(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームをターゲットに投影するための露光装置であって、前記露光装置が、荷電粒子ビームを形成し、前記荷電粒子ビームの少なくとも一部を前記ターゲットに投影するための荷電粒子光学装置を備え、前記荷電粒子光学装置が、
前記荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
前記荷電粒子源からの前記荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断することができる荷電粒子遮断要素と、
を備え、
前記荷電粒子遮断要素が、前記荷電粒子ビームの少なくとも一部を通過させる少なくとも１つのアパーチャを備えた基板を備え、
前記基板の表面の一部分にホウ素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層が設けられ、
前記基板の前記吸収層が設けられる前記表面の前記一部分の少なくとも一部が導電材料を含み、
前記吸収層が前記少なくとも１つのアパーチャから離間して配置される露光装置。
【請求項２】
前記吸収層が、前記吸収層の下方に位置する前記基板の一部分からの前記荷電粒子の後方散乱を防ぐのに十分な、かつ前記導電材料が前記荷電粒子の電荷を受けるほど十分に薄い厚さを有する、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記吸収層がホウ素層又は窒化ホウ素層である、請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記基板の少なくとも一部が導電性がある、請求項１から３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記基板が、導電性のある前記基板の少なくとも一部を電圧源又は接地電位に接続するための接続部を備えた、請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板に導電層が設けられ、前記導電層が前記基板と前記吸収層との間に少なくとも部分的に配置された、請求項１から５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記導電層がモリブデン（Ｍｏ）又はクロム（Ｃｒ）を含む、請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記基板に複数の前記アパーチャが設けられ、前記アパーチャが、それぞれが前記基板の対応するアレイ領域に配置された１つ以上のアパーチャアレイを形成するように構成された、請求項１から７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記吸収層が、少なくとも部分的に前記アレイ領域を取り囲み、
各アレイ領域が、前記吸収層によって少なくとも部分的に取り囲まれ、及び／又は
前記吸収層がさらに、各アレイ領域内に少なくとも部分的に配置された、
請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記荷電粒子遮断要素が、少なくとも前記基板を冷却するための冷却流路を備え、前記冷却流路が前記吸収層及び／又は前記基板と熱接触して配置された、請求項１から９のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記荷電粒子遮断要素が前記荷電粒子ビームの荷電粒子電流を制限するように構成された電流制限素子である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記荷電粒子遮断要素の前記吸収層が、前記荷電粒子源を向いた、又は後方散乱荷電粒子及び／又は二次電子の源の方を向いた前記基板の表面に配置された、請求項１から１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記荷電粒子ビームを前記荷電粒子遮断要素に偏向させるための変調偏向器をさらに備え、前記変調偏向器及び前記荷電粒子遮断要素が、前記荷電粒子ビームが前記偏向器によって偏向されない場合に前記荷電粒子ビームが前記荷電粒子遮断要素の前記アパーチャを通過することを許可し、又はその逆に、前記荷電粒子ビームが前記偏向器によって偏向された場合に前記荷電粒子遮断要素によって前記荷電粒子ビームを少なくとも部分的に遮断するように構成された、請求項１から１２のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の露光装置を備えた荷電粒子顕微鏡。
【請求項１５】
請求項１４に記載の荷電粒子顕微鏡を用いてターゲットを検査する方法であって、前記方法が、
前記ターゲットを前記荷電粒子光学装置の下流に配置するステップと、
前記荷電粒子光学装置により生成及び成形された荷電粒子ビームを前記ターゲットに向けるステップと、
前記荷電粒子ビームが前記ターゲットに入射したときに、前記ターゲットにより透過、放出及び／又は反射された荷電粒子を検出するステップと、
前記荷電粒子を検出するステップ中に収集されたデータを用いて前記ターゲットを検査するために後続ステップを実行するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子ビームをターゲットに投影するための荷電粒子光学装置で使用する荷電粒子遮断要素に関する。本発明はさらに、荷電粒子遮断要素を備えた、荷電粒子ビームをターゲットに投影するための露光装置に関し、このような露光装置を使用して荷電粒子ビームをターゲットに投影する方法に関する。また、本発明はこのような露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法及び／又はターゲットを検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、より小さい構造体を高い精度及び信頼性で製造したいという常に増大する要望が存在する。荷電粒子ビーム露光装置では、ターゲット表面を高い精度でターゲット表面に向けられ集束させた１つ以上の荷電粒子ビームに露光させることができる。また、荷電粒子を使用することで、ターゲット表面を露光するための光を使用する露光装置と比べて、ターゲット表面のパターンを転写又は解析するためのはるかに高い解像度及び精度を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、商業的に実用可能であるためには、荷電粒子露光装置は、リソグラフィシステムと検査システムの両方について、かなりのウェーハスループット及び厳格な許容誤差に関する厳しい要求を満たすことができる必要がある。より高いスループットは、露光装置においてより多くの荷電粒子ビームを使用すること、したがって、より多くの電流を使用することによって実現することができる。
【０００４】
しかしながら、電流の増加は、露光装置内のコンポーネントと相互作用する荷電粒子の数を増加させることになる。露光装置内部での荷電粒子とシステムコンポーネントとの衝突は、各コンポーネントに著しい発熱を引き起こす可能性がある。
【０００５】
荷電粒子ビームシステム内のコンポーネントの発熱に関する問題は一般に、例えば付与された米国特許第８，５５８，１９６号及び米国特許第９，１６５，６９３号やＷＯ２０１３／１７１２１６として公開された国際特許出願に記載されているように、このようなコンポーネントを能動的に冷却することによって解決される。
【０００６】
「VAN TEKENTAFEL NAAR OVEN」、Link Magazine、XVIII:1（2016年2月）、28及び29頁に掲載のM.van Zaalenによる論文では、コリメータ内の高電場及びコリメータにより集束させた電子ビームの高電流により引き起こされる、マスクレスマルチ電子ビームリソグラフィシステム内のコリメータレンズの発熱の問題が特定されている。M.van Zaalenの論文でも指摘されているように、上記荷電粒子ビームの電子は全てがコリメータを通過するわけではなく、一部がコリメータ内で反射される。この現象もコリメータの発熱の一因となる。ビーム操作コンポーネントの発熱は、露光プロセスの精度を低下させる熱変形をもたらす可能性がある。M.van Zaalenの論文に記載されているように、これはリソグラフィ装置内におけるコリメータのサスペンションの再設計によって解決されている。そこではコリメータの冷却は、改良されたサスペンションを介した熱伝導によりコリメータから熱を除去できるようにすることによって改善されている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、露光装置内のコンポーネントの発熱を少なくとも部分的に抑制する荷電粒子露光装置、及びそのコンポーネントを提供することである。荷電粒子は、電子とイオンの両方を含むものとして理解されるべきである。荷電粒子ビームについて言及する場合、これは電子又はイオンのどちらかから構成される可能性がある。本発明は特に、電子（マルチ）ビームリソグラフィシステム、各種の電子顕微鏡、及び検査システムを含む電子ビーム露光装置に関する。ただし、本発明は、正電荷又は負電荷を持つイオン、例えばヘリウムイオンを含む他の種類の荷電粒子を使用したシステムに適用することもできる。
【０００８】
第１の態様によれば、本発明は、荷電粒子を遮断するための荷電粒子遮断要素であって、荷電粒子遮断要素が基板を備え、基板が荷電粒子を通過させる少なくとも１つのアパーチャを備え、基板の表面の少なくとも一部分に、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層が設けられ、吸収層が少なくとも１つのアパーチャから離間して配置され、基板の吸収層が設けられた表面の少なくとも一部が導電材料を含む荷電粒子遮断要素を提供する。
【０００９】
吸収層は、衝突する荷電粒子を少なくとも部分的に吸収する。つまり、吸収層は、衝突する荷電粒子を受ける機能を有し、その電荷は、荷電粒子遮断要素から離れて運ばれるように導電材料上に移動する。導電材料は、吸収層の下に位置する基板に導電層を設けることによって、又は、例えば吸収層が設けられた表面の少なくとも一部が導電性を有するように、基板を少なくとも部分的に導電性を有するものとして設けることによって実現することができる。
【００１０】
荷電粒子遮断要素は、様々な用途において荷電粒子を遮断するのに適している。荷電粒子露光装置及び／又は検査装置内で荷電粒子のビームをその軌道に沿って少なくとも部分的に遮断するのに使用することができる。これは例えば電流制限アパーチャアレイ素子において１又は複数のビームを成形するためのものであってよい。それは、例えば米国特許第８，６５３，４８５Ｂ２号に記載のシステムにおけるアパーチャアレイの１つ以上、特に米国特許第８，６５３，４８５Ｂ２号の図１２に示されているシステムのアパーチャアレイ４Ａで使用することができる。それはまた、ビーム又はビーム源を完全に遮断することにより、ビーム源自体のスイッチをオフにすることを必要とせずに一時的にそのスイッチをオフにするシャッタ素子として使用することもできる。これは、ビーム源のスイッチをオンにすることに通常かなりの整定時間を伴う場合に特に有利な可能性がある。米国特許第８，６５３，４８５Ｂ２号の図１２に示されているシステムでは、ビーム源１とコリメータ３の間の場所に配置することができる。
【００１１】
特に、荷電粒子遮断要素が電流制限アパーチャとして使用される場合は、少なくとも１つのアパーチャから離間した吸収層を基板に配置することが有利である。これにより、上記少なくとも１つのアパーチャを横切る荷電粒子ビームを歪める及び／又は攪乱する可能性がある吸収層の材料が、少なくとも１つのアパーチャの縁部に又は縁部に張り出して配置される、又は少なくとも１つのアパーチャの内部に配置されることを少なくとも実質的に防ぐことができる。
【００１２】
特に、吸収層は、使用時に荷電粒子源を向いて配置される基板の表面に配置される。これにより、荷電粒子遮断要素は、荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するのに使用されるとき、荷電粒子ビームの遮断された部分の少なくとも大部分が吸収層に衝突するように配置することができる。したがって、吸収層は少なくとも１つのアパーチャの近くに配置されることが好ましい。
【００１３】
驚くべきことに本発明者らは、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層を使用して荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するとき、荷電粒子遮断要素と荷電粒子源との間に配置された荷電粒子光学コンポーネントにかかる熱負荷は、このような吸収層を使用しない荷電粒子遮断要素と比べて大きく低減されることを発見した。これは特に、荷電粒子遮断要素と直接隣接する及び／又は荷電粒子遮断要素への視界が遮られていない荷電粒子光学コンポーネントに当てはまる。これらの荷電粒子光学コンポーネントにかかる熱負荷を低減することによって、露光装置は、荷電粒子光学コンポーネントが過度に熱くなることなくより長い間動作可能となる、及び／又は荷電粒子光学コンポーネントの冷却が重要ではなくなる。
【００１４】
以上で考察したように、本発明につながる主な目的は、例えば米国特許第８，６５３，４８５Ｂ２号、米国特許第８，５５８，１９６Ｂ２号、米国特許第９，１６５，６９３Ｂ２号及び国際公開第２０１３／１７１２１６号に記載の露光システムなどの荷電粒子露光システム内のコンポーネントにかかる熱負荷を低減することであった。これは、特に電流制限アパーチャアレイで使用される場合に、本明細書に記載の荷電粒子遮断要素によって達成された。また、本発明者らは、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層を使用して荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するとき、ターゲットの表面での荷電粒子ビームの収差が大幅に低減することを発見した。したがって、熱負荷を低減するという主な効果に加えて、露光システム内の荷電粒子ビームの収差を低減するという二次的効果が観察された。さらに、荷電粒子ビームを受ける面が部分的にしか吸収層でコーティングされていない場合であっても、熱負荷と収差の両方が低減されることが観察された。しかしながら、遮断された荷電粒子ビームの大部分が吸収層に衝突することが好ましい。
【００１５】
本発明者らの発見は、荷電粒子のビームに関連する荷電粒子遮断要素の上流側のコンポーネントの発熱、及び荷電粒子の軌道を乱す可能性がある空間電荷の形成が、後方散乱荷電粒子、及び／又は荷電粒子遮断要素に衝突する荷電粒子により遮断される荷電粒子ビームの一部により生成された二次電子に起因する可能性があることを示唆しているものと思われる。二次電子は、システム内の別の要素の表面に衝突する後方散乱荷電粒子から生じる可能性がある。使用時に遮断すべき荷電粒子を受ける荷電粒子遮断要素の側に本発明に係る吸収層を設けることによって、少なくとも後方散乱の量を減らすことができる。
【００１６】
本出願の関連におけるホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層は、ホウ素、炭素又はベリリウムと、窒化ホウ素又は炭化ケイ素などの１つ以上の他の要素との組み合わせを含む材料からなる吸収層をも包含することに留意されたい。
【００１７】
好ましくは、吸収層はホウ素を含む。具体的には、吸収層はホウ素層又は窒化ホウ素層である。好ましくは、吸収層はホウ素コーティング又は窒化ホウ素コーティングである。コーティングは、物体の表面に塗布された、一般的に数十又は数百ｎｍの厚さを有する薄層又は被膜である。ホウ素層又はホウ素コーティングは、好ましくは実質的に純粋なホウ素層である。ホウ素は、毒性がなく、室温で安定的であり、空気中で酸化せず、スパッタリングや蒸着などの既知の技術を用いて塗布できるという理由で有利である。
【００１８】
荷電粒子を遮断するためにホウ素層又は窒化ホウ素層を使用することの欠点は、これらの材料の電気抵抗率が比較的高いことであり、これによって荷電粒子を遮断するための材料を探し求めているときにこれらの材料は当然には選択されない。吸収層は、使用時に吸収層に衝突する荷電粒子によって帯電し、電気抵抗率が高い材料からなる吸収層を使用する場合、この電荷は吸収層を通した電気伝導によって除去することが困難である。
【００１９】
したがって、このような層を導電層又は導電性基板と組み合わせる方策とは別の、本発明の根底にある別の洞察によれば、吸収層の厚さを慎重に選択すべきである。
【００２０】
有利には、吸収層は、吸収層の下方に位置する基板の一部分からの荷電粒子の後方散乱を防ぐのに十分な、かつ導電面が荷電粒子の電荷を受けるのに十分な薄さの厚さを有する。これによって、荷電粒子の効率的な吸収、つまり荷電粒子の後方散乱の量を非常に少なくするとともに、導電面を介した吸収された電荷の除去によって吸収層における電荷蓄積を回避することが可能になる。少なくとも安定化閾値まで層の厚さが増すのに伴って、後方散乱の確率が低下するが、層の厚さが増すことで層の厚さによって導電率が低下する。吸収層は、厚くなりすぎると実質的に電気絶縁体の働きをすることになる。
【００２１】
ある実施形態では、吸収層は１００ｎｍから５００ｎｍの間の厚さを有する。より好適な実施形態では、吸収層は１５０から２５０ｎｍの間の厚さを有する。この範囲の吸収層の厚さは、荷電粒子遮断要素への電荷蓄積を回避しながら、荷電粒子遮断要素と荷電粒子源との間に配置された荷電粒子光学素子の発熱を抑制することが観察されている。
【００２２】
ある実施形態では、基板の少なくとも一部は導電性がある。これは、導電性のある、例えば金属材料による基板を設けることによって、導電材料を含む基板によって、又は少なくとも吸収層が設けられる領域が高度にドープされた高ドープ半導体基板によって実現することができる。例えば高ドープシリコンを使用してよい。これにより、基板は吸収層から電荷を除去するのを助けることができる。好ましくは、基板は、基板を電圧源又は接地電位に接続するための接続部を備える。ある実施形態では、接続部は、接触領域とも称される、好ましくは基板の表面の一部を構成する又は基板の表面に配置される接続領域を備え、この接続領域は、基板を電圧源又は接地電位に接続するように構成される。特に、導電性基板を接地電位に接続することで、基板を通した電気伝導によって吸収層から電荷を除去することができる。
【００２３】
ある実施形態では、基板に導電層が設けられ、導電層は基板と吸収層との間に少なくとも部分的に配置される。これにより、導電層は、吸収層から電荷を除去するのを助けることができる。好ましくは、導電層はモリブデン（Ｍｏ）又はクロム（Ｃｒ）を含む材料を含む。導電層は、実質的に純粋なモリブデン又はクロムによって形成されてよい、又は導電層は、これらの元素の少なくとも１つを含む材料で形成されてよい。特に、モリブデンは、モリブデンが少なくとも部分的に酸化された場合であっても、モリブデンの層が導電性があることを保証する酸化モリブデンも導電性があるという理由で好適である。この実施形態では、導電率に関連する基板特性はさほど重要ではない。この実施形態では、基板は、例えば比較的低ドープ又は実質的にノンドープの半導体基板であってよい。
【００２４】
導電層は基板と吸収層との間に少なくとも部分的に配置されているため、吸収層は導電層の保護コーティングの機能を果たすことができる。これにより、吸収層は、少なくとも吸収層により覆われた部分について導電層を酸化から保護することができ、これによって導電層に銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの他の導電材料を使用することも可能になる。
【００２５】
好ましくは、荷電粒子遮断要素は、導電性があり、導電層に接続された接続部又は領域を備え、接続部又は領域は、導電層を接地電位又は制御電圧に接続して、導電層を通した電気伝導によって吸収層の電荷の除去を助けるように構成される。ある実施形態では、接続部は、接触領域とも称される、好ましくは基板の一部を構成する又は基板に配置される接続領域を備え、接続領域は、導電層を電圧源又は接地電位に接続するように構成される。
【００２６】
ある実施形態では、基板はシリコン（Ｓｉ）ウェーハを含む。Ｓｉウェーハは、平坦で機械的に安定な基板を提供し、これに当技術分野で周知のエッチング技術を用いてアパーチャを容易に設けることができる。これは荷電粒子遮断要素に複数のアパーチャを設ける実施例において特に有利である。このような荷電粒子遮断要素は、以下で考察するように電流制限素子として使用することができる。Ｓｉは通常、少なくともＳｉがドープされていない場合に高い電気抵抗を有するため、Ｓｉウェーハ基板に上記のように吸収層が配置された導電層を設けることが好ましい。
【００２７】
ある実施形態では、基板に荷電粒子を通過させる少なくとも１つのアパーチャが設けられる。荷電粒子遮断要素は、基板上の非アパーチャ領域によって荷電粒子ビームの少なくとも部分的及び／又は一時的な遮断を可能にしながら、少なくとも１つのアパーチャを通して荷電粒子ビームの少なくとも一部分を通過させるように荷電粒子ビーム経路内に配置されてよい。アパーチャは、荷電粒子ビームの他の部分を遮断しながら、その一部分、一般に中央部分のみを通過させる場合、しばしば電流制限アパーチャと称される。
【００２８】
ある実施形態では、基板にそれぞれが基板の対応するアレイ領域、又はアパーチャアレイ領域に配置された１つ以上のアパーチャアレイを形成するように構成された複数のアパーチャが設けられる。このような要素は、荷電粒子ビームシステム内で電流制限アパーチャアレイとして使用されてよい。それは、例えば荷電粒子ビームを複数の荷電粒子ビームに分割するために使用されてよい。
【００２９】
吸収層は、好ましくは少なくとも部分的に上記アレイ領域を取り囲む。一部の実施例では、荷電粒子ビームは、遮断要素により遮断された荷電粒子ビームの大部分が、たとえこれが個々のアパーチャ又はアレイ領域の間に位置する表面領域に延在していなくても吸収層上に落ちる程度に１つ以上のアパーチャアレイを取り囲む領域より大きい。このような実施形態は、吸収層の各部がアパーチャに及ぶのを回避しながらより製造し易い可能性がある。上述のように、このような吸収層による荷電粒子受け面の部分的被覆が、コンポーネントの発熱及び／又は荷電粒子ビームの収差を実質的に低減することが観察されている。
【００３０】
別の実施形態では、各アレイ領域は上記吸収層によって少なくとも部分的に取り囲まれている。さらに別の実施形態では、吸収層はさらに、各アパーチャアレイ領域内に少なくとも部分的に配置される。これによって荷電粒子ビームの荷電粒子遮断要素により吸収される部分が増大する可能性がある。
【００３１】
ある実施形態では、荷電粒子遮断要素は、少なくとも基板を冷却するための冷却流路を備える。好ましくは、冷却流路は吸収層及び／又は基板と熱接触して配置される。これにより、荷電粒子遮断要素に、荷電粒子遮断要素から熱を除去するために上記冷却流路を通じて冷却液（水など）を導くための冷却流路を設けることができる。ある実施形態では、冷却流路は、基板の吸収層に背を向けた表面に配置される。荷電粒子ビームシステムでの使用の実施形態では、冷却流路は、基板の荷電粒子源に背を向けた表面に配置される。
【００３２】
ある実施形態では、基板に吸収層及び冷却流路と接触して配置される別の電気及び／又は熱伝導層が設けられる。熱伝導層は、吸収層から冷却流路への熱伝導経路を提供する。この実施形態は、熱伝導特性が良好でない材料からなる基板を使用することを可能にする。別の導電層は、吸収層から冷却流路への導電経路を提供する。これにより、別の導電層は、通常は露光装置での使用時に接地電位に接続される冷却流路を介して吸収層から電荷を除去するのを助けることができる。また、吸収層を冷却流路に電気的に接続することによって、荷電粒子遮断要素の冷却流路を含む側に背を向けた側に専用の接触領域又は接触構成は不要である。これにより、荷電粒子遮断要素の冷却流路を含む側に背を向けた側は、荷電粒子光学装置の隣接する要素又はコンポーネントのごく近くに配置することができる。
【００３３】
第２の態様によれば、本発明は、荷電粒子露光装置で使用する電流制限素子であって、上記電流制限素子が荷電粒子を透過させない基板を備え、上記基板に上記基板の第１の表面から第２の表面へと上記基板を貫通する、荷電粒子を通過させる１つ以上のアパーチャを設け、上記第１の表面の少なくとも一部分にホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む吸収層を設け、吸収層が１つ以上のアパーチャから離間して配置され、上記吸収層が導電材料又は導電面上に設けられた電流制限素子を提供する。
【００３４】
電流制限素子は通常、荷電粒子ビームの電流を制限するのに使用されることに留意されたい。したがって、１つ以上のアパーチャの直径は荷電粒子ビームの直径より小さい。電流制限素子が上記電流制限素子を横切った荷電粒子ビームの断面を少なくとも部分的に画定するため、アパーチャは通常精密に製造される。吸収層を１つ以上のアパーチャから離間して配置することによって、少なくとも吸収層による少なくとも１つ以上のアパーチャの縁部における擾乱を回避することができる。
【００３５】
第２の態様に係る電流制限素子は、本明細書中の上記の第１の態様に係る荷電粒子遮断要素と同じ又は対応する技術的効果及び優位性をもたらす。基板に１つ以上のアパーチャを設けた実施形態に係る、第１の態様の荷電粒子遮断要素は、第２の態様に係る電流制限素子として使用されてよい。
【００３６】
第２の態様に係る電流制限素子は、第１の態様に係る荷電粒子遮断要素の実施形態及び／又は代替実施形態の１つ以上と組み合わせてよい。
【００３７】
第３の態様によれば、本発明は、少なくとも一時的に荷電粒子ビームを遮断するためのシャッタ素子であって、少なくともその一部分にホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む吸収層が設けられた基板を備え、上記吸収層が上記基板上の導電面に設けられたシャッタ素子を提供する。
【００３８】
使用時のシャッタ素子は、荷電粒子ビームがシャッタ素子を通過することを一時的に許可し、荷電粒子ビームを一時的に遮断するように構成されることに留意されたい。
【００３９】
荷電粒子ビームがシャッタ素子を通過することが許可されている状況では、荷電粒子ビームは、少なくとも上記シャッタ素子の縁部に沿って又はアパーチャを通って通過する。この状況にあるシャッタ素子が電流制限素子の機能も果たすように構成されている場合、吸収層は縁部又はアパーチャから離間して配置されることが好ましい。しかしながら、この状況にあるシャッタ素子が電流制限素子の機能を果たすように構成されていない場合、特に荷電粒子ビームがアパーチャの縁部又は周囲から離間している場合、吸収層はアパーチャの縁部まで又は周囲まで配置されてよい。
【００４０】
シャッタ素子は第１の態様の荷電粒子遮断要素によって実現されてよい。
【００４１】
第３の態様のシャッタ素子は、第１の態様に係る荷電粒子遮断要素の実施形態及び／又は代替実施形態の１つ以上と組み合わせてよい。
【００４２】
第４の態様によれば、本発明は、荷電粒子ビームをターゲットに投影するための露光装置であって、上記露光装置が、荷電粒子ビームを形成するため及び荷電粒子ビームをターゲットに投影するための荷電粒子光学装置を備え、荷電粒子光学装置が、荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断することができる第１の態様に係る荷電粒子遮断要素、上記荷電粒子ビームの荷電粒子電流を制限するように構成された第２の態様に係る電流制限素子、及び／又は第３の態様に係るシャッタ素子を備えた露光装置を提供する。
【００４３】
ある実施形態では、荷電粒子遮断要素、電流制限素子、及び／又はシャッタ素子の吸収層は、装置内の荷電粒子源及び／又は後方散乱及び／又は二次電子の源の方を向いた、基板の表面に配置される。
【００４４】
ある実施形態では、荷電粒子遮断要素は、露光装置の電流制限アパーチャ又は電流制限アパーチャアレイとして構成された１つ以上のアパーチャを備える。
【００４５】
ある実施形態では、荷電粒子遮断要素及び／又は電流制限素子は、荷電粒子ビームを複数の荷電粒子ビームに分割するためのアパーチャのアレイを備える。これにより、荷電粒子遮断要素及び／又は電流制限素子は、単一の大口径ビームから複数の荷電粒子ビームを生成するのに使用することができる。典型的な適用例は、荷電粒子マルチビームリソグラフィシステム、荷電粒子マルチビーム検査システム、及び荷電粒子マルチビーム顕微鏡である。
【００４６】
ある実施形態では、荷電粒子光学装置は、荷電粒子ビームを荷電粒子遮断要素に偏向させるための変調偏向器を備え、変調偏向器及び荷電粒子遮断要素が、荷電粒子ビームが偏向器によって偏向されない場合に荷電粒子ビームが荷電粒子遮断要素のアパーチャを通過することを許可し、又はその逆に、荷電粒子ビームが偏向器によって偏向された場合に荷電粒子遮断要素によって荷電粒子ビームを少なくとも部分的に遮断するように構成される。これにより、この実施形態の荷電粒子遮断要素は、荷電粒子ビームを変調すること、特に荷電粒子ビームのオン又はオフ切り替えに使用される。典型的な適用例は荷電粒子（マルチ）ビームリソグラフィシステムである。
【００４７】
第５の態様によれば、本発明は、上記の露光装置又はその実施形態を備えた荷電粒子リソグラフィシステムを提供する。
【００４８】
第６の態様によれば、本発明は、上記の露光装置又はその実施形態を備えた荷電粒子検査システム又は荷電粒子顕微鏡を提供する。
【００４９】
第７の態様によれば、本発明は、上記の露光装置を使用して荷電粒子ビームをターゲットに投影する方法であって、方法が、荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するステップを含み、遮断された荷電粒子ビームの少なくとも一部が荷電粒子遮断要素又は電流制限素子の吸収層上に落ちる方法を提供する。
【００５０】
第８の態様によれば、本発明は、上記の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法であって、方法が、
上記荷電粒子光学装置の下流にウェーハを配置するステップと、
上記荷電粒子光学装置により生成、成形及び／又は変調された荷電粒子ビームを用いて像又はパターンを上記ウェーハに投影することを含む、上記ウェーハを処理するステップと、
上記処理されたウェーハを用いて半導体デバイスを生成するために後続ステップを実行するステップと、
を含む方法を提供する。
【００５１】
上記処理されたウェーハから半導体デバイスを製造する後続ステップは、半導体デバイスを製造する技術分野で周知である。上記後続ステップの多くは、例えば本出願人の米国特許出願第ＵＳ２０１４／０１７６９２０Ａ１号に記載されている。
【００５２】
第９の態様によれば、本発明は、上記の露光装置を用いてターゲットを検査する方法であって、方法が、
上記ターゲットを上記荷電粒子光学装置の下流に配置するステップと、
上記荷電粒子光学装置により生成及び成形された荷電粒子ビームを上記ターゲットに向けるステップと、
荷電粒子ビームがターゲットに入射したときに、上記ターゲットにより透過、放出及び／又は反射された荷電粒子を検出するステップと、
荷電粒子を検出するステップからのデータを用いて上記ターゲットを検査するために後続ステップを実行するステップと、
を含む方法を提供する。
【００５３】
上記の異なる実施形態は組み合わせることができる。本明細書に記載及び示された様々な態様及び特徴は、可能な限り個別に適用することができる。これらの個別の態様、特に添付の従属請求項に記載の態様及び特徴は、分割特許出願の主題とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
本発明は、添付の図面に示される例示的な実施形態に基づいて明らかにされるであろう。
【００５５】
【図１】本発明のある実施形態に係る露光装置の概略的外観図である。
【図２】本発明のある実施形態に係る顕微鏡又は検査装置の概略的外観図である。
【図３】本発明に係る荷電粒子遮断要素のある実施形態の概略的断面図である。
【図４】荷電粒子遮断要素による荷電粒子の遮断を概略的に示す。
【図５】本発明に係る荷電粒子遮断要素の一部のある実施形態の概略的断面図である。
【図６】本発明に係る荷電粒子遮断要素の一部の別の実施形態の概略的断面図である。
【図７】図６の実施形態に係る荷電粒子遮断要素の第２の概略的断面図である。
【図８】ある実施形態に係る冷却チャネルが設けられた荷電粒子遮断要素の概略的断面図である。
【図９】本発明に係る荷電粒子遮断要素のある実施形態の概略的上面図である。
【図１０Ａ】本発明に係る荷電粒子遮断要素の別の実施形態の概略的上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った概略的断面図である。
【図１１】半導体デバイスを製造する方法を概略的に示す。
【図１２】ターゲットを検査する方法を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は、１つ以上の荷電粒子ビームをターゲット１１０に投影するための露光装置１００の一例の概略的外観図である。このような露光装置は、荷電粒子マルチビームリソグラフィシステム、荷電粒子マルチビーム検査システム、又は荷電粒子マルチビーム顕微鏡の一部であってよい。本教示は他のタイプの荷電粒子にも適用されるが、特にそれは電子ビームシステムであってよい。
【００５７】
図１に示す露光装置１００は、荷電粒子マクロビーム１１１を生成するための荷電粒子源１０１を備えた荷電粒子光学装置を備える。この特定例の荷電粒子源１０１は、荷電粒子マクロビーム１１１を集束させる及び／又は平行にするためのコリメータレンズ１０２に向けられる発散荷電粒子マクロビームを生成するように構成される。一部の実施形態では、荷電粒子源１０１は電子源である。
【００５８】
荷電粒子光学装置は、コリメータレンズ１０２の下流に、荷電粒子マクロビーム１１１を複数の荷電粒子ビーム１１２に分割するためのアパーチャ１０４１のアレイを備えたアパーチャアレイ要素１０４を備える。アパーチャアレイ１０４は、この実施形態では電流制限素子である、本発明に係る荷電粒子遮断要素を備える。荷電粒子遮断要素は、アパーチャ１０４１のアレイを備えた基板１０４２を備え、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む吸収層１０４３が設けられる。吸収層１０４３は、基板１０４２の荷電粒子源１０１を向いた表面に配置される。図１に概略的に示すように、平行になったマクロビーム１１１は、アパーチャアレイ要素１０４、具体的にはその吸収層１０４３に衝突し、アパーチャアレイ要素１０４は、アパーチャ１０４１を通過したマクロビームの一部によって複数の荷電粒子ビーム１１２を形成すると同時に平行になったマクロビーム１１１の一部を遮断する。図１の例では、明確にするために３つのビーム１１２しか示されていないが、ビームの数は一般に数百、数千あるいは数万の範囲内にある。
【００５９】
本発明に係る荷電粒子遮断要素は、電流制限素子として、特に上記のアパーチャアレイ要素１０４とともに使用するときに特に有利であることが分かっている。代替的又は付加的に、荷電粒子遮断要素は、以下で説明されるように装置内の他の場所で使用されてもよい。
【００６０】
荷電粒子光学装置は、さらにターゲット１１０寄りに、荷電粒子ビーム１１２のそれぞれから複数の荷電粒子サブビーム１１５を生成するための変調アパーチャアレイ１０５を備える。アパーチャアレイ１０４と変調アパーチャアレイ１０５との間には、変調アパーチャアレイ１０５の下流に位置するビームストップアレイ１０８の対応する開口に荷電粒子ビーム１１２を合焦させるための集光レンズアレイ１０３（又は集光レンズアレイのセット）が設けられる。
【００６１】
この例では、アパーチャアレイ１０５は、各荷電粒子ビーム１１２から３つのサブビーム１１５、１１６を生成するものとして示されている。実際には、各荷電粒子ビーム１１２から生成されるサブビーム１１５の数は一般的に３よりもはるかに多い。ある実施形態では、約５０個のサブビーム（例えば７×７アパーチャアレイにより生成される４９個のサブビーム）が各荷電粒子ビーム１１２から生成される。他の実施形態では、２００個以上のサブビームが生成されてよい。
【００６２】
変調アパーチャアレイ１０５もまた、本発明に係る荷電粒子遮断要素又は電流制限素子を備えてよい。ただし、これは図１に詳細には示さない。
【００６３】
変調アパーチャアレイ１０５は、荷電粒子光学装置の一部であり、荷電粒子サブビーム１１６をビームストップアレイ１０８で遮断されるように個々に偏向させる、又は荷電粒子サブビーム１１５が無偏向でビームストップアレイ１０８の対応するアパーチャを通過することを許可するように構成された偏向器のアレイを備える。
【００６４】
ビームストップアレイ１０８は、荷電粒子サブビーム１１５が変調アパーチャアレイ１０５によって偏向されないときに通過を許可するように構成されたアパーチャ１０８１のアレイを備える。変調アパーチャアレイ１０５により偏向された荷電粒子サブビーム１１６は、ビームストップアレイ１０８によって遮断されるように、ビームストップアレイ１０８の荷電粒子源１０１を向いた表面に向けられる。この例では、ビームストップアレイ１０８は、アパーチャ１０８１を備えた基板１０８２を備え、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層１０８３が設けられた、本発明に係る荷電粒子遮断要素を備える。吸収層１０８３は、基板１０８２の荷電粒子源１０１を向いていて、遮断すべきサブビーム１１６を受ける表面に配置される。図１に概略的に示されているように、吸収層１０８３は、ビームストップアレイ１０８のアパーチャ１０８１から離間してその近くに配置される。
【００６５】
続いて荷電粒子光学装置は、ビームストップアレイ１０８を通過した荷電粒子サブビーム１１５をターゲット１１０の表面に投影するための投影レンズ又は投影レンズアレイ１０９を備える。荷電粒子光学装置はさらに、上記ターゲット１１０を露光しながらターゲット１１０の表面にサブビーム１１５を走査するための１つ以上の走査偏向器アレイ（図示せず）を備えてよい。
【００６６】
荷電粒子マルチビームリソグラフィシステム、荷電粒子マルチビーム検査システム、又は荷電粒子マルチビーム顕微鏡において、ターゲット１１０は通常、荷電粒子光学装置に対してターゲット１１０を正確に位置決めし移動させることができるステージ１２０の上部に配置される。
【００６７】
図１に明確に示されているように、吸収層１０４３、１０８３を備えた基板１０４２、１０８２は、荷電粒子源１０１からの荷電粒子ビーム１１１、１１６の少なくとも一部を遮断するように構成され、遮断される荷電粒子ビーム１１１、１１６の少なくとも一部が、少なくとも部分的に荷電粒子遮断要素の吸収層１０４３、１０８３上に落ちる。これにより、荷電粒子遮断要素より上の荷電粒子ビームの全電流は、荷電粒子遮断要素より下の荷電粒子ビームの全電流より高い。荷電粒子遮断要素、具体的にはアパーチャアレイ１０４、変調アパーチャアレイ１０５、及びビームストップアレイ１０８は、露光装置１の電流制限素子である。
【００６８】
一部の実施形態では、コリメータレンズ１０２、そのアパーチャアレイ１０４に近い少なくとも一部は、吸収層１０２２が設けられ、マクロビーム１１１が通過する少なくとも１つのアパーチャを備えた基板１０２１を備えた、本発明に係る荷電粒子遮断要素を備えてよい。図示された実施形態では、吸収層１０２２は、基板１０２１のアパーチャアレイ１０４を向いた表面に配置される。これは使用時に、荷電粒子ビームのアパーチャ１０４１を通過しない部分からの後方散乱荷電粒子の、及び／又は荷電粒子ビーム１１１がアパーチャアレイ要素１０４に入射することによって、例えばこれらの荷電粒子が後方散乱され、システム内の他のコンポーネントに衝突することによって荷電粒子光学装置内で生成される可能性がある二次電子の荷電粒子源として機能することができるためである。
【００６９】
集光レンズアレイ１０３、その変調アパーチャアレイ１０５に最も近い少なくとも一部も、少なくとも１つのアパーチャと、ホウ素、炭素又はベリリウムからなる吸収層１１４とを備えた基板１１３を備えた、本発明に係る荷電粒子遮断要素を備えてよい。吸収層１１４は、基板１１３の変調アパーチャアレイ１０５を向いている表面に配置され、使用時に、荷電粒子ビーム１１２が変調アパーチャアレイ１０５に入射するときに荷電粒子光学装置内に生成される可能性がある後方散乱及び／又は二次電子の源として機能することができる。
【００７０】
さらに、荷電粒子遮断要素は、荷電粒子源１０１とコリメータレンズ１０２との間に実質的に水平移動可能に配置されて源シャッタとして機能するシャッタ１０７として使用することができる。この場合、典型的には荷電粒子遮断要素にアパーチャが設けられない。これを荷電粒子ビーム経路内に移動させることによって、荷電粒子源１０１からの荷電粒子ビームは遮断され、例えば荷電粒子源の下流にある要素の位置調整及び／又は交換中に、荷電粒子ビーム源の電源を切ることなく荷電粒子ビームを一時的に遮断することが可能になる。
【００７１】
荷電粒子遮断要素はまた、変調アパーチャアレイ１０５とビームストップアレイ１０８との間に位置する、ビームシャッタとして機能するシャッタ１０８として使用することができる。このようなシャッタは、例えば非最適に機能する変調アパーチャアレイ１０５の場合に、ビーム１１５、１１６の１つ以上のグループを遮断することに応用される。このシャッタは、アパーチャが設けられていない荷電粒子遮断要素によって実現されてよく、荷電粒子ビーム経路内に入れられて荷電粒子ビーム１１５、１１６の１つ以上のグループを遮断することができる。代替的に、荷電粒子遮断要素は、荷電粒子ビーム１１５、１１６の他のグループを通過させると同時に荷電粒子ビーム１１５、１１６の１つ以上のグループを選択的に遮断できる１つ以上のアパーチャが設けられてもよい。
【００７２】
図２は、本発明に係る荷電粒子遮断要素を備えた荷電粒子検査システム又は顕微鏡、例えば電子顕微鏡を概略的に示している。このような顕微鏡及び検査システムは、例えば半導体デバイス製造などの幅広い用途を有する。装置は、荷電粒子ビーム２０２を生成する荷電粒子源２０１と、荷電粒子ビーム２０２を検査又は分析対象である、サンプルとも称されるターゲット２１０に投影する荷電粒子光学系２０３とを備える。ターゲット２１０は、典型的には荷電粒子光学系２０３に対して移動可能なステージ（図示せず）上に配置される。荷電粒子光学系２０３は、当技術分野で周知の、荷電粒子ビームに影響を与えるための静電及び／又は電磁レンズ素子を含む様々な荷電粒子光学素子及びコンポーネントを備える。一部のシステムでは、荷電粒子ビーム２０２は、ターゲットに向けられる複数の個々のビーム（図示せず）に分割される。荷電粒子ビームのターゲット２１０との相互作用から生じる様々な信号２０６、２０７を検出するための１つ以上の異なる検出器２０４、２０５が設けられる。このような信号には、例えば二次電子、オージェ電子、後方散乱荷電粒子、Ｘ線、カソードルミネセンスなどが含まれる。
【００７３】
検査システムはさらに、本発明に係る荷電粒子遮断要素により実現されるシャッタ素子１０を備える。シャッタ素子１０は、荷電粒子源を一時的に遮断するように構成される。代替的又は付加的に、本発明の荷電粒子遮断要素は、荷電粒子光学系２０３内に、例えば電流制限素子として設けることができる。代替的又は付加的に、シャッタ素子１０は、荷電粒子光学系及び／又は検出器領域をターゲット空間から一時的に遮断するように構成されてよい。
【００７４】
公知の検査システム及び／又は電子顕微鏡の例は、米国特許第７，７３２，７６２Ｂ２号、米国特許第６，８４４，５５０Ｂ１号、及びA.L.Eberle et al.,「High-resolution,high-throughput imaging with a multibeam scanning electron microscope」、Journal of Microscopy、Vol.259、Issue 2、2015、pp.114-120に見られる。上記によれば、これらのシステムでは、本発明に係る荷電粒子遮断要素は、例えば電子源又は電子銃の下流にあるシャッタとして、及び／又はアパーチャアレイ、ビームスプリッタ又はビーム制限アパーチャとして使用される可能性がある。
【００７５】
本発明に係る荷電粒子遮断要素の様々な実施形態は、図３から図１０に示され、以下で説明される。図１から図２を参照して説明された荷電粒子遮断要素は、これらの実施形態のいずれか１つ以上に係る荷電粒子遮断要素であってよい。
【００７６】
図３は、ある実施形態に係る荷電粒子遮断要素１０の概略的断面図である。荷電粒子遮断要素１０は、吸収層１３が設けられた導電面を有する基板１１を備える。図示された実施形態では、導電面は、基板１１の表面に塗布された導電層１４によって与えられる。続いて吸収層１３が導電層１４上に塗布される。吸収層１３は、有利にはホウ素層又は窒化ホウ素層であるが、例えば炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む他の材料を使用することもできる。基板１１はシリコン基板であってよく、導電層１４はモリブデン層であってよい。
【００７７】
以上で考察したように、吸収層の厚さは重要である。図４は、吸収層１３が設けられた導電性基板１１を備えた荷電粒子遮断要素に衝突する電子の経路を概略的に示している。類似の状況が図３に示された要素に適用される。電子ｅ−は荷電粒子遮断要素１０’の表面に衝突する。電子ｅ−は吸収層１３に衝突すると、この層によって吸収される可能性がある。電子は吸収されると、吸収層に入る。電子が下面１２により後方散乱されるよりも吸収層に吸収される可能性が高くなるように、吸収層は十分に厚くなければならない。電子吸収の結果、吸収層１３に電荷が蓄積することを避けるために、吸収層から電荷を除去する必要がある。上記のように、例えばホウ素を含む層は一般的に伝導性が低い。層が十分に薄い場合、電荷は吸収層を通過し、この例では電気接地に接続された導電性基板１１の面１２に到達することになる。電荷が吸収層を通過して下方の導電面に搬送される可能性は、吸収層の厚さが増すにつれて低下する。本発明者らは、吸収層の厚さを数百ナノメートル、例えば約２００ｎｍとすべきことが分かった。
【００７８】
図５は、荷電粒子遮断要素２０の概略的断面図である。この荷電粒子遮断要素は、例えば荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するのに使用することができる。荷電粒子遮断要素２０は、アパーチャ２２が電流制限アパーチャとして機能する電流制限素子として使用することができる。荷電粒子遮断要素２０は、少なくとも１つのアパーチャ２２を備えた実質的に平坦な基板２１を備える。基板２１には、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層２３が設けられる。好ましくは、吸収層２３はホウ素、窒化ホウ素又は炭化ケイ素のコーティングである。吸収層２３は、使用時に、荷電粒子源１０１を向いて、例えば図１のアパーチャアレイ１０４及び／又はビームストップアレイ１０８上に、又はアパーチャアレイ１０４又は変調アパーチャアレイ１０５を向いて、例えばそれぞれコリメータレンズ１０２の一部及び／又は集光レンズアレイ１０３の一部として配置される、少なくとも上記基板の一部を含む上記基板２１上の領域を実質的に覆うように構成される。
【００７９】
この実施形態に係る基板２１は、吸収層２３からの電荷の除去を可能にする導電材料を含む。このような基板２１は、使用時に接続部２５を介して制御電位又は接地電位２６に適宜接続されて、上記基板２１を通した電気伝導によって吸収層２３の電荷を除去することが可能になる。この実施形態の意味における導電材料はまた、高ドープ半導体材料を含み得ることに留意されたい。したがって、基板２１は、例えば高ドープシリコンウェーハを含んでよい。
【００８０】
図６は、別の実施形態に係る荷電粒子遮断要素３０の概略的断面図である。荷電粒子遮断要素３０は、少なくとも１つのアパーチャ３２を備えた実質的に平坦な基板３１を備える。基板３１には、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層３３が設けられる。好ましくは、吸収層２３はホウ素、窒化ホウ素又は炭化ケイ素のコーティングである。吸収層３３は、少なくとも上記基板の一部を含む上記基板３１上の領域を実質的に覆うように構成され、使用時に図５の荷電粒子遮断要素について説明したのと同じように構成されてよい。
【００８１】
この実施形態に係る荷電粒子遮断要素３０には、導電層３４が設けられる。導電層３４は、基板３１と吸収層３３との間に配置される。導電層３４は、使用時に図７の複数のアパーチャ３２を備えた荷電粒子遮断要素３０に概略的に示されるように、接続部３５を介して接地電位３６、又は制御電位に接続される。導電層３４を接地電位３６に接続することで、導電層３４を通した電気伝導により吸収層３３から電荷を除去することが可能になる。導電層３４は、例えばモリブデン又はクロムを含む。図６には１つのアパーチャ３２しか示されていないが、荷電粒子遮断要素は、図７に示すように複数のアパーチャ３２を備えてよい。
【００８２】
特に、図７に概略的に示す複数のアパーチャ３２を備えた荷電粒子遮断要素３０は、基板３１が、すぐに入手でき、明確に定義された厚さを有する非常に平坦且つ機械的にロバストな基板を提供するＳｉウェーハを備えることが望ましい。
【００８３】
図８は、荷電粒子遮断要素４０の別の実施形態を示している。荷電粒子遮断要素４０は、少なくとも１つのアパーチャ４２、好ましくは複数のアパーチャ４２を備えた実質的に平坦な基板４１を備える。基板４１には、ホウ素、炭素又はベリリウムを含む材料からなる吸収層４３、好ましくはホウ素、窒化ホウ素又は炭化ケイ素のコーティングが設けられる。吸収層４３は、少なくとも上記基板の一部を含む上記基板４１上の領域を実質的に覆うように構成され、使用時に典型的には図５の荷電粒子遮断要素について説明したのと同じように構成される。
【００８４】
この実施形態に係る荷電粒子遮断要素４０には、基板４１を冷却するための１つ以上の冷却流路４５が設けられる。冷却流路４５は、基板４１、及び／又は別の電気及び／又は熱伝導層４６と熱接触して配置される。
【００８５】
別の伝導層４６は、吸収層４３及び冷却流路４５と接触して配置され、高い熱伝導率を有する材料を含み、吸収層４３から冷却流路４５への熱伝導経路を提供することができる。
【００８６】
付加的又は代替的に、別の伝導層４６は、高い導電率を有する材料を含み、吸収層４３、及び／又は基板４１と吸収層４３との間に配置された導電層４４から、使用時に接地電位４７に接続される冷却流路４５への導電経路を提供することができる。
【００８７】
図８に概略的に示されるように、冷却流路４５は、基板４１の吸収層４３に背を向けた側に配置される。しかしながら、冷却流路４５は、基板４１の吸収層４３と同じ側、好ましくはアパーチャ４２から離間した位置に配置することもできる。このような構成では、吸収層４３は冷却流路４５と直接接触して配置することができ、図８の実施例のような別の伝導層４６は不要である。
【００８８】
図９は、本発明に係る荷電粒子遮断要素５０のある実施形態の概略的上面図である。荷電粒子遮断要素５０は、アレイ領域５２に配置されたアパーチャのアレイ５６を備えた実質的に平坦な基板５１を備える。基板５１は、導電層としてモリブデンのコーティング５３が設けられたシリコンウェーハである。モリブデンコーティング５３の上部に、吸収層としてホウ素のコーティング５４が配置される。図９に概略的に示すように、吸収層、具体的にはホウ素コーティング５４は、アパーチャアレイ５６のアパーチャから離間して配置される。特に、ホウ素コーティング５４はアレイ領域５２から離間して配置される。吸収層５４は、１つの単一領域として配置されてよい、又は吸収層又はコーティングで覆われていない導電性コーティング５３の部分５５により分離された複数の領域によって提供されてよい。
【００８９】
本発明のある実施形態では、荷電粒子遮断要素５０は、マクロビームから複数の荷電粒子ビームを形成するアパーチャアレイ要素１０４として、特に荷電粒子露光システム１００のアパーチャアレイ要素１０４として使用される。アパーチャアレイ要素１０４として使用される場合の荷電粒子遮断要素５０上のマクロビーム１１１の断面の一例が円５７で示されている。図から分かるように、ビームの大部分は、吸収層５４で覆われた領域に落ちる。つまり、荷電粒子ビームの遮断された部分の大部分が、吸収層５４に衝突してこれによって吸収される。
【００９０】
図１０Ａは、本発明に係る荷電粒子遮断要素６０の別の実施形態の概略的上面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った概略的断面図である。
【００９１】
荷電粒子遮断要素６０は、異なるアレイ領域６２に配置された複数のアパーチャのアレイを備えた実質的に平坦な基板６１を備える。基板６１は、導電層としてモリブデンのコーティング６３が設けられたシリコンウェーハである。モリブデンコーティング６３の上部に、吸収層としてホウ素のコーティング６４が配置される。図１０Ａ及び図１０Ｂに概略的に示すように、吸収層６４は、アパーチャアレイのアパーチャから離間して配置される。特に、ホウ素コーティング６４はアレイ領域６２から離間して配置される。図１０Ａ及び図１０Ｂに概略的に示すように、ホウ素コーティング６４はまた、少なくとも部分的にアレイ領域６２間の領域６５に延在する。
【００９２】
吸収層６４は、１つの単一領域として配置されてよい、又は吸収層又はコーティングで覆われていない導電性コーティング６３の部分６６により分離された複数の領域によって提供されてよい。
【００９３】
この荷電粒子遮断要素６０は、例えば荷電粒子マクロビームを複数の荷電粒子ビームに分割するアパーチャアレイとして使用されてよい。本発明のある実施形態では、図１に示した荷電粒子露光システムのアパーチャアレイ要素１０４で使用される。アパーチャアレイ１０４として使用される場合の荷電粒子遮断要素６０上のマクロビーム１１１の断面の一例が円６７で示されている。図から分かるように、遮断されたビームの大部分が、吸収層６４によって遮断される。
【００９４】
図１１は、上記の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法８０のステップを概略的に示している。第１のステップ８１において、上記荷電粒子光学装置の下流にウェーハが配置される。第２のステップ８２において、上記荷電粒子光学装置により生成、成形及び／又は変調された荷電粒子ビームを用いて像又はパターンを上記ウェーハに投影することを含むウェーハの処理が行われる。第３のステップ８３において、処理されたウェーハから半導体デバイスを生成するために後続ステップが実行される。このような後続ステップは当技術分野で周知である。
【００９５】
図１２は、上記の露光装置又は検査システムを用いてターゲットを検査する方法９０のステップを概略的に示している。第１のステップ９１において、ターゲットは荷電粒子光学装置の下流に配置され、第２のステップ９２において、上記荷電粒子光学装置により生成及び成形された荷電粒子ビームがターゲットに向けられる。第３のステップ９３において、荷電粒子ビームがターゲットに入射したときに上記ターゲットにより透過、放出及び／又は反射された荷電粒子が検出される。第４のステップ９４において、荷電粒子を検出するステップ中に収集されたデータを用いて上記ターゲットを検査するために後続ステップが実行される。
【００９６】
上記の記載は好適な実施形態の動作を説明するために含まれているのであり、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。上記の考察から、やはり本発明の範囲に包含される多くの変形例が当業者に明らかであろう。
【００９７】
条項
Ｃ１．  荷電粒子を遮断するための荷電粒子遮断要素であって、荷電粒子遮断要素が基板を備え、基板の表面の少なくとも一部分に、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む吸収層が設けられ、吸収層が導電面上に設けられる荷電粒子遮断要素。
【００９８】
Ｃ２．  吸収層が、吸収層の下方に位置する基板の一部分からの荷電粒子の後方散乱を防ぐのに十分な、かつ導電面が荷電粒子の電荷を受けるほど十分に薄い厚さを有する、条項Ｃ１に記載の荷電粒子遮断要素。
【００９９】
Ｃ３．  吸収層が１００ｎｍから５００ｎｍの間の厚さを有する、条項Ｃ１又はＣ２に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１００】
Ｃ４．  吸収層が１５０から２５０ｎｍの間の厚さを有する、条項Ｃ３に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０１】
Ｃ５．  吸収層がホウ素層、窒化ホウ素層又は炭化ケイ素層である、条項Ｃ１からＣ４のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０２】
Ｃ６．  基板の少なくとも一部が導電性がある、条項Ｃ１からＣ５のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０３】
Ｃ７．  基板が、基板の導電性がある少なくとも一部を電圧源又は接地電位に接続するための接続部を備えた、条項Ｃ６に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０４】
Ｃ８．  基板に導電層が設けられ、導電層が基板と吸収層との間に少なくとも部分的に配置される、条項Ｃ１からＣ７のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０５】
Ｃ９．  導電層がモリブデン（Ｍｏ）又はクロム（Ｃｒ）を含む、条項Ｃ８に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０６】
Ｃ１０．  導電層に接続される導電接続部を備えた、条項Ｃ８又はＣ９に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０７】
Ｃ１１．  基板がシリコン（Ｓｉ）ウェーハを含む、条項Ｃ１からＣ１０のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０８】
Ｃ１２．  基板に荷電粒子を通過させる少なくとも１つのアパーチャが設けられる、条項Ｃ１からＣ１１のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１０９】
Ｃ１３．  基板に複数のアパーチャが設けられ、アパーチャが、それぞれが基板の対応するアレイ領域に配置された１つ以上のアパーチャアレイを形成するように構成された、条項Ｃ１２に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１０】
Ｃ１４．  吸収層が、少なくとも部分的にアレイ領域を取り囲む、条項Ｃ１３に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１１】
Ｃ１５．  各アレイ領域が、吸収層によって少なくとも部分的に取り囲まれる、条項Ｃ１３又はＣ１４に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１２】
Ｃ１６．  吸収層がさらに、各アレイ領域内に少なくとも部分的に配置される、条項Ｃ１３からＣ１５のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１３】
Ｃ１７．  吸収層が、少なくとも１つのアパーチャから離間して配置される、条項Ｃ１２からＣ１６のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１４】
Ｃ１８．  荷電粒子遮断要素が、少なくとも基板を冷却するための冷却流路を備え、好ましくは、冷却流路が吸収層及び／又は基板と熱接触して配置される、条項Ｃ１からＣ１７のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１５】
Ｃ１９．  基板に別の電気及び／又は熱伝導層が設けられ、別の電気及び／又は熱伝導層が吸収層及び冷却流路と接触して配置される、条項Ｃ１８に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１１６】
Ｃ２０．  荷電粒子露光装置で使用する電流制限素子であって、電流制限素子が荷電粒子を実質的に透過させない基板を備え、基板に、基板の第１の表面から第２の表面へと基板を貫通する、荷電粒子を通過させる１つ以上のアパーチャが設けられ、
第１の表面の少なくとも一部分に、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む吸収層が設けられ、
吸収層が導電面上に設けられる、電流制限素子。
【０１１７】
Ｃ２１．  吸収層が、第１の表面の１つ以上のアパーチャが配置される領域を少なくとも部分的に取り囲む、条項Ｃ２０に記載の電流制限素子。
【０１１８】
Ｃ２２．  吸収層が１つ以上のアパーチャから離間して配置される、条項Ｃ２０又はＣ２１に記載の電流制限素子。
【０１１９】
Ｃ２３．  吸収層が、吸収層の下方に位置する基板の一部分からの荷電粒子の後方散乱を防ぐのに十分な、かつ導電面が荷電粒子の電荷を受けるほど十分に薄い厚さを有する、条項Ｃ２０からＣ２２のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２０】
Ｃ２４．  吸収層が１００ｎｍから５００ｎｍの厚さを有する、条項Ｃ２０からＣ２３のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２１】
Ｃ２５．  吸収層が１５０ｎｍから２５０ｎｍの厚さを有する、条項Ｃ２４に記載の電流制限素子。
【０１２２】
Ｃ２６．  吸収層がホウ素層、窒化ホウ素層又は炭化ケイ素層である、条項Ｃ２０からＣ２５のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２３】
Ｃ２７．  基板の少なくとも一部が導電性がある、条項Ｃ２０からＣ２６のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２４】
Ｃ２８．  基板に導電層が設けられ、導電層が基板と吸収層との間に少なくとも部分的に配置される、条項Ｃ２０からＣ２７のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２５】
Ｃ２９．  導電層がモリブデン（Ｍｏ）又はクロム（Ｃｒ）を含む、条項Ｃ２８に記載の電流制限素子。
【０１２６】
Ｃ３０．  導電性基板又は導電層を電圧源又は接地電位に接続するための導電接続部を備える、条項Ｃ２７からＣ２９のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２７】
Ｃ３１．  基板がシリコン（Ｓｉ）ウェーハを含む、条項Ｃ２０からＣ３０のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２８】
Ｃ３２．  少なくとも基板を冷却するための冷却流路をさらに備え、好ましくは、冷却流路が吸収層及び／又は基板と熱接触して配置される、条項Ｃ２０からＣ３１のいずれか１項に記載の電流制限素子。
【０１２９】
Ｃ３３．  基板に別の電気伝導及び／又は熱伝導層が設けられ、別の電気伝導及び／又は熱伝導層が吸収層及び冷却流路と接触して配置される、条項Ｃ３２に記載の電流制限素子。
【０１３０】
Ｃ３４．  荷電粒子ビームを遮断するためのシャッタ素子であって、シャッタ素子が、少なくともその一部分にホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）又はベリリウム（Ｂｅ）を含む吸収層が設けられた基板を備え、吸収層が基板上の導電面に設けられる、シャッタ素子。
【０１３１】
Ｃ３５．  吸収層が、吸収層の下方に位置する導電面からの荷電粒子の後方散乱を防ぐのに十分な、かつ導電面が荷電粒子の電荷を受けるほど十分に薄い厚さを有する、条項Ｃ３４に記載のシャッタ素子。
【０１３２】
Ｃ３６．  吸収層が１００ｎｍから５００ｎｍの間の厚さを有する、条項Ｃ３４又はＣ３５に記載のシャッタ素子。
【０１３３】
Ｃ３７．  吸収層が１５０から２５０ｎｍの間の厚さを有する、条項Ｃ３６に記載のシャッタ素子。
【０１３４】
Ｃ３８．  吸収層がホウ素層、窒化ホウ素層又は炭化ケイ素層である、条項Ｃ３４からＣ３７のいずれか１項に記載のシャッタ素子。
【０１３５】
Ｃ３９．  基板の少なくとも一部が導電性がある、条項Ｃ３４からＣ３８のいずれか１項に記載のシャッタ素子。
【０１３６】
Ｃ４０．  基板に導電層が設けられ、導電層が基板と吸収層との間に少なくとも部分的に配置される、条項Ｃ３４からＣ３９のいずれか１項に記載のシャッタ素子。
【０１３７】
Ｃ４１．  導電層がモリブデン（Ｍｏ）又はクロム（Ｃｒ）を含む、条項Ｃ４０に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１３８】
Ｃ４２．  基板の導電性がある一部又は導電層に接続される導電接続部を備える、条項Ｃ３９からＣ４１のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素。
【０１３９】
Ｃ４３．  荷電粒子ビームをターゲットに投影するための露光装置であって、露光装置が、荷電粒子ビームを形成し、荷電粒子ビームの少なくとも一部をターゲットに投影するための荷電粒子光学装置を備え、荷電粒子光学装置が、
荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断することができる請求項１から１９のいずれか１項に記載の荷電粒子遮断要素、荷電粒子ビームの荷電粒子電流を制限するように構成された請求項２０から３３のいずれか１項に記載の電流制限素子、及び／又は荷電粒子ビームの少なくとも一部を一時的に遮断するための、請求項３４から４２のいずれか１項に記載のシャッタ素子と、
を備えた露光装置。
【０１４０】
Ｃ４４．  荷電粒子遮断要素、電流制限素子、及び／又はシャッタ素子の吸収層が、荷電粒子源を向いた、又は後方散乱荷電粒子及び／又は二次電子の源の方を向いた基板の表面に配置される、条項Ｃ４３に記載の露光装置。
【０１４１】
Ｃ４５．  シャッタ素子が荷電粒子源用のシャッタとして配置される、条項Ｃ４４に記載の露光装置。
【０１４２】
Ｃ４６．  条項Ｃ２０からＣ３３のいずれか１項に記載の電流制限素子を備え、電流制限素子が、荷電粒子ビームを複数の荷電粒子ビームに分割するように構成されたアパーチャのアレイを備える、条項Ｃ４３からＣ４５のいずれか１項に記載の露光装置。
【０１４３】
Ｃ４７．  荷電粒子ビームを荷電粒子遮断要素に偏向させるための変調偏向器をさらに備え、変調偏向器及び荷電粒子遮断要素が、荷電粒子ビームが偏向器によって偏向されない場合に荷電粒子ビームが荷電粒子遮断要素のアパーチャを通過することを許可し、又はその逆に、荷電粒子ビームが偏向器によって偏向された場合に荷電粒子遮断要素によって荷電粒子ビームを少なくとも部分的に遮断するように構成される、条項Ｃ４３からＣ４６のいずれか１項に記載の露光装置。
【０１４４】
Ｃ４８．  条項Ｃ４３からＣ４７のいずれか１項に記載の露光装置を備えた荷電粒子リソグラフィシステム。
【０１４５】
Ｃ４９．  条項Ｃ４３からＣ４８のいずれか１項に記載の露光装置を備えた荷電粒子検査システム又は荷電粒子顕微鏡。
【０１４６】
Ｃ５０．  条項Ｃ４３からＣ４９のいずれか１項に記載の露光装置を使用して荷電粒子ビームをターゲットに投影する方法であって、方法が、荷電粒子源からの荷電粒子ビームの少なくとも一部を遮断するステップを含み、遮断される荷電粒子ビームの少なくとも一部が荷電粒子遮断要素又は電流制限素子の吸収層上に落ちる方法。
【０１４７】
Ｃ５１．  条項Ｃ４３からＣ４９のいずれか１項に記載の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法であって、方法が、
荷電粒子光学装置の下流にウェーハを配置するステップと、
荷電粒子光学装置により生成、成形及び／又は変調された荷電粒子ビームを用いて像又はパターンをウェーハに投影することを含む、ウェーハを処理するステップと、
処理されたウェーハを用いて半導体デバイスを生成するために後続ステップを実行するステップと、
を含む方法。
【０１４８】
Ｃ５２．  条項Ｃ４３からＣ４９のいずれか１項に記載の露光装置を用いてターゲットを検査する方法であって、方法が、
ターゲットを荷電粒子光学装置の下流に配置するステップと、
荷電粒子光学装置により生成及び成形された荷電粒子ビームをターゲットに向けるステップと、
荷電粒子ビームがターゲットに入射したときに、ターゲットにより透過、放出及び／又は反射された荷電粒子を検出するステップと、
荷電粒子を検出するステップ中に収集されたデータを用いてターゲットを検査するために後続ステップを実行するステップと、
を含む方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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