出射する荷電粒子ビームレットＢは、偏向されない荷電粒子ビームＢ０（点線で示す）であり、実質的に直線の経路を通って焦点面ＦＰに達する。磁気レンズＭＬによって偏向されることによって、第１の動作モードにおける荷電粒子ビームレットＢ０は、ブランキングプレート１４５の開孔１４６を透過し、物体表面Ｓに到達する。焦点面ＦＰの下流のそれらのビーム経路は、図７においては図示を省略されるが、図７に示す実施の形態のビーム経路と同様のビーム経路を示す図３から導き出され得る。
【０１５６】
第２の動作モードにおいて、第２の電圧が第１及び第２の開孔プレート１２０、１２１の対に印加され、その結果、すべての荷電粒子ビームレットＢが偏向される。但し、図４及び図６を参照しながら上記したように中央の荷電粒子ビームレットＩＢを除く。従って、偏向荷電粒子ビームレットＤＢの焦点の位置は、焦点面ＦＰからずれる。磁気レンズＭＬによって偏向された後、その結果として、偏向荷電粒子ビームレットＤＢがブランキングプレートＢＰへ導かれ、従って、基板Ｓに到達することを阻止される。中央の荷電粒子ビームＩＢだけが影響を受けずに基板Ｓに到達する。従って、中央の荷電粒子ビームＩＢがこの動作モードにおいて検査のために使用され得る。例えば、検出器装置がブランキングプレートの下流に、かつ、それに隣接して配置され得る（図示せず）。
【０１５７】
図８ａ及び図８ｂは、別の例示的な実施の形態を示す。この実施の形態の荷電粒子システムは、荷電粒子ビームレットＢを生成するための荷電粒子ビームレット源（図示せず）、ブランキングプレート１５０、ブランキングプレート１５０の下流に隣接して配置される検出器１５１、及び４個の電極対Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を含む偏向器装置を含む。第１及び第２の電極対Ｄ１及びＤ２は、ブランキングプレート１５０の上流に配置され、システムの光軸の方向に互いに間隔をあけられる（図示せず）。第３の電極対Ｄ３は、ブランキングプレート１５０と実質的に同じ平面に配置され、第４の電極対Ｄ４は、ブランキングプレート１５０及び検出器１５１の下流に配置される。
【０１５８】
第１の動作モードにおいては、図８ａに示すように、電極対Ｄ１〜Ｄ４が活性化される、すなわち、所定の電圧が各電極対に印加される。第１の電圧が第１の電極対Ｄ１に印加される。このように、電極対Ｄ１〜Ｄ４は、ブランキングプレート１５０の上流及び下流において電場を生成する。第１及び第２の電極対Ｄ１及びＤ１は、そこを通る一次荷電粒子ビームレットＢを偏向させる電場を提供する。この偏向及びその結果の位置ずれによって、偏向荷電粒子ビームレットは、ブランキングプレート１５０を迂回して通ることが可能となる。第３及び第４の電極対Ｄ３、Ｄ４は、偏向荷電粒子ビームレットＤＢを基板Ｓへ集束し、再び導く機能を有する、すなわち、対物レンズの働きをする。
【０１５９】
図８ｂは、第２の動作モードに設定されたシステムを示す。第２の動作モードにおいて、第２の電圧（ゼロ）が第１及び第２の電極対Ｄ１及びＤ２に印加され、その結果、その電極対間に生成される電場がオフにされる。ブランキングプレート１５０の上流において電場が無くなると、荷電粒子ビームレットＢは、基板Ｓへ向かって直線経路で移動する。ブランキングプレート１５０は、荷電粒子ビームレットＢの大多数（第３の数）を阻止し、基板Ｓに到達しないようにするように配置される。本例示の実施の形態において、１つの荷電粒子ビームレットＩＢだけがブランキングプレート１５０を通り過ぎて基板Ｓに到達する。このように、第２の数は１である。本例示の実施の形態において、電極対Ｄ３及びＤ４は、荷電粒子ビームレットＩＢを基板Ｓの中心部分へ集束し、再び導く機能を有する。この単一の荷電粒子ビームレットは、基板Ｓに当たって、二次荷電粒子を生成する。二次荷電粒子は、第４の電極対Ｄ４内に生成される電場の補助によって、検出器１５１へ向かって移動するように出射される。このように、衝突した一次荷電粒子によって生じる二次荷電粒子の強度が検出され得る。第１の動作モードにおける一次荷電粒子は、基板を検査するために使用され得るか、又は微細構造を基板上に生成するために基板を照射するために使用され得る。
【０１６０】
図９は、さらなる別の実施の形態を示す。この実施の形態において、荷電粒子ビームレット源（図示せず）及び荷電粒子ビームレットを透過させるための開孔を含むブランキングプレート１５５が設けられる。第１及び第２の電極対Ｄ１、Ｄ２がブランキングプレート１５５の上流に配置され、かつ、第１の数の電子ビームレットのビーム経路を中心にして左右に配置される。加えて、第１及び第２の電極対Ｄ１、Ｄ２は、電子ビームレットの一般の移動方向に間隔をあけられる。ブランキングプレート１５５の下流にある部品は、簡単のために、ここでは図示を省略する。対物レンズ及び検出器が、一般に、ブランキングプレート１５５の下流に設けられる。
【０１６１】
第１の動作モードにおいて、第１及び第２の電極対Ｄ１及びＤ２は、荷電粒子ビームレットＢが、直線ビーム経路を移動してブランキングプレート１５５の開孔を通り、基板Ｓ上へ到達し得るように、動作が停止される、すなわち、第１の電圧（ゼロ）が印加される。このように、第１の数の荷電粒子ビームレットＢが基板Ｓに到達する。
【０１６２】
第２の動作モードにおいて、第２の電圧が第１及び第２の電極対Ｄ１及びＤ２に印加され、ブランキングプレート１５５の上流に電場を生成する。生成された電場は、荷電粒子ビームレットＢを偏向させる。その程度は、光軸ＯＡに直交する平面における荷電粒子ビームレットＢの位置がずれ、本例示の実施の形態における１つの荷電粒子ビームレットＩＢだけがなおもブランキングプレート１５５の開孔を通り、基板Ｓに到達し得るが、その他の偏向荷電粒子ビームレットＤＢは、ブランキングプレート１５５に当たり、さらに移動することが阻止される程度である。選び出された荷電粒子ビームレットＩＢは、基板Ｓを検査するために適切に使用され得る。例えば、図８ａ及び図８ｂの実施の形態と同様に、検出器がブランキングプレート１５５の下流に配置され得る。
【０１６３】
図９の実施の形態において、ビーム絞り１５５の下流において、第１の動作モードのビーム絞り１５５を迂回する一次荷電粒子ビームレットのうちの１つのビーム経路が第２の動作モードのビームを迂回する一次荷電粒子ビームレットのうちの１つに一致する。
【０１６４】
図１０において、リソグラフィシステムとして構成される本発明に係るシステムの例示的な実施の形態の部品を概略的に示す。本例示の実施の形態において、リソグラフィシステム５００は、電子が一般に移動する方向に、抽出システム／集光レンズ５０３を用いた電子源５０１を含む。集光レンズ５０３は、例えば、１スタックの電極を含み得る。図１に示した実施の形態と同様に、電子源５０１は、発散電子ビーム５０９を生成する。発散電子ビーム５０９は、コリメータレンズ５０３によって平行にされ、ビーム５１１を形成する。ビーム５１１は、その後、開孔プレート装置ＡＰＡ上に入射する。リソグラフィシステム５００の本例示の実施の形態において、開孔プレート装置ＡＰＡは、図４〜図６に示すいずれかであり得る。但し、リソグラフィ処理のために、第１の開孔プレートは、ブランキング開孔アレイとして構成され、第１の開孔プレートの各開孔には、そこを通る電子ビームレットの個別制御を可能にする一組の偏向素子が設けられる。このように変更された開孔プレート装置ＡＰＡの下流において、複数の開孔を有するブランキングプレートＢＰが、開孔プレート装置ＡＰＡによって形成される電子ビームレットの焦点面内に配置される。この装置は、図１を参照しながらより詳細に上記された装置に概ね対応する。リソグラフィシステム５００は、電子ビームレットＢを基板Ｓ上に集束させるための対物レンズ装置ＯＬをさらに含む。対物レンズ装置ＯＬは、例えば、当該分野において一般に公知である静電レンズ装置及び電磁集束レンズ装置を含み得る。図１０に示す実施の形態は、電子源５０１、集光レンズ５０３、ブランキングプレートＢＰ、対物レンズ装置ＯＬの設定を、システムが切り換えられる動作モードに応じて、すなわち、制御器Ｃの設定に応じて制御するように構成される主制御器ＭＣをさらに含み、主制御器ＭＣは制御器Ｃにも結合される。
【０１６５】
図１１は、汎用ブランカーとして構成される本発明の実施の形態を示す。この汎用ブランカーは、すべての荷電粒子ビームレットがある動作モードにおいて基板に到達することを阻止し、また、集束素子として機能し得る。図１１に例示する実施の形態において、１スタックの第１の多孔プレート２２０、第２の多孔プレート２２１、及び第３の多孔プレート２１９を示す。第１、第２及び第３の多孔プレート２２０、２２１、２１９は、その内部に形成された同じパターンの開孔を有する。第１の多孔プレート２２０は、一次荷電粒子ビームレットＢの入射方向から見た場合、すなわち、第１の多孔プレート２２０に直交する方向から見た場合、開孔対の対応付けられた開孔の中心が位置合わせされるように、第３の多孔プレート２１９と整列される。第２の多孔プレート２２１は、各開孔対において、第１の多孔プレート２２０の開孔の中心が第２の多孔プレート２２１の対応付けられた開孔の中心から所定の距離だけずれるように、第１の多孔プレート２２０に対してずらされる。また、本例示の実施の形態において、第１、第２及び第３の多孔プレート２２０、２２１、２１９のスタックは、対称であり、第１及び第３の多孔プレート２２０、２１９の間に形成された間隙２２３及び第１及び第２の多孔プレート２２０、２２１の間に形成された間隙２２２がおよそ等しい幅を有する。さらなる多孔プレート２４０を含むビーム絞りが第２の多孔プレート２２１から下流へ所定の距離のところに配置される。ビーム絞りの多孔プレート２４０における開孔２４１のパターンは、第１、第２及び第３の多孔プレート２２０、２２１、２１９のパターンに対応する。但し、ビーム絞りの多孔プレート２４０の開孔は、開孔直径がより小さい。図１１に示すように、ビーム絞りの多孔プレート２４０の各開孔２１４の中心は、一次荷電粒子ビームレットＢの入射方向から見た場合、すなわち、第２の多孔プレート２２１が配置された平面に直交する方向から見た場合、第２の多孔プレート２２１における対応付けられた開孔２３１の中心に一致する。制御器Ｃは、第１及び第３の多孔プレート間と第１及び第２の多孔プレート間に所定の電圧差を選択的に印加するように電力供給を制御するように構成される。
【０１６６】
第１の動作モードにおいて、適切な電圧差を印加することによって第１及び第３の多孔プレート２２０、２１９間の間隙２２３内に電場が生成されるが、第１及び第２の多孔プレート２２０、２２１間の間隙２２２においては電場が生成されない。このように、第１の動作モードにおいて、多孔プレートのスタックを通る荷電粒子ビームレットＢは、第１及び第３の多孔プレート２２０、２１９間の電場によって集束され、実質的に直線経路に沿って一次荷電粒子ビームレットＢ０としてビーム絞りのそれぞれの開孔２４１を通る。このように、全第１の数の荷電粒子が物体表面（図示せず）に入射する。第２の動作モードにおいて、第１及び第３の多孔プレート２２０、２１９間の間隙２２３内には電場が生成されないが、適切な電圧差を印加することによって、第１及び第２の多孔プレート２２０、２２１間の間隙２２２内に電場が生成される。第２の多孔プレート２２１における開孔２３１の中心が第１の多孔プレート２２０における開孔２３０の中心に対してずれるために、間隙２２２内の電場によって、そこを通る荷電粒子ビームレットＢが均一に偏向される。荷電粒子ビームレットＢは、第２の多孔プレート２２１の開孔２３１から偏向ビームレットＤＢとして出射する。その後、偏向ビームレットＤＢは、ビーム絞り２４０に衝突するので、物体表面に到達することを阻止される。本実施の形態は、第２及び第３の多孔プレート２２１、２１９が一定の電位に維持されながら、第１及び第２の動作モード間（すなわち、集束及び偏向間）の切り換えが第１の多孔プレート２２０へ印加される電圧の切り換えによって達成され得るという利点がある。このように、高速かつ正確な切り換えが可能である。
【０１６７】
また、図１１に示す開孔プレート装置ＡＰＡ’は、例示の荷電粒子ビームレットのすべてを、同一方向に、高速に、同時に、均一に偏向するための偏向装置として使用され得る。このような実施の形態において、ビーム絞り２４０は、必ずしも含まれる必要はない。
【０１６８】
図１２は、システムの一部及び汎用ブランカーとして構成される本発明の部品の実施の形態を図示する。図６に示した例示的な実施の形態示とは対照的に、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１は、第１の多孔プレート１２０の開孔１３０の中心が第２の多孔プレート１２１の対応付けられた開孔１３１の中心と整列されるような開孔対を有さない、すなわち、同軸開孔がない。むしろ、すべての開孔対は、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の対応付けられた開孔の中心が互いに対してずれるように配置された開孔を有する。第１及び第２の多孔プレート１２０、２１２、又はそれらの開孔１３０、１３１の設計及び配置は、それぞれ例示の荷電粒子ビームレットが第１の動作モードにおいて開孔対を通るようにされる。ここで、実質的に直線経路Ｂ０における第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間には電場が生成されない。設計及び配置は、第２の動作モードにおいて第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に電場が生成される場合、第１群の荷電粒子ビームレットが左手側に偏向され、第２群の荷電粒子が右手側に偏向される（図を見たときの方向を基準とする）ようにさらに構成される。それぞれの開孔中心の互いに対するずれの方向は、荷電粒子ビームレットＤＢの偏向方向に対応する。このように、図１２に示す実施の形態は、平行な荷電粒子ビームレットを一組の発散荷電粒子ビームレットに変換して、発散をゼロから正の発散へ変更するように構成される粒子光学部品を表す。２つの隣り合う荷電粒子ビームレットＢがそれらの間に形成する角度αは、それらが平行な荷電粒子ビームレットである場合の角度ゼロと著しく異なる。第２の動作モードにおいて第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に電場を印加すると、荷電粒子ビームレットは、ブランキングプレート１４０に衝突するように偏向されるので、ブランキングプレート１４０は、荷電粒子ビームレットが物体表面に到達することを阻止する。
【０１６９】
図１３において、本発明に係るシステムの一部及び部品のさらなる実施の形態を示す。第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に電圧差を印加した際に（電圧源は図示せず）、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１を含む粒子光部品に平行荷電粒子ビームレットＢとして入射する一組の荷電粒子は、一組の発散荷電粒子ビームレットＤＢとして部品から出射する。図１３に示す実施の形態は、図１２に示す実施の形態に対して、開孔対の対応付けられた開孔の中心が第１の多孔プレート１２０の中心Ｃからの距離が大きくなるにつれてますます大きくずれる点で変更されている。従って、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１は、荷電粒子ビームレットＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ１’、Ｂ２’、Ｂ３’が多孔プレート１２０、１２１を通る際に第１の多孔プレート１２０の中心Ｃから離れるにつれますます大きくずれるように構成及び配置される。電場が印加された際に第２の動作モードにおいて２つの周辺荷電粒子ビームレットの間に形成される角度を、角度βとして示す（簡単のために、角度を形成するビームレットの線は、短くされ、かつ、ずらされている）。角度βは、第１の多孔プレート１２０に衝突する２つの平行な荷電粒子ビームレットＢ３、Ｂ３’間の角度ゼロよりも著しく大きい。加えて、周辺ビームＢ３は、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に生成される電場から出射する際に、第２の多孔プレート１２１との間に角度γを形成する。角度γは、偏向していない荷電粒子ビームレットＢ０及び第２の多孔プレート１２１間の角度９０度と著しく異なる。図１３に示すように、偏向の程度は、多孔プレートに平行な平面において偏向していない荷電粒子ビームレットＢ０と偏向された荷電粒子ビームレットＤＢとの間の距離Ａ１〜Ａ３によって示されるように、第１の多孔プレート１２０の中心Ｃからの距離が大きくなるにつれて大きくなる。図１４は、図１３の実施の形態の第１の多孔プレート１２０の立面図を示す。ここで、第２の多孔プレート１２１の開孔１３１の端部は、第１の多孔プレート１２０における開孔１３０を通して部分的に見ることができ、第１の多孔プレート１２０におけるそれぞれの開孔１３０を通して見ることのできない第２の多孔プレート１２１における開孔１３１の端部の部分は点線で示されている。このように、図１４は、図１３に例示したものに対応する６つの整列対を示す。すべての整列対のうちの左側の３つの整列対において、第２の多孔プレート１２１における開孔１３１の中心は、第１の多孔プレート１２０の対応付けられた開孔１３０の中心に対して左にずれる。中心Ｃの右側の３つの整列対については反対のことが当てはまる。すなわち、右方へずれる（すなわち、中心Ｃから離れる）。第１の多孔プレート１２０における開孔１３０の中心を菱形で示し、第２の多孔プレート１２１における開孔１３１の中心を円で示す。３つの左側整列対及び３つの右側整列対において、第１の多孔プレート１２０における開孔１３０のそれぞれの中心と第２の多孔プレート１２１における開孔１３１のそれぞれの中心との間のずれの距離Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、第１の多孔プレート１２０の中心Ｃからの距離が大きくなるにつれて大きくなる。例示の���孔の列の配置は、中心Ｃに関して対称である。多孔プレートのこの設計及び互いに対する配置によって、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１間に電場が生成される場合に、開孔プレート装置から出射される際に発散する一組の荷電粒子ビームレットが高速かつ同時に生成されることが可能となる。
【０１７０】
図１５及び図１６は、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の開孔の２つの異なるパターン例を示す。記号及び参照符号は、図５及び図１４のものにそれぞれ対応する。図１４に示す開孔の列は、図１５及び図１６に示すパターンの一部を形成するが、パターンの対称性の点で異なる。開孔プレート装置ＡＰＡにおける図１４の列の位置は、点線及びその点線の左側及び右側の矢印によって示す。図１３に示す断面は、この点線に沿ってとられたものである。図１５において、第１の多孔プレート１２０の開孔１３０は、対称性の高い第１のパターンを形成する。ここで、開孔の中心は、等距離ＤＣ１に配置され、行及び列からなる矩形アレイをなす。第２の多孔プレート１２１の開孔１３１によって第２のパターンが形成される。第２のパターンは、１つよりも多くの点で第１のパターンと異なる。まず、第１のパターンとは、行及び列からなる矩形格子状に配列される２つの鏡面反転した開孔のサブアレイを含む点が異なる。鏡面反転軸Ｉの左側及び右側の第２のパターンの２つの開孔列は、互いからの距離がＤＣ２であり、これは鏡面反転軸の左側及び右側に配置された第１のパターンの２つの対応付けられた列の間の距離ＤＣ１よりも大きい。加えて、軸Ｉからいずれかの方向への距離が大きくなるにつれて、第２の多孔プレート１２１における開孔１３１の列は、第１の多孔プレート１２０の開孔１３０のそれぞれの列の対応付けられた開孔からよりも大きな距離だけずれる。第２のパターンの鏡面反転対称性によって、図１５に示すように、開孔プレート装置の左半分における対応付けられた開孔が左へずれ、右半分が右へ（すなわち、反対方向へ）ずれる。
【０１７１】
図１６に示すように、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の開孔１３０、１３１は、第１及び第２のパターンを形成する。各パターンは、第１及び第２の多孔プレート１２０、１２１の中心Ｃに関して半径方向に対称である。開孔対は、中心Ｃの周りの第１の（想像上の）円ＣＩ上に配置された第１群の開孔対、中心Ｃの周りのより大きな第２の（想像上の）円ＣII上に配置された第２群の開孔対、及び中心Ｃの周りのさらにより大きな第３の（想像上の）円ＣIII上に配置された第３群の開孔対に分けられる。ずれの距離Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（図１４に示すような）は、同じ開孔対群に含まれるすべての開孔対に対して同じである。本例示の実施の形態において、第１群から第３群へずれ距離が増加する。すなわち、それぞれの開孔対群の開孔の中心Ｃからの距離が大きくなるにつれて、ずれ距離が大きくなる。
【０１７２】
ブランキングプレートを含むすべての実施の形態において、ブランキングプレートは、実質的に荷電粒子ビームレットの焦点面に配置されるように示した。これは、有利であるが、本発明を実施するために必ずしも必要ではないことに留意されたい。また、ブランキングプレートは、焦点面があれば、これに対して異なる位置に配置され得る。
【０１７３】
本発明を、ある特定の実施の形態を参照しながら説明したが、多くの代替、変更、変形が当業者にとって明らかであることは明白である。従って、本明細書中に記載した本発明の好適な実施の形態は、例示を目的とし、いかなる限定も意図しない。特許請求の範囲に記載されるような本発明の意図及び範囲を逸脱せずに種々の変更がなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】多ビーム電子顕微鏡（側面図）として構成された本発明に係る荷電粒子システムの例示的な実施の形態の概略断面図
【図２】図２ａ及び２ｂは、従来から公知の多孔プレートの配置の２つの例を示す図
【図３】図３ａ及び３ｂは、本発明の実施の形態に係るシステム及び方法の基本概念を示す図
【図４】本発明の例示的な実施の形態において使用される第１及び第２の多孔プレートの配置を示す概略断面図
【図５】図４に示す開孔プレート装置の概略立面図
【図６】複数の開孔を備えた開孔プレートを含むビーム絞りと関連させた図４の開孔プレート装置を示す図
【図７】単一の開孔を有するビーム絞りと関連させた図４の開孔プレート装置を示す図
【図８】図８ａは、第２の動作モードにおける本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態を示す概略断面図、図８ｂは、第１の動作モードに切り換えられた図８ａの概略断面図
【図９】本発明に係るシステムのさらなる実施の形態を示す図
【図１０】リソグラフィシステムとして構成された本発明に係るシステムの別の実施の形態を示す図
【図１１】本発明に係るシステムの別の実施の形態を示す図
【図１２】本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態を示す概略断面図
【図１３】本発明に係るシステムのさらなる例示的な実施の形態を示す概略断面図
【図１４】図１３に示す開孔プレート装置の一部の概略立面図
【図１５】図１４に示す開孔プレート装置の一部を含むパターンの第１の例を示す立面図
【図１６】図１４に示す開孔プレート装置の一部を含むパターンの第２の例を示す立面図
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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