(57)【要約】      （修正有）【課題】１次元回路設計において、構造を描画するための効率的な手法を可能にするマルチビーム描画装置を提供する。【解決手段】各カラムのビーム成形デバイスは、少なくとも１つのアパーチャ・アレイ２３１、２３２を備えるアパーチャ・アレイ・デバイス２０３を含み、各アパーチャ・アレイ２３１、２３２は、それぞれのサブビームの形状を画定する多数のアパーチャを備える。アパーチャは、サブビームを、ビーム方向に沿って見た長方形形状にし、長方形形状は、短辺ａＸ及び長辺ａＹを有し、長辺ａＹは、短辺ａＸの少なくとも２倍である。【選択図】図２３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配置しそれぞれの粒子ビームを対象物（７）に向けて誘導するように構成した複数の粒子光学カラム（９）を備える、複数の荷電粒子ビームで前記対象物（７）を露光するための帯電粒子マルチビーム処理装置（１）であって、前記対象物（７）は、所与の線格子方向（Ｄ１）に沿って向けた線パターンを含み、前記対象物の前記露光は、前記線格子方向（Ｄ１）に対して実施され、前記各粒子光学カラムは：
−照光系（１１）、
−ビーム成形デバイス（１２）及び
−投影光学系（１６）を備え、
前記照光系（１１）は、それぞれのビームを生成し、前記ビームを、前記ビーム成形デバイスを照光する実質的にテレセントリックなビームにするように構成され、前記ビーム成形デバイス（１２）は、前記照光ビームの形状を多数のサブビームから構成される所望のパターンにするように構成され、前記投影光学系（１６）は、前記ビーム成形デバイス内で画定した前記ビーム形状の画像を前記対象物（７）上に投影するように構成され、
前記各ビーム成形デバイス（１２）は、
−アパーチャ・アレイを備えるアパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）であって、前記アパーチャ・アレイは、多数のアパーチャ（２４、２６、８１、２０１、２０２、２３１、２３２）を備え、前記多数のアパーチャのそれぞれは、前記対象物（７）に向かう名目上の経路を有する前記それぞれのサブビームの形状を画定する、アパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）、並びに
−選択した前記サブビームが前記対象物に到達しないように、選択した前記サブビームを前記それぞれの名目上の経路から偏光するように構成した偏光アレイ・デバイス（２３０、２３３）を含み、
前記アパーチャ・アレイの前記アパーチャは、ビーム方向に沿って見た長方形形状を形成するように構成され、前記長方形形状は、短辺（ａＸ）及び長辺（ａＹ）を有し、前記長辺は、前記短辺の少なくとも２倍であり、
前記アパーチャによって形成された前記長方形形状は、前記線格子方向（Ｄ１）を横断して向けられる、帯電粒子マルチビーム処理装置（１）。
【請求項２】
前記各アパーチャ・アレイ・に関して、前記アパーチャの前記長方形形状は、特定方向（Ｄ２、Ｙ）に沿って均一に向けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アパーチャ・アレイ・デバイスの少なくとも一部は、前記各アレイ内の前記長方形形状が前記それぞれのアレイに特定の方向に沿って均一に向けられた少なくとも２つの交錯アパーチャ・アレイ（２３１、２３２）を備え、前記アレイ特定方向は、互いに異なる、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記アパーチャ・アレイ・デバイスの少なくとも一部は、第１のアレイ内の長方形形状が第１の方向に沿って均一に向けられ、第２のアレイ内の長方形形状が前記第１の方向を横断する第２の方向に沿って向けられた２つの交錯アパーチャ・アレイ（２３１、２３２）を備える、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記アパーチャ・アレイ・デバイスの少なくとも一部は、非長方形アパーチャ・アレイ（２０２）を更に備え、前記非長方形アパーチャは、前記長方形アパーチャの形状とは異なる形状、好ましくは正方形、円形又は六角形の形状を有し、前記非長方形アパーチャ・アレイは、前記長方形アパーチャ・アレイと交錯する、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記各カラムに関して、前記長方形形状のアパーチャは、前記それぞれのアパーチャ・アレイ・デバイス内で均一に向けられ、第１の群のカラムは、第１の方向に沿って向けた長方形形状を有し、第２の群のカラムは、第２の方向は、前記第１の方向を横断、好ましくは前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って向けた長方形形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記各カラムに関して、前記投影光学系（１６）は、前記対象物（７）上に画像を投影し、前記画像は異方性のブラーを含み、前記投影光学系（１６）は、前記それぞれのアパーチャ・アレイ・デバイスの前記長方形形状のアパーチャの前記長辺に対応する方向に沿って向けた最大ブラー軸を有する異方性のブラーを生成するように構成される、請求項１又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の粒子光学カラム（９）に対して対象物（７）を位置決めする対象物ステージ（５）を更に備える、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の装置であって、前記対象物ステージは、前記各カラムが前記対象物上で事前定義したそれぞれのカラム露光領域（１２０、１５０）内に１組の画像を生成するような一連の位置を通して前記対象物を移動させるように構成され、前記カラムの前記カラム露光領域は、前記対象物上の対象露光領域（１１１）の適用範囲に結び付く、装置。
【請求項９】
前記カラムの前記カラム露光領域（１２０）は、前記対象物上の１つのダイ・フィールド領域に対応する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記カラムの前記カラム露光領域（１５０）は、前記対象物上の２つの隣接するダイ・フィールド領域に対応する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数の粒子光学カラム（９、４６１）は、２次元構成（４６０）で配置され、前記２次元構成の少なくとも１つの方向に沿って、前記カラム（４６１）は、通路（４６５）を形成するカラム・オフセット（ＣＸ）だけ離間し、前記カラム・オフセットは、隣接する前記カラム間の最小ピッチ（ＤＹ）の少なくとも２倍の幅である、請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記アパーチャ・アレイ・デバイスは、前記ビーム成形デバイス内に平行に、好ましくは互いに直に隣接するように配置した少なくとも２つの連続するプレート（４１１、４２１）を備え、前記各プレートは、前記プレートのアパーチャが、対応するサブビームの形状（４０１、４０２）を形成するために相互に対応、協働するアパーチャ・アレイ（４１０、４２０）を有し、前記形状は、ビーム方向に沿って見た前記プレートの相対位置によって画定され、前記プレートは、前記ビーム方向を横断する前記プレートの前記相対位置を修正する位置決めデバイスを備える、請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の装置であって、前記カラムにおいて、前記それぞれのビーム成形デバイス（１２）は
−前記ビーム方向に沿って見た前記ビーム成形デバイスの最初の要素としての第１の境界デバイス（２０、２００、２０３）であって、前記照光系（１１）の方に向けた第１の面（１３、２２１）を有する第１の境界デバイス（２０、２００、２０３）、
−前記ビーム方向に沿って見た前記ビーム成形デバイスの最後の要素としての最終プレート・デバイス（４０、２４０）であって、前記投影光学系（１６）の方に向けた最終面（１４、２２２）を有する最終プレート・デバイス（４０、２４０）を含み、
前記第１の面（１３、２２１）及び前記最終面（１４、２２２）は、前記それぞれのビーム成形デバイス（１２）の前記アパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）の前記アパーチャに対応するそれぞれの開口アレイを除いて平坦である、装置。
【請求項１４】
前記第１の境界デバイスは、前記それぞれのビーム成形デバイス（１２）の前記アパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちいずれか一項に記載の、対象物（７）を露光する帯電粒子マルチビーム処理装置（１）において使用するように構成した帯電粒子マルチビーム成形デバイス（１２）であって、前記対象物（７）は、所与の線格子方向（Ｄ１）に沿って向けた線パターンを備え、前記対象物の前記露光は、前記線格子方向（Ｄ１）に対して実施され、前記ビーム成形デバイスは、荷電粒子の照光ビームによって照射され、前記照光ビームの形状を多数のサブビームから構成される所望のパターンにするように構成され、
前記ビーム成形デバイス（１２）は、
−アパーチャ・アレイを備えるアパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）であって、前記アパーチャ・アレイは、多数のアパーチャ（２４、２６、８１、２０１、２０２、２３１、２３２）を備え、前記多数のアパーチャのそれぞれは、前記対象物（７）に向かう名目上の経路を有する前記それぞれのサブビームの形状を画定する、アパーチャ・アレイ・デバイス（２００、２０３）、並びに
−前記処理装置（１）の前記投影光学系（１６）により投影したときに、選択した前記サブビームが前記対象物に到達しないように、選択した前記サブビームを前記それぞれの名目上の経路から偏光するように構成した偏光アレイ・デバイス（２３０、２３３）を含み、
前記アパーチャ・アレイのアパーチャは、ビーム方向に沿って見た長方形形状を形成するように構成され、前記長方形形状は、短辺（ａＸ）及び長辺（ａＹ）を有し、前記長辺は前記短辺の少なくとも２倍であり、
前記ビーム成形デバイスは、前記アパーチャによって形成した前記長方形形状が前記線格子方向（Ｄ１）を横断して向けられるように前記線格子方向（Ｄ１）に対して方向付け可能である、帯電粒子マルチビーム成形デバイス（１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の加工（具体的にはナノパターニング若しくは半導体リソグラフィ）又は対象物の検査のためのプログラム可能な帯電粒子マルチビーム装置に関する。より詳細には、本発明は、平行に配置しそれぞれの粒子ビームを対象物に向けて誘導するように構成した複数の粒子光学カラムを備える、複数の荷電粒子ビームで対象物を露光するための帯電粒子マルチビーム処理装置であって、各粒子光学カラムは、照光系、ビーム成形デバイス及び投影光学系を備える、帯電粒子マルチビーム処理装置に関する。照光系は、それぞれのビームを生成し、このビームを、ビーム成形デバイスを照光する（好ましくは実質的にテレセントリックな）ビームにするように働く。ビーム成形デバイスは、照光ビームの形状を多数のサブビームから構成される所望のパターンにするように構成され、アパーチャ・アレイ・デバイス及び偏光アレイ・デバイスを含む。アパーチャ・アレイ・デバイスは、多数のアパーチャを備え、前記アパーチャのそれぞれは、対象物に向かう名目上の経路を有するそれぞれのサブビームの形状を画定し、偏光アレイ・デバイスは、選択したサブビーム（のみ）をそれぞれの名目上の経路から偏光するので、選択したサブビームは対象物に到達せず、残りのサブビームは、対象物に画像化される所望のパターンを表す。投影光学系は、ビーム成形デバイス内で画定したビーム形状の画像を対象物上に投影するように働く。更に、本発明は、そのような帯電粒子マルチビーム処理装置のカラム内で使用するビーム成形デバイス（パターン画定デバイスとも呼ぶ）であって、荷電粒子の照光ビームによって照射され、照光ビームの形状を、多数のサブビームから構成される所望のパターンにするように構成したビーム成形デバイスにも関する。
【背景技術】
【０００２】
この種類のマルチカラム（又は「多軸」）構成は、本出願人の特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【０００３】
本出願人は、以下のような場合等の、帯電粒子マルチビーム・リソグラフィ及びナノパターニングの分野並びに関連技術に適切ないくつかの解決策及び技法を開発している：イオン・マルチビームを生成するＣＨＡＲＰＡＮ（帯電粒子ナノパターニング）を使用する場合、並びに電子マルチビームを生成するｅＭＥＴ（電子マルチビーム・マスク露光ツール）又はマスク描画用ＭＢＭＷ（マルチビーム・マスク・ライタ）、及び基板、具体的にはシリコン・ウェハ上への直接描画リソグラフィのための電子マルチビームを生成するＰＭＬ２（投影マスクレス・リソグラフィ）を使用する場合。この関係で、本出願人の名前の関連特許文献は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４及び特許文献５である。
【０００４】
図１は、マルチカラム帯電粒子光学装置２用真空筐体１０、対象物チャンバ３を有するマルチカラム・ライタ・ツール１の概略断面図を示し、対象物チャンバ３の上にマルチカラム帯電粒子光学装置がカラム・ベースプレート４により組み付けられる。対象物チャンバ３内にあるのは、Ｘ−Ｙステージ５、例えばレーザ干渉計で制御された空気軸受真空ステージであり、空気軸受真空ステージの上に、適切な取扱い系を使用して基板チャック６が載置される。好ましくは静電チャックであるチャック６は、シリコン・ウェハ等の基板７を保持する。帯電粒子マルチビーム・リソグラフィに関して、基板は、例えば電子又はイオン・ビーム感光性レジスト層８で被覆される。
【０００５】
マルチカラム光学装置２は、複数のサブカラム９を備える（サブカラム９は、特許請求の範囲で請求する「カラム」に相当し、示すカラムの数は、より良く明快にするように図では減らしてあり、現実の実装形態でマルチカラム装置内に存在するかなり多数のカラムを表す）。好ましくは、サブカラム９は、同一の機構を有し、相互に平行な軸で並べて設置される。各サブカラムは、電子又はイオン供給源１１ａ、抽出系１１ｂ、及び広いテレセントリックな帯電粒子ビームをパターン画定デバイス（ＰＤＤ）１２に送出する静電多電極集光光学装置１１ｃを含む照光系１１、並びに３つのレンズを備える縮小帯電粒子投影光学装置１６を有し、パターン画定デバイス（ＰＤＤ）１２は、サブビーム（「ビームレット」）の形状を画定する複数のアパーチャを通るビームのみを通すように構成され、このサブビームが前記アパーチャを透過する。図示の実施形態では、第１のレンズは加速型静電多電極レンズ１６ａである一方で、第２のレンズ１６ｂ及び第３のレンズ１６ｃは、特に電子を使用する場合、両方とも磁気レンズであるか、又は特許文献１で概説するように例えば粒子がイオンである場合、静電レンズである。
【０００６】
投影帯電粒子光学装置１６の加速型第１のレンズは、低い運動エネルギー（例えば５ｋｅＶ）の粒子でＰＤＤ１２を動作させる一方で、縮小投影光学装置の交差部では高いビーム・エネルギー（例えば５０ｋｅＶ）を与え、こうしてクーロン相互作用の確率を最小にするという重要な利点をもたらす。更に、基板での高いビーム・エネルギーは、対象物、具体的には帯電粒子感光層８を露光する際に帯電粒子の前方散乱を低減するのに有益である。
【０００７】
投影光学装置の第１のレンズは第１の交差部を形成する一方で、第２のレンズは第２の交差部を形成する。各サブカラムのこの位置には、ＰＤＤ内で偏光したビームをフィルタ除去するように構成した停止プレート１５がある。サブカラムの第３のレンズ１６ｃ及び停止プレート１５は、適切な締結手段１８によりカラム・ベースプレート４上に組み付けた基準プレート１７上に組み付けられる。基準プレート１７の上に組み付けるのは、位置合せ軸外し光学系の部品１９である。
【０００８】
基準プレートは、酸化ケイ素又は酸化アルミニウムベースのセラミック材料等の熱膨張が少ない適切な基材から製作され、このセラミック材料は、重量がわずかで、弾性係数が高く、熱伝導率が高いという利点を有するものであり、少なくとも基準プレートの関連部品を導電性コーティングにより適切に被覆して（静電気を流出可能にすることによって）帯電を防止できるようにする。
【０００９】
図２Ａの縦断面詳細でわかるように、ＰＤＤ１２は、好ましくは連続構成で積み重ねた３つのプレート：「アパーチャ・アレイ・プレート」（ＡＡＰ）２０、「偏光アレイ・プレート」（ＤＡＰ）３０及び「フィールド境界アレイ・プレート」（ＦＡＰ）４０を備える。用語「プレート」は、それぞれのデバイスの全体形状を指すものであり、単一プレート構成要素が通常は実装形態の好ましい様式であるにもかかわらず、プレートを単一プレート構成要素として実現することを必ずしも示すわけではないことに留意する価値がある。更に、いくつかの実施形態では、アパーチャ・アレイ・プレート等の「プレート」はいくつかのサブプレートから構成できる。プレートは、好ましくは、Ｚ方向に沿って互いに平行に、ある相互距離で配置される。
【００１０】
ＡＡＰ２０の平坦な上面は、集光光学装置／投影系１１に対して画定された電位界面を形成する。ＡＡＰは、例えば薄肉中心部２２を有する一枚の正方形又は矩形シリコン・ウェハ（約１ｍｍの厚さ）２１から作製できる。プレートは、導電性保護層２３によって被覆でき、この導電性保護層２３は、（特許文献６にあるように）水素イオン又はヘリウム・イオンを使用する場合は特に有利となる。電子又は重イオン（例えばアルゴン又はキセノン）を使用する場合、層２３も２１及び２２それぞれの表面区分によってもたらされるシリコンであってもよく、それにより層２３とバルク部品２１／２２それぞれとの間に界面がなくなる。
【００１１】
ＡＡＰ２０は、薄肉部２２を横断する開口によって形成した複数のアパーチャ２４を備える。図示の実施形態では、アパーチャ２４が実現され、このアパーチャ２４は、開口の下方出口２５がアパーチャ２４の主要部よりも広いように層２３内に製作した真直ぐな外形及びＡＡＰ２０のバルク層の「後退」（ｒｅｔｒｏｇｒａｄｅ）外形を有する。真直ぐな外形及び後退外形の両方とも、反応性イオン・エッチング等の最新構造化技法で製作できる。後退外形は、開口を通るビームのミラー帯電効果を強力に低減する。
【００１２】
ＤＡＰ３０は、複数の開口３３を備えるプレートであり、この開口３３の位置は、ＡＡＰ２０のアパーチャ２４の位置と対応し、開口３３は個々のサブビームを偏光するように構成した電極３５、３８を備え、個々のサブビームはＤＡＰ３０のそれぞれの経路から開口３３を選択的に通過する。ＤＡＰ３０は、例えばＡＳＩＣ回路を有するＣＭＯＳウェハを後処理することによって製作できる。ＤＡＰ３０は、例えば正方形又は矩形形状を有する一枚のＣＭＯＳウェハから作製され、中心部３２を保持する枠を形成する肉厚部３１を備え、この中心部３２は、薄肉になっている（しかし適切には２２の厚さと比較するとより厚くてもよい）。中心部３２のアパーチャ開口３３は、２４と比較するとより広い（例えば各側で約２μｍ）。ＣＭＯＳ電子機器３４は、ＭＥＭＳ技法により実現される電極３５、３８を制御するために使用される。各開口３３に隣接して、「接地」電極３５及び偏光電極３８が備えられる。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、帯電を防止する後退部３６、及びＣＭＯＳ回路への不要なショートカットを防止する隔離区分３７を備える。接地電極３５は、ＣＭＯＳ回路３４のこれらの部品に接続でき、これらの部品は、シリコン・バルク部分３１及び３２と同じ電位にある。
【００１３】
偏光電極３８は、静電位を選択的に印加するように構成され、そのような静電位が電極３８に加えられると、電界が発生し、対応するサブビームへの偏光を生じさせ、サブビームをその名目上の経路から偏光させる。電極３８も同様に、帯電を防止するための後退区分３９を有することができる。電極３８のそれぞれは、その下側部でＣＭＯＳ回路３４内のそれぞれの接触部位に接続される。
【００１４】
接地電極３５の高さは、ビーム間のクロストーク効果を抑制するために偏光電極３８の高さよりも高い。
【００１５】
図２Ａに示すような上流に向けた電極を有するＤＡＰ３０を有するＰＤＤ１２の構成は、いくつかの可能な形態のうちの１つにすぎない。図２Ｂに示すように、変形形態ＰＤＤ１２’は、ＣＭＯＳ回路３４を有する平坦面を上向きにする一方で接地電極３５及び偏光電極３８を下流に向けるように配置した、倒立型（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）ＤＡＰ３０’を有することができる。例えば接地電極及び偏光電極を埋込した更なるＤＡＰ構成を当業者は容易に考案できる（特許文献７等本出願人の名前の他の特許を参照）。
【００１６】
ＦＡＰとして働く第３のプレート４０は、下流の縮小帯電粒子投影光学装置の第１のレンズ部に面する平坦面を有し、したがって投影光学装置の第１のレンズ１６ａに対して画定された電位界面を実現する。ＦＡＰ４０の肉厚部４１は、シリコン・ウェハの一部から作製され、薄肉中心区分４２を有する正方形又は矩形の枠である。ＦＡＰ４０は、ＡＡＰ２０及びＤＡＰ３０の開口２４、３３に対応する複数の開口４３を備えるが、ＡＡＰ２０及びＤＡＰ３０の開口２４、３３と比較するとより広い。
【００１７】
ＰＤＤ１２及び具体的にはＰＤＤ１２の第１のプレート、ＡＡＰ２０は、幅広帯電粒子ビーム５０によって照光され（本明細書における「幅広」ビームとは、ビームがＡＡＰ内に形成したアパーチャ・アレイの領域全体を覆うほど十分に広いことを意味する）、このようにして幅広帯電粒子ビーム５０は、アパーチャ２４を通って送出されるとマイクロメートル寸法の何千ものビーム５１に分割される。ビーム５１は、妨げられることなくＤＡＰ及びＦＡＰを横断することになる。
【００１８】
既に述べたように、偏光電極３８がＣＭＯＳ電子機器により電力供給されると常に、偏光電極と対応する接地電極との間に電界が発生することになり、通過するそれぞれのビーム５２に小さいが十分な偏光がもたらされる（図２Ａ）。偏光されたビームは、開口３３及び４３それぞれが十分に広く作製されているので妨げられることなくＤＡＰ及びＦＡＰを横断できる。しかし、偏光されたビーム５２は、サブカラムの停止プレート１５でフィルタ除去される（図１）。したがって、ＤＡＰによって影響を受けないビームのみが基板に到達することになる。
【００１９】
縮小帯電粒子光学装置１６の縮小率は、ビームの寸法及びＰＤＤ１２内でのビームの相互距離、並びに対象物での構造の所望の寸法を考慮して適切に選択される。この縮小率は、ＰＤＤではマイクロメートル寸法のビームを可能にする一方で、基板上ではナノメートル寸法のビームが投影される。
【００２０】
ＡＡＰにより形成された（影響を受けない）ビーム５１の集団は、投影帯電粒子光学装置の予め定義した縮小率Ｒで基板に投影される。したがって、基板では、幅がそれぞれＢＸ＝ＡＸ／Ｒ及びＢＹ＝ＡＹ／Ｒを有する「ビーム・アレイ・フィールド（ＢＡＦ）」が投影され、式中、ＡＸ及びＡＹは、Ｘ及びＹ方向それぞれに沿ったアパーチャ・アレイ・フィールド寸法を示す。基板での個々のビームのビーム寸法は、それぞれｂＸ＝ａＸ／Ｒ及びｂＹ＝ａＹ／Ｒによって示され、式中、ａＸ及びａＹは、Ｘ及びＹ方向それぞれに沿って測定したＤＡＰ３０の段階でのビーム５１の大きさを示す。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂ（並びに以下の類似の図面）に示した個々のビーム５１、５２は、かなりより多数、典型的には何千ものサブビームを表し、２次元Ｘ−Ｙアレイに配置されることに留意する価値がある。出願人は、例えば、数千もの（例えば２６２，１４４本）プログラム可能なビームを有するイオン並びに電子マルチビーム・カラムに関してＲ＝２００の縮小率を有するマルチビーム帯電粒子光学装置を実現した。出願人は、基板で約８２μｍ×８２μｍのビーム・アレイ・フィールドを有するそのようなカラムを実現している。こうした例は説明の目的で述べており、限定例として解釈すべきではない。
【００２２】
図２で概説した構成を使用して、上記の種類の多数のサブカラムが、最先端の集積回路デバイス製造用基板として使用される３００ｍｍシリコン・ウェハ等の基板の領域内に適合するような直径を有するサブカラムを実装する。４５０ｍｍのシリコン・ウェハ寸法に適した、１９３ｎｍ液浸光学リソグラフィ・ツール、ＥＵＶリソグラフィ・ツール及びナノインプリント・リソグラフィ・ツールの開発が進行中である。スループットの損失なしに、本明細書で提示するマルチカラム構成は、対応するより多数のサブカラムを提供することによって、４５０ｍｍ直径のシリコン・ウェハ寸法等あらゆる他のウェハ寸法に適合できる。
【００２３】
集積回路、特にマイクロプロセッサの最近の進歩は、新規なリソグラフィ、蒸着及びエッチング技法のみならず、革新的な回路設計によっても可能になった。最も強力な革新は、非特許文献１によって記載されるように、２次元回路設計から１次元回路設計へ進展したことであった。この目的で、均一な線格子方向Ｄ１に沿って延びる通常の線パターン（図３Ａ）は、１９３ｎｍ液浸（水浸）光学リソグラフィ、層蒸着及びエッチングのステップを使用して製作する。次に「相補的リソグラフィ」露光を実施して、対応するレジスト露光及びレジスト現像（図３Ｃ）を用いることにより垂直方向Ｄ２（「切削方向」）に沿って切削部（図３Ｂ）を生じさせ、続いてエッチングのステップを実施して通常の線パターン（図３Ｄ）内に切削を達成する。このようにして各切削部は、それぞれの線内に中断部を表す。
【００２４】
切削パターンの最小特徴寸法ＣＡ、ＣＢ等の様々な次元パラメータに関する半導体産業の現在の要件を表１に列挙する。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１の通常字体の数字は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒリソグラフィ・ユーザ・フォーラムにおける上記引用文献、及び非特許文献２から取得した。斜体の数字は推定値である。例えば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒリソグラフィ・ユーザ・フォーラムの引用文献では、Ｐ及びＬはノード間で０．７１倍縮小されることが示されている。
【００２７】
限界寸法ＣＡに対する最小切削パターンに要求される限界寸法の均一性（ＣＤＵ）及びオーバーレイ（ＯＬ）も表１に示す。図３Ｂに画定した切削パターン間の最小距離ＣＣ及び切削パターンの最小周期ＣＰも表１に示す。
【００２８】
今日まで、１３．５ｎｍ波長ベースのＥＵＶ（極端紫外線）リソグラフィの開発は遅れており、したがって２０１５年には、１９３ｎｍ液浸光学リソグラフィによる切削パターンを露光する必要があると思われる。１９３ｎｍ液浸スキャナ・リソグラフィ技法の最小ピッチは、約８０ｎｍである。したがって、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒリソグラフィ・ユーザ・フォーラムにおける上記引用文献で概説したように、１０ｎｍ論理技術ノードではＣＰ＝４０ｎｍとして４つの異なるマスクで切削パターンを露光する必要がある（表１）。ＮＡ＝０．２５の開口数を有するＥＵＶリソグラフィは、より良好な解像度能力を実現する。したがって、１０ｎｍ論理技術ノードに関して、ＥＵＶ露光の切削パターンを１つのマスクのみで可能にする可能性がある。このように、ＥＵＶリソグラフィに対する継続的な強い産業上の関心がある。しかし、ＥＵＶリソグラフィの参入は１０ｎｍ又は７ｎｍ論理ノードまで押し上げられる可能性がある。更に、ＥＵＶリソグラフィには克服すべき大きな障害があり、そのため半導体産業は、切削パターン露光に適した代替リソグラフィの可能性にますます本格的に興味をもつようになっている。ナノインプリント・リソグラフィは１つの可能性であるが、マスタ・テンプレート製作、スタンプ・レプリカの実用寿命、スタンプの欠陥検査及び修復、並びにインプリンティング中に欠陥が発生する可能性等のいくつかの困難がある。別の代替形態としては、電子マルチビーム直接描画が、サブ１０ｎｍ解像度能力を提供しマスクを必要としないので高い産業上の注目及び関心を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】米国特許第７，２１４，９５１号
【特許文献２】米国特許第８，１８３，５４３号
【特許文献３】米国特許第７，１９９，３７３号
【特許文献４】米国特許第８，３０４，７４９号
【特許文献５】米国特許第８，２２２，６２１号
【特許文献６】米国特許第６，８５８，１１８号
【特許文献７】米国特許第８，１９８，６０１Ｂ２号
【特許文献８】米国特許第７，２７６，７１４号
【特許文献９】米国特許第８，５４６，７６７号
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】Ｙａｎ  Ｂｏｒｏｄｏｖｓｋｙ「ＥＵＶ、ＥＢＤＷはＡＲＦの代替又は発展形態であるか？（ＥＵＶ，ＥＢＤＷ-  ＡＲＦ  Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｏｒ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ？）」、（米国）、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒリソグラフィ・ユーザ・フォーラム、２０１０年２月２１日
【非特許文献２】Ｙａｎ  Ｂｏｒｏｄｏｖｓｋｙ「ＭＰプロセッサのためのＭＰ処理（ＭＰＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  ＭＰＰｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）」、（米国）、ＳＥＭＡＴＥＣＨマスクレス・リソグラフィ及びマルチビーム・マスク・ライタ・ワークショップ、２０１０年５月１０日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上記を考慮すると、１次元回路設計に構造を描画するための効率的な手法を可能にする、改良されたマルチビーム・ツールに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
この目的は、パターン画定デバイス、及びそのようなパターン画定デバイス構成を組み込んだ帯電粒子マルチビーム処理装置によって満たされるものであり、所与の線格子方向に沿って向けられた線パターンを含む対象物及び対象物のこの線格子方向に対する露光の実施のために、パターン画定デバイスは、
−アパーチャ・アレイを備えるアパーチャ・アレイ・デバイスであって、前記アパーチャ・アレイは、多数のアパーチャを備え、多数のアパーチャのそれぞれは、対象物に向かう名目上の経路を有するそれぞれのサブビームの形状を画定する、アパーチャ・アレイ・デバイス、及び
−選択したサブビームが対象物に到達しないように、選択したサブビームをそれぞれの名目上の経路から偏光するように構成した偏光アレイ・デバイスを含み、
前記アパーチャ・アレイのアパーチャは、ビームの方向に沿って見て長方形形状を形成するように構成され、前記長方形形状は、短辺及び長辺を有し、長辺は、少なくとも短辺の２倍であり、アパーチャによって形成した長方形形状は、線格子方向を横断して向けられる。例えば、ビーム成形デバイスは、アパーチャの長方形形状が線格子方向を横断して向けられるように前記線格子方向に対して方向付け可能とすることができる。
【００３３】
この解決策を用いると、サブビームに、対象物上での切削形状を画定可能にする形状が与えられる。このことは、対象物上に生成される基礎をなす構成に対する処理時間を著しく低減することになる。一般には、上記した線パターンを有するシリコン・ウェハ等の処理される対象物に関して、線パターンの向きは、事前に、即ち対象物をマルチビーム処理装置内に載置する前に既知である。例えば円形ウェハのノッチにより、向きを指定、決定する方法は周知である。このようにして、対象物は、十分に定義した所定の向きの線格子方向でマルチビーム処理装置内に載置される。更に、ウェハの実際の向きを検出し必要に応じてその向きを調節する「プリアライナ」を使用して適切な向きを達成できる。一変形形態として、（例えば装置のＸ又はＹ方向に沿った）線格子方向は、例えば角それぞれの描画工程の開始時に指定する入力パラメータとして、処理する各対象物に対して定義できる。
【００３４】
この解決策を用いると、サブビームに、対象物上での切削形状を画定可能にする形状が与えられる。このことは、対象物上に生成される基礎をなす構成に対する処理時間を著しく低減することになる。
【００３５】
一般には、上記した線パターンを有するシリコン・ウェハ等の処理される対象物に関して、線パターンの向きは、事前に、即ち対象物をマルチビーム処理装置内に載置する前に印刷構成から既知である。したがって、（例えば装置のＸ又はＹ方向に沿った）線格子方向は、例えばそれぞれの描画工程の開始時に指定する入力パラメータとして、処理される各対象物に対して定義できる。更に、基板及び基板が保持する構造の向きを指定、決定する方法は、周知である。例えば、十分に定義され、事前に描画された構造及びその向きは、入射した１次リソグラフィ・ビームによって構造から生じた２次電子の信号により記録できる。このようにして、対象物は、十分に定義した所定の向きの線格子方向でマルチビーム処理装置内に載置できる。
【００３６】
本発明の第１の態様では、アパーチャ・アレイ・デバイスのアパーチャは、それぞれのサブビームの形状を直接画定する。したがって、この場合、アパーチャ・アレイのアパーチャは、長方形形状を有し、この長方形形状は、例えば所望の形状の切削線に従って形成できる。適切な選択によれば、長方形形状の長辺は、前記長方形形状の短辺の少なくとも２倍となり、対象物の線パターンの線格子方向を横断して向けられる。
【００３７】
代替態様は、２つ（以上の）連続するプレートを備える複合アパーチャ・アレイ・デバイスを実現する。これらのプレートは、パターン画定デバイス内で平行に、好ましくは互いに直に隣接するように適切に配置される。各プレートは、プレートのアパーチャが、対応するサブビームの形状を形成するように互いに対応、協働したアパーチャ・アレイを有することができ、前記形状は、ビーム方向に沿って見たプレートの相対位置によって画定される。本態様の更なる発展形態では、これらのプレートは、ビーム方向を横断するプレートの相対位置を修正する位置決めデバイスを備えることができ、このことにより、１つの複合アパーチャ・アレイ・デバイスで可変形状を画定可能にする。
【００３８】
本発明の適切な発展形態では、アパーチャの長方形形状は、各それぞれのカラムのアパーチャ・アレイ・デバイスで各アパーチャ・アレイのための特定方向に沿って均一に向けることができる。（本明細書では、用語「カラム」及び「サブカラム」は、マルチカラム・デバイスの個々のカラムを示すために無差別に使用される。）更に、アパーチャ・アレイ・デバイス（又は少なくともいくつかのアパーチャ・アレイ・デバイス）は、各アレイ内の長方形形状がそれぞれのアレイに対する特定方向に沿って均一に向けられた、少なくとも２つの交錯アパーチャ・アレイを備えることができ、このアレイの特定方向は、互いに異なる。具体的には、アパーチャ・アレイ・デバイスのそれぞれは、第１のアレイ内の長方形形状が第１の方向に沿って均一に向けられ第２のアレイ内の長方形形状が第１の方向を横断する第２の方向に沿って向けられた、２つの交錯アパーチャ・アレイを備えることができる。このことにより、異なる線の向きの領域を備える対象物構成の効率的な処理が可能になる。
【００３９】
別の発展形態は、本発明を一般のパターニング手順と非常に柔軟な様式で組み合わせることである。この場合、アパーチャ・アレイ・デバイスの少なくとも一部は、非長方形アパーチャ・アレイを更に備えることができ、前記非長方形アパーチャは、長方形アパーチャの形状とは異なる形状、好ましくは正方形、円形又は六角形の形状を有し、前記非長方形アパーチャ・アレイは、長方形アパーチャ・アレイと交錯する。
【００４０】
別の手法は、異なるカラムに異なる向きのアパーチャを使用することである。したがって、有利には、各カラムに関して、それぞれのアパーチャ・アレイ・デバイス内に長方形形状のアパーチャを均一に向ける間、第１の群のカラムは、第１の方向に沿って向けた長方形形状を有することができ、一方で第２の群のカラムは、第１の方向を横断する第２の方向に沿って向けた長方形形状を有することができる。好ましくは、第２の方向は、第１の方向に直交できる。
【００４１】
各カラムは、画像を対象物上に投影する投影光学系を有し、画像は、等方性又は異方性のブラー（ｂｌｕｒ）を含むことがある。本発明の別の発展形態は、投影光学系によって発生した異方性のブラーを用い、この異方性のブラーは、それぞれのアパーチャ・アレイ・デバイスのアパーチャの長方形形状の長辺に対応する方向に沿って向けた最大ブラー軸及びその反対方向に沿って向けた最小ブラー軸を有する。このことは、各切削線がそれぞれの線を適切に遮ることを保証しながら、線方向に沿った切削線位置の高度な明確化に寄与する。
【００４２】
複数の粒子光学カラムに対して対象物を位置決めするステージに関連して、本発明の別の可能な利点は、対象物を同時に複合的に描画するマルチカラム系の効率的な使用である。具体的には、対象物ステージは、各カラムが対象物上の事前定義したそれぞれのカラム露光領域内に１組の画像を生成するような一連の位置を通して対象物を移動させるように構成でき、カラムのカラム露光領域は、対象物上の対象露光領域の適用範囲に結び付く。したがって、各カラムは、対象物上の特定領域内（のみ）に描画し、このことは、対応する描画パターンの実装及び計算を容易にする。例えば、カラムのカラム露光領域は、対象物上の１つのダイ・フィールド領域に対応できる。代替的に、カラムのカラム露光領域は、対象物上の２つの隣接するダイ・フィールド領域に対応でき、続く描画ステップでは、２つのダイ・フィールドそれぞれの結合を１つのカラムに変更できる。これを用いると、非常に小型のツール構成を実現することが可能であり、これは、所与のクリーン・ルーム領域内でいくつかのツールのクラスタ化を目的とする場合、非常に重要である。
【００４３】
更に、個々のカラムへのアクセスを容易にしてカラムに描画工程用パータン・データを提供するために、複数の粒子光学カラムは２次元配置で配置でき、２次元配置の（少なくとも）１つの方向に沿って、カラムは、通路を形成するカラム・オフセットだけ離間され、前記カラム・オフセットは、配置内で隣接するカラム間の最小ピッチの少なくとも２倍の幅である。
【００４４】
本発明の別の態様は、パターン画定デバイスと他の光学構成要素との間に滑らかな界面をもたらすことによってサブビームの形状の質を改良することである。即ち、それぞれのパターン画定デバイスは、（ｉ）ビーム方向に沿って見たパターン画定デバイスの最初の要素としての第１の境界デバイスであって、照光系の方に向けた第１の面を有する第１の境界デバイス、及び（ｉｉ）ビーム方向に沿って見たパターン画定デバイスの最後の要素としての最終プレート・デバイスであって、投影光学系の方に向けた最終面を有する最終プレート・デバイスを含むことができる。有利には、第１の面及び最終面は、−それぞれのパターン画定デバイスのアパーチャ・アレイ・デバイスのアパーチャに対応するそれぞれの開口アレイを除いて−平坦である。具体的には、第１の境界デバイスは、アパーチャ・アレイ・デバイス自体によって実現できるか、又は個別のプレート形状デバイスによって実現できる。
【００４５】
以下、図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。図面は本発明のいくつかの実施形態を例として示し本発明の適切な実装形態を表すが、本発明に対する限定として解釈すべきではない。図面は以下を概略的に示す。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】マルチカラム・ライタ・ツールの概略断面図である。
【図２Ａ】図１のツールのカラムのうち１つの、上流に向けた偏光電極を有するパターン画定デバイスの断面図である。
【図２Ｂ】電極を下流に向けたパターン画定デバイスの変形形態の図である。
【図３Ａ】１次元回路設計及びそのような構成内に定義したいくつかの次元パラメータを示す図である。
【図３Ｂ】１次元回路設計及びそのような構成内に定義したいくつかの次元パラメータを示す図である。
【図３Ｃ】１次元回路設計及びそのような構成内に定義したいくつかの次元パラメータを示す図である。
【図３Ｄ】１次元回路設計及びそのような構成内に定義したいくつかの次元パラメータを示す図である。
【図４Ａ】対象物に対するカラムの第１の構成の部分平面図である（矩形構成）。
【図４Ｂ】カラムの第２の構成の図である（ひし形構成）。
【図５Ａ】本発明の第１の実施形態によるアパーチャ・アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図５Ｂ】本発明の第１の実施形態による偏光アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図６Ａ】従来技術による正方形アパーチャ画像を有する対象物撮影部位の露光を示す図である。
【図６Ｂ】従来技術による正方形アパーチャ画像を有する対象物撮影部位の露光を示す図である。
【図７Ａ】本発明による対象物撮影部位の露光を示す図である。
【図７Ｂ】本発明による対象物撮影部位の露光を示す図である。
【図８】０．２５ｎｍ刻みの７．５ｎｍから１２．２５ｎｍの間の異なる線幅に対応する様々な照度プロファイルのシミュレーション結果を示す図である。
【図９】０．５ｎｍ刻みの１５．０ｎｍから２５．０ｎｍの間の異なる線幅に対応する様々な照度プロファイルのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】パターン画定デバイスのレベルでの矩形構成用カラム構成の断面図である。
【図１１】図１０のカラム構成でのウェハの露光を示す図である。
【図１２】図１０の構成のための１つのサブカラムによるダイ領域の描画露光を示す図である。
【図１３】パターン画定デバイスのレベルでのひし形構成用カラム構成の断面図である。
【図１４】図１３のカラム構成でのウェハの露光を示す図である。
【図１５】図１３の構成のための１つのサブカラムによるダイ領域の描画露光を示す図である。
【図１６】２方向に切削部を描画するのに適したアパーチャの向きを示す図である。
【図１７】図１６の配置のための矩形構成用カラム構成の断面図である。
【図１８】図１６及び図１７のカラム構成での２つの連続するウェハ露光を示す図である。
【図１９】図１６及び図１７のカラム構成での２つの連続するウェハ露光を示す図である。
【図２０】長方形アパーチャ及び正方形アパーチャを有する２つのアパーチャ・アレイを有するアパーチャ・アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２１Ａ】図２０の２つのアパーチャ・アレイの両方による描画工程を示す図である。
【図２１Ｂ】図２０の２つのアパーチャ・アレイの両方による描画工程を示す図である。
【図２２Ａ】図２１Ａに対応する偏光アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２２Ｂ】図２１Ｂに対応する偏光アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２３】２つの主方向それぞれに沿って向けられた長方形アパーチャを有する２つのアパーチャ・アレイを有するアパーチャ・アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２４Ａ】図２３の２つのアパーチャ・アレイのうち１つによる露光に対応する偏光アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２４Ｂ】図２３の２つのアパーチャ・アレイのうち１つによる露光に対応する偏光アレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２５Ａ】複合アパーチャ・アレイ・プレートを一緒に形成する２つのアレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２５Ｂ】複合アパーチャ・アレイ・プレートを一緒に形成する２つのアレイ・プレートの平面詳細図である。
【図２６】図２５Ａ及び図２５Ｂのアレイ・プレートがどのように協働して長方形形状を形成するかを示す図である。
【図２７】同じアレイ・プレートで異なる長方形形状の形成を示す図である。
【図２８】Ｘ方向に広幅の距離を有する矩形構成のための、パターン画定デバイスのレベルでの更に別のカラム構成の断面図である。
【図２９】図２８のカラム構成でのウェハの露光を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下で示す実施形態は、ミックス・アンド・マックス（ｍｉｘ−ａｎｄ−ｍａｘ）・リソグラフィ用に設計したパターン切削用マルチビーム・ツールに関し、このミックス・アンド・マックス・リソグラフィでは、基板（例えばシリコン・ウェハ）が、例えば長さＤＸ及び幅ＤＹ（典型的にはＤＸ＝３３ｍｍ、ＤＹ＝２６ｍｍ）を有するダイ・フィールドを有する１９３ｎｍ液浸スキャナ・ツールで露光される。１つのダイ・フィールドは、いくつかのチップを含むことができ、典型的にはそのようになる。実施形態は、限定するものではなく、したがって本発明は他の構成及び適用例にも同様に言及できる。特に、値ＤＸ及びＤＹ並びに本明細書で提示する他の寸法は、適切とみなしたように適合できる。本開示内の用語「上側」、「下側」及び「上部」、「底部」のような関連用語は、「垂直」軸に沿って下方に進むと思われるビームの方向に関すると理解されたい。この垂直軸は、Ｚ方向（縦方向）と同一視され、Ｚ方向に対してＸ方向及びＹ方向が交差する。
【００４８】
本発明に適した小型サブカラム構成６０及び７０の例を対象物の面に関する構成の平面詳細図を示す図４Ａ及び図４Ｂそれぞれに示す。図４Ａでは、アパーチャ・アレイ・フィールド６２を有する１つのサブカラム６１（象徴的に円で表す）を使用して１つのダイ・フィールド領域６３（異なる様式の網掛けで示す）を露光する一方で、図２Ｂでは、アパーチャ・アレイ・フィールド７２を有する１つのサブカラム７１を使用して２つのダイ・フィールド領域７３を露光する。
【００４９】
ＤＸ＝３３ｍｍ及びＤＹ＝２６ｍｍであると仮定すると、図４Ａの場合、サブカラム６１の直径は約２４ｍｍであり、アパーチャ・アレイ・フィールド６２の寸法は約８．２ｍｍ×８．２ｍｍである一方で、図４Ｂの場合、サブカラム７１の直径は約４０ｍｍであり、アパーチャ・アレイ・フィールド７２は約１６．４ｍｍ×１６．４ｍｍである。アパーチャの周期を１６μｍであると仮定すると、アパーチャ・アレイ・フィールド６２は、５１２×５１２＝２６２，１４４本のビームを実現できる一方でアパーチャ・アレイ・フィールド７２は１０２４×１０２４＝１，０４８，５７６本のビームを実現できる。
【００５０】
一変形形態では、アパーチャ・アレイ・フィールドは、対応する正方形のアパーチャ・アレイ・フィールドと同じ対角長さを有する矩形であるように選択することもできる。
【００５１】
本出願人の詳細な帯電粒子光学装置シミュレーションに基づき、約１６．４ｍｍ×１６．４ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールドを使用する場合、内径が約４０ｍｍのサブカラムが生成され、約８．２ｍｍ×８．２ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールドを使用する場合、内径が約２４ｍｍのサブカラムが生成される可能性がある。どちらの場合も、特に基板で５０ｋｅＶ電子を使用し帯電粒子投影光学装置を通るビームの合計電流を１μＡ未満に制限した場合、非常に低い（１シグマ、＜５ｎｍ）ビーム・ブラーを得る可能性がある。
【００５２】
最新技術のＡＡＰデバイスでは、アパーチャは四角形形状を有し、ＤＡＰ及びＦＡＰの対応するより大きなアパーチャも四角形形状を有する。このことが、非常に複雑なパターンでも描画可能にする。そのような複雑なパターンは、例えばマルチビーム・マスク描画で必要とされる。マスク描画に関して、パターン密度は、通常は非常に高く、例えば全面積の最大７５％に達する。サブ２０ｎｍ１９３ｎｍ液浸光リソグラフィで必要とする最先端のマスクを描画する際、例えばセリフ（角における追加パターン）、「強力」又は「積極的」なＯＰＣ（光近接効果補正）パターンとして、及び特にサブ１５ｎｍリソグラフィに対するＩＬＴ（インバース・リソグラフィ技術）曲線パターンとしても、高度に複雑なマスク・パターンを描画する必要がある。したがって、そのような最先端のマスクに対して、マスク・パターン密度は２０％を十分に上回る。
【００５３】
基板における相補的リソグラフィに関して、切削パターン密度は、表１で概説したように最大１０％である。更に、切削部の形状は、全て矩形であり、最も小さい矩形は、寸法ＣＡ×ＣＢ（ＣＡ＝Ｌ＋２ｎｍ、ＣＢ＝２×ＣＡ）を有する。表１を参照。全てのより大きな矩形は通常の線格子に垂直な方向で最も小さい矩形の数倍である（図３Ｂを参照）。
【００５４】
切削パターン露光用マルチビーム・ツール
本発明は、パターン切削用マルチビーム・ツールに最適なパターン画定デバイス（ＰＤＤ）を提案する。更に、本発明は、偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）を有するＰＤＤに提供した既定のデータ経路速度で最大ウェハ・スループットを達成することを可能にするものであり、偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）は、対象とするスループットに必要な切替え速度を実現するＣＭＯＳ回路を有する。
【００５５】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第１の実施形態の一部を形成するアパーチャ・アレイ・プレート（ＡＡＰ）及び偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）それぞれの平面詳細図である。本発明の第１の実施形態は、辺長さａＸ及びａＹの矩形開口８１を有するＡＡＰ８２０を含み、この辺長さａＸ及びａＹの矩形開口８１はＰＸ及びＰＹそれぞれの周期を有してアレイに配置される。ＡＡＰ８２０と合致するＤＡＰ８３０では、偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）の対応する開口８２も矩形であるがより大きく（例えば各辺で約２μｍ）、そのために、辺長さａＸ及びａＹを有しＡＡＰアパーチャ８１によって形成される矩形ビーム５１は、対応するアパーチャ８２を通過できる。
【００５６】
本発明によれば、比率ａＹ／ａＸの適切な値は、２から４（４を含む）の間であり、好ましくは２（２を含まず）から２．５の間の範囲であり、典型的には図５Ａの例で略記した２．５である。
【００５７】
ＦＡＰの開口は、ビーム５１及び偏光ビーム５２も同様に通過できるように十分な幅（図２Ａ及び図２Ｂを参照）の正方形又は矩形形状を有することができる。
【００５８】
一例として、ａＸ＝１．６μｍ及びａＹ＝４μｍを有する矩形アパーチャ開口を有するＡＡＰを使用して例えばＣＡ＝１２ｎｍ及びＣＢ＝２４ｎｍを有する切削パターンを生成でき、この切削パターンはＬ＝１０ｎｍ及びＰ＝２０ｎｍの線パターンを有する５ｎｍ論理ノード（表１）で必要とされる。Ｒ＝２００の縮小率を有する投影光学装置を使用すると、矩形ビームは、ｂＸ＝８ｎｍ及びｂＹ＝２０ｎｍの辺長さを有する対応する画像をシリコン・ウェハ基板に露光することになる。帯電粒子投影光学装置の収差のために、ビームはぼやけ、丸い端部を有することになる。レジスト内の帯電粒子の前方散乱のために、現像されたレジスト・パターンを広くするレジスト・ブラー及びレジスト処理が生じる。（ショット・ノイズの影響を最小にするために）５０ｋｅＶ電子及び適切なレジスト材料及びレジスト露光線量を使用すると、典型的には４ｎｍの広がりが観察される。したがって、現像されたレジスト・パターンは、図３Ｃに示す、寸法ＣＥＡ＝１２ｎｍ及びＣＡＢ＝２４ｎｍを有する形状に対応する形状を含むことになる。５ｎｍ論理ノードに対する３ｎｍ、３シグマのオーバーレイ（ＯＬ）要件（表１）は、図３Ｃから明らかである。
【００５９】
パターン配置要件に応じて、様々なマルチビーム露光モードを選択できる。重複ビーム・ショットを使用するマルチビーム露光技法は、特許文献５及び特許文献８で説明されている。
【００６０】
2015211041.tif 000004
【００６１】
2015211041.tif 000005
【００６２】
Ｘ方向及びＹ方向にビーム寸法が半分のショット重複を有する矩形ビームを使用する場合、即ち物理的格子寸法がＸ及びＹそれぞれのビーム幅の半分である場合、異なるアドレス格子を得て切削パターン・エッジを設置する。
【００６３】
図８は、様々な照度プロファイルのシミュレーション結果による非常に微細な刻みの線幅を変更する可能性を示し、この照度プロファイルは、０．２５ｎｍ刻みの異なる線幅に対応する。７．７５ｎｍ、１０．０ｎｍ及び１２．２５ｎｍ線幅のための照度プロファイルの例を示し、それぞれ、左側、中央及び右側の欄に対応する。各欄では、上の枠は、線幅に対するエッジ位置誤差を示し、中央の枠は、照度プロファイルを示し、下の枠は、露光線量を１０％増大させた場合の線幅に対するエッジ位置の偏差を示す。図８に示す照度プロファイル・シミュレーションは、例えば線格子方向Ｄ１における１０ｎｍショット幅及び５ｎｍ物理的格子、即ちビーム寸法の半分を有する重複ショットのためものである。中央の列の照度プロファイル枠で分かるように、シリーズは２つの重複ショットで始まり、右ショットは、最大露光線量レベルに対応し、より低い線量レベルを有する左ショットは、より高い結合照度プロファイルを達成するために追加される（誤差関数の形態を有する）。照度プロファイルの０．５のレベル（破線で示す）は、レジスト現像をもたらす局所線量である。左ショットの線量レベルは、左エッジが０ｎｍを示す位置においてであるように選択される。最初のシミュレーションの右エッジは、７．５ｎｍにおいてである。次のシミュレーションでは、第３のショットが、７．７５ｎｍ幅のレジスト線の達成を目標とする低線量レベルで追加される。第３のショットの線量レベルを変更することにより、シミュレーションは、線幅が０．２５ｎｍのステップでは最大１２．２５ｎｍの線幅まで変更されることを示す。図８では、７．７５ｎｍ、１０．０ｎｍ及び１２．２５ｎｍ線幅それぞれの照度プロファイル・シミュレーションの例を示す。図８の最上列の枠では、目標とするエッジ位置からの偏差を示す。線幅が７．５０ｎｍである場合を除いて、線幅が７．７５ｎｍから１２．２５ｎｍの間である全ての場合において、線エッジ位置の偏差は、±０．１２ｎｍよりも小さい。
【００６４】
図８の下の列の枠は、露光線量を１０％変化させた場合の線エッジ位置の変化を示す。パターン切削用マルチビーム・ツールにおいて、線量レベルは少なくとも±１％以内に保持されることになる。したがって、全てのケースにおいて、露光線量レベルの１％の不確かさを考慮に入れると＜０．１ｎｍの線エッジ位置の変化がある。
【００６５】
図９は、図８と類似するが、ビーム寸法が１０ｎｍの物理的格子を有する２０ｎｍである切削方向Ｄ２に沿った状況のための、０．５ｎｍ刻みの１５．０ｎｍから２５．０ｎｍの間の異なる線幅に基づく図の様々な照度プロファイルのシミュレーション結果を示す。図９は、線幅が、±０．２ｎｍよりも小さい目標線端部位置からの偏差で０．５ｎｍ刻みで１５．５ｎｍから２５．０ｎｍまで変化し得ることを示す。１％の線量変化での線エッジ位置の変化は、＜０．１５ｎｍである。
【００６６】
１０ｎｍビーム寸法シミュレーション（切削方向Ｄ２に沿ったプロファイル）に関して、２０ｎｍビーム寸法に関するシミュレーション（即ち線格子方向Ｄ１に沿ったプロファイル）と比較して、より良好なブラーが想定された。このことは、向上した解像度の矩形ビームをｂＸ向けに達成するように、目的によって帯電粒子光学カラムのパラメータを調節するという本発明の更なる態様を反映する。小さなビーム方向での基板におけるこの向上した解像度の矩形ビームは、例えば帯電粒子投影光学装置内に位置決めした静電多重極電極内に四重極場を生じさせることによって、帯電粒子光学装置内にＸ−Ｙ非点収差を生じさせることにより達成できる。このことは、解像度が長いビーム方向で悪化し、小さいビーム幅の方向で改良されることを生じることになる。切削部を他の方向で生成する場合、四重極場を９０°回転して他の方向に沿った所望の効果を得る。
【００６７】
したがって、本明細書で説明するマルチビーム露光技法が、５ｎｍ論理ノードの切削パターン露光例に関して３ｎｍの３シグマＣＤＵ及び３ｎｍの３シグマＯＬ目標を満たすのに適していることは当業者には明らかであろう。この結果、３ｎｍ論理ノード及び更にはより小さな論理ノードに関する条件も満たすことができることも明白であろう。
【００６８】
露光間の重複が４分の１のビーム幅等の異なる値を取るマルチビーム露光モードを使用する可能な形態もあることを述べるべきである。そのようなより微細なマルチビーム露光モードの実装が、表１で示される技術ノードに関して表１に挙げたものよりも高い要件の場合必要とすることができる。
【００６９】
パターン切削用マルチビーム・ツールのスループット
図１０は、パターン切削用マルチビーム・ツールのカラム構成の一例を示す。示されるのは、マルチビーム・ツールのＰＤＤデバイス１２のレベルでの断面概略図である。カラム構成１００は、例えば２４ｍｍの内径を有するサブカラム１０１の構成として実現される（円はサブカラム１０１の実装面積を象徴化する）。各サブカラムのＰＤＤデバイスは、矩形アパーチャを有する約８．２ｍｍ×８．２ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールド１０２を有する（図５Ａ及び図５Ｂ）。図１０のアパーチャ・アレイ・フィールドの図は、寸法通りではない。４５０ｍｍウェハ寸法の露光に関して、例えば図１０に示すようにカラム１００は１９４個のサブカラム１０１を備えることになる。
【００７０】
図１１は、ＤＸ＝３３ｍｍ及びＤＹ＝２６ｍｍの場合の４５０ｍｍウェハの対象露光領域１１１の対応する露光１１０を示す。１つのカラムによって描画される対象物上の領域（カラム露光領域）は、好ましくはただ１つのダイ領域である。したがって、ＰＤＤ１０２Ａを有するサブカラム１０１Ａはダイ領域１１２Ａを露光することになり、ＰＤＤ１０２Ｂを有するサブカラム１０１Ｂはダイ領域１１２Ｂを露光することになり、ＰＤＤ１０２Ｃを有するサブカラム１０１Ｃはダイ領域１１２Ｃを露光することになり、ＰＤＤ１０２Ｄを有するサブカラム１０１Ｄはダイ領域１１２Ｄを露光することになり、以下同様である。
【００７１】
図１２は、サブカラムによる１つのダイ領域の描画露光を示す。寸法ＤＸ×ＤＹのダイ領域１２０は、好ましくは露光ストライプの蛇行、即ち＋Ｘ方向のストライプ１２１及び−Ｘ方向のストライプ１２２で描画される。例えば８．２ｍｍ×８．２ｍｍのアパーチャ・フィールド及び２００：１の縮小を実現するサブカラムを使用する場合、ウェハ基板におけるビーム・アレイ・フィールドは、約４１μｍ×４１μｍである。少なくとも１μｍの重複が与えられ、そのためにＤＹ＝２６ｍｍでは、６５０本の露光ストライプがあることになる。ストライプ露光を蛇行状に行うと、ステージの戻り回数の最小化を可能にする。
【００７２】
サブカラム露光は平行に行われるので、４５０ｍｍウェハの全体領域の描画に必要な移動は、（長さ３３ｍｍである露光ストライプに対して）Ｘ方向に±１６．５ｍｍ、Ｙ方向に±１３ｍｍであり、これらは１つのストライプから次のストライプへのステップの間に及ぶ。Ｘ方向のステージ戻しには、ほんの少しの追加距離だけ追加する必要がある。したがって、全ウェハの領域を走査する必要はないので、マルチビーム・ツールのウェハ・ステージは、非常に小型形式で作製でき、これは本発明の著しい利点である。
【００７３】
当然、上述の数字及び寸法は、当業者には明らかであるように個々の用途及びノード寸法に修正、適合できる。具体的には、３００ｍｍシリコン・ウェハの露光については、それに応じたより少ない数のサブカラムしか必要としないことになる。
【００７４】
図１３は、サブカラム１３１がＸ方向（ＤＸ）におけるダイ・フィールドの長さの２倍のＸ方向のピッチ、及びＹ方向（ＤＹ）におけるダイ・フィールドの長さの２倍のＹ方向のピッチを有する別の例示的カラム構成１３０を示し、図４Ｂに示す構成に対応する。サブカラムは、「交互配置」され、即ち、次の近接するサブカラムの中心が、例えばＸ方向のＤＸとＹ方向のＤＹとの結合距離等で、Ｘ又はＹ方向と一致しない距離にある。例えばＤＸ＝３３ｍｍ及びＤＹ＝２６ｍｍのダイ・フィールドを有する直径が４５０ｍｍのシリコン・ウェハの露光に関して、図１３に示す適切なカラム構成は、例えば内径が４０ｍｍの１０３個のサブカラム１３１から構成できる。各サブカラム内には、矩形アパーチャを有する例えば１６．４ｍｍ×１６．４ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールドを有するＰＤＤ１３２がある（図５Ａ及び図５Ｂ）。
【００７５】
図１４は、図１３のカラム構成１３０を用いる、４５０ｍｍウェハ１１１の対象露光領域の露光１４０を示す。このことは、図４Ｂで概説したように、各サブカラムに（２ＤＸ）×ＤＹのカラム露光領域を露光させるように行われる。したがって、ＰＤＤ１３２Ａを有するサブカラム１３１Ａは領域１４１Ａを露光することになり、ＰＤＤ１３２Ｂを有するサブカラム１３１Ｂは領域１４１Ｂを露光することになり、ＰＤＤ１３２Ｃを有するサブカラム１３１Ｃは領域１４１Ｃを露光することになり、ＰＤＤ１３２Ｄを有するサブカラム１３１Ｄは領域１４１Ｄを露光することになり、以下同様である。
【００７６】
図１５を参照すると、寸法（２ＤＸ）×ＤＹの領域１５０のうち１つのサブカラム描画露光がやはり、好ましくは露光ストライプ１５１、１５２の蛇行により実施される。ストライプ１５１は、＋Ｘ方向に作製され、ストライプ１５２は−Ｘ方向に作製される。例えば１６．４ｍｍ×１６．４ｍｍのアパーチャ・フィールド及び２００：１の縮小を実現するサブカラムを使用する場合、ウェハ基板におけるビーム・アレイ・フィールドは、約８２μｍ×８２μｍである。少なくとも２μｍの重複を与えることができ、そのためにＤＹ＝２６ｍｍでは、８０μｍ幅及び６６ｍｍ長さの３２５本の露光ストライプがあることになる。
【００７７】
サブカラム露光は、平行に行われるので、４５０ｍｍウェハの領域の描画に必要な移動は、（６６ｍｍ長さである露光ストライプに対して）Ｘ方向に±３３ｍｍ、Ｙ方向に±１３ｍｍであり、これらが１つのストライプから次のストライプへのステップから生じる。Ｘ方向のステージ戻しには、ほんの少しの追加距離だけ追加する必要がある。したがって、同様に、全ウェハを走査する必要はないので、パターン切削用マルチビーム・ツールのウェハ・ステージは、非常に小型形式で作製でき、これは本発明の著しい利点である。
【００７８】
表２は、本発明により可能になる２つの例示的ケースに関する、マルチビーム・ツールの４５０ｍｍウェハのスループット性能のデータを掲載する。ケースＡは、サブカラムが２つのダイ・フィールド領域（６６ｍｍ×２６ｍｍ）を露光する構成を示し、ケースＢは、サブカラムが１つのダイ・フィールド領域（３３ｍｍ×２６ｍｍ）を露光する構成を示す。
【００７９】
【表２】
2015211041.tif 000006
【００８０】
所与のデータ経路速度に関して、ケースＢは、ケースＡの２倍のスループットを実現できる。２５％のオーバーヘッド（ウェハの交換及び位置合せ、露光オーバーヘッド、ステージ戻りオーバーヘッド）では、得られたスループットは、４ＷＰＨ（対応する数のサブカラムによる１時間当たりの３００ｍｍ又は４５０ｍｍシリコン・ウェハ）。
【００８１】
表３は、この修正マルチビーム露光モードを使用したツールのデータを掲載する。表からわかるように、ウェハのスループットは、２４０Ｇｂｉｔｓ／ｓデータ経路速度及び４Ａ／ｃｍ２電流密度を有するケースＢに関して８ＷＰＨまで向上できる（２５％のオーバーヘッドを含む）。２０％のプログラム可能なビームを「オン」にしたにもかかわらず、カラムを通る電流は＜０．５μＡである。
【００８２】
【表３】
2015211041.tif 000007
【００８３】
上記は、可能なマルチビーム・ツールのカラム構成及びウェハ露光方策の例示的な例であり、本発明を上に示した例に限定する意味ではないことを述べるべきである。当業者は、３００ｍｍシリコン・ウェハ描画用等の適切な適合形態を容易に得ることができる。更に、基板は、例えばＧａＡｓ等の別の材料のウェハ、又は例えば導電層及びレジストで被覆した６インチのガラス・プレート等の正方形形状の基板であってもよい。
【００８４】
更に、ＤＸ＝３３ｍｍ及びＤＹ＝２６ｍｍのダイ・フィールド寸法は、この寸法を最新技術のウェハ露光用リソグラフィ・ツールに従って選択したとしても、同様に例示的目的のためであることを述べるべきである。マルチビーム・ツール構成は、他のダイ・フィールド寸法に簡単に適合できる。
【００８５】
Ｘ及びＹ方向への切削パターン露光用マルチビーム・ツール
本発明の更なる態様は、２方向以上に沿った切削部の描画に対処する。図１６を参照すると、Ｘ及びＹ方向両方への切削が望ましいケースにおいて、サブカラム１６１を有するカラム構成１６０をパターン画定デバイス（ＰＤＤ）で用いることが適している場合があり、この場合、アパーチャ・アレイ・フィールドは、例えば図１６に示すように交互にＹ方向１６２又はＸ方向１６３それぞれのいずれかに切削するように成形する。
【００８６】
例えば、４５０ｍｍシリコン・ウェハ上で１つの３３ｍｍ×２６ｍｍダイ・フィールドを露光するサブカラムの場合、図１７は、例えば２４ｍｍ内径の２１１個のサブカラム１７１を有するカラム構成１７０を示す。例えば８．２ｍｍ×８．２ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールドは、Ｘ方向１７２又はＹ方向１７３のいずれかに切削するように成形される。図１８は、図１７のサブカラム構成１７０に従ったＸ及びＹ方向に切削部を有する第１のウェハ露光１８０を示し、このサブカラム構成は（例えば）特定のダイ・フィールド１８１を露光してＹ方向に切削部を生成し、他の特定のダイ・フィールド１８２に関してはＸ方向に切削部を生成する。フィールド１８３及び１８４は、露光しないままである。図１９に示す第２のウェハ露光１９０では、切削パターンは、両方向、即ち露光１７３を有するダイ・フィールド１９１及び露光１７２を有するダイ・フィールド１９２を含むように完成させる。このことは、完全なカラム構成を、本例ではＸ方向に沿ったオフセットによる相補的構成まで移動させることによって達成され、したがってダイ・フィールドの全てが相補的切削構成のサブカラムで露光される。
【００８７】
両次元におけるパターン切削用マルチビーム・ツールのスループットは、パターン切削を１次元のみで実現する場合と比較したマルチビーム・ツールのスループットの約半分である。ウェハは両方の露光でチャック上に維持されるので、１回のウェハ交換時間及び１回のウェハ位置合せ時間のみを必要とする。
【００８８】
アパーチャ・アレイ・フィールドを現場で変更する場合のマルチビーム・ツール
図２０〜図２２は、本発明の更なる発展形態を示す。図２０が図５Ａに類似の詳細平面図を示すＡＡＰ２００では、２つ（以上の）組のアパーチャ開口２０１及び２０２が設けられる。この発展形態は、本出願人の特許文献９で開示したものと同様の概念を実装するが、様々な描画手順を可能にする新規な使用のために、異なる構成のアパーチャ形状を有する。例えば、第１の組は、寸法ａＸ１及びａＹ１を有する図５Ａに示すものと似た矩形開口を有する一方で、第２の組は、ａＹ２＝ａＸ２＝ａＸ１を有する正方形開口を有する。２つの組のいずれも、図２１Ａ及び図２１Ｂ（図２Ｂに類似の縦断面図）、並びに図２２Ａ及び図２２Ｂ（図２０と対応するＤＡＰ２３０の詳細平面図）で示す次の描画工程ステップで使用できる。図２１Ａは、第１の組２０１の矩形開口２４によって形成したビーム５１で切削パターンを露光する１つの工程ステップを示す。第２の組２０２の正方形開口２６は、連続するプレートのうち１つ、例えばＤＡＰ２３０で阻止されるビーム５３を生成することになる。図２２Ａは、ＤＡＰ２３０における状況を対応する平面詳細図で示す。別の描画工程ステップに関して、図２１Ｂ及び図２２Ｂに示すように、ＡＡＰは他のプレートに対して変位する。その結果、ビーム５１は阻止される一方で、この構成は、ここでビーム５３及び偏光ビーム５４を通過させる。正方形ビーム５３を露光に使用すると（図２２Ｂ）、Ｘ及びＹに同じ解像度を有する高度に複雑なパターンを生成できる。したがって、本発明のこの発展形態は、切削パターンをマルチビーム・ツールで露光できるだけでなく、可能性としてはより低いスループットでではあるが複雑なパターンで露光できることを可能にする。矩形開口を有するアパーチャ・アレイと比較して、基板での解像度は、小さな幅のアパーチャの露光ビームによる露光のためにより良好であることは明らかであろう。ＦＡＰ２４０は、通常、ＤＡＰ２３０に対して固定相対位置に留まる。ＦＡＰ２４０の開口は、ＤＡＰ２３０の対応する開口３３と同じであるか、又は好ましくはそれらよりも大きい。
【００８９】
図２３に示す変形形態では、複数組のアパーチャは両方とも、異なる向きで矩形開口を備えることができる。この構成は、異なるリソグラフィ層に対して線パターンが異なる方向で生成されるチップ設計で特に有利である。したがって、特定のリソグラフィ層に対して一方向に切削パターンを生じさせ、別のリソグラフィ層に対してもう一方向に切削パターンを生じさせる必要がある。この場合、可能な最高のスループットでＸ又はＹ方向に切削パターンを柔軟に露光するマルチビーム・ツールを生成することが可能となる。
【００９０】
本発明のこの変形実施形態によれば、図２３は、それぞれが寸法ａＸ１、ａＹ１及びａＸ２、ａＹ２を有する２つの組２３１及び２３２の矩形アパーチャ開口を備える構成を有するＡＡＰ２３０を示す。本実施形態の図に示すように、ａＸ１＝ａＹ２及びａＹ１＝ａＸ２である。にもかかわらず、寸法同士の関係は、他の実施形態では異なってもよいことは明らかであろう。というのは、一方又は両方の組の矩形アパーチャの寸法も同様に変更できるためである。ＡＡＰ２０３は、複数組のアパーチャ開口のうち選択した組を通過させるように、対応するＤＡＰ２３３に関して異なる動作位置に位置決めできる。図２４Ａに示す１つの位置では、アパーチャ開口２３１の組によって生成したビーム５１は、Ｙ方向における切削露光に利用される。ＡＡＰの適切なＸ／Ｙ変位により、第２の位置は、図２４Ｂに示すように選択され、アパーチャ開口２３２の組で生成したビーム５５は、Ｘ方向におけるパターン切削に利用される。
【００９１】
複合アパーチャ・アレイ・デバイス
図２５〜図２７に示す本発明の別の発展形態では、複合ＡＡＰは、複数の、好ましくは２つのプレート・デバイス４１１、４２１を備え、これらのプレート・デバイス４１１、４２１は、アパーチャ・アレイ・プレートのアパーチャを一緒に画定する。図２５Ａ及び図２５Ｂの平面詳細図からわかるように、各プレート・デバイス４１１、４２１は、１次アパーチャ・アレイ４１０、４２０を備え、プレート・デバイスの１次アパーチャは、図２６に示すようにビームレットの形状を画定するように協働する。（図２５〜図２７のそれぞれは、３×３アパーチャを含む領域を示す。）プレート・デバイスは、ＰＤＤ内に連続して平行に、好ましくは直に隣接するように（即ちプレート・デバイスの間に他の構成要素が位置決めされない）配置される。プレート・デバイスは、アクチュエータ（図示せず）、例えば圧電アクチュエータを備え、この圧電アクチュエータは、ビーム方向を横断するプレート・デバイスの相互位置の調節を可能にする。適切なアクチュエータが当業者に公知である（例えば本出願人の特許文献９を参照）。
【００９２】
プレート・デバイス４１１、４２１のアパーチャ４１０、４２０の形状は、例えば共通の辺長さの正方形である。適切には、この辺長さは、アパーチャ４１０、４２０を使用して画定される長方形形状の最大辺長さよりも長い。図２６を参照すると、所望の長方形形状４０１（網掛けした領域）は、形状４０１の２つの辺がアパーチャ４１０、４２０のうち１つの縁部の２つによって画定されるようにアパーチャ４１０、４２０を重ね合わせることによって画定される。形状の適切な選択は、ビーム方向を横断するプレート・デバイス４１１、４２１の相対位置を適切に調節することによって達成される。したがって、同じ組のプレート・デバイスにより異なる形状及び異なる向きを画定することが可能である。例えば、図２７に示すように、図２６の形状４０１の向きに直交する向きを有する長方形形状４０２は、プレート・デバイス４１０’、４２０’を修正相対位置に再調節することによって容易に得られる。
【００９３】
非小型サブカラム構成を有するマルチビーム・ツール
図２８は、カラム列間に通路４６５を形成するように、サブカラム４６１が拡大距離、例えば図１０の配置と比較して２倍互いに離間した列で配置される更に別の例示的カラム構成４６０を示す。したがって、サブカラム４６１は、Ｘ方向に増分ピッチＣＸを有するが、Ｙ方向（ＤＹ）には単一ピッチを有する。適切な選択は、ピッチＣＸが隣接するサブカラム間のピッチの２倍であるようなものであり、ピッチＣＸは、ここではＹ方向（ＤＹ）の単一ピッチに対応する。他の実施形態（図示せず）では、ピッチはより大きくてもよい。言い換えれば、ピッチＣＸは、Ｙ方向（ＤＹ）の単一ピッチを維持する一方で、Ｘ方向（ＤＸ）のダイ・フィールドの長さの（少なくとも）２倍であるように選択できる。例えばＤＸ＝３３ｍｍ及びＤＹ＝２６ｍｍのダイ・フィールドを有する直径が４５０ｍｍのシリコン・ウェハの露光に関して、図２８に示す適切なカラム構成は、例えば内径が２４ｍｍの１０３個のサブカラム４６１を備えることができる。各サブカラム内には、上記で説明した矩形アパーチャを有する例えば８．２ｍｍ×８．２ｍｍのアパーチャ・アレイ・フィールドを有するＰＤＤ４６２がある。
【００９４】
図２９は、図２８のカラム構成４６０を用いる、４５０ｍｍウェハ１１１の対象露光領域の露光４６６を示す。この露光は、図４Ａと同様であるが各カラムに対して２倍の領域で、各サブカラムが（２×ＤＸ）×ＤＹのカラム露光領域を露光するように行われる。したがって、例えばＰＤＤ４６２Ａを有するサブカラム４６１Ａは、領域４６０Ａを露光することになり、以下同様である（領域は網掛けにより示す）。これらの領域の描画露光は、図１５を参照して上記で説明したものと対応する。
【００９５】
サブカラムのこの構成は、方向の少なくとも１つでは、例えばＸ方向に沿っては小型ではなく、このことは、サブカラムの列の間の（本例ではＹ方向に沿った）通路４６５を使用することにより、図２８に象徴化した各サブカラムへのデータ経路４６３を容易に提供するという利点をもたらす。図２８の構成内の各サブカラムが、図２９で概説した２つのダイ・フィールドを露光する必要があることを欠点として見る場合があり、これは、より高い走査ストライプ速度をもたらすより高いデータ経路速度を提供することによって補償できる。この補償では、特定の露光線量を実現するために、ビーム・アレイ・フィールド４６２内の電流密度又はプログラム可能なビームの数のいずれかを増加することが可能である（図２９）。
【００９６】
マルチビーム露光のタスクに応じて、図４８のＰＤＤ４６２は、図５Ａ及び図５Ｂ、図２０及び図２２並びに／又は図２５〜図２７を参照して上記で概説したように成形できる。
【符号の説明】
【００９７】
１  帯電粒子マルチビーム処理装置
７  対象物
９  粒子光学カラム
１１  照光系
１２  ビーム成形デバイス
１６  投影光学系
２４  アパーチャ
１１１  対象露光領域
１２０  カラム露光領域
２００  アパーチャ・アレイ・デバイス
２３０  偏光アレイ・デバイス
２３１  交錯アパーチャ・アレイ
【図１】
2015211041.tif 000008
【図２Ａ】
2015211041.tif 000009
【図２Ｂ】
2015211041.tif 000010
【図３Ａ】
2015211041.tif 000011
【図３Ｂ】
2015211041.tif 000012
【図３Ｃ】
2015211041.tif 000013
【図３Ｄ】
2015211041.tif 000014
【図４Ａ】
2015211041.tif 000015
【図４Ｂ】
2015211041.tif 000016
【図５Ａ】
2015211041.tif 000017
【図５Ｂ】
2015211041.tif 000018
【図６Ａ】
2015211041.tif 000019
【図６Ｂ】
2015211041.tif 000020
【図７Ａ】
2015211041.tif 000021
【図７Ｂ】
2015211041.tif 000022
【図８】
2015211041.tif 000023
【図９】
2015211041.tif 000024
【図１０】
2015211041.tif 000025
【図１１】
2015211041.tif 000026
【図１２】
2015211041.tif 000027
【図１３】
2015211041.tif 000028
【図１４】
2015211041.tif 000029
【図１５】
2015211041.tif 000030
【図１６】
2015211041.tif 000031
【図１７】
2015211041.tif 000032
【図１８】
2015211041.tif 000033
【図１９】
2015211041.tif 000034
【図２０】
2015211041.tif 000035
【図２１Ａ】
2015211041.tif 000036
【図２１Ｂ】
2015211041.tif 000037
【図２２Ａ】
2015211041.tif 000038
【図２２Ｂ】
2015211041.tif 000039
【図２３】
2015211041.tif 000040
【図２４Ａ】
2015211041.tif 000041
【図２４Ｂ】
2015211041.tif 000042
【図２５Ａ】
2015211041.tif 000043
【図２５Ｂ】
2015211041.tif 000044
【図２６】
2015211041.tif 000045
【図２７】
2015211041.tif 000046
【図２８】
2015211041.tif 000047
【図２９】
2015211041.tif 000048
【外国語明細書】
2015211041000001.pdf