(57)【要約】      （修正有）【課題】処理時間の短縮を可能にしつつ構造の位置の規定における高精度を維持しかつ任意の位置ずれを補正するターゲット照射方法を提供する。【解決手段】ターゲットは該ビームによる露光が行われるべき露光領域を含み、所望のパターンの露光はターゲット上の複数の露光位置（ｐｘ２'）を用いて行われる。各露光位置は均一なサイズ及び形状の複数の露光スポットのうちの１つの位置を表し、各露光スポットは所望のパターンの少なくとも１つのパターンピクセルをカバーする。露光位置はターゲット上のそれぞれの固定位置に規定された複数の互いに離れたクラスタ領域（Ｌ４）内に配置される。各クラスタ領域において、露光位置は隣の隣接露光位置に対し所与の隣接距離（ｅｘ、ｅｙ）内にあり、複数のクラスタ領域は露光位置が存在しない空間（ＬＶ）だけ互いに分離されており、該空間は隣接距離（ｅｘ、ｅｙ）の少なくとも２倍の幅（ｖｘ、ｖｙ）を有する。【選択図】図１２
2019071411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子からなるエネルギー放射のビームをターゲットに照射する方法であって、前記ターゲットは前記ビームによる露光が行われるべき露光領域（ｒ１）を含み、該方法は、以下のステップ：
-  前記露光領域内の固定ピクセル位置（ｐｘ、ｐｘ０、ｐｘ１）に位置付けられる複数のパターンピクセルを規定すること、
-  前記露光領域（ｒ１）を、所定の幅（ｙ０）を有する複数のストライプ（ｓ１、ｓ２、ｓ３）に分割すること、
-  各ストライプに対して前記ターゲット上に複数の露光位置（ｐｘ０、ｐｘ１）を規定すること、但し、各露光位置は複数の露光スポットの１つの位置を表し、該露光スポットは均一なサイズ及び形状を有し、各露光スポットは少なくとも１つのパターンピクセルをカバーすること、
-  前記放射に対し透過性の複数のアパーチャ（２６）を有するパターン規定装置（４）を提供すること、
-  前記パターン規定装置を照明ワイドビーム（１ｂ）によって照明すること、該照明ワイドビーム（１ｂ）は前記アパーチャを通って前記パターン規定装置を横断し、それによって、対応する複数のビームレットからなるパターン化ビーム（ｐｂ）が形成されること、
-  前記ターゲット（１６）の位置において前記パターン化ビームからパターン画像（ｐｍ）を形成すること、該パターン画像は前記複数のアパーチャの少なくとも一部の画像（ｂ１）を含み、該画像は所望のパターンに従って前記露光スポットを順次露光すること、
-  前記ターゲット（１６）と前記パターン画定装置（４）との間の相対移動を生成することにより、前記ストライプに対応する経路に従って前記ターゲット上における前記パターン画像の移動を生成すること、移動方向（ｓｄ）を横切る方向における前記パターン画像（ｐｍ）の幅は少なくともそれぞれのストライプの幅（ｙ０）であること、
を含み、
複数の露光位置（ｐｘ０、ｐｘ１）を規定するステップは、前記ターゲット上のそれぞれの固定位置において規定される互いに分離された複数のクラスタ領域（Ｌ４、Ｌ９）について行われること、及び、
-  各露光位置が前記クラスタ領域（Ｌ４、Ｌ９）のうちの１つの内部にあるように前記露光位置の位置を規定すること、但し、前記クラスタ領域の各々は各露光位置（ｐｘ０、ｐｘ１）が同じクラスタ領域の少なくとも１つの露光位置に対して所与の隣接距離（ｕｂ；ｅｘ、ｅｙ）以内にあるように配置された複数の露光位置を含み、前記隣接距離は前記ターゲット上に生成されるアパーチャの画像のサイズよりも小さいこと、
を含み、
前記クラスタ領域は露光位置が存在しない空間によって互いに分離され、前記空間は前記露光領域内の少なくとも１つの方向に沿って前記隣接距離（ｕｂ；ｅｘ、ｅｙ）の少なくとも２倍の幅（ｕｘ、ｕｙ；ｖｘ、ｖｙ）を有すること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
複数のストライプ（ｓ１、ｓ２ ... ｓｎ、ｓ９１、ｓ９２）が描画されること、但し、各ストライプ（ｓ９１、ｓ９２）はそれぞれのストライプ内の前記クラスタ領域に対する露光位置のグリッド位置のサブセット（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ２１、Ｇ２２）に関連付けられること、異なるストライプのサブセットは、互いに異なり、及び、一緒に合わせられると、前記クラスタ領域内の前記露光位置（ｐｘ０、ｐｘ１）を完全にカバーするよう結合すること、
を特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記クラスタ領域のそれぞれは、グリッド位置のそれぞれのサブセットに関連付けられた少なくとも２セットの露光位置を含むこと、及び、該少なくとも２セットの露光位置の各々は最小の数の露光位置を含むこと、但し、前記最小の数はすべてのクラスタ領域に対して有効であり、前記最小の数は４、５又はそれより大きいこと、
を特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記少なくとも２セットの露光位置の各々について、同じサブセットのグリッド位置に関連付けられている異なるクラスタ領域の露光位置の空間的配置は、夫々のクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、同じであること、
を特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記クラスタ領域の各々は複数の数の露光位置を含むこと、但し、該複数の露光位置は全てのクラスタ領域に共通の最小の数以上であり、該最小の数は４、５又はそれ以上であること、
を特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
各クラスタ領域のサイズは、前記移動方向に平行な方向及びその方向に対する横方向の両方に関し、前記ターゲット上に結像されるアパーチャの画像（ｂ１）のサイズよりも少なくとも３／２の倍率だけより大きいこと、
を特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
前記クラスタ領域内の位置の配置は１つのクラスタ領域から次のクラスタ領域まで繰り返されること、
を特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記ターゲット上に同時に露光される露光位置の当該位置は、前記パターン規定装置（４）における前記アパーチャの規則的な２次元配置の投影画像に直接対応する２次元グリッドに従って配置されること、
を特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
クラスタ領域の各々について、それぞれのクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、露光位置の空間的配置は異なるクラスタ領域について同じであること、
を特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記クラスタ領域の中心位置のセットは、前記ターゲット上のアパーチャ画像の位置によって表されるいくつかの位置決めグリッドの結合体（union）であること、
を特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、
前記クラスタ領域は所定の位置に位置付けられること、但し、該所定の位置は前記露光領域内の前記ターゲット上に規則的配置を形成し、該規則的配置は前記２次元グリッドのスーパーセットに対応すること、
を特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項２に記載の方法において、
各ストライプ（ｓ９１、ｓ９２）は、前記主方向（ｓｄ）に沿って配置された少なくとも２列のクラスタ領域を含むこと、
を特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、
１つのクラスタ領域内で、前記露光位置（１２０〜１２４、１３１〜１３４）は規則的なグリッドに沿って配置されること、
を特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、
１つのクラスタ領域内で、前記露光位置（１４１〜１４４）は前記移動方向（ｓｄ）に関し互いに対し斜めの角度で配置されていること、
を特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、
１つのクラスタ領域内で、前記露光位置のセットは規定の空間的配置で配置された一群の露光位置を含むこと、但し、該規定の空間的配置は該一群の露光位置の各々が露光されたとき、所定の形状（１２５、１３５、１４５）を生成するよう構成されること、
を特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、
前記クラスタ領域は複数のラインに沿って配置されること、但し、該複数のラインは均一なオフセット（Ｐ）をなして位置付けられること、
を特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記複数のラインの前記ラインは、前記ターゲット上に予め形成されるラインパターンのライン（Ｌ）に対応すること、及び、前記クラスタ領域は規則的な間隔をなして前記ラインに沿って配置されること、
を特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法において、
前記隣接距離（ｕｂ、ｅｘ、ｅｙ）は、アパーチャの画像の公称サイズ（ｂ）以下であること、
を特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法において、
前記露光位置は露光されるべきパターンピクセル（ｐｘ）の実際パターン（ｐｓ）に応じたそれぞれの露光線量で選択的に露光されること、但し、該露光位置（ｐｘ０、ｐｘ１）の位置は該実際パターンに依存しないこと、
を特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法において、
それぞれのパターンピクセルを前記ターゲット上の露光位置に露光するために、一定のタイミングの露光ステップ（Ｔ１）が用いられること、及び、該露光ステップ（Ｔ１）の間、前記パターン画像の位置は、少なくとも主方向に沿った前記相対移動に関し前記ターゲットと共に移動され、露光ステップ（Ｔ１）と露光ステップ（Ｔ１）の間に、前記パターン画像の位置が前記ターゲットに対して変更され、前記パターン規定装置の位置に対する前記パターン画像の位置の移動を全般的に補償すること、前記露光ステップの持続時間は、前記主方向に沿った均一な前進距離（ＬＧ）に対応すること、但し、該前進距離は、前記主方向に沿った同じ部分グリッド内のアパーチャ画像のサイズよりも大きいこと、
を特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の方法において、
前記クラスタ領域は、前記移動方向に平行な方向及びその方向に対する横方向の両方に沿って、露光位置が存在しない空間によって互いに分離されていること、
を特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項６に記載の方法において、
前記倍率は、前記ターゲット上に結像されるアパーチャの画像（ｂ１）のサイズの少なくとも２倍であること、
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年９月１８日に出願された欧州特許出願第１７１９１５５３．１号についてパリ条約上の優先権の利益を主張する。該欧州特許出願の全内容は引用を以って本書に繰り込み、ここに記載されているものとする。
本発明は、荷電粒子、特に電子またはイオンで形成されるビームを用いるリソグラフィ処理方法の分野に関する。より具体的には、本発明は、荷電粒子からなるエネルギー放射のビームでターゲットを照射する方法に関し、該ターゲットは上記ビームによる露光が行われるべき露光領域を含み、該方法は、以下のステップ：
-  前記露光領域内の固定ピクセル位置に位置付けられる複数のパターンピクセルを規定すること、
-  前記露光領域を所定の幅を有する複数のストライプに分割すること（かくして、これらのストライプは、一緒に合わせられて、該露光領域をカバーする）、
-  各ストライプについて、ターゲット上に複数の露光位置を規定すること、但し、各露光位置は複数の露光スポットの１つの位置を表し、露光スポットは均一なサイズ及び形状を有すること；各露光スポットは少なくとも１つのパターンピクセルを、好ましくは（例えば、ｏｘ×ｏｙピクセルの矩形内の）直接的に隣接する複数のパターンピクセルをカバーすること、
-  前記放射に対し透過性の複数のアパーチャを有するパターン規定装置を提供すること、
-  前記パターン規定装置を照明ワイドビームによって照明すること、該照明ワイドビームは前記アパーチャを通ってパターン規定装置を横断し、それによって、対応する複数のビームレットからなるパターン化ビームが形成されること、
-  ターゲットの位置において前記パターン化ビームからパターン画像を形成すること、該パターン画像は複数のアパーチャの少なくとも一部の画像を含み、これらの画像は所望のパターンに従って露光スポットを順次露光すること、
-  前記ターゲットとパターン規定装置との間の相対移動を生成することにより、前記ストライプに対応する経路に従ってターゲット上に前記パターン画像の移動を生成すること、
移動方向を横切る方向における前記パターン画像の幅は少なくともそれぞれのストライプの幅であること
を含む。
【背景技術】
【０００２】
上述のタイプの方法及びそのような方法を使用する荷電粒子マルチビーム処理装置は従来技術において既知である。とりわけ、本出願人は、荷電粒子光学系、パターン規定（ＰＤ）装置及び該装置で使用されるマルチビーム描画方法に関し本出願人名義の幾つかの特許に記載されているような荷電粒子マルチビーム装置を実現している。例えば、１９３ｎｍ液浸リソグラフィ用のフォトマスク、ＥＵＶリソグラフィ用のマスク及びインプリントリソグラフィ用のテンプレート（１×masks）の最先端の複合体を実現可能にする５０ｋｅＶ電子マルチビーム描画機が実用化されており、これはｅＭＥＴ（electron Mask Exposure Tool）又はＭＢＭＷ（multi-beam mask writer）と称され、６”（６インチ）のマスクブランク基板の露光のためのものである。更に、ＰＭＬ２（Projection Mask-Less Lithography）とも称されるマルチビームシステムは、シリコンウエハ基板に電子ビーム直接描画（ＥＢＤＷ）を適用するために実現されたものである。上記のタイプのマルチビーム処理装置は、以下においては、マルチビーム描画機、又は略してＭＢＷ、と称する。
【０００３】
ＭＢＷの典型的な具体例として、本出願人は、基板における８１．９２μｍ×８１．９２μｍの寸法のビームアレイフィールド内に５１２×５１２（＝２６２，１４４）本のプログラマブルビームレットを含む２０ｎｍのトータルビームサイズを実現する５０ｋｅＶ電子描画ツールを実現している。以下において「ＭＢＭＷツール」と称される、この描画ツールに関する詳しい情報は、本出願人による米国特許第９,６５３,２６３Ｂ２号に見出すことが可能であり、その内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。このシステムでは、基板は、典型的には、電子ビーム感応性レジストで被覆された（６”×６”＝１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍの面積と１”／４＝６．３５ｍｍの厚みを有する）６”マスクブランクであり、更に、マルチビーム描画はレジスト被覆１５０ｍｍシリコンウエハに対しても適用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９,６５３,２６３Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第９,０５３,９０６号
【特許文献３】米国特許第８,２２２,６２１号
【特許文献４】米国特許第７,２７６,７１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの適用において、基板上に生成されるべき構造は、所定の（pre-defined）セットの領域に限定される。その例には相補型（complementary）リソグラフィ（以下に詳細に説明する）が含まれるが、この場合、所定のラインパターンは、限定されたセットのグリッド位置において、又は所定の規則的グリッド上に一般的に存在するコンタクトホールの露光で、選択的に切断される。いずれのケースにおいても、（描画されるべき実際のパターンに依存して）露光される必要があり得るグリッド位置は（描画されるべき構造の設計に依存することなく）常に露光されない領域によって囲まれる。しかし、例えば本出願人の特許である米国特許第９,６５３,２６３Ｂ２号、米国特許第９,０５３,９０６号、米国特許第８,２２２,６２１号及び米国特許第７,２７６,７１４号に開示されているような従来のマルチビーム露光方法は、ターゲットの全ての部分があり得る露光のために処理されるところ、露光される必要がない領域（例えばグリッド外（off-grid）領域）の場合、これらの部分は０％の露光線量で処理されることを示唆している。このため、露光システムは構造を全く備えないかもしれない基板の部分をスキャンするという事実から、非効率的な露光操作（特に露光時間の浪費）並びに（ラスタ化データのための）データ転送帯域幅及び（ラスタ化のための）計算リソースのオーバーヘッドが潜在的に引き起こされることを本出願人は認識した。本出願人は、品質は同じままで描画時間を短縮すること又は、代替的に、描画速度は元のままで精度を高くすることを達成するために、描画方法をこれらの所定の領域に適合的に制限することを可能にするための、描画方法に対する修正を開発した。
【０００６】
従って、描画方法及びそのような描画方法を実行するための荷電粒子露光ツールから出発し、本発明の目的は、構造の位置の規定について高精度を維持しかつ任意の位置ずれを補正しつつ、処理時間を短縮することを可能にする適切な適合化を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は冒頭に記載した方法によって達成される。該方法において、複数の露光位置を規定（画定）するステップはそれぞれの固定位置（fixed locations）でターゲット上に規定された互いに分離された複数のクラスタ領域に対して実行され、複数の露光位置を規定するステップは露光位置（複数）の各々がクラスタ領域（複数）のうちの１つの内部にあるように露光位置の位置を規定することを含み、前記クラスタ領域の各々は複数の露光位置を含み；露光位置は、該露光位置の各々が同じクラスタ領域内の少なくとも１つの他の露光位置に対して所与の隣接距離内にあるように配置され、前記隣接距離はターゲット上に生成されるアパーチャの画像のサイズよりも小さく、クラスタ領域（複数）は露光領域内の即ちターゲットの面内の、Ｘ方向またはＹ方向の一方または両方の方向のような少なくとも１つの方向に沿って前記隣接距離の少なくとも２倍の幅を有する「ドーマント（dormant）」空間即ち露光位置が存在しない空間によって互いに分離される。例えば、クラスタ領域は、上述の移動方向に平行な方向及び該方向に対する横方向の両方に沿って「ドーマント」空間によって互いに分離されていてもよい。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明によるこの解決策は、露光の対象となる唯一の領域であり、ターゲットの表面上に分散配置された複数の別個の有限の領域である、ターゲット表面上の所定の領域の存在を考慮に入れ、（関連する処理ステップにおける）露光処理をこれらの所定の領域に制限することを提供する。従って、ターゲット表面の残りの部分は露光処理から除外されたままにされる。換言すれば、（関連する処理ステップ中に実行される）全ての露光はこれらの「パッチ（patches）」又は「クラスタ領域（複数）」に制限される。この制限は、処理時間において所望の短縮をもたらすが、同時に、本発明は、限定的（限定型）位置付けグリッド（restricted placement grid）に属する公称露光位置における線量を調節することにより、精細位置決めや、例えばビームフィールドの歪みに起因し得る位置ずれの補正を可能にする。
【０００９】
この革新的な方法は、ターゲット上のアパーチャ画像が相互に重なり合う状況、又は換言すれば、隣接距離がターゲット上に生成されるアパーチャの画像のサイズよりも小さいという条件下において特に有利である。一方、異なるクラスタについては、そのような重なり合い（オーバーラップ）はない。クラスタ領域は、異なるクラスタ領域のアパーチャ画像が全く重なり合わないように互いに対して距離があり、好ましくは、それらの間の有限のフリー（空の）空間によって分離されている。
【００１０】
本発明のさらなる一視点において、複数のストライプを描画することにより描画方法を実行することが有利であり、但し、各ストライプは、それぞれのストライプ内のクラスタ領域に対する露光位置のグリッド位置のサブセットに関連付けられている；この場合、異なるストライプに関するサブセットは、相互に異なるが、一緒に合わせられると（まとめられると）、前記クラスタ領域に属する露光位置を完全にカバーするよう結合する（組み合わさる）と、しばしば有利である。好ましくは、各ストライプは、［前記］主方向に沿って配置される少なくとも２列のクラスタ領域を含んでもよい。
【００１１】
この視点の好ましい一実施形態において、クラスタ領域の各々は、グリッド位置のそれぞれのサブセットに関連する少なくとも２セットの露光位置を含み、さらに、該少なくとも２セットの露光位置の各々は最小の数の露光位置を含み、該最小の数はすべてのクラスタ領域に対して有効であり、該最小の数は少なくとも４、好ましくは５又はそれより大きい；実際の具体化に応じて、さらに大きくなることもあり得る。前記少なくとも２セットの露光位置の各々について、同じサブセットのグリッド位置に関連付けられている異なるクラスタ領域の露光位置の空間的配置は、夫々のクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、同じである場合、さらなる単純化および計算時間の短縮が可能である。
【００１２】
より一般的には、クラスタ領域の各々は複数の露光位置を含み、該複数の露光位置は、全てのクラスタ領域に共通の最小の数以上であり、該最小の数は少なくとも４、好ましくは５又はそれより大きく、より好ましくは少なくとも９であると、有利である。
【００１３】
同様の一視点において、１つのクラスタ領域のサイズは、クラスタ領域（複数）を露光するために用いられるアパーチャ画像よりも大きく、しばしば相当により大きい。一般的に、各クラスタ領域のサイズは、ターゲット上に結像されるアパーチャの画像のサイズより、少なくとも３／２、好ましくは２の倍率だけより大きくてもよい。このことは、ターゲット表面の面上の一方向についてだけでなく、両方向即ち移動方向に平行な方向及び該方向に対する横方向についても当て嵌まる。
【００１４】
特定の具体化および使用されるターゲットの種類に応じて、１つのクラスタ領域内で露光位置（複数）が規則的グリッドに沿って配置されると好適である。代替的に又は組み合わせにより、１つのクラスタ領域内で、露光位置（複数）は上述の移動方向に対して互いに対し斜めの角度をなして配置されてもよい。
【００１５】
ターゲット上に特定の形状の構造を規定（画定）することを目的とする本発明の別の発展形態では、１つのクラスタ領域内で、露光位置のセットは、規定の空間的配置で配置された一群の露光位置を含み、前記規定の空間的配置は該一群の露光位置の各々が露光されるときに所定の形状を生成するよう構成されると好適である。
【００１６】
例えば、クラスタ領域（複数）は複数の数のラインに沿って配置されてもよく、該ライン（複数）は（互いに対し）均一なオフセットをもって配置され、該ライン（複数）は好ましくはターゲット上に予め形成されたラインパターンのライン（複数）に対応する。特に、クラスタ領域（複数）は規則的な間隔で該ライン（複数）に沿って配置されてもよい。
【００１７】
（１つのクラスタ領域内の隣接部（next-neighbors）間の）上記隣接距離の好適な選択としては、アパーチャの画像の公称サイズ以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明の１つの通常の場合において、パターンピクセル（複数）は、従って（該パターンピクセルをカバーする）露光位置は、露光されるべき実際のパターンに応じたそれぞれの露光線量で選択的に露光される。但し、露光位置の位置は実際のパターンに依存しない。
【００１９】
本発明の方法を用いるツールの好適な実現において、一定のタイミングで行われる露光ステップ（複数）中に（但し該ステップ中においてはそれぞれのパターンピクセルがターゲット上で露光される）パターン画像の位置を少なくとも主方向に沿った相対移動に関してターゲットと一緒に移動させると有利である。但し、露光ステップと露光ステップの間においてパターン画像の位置はターゲットに対して変更されて、一般的には、パターン規定装置の位置に対するパターン画像の位置の移動を補償し、前記露光ステップの持続時間は主方向に沿った均一な前進距離に対応し、該前進距離は主方向に沿った同じ部分グリッド内の（１つの）アパーチャ画像のサイズよりも大きい。
【００２０】
多くの実施形態では、露光位置の位置（locations）は、同時に（即ち１つの個別の露光ステップ内で）露光されるそれらの露光位置について、ターゲット上におけるそのような露光位置の位置（locations）がパターン規定装置に設けられたアパーチャの規則的な２次元配置の投影画像に直接対応する２次元グリッドに従って配置されることを提供することによって、構造データの事前計算およびデータパスの単純化を実現できる。クラスタ領域のグリッドが（ターゲット上の表面に関する）ビームレットのグリッドと適合的（compatible）である場合、さらに単純化することが可能である。より詳細に説明すれば、クラスタ領域が所定の位置に位置付けられている場合から出発し（但し、該所定の位置は前記露光領域内のターゲット上に規則的配置を形成する）、クラスタ領域位置のこの規則的配置が、上述の２次元位置付けグリッドの（即ち、アパーチャの画像の位置の）スーパーセットに対応する場合、クラスタ領域のレイアウトと規定（画定）を単純化できる。より具体的には、異なるクラスタ領域内の位置の配置が１つのクラスタ領域から次のクラスタ領域へと繰り返され及び／又はクラスタ領域中心のセットが複数の位置付けグリッド（アパーチャの画像の位置）の結合体（または重ね合わせ）であり、これにより、各アパーチャが１つのクラスタ領域内の同じ位置を同時に描画できることを保証すると、有利である。この状況は、クラスタ領域（複数）の各々について、それぞれのクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、露光位置の空間的配置が、所望又は必要であれば、ビームレット及びクラスタ領域のピッチが一致する（congruent）ように適合させることによって、異なるクラスタ領域に対して同じであることを提供することによって、実現されることができる。
【００２１】
さらに、グリッド位置のサブセットをパターンピクセルの公称位置に関して相互にばらばら（disjoint）にすると有利であり、この場合、好ましくは、グリッドのサブセットは、ターゲット上のアパーチャの画像の幅以下のピッチを有し、より好ましくは、ターゲット上のアパーチャの画像の幅に１／２ｋｅを乗算した値に等しく（但しｋｅは正の整数）、好ましくは、規則的なグリッドのサブセットは、オーバーサンプリング率ｏ＞１を有するオーバーサンプリングを用いる位置付けグリッドである。
【００２２】
以下に、本発明をさらに説明するために、図面に示されている例示的かつ非限定的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】技術水準のリソグラフィシステムの一例の縦断面図。
【図２】技術水準のパターン規定（画定）システムの一例の縦断面図。
【図３】ストライプを用いたターゲットに対する基本的な描画方法。
【図４】ターゲット上に結像されるアパーチャの一つの例示的配置。
【図５Ａ】露光されるべき１つの例示的パターンのピクセルマップの一例。
【図５Ｂ】露光されるべき１つの例示的パターンのピクセルマップの一例。
【図６Ａ】Ｍ＝２、Ｎ＝２のアパーチャの配置の一例。
【図６Ｂ】「ダブルグリッド（double grid）」配置におけるピクセルのオーバーサンプリングの一例。
【図７Ａ】１つのストライプの露光の一例。
【図７Ｂ】グレーレベル（複数）の露光の一例。
【図８Ａ】「相補型（complementary）リソグラフィ」が実行される一次元回路構成の一例。
【図８Ｂ】「相補型リソグラフィ」が実行される一次元回路構成の一例。
【図９】図８Ｂの「相補型リソグラフィ」構成による１セットの「パッチ（patches）」に対する露光位置の制限の一例。
【図１０】図９に示す１つのパッチの一例。
【図１１Ａ】１つの露光セル内のパッチの配置およびそれに関連する位置付けグリッドの配置の一例。
【図１１Ｂ】１つの露光セル内のパッチの配置およびそれに関連する位置付けグリッドの配置の一例。
【図１２】パッチを用いる別の実施形態を示す図である。
【図１３Ａ】異なる位置付けグリッドに関連付けられた図１２に示す１つのパッチ。
【図１３Ｂ】異なる位置付けグリッドに関連付けられた図１２に示す１つのパッチ。
【図１４】異なるターゲット形状を生成するための露光位置セット（複数）の種々の例。
【図１５】図１４（Ｂ）＋（Ｅ）の露光位置セットに対応する別の実施形態によるパッチの一例。
【図１６】図１４（Ｃ）＋（Ｆ）の露光位置セットに対応するさらに他の実施形態によるパッチの一例。
【図１７】１つのパッチ内における異なる線量割り当てにより被露光構造のシフトがもたらされる様子の一例。
【図１８】パッチを用いるさらに他の一実施形態。
【実施例】
【００２４】
以下に示す本発明の例示的実施形態の詳細な説明において、本発明の基本的なコンセプト及びさらなる有利な展開が開示される。本書で説明する複数の実施形態のいくつかまたは全てを本発明の特定の応用に適すると認められるように自由に組み合わせることは当業者ならば明らかである。同様に、添付の請求の範囲は、それぞれ、そのような組み合わせが適切である限りにおいて、自由に組み合わせることができる。本書を通じて、「有利な（advantageous）」、「例示的（exemplary）」又は「好ましい（preferred）」などの用語は、本発明またはその実施形態に特に適している（が必須ではない）要素または寸法を示し、これらは、明示的に必要とされる場合を除いて、当業者によって適切とみなされる限りにおいて変更することができる。本発明は、本発明の説明の目的のために及び本発明の現時点においてのみ好適である具体化のために与えられる以下に説明する例示的実施形態に限定されない。
【００２５】
リソグラフィ装置
【００２６】
図１に、本発明の好ましい一実施形態を採用するのに適したリソグラフィ装置の一例の概要を示す。以下では、本発明の開示に必要とされる詳細のみを記載する；理解を容易にするために、各構成要素は図１において寸法通りには示されていない。リソグラフィ装置１の主要構成要素は、この例において図１の紙面上下方向下側に向かうリソグラフィビームｌｂ、ｐｂの方向の順に、照明システム３、パターン規定（画定）（ＰＤ：pattern definition）システム４、投影システム５及び基板１６を有するターゲットステーション６である。装置１全体は、該装置の光軸ｃｗに沿って荷電粒子のビームｌｂ、ｐｂが邪魔されない伝播を保証するために、高真空度に保持されている真空ハウジング２内に収容されている。荷電粒子光学システム３、５は、静電レンズ及び／又は磁気レンズを用いて実現されている。
【００２７】
照明システム３は、例えば、電子銃７と、抽出システム８と、集光レンズシステム９とを含む。尤も、電子の代わりに、一般的に他の帯電粒子も同様に使用できることに留意すべきである。これらは、例えば、電子の他に、水素イオン又はより重いイオン、荷電原子クラスタ、または荷電分子であり得る。
【００２８】
抽出システム８は、粒子を典型的には数ｋｅＶ、例えば５ｋｅＶの定められたエネルギーに加速する。ソース７から放射された粒子は、集光レンズシステム９によって、リソグラフィビームｌｂとして使用される実質的にテレセントリックな幅の広い粒子ビーム５０に成形される。次に、リソグラフィビームｌｂは、複数の開口部（アパーチャとも呼ばれる）を有する複数のプレートを含むＰＤシステム４を照射する。ＰＤシステム４は、リソグラフィビームｌｂの経路上の特定の位置に保持されるため、リソグラフィビームｌｂは、複数のアパーチャ及び／又は開口部を照射し、複数のビームレットに分割される。
【００２９】
これらのアパーチャ／開口部の一部は、自身を貫通して通過するビームの部分すなわちビームレット５１をターゲットに到達させるという意味で入射ビームに対し透過性であるよう、「スイッチオン」されるないし「開状態（open）」にされる；他のアパーチャ／開口部は「スイッチオフ」されるないし「閉状態（closed）」にされる、即ち、対応するビームレット５２はターゲットに到達できず、従って、実質的にこれらのアパーチャ／開口部はビームに対して非透過性（不透明）となる。かくして、リソグラフィビームｌｂは、ＰＤシステム４から出射するパターン化ビームｐｂに構造化される。スイッチオンされたアパーチャのパターン−リソグラフィビームｌｂに対して透過性であるＰＤシステム４の唯一の部分−は、荷電粒子感応性レジスト１７で被覆された基板１６に露光されるべきパターンに応じて選択される。なお、アパーチャ／開口部の「スイッチオン／オフ」は、通常、ＰＤシステム４のプレートの１つに設けられた適切なタイプの偏向手段によって実現される。即ち、「スイッチオフ」されたビームレット５２は、（十分であるが非常に小さい角度で）その経路から偏向され、そのため、ターゲットに到達できないが、リソグラフィ装置の何れかの部分において、例えば吸収板１１において専ら吸収される。
【００３０】
パターン化ビームｐｂによって表されるパターンは、その後、光電磁気式の（electro-magneto-optical）投影システム５によって基板１６上に投影され、そこでビームは「スイッチオン」されたアパーチャ及び／又は開口部の画像を形成する。投影システム５は、２つのクロスオーバーｃ１とｃ２を介して、例えば２００：１の縮小を実行する。基板１６は、例えば、粒子感応性レジスト層１７で被覆された６”（インチ）マスクブランクまたはシリコンウエハである。基板は、チャック１５によって保持され、ターゲットステーション６の基板ステージ１４によって位置決めされる。
【００３１】
露光されるべきパターンに関する情報は、電子パターン情報処理システム１８によって実現されるデータパスによってＰＤシステム４に供給される。データパスの更なる詳細については、本出願人の米国特許第９,６５３,２６３Ｂ２号（「データパス（Datapath）」のセクション）に見出すことができる。
【００３２】
図１に示す実施形態において、投影システム５は、好ましくは静電レンズ及び／又は電磁レンズを含み、場合によっては更なる偏向手段も含む、複数の連続的に配置される光電磁気式の投射ステージ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから構成される。これらのレンズおよび手段は、それらの使用は先行技術において周知であるため、象徴的形状でのみ示されている。投影システム５は、クロスオーバーｃ１、ｃ２を介する縮小イメージングを用いる。双方のステージの縮小係数（倍率）は、全体として数百倍、例えば２００：１の縮小が結果として得られるように選択される。このオーダーの縮小は、ＰＤデバイスにおける小型化という問題を軽減する点において、リソグラフィ設備には特に適している。
【００３３】
投影システム５全体は、色収差および幾何収差に関してレンズ及び／又は偏向手段を大幅に補償するように構成されている。画像を全体として横方向に、すなわち光軸ｃｗに対し直角な方向に沿ってシフトする手段として、偏向手段１２ａ、１２ｂ及び１２ｃが、集光レンズ［照明システム］３及び投影システム５に設けられている。偏向手段は、例えば、ソース抽出システム８の付近ないし図１に偏向手段１２ｂで示されているような２つのクロスオーバーの内の１つの付近に、又は、図１にステージ偏向手段１２ｃで示されているような相応のプロジェクタの最終レンズ１０ｃの下流に位置付けられた多極（マルチポール）電極システムとして実現可能である。この装置では、多極電極配置は、ステージ運動に対する画像のシフト及び荷電粒子光学アライメントシステムと連動した結像システムの補正の両方のための偏向手段として使用される。これらの偏向手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃは停止（stopping）プレート１１と連動して使用されるＰＤシステム４の偏向アレイ手段と混同されるべきではない。というのは、後者はパターン化ビームｐｂの選択されたビームレットを「オン」または「オフ」にスイッチするために使用されるものであるのに対し、前者は、粒子ビームを全体として取り扱うに過ぎないからである。また、軸線方向の磁界をもたらすソレノイド１３を用いてプログラマブルビームの束を回転させる可能性もある。
【００３４】
図２の断面詳細図は、ＰＤシステム４の１つの好適な実施形態を示す。このＰＤシステム４は、連続配置構成で積み重ねられた３つのプレート、すなわち「アパーチャアレイプレート（Aperture Array Plate）」（ＡＡＰ）２０と、「偏向アレイプレート（Deflection Array Plate）」（ＤＡＰ）３０と、「フィールド境界アレイプレート（Field-boundary Array Plate）」（ＦＡＰ）４０とを含む。なお、ここで留意すべきことは、用語「プレート」はそれぞれの装置の全体的な形状を表すものであって、１つのプレートが単一のプレート部品として実現されることを、通常はこれが具体化の好ましい態様であるが、必ずしも示すものではない；それでもなお、特定の実施形態では、アパーチャアレイプレートのような１つの「プレート」は、複数のサブプレートから構成されることも可能である。プレートは、Ｚ方向（図２の紙面上下方向の軸）に沿って、或る相互距離をなして互いに対し平行に配置されることが好ましい。
【００３５】
ＡＡＰ２０の平坦な上面は、荷電粒子集光器光学系／照明システム３に対する定められた電位界面を形成する。ＡＡＰは、例えば、肉薄の中央部分２２を有する（およそ１ｍｍの厚さの）シリコンウエハ２１の方形または矩形片から作成することができる。プレートは導電性保護層２３によって被覆されてよい。この導電性保護層２３は（米国特許第６,８５８,１１８号に示すような）水素イオンまたはヘリウムイオンを使用する場合とりわけ有利であろう。電子または重イオン（例えばアルゴンまたはキセノン）を使用する場合、層２３とバルク部分２１、２２との間に界面が存在しないようにするために、層２３は、２１および２２のそれぞれの表面部分によってもたらされるシリコンから作成されてもよい。
【００３６】
ＡＡＰ２０は、肉薄部分２２を横断する開口部によって形成される複数のアパーチャ２４を備える。アパーチャ２４は、肉薄部分２２に設けられた（１つの）アパーチャ領域内に所定の配置で配置され、かくしてアパーチャアレイ２６を形成する。アパーチャアレイ２６におけるアパーチャの配置は、例えば、千鳥（ジグザグ）配置又は規則的な矩形もしくは方形アレイ（図４参照）であってよい。図示の実施形態では、アパーチャ２４は、層２３に形成された直線的プロファイルと、開口部の下方開口２５がアパーチャ２４の主要部分よりも幅が広くなるようなＡＡＰ２０のバルク層における「下流側拡開（ないし末広がり：retrograde）」プロファイルとを有するように構成される。直線的プロファイルおよび下流側拡開プロファイルは両方とも、反応性イオンエッチングのような技術水準の構造化技法によって形成可能である。下流側拡開プロファイルは、開口部を通過するビームのミラー荷電効果（mirror charging effects）を大きく低減させる。
【００３７】
ＤＡＰ３０は、複数の開口部３３を備えたプレートであり、開口部３３の位置はＡＡＰ２０におけるアパーチャ２４の位置に対応し、更に、開口部３３は当該開口部３３を貫通通過する個別ビームレットを選択的にそれぞれの経路から偏向するよう構成された電極３５、３８が設けられている。ＤＡＰ３０は、例えば、ＡＳＩＣ回路を有するＣＭＯＳウエハの後処理を行うことによって形成可能である。ＤＡＰ３０は、例えば、方形または矩形の形状を有する１片のＣＭＯＳウエハで作成され、肉薄化されている（但し２２の厚さと比較すると適切により厚くなっていてもよい）中央部分３２を保持するフレームを形成する肉厚部分３１を含む。中央部分３２におけるアパーチャ開口部３３は、２４と比較して（例えば、各側部でおよそ２μｍだけ）より幅が広い。ＣＭＯＳ電子回路３４は、ＭＥＭＳ技法によって提供される電極３５、３８を制御するために設けられている。各開口部３３に隣接して、「接地」電極３５及び偏向電極３８が設けられている。接地電極３５は電気的に相互接続され、共通の接地電位に接続されると共に、荷電を防ぐための下流側拡開部分３６と、ＣＭＯＳ回路に対する不所望なショートカット（ないし短絡）を防止するための絶縁部分３７とを備える。接地電極３５は、シリコンバルク部３１および３２と同じ電位のＣＭＯＳ回路３４の電極部分に接続されてもよい。
【００３８】
偏向電極３８は静電位が選択的に印加されるように構成されている；そのような静電位が電極３８に印加されると、これによって、対応するビームレットに対し偏向を引き起こし、以って、当該ビームレットを公称経路から偏向させる電界が生成される。電極３８は、同様に、荷電を回避するために下流側拡開部分３９を有していてもよい。電極３８の各々は、その下側（根元側）部分において、ＣＭＯＳ回路３４内で対応するコンタクト部位に接続される。
【００３９】
接地電極３５の高さは、ビームレット間のクロストーク効果を抑制するために、偏向電極３８の高さより大きい。
【００４０】
図２に示されるＤＡＰ３０を有するＰＤシステム４の配置は、いくつかの可能性の内の１つに過ぎない。（不図示の）変形形態では、ＤＡＰの接地電極３５及び偏向電極３８は、下流側ではなく寧ろ上流側に（紙面上方を向く側に）配向されてもよい。さらに、例えば埋込型の接地電極および偏向電極を有するＤＡＰ構成は当業者によって案出可能である（米国特許第８,１９８,６０１Ｂ２号のような本出願人名義の他の特許を参照）。
【００４１】
ＦＡＰとして機能する第３のプレート４０は、下流側で縮小を行う荷電粒子投影光学系５の第１のレンズ部分に面する（指向する）フラットな面を有し、従って、投影光学系の第１のレンズ１０ａに対する規定された電位界面を提供する。ＦＡＰ４０の肉厚部分４１は、シリコンウエハの一部から作成される方形または矩形フレームであり、肉薄の中央部分４２を有する。ＦＡＰ４０は、ＡＡＰ２０およびＤＡＰ３０の開口部２４、３３に対応するが、それらと比べて幅がより大きい複数の開口部４３を備える。
【００４２】
ＰＤシステム４、特にその第１のプレートであるＡＡＰ２０は、幅広の荷電粒子ビーム５０（本書において、「幅広の（broad）」ビームとは、ビームがＡＡＰに形成されたアパーチャアレイの全領域をカバーするために十分に幅が広いことを意味する）によって照射され、そのため、該ビーム５０は、アパーチャ２４を貫通通過すると、何千ものマイクロメートルサイズのビームレット５１に分割される。ビームレット５１は、ＤＡＰ及びＦＡＰを妨げられることなく（何の支障もなく）横断することになる。
【００４３】
記述のように、偏向電極３８がＣＭＯＳ電子回路によって電力供給されるときはいつでも、偏向電極と対応する接地電極との間に電界が生成されることになり、その結果、そこを通過する対応するビームレット５２に対し小さいが十分な偏向がもたらされる（図２）。偏向されたビームレットは、開口部３３および４３それぞれが十分に幅広に作成されているため、ＤＡＰ及びＦＡＰを妨げられることなく横断することができる。尤も、偏向されたビームレット５２は、サブカラムの停止プレート１１においてフィルター除去される（図１）。したがって、ＤＡＰによる影響を受けないビームレットのみが基板に到達することになる。
【００４４】
縮小荷電粒子光学系５の縮小率は、ＰＤデバイス４におけるビームレットの寸法及びそれらのビームレットの相互間の距離並びにターゲットにおける構造の所望の寸法を考慮して適切に選択される。これにより、ＰＤシステムにおいてはマイクロメートルサイズのビームレットが考慮される一方で、基板にはナノメートルサイズのビームレットが投影される。
【００４５】
ＡＡＰによって形成される（影響を受けていない）ビームレット５１の束は、投影荷電粒子光学系の所定の縮小率Ｒによって基板に投影される。それゆえ、基板において、幅ＢＸ＝ＡＸ／Ｒ及びＢＹ＝ＡＹ／Ｒをそれぞれ有する「ビームアレイフィールド」（ＢＡＦ）が投影される。ここでＡＸ及びＡＹはそれぞれＸ方向およびＹ方向に沿ったアパーチャアレイフィールドのサイズを示す。基板におけるビームレット（すなわちアパーチャ画像）の公称幅は、それぞれｂＸ＝ａＸ／Ｒ及びｂＹ＝ａＹ／Ｒで与えられる。ここでａＸ及びａＹは、夫々、ＤＡＰ３０のレベル（高さ）においてＸ方向およびＹ方向に沿って測定されるビームレット５１のサイズを示す。従って、ターゲット上に形成される単一のアパーチャ画像のサイズは、ｂＸ×ｂＹである。
【００４６】
なお、図２に描写された個々のビームレット５１、５２は、２次元のＸ−Ｙアレイに配置された、一層より多くの数の、典型的には何千ものビームレットを表すことに留意すべきである。本出願人は、例えば、イオンについてＲ＝２００の縮小率を有するマルチビーム荷電粒子光学系並びに何千本もの（例えば、２６２，１４４本の）プログラマブルビームレットを有する電子マルチビームカラムを既に実現している。本出願人は、基板においておよそ８２μｍ×８２μｍのＢＡＦを有するそのようなカラムも既に実現している。これらの例は、例示の目的で述べられたものであり、限定的な例として解釈されるべきではない。
【００４７】
パターンの描画
【００４８】
図３を参照すると、ＰＤシステム４によって規定されるパターン画像ｐｍはターゲット１６上に生成される。荷電粒子感応性レジスト層１７によって被覆されたターゲット表面は、露光されるべき１つ以上の領域ｒ１を含むことになる。一般的に、ターゲット上で露光されたパターン画像ｐｍはパターン化されるべき領域ｒ１の幅より通常は十分により小さい有限サイズｙ０を有する。従って、走査ストライプ露光法が使用されるが、この場合、ターゲットは、ターゲット上でビームの位置が不断に変更されるよう、入射ビーム下で移動される：ビームはターゲット表面上で効果的にスキャンされる。本発明の目的のためには、ターゲット上におけるパターン画像ｐｍの相対運動のみが重要であることを強調しておく。この相対移動によって、パターン画像ｐｍは、幅ｙ０の一連のストライプｓ１、ｓ２、ｓ３、・・・ｓｎ（露光ストライプ）を形成するよう、領域ｒ１上で移動される。完全なセットのストライプは基板表面の全領域をカバーする。走査方向ｓｄは、一定であってもよく、或いは、ストライプごとに交互に変化されても（隣り合うストライプ間で方向が逆であっても）よい。
【００４９】
図５Ａは、１０×１８＝１８０ピクセルのサイズの結像パターンｐｓの簡単な一例を示す。ここで、露光領域の幾つかのピクセルｐ１００は１００％のグレーレベル４０１に露光され、他の幾つかピクセルｐ５０は完全なグレーレベルの５０％のみに露光される（４０２参照）。残りのピクセルは０％線量４０３に露光される（全く露光されない）。図５Ｂは、５０％レベルを実現する仕方を示す：各ピクセルは数回露光され、０％から１００％の間のグレーレベルを有するピクセルについては、グレーレベルは、活性化されるピクセルに対応する露光回数を相応に選択することによって実現される；グレーレベルは、活性化された露光を分子、露光総数を分母とする分数である。この例では、５０％レベルは、４回のうち２回を選択することにより実現される。当然ながら、本発明の現実的な応用においては、標準画像のピクセル数は一層より多くなるであろう。しかしながら、図５Ａ及び図５Ｂでは、理解の容易化のため、ピクセルの数は１８０個のみである。なお、一般的に、さらに多くの段階のグレーレベルが０％から１００％のスケール内において使用されるであろう。
【００５０】
このようにして、パターン画像ｐｍ（図３）は、露光されるべき所望のパターンに応じた線量値で露光される複数のパターンピクセルｐｘから構成される。なお、ＰＤシステムのアパーチャフィールドには有限の数のアパーチャしか存在しないため、同時に露光することができるのは１つのサブセットのピクセルｐｘのみである。スイッチオンされるアパーチャのパターンは、基板に露光されるべきパターンに応じて選択される。かくして、実際のパターンでは、すべてのピクセルが完全な線量で露光されるのではなく、ピクセルの一部は実際のパターンに応じて「スイッチオフ」されることになる；各ピクセルごとに（又は、換言すれば、該ピクセルをカバーする各ビームレットごとに）、露光線量は、ターゲット上に露光または構造化されるべきパターンに応じて、該ピクセルが「スイッチオン」されるか「スイッチオフ」されるかにより、ピクセル露光サイクル毎に変化されることができる。
【００５１】
基板１６が連続的に動かされる間に、ターゲット上のパターンピクセルｐｘに対応する同じ画像要素は、一連のアパーチャの画像によって何度もカバーされてもよい。同時に、ＰＤシステムにおけるパターンは、ＰＤシステムのアパーチャを介して、段階的にシフトされる。したがって、ターゲット上のある場所の１つのピクセルについて考えると、すべてのアパーチャがそのピクセルをカバーする場合にそれらのアパーチャがスイッチオンされるとすれば、その結果、最大露光線量レベル即ち１００％に相当する「ホワイト」シェード（shade）が生じることになる。「ホワイト」シェードに加えて、最小露光線量レベル（「ブラック」）と最大露光線量レベル（「ホワイト」）との間に補間（内挿）されるであろうより低い線量レベル（「グレーシェード」とも称される）に従ってターゲットにおけるピクセルを露光することも可能である。グレーシェードは、例えば、１つのピクセルの描画に関与し得るアパーチャのサブセットのみをスイッチオンすることによって実現可能である；例えば、１６個のアパーチャのうちの４個は２５％のグレーレベルを与えることになるであろう。もう１つのアプローチは、関与するアパーチャについてブランキングされない（unblanked）露光の持続時間を低減させることである。従って、１つのアパーチャ画像の露光持続時間は、グレースケールコード、例えば、整数によって制御される。露光されるアパーチャ画像は、ゼロと、最大露光持続時間及び線量レベルに対応する所与の数のグレーシェードのうちの１つの現れである。グレースケールは、通常、１セットのグレー値、例えば、ｎｙをグレー値の数、ｉを整数（「グレーインデックス」、０≦ｉ≦ｎｙ）として、０，１／（ｎｙ−１）．．．ｉ／（ｎｙ−１），．．，１を定義する。尤も、一般的には、グレー値（複数）は等間隔である必要はなく、０と１の間の非減少（non-decreasing）数列を形成する。
【００５２】
図４は、基本的レイアウトによるＰＤデバイスのアパーチャフィールドにおけるアパーチャの配置を示し、更に、以下で用いるいくつかの量及び略語を示す。濃い（黒い）シェードで示された、ターゲット上に投影されるアパーチャ画像ｂ１の配置が示されている。主軸ＸおよびＹは、それぞれ、ターゲット運動の進行方向（走査方向ｓｄ）及び垂直方向に対応する。各アパーチャ画像は、方向Ｘ及びＹにそれぞれ沿った幅ｂＸ及びｂＹを有する。アパーチャはそれぞれＭＸ個およびＭＹ個のアパーチャを有する行および列に沿って配置され、１つの行および１つの列において隣り合うアパーチャ間のオフセットはそれぞれＮＸ・ｂＸ及びＮＹ・ｂＹである。その結果、各アパーチャ画像には、ＮＸ・ｂＸ・ＮＹ・ｂＹの面積を有する概念上のセルＣ１が属し、アパーチャ配置は、矩形状に配置されたＭＸ・ＭＹ個のセルを含有する。以下では、これらのセルＣ１を「露光セル」と称する。ターゲット上に投影される完全なアパーチャ配置は、ＢＸ（＝ＭＸ・ＮＸ・ｂＸ）×ＢＹ（＝ＭＹ・ＮＹ・ｂＹ）の寸法を有する。以下の説明において、矩形グリッドの特殊なケースとして正方形グリッドを想定し、ｂ＝ｂＸ＝ｂＹ、Ｍ＝ＭＸ＝ＭＹ、Ｎ＝ＮＸ＝ＮＹと設定し、Ｍは整数とするが、以下のさらなる説明はすべて何ら一般化を制限するものではない。かくして、１つの「露光セル」はターゲット基板上でＮ・ｂ×Ｎ・ｂのサイズを有する。
【００５３】
隣り合う２つの露光位置間のピッチは以下においてｅで表す。一般的に、距離ｅは、１つのアパーチャ画像の公称幅ｂと異なり得る。最も単純な場合では、ｂ＝ｅであり、これは、２×２露光セルＣ３の配置の例について図６Ａに示されており、１つのアパーチャ画像ｂｉ０は１ピクセル（の公称位置）をカバーする。図６Ｂに（及び米国特許第８,２２２,６２１号及び米国特許第７,２７６,７１４号の教示に沿って）示されている他の興味深い例では、ｅはアパーチャ画像の幅ｂの分数ｂ／ｏとすることができるが、ここで、ｏ＞１は整数であるのが好ましく（但し必須ではない）、オーバーサンプリング率とも称される。この場合、アパーチャ画像は、様々な露光の過程において、空間的に重なり合い、それにより、生成されるべきパターンのより高解像度の位置付け（placement）が可能になる。その後、（１つの）アパーチャの各画像は、一度に、複数のピクセル即ちｏ２個のピクセルをカバーすることになる。ターゲットに結像されるアパーチャフィールドの全領域は（ＮＭｏ）２個のピクセルを含むことになる。アパーチャ画像の位置付けの観点からすれば、このオーバーサンプリングは、ターゲット領域を単にカバーするのに必要になるものとは異なる（間隔がより細かいため）いわゆる位置付けグリッド（placement grid）に対応する。
【００５４】
図６Ｂは、「ダブルグリッド」と称される位置付けグリッドと組み合わせたo＝２のオーバーサンプリングの一例を示す。即ち、ｏ＝２、Ｎ＝２のパラメータを持つ露光セルＣ４を有するアパーチャアレイの画像である。従って、各公称位置（図６Ｂにおける小さな方形フィールド）上に、４つのアパーチャ画像ｂｉ１（破線）がプリントされているが、これらは、規則的（regular）グリッド上でＸ方向及びＹ方向の両方においてピッチｅだけオフセットされている。アパーチャ画像のサイズは依然として同じ値ｂであるのに対し、位置付けグリッドのピッチｅは、この場合、ｂ／ｏ＝ｂ／２である。従前の公称位置に対するオフセット（位置付けグリッドのオフセット）もｂ／２のサイズである。同時に、各ピクセルの線量及び／又はグレーシェードは、対応するピクセルをカバーするアパーチャ画像に適切なグレー値を選択することによって、適合化（低減）可能である。その結果、サイズａの領域がプリントされるが、より精細な位置付けグリッドのために、位置付け精度が向上される。図６Ｂと図６Ａを直接比較することにより、アパーチャ画像の位置は、位置付けグリッド上で従前よりも２倍（一般的にはｏ倍）の精細度で配置される一方、アパーチャ画像自体は重なり合っていることが分かる。ここで、露光セルＣ４は、描画プロセス中に取り扱われるべき（Ｎｏ）２の位置（即ち「ピクセル」）を、従って、ｏ２の倍数だけ、従前よりもより多くのピクセルを含む。これに応じて、アパーチャ画像のサイズｂ×ｂを有する領域ｂｉ１は、図６Ｂにおいてｏ＝２であるオーバーサンプリング（「ダブルグリッド」とも称される）の場合、ｏ２＝４ピクセルに関連付けられる。勿論、ｏはまた他の任意の整数値、特に４（「クワッドグリッド」、不図示）又は８を取り得る。また、パラメータｏは、米国特許第９,６５３,２６３号に示されている「ダブルセンターグリッド（Double-Centered Grid）」の場合に対応して、２１／２＝１．４１４又は２３／２＝２.８２８のような１より大きい非整数値であってもよい。
【００５５】
なお、連結（interlocking）グリッド（o＞１）の場合、「ディザリング（dithering）」によってグレーシェードの数を増加することが可能である一方で、線量分布を均一に維持される。その理由は、グレーシェード（複数）はいずれの公称グリッドに対しても等しいからである。これは、ダブル連結グリッドでは、実現可能な有効線量レベルの数は非連結グリッドの場合より４倍より多いことを意味する。一般的にいえば、オーバーサンプリングされる露光グリッド（即ちｏ＞１）は、何れも、Ｘ及びＹ方向にｂ／ｏの距離だけシフトされるｏ２個までの公称グリッドからなる。従って、ある線量レベルから次の線量レベルへのステップはｏ段階のサブステップに分割することができるが、この場合、これらのｏ個のグリッドの１つのみの線量レベルが増大される；これは、全てのサブグリッドが公称レベルを露光するまで、他のグリッドに対し繰り返すことができる。当業者であれば分かる通り、基板におけるビーム形状は、アパーチャプレートの機械ブラー（blur）と縮小されたアパーチャ形状の畳み込みである。幅ｂを露光グリッド定数ｅの自然数倍に設定することにより、換言すればｏ＝ｂ／ｅを整数にすることにより、基板上における均一な線量分布を得ることができる。そうでない場合、線量分布は、エイリアシング（aliasing）効果のために、露光グリッドの周期性による最小値と最大値を有するであろう。多数のグレーシェードは、より優れた特徴位置付けを可能にする。従って、グレーレベルの増加は、ピクセル位置ごとのグレーシェードが特定の数に限られている場合、重要な意味を持つ。
【００５６】
図７Ａに、本発明に適切なピクセルの露光スキームを示す。図示されているのは一連のフレームであり、時間は（紙面）頂部（より早い）から（紙面）底部（より遅い）に進行する。本図におけるパラメータ値はｏ＝１，Ｎ＝２であり、ＭＸ＝８及びＭＹ＝６の矩形ビームアレイが想定されている。ターゲットは常に（紙面）左側に動くのに対し、ビーム偏向は、図の紙面左側に示されているような鋸波関数で制御される。長さＴ１の各時間間隔中は、ビーム画像は（「位置付けグリッド」の位置に対応する）ターゲット上のある位置に固定されたままである。従って、ビーム画像は、位置付けグリッドシーケンスｐ１１、ｐ２１、ｐ３１を通過するように示されている。位置付けグリッドの１サイクルは、ターゲット運動ｖによって、時間間隔Ｌ／ｖ＝ＮＭｂ／ｖ以内に露光される。各位置付けグリッドにおける露光の時間Ｔ１は、ＬＧ＝ｖＴ１＝Ｌ／ｐ＝ＮＭｂ／ｐで与えられる「露光長さ」と称される長さに対応し、ここで、ｐは１つのセル内の露光位置の数を表す（通常の（regular）オーバーサンプリングされたグリッドではｐ＝Ｎｏ２）。
【００５７】
ビームレットは、ターゲットと共に１セットの画像要素の露光中に、ＬＧの距離にわたって移動される。換言すれば、すべてのビームレットは、時間間隔Ｔ１の間、基板の表面に対して固定された位置を維持する。距離ＬＧに沿ってターゲットと共にビームレットを移動させた後、ビームレットは即座に（極めて短時間内に）再配置されて、次の位置付けグリッドの画像要素の露光を開始する。位置付けグリッドサイクルの位置ｐ１１・・・ｐ３１を介する１つの完全なサイクルの後、シーケンスは、Ｘ方向（走査方向）に平行な縦方向オフセットＬ＝ｂＮＭを付加して、新たに開始される。ストライプの始まりと終わりにおいては、この露光方法は連続的なカバーをもたらさないこともあり得るため、完全には充填されない長さＬのマージンがあってもよい。
【００５８】
なお、図７Ａでは、実際のパターンに応じて個々のアパーチャを開閉するために必要な時間は無視されている。実際には、ＤＡＰの偏向装置及び偏向多極システムは、再配置及び過渡的振動のフェードアウト（減衰）後にアパーチャの状態を安定化するために、所定の安定化期間ＴＳを必要とする。安定化期間ＴＳは、ピクセル露光サイクルＴ１の（極めて）小さい一部分である。従って、完全なピクセル露光サイクルＴ１よりも寧ろ、専ら利用可能時間Ｔｕ＝Ｔ１−ＴＳがピクセルの露光のために使用される。時間間隔Ｔｕは、その時間以内に適切な線量がそれぞれのピクセルに供給されることを保証するピクセル露光期間である。但し、以下においては、ＴＳはＴ１と比べて無視できる程小さいと仮定し、ＴｕとＴ１は以下では区別しない。
【００５９】
利用可能露光時間Ｔｕは、処理可能なグレーシェードの数に対応するｇ個の時間枠に分割される。ｇの値の一例はｇ＝１６（４ビット）である。ピクセル露光は、Ｔｕ以内に使用される時間枠の合計である、所望のグレーシェードに応じて活性化される。時間Ｔｕ以内に１つのピクセルに適用される線量がｇ段階のグレーレベルにデジタル化されれば、一般的（general）ブランキングセルを時間Ｔｕの間にｇ回リロードすることが可能である。ブランキングアレイにおける各ブランキングセルは、露光時間Ｔ１（より正確には利用可能時間Ｔｕ）の間にその個別のグレーシェードを受け取る。
【００６０】
図７Ｂは、ｇ＝５として単純化した一例における、異なるグレーシェードを有する２つのピクセルの露光を示す。安定化期間ＴＳの相対的サイズは著しく誇張して示されている。ｇ＝５に応じて、利用可能時間Ｔｕの各々に５つの時間枠がある。第１ピクセルｐ７１は、１００％のグレーシェード（即ち「ブラック」）で露光され、第２ピクセルｐ７２は６０［４０］％のグレーシェードで露光される。ピクセルｐ７２では、対応するブランキング電極の２つの時間枠はグレーにシェードされた１つのピクセルを生成するが、それは、この例では６０［４０］％は５つのうちの２つを有するグレーシェードに対応するためであり、かくして、それらのうちの２つが、任意の順序で、スイッチオンに設定される。一方、ピクセルｐ７１では、それぞれのブランキング電極は、５つの全ての時間枠の間、活性化され、その結果、Ｔｕの間に適用され得る最大線量を有する黒色のピクセルが生成される。
【００６１】
相補型リソグラフィ
【００６２】
図８Ａは、「相補型リソグラフィ（Complementary lithography）」に適したターゲット上に構造化された典型的な事前形成（preformed）パターンを表す一次元構成を示す。例えば、好適なターゲット上に、１９３ｎｍ（水）液浸光学リソグラフィ、層堆積およびエッチング工程を使用して製造され得る規則的なラインパターン１１０が提供される。ラインパターン１１０は、均一な「ライングリッド方向」Ｄ１に沿って延在しかつライン幅ＬおよびピッチＰを有する複数のライン１１１を含む。Ｌ、Ｐの典型的な値は数ｎｍであり、例えば１０ｎｍノードでＬ＝２０ｎｍ及びＰ＝４０ｎｍである。
【００６３】
このターゲット上では、図８Ｂに示すように、「相補型リソグラフィ」露光が実行されて、より暗い（濃い）ハッチングを有する矩形で示される、辺の長さＣＡ及びＣＢを有するカット（複数）１１２が生成される。これらのカット１１２は、ライングリッド方向Ｄ１に対し斜めの又は好ましくは直角をなす方向Ｄ２―「カット方向」とも称される―に沿って配向されているが、適切なレジスト露光およびレジスト現像（development）を用いることによって生成され、その後のエッチング工程を経て、規則的なラインパターンのカットが完成される。カット１１２は、典型的には、図８Ｂに（ハッチングが付されているか又は破線の境界を有する）矩形として示された複数の「カット位置」１１３を規定（画定）する、基本水平ピッチＣＰｘ及び基本垂直ピッチＣＰｙを有する規則的なグリッド上にある。換言すれば、２つのカット１１２の間の位置オフセットは、方向Ｄ１及びＤ２それぞれに沿って見て、基本水平ピッチＣＰｘ及び基本垂直ピッチＣＰｙの倍数である。ある応用では、カットパターンは、一方または両方の軸方向にラインパターンを横切って疎らに（sparsely）位置付けられ得るが、そのため、ＣＰｘ＞＞ＣＡ及び／又はＣＰｙ＞＞ＣＢとなる。ＣＡ、ＣＢの値は、量Ｌ及びＰの寸法に対して適切に選択される。例えば１０ｎｍノードでＣＡ＝２０ｎｍ及びＣＢ＝２４ｎｍである。
【００６４】
以下において、本発明の様々な視点が相補型リソグラフィとの関連において説明される。しかしながら、これらの説明は、間に「ドーマント（dormant）」なフリー領域を含む周期的なパターンに位置付けられる構造（複数）が露光されるべき他の場合（例えば、コンタクトホールの露光）においても有効である。
【００６５】
露光の制限
【００６６】
本発明の第１の視点によれば、露光の位置は、あり得る露光の特定の領域に限定される。これは、図７Ａに示すような露光セル全体を満たす伝統的アプローチ（例えば、本出願人の米国特許第９,６５３,２６３Ｂ２号参照）とは対照的である。特に、「相補型リソグラフィ」露光に関して、露光は、カット位置１１３に対応する領域に限定される。従って、露光手順は元のターゲット表面の一部に対してのみ行われるため、処理時間は短縮され、さらに重要なことには、描画プロセスにおいてパターンを符号化するために必要な単位面積当たりのデータ量が減少することである。これは、データレート（１秒間に送信されるデータ量、例えば技術水準の描画ツールでは１２０Ｇビット／秒）はしばしば露光プロセス中におけるパフォーマンスの主要なボトルネックの１つであるという観点からも重要な利点である。従って、本発明は、描画効率および描画速度を向上させ、結果としてより高いスループットをもたらす。
【００６７】
図９は、Ｎ＝１６かつパターンピクセルのオーバーサンプリングなし（ｏ＝１）のビームレット配列について、図８Ａ及びＢに示すような「相補型リソグラフィ」露光に関する本発明の簡単な第１実施形態における本発明の原理を示す。図９は、寸法ｂＸ×ｂＹ＝ｂ×ｂの多数のパターンピクセルが規則的グリッド１１４に従って重ね合わされるターゲット表面上の１次元回路構造の複数の可能なカット位置１１３を示す。ピクセルの一部のみがカット位置１１３の領域と重なることは明らかである。さらに、矩形Ｃ９として示されている１つの露光セルの寸法は、ｃＸ＝ＮＸ・ｂＸ及びｃＹ＝ＮＹ・ｂＹとなっており、この特殊なケースでは、ｃＸ＝ｃＹ＝Ｎ・b＝１６０ｎｍである。露光のプロセス中に、露光セルＣ９は図９のＸ軸に沿ってシフトされ、従って、走査方向ｓｄ（図３）に沿ってトレース（trace）ｔ１を露光する。前述の通り、露光セルはパターン画像ｐｍ（図３）の一部に過ぎず、全てのセルのトレースの合計は、全部合わせて、１つのストライプを描画する（図７Ａ及び関連する上記の説明参照）。
【００６８】
図９は、露光セルＣ９においてドットハッチングで示されたピクセル（複数）は全く露光されない（「ドーマントピクセル」）ことを示している。（実際のパターンに応じてカット構造が露光されるべき場合ないし露光されるとすれば）露光セルＣ９内において白色で示されているピクセルのみが当該カット構造を露光するために使用される。図９の特別な例では、３×３ピクセルの８つの「パッチ」Ｌ９があり、パッチＬ９は「ドーマントピクセル」の少なくとも１つの行または列によって互いに分離されている。ドーマントピクセル（複数）は、まとまって（共同して）、全てのパッチを包囲する連続した「周辺（environs）」領域Ｌ０を形成する。
【００６９】
より一般的に言えば、本発明は、露光の候補（複数）であり、ターゲットの表面に渡って分散的に位置する複数の別個の有限領域である、ターゲット表面上の所定の領域を規定（画定）すること、及び、（関連する処理ステップにおける）露光処理をこれらの所定の領域に限定することを提供する。従って、ターゲット表面の残りの部分は、露光処理から除外される。換言すれば、（関連する処理ステップ中に実行される）何れの露光も、これらの所定の候補領域に限定され、露光はこれらの領域（その都度の適用に応じて、これらの領域の全て又は選択される幾つかの領域のみ）内でのみ行われる。本発明の意義において、これらの所定の領域は「パッチ」又は「クラスタ領域」と称される。露光されない残りの部分は「周辺（environs）」と称される。図１Ａ及び１Ｂに示される「相補型リソグラフィ」の場合、これらの別個の有限領域は、矩形グリッドに沿って配置された、カット矩形（複数）の可能位置１１３に対応するパッチＬ９である。他の適用及び／又は他のタイプの処理は、一般的に任意の好適な幾何学的タイプであり得る特定のグリッドに沿って配置された、有限サイズの複数の別個の領域を形成する「パッチ」の他のタイプの配置を想定し得ることは明らかである。
【００７０】
本発明は（本出願人の米国特許第７,７７７,２０１号および米国特許第８,２２２,６２１号に記載されているような）既知の描画技術と同様に位置付け（位置決め）精度および描画モード冗長性を達成しつつ、図８Ｂの切断（cutting）構造のような限定されたターゲット領域の疎らさ（sparsity）を利用することによって、パフォーマンスの大幅な向上を提供することは当業者には明らかであろう。
【００７１】
図１０は、例えば、３×３ピクセルを含む複数のパッチＬ９の１つを示す。ピクセルの各々について、その位置は、図１０においてそれぞれドット１１６によって示されている露光位置によって規定される。パッチＬ９内の露光位置（複数）は、それぞれ隣接するピクセルの露光位置までの距離ｕｂをなして互いに対し配置される。この例ではｕｂ＝ｂである。図１１Ａから分かるように、パッチ（複数）Ｌ９は、その幅がフリー（即ち「ドーマント」）露光位置の少なくとも１つの行または列に対応するスペースｕ０だけ互いに対し分離されている。換言すれば、複数のパッチ（クラスタ領域）Ｌ９は、露光位置（exposure positions）の位置（locations）に関して、パッチ内の隣接距離ｕｂの少なくとも２倍である間隔ｕｘ、ｕｙだけ互いに対し分離されている。
【００７２】
図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、本発明の好適な具体化においては、パッチのパターンピクセル（より正確には、露光位置）が、異なるストライプ露光中に露光される異なる位置付けグリッドに関連付けられる部分的な位置付けグリッドが使用される。例えば、図１１Ａに示す第１のストライプｓ９１の露光中に、ハッチングが付されたパターンピクセルが露光されるが、この露光位置のセットは、第１の位置付けグリッドＧ１に対応する。その後、第２のストライプｓ９２が露光され、これにより、図１１Ｂにおいてハッチングが付されたピクセルによって示される第２の位置付けグリッドＧ２が実現される。従って、これら２つのストライプは、あわせて（共同して）、パッチＬ９の完全なセットのパターンピクセルを露光する役割を果たす。これに対し、「周辺」領域Ｌ０に属する「ドーマント」露光位置のピクセルは描画されず、従って、全く露光されない。矩形Ｃ９１、Ｃ９２は、それぞれ、ストライプｓ９１、ｓ９２に対して（図９と同じ寸法の）同じ露光セルの位置を示す。本実施形態では、ストライプｓ９１、ｓ９２は完全に重なり合うように配置されている。他の実施形態では、ストライプ（複数）は、それらの幅の半分だけ重なり合っていてもよく、パッチ及び対応する位置付けグリッドの位置は、それに応じて適合化される。
【００７３】
図１２及び図１３Ａ、Ｂは、ｏ＝２のオーバーサンプリングを用い、図８Ａ、Ｂの「相補型リソグラフィ」露光と基本的に同じ単位セルをエミュレートする露光プロセスに関する本発明の他の一実施形態を示す。具体的には、本実施形態は、ビームレットスポットサイズｂ＝２０ｎｍ、ＮＸ＝ＮＹ＝８のアパーチャアレイプレートを用い、その結果、ｃＸ＝ｃＹ＝Ｎ・ｂ＝１６０ｎｍのビームレットピッチ（即ち、隣接するビームレット間の位置オフセット）が生じる、図６Ｂについて上述したような、「ダブルグリッド」描画モードに基づいている。なお、ｏ＞１の場合、１つの露光位置は夫々複数のピクセル即ち一般的にはｏ２個のピクセルをカバーする（１つの）対応する露光スポットの位置を規定するため、（上述の実施形態で説明したｏ＝１の場合とは対照的に）ピクセル（複数）のコンセプトと露光位置（複数）のコンセプトは最早一致しないことに留意することは重要である。
【００７４】
図１２は、１つの露光セルＣ８内におけるパッチＬ４の位置及び関連するパターンピクセル位置を示す。破線の矩形ｂｉ２は、寸法ｃＸ×ｃＹの露光セルＣ８に関して見出される、ターゲット上に形成されるｂ×ｂのサイズを有するビームレットスポット（即ちアパーチャ画像）の一例のサイズを示す。図１２におけるドット（黒点）及び小さな白丸（これらのうちの幾つかは符号ｐｘ０、ｐｘ１で示されている）は、「露光位置」とも称される、ビームレットスポットの個別の（中央）位置を示す。本発明に応じ、露光位置は、互いに対し分離されかつドーマント周辺領域ＬＶに埋め込まれている１つまたは幾つかの別個の領域即ち「パッチ」Ｌ４に限定される。破線の矩形ｂｉ２’は、小さな×印ｐｘ２'が付されたドットによって示される露光位置に対応するビームレットスポット位置の他の一例を示す。
【００７５】
オーバーサンプリングパラメータｏ＞１が用いられているため、位置オフセットｅ（「位置付けグリッドピッチ」とも称される、ビームレットがターゲット上でとり得る隣接する露光位置間の位置オフセット）は、ビームレットスポットサイズｂより小さい。オーバーサンプリングパラメータｏ＝２の本実施形態では、位置オフセットはｅ＝ｂ/ｏ＝ｅｘ＝ｅｙ＝１０ｎｍである。図示の実施形態ではｅｘ＝ｅｙであるが、ｅｘとｅｙが異なる値を有するよう修正することは容易である。
【００７６】
図１２の構成は、ＣＰｘ＝８０ｎｍ及びＣＰｙ＝４０ｎｍに従って配置されたパッチＬ４のグリッドを規則的矩形グリッドにおいて具現化したものであり、各パッチは２０×２０ｎｍのサイズのカット（複数）（及びアパーチャ画像（複数））の（１つの）カット位置に対応する。露光位置は、水平（紙面左右）方向および垂直（紙面上下）方向にＧｘ＝Ｇｙ＝２０ｎｍまで広げられている。各パッチＬ４は、好ましくは、カット位置の中心位置に中心付けられる（centered）が、そこには（図１２において小さな白丸で示されている）それぞれの中心露光位置ｐｘ０が位置付けられ、複数の追加露光位置ｐｘ１によって包囲されている。パッチ（複数）Ｌ４は、２つの軸方向の少なくとも一方において重なり合わず、露出位置が形成されていない領域（「ドーマント空間（スペース）」）によって分離されている。例えば、図１２の実施形態では、これらのフリー（空の）領域は、フル（完全）グリッドにおいては露光位置として使用もされる「不使用」位置の列および行に対応する。これらのフリー領域は、一緒に合わせられると（まとめられると、ないし全体で）、周辺領域ＬＶを表す。
【００７７】
パッチＬ４の各々において、ピクセル位置は（隣り合うピクセルに関し）互いに対し距離ｅｘ、ｅｙのところに配置される。パッチ（複数）Ｌ４は「ドーマント」パターンピクセルの少なくとも１つの行または列に対応する間隔だけ互いに対し分離されている。従って、パッチＬ４は、各パッチ内の隣接距離ｅｘ、ｅｙの少なくとも２倍の間隔ｖｘ、ｖｙだけ互いに対し分離される。
【００７８】
図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すると、図１２ＡのセルＣ８内の全てのパッチＬ４の露光位置ｐｘ０、ｐｘ１は、異なる位置付けグリッドＧ２１、Ｇ２２に従って露光される。位置付けグリッド（複数）は、露光手順中にターゲット上に形成されるビームレット画像位置（複数）に割り当てられる位置（複数）に関するものである。この実施形態のオーバーサンプリングｏ＝２に応じて、各パッチＬ４は、それぞれがｏ×ｏ=２×２＝４個のパターンピクセル位置をカバーする複数のビームレット画像によって露光される。例えば、第１の位置付けグリッドＧ２１は、図１３Ａに示されている５つの位置付けグリッド位置ｇ１０、ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４を含み、第２の位置付けグリッドＧ２２は、図１３Ｂに示されている４つの他の位置付けグリッド位置ｇ２１、...、ｇ２４を含む。（対応する露光スポット（複数）の領域（複数）を示す破線の矩形によって表されている）位置付けグリッド位置ｇ１０〜ｇ２４の各々について、対応する露光位置が、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、それぞれのドット（位置ｇ１１〜ｇ２４の場合）又はそれぞれの矩形の中心を示す小さな白丸（位置ｇ１０の場合）によって示されている。位置付けグリッドＧ２１、Ｇ２２の各々は、異なるストライプ中において露光され、それらのストライプは好適な態様でオーバーラップする（重なり合う）。オーバーラップストライプに基づく露光方法は、本出願人の米国特許第８,２２２,６２１号および米国特許第９,０５３,９０６号に詳細に説明されている。位置付けグリッドはパッチ（クラスタ領域）に限定された位置のみを含むので、それらは限定的位置付けグリッドを表す。
【００７９】
従って、この例では、可能なバイア（via）／カット位置の中心の周りのＧｘ＝Ｇｙ＝２０ｎｍの方形の領域（neighborhood）として実現されているパッチＬ４に露光位置を限定することにより、図１２に示す限定的位置付けグリッドが（結果として）残る（得られる）。フルグリッドの状況（図６Ｂ）と比べると、露光位置の分数
2019071411.tif 000003
しか残らない。従って、ｓ−１＝７２％だけのデータ／面積（面積当たりのデータ量）の減少が達成される。
【００８０】
完全にオーバーサンプリングされたグリッドのように、追加の露光位置は追加の冗長性を可能にする（オーバーラップビームレットの位置付け（位置決め）エラーは平均化される）。さらに、パッチ内の露光位置（複数）間において線量を再分配することによって、カットの位置付けおよびサイズは変更されることができるが、これは（例えばターゲット変形または投影光学系の歪みによる）既知の位置付けまたはスケールエラーの補正に役立つ。この手順の例は図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。図１７（Ａ）の線量分布は、５０％線量の輪郭（枠）に沿った露光および現像（development）の後、最大冗長性を有する（実線の矩形で示された）中心付けられたカットをもたらす。図１７（Ｂ）及び（Ｃ）の２つの分布は、図１２Ａの場合において、線量の再分配の利用によりパッチ内のカットの移動（図１７（Ｂ）では紙面右側への移動、図１７（Ｃ）では紙面右下側への移動）が可能であることを示す。（米国特許第７,２７６,７１４号に開示されているように）上部の中心位置と下部の最大偏差との間を補間することにより、パッチ内において正確な位置決めを達成することができる。
【００８１】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｃ）は、本発明の限定的位置付けグリッドも、該限定的位置付けグリッドに属する公称露光位置での線量を調節することによって、例えばビームフィールドに渡る歪みに起因する位置ずれの補正が可能であることを示す。これは、とりわけ、パッチ内の露光位置（複数）を、ターゲット上におけるビームレットスポットの重ね合わせをもたらすオーバーサンプリングパラメータｏ＞１に対応する距離に維持することによって可能である。補正可能である最大のずれは、対応するパッチの幅または高さの分数で与えられる。図１２に示す例では、両方の座標方向においてＧｘ／２＝Ｇｙ／２＝１０ｎｍである。
【００８２】
クラスタ構成の別の一例が図１８に示す実施形態において与えられているが、これも２０×２０ｎｍのカット／アパーチャ画像サイズについてのものである。図１２とは対照的に、パッチ（複数）Ｌ３は、Ｘ方向（図１８の（紙面）水平（左右）方向）では完全に重なり合い（オーバーラップし）、Ｘ方向に沿ったカット構造の任意に位置付けを可能にしているが、複数のストライプの周辺領域ＬＶ３によって分離されて、Ｙ方向に沿った分離を提供している。１つのビームレットスポットのサイズは、１つのビームレットスポット位置の例示的な具体例ｂｉ３'をそれぞれ表す破線の矩形によって示されている。各露光位置ｐｘ３’は小さな×印を伴ったドット（黒点）で示されている。ここでは、ｏ＝４及びｅｘ＝ｅｙ＝５ｎｍ即ち「クワッドグリッド」オーバーサンプリングが、より高い冗長性及びより正確な位置付け（位置決め）のために使用されている。（紙面）垂直（上下）方向においては、Ｇｙ／２＝５ｎｍまでの中心位置（例えば、ｂｉ３'）からの位置ずれは補正可能であり、パッチ距離は（図１２Ａのように）ＣＰｙ＝４０ｎｍである。完全な「クワッドグリッド」と比べると、全体として、露出位置の３７.５％が残っている。
【００８３】
また、アパーチャ画像ｃＸ、ｃＹのピッチは、一般に、自由に選択することができるが、「相補型露光」の場合における好適な選択は、このピッチが、露光セル内で相応する（適切な）周期性を得るために、バイア（via）／カット構造のピッチＣＰｘ、ＣＰｙの整数倍であるようなものであることに留意すべきである。他のパラメータＧｘ、Ｇｙ、ｅｘ、ｅｙは、描画プロセスの特定の具体化で必要とされるような所望の冗長性および最大補正可能変位を達成するよう、自由に選択することができる。
【００８４】
本発明のさらなる発展形態によれば、パッチ内の露光位置は（パッチの限られた領域に限定されているような）規則的な矩形ないし方形グリッドに配置される必要はないが、総セットの（a general set of）位置に従って位置付けられることができる。尤も、規則的グリッド構造からある程度ずれることが望まれる場合や、グリッド構造がランダムなセットの（a random-like set of）位置によって完全に置き換えられてもよい場合もある。露光位置は、例えば（アパーチャ画像形状とは異なり得る）特定のバイア／カット形状を描画するよう最適化されることができる。図１４は、異なるターゲット形状を生成するように最適化された様々な露光位置セットの好適な選択の例を示す。具体的には、図１４（Ａ）〜（Ｃ）のフレーム（紙面左側の列）は、それぞれ、５つの露光位置のセット１２０〜１２４、１３０〜１３４、１４０〜１４４（紙面左側の列のドット）と、各フレームにおいてシェーディング（陰影付け）によって示されているシミュレーション計算によって得られた線量プロファイルを示す。線量プロファイルを得るために、単一の露光位置についてのボケ（blurred）アパーチャ画像１１１（図１４（Ｇ））のコピーが、複数の露光位置に（露光プロセスをシミュレートするために）０.１ｎｍグリッドに重ねられている。なお、これらの露光位置は、夫々の割り当て線量と共に、ターゲット形状を最適に再現するように選択されたものである。図１４（Ｇ）のボケアパーチャ画像１１１は、リソグラフィ装置の結像機能をモデル化するために、図１４（Ｈ）に示されたガウス点像分布関数１１０との畳み込みにより得られる。図１４（Ｄ）〜（Ｆ）のフレーム（紙面右側の列）は、線量プロファイルの０.５レベルで得られたクリア線量（ドーズツークリア：dose-to-clear）の輪郭１２５、１３５、１４５を示す。これらは、破線のボックス１２６、１３６、１４６で示される理想的なターゲット形状に対する非常に良好な近似を表す。図１４（Ｅ）及び（Ｆ）の平行四辺形形状のバイア／カットは斜めに（対角線方向に：diagonally）ラインを切断するために使用することができる。図１４（Ａ）〜（Ｃ）の各々において、中心位置１２０、１３０、１４０は、理想的なターゲット形状の中心と一致する。４つの外側の形状補正露光位置１２１〜１２４、１３１〜１３４、１４１〜１４４（及びそれらに割り当てられた線量）は、シミュレートされたターゲット形状１２５、１３５、１４５の理想的なターゲット形状１２６、１３６、１４６に対する忠実性を最大化するよう、位置および線量を変化させることによって得られたものである。これは、アパーチャスポットと理想的なターゲット形状１２６、１３６、１４６の対称性を考慮に入れて行われた。
【００８５】
図１５は、図１４（Ｂ）及び（Ｅ）に示された矩形構造をエミュレートするよう適合化された、さらなる一実施形態による複数のピクセル位置を含むパッチＬ５を示す。同様に、図１６は、図１４（Ｃ）及び（Ｆ）に示された平行四辺形形状の構造をエミュレートするよう適合化された別の一実施形態による複数のピクセル位置を含む別のパッチＬ６を示す。両方の例は、ピッチＣＰｘ＝ＣＰｙ＝８０ｎｍ及びアパーチャ画像ピッチｃＸ＝ｃＹ＝１６０ｎｍで、１５ｎｍ×３０ｎｍのサイズのバイア／カット（複数）を描画することが意図されている。各パッチについて、（太字記号で示されている）中心点位置及び形状補正位置（細字記号）は、ｅｘ＝ｅｙ＝１０ｎｍ、Ｇｘ＝Ｇｙ＝２０ｎｍの（それぞれの公称位置の周りの）それぞれの方形グリッドに配置される。この配置は、線量変化による位置ずれの補正を可能にする。上述のように、補正可能な最大位置ずれは、両方の座標方向において、ｅ＝Ｇｘ／２＝Ｇｙ／２＝１０ｎｍである。個別パッチＬ５、Ｌ６は、図１２Ａのものに類似するが、Ｙ方向に沿った距離が好適に（例えば２倍に）増加された（ｎ個の）露光セルに配置されることができる。従って、１つの露光セルは、Ｎ＝８及びｏ＝２である技術水準の「完全なダブルグリッド」の（Ｎｏ）２＝２５６個の位置と比べて（少ない）、１８０個のピクセル位置に対応する４つのパッチを含み、それにも拘わらず、正確な形状表現の極めて大きな向上を可能にする。
【００８６】
本発明の全開示（特許請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態及び実施例の変更・調整が可能である。更に、本発明の全開示の枠内において、種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例（実施形態）の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、特許請求の範囲及び図面を含む全開示、本発明の技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【００８７】
さらに、特許請求の範囲に付した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものに過ぎず、本発明を実施形態及び図示の実施例に限定することは意図していない。
【００８８】
さらに、上記の各文献の全開示は引用をもって本書に繰り込み、本書に記載されているものとする。
【００８９】
上記の実施形態及び実施例の全部又は一部は、以下の付記のようにも記載され得るが、それらに限定されない。
［付記１］荷電粒子からなるエネルギー放射のビームをターゲットに照射する方法。前記ターゲットは前記ビームによる露光が行われるべき露光領域を含む。該方法は、以下のステップ：
-  前記露光領域内の固定ピクセル位置に位置付けられる複数のパターンピクセルを規定すること、
-  前記露光領域を、所定の幅を有する複数のストライプに分割すること、
-  各ストライプに対して前記ターゲット上に複数の露光位置を規定すること、但し、各露光位置は複数の露光スポットの１つの位置（location）を表し、該露光スポットは均一なサイズ及び形状を有し、各露光スポットは少なくとも１つのパターンピクセルをカバーすること、
-  前記放射に対し透過性の複数のアパーチャを有するパターン規定装置を提供すること、
-  前記パターン規定装置を照明ワイドビームによって照明すること、該照明ワイドビームは前記アパーチャを通って前記パターン規定装置を横断し、それによって、対応する複数のビームレットからなるパターン化ビームが形成されること、
-  前記ターゲットの位置において前記パターン化ビームからパターン画像を形成すること、該パターン画像は前記複数のアパーチャの少なくとも一部の画像を含み、該画像は所望のパターンに従って前記露光スポットを順次露光すること、
-  前記ターゲットと前記パターン画定装置との間の相対移動を生成することにより、前記ストライプに対応する経路に従って前記ターゲット上における前記パターン画像の移動を生成すること、移動方向を横切る方向における前記パターン画像の幅は少なくともそれぞれのストライプの幅であること、
を含む。
複数の露光位置を規定するステップは、前記ターゲット上のそれぞれの固定位置（locations）において規定される互いに分離された複数のクラスタ領域について行われること、及び、
-  各露光位置が前記クラスタ領域のうちの１つの内部にあるように前記露光位置の位置（locations）を規定すること、但し、前記クラスタ領域の各々は各露光位置が同じクラスタ領域の少なくとも１つの露光位置に対して所与の隣接距離以内にあるように配置された複数の露光位置を含み、前記隣接距離は前記ターゲット上に生成されるアパーチャの画像のサイズよりも小さいこと、
を含む。
前記クラスタ領域は露光位置が存在しない空間によって互いに分離され、前記空間は前記露光領域内の少なくとも１つの方向に沿って前記隣接距離の少なくとも２倍の幅を有する。
［付記２］上記の方法において、複数のストライプが描画される。但し、各ストライプはそれぞれのストライプ内の前記クラスタ領域に対する露光位置のグリッド位置のサブセットに関連付けられること、異なるストライプのサブセットは、互いに異なり、及び、一緒に合わせられると、前記クラスタ領域内の前記露光位置を完全にカバーするよう結合する（組み合わさる）。
［付記３］上記の方法において、前記クラスタ領域のそれぞれは、グリッド位置のそれぞれのサブセットに関連付けられた少なくとも２セットの露光位置を含み、及び、該少なくとも２セットの露光位置の各々は最小の数の露光位置を含む。但し、前記最小の数はすべてのクラスタ領域に対して有効であり、前記最小の数は４、５又はそれより大きい。
［付記４］上記の方法において、前記少なくとも２セットの露光位置の各々について、同じサブセットのグリッド位置に関連付けられている異なるクラスタ領域の露光位置の空間的配置は、夫々のクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、同じである。
［付記５］上記の方法において、前記クラスタ領域の各々は複数の数の露光位置を含む。但し、該複数の露光位置は全てのクラスタ領域に共通の最小の数以上であり、該最小の数は４、５又はそれ以上である。
［付記６］上記の方法において、各クラスタ領域のサイズは、前記移動方向に平行な方向及びその方向に対する横方向の両方に関し、前記ターゲット上に結像されるアパーチャの画像のサイズよりも少なくとも３／２の倍率だけより大きい。
［付記７］上記の方法において、前記クラスタ領域内の位置の配置は１つのクラスタ領域から次のクラスタ領域まで繰り返される。
［付記８］上記の方法において、前記ターゲット上に同時に露光される露光位置の当該位置（locations）は、前記パターン規定装置における前記アパーチャの規則的な２次元配置の投影画像に直接対応する２次元グリッドに従って配置される。
［付記９］上記の方法において、クラスタ領域の各々について、それぞれのクラスタ領域の中心位置に対し相対的に見た場合、露光位置の空間的配置は異なるクラスタ領域について同じである。
［付記１０］上記の方法において、前記クラスタ領域の中心位置のセットは、前記ターゲット上のアパーチャ画像の位置によって表されるいくつかの位置決めグリッドの結合体（union）である。
［付記１１］上記の方法において、前記クラスタ領域は所定の位置に位置付けられる。但し、該所定の位置は前記露光領域内の前記ターゲット上に規則的配置を形成し、該規則的配置は前記２次元グリッドのスーパーセット（superset）に対応する。
［付記１２］上記の方法において、各ストライプは、［前記］主方向［前記移動方向］に沿って配置された少なくとも２列のクラスタ領域を含む。
［付記１３］上記の方法において、１つのクラスタ領域内で、前記露光位置は規則的なグリッドに沿って配置される。
［付記１４］上記の方法において、１つのクラスタ領域内で、前記露光位置は前記移動方向に関し互いに対し斜めの角度で配置されている。
［付記１５］上記の方法において、１つのクラスタ領域内で、前記露光位置のセットは規定の空間的配置で配置された一群の露光位置を含む。但し、該規定の空間的配置は該一群の露光位置の各々が露光されたとき、所定の形状を生成するよう構成される。
［付記１６］上記の方法において、前記クラスタ領域は複数のラインに沿って配置される。但し、該複数のラインは均一なオフセットをなして位置付けられる。
［付記１７］上記の方法において、前記複数のライン［の前記ライン］は、前記ターゲット上に予め形成されるラインパターンのラインに対応し、及び、前記クラスタ領域は規則的な間隔をなして前記（複数の）ラインに沿って配置される。
［付記１８］上記の方法において、前記隣接距離は、アパーチャの画像の公称サイズ以下である。
［付記１９］上記の方法において、前記露光位置は露光されるべきパターンピクセルの実際パターンに応じたそれぞれの露光線量で選択的に露光される。但し、該露光位置の位置は該実際パターンに依存しない。
［付記２０］上記の方法において、それぞれのパターンピクセルを前記ターゲット上の露光位置に露光するために、一定のタイミングの露光ステップが用いられ、及び、該露光ステップの間、前記パターン画像の位置は、少なくとも［前記］主方向に沿った前記相対移動に関し前記ターゲットと共に移動され、露光ステップと露光ステップの間に、前記パターン画像の位置が前記ターゲットに対して変更され、前記パターン規定装置の位置に対する前記パターン画像の位置の移動を全般的に補償する。前記露光ステップの持続時間は、前記主方向に沿った均一な前進距離に対応する。但し、該前進距離は、前記主方向に沿った同じ部分グリッド内のアパーチャ画像のサイズよりも大きい。
［付記２１］上記の方法において、前記クラスタ領域は、前記移動方向に平行な方向及びその方向に対する横方向の両方に沿って、露光位置が存在しない空間によって互いに分離されている。
［付記２２］上記の方法において、前記倍率は、前記ターゲット上に結像されるアパーチャの画像のサイズの少なくとも２倍である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【外国語明細書】
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