JP2011514633A5 - - Google Patents

Description

これらアパーチャの均一性の変化は、アパーチャの位置に形成される静電レンズの変化をもたらす。アパーチャの均一性は、均一な静電レンズをもたらす。従って、３つの制御電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、多くの電子小ビーム２１を集束し縮小する均一な静電レンズのアレイをもたらす。静電レンズの特性は、３つの制御電圧によって制御されるので、全ての小ビームの集束及び縮小量は、これらの３つの電圧の制御によって制御されることができる。このようにして、単一の共通制御信号は、非常に多くの電子小ビームを縮小し集束するための静電レンズの全体のアレイを制御するために使用されることができる。共通制御信号は、各プレートに、又は複数のプレート間の電圧差として与えられることができる。異なる投影レンズ構成体に使用されるプレートの数は、変わってもよいし、共通制御信号の数もまた、変わってもよい。アパーチャが十分に均一な配置及び寸法を有する場合、これは、少なくとも１つの共通制御信号を使用して、電子小ビームの集束及び小ビームの縮小を可能にする。図２の実施の形態では、３つの制御電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を含む３つの共通信号が、かくして、全ての小ビーム２１を集束し、縮小するために使用される。

投影レンズ構成体１０は、プレート１２、１３、１４が互いに接近して位置しており、コンパクトであるので、（電子ビーム光学系で代表的に使用される電圧と比較して）電極に使用される比較的低い電圧にもかかわらず、非常に高い電場を生じることができる。静電レンズに関して、焦点距離は、電極間の静電場の強さで割られたビームのエネルギに比例するものとして評価されることができるので、これらの高い電場は、小さな焦点距離を有する静電投影レンズを生成する。これに関して、予め１０ｋＶ／ｍｍを実現することができれば、本実施の形態は、好ましくは、第２のプレート１３と第３のプレート１４との間に２５ないし５０ｋＶ／ｍｍの範囲内の電位差を印加する。これらの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、好ましくは、第２のプレートと第３のプレート（１３、１４）との間の電圧の差が第１のプレートと第２のプレート（１２、１３）との間の電圧差よりも大きいように設定される。これは、レンズアパーチャ中のプレート１３、１４の間の曲がった破線によって図２に示されるように、各投影レンズ系の有効レンズ面がプレート１３、１４の間に位置するように、プレート１３、１４の間に配置された、より強いレンズをもたらす。これは、ターゲットに近い有効なレンズ面を置き、投影レンズ系がより短い焦点距離を有することを可能にする。図２の小ビームは、簡略化のために、偏向器９から集束しているように示されているが、小ビーム２１の集束のより正確な表現が図３ｂに示されることがさらに言及される。

リソグラフィのための投影系のアプリケーションでは、小ビームは、数十ナノメートルのスポットサイズで、ナノメートルのサイズの精度で、及びナノメートルのオーダの位置精度で、極めて高い精度で集束され位置されるべきである。本発明者らは、例えば、小ビームの光軸から数百ナノメートル離れた、集束された小ビームの偏向が、小ビームの光軸から離れるように容易にもたらすことを実現した。精度の要求を満たすために、これは、偏向量を厳しく制限するか、小ビームが、ターゲット１１の表面のところで焦点を急速に外す。

色収差は、焦点距離にほぼ比例する。色収差を低減し、かつターゲット面上に電子ビームの適切な投影を与えるために、光学系の焦点距離は、好ましくは、１ミリメートル以下に制限される。さらに、本発明によるレンズ系１０の最後のプレート１４は、レンズの内側にある焦点面のない小さな焦点距離を与えるように、非常に薄く形成される。プレート１４の厚さは、好ましくは、約５０ないし２００μｍの範囲内にある。

図示されるようなエンドモジュール７のデザインでは、プレート１２、１３、１４のレンズのアパーチャの直径ｄ４は、ビーム停止アレイ８の同軸にアライメントされた好ましくは約５ないし２０μｍの直径を有するアパーチャの直径よりも数倍大きい。この直径ｄ４は、好ましくは、約５０ないし１５０μｍの範囲にある。一実施の形態では、直径ｄ４は、約１００μｍであり、ビーム停止アレイのアパーチャの直径は、約１５μｍである。

さらに、本デザインでは、プレート１３の中央基板は、好ましくは、約５０ないし５００μｍの範囲の、最も厚い厚さを有する。プレート１２の基板の厚さは、相対的に薄く、好ましくは、約５０ないし３００μｍであり、また、プレート１４の基板の厚さは、相対的に最も薄く、好ましくは、約５０ないし２００μｍである。一実施の形態では、プレート１３の基板の厚さは、約２００μｍであり、また、プレート１２の基板の厚さは、約１５０μｍであり、プレート１４の基板の厚さは、約１５０μｍである。

Claims (15)

1. ターゲット上に荷電粒子の小ビームを投影するための荷電粒子マルチ小ビームシステムのための投影レンズ構成体であって、
   この投影レンズ構成体は、投影レンズ系のアレイを具備し、
   この投影レンズ構成体は、少なくとも１つの投影レンズアレイを構成するための少なくとも１つのプレートを有し、
   各プレートは、各プレートに形成されたアパーチャのアレイを有し、前記アパーチャの位置に前記投影レンズが形成され、
   前記少なくとも１つの投影レンズのアレイは、投影レンズ系のアレイを形成し、
   各投影レンズ系は、前記少なくとも１つの投影レンズのアレイの対応する点に形成された前記投影レンズの少なくとも１つを有し、
   前記投影レンズ系は、前記プレートのアパーチャの直径の１ないし３倍の範囲のピッチで配置され、
   各投影レンズ系は、前記ターゲット面上に前記荷電粒子の小ビームの少なくとも１つを縮小し、集束するように設けられ、
   各投影レンズ系は、使用時に、前記ピッチの１ないし５倍の範囲の有効焦点距離を有し、少なくとも２５倍だけ前記荷電粒子の小ビームを縮小する、投影レンズ構成体。
2. 少なくとも数万の投影レンズ系のアレイを有する請求項１の投影レンズ構成体。
3. 前記投影レンズ系の前記焦点距離は、使用時に、１ｍｍ未満である請求項１又は２の投影レンズ構成体。
4. 少なくとも３つのプレートを有する請求項１ないし３のいずれか１の投影レンズ構成体。
5. 前記プレートは、最も厚い前記プレートの厚さと同じオーダの距離だけ隔てられている請求項１ないし４のいずれか１の投影レンズ構成体。
6. 前記投影レンズ系のアレイの前記ピッチは、５０ないし５００マイクロメートルの範囲にある請求項１ないし５のいずれか１の投影レンズ構成体。
7. 前記投影レンズは、静電レンズを有し、各プレートは、前記静電レンズを形成するための電極を有し、使用時に、２５ないし５０ｋＶ／ｍｍの範囲にある電場が、この投影レンズ構成体の電極間に発生される請求項１ないし６のいずれか１の投影レンズ構成体。
8. 第１のプレートと、
   前記第１のプレートの下流側の第２のプレートと、
   前記第２のプレートの下流側の第３のプレートとを有し、
   これらプレートの前記アパーチャは、各プレートの対応するアパーチャが互いにほぼアライメントされ、
   前記第３のプレートは、使用時に、前記ターゲットとほぼ同じ電位で保持される電極を有する請求項１ないし７のいずれか１の投影レンズ構成体。
9. 第１のプレートと、
   前記第１のプレートの下流側の第２のプレートと、
   前記第２のプレートの下流側の第３のプレートと、を有し、
   これらプレートの前記アパーチャは、各プレートの対応するアパーチャが互いにほぼアライメントされ、
   各プレートは、電極を有し、使用時に、前記第１のプレートと第２のプレートとの間の電圧差は、前記第２のプレートと第３のプレートとの間の電圧差よりも小さい請求項１ないし８のいずれか１の投影レンズ構成体。
10. 第１のプレートと、
    前記第１のプレートの下流側の第２のプレートと、
    前記第２のプレートの下流側の第３のプレートと、を有し、
    これらプレートの前記アパーチャは、各プレートの対応するアパーチャが互いにほぼアライメントされ、
    各プレートは、電極を有し、使用時に、前記第２及び第３のプレートの電極の電圧は、３ないし６ｋＶの範囲にある請求項１ないし９のいずれか１の投影レンズ構成体。
11. 第１のプレートと、
    前記第１のプレートの下流側の第２のプレートと、
    前記第２のプレートの下流側の第３のプレートと、を有し、
    これらプレートの前記アパーチャは、各プレートの対応するアパーチャが互いにほぼアライメントされ、
    前記第１のプレートと第２のプレートとは、１００ないし２００マイクロメートル離れて配置され、
    前記第２のプレートと第３のプレートとは、１５０ないし２５０マイクロメートル離れて配置され、
    使用時に、前記投影レンズ系の前記有効焦点距離は、前記ターゲットから５０ないし２００マイクロメートルのところに配置されている請求項１ないし１０のいずれか１の投影レンズ構成体。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１の投影レンズ構成体を具備し、荷電粒子マルチ小ビームシステムに装着可能なエンドモジュール。
13. 前記投影レンズ構成体の上流側に位置されたビーム停止アレイをさらに具備し、
    前記ビーム停止アレイは、中に形成されたアパーチャのアレイを含むプレートを有し、
    前記ビーム停止アレイのアパーチャは、前記投影レンズ系とほぼアライメントされ、
    前記ビーム停止アレイのアパーチャの直径は、５ないし２０μｍの範囲にある請求項１２のエンドモジュール。
14. 前記ビーム停止アレイと前記投影レンズ構成体との間の距離は、５ｍｍ未満である請求項１３のエンドモジュール。
15. 荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子源と、
    前記ビームをコリメートするためのコリメータと、
    前記コリメートされたビームから複数の小ビームを発生させるためのアパーチャアレイと、
    前記小ビームを集束させるための集光アレイと、
    前記集光アレイの焦点面にほぼ配置され、前記小ビームの偏向を与えるための複数の偏向器を有するビームブランカアレイと、
    請求項１２ないし１４のいずれか１のエンドモジュールとを具備する荷電粒子マルチ小ビームシステム。