JP2006524830A5 - - Google Patents

Claims (23)

1. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
   前記真空チャンバ（４）と、
   前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
   前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
   開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
   電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
   前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
   前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
   前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
   光偏向装置（１６、２４）が、前記真空チャンバ（４）内の前記自由ビーム（１１）の光路に配置されることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
2. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
   前記真空チャンバ（４）と、
   前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
   前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
   開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
   電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
   前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
   前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
   前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
   前記光出射位置（１０）が、前記真空チャンバ（４）の外部に配置され、前記自由ビーム（１１）が、前記真空チャンバ（４）の透明窓（２１）を通って前記真空チャンバ（４）の内部に導かれ、
   前記光出射位置（１０）が、外側から前記窓（２１）に直接配置されることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
3. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
   前記真空チャンバ（４）と、
   前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
   前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
   開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
   電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
   前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
   前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
   前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
   前記光出射位置（１０）が、前記真空チャンバ（４）の外部に配置され、前記自由ビーム（１１）が、前記真空チャンバ（４）の透明窓（２１）を通って前記真空チャンバ（４）の内部に導かれ、
   前記光出射位置（１０）が、前記窓（２１）の下方に直交して配置され、前記自由ビーム（１１）が、別の光偏向装置（１６）により、前記窓（２１）を通って前記真空チャンバ(４)の内部に導かれることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
4. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
   前記真空チャンバ（４）と、
   前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
   前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
   開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
   電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
   前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
   前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
   前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
   前記光出射位置（１０）が、前記真空チャンバ（４）の外部に配置され、前記自由ビーム（１１）が、前記真空チャンバ（４）の透明窓（２１）を通って前記真空チャンバ（４）の内部に導かれ、
   前記窓（１３）が、前記真空チャンバ（４）の内部に配置されることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
5. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
   前記真空チャンバ（４）と、
   前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
   前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
   開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
   電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
   前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
   前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
   前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
   前記光出射位置（１０）が、前記真空チャンバ（４）の外部に配置され、前記自由ビーム（１１）が、前記真空チャンバ（４）の透明窓（２１）を通って前記真空チャンバ（４）の内部に導かれ、
   前記窓（２１）が、カバー（２２、５１、６１）によって外光及び電磁界から遮断され、その外側を前記自由ビーム（１１）が通過することを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
6. コリメートマイクロレンズ（１４）及び集束マイクロレンズ（１５）が、前記光出射位置（１０）及び前記光入射位置（１２）の少なくとも一方に配置された請求項１〜５のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
7. 前記光出射位置（１０）及び前記光入射位置（１２）の少なくとも一方が、アレイ（４０）状に配列された請求項１〜５のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
8. 前記光出射位置（１０）の前記アレイ（４０）が、結像光学系（２３）によって前記光入射位置（１２）の前記アレイ（４１）上に結像される請求項７に記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
9. 前記光入射位置（１２）及び前記光出射位置（１０）の少なくとも一方が、光導波管（２０）の端部の近くに形成された請求項１〜８のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
10. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
    前記真空チャンバ（４）と、
    前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
    前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
    開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
    電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
    前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
    前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
    前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
    前記光出射位置（１０）及び前記光入射位置（１２）の少なくとも一方が、アレイ（４０）状に配列され、
    前記光導波管（２０）が光ファイバによって形成される場合、前記光導波管（２０）の端部は、結合されてファイバアレイプラグ（３０）に一体化されることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
11. 光出射位置（１０）として機能する電気−光変換器（１０）が、能動型の発光素子、とりわけ発光レーザ（３２）によって形成された請求項１〜８のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
12. 光入射位置（１２）として機能する光−電気変換器（１３）が、能動型の受光素子、とりわけフォトダイオード（１９）によって形成された請求項１〜８のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
13. 前記自由ビーム（１１）を前記光入射位置（１２）に揃えるための自動化可能な調節システム（３３）をさらに備えた請求項１〜１２のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
14. 前記調節システム（３３）が、前記自由ビームコネクションシステム（８）のビーム経路に配置された請求項１３に記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
15. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
    前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
    前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
    開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
    電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
    前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
    前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
    前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
    別の電気−光変換器が前記パターンジェネレーティング・システム（６）の内部に配置されることにより、モニタ信号及び制御信号が生成され、それらがさらに前記自由ビーム（１１）を介して別の光−電気変換器まで逆方向に導かれ、前記別の光信号が、自動化可能な調節システム（３３）用のフィードバック信号として好適に用いられることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
16. 前記自動化可能な調節システムをさらに備え、前記自動化可能な調節システムが、前記別の光−電気変換器を介して受信した前記モニタ信号及び制御信号をフィードバック信号として用いることにより、前記自由空間光ビームを前記光入射位置に揃えるように構成されている請求項１５に記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
17. 荷電粒子ビームと、真空チャンバ内の高電圧とを用いて、前記真空チャンバ内に配置された基板（２）を、直接、ナノサイズで構造化するマスクレスリソグラフィーシステムであって、
    前記基板（２）を構造化する際に前記基板（２）が配置される移動可能な載置台（３）と、
    前記荷電粒子ビームを生成するためのビーム源と、
    開口プレートシステム（３５）として構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムと、
    電気−光変換器（９）と光−電気変換器（１３）とを含み、形成すべき構造パターンを、コンピュータ支援によって生成された一組のパターンデータとして前記パターンジェネレーティング・システムに伝送するためのデータ伝送システムとを備え、
    前記データ伝送システムは、光−電気自由ビームコネクションシステム（８）であり、かつ、光出射位置（１０）及び光入射位置（１２）を介して、また前記光出射位置と光入射位置との間で調整可能に方向づけされた自由ビーム（１１）の光路中で、前記電気−光変換器（９）によって光変換された前記パターンデータを前記光−電気変換器に向けて配信するように構成されており、前記光入射位置は、前記真空チャンバ（４）の内部にあって、アレイ状に配列され、前記光−電気変換器（１３）は、前記伝送されたパターンデータに関して前記パターンジェネレーティング・システム（６）と結び付き、
    前記光−電気変換器（１３）は、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
    前記電気−光変換器（９）の個数Ｎが、それらの所定の変換レートに基づき、伝送予定のパターンデータのレートに合わせて調整され、
    前記パターンデータに加えて、前記光出射位置から前記光入射位置に向けて前記自由ビームを介して伝達されるエネルギーを用いるように、前記アドレス可能なパターンジェネレーティング・システム（６）が構成されていることを特徴とするマスクレスリソグラフィーシステム。
18. 前記真空チャンバをさらに備え、前記光入射位置及び前記光出射位置が前記真空チャンバの内部に配置されている先行する請求項のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
19. 前記パターンジェネレーティング・システムが、前記一組のパターンデータに基づいて前記荷電粒子ビームを調節するための複数のアドレス可能な開口を有するブランキングプレートを備え、前記光−電気変換器が、前記ブランキングプレートの全体に亘って配置され、そこで前記複数のアドレス可能な開口のグループに割り当てられる先行する請求項のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
20. 前記光−電気変換器が、前記パターンジェネレーティング・システムのプレートの一方の主面上に配置され、前記プレートは、前記パターンデータに基づいて前記荷電粒子ビームを調節するための複数のアドレス可能な構成要素を有する先行する請求項のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
21. 前記データ伝送システムは、さらに、前記荷電粒子の経路が、前記光出射位置と前記光入射位置との間を進む前記自由空間光ビームの経路と少なくとも部分的に重なるように構成されている先行する請求項のいずれかに記載のマスクレスリソグラフィーシステム。
22. ビーム源を用いて荷電粒子ビームを生成し、
    前記荷電粒子ビームを、開口プレートシステムとして構成されたアドレス可能なパターンジェネレーティング・システムに向け、
    パターンデータを複数の電気−光変換器に供給し、かつ、前記パターンデータを、複数の自由空間光ビームによってそれぞれ運ばれる対応する光信号に変換し、
    互いに距離をおいて配置された光出射位置及び光入射位置を介して前記複数の自由空間光ビームを複数の（multiple）光−電気変換器に向け、かつ、対応する前記光信号を前記一組のパターンデータに変換して、前記開口プレートシステムを制御するマスクレスリソグラフィー法であって、
    前記光−電気変換器が、空間的に前記開口プレートシステム内に直接配置され、
    別の電気−光変換器が前記パターンジェネレーティング・システム（６）の内部に配置され、
    前記方法においてはさらに、モニタ信号及び制御信号を生成し、それらをさらに前記自由ビーム（１１）を介して別の光−電気変換器まで逆方向に導き、前記別の光信号が、自動化可能な調節システム（３３）用のフィードバック信号として好適に用いられることを特徴とするマスクレスリソグラフィー法。
23. 前記別の光−電気変換器を介して受信した前記モニタ信号及び制御信号をフィードバック信号として用いることにより、前記自由空間光ビームを前記光入射位置に揃える工程をさらに含む請求項２２に記載のマスクレスリソグラフィー法。