(57)【要約】【課題】  変調装置およびそれを使用する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。【解決手段】  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。システムは、複数の小ビーム、複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイ、光ファイバ配置を生成するためのビーム発生装置を有し、プロジェクションシステムを備える。小ビームブランカーアレイは、１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアとモジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供される。小ビームブランカーアレイは、１つ以上の光感応素子を備え、電気的に１つ以上のモジュレータに接続され、パターンデータを伝えている光ビームを受けるように配置される。【選択図】  図６Ａ
2019033285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の荷電粒子小ビームを使用してターゲットの表面上にパターンを転送する荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムであって：
−  複数の荷電粒子小ビームを生成するためのビーム発生装置と；
−  パターンに係る複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアと、モジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供され、および１つ以上の光感応素子を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続されており、およびパターンデータを伝えている光ビームを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するように配置されている、小ビームブランカーアレイと；
−  １つ以上の光感応素子の方へパターンデータを伝えている光ビームをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；
−  前記ターゲット表面上へパターン化された小ビームを投影するためのプロジェクションシステムと；を具備し、
前記表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上への光ファイバ配置の投影は、第２のエリア内に完全に落ちる、システム。
【請求項２】
前記第１のエリアおよび前記第２のエリアは、隣接の細片の形をとり、
各々の細片は、２つの実質的に平行な長い側および２つの実質的に平行した短い側を有し、
前記小ビームブランカーアレイの上の前記光ファイバ配置の投影は、その短い側で第２のエリアの境界を横断する、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記光ファイバ配置は、組立てられたグループとしてパターンデータを伝えている光ビームを提供するためのファイバアレイを備える、請求項１又は２のシステム。
【請求項４】
前記ファイバアレイは、固定された接続によって前記複数の光ファイバの端セクションを収容するファイバ固定基板によって形成される、請求項３のシステム。
【請求項５】
前記ファイバ固定基板は、複数の開口を備え、
前記ファイバは、前記開口の中に位置づけられ、および接着剤を使用して前記基板に固定されている、請求項４のシステム。
【請求項６】
前記固定基板の開口を介して延びている前記ファイバの高さの差は、０．２ミクロン未満である、請求項５のシステム。
【請求項７】
前記光ファイバ配置は、前記開口の方へ前記ファイバをガイドするための支持ユニットを更に備える、請求項５または６のシステム。
【請求項８】
少なくとも１つのファイバは、前記支持ユニットに接続される、請求項７のシステム。
【請求項９】
少なくとも２つの光ファイバは、互いに接続される、請求項４−８のいずれか１項のシステム。
【請求項１０】
前記光ファイバ配置は、複数のマイクロレンズを更に備え、
前記マイクロレンズは、前記複数のファイバのファイバに対応する、先行するいずれか１項のシステム。
【請求項１１】
前記システムは、１つ以上のモジュレータから１つ以上の光感応素子に近接して生成される電界を実質的にシールドするための電気導電材料のシールド構造を更に備え、
前記シールド構造は、予め定められたポテンシャルにセットされるように配置される、先行するいずれか１項のシステム。
【請求項１２】
前記シールド構造は、長さおよび高さを有する壁を備え、
実質的に前記壁の高さと平行で、かつ実質的に前記壁の長さに対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの基板表面上の投影は、第２のエリアから第１のエリアを切り離す、請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記シールド構造は、開放式のボックス状構造を形成している側壁を備える、請求項１１または１２のシステム。
【請求項１４】
前記シールド構造の少なくとも１つの側壁は、前記シールド構造によって受け入れられる体積に光ファイバのエントリを収容するための開口を備える、請求項１３のシステム。
【請求項１５】
荷電パーティクルマルチ小ビームリソグラフィシステムための変調装置であって：
−  パターンに係る複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアと、モジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供され、および１つ以上の光感応素子を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続されており、およびパターンデータを伝えている光ビームを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するように配置されている、小ビームブランカーアレイと；
−  １つ以上の光感応素子の方へパターンデータを伝えている光ビームをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；を具備し、
前記表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上への光ファイバ配置の投影は、第２のエリア内に完全に落ちる、変調装置。
【請求項１６】
前記第１のエリアおよび前記第２のエリアは、隣接の細片の形をとり、
各々の細片は、２つの実質的に平行な長い側および２つの実質的に平行した短い側を有し、
前記小ビームブランカーアレイの上の前記光ファイバ配置の投影は、その短い側で第２のエリアの境界を横断する、請求項１５の変調装置。
【請求項１７】
前記光ファイバ配置は、組立てられたグループとしてパターンデータを伝えている光ビームを提供するためのファイバアレイを備える、請求項１５又は１６の変調装置。
【請求項１８】
前記ファイバアレイは、固定された接続によって前記複数の光ファイバの端セクションを収容するファイバ固定基板によって形成される、請求項１７の変調装置。
【請求項１９】
前記ファイバ固定基板は、複数の開口を備え、
前記ファイバは、前記開口の中に位置づけられ、および接着剤を使用して前記基板に固定されている、請求項１８の変調装置。
【請求項２０】
前記固定基板の開口を介して延びている前記ファイバの高さの差は、０．２ミクロン未満である、請求項１９の変調装置。
【請求項２１】
前記光ファイバ配置は、前記開口の方へ前記ファイバをガイドするための支持ユニットを更に備える、請求項１９または２０の変調装置。
【請求項２２】
少なくとも１つのファイバは、前記支持ユニットに接続される、請求項２１の変調装置。
【請求項２３】
少なくとも２つの光ファイバは、互いに接続される、請求項１８−２２のいずれか１項の変調装置。
【請求項２４】
前記光ファイバ配置は、複数のマイクロレンズを更に備え、
前記マイクロレンズは、前記複数のファイバのファイバに対応する、請求項１５−２３ｎｏいずれか１項の変調装置。
【請求項２５】
前記変調装置は、１つ以上のモジュレータから１つ以上の光感応素子に近接して生成される電界を実質的にシールドするための電気導電材料のシールド構造を更に備え、
前記シールド構造は、予め定められたポテンシャルにセットされるように配置される、請求項１５−２４のいずれか１項の変調装置。
【請求項２６】
前記シールド構造は、長さおよび高さを有する壁を備え、
実質的に前記壁の高さと平行で、かつ実質的に前記壁の長さに対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの基板表面上の投影は、第２のエリアから第１のエリアを切り離す、請求項２５の変調装置。
【請求項２７】
前記シールド構造は、開放式のボックス状構造を形成している側壁を備える、請求項２５または２６の変調装置。
【請求項２８】
前記シールド構造の少なくとも１つの側壁は、前記シールド構造によって受け入れられる体積に光ファイバのエントリを収容するための開口を備える、請求項２７の変調装置。
【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（ｃｈａｒｇｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｍｕｌｔｉ−ｂｅａｍｌｅｔ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｓｙｓｔｅｍ）ための変調装置（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）に関する。更なる発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
例えば米国特許６，９５８，８０４から荷電粒子マルチ小ビームシステムは公知である。この特許に記載されるシステムは、パターンをターゲット表面へ転送するために、複数の電子小ビームを好ましくは使用する。放射線源によって生成される電子小ビームは、パターンデータに従って静電偏向により変調装置にて変調される。変調された小ビームは、それからターゲット表面へ転送される。ターゲット表面へのパターンの高速転送を可能にするために、静電偏向を制御するためのパターンデータは、少なくとも部分的に被変調光ビームを使用する光伝送を使用して転送される。
【発明の概要】
【０００３】
このようなシステム内で利用できる限られた空間を考慮してマルチ小ビーム荷電粒子リソグラフィシステムの光学的に伝えられる被変調光ビームを提供することは、本発明の目的である。この目的は、複数の荷電粒子小ビームを使用してターゲットの表面上にパターンを転送する荷電パーティクルマルチ小ビームリソグラフィシステムを提供することによって達成される。このシステムは：複数の荷電粒子小ビームを生成するためのビーム発生装置と；  パターンに従って複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータおよびモジュレータの無い第２のエリアを備えかつ１つ以上の光感応素子を備えている第１のエリアが提供される基板を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続され、光ビーム伝送パターンデータを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するために配置されている、小ビームブランカーアレイと；１つ以上の光感応素子の方へ光ビーム伝送パターンデータをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；ターゲット表面上へパターン化された小ビームを投影するためのプロジェクションシステムと；を具備し、そこにおいて、表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上の光ファイバ配置の投影は、完全に第２のエリア内に落ちる。
【０００４】
本発明のいくつかの実施形態は、荷電パーティクルマルチ小ビームリソグラフィシステムための変調装置（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）に関する。この変調装置は：パターンに従って複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータおよびモジュレータの無い第２のエリアを備え、かつ、１つ以上の光感応素子を備えている第１のエリアが提供された基板を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続され、光ビーム伝送パターンデータを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するために配置されている、小ビームブランカーアレイと；１つ以上の光感応素子の方へ光ビーム伝送パターンデータをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；を具備し、そこにおいて、表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上の光ファイバ配置の投影は、完全に第２のエリア内に落ちる。
【０００５】
本発明のさまざまな態様は、図面に示された実施例を参照して、更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、発明の実施形態において使用されることができるマスクレスリソグラフィシステムを概略的に示す。
【図２】図２は、図１のリソグラフィシステムの小ビームブランカーアレイの実施形態の動作を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、図１のリソグラフィシステムで使用されることができる小ビームブランカーアレイの一部の断面図を概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、小ビームブランカーアレイの一部の断面図を概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂのブランカーアレイの一部の断面図を概略的に示す。
【図４】図４は、発明の実施形態において使用されることができる小ビームブランカーアレイのレイアウトの上面図を概略的に示す。
【図５Ａ】図５Ａは、シールド構造が提供されている図３の小ビームブランカーアレイを概略的に示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、発明の実施形態において使用されることができる小ビームブランカーアレイのより詳細なレイアウトの上面図を概略的に示す。
【図６Ａ】図６Ａは、図５Ａまたは５Ｂの小ビームブランカーアレイの上の光ファイバ配置を概略的に示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示される配置の実施形態のラインＶＩＢ−ＶＩＢ’に沿った断面図を概略的に示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａに示される配置の他の実施形態のラインＶＩＢ−ＶＩＢ’に沿った断面図を概略的に示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｂおよび６Ｃの両方の実施形態において使用されることができる光ファイバ配置の実施形態のより詳細な図を概略的に示す。
【図７Ａ】図７Ａは、図６Ｃのファイバ固定基板内の光ファイバと対応する光感応素子との間のアラインメントのより詳細な図を概略的に示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図６Ｂの光ファイバ配置のアラインメントのより詳細な図を概略的に示す。
【図８Ａ】図８Ａ、８Ｂは、ファイバアレイを形成するファイバ固定基板をブランカーアレイに固定する２つの異なる方法を概略的に示す。
【図８Ｂ】図８Ａ、８Ｂは、ファイバアレイを形成するファイバ固定基板をブランカーアレイに固定する２つの異なる方法を概略的に示す。
【図９】図９は、小ビームブランカーアレイの局所配置（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の上面図を概略的に示す。
【図１０】図１０は、小ビームブランカーアレイの他の局所配置の上面図を概略的に示す。
【図１１】図１１は、小ビームブランカーアレイのさらに他の局所配置の上面図を概略的に示す。
【図１２】図１２は、シールド構造が提供される小ビームブランカーアレイの実施形態の断面図を概略的に示す。
【図１３】図１３は、シールド構造が提供される小ビームブランカーアレイの他の実施形態の断面図を概略的に示す。
【図１４】図１４は、シールド構造が提供されるさらに他の小ビームブランカーアレイの断面図を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下は本発明の各種実施形態の説明である。そして、それは単に実施例の方法を図を参照して記載されている。図は、一定の比率では描画されておらず、単に説明の便宜上の目的とされるものである。
【０００８】
図１は、荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステム１の実施形態の簡略した図面を示す。このようなリソグラフィシステムは、例えば本出願の出願人に帰する米国特許第６，８９７，４５８号、６，９５８，８０４号および７，０８４，４１４号および７，１２９，５０２号に記載され、そしてそれらの全体が本願明細書に引用したものとする。
【０００９】
このようなリソグラフィシステム１は、複数の小ビームを生成している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ように小ビームをパターン化する小ビームモジュレータと、ターゲットの表面上へ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適切に備えている。
【００１０】
小ビームジェネレータは、一般的に源および少なくとも１つのビームスプリッタを備える。図１の源は、実質的に均一で、拡大している電子ビーム４を作成するために配置される電子源３である。電子ビーム４のビームエネルギーは、好ましくは約１〜１０ｋｅＶの範囲で比較的低く保たれる。これを達成するために、加速電圧は好ましくは低く、そして電子源３は、他の設定も使用されることはできるが、グラウンド電位でのターゲットに対して約−１〜−１０ｋＶ間の電圧に保たれることができる。
【００１１】
図１において、電子源３からの電子ビーム４は、電子ビーム４を平行（コリメート）にするためのコリメータレンズ５を通過する。コリメータレンズ５は、平行にする光学系の何らか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、ダブルの八重極（図示せず）を通過することができる。その後、電子ビーム４は、ビームスプリッタ、図１の実施形態においては開口アレイ６に当たる。開口アレイ６は、好ましくは、スルーホールを有するプレートを備えている。開口アレイ６は、ビーム４の部分を妨げるように配置される。加えて、アレイ６は、複数の平行電子小ビーム７を作成するために、複数の小ビーム７が通過することを許容する。
【００１２】
多少の小ビームが生成されることはもちろん可能性であるけれども、図１のリソグラフィシステム１は、多数の小ビーム７、好ましくは約１０，０００〜１，０００，０００の小ビームを生成する。他の周知の方法は、また、平行にされた小ビームを生成するために使用されることができる点に注意する。第２の開口アレイは、電子ビーム４からサブビームを生成し、サブビームから電子小ビーム７を生成するために、システムに追加されることができる。これは、下流に更なるサブビームの操作を可能にするものであり、特にシステムの小ビームの数が５，０００以上であるときに、それはシステムオペレーションのために有益であるとわかる。
【００１３】
変調システム８として図１にて示される小ビームモジュレータは、一般的に、複数のブランカーの装置を備えている小ビームブランカーアレイ９および小ビームストップアレイ１０を備える。ブランカーは、一つ以上の電子小ビーム７の偏向が可能である。本発明の実施形態では、ブランカーは、より詳しくは、第１の電極、第２の電極および開口が提供される静電偏向装置（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒｓ）である。電極は、それで、開口を横切る電界を生成するために開口の対向する側面に設置される。通常、第２の電極は、接地電極であり、すなわちグラウンド電位に接続される電極である。
【００１４】
ブランカーアレイ９の面内に電子小ビーム７の焦点を合わせるために、リソグラフィシステムは、コンデンサーレンズアレイ（図示せず）を更に備えることができる。
【００１５】
図１の実施形態において、小ビームストップアレイ１０は、小ビームが通過することを可能にするための開口アレイを備える。小ビームストップアレイ１０は、その基本形式において、他の形状も使用されることができるけれども一般的に丸い孔のスルーホールが提供される基板を備える。いくつかの実施形態において、小ビームストップアレイ１０の基板は、スルーホールの一様に間隔を置かれたアレイを有するシリコンウェハから形成され、表面チャージングを防ぐように金属の表面層でコーティングされる。いくつかの更なる実施形態において、金属は、自然酸化被膜を形成しないタイプ（例えばＣｒＭｏ）のものである。
【００１６】
小ビームブランカーアレイ９および小ビームストップアレイ１０は、小ビーム７をブロックするかまたは通過させるか一緒に操作する。いくつかの実施形態において、小ビームストップアレイ１０の開口は、小ビームブランカーアレイ９の静電偏向装置の開口に位置合わせされる。小ビームブランカーアレイ９が小ビームを偏向させる場合、それは小ビームストップアレイ１０の対応する開口を通過しない。その代わりに、小ビームは、小ビームブロックアレイ１０の基板によって妨げられる。小ビームブランカーアレイ９が小ビームを偏向させない場合、小ビームは小ビームストップアレイ１０の対応する開口を通過する。いくつかの別の実施例においては、小ビームブランカーアレイ９及び小ビームストップアレイ１０の間の協同は、ブランカーアレイ９の偏向装置による小ビームの偏向が小ビームストップアレイ１０の対応する開口を介した小ビームの通過をもたらし、一方、非偏向は小ビームストップアレイ１０の基板による妨害をもたらすようになされる。
【００１７】
変調システム８は、制御ユニット６０によって提供される入力を基礎としてパターンを小ビーム７に加えるように配置される。制御ユニット６０は、データ記憶ユニット６１、読出しユニット６２およびデータコンバータ６３を備えることができる。制御ユニット６０は、他のシステムから、例えばクリーンルームの内側部分の外側から遠く離れて設置されることができる。光ファイバ６４を使用して、パターンデータを保持している被変調光ビーム１４は、リソグラフィシステム１の電子光学部分（概略的に点線ボックスおよび参照番号１８によって示される）にファイバアレイ内のファイバの端部（概略的に、プレート１５として記載される）からの光を投影するプロジェクタ６５に伝えられることができる。
【００１８】
図１の実施形態において、被変調光ビームは、小ビームブランカーアレイ９に投影される。より詳しくは、光ファイバ端部からの被変調光ビーム１４は、小ビームブランカーアレイ９上に設置される対応する光感応素子に投影される。光感応素子は、光信号を異なるタイプの信号（例えば電気信号）に変換するために配置されることができる。被変調光ビーム１４は、対応する光感応素子に接続される１つ以上のブランカーを制御するためのパターンデータの一部を伝導する。適切に、対応する光感応素子上へ光ビーム１４を投影するために、プロジェクタ６５のような光学素子は、使用されることができる。加えて、適切な入射角で光ビーム１４の投影を可能にするために、ミラーは、例えばプロジェクタ６５と小ビームブランカーアレイ９との間に適切に配置されるように、含まれることができる。プロジェクタ６５は、制御ユニット６０の制御下において、プロジェクタ位置決め装置１７によってプレート１５と適切に位置合わせされることができる。その結果、プロジェクタ６５と複数の光感応素子内の光感応素子との間の距離は、同様に変化することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態において、光ビームは、少なくとも部分的に、光導波管によってプレートから光感応素子の方へ転送されることができる。光導波管は、光感応素子に非常に近づいた位置に、適切に１センチメートルよりも短く、好ましくは１ミリメートルのオーダーで離れて、光をガイドすることができる。光導波管と対応する光感応素子との間の短い距離は、光損失を減らす。他方で、荷電粒子小ビームによって占有されうる空間から離れて設置されるプレート１５およびプロジェクタ６５の使用は、小ビーム外乱が最小化され、および小ビームブランカーアレイ９の組立がより複雑にならないという効果がある。
【００２０】
小ビームモジュレータから出てくる被変調小ビームは、小ビームプロジェクタによってターゲット２４のターゲット表面１３の上へのスポットとして投影される。小ビームプロジェクタは、一般的に、ターゲット表面１３の全体に被変調小ビームを走査するためのスキャン偏向装置およびターゲット表面１３の上へ被変調小ビームの焦点合せのための投影レンズシステムを備える。これらのコンポーネントは、単一の端部モジュール内に存在し得る。
【００２１】
このような端部モジュールは、好ましくは、挿入可能で取り替え可能なユニットとして構成される。端部モジュールは、それで偏向装置アレイ１１および投影レンズ装置１２を備えることができる。挿入可能で取り替え可能なユニットは、また、小ビームモジュレータに関して上記したように小ビームストップアレイ１０を含むことができる。端部モジュールを出た後に、小ビーム７は、ターゲット板に配置されるターゲット表面１３に当たる。リソグラフィアプリケーションのために、ターゲットは、通常、荷電パーティクル感応層またはレジスト層が提供されるウェーハを備える。
【００２２】
偏向装置アレイ１１は、小ビームストップアレイ１０を通過した各々の小ビーム７を偏向させるために配置されるスキャン偏向装置アレイという形をとることができる。偏向装置アレイ１１は、比較的小さい駆動電圧のアプリケーションを可能にする複数の静電偏向装置を備えることができる。偏向装置アレイ１１が投影レンズ装置１２の上流に記載されているけれども、偏向装置アレイ１１は、また、投影レンズ装置１２とターゲット表面１３との間に位置することができる。
【００２３】
投影レンズ装置１２は、小ビーム７の焦点を合わせるように、偏向装置アレイ１１による偏向の前か後に配置される。好ましくは、焦点合せは、直径約１０〜３０ナノメートルの幾何学的なスポットサイズとなる。このような好ましい実施態様において、投影レンズ装置１２は、約１００〜５００倍に、最も好ましくは、できるだけ大きく例えば約３００〜５００倍の縮小を提供するように、好ましくは配置される。この好ましい実施形態において、投影レンズ装置１２は、有利にターゲット表面１３の近くに設置されることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、ビームプロテクタ（図示せず）は、ターゲット表面１３と投影レンズ装置１２との間に設置されることができる。ビームプロテクタは箔、または、複数の適切に配置された開口が提供されたプレートであることができる。リソグラフィシステム１の感応素子のいずれかにレジストパーティクルが達し得る前に、ビームプロテクタは、放出されたレジストパーティクルを吸収するように配置される。
【００２５】
投影レンズ装置１２は、それで、ターゲット表面１３の上の単一の画素（ｐｉｘｅｌ）のスポットサイズが適切なことを確実にすることができ、一方、偏向装置アレイ１１は適切なスキャン動作によってターゲット表面１３の上の画素の位置がマイクロスケール上で適切なことを確実にすることができる。特に、偏向装置アレイ１１の動作は、画素が最終的にターゲット表面１３の上のパターンを構成する画素のグリッドへと適合するようになされる。ターゲット表面１３の上の画素のマクロスケール位置決めがターゲット２４の下にあるウェハ位置決めシステムによって適切に可能にされることは理解される。
【００２６】
一般に、ターゲット表面１３は、基板の上部にレジスト膜を備えたものである。レジスト膜の部分は、荷電粒子、すなわち電子の小ビームの適用によって化学的に修正される。その結果として、フィルムの照射を受けた部分は現像液にほぼ可溶性となる。そして、ウェーハ上のレジストパターンに結果としてなる。ウェーハ上のレジストパターンは、下位層へその後転送されることができ、すなわち、周知のように半導体製造のインプルメンテーション、エッチングおよび／または堆積ステップによってなされる。明らかに、照射が均一でない場合、レジストは均一な方法で現像されることができず、そして、パターン内においてミスへと導く。高品質の投影は、それゆえに、再現可能な結果を提供するリソグラフィシステムを得るために重要である。照射の差異は、偏向工程からの結果とされるものではない。
【００２７】
図２は、図１のリソグラフィシステムの小ビームブランカーアレイ９の実施形態の動作を概略的に示す。特に、図２は、小ビームブランカーアレイ９および小ビームストップアレイ１０を備えている小ビームモジュレータの部分の断面図を概略的に示す。小ビームブランカーアレイ９は、複数の開口が提供される。参照のために、ターゲット２４も示された。図は一定の比率で描画されない。
【００２８】
小ビームモジュレータの示された部分は、３つの小ビーム７ａ、７ｂおよび７ｃを変調させるように配置される。小ビーム７ａ、７ｂ、７ｃは、単一の源から発生するビームから、または単一のサブビームから生成され得る小ビームの単一のグループの部分を形成することができる。図２の小ビームモジュレータは、各々のグループに対する収束Ｐの共有点の方へと小ビームのグループを収束するために配置される。収束Ｐのこの共有点は、小ビームのグループのための光軸Ｏ上に、好ましくは設置される。
【００２９】
図２に示された小ビーム７ａ、７ｂ、７ｃを考慮すると、小ビーム７ａ、７ｃは、小ビームと光軸Ｏとの間に延びる入射角を有する。小ビーム７ｂの方向は、実質的に光軸に対して平行である。小ビームストップアレイ１０の基板によって被偏向小ビームのブロッキングを確立する小ビーム偏向の方向は、各々の小ビームに対して異なることができる。小ビーム７ａは、左の方へ、すなわち破線７ａ−によって示される図２の“−”の方向に偏向によってブロックされる。他方、小ビーム７ｂ、７ｃは、それぞれの小ビームのブロックを確立するように、右の方へ、すなわち“＋”の方向へ偏向される。これらのブロッキング方向は、それぞれ破線７ｂ＋および７ｃ＋によって示される。偏向方向の選択は、任意ではない点に留意する。例えば、小ビーム７ａに対して、破線７ａ＋は、小ビーム７ａの右の方への偏向が小ビームストップアレイ１０を介して通過する結果となることを示す。それゆえに、ライン７ａ＋に沿った小ビーム７ａの偏向は、不適当である。他方では、小ビーム７ｂの左への偏向は、破線７ｂ−によって示され、それはオプションである。
【００３０】
図３Ａは、図１のリソグラフィシステムで使用されることができる小ビームブランカーアレイ９の一部の断面図を概略的に示す。小ビームブランカーアレイ９は、複数のモジュレータ１０１を備えている。モジュレータは、第１の電極１０３ａ、第２の電極１０３ｂ、および開口１０５を備えている。電極１０３ａ、１０３ｂは、開口を横切る電界を生成するために開口１０５の対向する側面上に設置される。
【００３１】
光感応素子１０７は、パターンデータを伝送する光ビーム（図示せず）を受けるために配置される。光感応素子１０７は、電気的接続１０９を介して１つ以上のモジュレータ１０１に電気的に接続される。光感応素子１０７は、光ビームを介してパターンデータを受け、光信号を電気信号に変換し、そして、１つ以上の接続されたモジュレータ１０１の方へと電気的接続１０９を介して受けられ変換されたパターンデータを送り届ける。１つ以上のモジュレータ１０１は、それで通過する荷電粒子小ビーム、例えば受けられたパターンデータに従った電子小ビーム７を変調させる。光感応素子１０７は、光ビームによって運ばれるデータの適切な読取りを妨げる、反射光によって生じるバックグラウンド放射線を減らすために反射防止膜１０８が提供されることができる。
【００３２】
小ビームの変調は、従って小ビームブランカーアレイ９内の開口を横切る電界の印加を制御することに基づいてなされる。しかしながら、図１に示したようなリソグラフィシステムの実用は、効果的変調が必ずしも可能性でないことを示す。光感応素子１０７は、それらの表面上の散乱電子の収集のために電界源として働くことができることがわかる。これは、特に図３Ａ、３Ｂのコーティング１０８のような反射防止膜が使用される場合である。反射防止膜は通常、電気絶縁であり、そして、それは散乱する荷電粒子の比較的速い収集に結果としてなる。加えて、光感応素子、例えば光ファイバの方へ光を転送するために使用されるコンポーネントは、特に、それらが導電コーティングで完全には被覆されない場合に、同様に荷電粒子を集めることができる。
【００３３】
散乱する荷電粒子の局所的な収集によって生じられる電界の強さは、統計パラメータおよび他の制御不能なアクターに一般に依存する。それゆえに、フィールドがどれくらい大きいかおよびそれらが正確にどこに設置されるか予測することは、非常に難しい。実験は、散乱電子の収集から発生した電界が荷電粒子小ビームの位置に重要な影響を有しうることを示した。これは、小ビーム位置が不安定でありえることを意味する。さらにまた、荷電粒子小ビーム偏向の範囲は、同様に予測不可能になりうる。その結果、小ビームブランカーアレイによる変調によって得られたパターン化された小ビームは、光ビーム伝送パターンデータを介して小ビームブランカーアレイ９に提供されるパターンと一致するパターンを転送することができない。
【００３４】
図３Ｂは、シールド構造１１１が提供される小ビームブランカーアレイ９の一部の断面図を概略的に示す。シールド構造１１１は、電気導電構造であって、かつ光感応素子１０７の付近において生成される電界および／または磁場をシールドするために配置される。そしてそれは、例えば、モジュレータ１０５から、保護および／または反射防止目的のために光感応素子１０７をカバーすることができる電気絶縁層の上に配置される。この明細書にて表示「電界」の引用は、電気的なおよび／または磁気的なフィールドを意味すると理解されなければならないことに留意すべきである。
【００３５】
シールド構造１１１は、モジュレータ１０１によって生成されるフィールドを有する追加の電界の干渉を減らし、好ましくは除去する。電界干渉の減少または除去は、モジュレータ１０１による荷電粒子小ビーム７のより正確で強力な変調の結果としてなる。シールド構造１１１は、予め定められた電位に保たれる。好ましくは、シールド構造１１１は、グラウンド電位に接続される。
【００３６】
図３Ｂで分かるように、シールド構造は、必然的に小ビームブランカーアレイ９と接触してない。シールド構造１１１の目的は、光感応素子１０７の付近において生成される電界を遮断することである。小ビームブランカーアレイ９へのシールド構造１１１の固定された接続は、このような目的を達成するために基本的でない点に注意する。
【００３７】
図３Ｃは、図３Ｂのブランカーアレイの一部の断面図を概略的に示す。特に、図３Ｃは、シールド構造１１１の高さｈと、光感応素子１０７および小ビームブランカーアレイ９上へのシールド構造１１１の垂直な投影の間の距離ｄとの間の比率を示す。距離ｄは、以下で横のシールディング距離と呼ばれる。好ましくは、高さｈは、横のシールディング距離ｄと少なくともほぼ同じである。このようなディメンションは、光感応素子付近で生成された電界を効果的にシールドすることを可能にする。特に、高さｈが横のシールディング距離ｄの約２．５倍以上である場合、モジュレータの動作上、光感応素子付近において生成される電界の影響はごくわずかである。
【００３８】
図４は、本発明の実施形態において使用されることができる小ビームブランカーアレイ９のレイアウトの上面図を概略的に示す。図４に示される小ビームブランカーアレイ９は、ビームエリア１２１および非ビームエリア１２２に分けられる。ビームエリア１２１および非ビームエリア１２２の幅はほぼ同じであることが示されているけれども、これは基本的ではない。エリアのディメンションは、使用されるレイアウトに基づいて異なることができる。
【００３９】
ビームエリア１２１は、小ビームを変調させるための１つ以上のモジュレータを含む。非ビームエリア１２２は、１つ以上の光感応素子を含む。マスクレスリソグラフィシステムの光学カラム内でのビームエリア１２１および非ビームエリア１２２の使用は、モジュレータおよび光感応エリアの密度が増加することができる効果を有する。
【００４０】
図５Ａは、シールド構造１１１が提供される図４の小ビームブランカーアレイを概略的に示す。シールド構造１１１は、すなわち、少なくとも小ビームブランカーアレイ表面に対して実質的に垂直な方向の投影であり、そしてそれは非ビームエリア１２２内の光感応素子と、ビームエリア１２１内のモジュレータとの間に設置される。シールド構造１１１は、実質的に、光感応素子付近において生成される電界をシールドするために配置される。
【００４１】
図５Ａのシールド構造１１１は、開放式のボックス状構造を形成する側壁を具備するように記載される。側壁は、例えば付加構造１１１’への接続によって単一の本体に組み込まれることができる。単一の本体は、増加する機械式のローブスト性の利点を有する。さらに、構造１１１、１１１’は、より容易に扱われることができる。シールド構造１１１、１１１’を形成するように異なるコンポーネントの統合化は、例えば溶接によって、機能的なシールド構造１１１を形成している別個の壁に、部分１１１を追加することによって実施されることができる。あるいは、シールド構造は、例えば放電加工のような技術を使用して１つのピースから製造されることができる。統合シールド構造１１１、１１１’を生成することのさらに他の方法は、支持基板に異なるコンポーネントを取り付けることである。この基板は、小ビームブランカーアレイ９またはそのコンポーネントであることができるが、また、別個の適切な基板であることができる。
【００４２】
シールド構造１１１は、必然的かつ物理的に小ビームブランカーアレイ９に接続されない。十分に小ビームブランカーアレイ９の近い距離に設置される場合、シールド構造１１１は電界をまだ十分にシールドすることができる。
【００４３】
図５Ａに図示した実施形態において、シールド構造１１１は、部分１１１’を更に含む。この追加の部分１１１’は、シールド構造１１１に機械的な支持を提供することができる。いくつかの実施形態において、追加の部分１１１’は、電気ケーブルのような電界を生成している源を妨げる他のポテンシャルから生じる電気的なおよび／または磁気的なフィールドをシールドするために配置される。
【００４４】
シールド構造１１１に適している材料は、十分に高い導電率を有する材料である。加えて、材料は、十分な強さおよび加工性を有しなければならない。シールド構造の主成分として使用される典型的な適切な材料は、チタン（Ｔｉ）である。使用されることができる他の典型的な材料は、モリブデン（Ｍｏ）と、アルミニウム（Ａｌ）とを含む。例示的実施形態では、シールド構造は、Ｍｏで被覆されたＴｉプレートを使用して作成される。他の例示的実施形態において、シールド構造は、Ａｌスペーサを有するＭｏシートのスタックを含む。
【００４５】
図５Ｂは、本発明の実施形態において使用されることができる小ビームブランカーアレイ９の一部のより詳細なレイアウトの上面図を概略的に示す。ブランカーアレイ部分は、シールド構造１４１のために確保されるエリアに囲まれていることができるビームエリア１２１を含む。そして、それは図５Ａにおいて記載されるシールド構造１１１と大きさおよび形において同様であることができる。図４に関して議論されるように、小ビームブランカーアレイ９は、ビームエリア１２１のために、もしあるならシールド構造１４１のために確保されない全ての空間である非ビームエリアを効果的に更に含んでいる。シールド構造１４１は、実質的に、外部的に生成される電界をシールドするために、例えば非ビームエリアの中の光感応素子、例えばフォトダイオードの付近に配置される。
【００４６】
シールド構造１４１の示された実施形態は、開放式のボックス状構造を形成する側壁を具備するものとして記載される。また、シールド構造１４１は、必然的かつ物理的に小ビームブランカーアレイ９に接続されない。十分に小ビームブランカーアレイ９に近い距離の範囲内で設置される場合、シールド構造１４１は電界をまだ十分にシールドすることができる。
【００４７】
シールド構造１４１に適している材料は、十分に高い導電率を有する材料である。加えて、材料は、十分な強さおよび加工性を有しなければならない。シールド構造の主成分として使用される典型的な適切な材料は、チタン（Ｔｉ）である。使用されることができる他の典型的な材料は、モリブデン（Ｍｏ）と、アルミニウム（Ａｌ）とを含む。例示的実施形態では、シールド構造は、Ｍｏで被覆されたＴｉプレートを使用して作成される。他の例示的実施形態において、シールド構造は、Ａｌスペーサを有するＭｏシートのスタックを含む。
【００４８】
図５Ｂの小ビームブランカーアレイ部分は、小ビームブランカーアレイ９の中で伝送光信号および光感応素子のために配置される光ファイバ間の光インターフェースを決めるために確保される光インターフェースエリア１４３を更に含む。光感応素子、例えばフォトダイオードは、従って光インターフェースエリア１４３の中に配置される。光ファイバは、全体の光インターフェースエリア１４３またはその一部をカバーすることができる。光ファイバは、リソグラフィシステム使用中に、ビームエリア１２１の中で電子小ビームを物理的に妨げないように、光ファイバは適切に配置される。
【００４９】
加えて、小ビームブランカーアレイ９の非ビームエリアは、電力インターフェースエリア１４５を含む。電力インターフェースエリア１４５は、光インターフェースエリア１４３内で、適切に光感応素子および任意に他のコンポーネントに電力を供給するための電力配置（ｐｏｗｅｒ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を収容するために配置される。電力配置１４５は、ブランカーアレイ９に対して実質的に垂直で、そしてそこから離れる方向に延びることができる。このような配置１４５は、大きい表面積の上の電力線の広がりを可能にすることができる。そして、それは効率を改善し損失を減らす。それは例えば増加された放射表面積によって生じられる減少した熱抵抗による。
【００５０】
光インターフェースエリア１４３の側面上の電力インターフェースエリア１４５の位置は、光感応素子への比較的短い電源ラインの使用を可能にする。結果的に、異なる電力線間、すなわち近くの光感応素子との接続と、更に離れた光感応素子との接続との間の電圧降下の変化は、減少されることができる。
【００５１】
非ビームエリアは、更なる回路、例えばクロックおよび／または制御の収容を可能にするために、追加のインタフェースエリア１４７を更に含むことができる。電力インターフェースエリア１４５内の電力配置は、また、追加のインタフェースエリア１４７に十分な電力を提供するために配置されることができる。
【００５２】
図５Ｂは、いくつかのエリアの非常に特定のレイアウトを概略的に示すけれども、異なるレイアウトを有することが可能性であると理解される。同様に、異なるインタフェースエリアのサイズおよび形状は、特定のアプリケーションに依存して変化することができる。
【００５３】
図１に関して議論されるように、光ビームは、光ファイバアレーを使用することにより光感応素子の方へ向けられることができる。いくつかの実施形態において、ファイバアレイと光感応素子との間の距離を光の損失を減らすために比較的短く保つことは、有利である。
【００５４】
図６Ａは、図４の小ビームブランカーアレイ９の上に選択的に配置される光ファイバ配置１３１の例示的実施形態を概略的に示す。光ファイバ配置１３１は、非ビームエリア１２２内の光感応素子の方へパターンデータを伝送する光ビームをガイドするために配置される複数の光ファイバ１３３を備えている。ファイバ１３３は、それらが小ビームブランカーアレイ９のビームエリア１２１内の開口を通過するように配置される荷電粒子小ビームの通路を妨げないように、配置される。
【００５５】
図６Ａの典型的な光ファイバ配置１３１は、非ビームエリア１２２につき２つの部分を備える。第１の部分１３１ａは、１つの側から非ビームエリア１２２より上の空間に入る多くのファイバ１３３を備え、一方、第２の部分１３１ｂは、反対側で非ビームエリア１２２より上の空間に入る多くのファイバ１３３を備える。各々の部分１３１ａ、１３１ｂ内のファイバ１３３の数は、各々に対して等しくなることができる。異なる部分の使用は、ファイバ１３３あたりより多くの空間を許容し、およびファイバ１３３に損害を与える危険を減らす。
【００５６】
図６Ｂは、図６Ａに示される配置の実施形態のラインＶＩＢ−ＶＩＢ’に沿った断面図を概略的に示す。配置１３１の範囲内のファイバ１３３は、ファイバアレイ１３５で終端する。ファイバアレイ１３５の範囲内のファイバの端部は、小ビームブランカーアレイ９の非ビームエリアの中の光感応素子（図示せず）の方へ向けられる。ファイバアレイ１３５は、ファイバアレイ１３５内で十分に向きを定められなかったファイバ１３３によるアライメントエラーを最小化するために、小ビームブランカーアレイ９の表面の近傍において、好ましくは配置される。
【００５７】
図６Ｂの図示した実施形態において、シールド構造１１１は、非ビームエリア１２２内の位置から生じる電界に対して効果的なシールドを提供するように、完全に非ビームエリア１２２を受け入れる。図６Ｂで分かるように、本実施形態において、壁１１１の１つ以上の小開口１３７は、筐体にファイバ１３３の導入を可能にするために提供される。シールドするために、これらの開口１３７の断面積は、好ましくはできる限り小さい。部分の使用は、ファイバアレイ１３５の表面に対して実質的に垂直な方向の断面積のディメンションを減らすのを助けることができる。しかしながら、開口１３７の断面積の摩擦および／または曲げによるファイバ１３３のダメージを回避するために、いくぶん、より大きく選択されることができる。
【００５８】
図６Ｃは、図６Ａに示される配置の他の実施形態のラインＶＩＢ−ＶＩＢ’に沿った断面図を概略的に示す。この実施形態において、配置１６１の範囲内のファイバ１６３は、また、ファイバアレイを形成しているファイバ固定基板１６５にて終端する。ファイバ固定基板１６５の範囲内のファイバの端部は、小ビームブランカーアレイ９の非ビームエリア内の光感応素子（図示せず）の方へ向けられる。本実施形態において、シールド構造が不在である点に注意する。
【００５９】
図６Ｄは、図６Ｂ、６Ｃの実施形態の両方使用されうる光ファイバ配置の実施形態のより詳細な図を概略的に示す。図６Ｄの実施形態において、ファイバ固定基板１６５は、例えば、エッチングのような半導体処理技術を使用することによって複数の適切に配置された開口を有する基板を備える。ファイバ１６３は、開口にて配置され、そして接着剤１７１、例えば適切なグリュー（ｇｌｕｅ）を使用することにより固定される。固定基板１６５の開口を介して延びているファイバ１６３の高さの違いは０．２ミクロン未満であることが望ましい。これは、ファイバ１６３の配置および固定の後、基板を研磨することによって達成されることができる。
【００６０】
ファイバ１６３は、支持ユニット１７５を介して開口の方へガイドされることができる。支持ユニット１７５は、ファイバ１６３の曲げを単純化することができる。さらにまた、支持ユニット１７５の存在は、曲げプロセスの間に生じるキンク（ｋｉｎｋｓ）のような欠陥を回避することができる。ファイバ１６３および基板１６５の全体の配置は、例えば接着剤１７３を使用し、ファイバ１６３を互いに接続することによって、および好ましくは支持ユニット１７５にも接続することによって更に強化されることができる。基板１６５の開口の範囲内で使用される接着剤１７５は、ファイバ１６３を互いに、好ましくは支持ユニット１７５に固定するために使用される接着剤１７３と同様であることができる。固定基板１６５にファイバ１６３を固定することは、信頼性が高い光アウトプットを提供する丈夫なファイバアレイを提供する。ファイバ１６３を互いに、好ましくは支持ユニット１７３にも固定することは、設計のローブスト性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を更に改良する。
【００６１】
図７Ａは、図６Ｃ（それが図６Ｂのファイバアレイ１３５に等しくよく適用することができるけれども）のファイバ固定基板１６５内の光ファイバ１６３と、ブランカーアレイ９の非ビームエリア内の対応する光感応素子１０７との間のアラインメントのより詳細な図を概略的に示す。ファイバ固定基板１６５は、好ましくは約１００ミクロン未満の距離離れて、より好ましくは、約５０ミクロン未満の距離離れて光感応素子１０７の近傍に配置される。光感応素子１０７とファイバ端部との間の短い距離のために、減少された光損失にて光学コミュニケーションは、達成されることができる。例えば、このような位置は、ファイバ固定基板１６５内で十分に向きを定められなかったファイバ１６３によるアライメントエラーを最小化する。
【００６２】
ファイバ固定基板１６５のファイバ１６３およびブランカーアレイ９の光感応素子１０７のアラインメントは、好ましくは固定される。これは、ブランカーアレイ９上の標識（例えば光学標識）の使用法を含むことができるアライメント手順の後にされることができる。代わりとして、ファイバ固定基板１６５およびブランカーアレイ９上の光感応素子１０７のアレイの両方は、お互いに２つの構造のアラインメントが対応するファイバ１６３と光感応素子１０７との間の十分なアラインメントを導く十分な精度にて製造される。リソグラフィシステムの実際の操作の前の試験結果が特定のファイバ１６３および対応する光感応素子１０７の組合せが予め定められた仕様に従って実行しないことを示す場合には、このような組合せはリソグラフィ処理中に、制御ユニットによって除外されることができる。
【００６３】
図７Ｂは、図６Ｂ（それが図６Ｃのファイバ固定基板１６５に等しくよく適用することができるけれども）の光ファイバ配置のアラインメントのより詳細な図を概略的に示す。図７Ｂで分かるように、ファイバアレイ１３５の範囲内のファイバ１３３は、小ビームブランカーアレイ９の非ビームエリアにおいて設置される対応する光感応素子１０７と実質的に位置合わせされる。
【００６４】
図７Ｂに図示した実施形態において、ファイバアレイ１３５は、マイクロレンズ１３８のアレイを含む。マイクロレンズ１３８の使用は、光通信を改善する。マイクロレンズ１３８は、光感応素子１０７上にそれぞれのファイバ１３３を出ている光に焦点を合わせるために配置される。マイクロレンズ１３８は、それで光感応素子１０７の受光表面で、光ビーム１３９のスポットサイズを縮小する。マイクロレンズの使用は、ファイバアレイ１３５と光感応素子１０７との間のアライメント要求を緩和する。最も、全てではないにしてもまだそれぞれのファイバ１３３を出ている光がその受光表面上へ落ちるので、縮小されたスポットサイズの少ない偏差は光感応素子によってまだ処理されることができる。
【００６５】
マイクロレンズ１３８を使用する代わりに、ファイバアレイ１３５は、減らされた光損失をとコミュニケーションを達成するために、光感応素子１０７の近傍において配置されることができる。このような配置の実施形態は図７Ａに示される。このような配置は、それがマイクロレンズ１３８の欠如のためにより複雑でないという効果がある。
【００６６】
図８Ａ、８Ｂは、ブランカーアレイ９にファイバアレイを形成しているファイバ固定基板１６５を固定する２つの異なる方法を概略的に示す。両方の図において、ファイバ１６３および光感応素子１０７の単一の組合せだけが示される。
【００６７】
図８Ａにおいて、ファイバ固定基板１６５は、接着剤１９１を使用することにより、ブランカーアレイ９に接続される。接着剤１９１は、適切なグリュー（例えばエポキシグリュー）であることができる。接着剤と光感応素子１０７との間に接点がないように、接着剤１９１はブランカーアレイ９と接触する。固定のこの方法は、少量の接着剤の使用を可能にして、そして、実行するのが容易である。
【００６８】
また、マイクロレンズなしで図７Ａに示されるように、ファイバ１６３を出ている光ビーム１８１は発散する。その結果、ブランカーアレイ９の表面上のビームスポットサイズは、ファイバ固定基板１６５とブランカーアレイ９との間の距離の増加と共に増加する。さらにまた、単位面積あたりのビームスポットの光の強度は、減少する。それゆえに、距離の増加は、光感応素子１０７によって捕獲されることができる光量を減らす。光感応素子１０７が適当な動作のために特定の最小光量を捕獲可能であることを必要とするので、ファイバ固定基板１６５とブランカーアレイ９との間の距離があまりに大きくなる場合には、アライメントエラーはより重大な影響となり得る。
【００６９】
ある場合、特に、ファイバと光感応素子との間の距離を減らすことが望ましくないときには、図８Ｂに概略的に示されるように、固定は好ましくは適切な透明な接着材層１９３（時々下層と称する）を使用してなされる。透明な接着材層１９３は、ブランカーアレイ９およびファイバ固定基板１６５の大部分と接触し、そして効果的にブランカーアレイ９と基板１６５との間のギャップを埋める充填材として働くことができる。
【００７０】
図８Ａに示される接着剤１９１とは逆に、接着材層１９３は、また、光感応素子１０７と接触している。接着材層１９３内の材料は、光学ファイバ１６３を出る光ビーム１８１の開口角度を減らすのに十分に高い屈折率を有する。
【００７１】
十分に高い屈折率を有する接着材層１９３の使用は、アラインメント公差が改良される効果がある。例えば、図８Ａで、光学ファイバ１６３を出る光ビーム１８１は、光感応素子１０７が完全にカバーされるような開口角度αを有する。しかしながら、光ファイバ１６３と光感応素子１０７との間のアラインメントが完全でない場合、一部の光は光感応素子１０７上へ落ちてはこない。結果的に、光感応素子１０７によって受けられる光出力は、不完全なアラインメントによって容易に減少する。
【００７２】
図８Ｂにおいて、十分に高い屈折率を有する材料を備えている接着材層１９３の存在のために、ファイバ１６３を出る光の開口角度は、開口角度α’を有する。ここでα’は、αより小さい。より小さい開口角度は、光感応素子上へ落ちる小ビームのスポットサイズを減らし、一方、スポットの光出力は同じである。結果的に、図８Ｂに概略的に示されるように、光ファイバ１６３および光感応素子が距離ｄｘの上へミスアライメントされた場合でさえ、光感応素子１０７はまだ全体のビーム１８１を捕獲する。そして感応素子によって受けられる光出力が、ミスアライメントがこのような距離ｄｘより大きくなる場合には単に減少してスタートするだけである。
【００７３】
接着材層１９３のための適切な材料は、ファイバ１６３によって放射される光に実質的に透明であり、かつ十分に高い屈折率、例えば１．４を超え、好ましくは約１．５を超える屈折率を有しているエポキシ接着剤またはグリューである。
【００７４】
他の固定組立が同様に使用されることができると認識される。例えば、ファイバ固定基板１６５およびブランカーアレイ９は、Ｄｏｗｅｌピンのような接続用素子を使用することにより、共に固定されることができる。
【００７５】
さらにまた、小ビームブランカーアレイおよび固定されたファイバ基板のうちの少なくとも１つは、１つ以上の相互位置決めエレメントによって提供されることができる。このような位置エレメントの実施例は、突起およびストップを含むが、これに限定されるものではない。
【００７６】
図９は、小ビームブランカーアレイ９の局所配置の上面図を概略的に示す。小ビームブランカーアレイ９は、ビームエリア１２１および非ビームエリア１２２に再び分けられる。図９において、ビームエリア１２１および非ビームエリア１２２は、上記したように、シールド構造１１１を形成する壁によって分離される。
【００７７】
ビームエリア１２１は、複数のモジュレータ１０１を備える。非ビームエリア１２２は、複数の光感応素子１０７を備える。光感応素子１０７の適切な実施形態は、フォトダイオードおよびフォトトランジスタを含むが、これに限定されるものではない。
【００７８】
非ビームエリア１２２は、デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）１４０を更に含む。この実施形態において、光感応素子１０７によって受けられる光信号は、複数のモジュレータ１０１のための情報を含む多重化信号（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  ｓｉｇｎａｌｓ）である。光感応素子１０７によって受けられる信号は、デマルチプレクサ１４０へ転送される。デマルチプレクサ１４０は、信号を非多重化し、デディケート（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）された電気的接続１４２を介して適切なモジュレータ１０１に前方へ（ｆｏｒｗａｒｄｓ）信号を非多重化（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ）した。
【００７９】
多重化された光信号、デマルチプレクサ１４０および非多重化された電気信号の結果として、光感応素子１０７の数は、モジュレータ１０１の数より低い。限定された数の光感応素子１０７を有することは、非ビームエリア１２２のディメンションの縮小を可能にする。ビームエリア１２１は、従ってブランカーアレイ９の単位面積当たりのモジュレータ１０１の数を増加させるために、共により密接に配置されることができる。モジュレータ１０１の同数が使用される場合、非多重化された実施形態と比較して、小ビームブランカーアレイ９のレイアウトはそれよりコンパクトになる。ブランカーアレイ９のディメンションが実質的に同じである場合、より多くのモジュレータは使用されることができる。別法として、非ビームエリア１２２のサイズを減少させる代わりに、図９で示すような多重化された実施形態の使用は、より大きな受光エリアを有する光感応素子１０７の使用を可能にすることができる。光感応素子１０７当たりのより大きい受信面積の使用は、適切な光感応素子１０７の方へ光信号を向けるために必要な光学部品の複雑さを減らし、および光ビームおよび光感応素子１０７のアラインメントに関連した要求を軽減することができる。
【００８０】
図１０は、小ビームブランカーアレイ９の他の局所配置の上面図を概略的に示す。図９に図示した実施形態とは対照的に、シールド構造１１１は、ここで非ビームエリア１２２内の光感応素子１０７およびデマルチプレクサ１４２の部分を受け入れる。このモジュール方式は、デマルチプレクサ１４２のような故障しているチャンネルおよび／またはコンポーネントがより容易に修正されることができる効果を有する。
【００８１】
図１１は、小ビームブランカーアレイ９のさらに他の局所配置の上面図を概略的に示す。図１０に図示した実施形態とは対照的に、シールド構造１１１は、ここで単に非ビームエリア１２２内の光感応素子１０７を受け入れるだけである。
【００８２】
先行する実施形態、特に図６Ａ−６Ｄに関して記載される実施形態が光ファイバを介して光感応素子の付近の位置の方へ光ビーム伝送パターンデータの転送をするために向けられたけれども、このようなパターンデータが自由空間光通信（ｆｒｅｅ  ｓｐａｃｅ  ｏｐｔｉｃｓ）を使用して、特に小ビームブランカーアレイの近くのエリアで、転送されることができる点に注意する。自由空間光通信の使用は、空間がファイバの収容能力のために確保される必要はない効果がある。さらにまた、異なる光路は、ミラーのような光学素子を使用することにより生成されることができる。自由空間光通信の光学素子の使用は、光路を形成する柔軟性を増加させる。光ファイバの機械的な限定（例えば小さい空間において曲がる限られた能力）は、影響を及ぼさない。
【００８３】
図１２は、自由空間光通信を使用しているシールド構造１１１の実施形態を有する小ビームブランカーアレイ９の断面図を概略的に示す。ここで破線の矢印によって示される光ビーム１３９は、ほぼ９０度の入射角を有する。これが基本的でない点に注意する。
【００８４】
図１２に示されるシールド構造１１１の具体例は、その上に延びている側壁１６１を提供される基板１６０を含む。側壁１６１は、小ビームブランカーアレイ９内の１つ以上の開口１０５と位置合わせされる基板１６０の中で、開口１６５に隣接して設置される。図１２の小ビーム７が小ビームアレイ９に実質的に垂直であると認めるけれども、これが基本的でない点に注意する。
【００８５】
側壁１６１は、導電材料で適切にできている。いくつかの実施形態において、側壁１６１は、開口１６５周辺に取り囲むように配置される。いくつかの他の実施形態において、側壁１６１は、１つ以上の光感応素子１０７によって規定される横方向エリア周辺を取り囲むように配置される。このような場合、側壁１６１の構造は、光感応素子の横方向エリア周辺で延びている側壁および開口１６５周辺で延びている側壁を含んで提供されることができる。シールド構造１１１は、小ビームブランカーアレイ９に封止される必要はない。
【００８６】
図９に概略的に示されるように、シールド構造１１１の実施形態は局所的な配置（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に特に適している。一方向（図９において縦方向）の側壁の長い延長、シールド構造１１１の高さの要求は、データ伝送光ビームが光感応素子１０７上へ向けられることができる角度に重要な影響を及ぼさない。特に、シールド構造の高さが実質的に横のシールディング距離より大きいデザインで使用される場合、それはシールド構造を形成する壁の方向に対して実質的に垂直な重要なコンポーネントを有する方向から光を導入し、光が光感応素子１０７に達することができる角度を制限する。
【００８７】
ビームが側壁方向に対して実質的に垂直な重要なコンポーネントを有する方向から生じる場合、シールド構造１１１を形成する側壁の方向のシールドされたエリアの長い延長は、光ビームのこのような限定された可能なエントリを生じることを確かにする。重要なシールドがこれらの方向において必要でないように、側壁方向に実質的に平行の方向からの入射が非常に広く変化するとき、光はシールドされたエリア内に接続させることができる。
【００８８】
上述したように、シールド構造１１１は、小ビームブランカーアレイ９に、必然的に物理的に接続されない。しかしながら、いくつかの実施形態で、両方の構造は接続される。例えば、図１３は、シールド構造１１１がソルダーボール１７０を使用してブランカーアレイ９に接続される実施形態を示す。ソルダーボール１７０は、ＩＣ製造において共通して使うパッシベーション層（図示せず）を介して延びることができる。このような半田付けの接続の使用は、特に比較的小さいエリア（例えば図１０、１１で示す局所的な配置を有する実施形態）を受け入れるシールド構造１１１の実施形態に適していることができる。
【００８９】
さらに、上記の実施形態で、シールド構造１１１は、横のシールディング距離にディメンションにおいて少なくとも同じである高さを有する壁状の構造である。しかしなから、いくつかのアプリケーションでは、開口１７５を有するプレート１７１を備えているシールド構造１１１を使用するのに十分である。いくつかの開口は小ビームブランカーアレイ９内の開口１０５と位置合わせされる。一方、他は、光ビーム（図示せず）を伝えているデータによってこれらのエレメントの照明を可能にするために光感応素子１０７と位置合わせされる。
【００９０】
図１３に図示した実施形態は、モジュレータ１０５の静電偏向装置１０３ａ、１０３ｂを有する異なる高さで光感応素子１０７の接続を可能にするために配置される相互接続構造体１７３が提供される小ビームブランカーアレイ９を含む。このようなマルチレベル接続構造は、小ビームブランカーアレイ９内のモジュレータピッチを減らすことができる。
そして、それはよりコンパクトな設計に結果としてなりうる。
【００９１】
プレート１７１は、小ビームブランカーアレイ９に、例えばソルダーボール１７０を介して、物理的に接続されることができる。しかし、いくらかの距離に置かれることもでき、それは破線の等高線が提供される構造１７１’によって図１３に示す。このようなケースにおいて、小ビームブランカーアレイ９および構造１７１’は、両方の構造が各々に関して適切に位置合わせされることを確実にするために、同じフレームに接続されることができる。構造１７１’とブランカーアレイ９との間の距離は、電界シールドの所望の範囲および光感応素子１０７を「ヒット」するように光ビームを伝送するデータのために利用できる角度に基づいて適切に設計されることができる。
【００９２】
プレート１７１、１７１’は、開口が穿孔によって成型される金属片であることができる。このようなピースの実施例は半導体産業においてリードフレームとして称される。あるいは、プレート１７１、１７１’は、例えば１つ以上の適切なエッチング技術を使用することにより作成される半導体またはスルーホールが提供されたセラミック基板の形をとることができる。
【００９３】
荷電粒子小ビーム７の方向が基本的でない点に注意する。図１３に図示された実施形態は、また、使用されることができる。一方、パーティクル小ビーム７が実質的に上方の方向の開口１０５を通過する。
【００９４】
図１４は、シールド構造１１１が提供される小ビームブランカーアレイ９のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の小ビームブランカーアレイ９は、第１の基板２００と第２の基板２０１を備えている。偏向装置１０３ａ、１０３ｂを有するモジュレータは、第１の基板２００に規定される。光感応素子１０７は、第２の基板２０１の表面に規定される。ソルダーボール２０２は、第１の基板２００から第２の基板２０１への機械的結合を提供し、および光感応素子１０７と偏向装置１０３ａ、１０３ｂとの間の電気接続を提供し、および／または、何らかの中間の回路を提供する。光ビーム１４１は、ここで反対方向（例えばカラムの頂部側）から、光感応素子１０７に到着する。それに対して、放射開口（ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）２０５は、第１の基板２００に存在する。示された実施形態において、シールド構造１１１は、第２の基板２０１に接続されて、そして側壁という形をとる。側壁は、単一の方向（例えば図９の局所配置を参照）に延びることができるかまたは１つ以上の光感応素子１０７（例えば図１０および１１の局所配置を参照）を受け入れることができる。
【００９５】
本発明は、上で議論される特定の実施形態を参照することによって記載される。これらの実施形態は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、当業者にとって公知のさまざまな修正および代替物形状に影響されやすいと認識される。したがって、特定の実施例が記載されているけれども、これらは実施例だけであって、本発明の範囲を制限するものではない。そして、それは添付の特許請求の範囲において規定されるものである。
【図１】
2019033285.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
2019033285.tif 000005
【図３Ｂ】
2019033285.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
2019033285.tif 000009
【図５Ｂ】
2019033285.tif 000010
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月3日(2018.12.3)
【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】
複数の荷電粒子小ビームを使用してターゲットの表面上にパターンを転送する荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムであって：
−  複数の荷電粒子小ビームを生成するためのビーム発生装置と；
−  パターンに係る複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアと、モジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供され、および１つ以上の光感応素子を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続されており、およびパターンデータを伝えている光ビームを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するように配置されている、小ビームブランカーアレイと；
−  １つ以上の光感応素子の方へパターンデータを伝えている光ビームをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；
−  前記ターゲット表面上へパターン化された小ビームを投影するためのプロジェクションシステムと；を具備し、
前記表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上への光ファイバ配置の投影は、第２のエリア内に完全に落ちる、システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
本発明は、上で議論される特定の実施形態を参照することによって記載される。これらの実施形態は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、当業者にとって公知のさまざまな修正および代替物形状に影響されやすいと認識される。したがって、特定の実施例が記載されているけれども、これらは実施例だけであって、本発明の範囲を制限するものではない。そして、それは添付の特許請求の範囲において規定されるものである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  複数の荷電粒子小ビームを使用してターゲットの表面上にパターンを転送する荷電粒子マルチ小ビームリソグラフィシステムであって：
−  複数の荷電粒子小ビームを生成するためのビーム発生装置と；
−  パターンに係る複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアと、モジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供され、および１つ以上の光感応素子を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続されており、およびパターンデータを伝えている光ビームを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するように配置されている、小ビームブランカーアレイと；
−  １つ以上の光感応素子の方へパターンデータを伝えている光ビームをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；
−  前記ターゲット表面上へパターン化された小ビームを投影するためのプロジェクションシステムと；を具備し、
前記表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上への光ファイバ配置の投影は、第２のエリア内に完全に落ちる、システム。
［２］  前記第１のエリアおよび前記第２のエリアは、隣接の細片の形をとり、
各々の細片は、２つの実質的に平行な長い側および２つの実質的に平行した短い側を有し、
前記小ビームブランカーアレイの上の前記光ファイバ配置の投影は、その短い側で第２のエリアの境界を横断する、［１］のシステム。
［３］  前記光ファイバ配置は、組立てられたグループとしてパターンデータを伝えている光ビームを提供するためのファイバアレイを備える、［１］又は［２］のシステム。
［４］  前記ファイバアレイは、固定された接続によって前記複数の光ファイバの端セクションを収容するファイバ固定基板によって形成される、［３］のシステム。
［５］  前記ファイバ固定基板は、複数の開口を備え、
前記ファイバは、前記開口の中に位置づけられ、および接着剤を使用して前記基板に固定されている、［４］のシステム。
［６］  前記固定基板の開口を介して延びている前記ファイバの高さの差は、０．２ミクロン未満である、［５］のシステム。
［７］  前記光ファイバ配置は、前記開口の方へ前記ファイバをガイドするための支持ユニットを更に備える、［５］または［６］のシステム。
［８］  少なくとも１つのファイバは、前記支持ユニットに接続される、［７］のシステム。
［９］  少なくとも２つの光ファイバは、互いに接続される、［４］−８のいずれか１項のシステム。
［１０］  前記光ファイバ配置は、複数のマイクロレンズを更に備え、
前記マイクロレンズは、前記複数のファイバのファイバに対応する、先行するいずれか１項のシステム。
［１１］  前記システムは、１つ以上のモジュレータから１つ以上の光感応素子に近接して生成される電界を実質的にシールドするための電気導電材料のシールド構造を更に備え、
前記シールド構造は、予め定められたポテンシャルにセットされるように配置される、先行するいずれか１項のシステム。
［１２］  前記シールド構造は、長さおよび高さを有する壁を備え、
実質的に前記壁の高さと平行で、かつ実質的に前記壁の長さに対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの基板表面上の投影は、第２のエリアから第１のエリアを切り離す、［１１］のシステム。
［１３］  前記シールド構造は、開放式のボックス状構造を形成している側壁を備える、［１１］または［１２］のシステム。
［１４］  前記シールド構造の少なくとも１つの側壁は、前記シールド構造によって受け入れられる体積に光ファイバのエントリを収容するための開口を備える、［１３］のシステム。
［１５］  荷電パーティクルマルチ小ビームリソグラフィシステムための変調装置であって：
−  パターンに係る複数の小ビームをパターン化するための小ビームブランカーアレイであって、小ビームブランカーアレイは１つ以上のモジュレータを備えている第１のエリアと、モジュレータが無い第２のエリアとを備えている基板が提供され、および１つ以上の光感応素子を備えており、１つ以上の光感応素子は１つ以上のモジュレータに電気的に接続されており、およびパターンデータを伝えている光ビームを受け、１つ以上のモジュレータに受けられたパターンデータを提供するように配置されている、小ビームブランカーアレイと；
−  １つ以上の光感応素子の方へパターンデータを伝えている光ビームをガイドするための、複数の光ファイバを備えている光ファイバ配置と；を具備し、
前記表面に対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの表面の上への光ファイバ配置の投影は、第２のエリア内に完全に落ちる、変調装置。
［１６］  前記第１のエリアおよび前記第２のエリアは、隣接の細片の形をとり、
各々の細片は、２つの実質的に平行な長い側および２つの実質的に平行した短い側を有し、
前記小ビームブランカーアレイの上の前記光ファイバ配置の投影は、その短い側で第２のエリアの境界を横断する、［１５］の変調装置。
［１７］  前記光ファイバ配置は、組立てられたグループとしてパターンデータを伝えている光ビームを提供するためのファイバアレイを備える、［１５］又は［１６］の変調装置。
［１８］  前記ファイバアレイは、固定された接続によって前記複数の光ファイバの端セクションを収容するファイバ固定基板によって形成される、［１７］の変調装置。
［１９］  前記ファイバ固定基板は、複数の開口を備え、
前記ファイバは、前記開口の中に位置づけられ、および接着剤を使用して前記基板に固定されている、［１８］の変調装置。
［２０］  前記固定基板の開口を介して延びている前記ファイバの高さの差は、０．２ミクロン未満である、［１９］の変調装置。
［２１］  前記光ファイバ配置は、前記開口の方へ前記ファイバをガイドするための支持ユニットを更に備える、［１９］または［２０］の変調装置。
［２２］  少なくとも１つのファイバは、前記支持ユニットに接続される、［２１］の変調装置。
［２３］  少なくとも２つの光ファイバは、互いに接続される、［１８］−２２のいずれか１項の変調装置。
［２４］  前記光ファイバ配置は、複数のマイクロレンズを更に備え、
前記マイクロレンズは、前記複数のファイバのファイバに対応する、［１５］−２３ｎｏいずれか１項の変調装置。
［２５］  前記変調装置は、１つ以上のモジュレータから１つ以上の光感応素子に近接して生成される電界を実質的にシールドするための電気導電材料のシールド構造を更に備え、
前記シールド構造は、予め定められたポテンシャルにセットされるように配置される、［１５］−２４のいずれか１項の変調装置。
［２６］  前記シールド構造は、長さおよび高さを有する壁を備え、
実質的に前記壁の高さと平行で、かつ実質的に前記壁の長さに対して垂直な方向の小ビームブランカーアレイの基板表面上の投影は、第２のエリアから第１のエリアを切り離す、［２５］の変調装置。
［２７］  前記シールド構造は、開放式のボックス状構造を形成している側壁を備える、［２５］または［２６］の変調装置。
［２８］  前記シールド構造の少なくとも１つの側壁は、前記シールド構造によって受け入れられる体積に光ファイバのエントリを収容するための開口を備える、［２７］の変調装置。
【外国語明細書】
2019033285000001.pdf