JP2011523786A - ターゲットを露光するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ターゲットを露光するための方法およびシステムを提供する。
【解決手段】発明は、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法に関する。最初に、複数のビームレットが供給される。ビームレットはアレイに配列される。さらに、露光されるべきターゲットが供給される。続いて、複数のビームレットとターゲットの間に第一の方向の相対移動が作り出される。最後に、複数のビームレットが第二の方向に移動され、各ビームレットがターゲット上の複数の走査線を露光する。第一の方向の相対移動と複数のビームレットの第二の方向の移動は、複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離が、アレイ中の複数のビームレットのビームレット間の第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}よりも小さくなるようになっている。

Description

本発明は、複数のビームレットによって、特に荷電粒子マルチビームレットシステムによってターゲットを露光する方法に関し、さらにプロセッサーによって実行されたときに前記方法をおこなうためのコンピューター読取可能媒体に関する。

白黒書き込み戦略（すなわち「オン」・「オフ」書き込み戦略）を使用するシステムはこの分野で広く知られている。それらは、たとえば、レーザービームまたは荷電粒子ビームを使用することがあり、マスクレスシステムでは直接描画手段の使用を特徴とすることがある。一つのビーム（またはマルチビームシステムでは複数のビーム）を変調することによって、ラスター化仮想グリッドの個々のグリッドセルが、ターゲットに所望のパターンを書き込むために、露光または非露光され得る。そのようなビームは、ターゲット表面のいわゆるビーム効果によって特徴づけられ、それはしばしば点像分布関数によって説明される。点像分布関数は一般にガウス分布を有する。ビームサイズは一般に、ビームエネルギーの５０％が存在する分布のサイズとして定義される。

特定の種類の荷電粒子ビームベースリソグラフィシステムは、本発明の所有者に譲渡された米国特許第６，８９７，４５８号に知られており、またターゲットを露光するための荷電粒子ビームカラムの中に生成された大多数の荷電粒子ビームレットを含んでいる。荷電粒子ビームレットは変調されながらターゲット上に走査される。加えて、ターゲットは、ビームに対してたとえばビームの走査方向を横切る方向に移動されることができることがある。ビームレットの変調は、リソグラフィシステムに供給されるパターンデータに基づいておこなわれる。説明された特定のシステムでは、変調は、ビームレットのオン・オフを有効に切り替えるためにビームレットを無効化または遮断することによっておこなわれる。

この種のリソグラフィシステムを使用してターゲットを露光することは、ターゲットの相対移動とブランカー光学部品による各荷電粒子ビームレットの変調（たとえば時間調節「オン」・「オフ」切り替えまたは無効化）の組み合わせによって達成される。基板をビームレットで露光する既知の方法はラスター走査方法である。ターゲットを露光パターンで正確に露光するため、パターンデータはラスター化される。ターゲットは、連続運動で移動されるモーター駆動ステージ上に配置されている。ステージが移動されながら、ビームが、ステージ移動に実質的に垂直な方向に走査される。ビームレット偏向とステージ移動と同期してビームレットが変調されるように時間調節して、ラスター化パターンデータをシステムに供給することによって、パターンデータによって表わされるパターンが、ターゲットの表面上に露光パターンとして転写されることが可能である。ラスター化パターンデータは、ターゲットの表面上の仮想ラスターセルグリッド上の露光パターンに相当する。

既存の荷電粒子ビーム技術は、たとえば９０ｎｍ以上の限界寸法を達成する画像の相対的コースパターニングのためのリソグラフィシステムに適している。しかしながら、改善性能に対する強まる必要性が存在する。十分なウェーハスループット、たとえば時間あたり１０ないし６０ウェーハを維持しながら、相当により小さい限界寸法、たとえば２２ｎｍを達成することが望まれている。

たとえば時間あたりに露光されるウェーハの特定の数として定義されるリソグラフィの特定のスループットを達成するのに必要とされるビームレットの合計流れ、必要ドーズとウェーハの面積とオーバーヘッド時間すなわち新規ウェーハを露光のための位置に移動させる時間に依存する。特に、これらのショットノイズ制限システムにおける必要ドーズは、必要形態サイズおよび均一さと、ビームエネルギーに依存する。

電子ビームシステムについては、最大単一ビーム流れはスポットサイズによって決定される。良いＣＤ均一さを得るために、必要スポットサイズは、単一ビーム流れを、高スループットを得るために必要とされる流れよりもはるかに少なく制限する。したがって、大きな数のビームレットが必要とされる（時間あたり１０ウェーハのスループットに対して一般に１０，０００以上）。一つのレンズを通る合計流れは電子間のクーロン相互作用によって制限されるので、高スループットシステムのレンズの数も大きい必要がある。

システムの流れを増大させることは、ターゲット上の合計流れの増大をもたらす。しかしながら、同時に、性能を維持するために、臨界寸法平方あたりにターゲット表面に入射する電子の数は一定に維持されるべきである。

しかしながら、より小さいスポットサイズを有するビームレットを生成するシステムを設計することは、各ビームレットによってターゲットに適用され得る荷電粒子流れを相当に低減する。使用される荷電粒子ソースの輝度にかかわりなく、前述の要請は、同じウェーハスループットにおける臨界寸法の低減に比較して、システム中のビームレットの数の線形の増大よりも相当に大きいことを暗示する。

そのようなマルチビームシステムを使用して高スループットを得るために、ビームレット書き込み戦略は、できる限り効率的に所望パターンを露光することを必要とする。仮想グリッドの所望のサイズと比較して、ビームレットと、ビームレットを合焦させるレンズの相対的なサイズは、ビームレットの可能な配置を制限し、その結果、ビームレットは、レンズの直径よりも十分に大きな距離だけ離間されている。

書き込み戦略がビームレットとターゲットの過度に複雑な移動を必要としないことが望まれる。この点では、特に非常に大きな数のビームレットを有するシステムのために、各ビームレットの偏向の個別制御ではなくビームレットすべての均一な偏向を提供するシステムが望まれる。結果として、一つの群としてのビームレットの単純なラスター走査は、ビームレットの一つの群の各走査の終わりにおけるエリアの不完全な露光のために望ましくないことがある。ビームレットの数が多いほど、不完全な露光のこれらのエリアの影響は、システムの効率的な利用にとって重要である。書き込み戦略がマルチビームレットシステムの個々のビームレット間の意図しない変動の影響を低減することも望まれる。

したがって、複数のビームレットによって改良された性能でターゲットを露光する方法を使用することが望まれる。

発明の実施形態は、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法に関する。加えて、発明の実施形態は、複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムに関する。

ある実施形態では、発明は、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を供給し、方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、前記ビームレットはアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給することを有し、
前記複数のビームレットと前記ターゲットの間に第一の方向の相対移動を作り出すことを有し、
各ビームレットが前記ターゲット上の複数の平行走査線を露光するように前記複数のビームレットを第二の方向に移動させることを有し、
前記第一の方向の前記相対移動と前記複数のビームレットの前記第二の方向の移動は、前記複数のビームレットによって露光される隣接平行走査線の間の距離が、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチよりも小さくなるようになっている。

ある実施形態では、発明は、複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムを提供し、システムは、
複数のビームレットによって形成される露光パターンを供給するためのビームレットパターン発生器を備え、前記複数のビームレットはビームレットの複数の群に配列されており、
前記ビームレットの複数の群を前記ターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系はビームレットの一つの群に対応しており、
ビームレットの一つの群を第二の方向に偏向するための偏向器アレイを備え、前記偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレットの一つの対応群を偏向するように準備されており、
露光されるべき前記ターゲットを支持するための基板支持部材と、
前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離が、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}よりも小さくなるように、前記基板支持部材と前記複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動と前記ビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニットを備えている。

前述の方法またはシステムを使用してターゲットを露光することは、複数のビームレットによって露光されるべきエリアの完全適用範囲を可能にする。加えて、システムによる荷電粒子の伝達は比較的高い。

前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離は、前記投影ピッチを正の正数で割ったものに等しくてもよい。正の整数は、ビームレットの数ひく１の因数に等してもよい。この実施形態では、露光されるべきエリアの完全適用範囲は非常に効率的な方法で達成される。

ある実施形態では、発明は、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を提供し、方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、前記ビームレットはアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給することを有し、
前記複数のビームレットと前記ターゲットの間に第一の方向の相対移動を作り出すことを有し、
各ビームレットが前記ターゲット上の複数の平行走査線を露光するように複数の走査の第二の方向に前記複数のビームレットを移動させることを有し、
前記第一の方向の前記相対移動と前記複数のビームレットの前記第二の方向の移動は、前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離が、前記第一の方向のアレイの投影サイズよりも小さく、その結果、第二の走査からの一つ以上のビームレットの走査線が、第一の走査からの一つ以上のビームレットの走査線で交互配置される。

ある実施形態では、発明は、複数のビームレットを使用してターゲットを露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムを提供し、システムは、
複数のビームレットによって形成される露光パターンを供給するためのビームレットパターン発生器を備え、前記複数のビームレットはビームレットの複数の群に配列されており、
前記ビームレットの複数の群を前記ターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系はビームレットの一つの群に対応しており、
ビームレットの一つの群を第二の方向に偏向するための偏向器アレイを備え、前記偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレットの一つの対応群を偏向するように準備されており、
露光されるべき前記ターゲットを支持するための基板支持部材と、
前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離が、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}よりも小さくなるように、前記基板支持部材と前記複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動と前記ビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニットを備えている。

前述の方法またはシステムを使用することによって前記第一の方向の相対移動と前記第二の方向の移動を調和させることは、前記複数のビームレットによって露光されるべきエリアの完全適用範囲を可能にする。加えて、システムによる荷電粒子の伝達は比較的高い。最後に、前記第一の方向の段階的移動は回避されてもよい。

前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、

に等しく、
ここで、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、前記アレイのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチであり、Ｆ_Ｎ−１は、１に等しくない（Ｎ−１）の因数であり、Ｎは、前記アレイ中のビームレットの数である。続く走査線の間の前述の距離を得ることは、前記第一の方向の段階的移動が最小にされることなく、非常に効率的な手法で露光されるべきエリアの完全適用範囲を可能にする。

前記第一の方向の前述の相対移動は一定速度を有していてもよい。さらに、前記第二の方向の前記移動は反復移動であってもよい。前記反復移動は一定周波数を有していてもよい。

発明の実施形態による前述の方法では、方法は、前記ターゲットの一面に仮想グリッドを規定することをさらに有していてもよく、前記グリッドは、それぞれのビームレットによって前記ターゲットを露光するまたは露光しない位置、各個ビームレットの無効化または非無効化に依存する露光または非露光を提供する。前記仮想グリッドは、前記第一の移動方向に配向された第一の軸と、それを横切って配向された第二の軸を備えていてもよい。発明の実施形態では、前記複数のビームレットは複数の群に分割され、ビームレットの各群はアレイに配列され、前記一つの群のビームレットは重ならない。その結果、前記ビームレットのアレイは、前記グリッド中の個所のアレイに対応している。

前述の方法とシステムでは、前記アレイのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチは、前記ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下であってもよい。あるいは、前記ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズは、前記ビームレットのアレイによって露光される隣接走査線の間の距離よりも大きくてもよい。前記ビームレットスポットサイズに対する前記第一の方向の前記投影ピッチの小さいサイズは、異なるビームレット間の変動を平均することを高め得る。

前述の方法とシステムの実施形態では、前記ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、前記行と列の少なくとも一つは、前記第一の方向と前記第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。行の数は列の数に等しくてもよい。

最後に、ある実施形態では、発明は、プロセッサーによって実行されたときに、荷電粒子マルチビームレットシステムの複数のビームレットによってターゲットを露光する前述の方法の実施形態をおこなうためのコンピューター読取可能媒体を提供する。

発明のさまざまな側面が、図面に示された実施形態を参照して説明される。
図１は、荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの一例の単純化概略概観である。 図２は、図１のリソグラフィシステムの端部モジュールの側面の単純化概略概観である。 図３Ｂは、一つの投影レンズについての複数ビームレットの概念を示している概念図である。 図３Ｂは、一つの投影レンズについての複数ビームレットの概念を示している概念図である。 図４は、群化ビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの代替実施形態の単純化概略概観である。 図５は、サブビームから形成されたビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の単純化概略概観である。 図６は、複数のフィールドに分割されたウェーハの一例の図である。 図７Ａは、単純化ビームレットブランカーアレイのための代替ビームレット開口設備を示す図である。 図７Ｂは、単純化ビームレットブランカーアレイのための代替ビームレット開口設備を示す図である。 図８は、一般的な幅に一致するサイズの正方形ラスター部分内のターゲット表面に投影されるビームスポットサイズを概略的に示している。 図９は、露光されるべきターゲット表面に投影されるビームレットの一つの群を投影する概念を概略的に示している。 図１０は、ビームレット走査線を示している概略図である。 図１１は、四つの可能な書き込み戦略の図である。 図１２Ａは、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１２Ｂは、発明の第一の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１３Ａは、発明の第二の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１３Ｂは、発明の第二の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１３Ｃは、発明の第二の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１４は、平行書き込み戦略のビームレットインターリービングを示す図である。 図１５Ａは、平行書き込み戦略のビームレット交互配置方式を示す図である。 図１５Ｂは、平行書き込み戦略のビームレット交互配置方式を示す図である。 図１５Ｃは、平行書き込み戦略のビームレット交互配置方式を示す図である。 図１５Ｄは、平行書き込み戦略のビームレット交互配置方式を示す図である。 図１６は、さまざまな配列についてのピクセルサイズとグリッド幅の値の例を示している表である。 図１７Ａは、発明の第三の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１７Ｂは、発明の第三の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１７Ｃは、発明の第三の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図１８は、投影レンズアレイとビームレットアレイの互いに対する特定のオリエンテーションの影響を概略的に示している。 図１９は、発明の第四の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を使用する二次元アレイの構成を構築する方式を概略的に示している。 図２０Ａは、発明の第四の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図２０Ｂは、発明の第四の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図２０Ｃは、発明の第四の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。 図２０Ｄは、発明の第四の実施形態にしたがって複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。

以下は、単なる例として図面を参照して与えられる発明のさまざまな実施形態の説明である。

図１は、電子ビームレットすべての共通クロスオーバーのない電子ビーム光学系に基づく荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の簡易概略図を示している。そのようなリソグラフィシステムは、たとえば米国特許第６，８９７，４５８号と第６，９５８，８０４号と第７，０１９，９０８号と第７，０８４，４１４号と第７，１２９，５０２号と、米国特許出願公開２００７／００６４２１３号と２００８／０７３５８８と、共同係属中米国特許出願シリアル番号６１／０３１，５７３と６１／０４５，２４３と６１／０５５，８３９に説明されており、それらはすべて本発明の所有者に譲渡されており、参照によってすべてここにそのまま組み込まれる。図１に示された実施形態では、リソグラフィシステムは、一様拡大電子ビーム２０を生成するための電子ソース１を備えている。ビームエネルギーは好ましくは、約１ないし１０ｋｅＶの範囲内に比較的低く維持される。

電子ソース１からの電子ビーム２０は、コリメータレンズ３を通過してコリメート電子ビーム２１を生成し、それは開口アレイ４に入射し、それはビームの一部を遮断し、複数のビームレット２２が開口アレイ４を通過することを可能にする。システムは、大きな数のビームレット２２、たとえば約１０，０００ないし１，０００，０００ビームレットを生成する。

複数の電子ビームレット２２は、ビームレットブランカーアレイ６の平面中に電子ビームレット２２のおのおのを合焦させるコンデンサーレンズアレイ５を通過する。このビームレットブランカーアレイ６は、一つ以上の電子ビームレット２２をそれぞれ偏向することが可能である複数のブランカーを備えている。

続いて、電子ビームレット２２は端部モジュール７に入射する。端部モジュール７は好ましくは、さまざまなコンポーネントを備えている挿入可能・交換可能ユニットとして構成される。この実施形態では、端部モジュールは、ビームストップアレイ８とビーム偏向器アレイ９と投影レンズ設備１０を備えている。端部モジュール７は、機能に加えて、約２５ないし５００倍の範囲内の縮小率を提供する。加えて、端部モジュールは、ビームレット２２を偏向するように配列されていてもよい。端部モジュール７を去った後、ビームレット２２は、ターゲット面に配置されているターゲット１１の表面に入射する。リソグラフィ適用にとって、ターゲットは通常、荷電粒子感応層またはレジスト層が設けられたウェーハで構成される。

モジュール７中において、電子ビームレット２２はまず、ビームストップアレイ８を通過する。このビームストップアレイ８は主として、ビームレットの開口角を決定する。ある実施形態では、ビームストップアレイ８の開口は円形であり、一般に均一な開口角度をビームレットにもたらす。

ビームストップアレイ８の通路は、ビームレットブランカーアレイ６の素子と整列されてもよい。ビームレットブランカーアレイ６とビームストップアレイ８はそれから、下記のように一緒に動作してビームレット２２を遮断または通過させる。ビームレットブランカーアレイ６がビームレットを偏向すると、それはビームストップアレイ８中の対応開口を通過しない。代りに、それはビームストップアレイ８の基板によって遮断される。しかしながら、ビームレットブランカーアレイ６がビームレットを偏向しないならば、それはビームストップアレイ８中の対応開口を通過し、それからターゲット１１の表面にスポットとして投影される。このように、個々のビームレット２２のオン・オフが有効に切り替えられ得る。

次に、ビームレット２２は、非偏向ビームレット２２の方向に実質的に垂直である方向の各ビームレット２１の偏向を提供するビーム偏向器アレイ９を通過する。次に、ビームレット２２は投影レンズ設備１０を通過し、ターゲット面に配置された一般にウェーハである露光されるべきターゲット１１上に投影される。

図２は、端部モジュール７の実施形態をより詳細に示し、ビームストップアレイ８と偏向アレイ９と投影レンズ設備１０を示し、ターゲット１１に電子ビームレットを投影している。ビームレット２２はターゲット１１に投影され、好ましくは直径が約１０ないし３０ナノメートルの幾何学的スポットサイズをもたらす。そのような設計の投影レンズ設備１０は、約１００ないし５００倍の縮小率を提供し得る。図２の実施形態では、ビームレット２１の中央部はまず、（ビームレットブランカーアレイ６によって偏向されていないと仮定して）ビームストップアレイ８を通過する。それから、ビームレットは、ビーム偏向器アレイ９の一つの偏向器または偏向システムを形成する順序で配列された一組の偏向器を通過する。ビームレット２１は、続いて投影レンズ設備１０の電気光学システムを通過す、最後にターゲット面中のターゲット１１に入射する。

投影レンズ設備１０は、図２に示された端部モジュールの実施形態では、順に配列された三枚のプレート１２と１３と１４を有し、静電レンズのアレイを形成するために使用される。プレート１２と１３と１４は好ましくは、それらに開口が形成されたプレートまたは基板を備えている。開口は、好ましくはプレートを貫通する丸穴として形成されるけれども、他の形が使用されることも可能である。一実施形態では、プレートは、半導体チップ産業でよく知られているプロセスステップを使用して処理されたシリコンまたは他の半導体で作られる。開口は、この分野で知られているリソグラフィおよびエッチング技術を使用してプレート中に便利に形成され得る。

プレートは、電極を形成する電気的導電性コーティングで被覆される。たとえば、この分野で周知の技術を使用してプレート上に堆積される、モリブデンなどの電極に、導電性天然酸化物を備えた金属が使用されてもよい。各開口の個所に形成される静電レンズを形状を制御するために各電極に電圧が印加される。各電極は、完全なアレイに対して単一制御電圧によって制御される。したがって、三つの電極レンズを備えた図２に示される実施形態では、レンズすべてに対して三つの電圧だけがある。

三つの制御電圧Ｖ１とＶ２とＶ３は、非常に多数の電子ビームレット２２を合焦させて縮小する均一な静電レンズのアレイを作り出す。静電レンズの特性は三つの制御電圧によって制御され、その結果、すべてのビームレットの合焦と縮小の量は、これらの三つの電圧を制御することによって制御され得る。このように、非常に大きな数の電子ビームレットを縮小し合焦させるための静電レンズのアレイ全体を制御するために単一の共通制御信号が使用され得る。共通制御信号は、各プレートに、または二つ以上のプレート間の電圧差として供給され得る。異なる投影レンズ設備に使用されるプレートの数は異なっていてもよく、共通制御信号の数も異なっていてもよい。

電圧Ｖ１とＶ２とＶ３は、第二と第三のプレート（１３と１４）の間の電圧の差が第一と第二のプレート（１２と１３）の間の電圧の差よりも大きくなるように設定され得る。これは、レンズ開口中のプレート１３と１４の間の湾曲破線によって図２に示されるように、各投影レンズ系の有効レンズ平面がプレート１３と１４の間に配置されるように、より強いレンズがプレート１３と１４の間に形成されることをもたらす。これは、有効レンズ平面をターゲットの近くに置き、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。単純さのために、図２のビームレットは偏向器９から合焦されるように示されているが、ビームレット２１の合焦のより正確な表現は、たとえばトレース光線例証のように、レンズ系１０の実際のレンズ平面はプレート１３と１４の間にあることを示すであろうことにさらに注意されたい。

図２はまた、偏向アレイ９によるＹ方向のビームレット２１の偏向を示しており、左から右へのビームレットの偏向としての図２に示されている。図２の実施形態では、偏向アレイ９中の開口は、一つ以上のビームレットが通過するように示されており、電極は開口の両側に設けられ、電極には電圧−Ｖと＋Ｖが印加される。電極を横切って電位差を印加することは、開口を通過する一つまたは複数のビームレットの偏向を引き起こす。電圧（または電圧の符号）を動的に変化させることは、一つ（または複数）のビームレットが走査流方法に掃引されることを可能にする。同様に、偏向はまた、ビームレットの伝搬の方向に垂直な異なる方向に、たとえば紙面に出入りする方向におこなわれ得る。

リソグラフィシステムの特定のスループットすなわち時間あたりに露光される特定の数のウェーハを達成するために必要とされるビームレットの合計流れは、必要ドーズとウェーハの面積とオーバーヘッド時間すなわち新規ウェーハを露光のための位置に移動させる時間に依存する。特に、これらのショットノイズ制限システムにおける必要ドーズは、必要形態サイズおよび均一さと、ビームエネルギーに依存する。

電子ビームリソグラフィーを使用してレジスト中にある形態サイズすなわち臨界寸法（ＣＤ）を得るために、ある解像度が必要とされる。この解像度は、ビームサイズと、電子のレジスト散乱と、酸拡散と結合される二次電子平均自由行程の三つの寄与によって決まる。これらの三つの寄与は、合計スポットサイズすなわち露光されるべきターゲットに投影されたビームサイズを二次の関係で決定する。これらの三つの寄与のうち、ビームサイズと散乱は加速電圧に依存する。レジスト中の形態を解像するために、合計スポットサイズは、ＣＤと同じオーダーの大きさであるべきである。ＣＤだけでなくＣＤ均一さも実際の適用にとって重要である。

電子ビームシステムについては、最大単一ビーム流れはスポットサイズによって決定される。良いＣＤ均一さを得るために、必要スポットサイズは、単一ビーム流れを、高スループットを得るために必要とされる流れよりもはるかに少なく制限する。したがって、大きな数のビームレットが必要とされる（時間あたり１０ウェーハのスループットに対して一般に１０，０００以上）。電子ビームシステムについては、一つのレンズを通る合計流れは、電子間のクーロン相互作用によって制限され、その結果、制限された数のビームレットは、一つのレンズおよび／または一つのクロスオーバー点を通って送られることが可能である。したがってこれは、高スループットシステム中のレンズの数がまた大きい必要があることを意味する。

そのため好ましくは、低エネルギーの大きな数のビームレットの非常に濃厚な配列が達成され、その結果、一般的ウェーハ露光フィールドのサイズにサイズで比較可能なエリアに多数のビームレットが詰め込まれることが可能である。

したがって、投影レンズのプレート１２と１３と１４中の開口のピッチは、小さいエリア中にできる限り多くの静電レンズを作り出すようにできる限り小さい。しかしながら、開口の所与のボアサイズに対するピッチの低減は、開口の間の小さい距離のためにプレートがあまりにも脆弱になるときに引き起こされる生産と構造問題によって、また、近隣のレンズのフリンジフィールドによって引き起こされるレンズ中の可能な収差によって制限される。

システム中の流れを増大させることによって、ターゲット上の合計流れも増大されてショットノイズの発達を制限する。しかしながら、同時に、性能を維持するために、臨界寸法平方あたりに、すなわちＣＤ二乗の面積の単位あたりにターゲット表面に入射する電子の数は一定に維持されるべきである。この点において、実際のスポットサイズは、「点像分布関数」の代わりに使用されるテキストの残りの中に、用語を想像するのにより容易なものとして、相当することに注意されたい。

低減スポットサイズだけでなく、増大流れにおいて十分な露光許容範囲を維持するためにビームレットの低減点像分布関数も必要とされる。十分な露光許容範囲は、近隣のビームレットの周囲ガウス部分によって通常引き起こされるような露光の基礎または背景レベルと比較して、ビームレットからターゲット上のピーク露光レベルの比較的高い比率を必要とする。しかしながら、より小さい点像分布関数を有するビームレットを生成するシステムを設計することは、各ビームレットによってターゲットに適用され得る荷電粒子流れを相当に低減する。使用される荷電粒子ソースの輝度にかかわりなく、低減スポットサイズと増大流れと低減点像分布関数の前述の要請は、同じウェーハスループットにおける臨界寸法の低減に比較して、システム中のビームレットの数の線形の増大よりも相当に大きいことを暗示する。

前述したように、投影光学系すなわち図１の端部モジュール７が実際的な設計で占め得る比較的小さいエリア内に物理的に実現され得るレンズの数には制限がある。達成すべき低減ＣＤにおいて、既知の技術を使用してこれらの寸法内に構成され得るレンズの数は、所望のウェーハスループットを達成するのに必要ビームレットの数よりも相当に少ない。

低減ＣＤにおいて合理的なスループットを達成する前述の問題に対する解決策を提供するリソグラフィシステムは、米国特許出願６１／０４５，２４３で論じられている。この出願に示されたリソグラフィシステムの実施形態が図４に概略的に示されている。前述の適用で示されたリソグラフィシステムの実施形態は、システム中のビームレットの数の不釣り合いな増大を可能にしながらシステムの収差を最小にする。一つの投影レンズあたりに複数ビームレットを使用するこの主要な解決策は、端部モジュール７中の偏向器アレイ９の偏向動作で、偏向ビームレットの仮想の始まりの仮想点が作られ、その結果、仮想ビームレットが結像されたという事実の認識後に見つかった。

図３Ａと３Ｂは、端部モジュール７中のビームレットの経路の概略図であり、一つの投影レンズあたりに複数ビームレットを使用する基礎となる前述の見識を示している。

図３Ａは、一つの投影レンズ系あたりに単一ビームレットを有するシステムを示している。単一ビームレット２２は、ビームストップアレイ８中の開口を通過し、偏向器アレイ９によって偏向され、投影レンズ設備１０によって合焦される。偏向ビームレットは、実際のビームレット２２とは異なる起点からある傾斜角度で到着する別々の「仮想」ビームレットと見なすことが可能である。たとえば、ビームレット２２が左に偏向されるとき、ビームレット２２の実際の起点の右の個所から生じる仮想ビームレット２２Ｖと見なすことが可能であり、同様にビームレット２２が右に偏向されるとき、ビームレット２２の実際の起点の左の個所から生じる仮想ビームレット２２Ｖと見なすことが可能である。

図３Ｂは、一つの投影レンズ系あたりに三つのビームレット有するシステムを示し、各ビームレットは別々の点から生じ、異なる角度での投影レンズ系を通過する。したがって、本発明の見識によると、図３Ａ中の仮想ビームレット２２Ｖは、実際のビームレット２３によって置き換えられた。単一の投影レンズ系を介した複数の実際のビームレットの適用は、収差の量を妨害することなく可能であるように見える。これは特に、リソグラフィシステム中に存在するビームレットすべてが多数の投影レンズ系に分配される場合である。

単一偏向ビームレットを使用する図３Ａと比較して、図３Ｂのシステムでは投影レンズを通る流れが三倍大きいことを除いては、正味の効果は同じである。偏向器アレイ９の上方の開口プレート４は、描かれるように多数の開口２３を備えていてもよく、すなわち、ビームストップアレイ８中の開口に関連する単一レンズ系に対応する複数ビームレット２２を収容するパターン開口部を有していてもよい。実際の設計では、ビーム角度は、図３Ａと３Ｂに示されたよりもはるかに小さいことに注意されたい。図３Ａと３Ｂに示された比較的大きいビーム角度は発明を明確にするためだけに存在する。

各投影レンズ系へ方向付けられた複数のビームレットの一部またはすべては動作中に任意の時点において無効化され得るので、前述の原理を包含するシステムは、この説明では、パターンドビームレットシステムと呼ばれ得る。そのようなパターンドビームレットシステムはまた、並べて配列された多数の小型結像系と見なされ得る。

図４は、複数の群化ビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態を示している。この実施形態は、システムの増大された数のビームレットを収容することが可能であり、ウェーハにおける増大された流れおよび／または低減されたスポットサイズを許可する。

図４に示される実施形態は一般に、複数ビームレットが単一投影レンズ系によって合焦され得るようにビームレットが複数の群に配列されていることを除いては、図１のシステムについて説明されたように構成される。この実施形態では、開口アレイ４Ａは、一つのコリメートビーム２１から複数のビームレット２２を生成する。ビームレット２２は、第二の開口アレイ４Ｂの平面中のコンデンサーレンズアレイ５Ａによって合焦される。第二の開口アレイ４Ｂは、ビームレットブランカーアレイ６から分離されていても、またはそれと結合されていてもよい。

複数のビームレット２２は複数の群として配列され、第二のコンデンサーレンズアレイ５Ｂは、ビームレットの各群をビームストップアレイ８中の対応開口に向けて合焦させる。ビームレットブランカーアレイ６は、第二の開口アレイ４Ｂと一体化されていてもよく、または別々に構成されていてもよく、ビームレットブランカーアレイ６中の各開口の個所に形成された電極を備えたアレーブランカー素子を備えている。各ブランカー素子は、ビームレットの一つの群中の一つのビームレット２２を偏向するように動作する。

一つの投影レンズ系あたりに三つのビームレットが図４に示されているけれども、一つの投影レンズ系あたりに他の数のビームレットが使用されてもよく、１００までまたはそれ以上のビームレットの複数の群が各投影レンズ系によって方向付けされ得る。ある好適な実施形態では、７かける７のアレイ中の４９のビームレットの複数の群が各投影レンズ系によって偏向される。

ビームストップアレイ８中の開口は、ビームレット開口角度を定義し、まるでそれらが単一ビームレットだけを制限するかのように、比較的小さくてもよい。大きい開口ほど、より大きい偏向経路を必要とし、無効化ビームレットの部分的無効化のみによって引き起こされる「テイル」効果により敏感になり、ビームレットを無効化するためのビームストップアレイ８に許される制限された空間をさらに低減するであろう。

原理的に、ビームレットの各群は収束され、すなわち単一の点すなわちスポットに方向付けられ得、そこで、それらは、ビームストップアレイ８の適切な開口において、または適切な投影レンズ系の有効レンズ平面において交わり交差する。実際には、ビームレットをビームストップアレイに収束させることはレンズ異常を作り出し、いっぽうビームレットを投影レンズの有効レンズ平面に収束させることはドーズ異常を引き起こすであろうから、収束は、（さらに図面に描かれていないけれども）これらの二つの点の間のどこかにある。

荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムのこの実施形態では、複数ビームレットは各投影レンズ系を通過する。荷電粒子光学スリットは、複数のビームレットの規則的アレイからなるのではなく、ビームレットの複数の群の規則的アレイからなる。米国特許出願６１／０４５，２４３で論じられるように、いつ何時でも、一つの群中のビームのいくつかはビームストップアレイ８の対応開口によって方向付けられてターゲット上に投影され得る一方、他のビームレットはビームレットブランカーアレイ６によって追加量偏向される。この追加の偏向は、これらのビームレットがビームストップアレイ８の開口を外れるようにし、それらがターゲットに到達することから遮断され、それによって前に説明されたように無効化または「オフに切り替えられる」。したがって、ビームレットの各群は、ビームブランカーアレイ６によって決定されたパターンを露光し、各群は、単一パターンドビームレットと見なされ得る。

図５は、サブビームから形成されるビームレットを有する荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムの実施形態の単純化概略概観を示している。図４のシステムは、一つの投影レンズ系あたりに複数ビームレットを提供する一方、二組のコンデンサーレンズアレイ５Ａと５Ｂを必要とするより複雑なシステムをもたらす。さらに、比較的小さい開口をかなり小さいピッチで備えるように集光レンズアレイ５Ａを製造することは困難である。図５のリソグラフィシステムはそれほど複雑でなく、コンポーネントの数の低減の結果、図４に示されたリソグラフィシステムと比較して、低減されたカラム長さを有している。減少されたカラム長さのため、より小さい真空チャンバーが使用され得る。そのような真空チャンバーは、それほど高価でないだけでなく、より短い期間に排気され得る、すなわち、その排気時間が短い。さらに、ビームレットの路程が減少され、ビームレットドリフトによるミスアライメントの減少をもたらす。

図５のシステムは、より大きいサブビーム２５を生成する開口アレイ４Ｃを有している。サブビームは、ほぼビームストップアレイ８の平面中で、ビームストップアレイ８の対応開口に向けてサブビームを合焦させるコンデンサーレンズアレイ５を通過する。原理的に、各サブビームは、ビームストップアレイ８の対応開口に、または対応投影レンズ系の有効レンズ平面のいずれかに合焦され得る。実際には、これらの二つの点の間のどこかにサブビームを合焦させることが好ましい。これは、開口アレイ４Ｃがターゲット１１上に結像されることをもたらす。電子光学の分野の熟練者に知られるであろうとともに、（実施形態のいずれかの）集光レンズアレイは、単一の集光レンズアレイまたは一組の集光レンズアレイを備え得ることに注意されるべきである。

サブビーム２５は、各サブビームの経路中に多数の開口を有する開口アレイ４Ｄによって遮られ、各サブビーム２５からビームレット２３の一つの群を生成する。一つのサブビームからビームレットの複数の群が形成され、それらはまた、ほぼビームストップアレイ８の平面中に合焦され、ビームレットの各群は、ビームストップアレイ８中の対応開口に向けて方向付けられる。

それから、これらのビームレット２３はビームレットブランカーアレイ６を通過する。無効化ビームレットはビームストップアレイ８によって遮断される一方、各群中の非無効化ビームレットは、ビームストップアレイ８中の対応開口を通過し、つづいて投影レンズ設備１０によってターゲット１１上に投影される。図５に示された例では、開口アレイ４Ｄは、各サブビーム２５から三つのビームレット２３の群を生成する。ビームレットの一つの群は、ビームブランカーアレイ６によって非偏向されているならば、三つのビームレットが投影レンズ系１０によってターゲット上に投影されるようにビームストップアレイ８に対応開口に入射する。実際には、各投影レンズ系１０に対してとても大きな数のビームレットが生成され得る。実際のある実施形態では、５０ものビームレットが単一の投影レンズ系によって方向付けられもよく、これは２００以上に増大されてもよい。

図５に示されるように、ビームレットブランカーアレイ６は、ビームレットの一つの群中の個々のビームレット２３を無効化するためにある時刻にそれらを偏向し得る。これは、図５に左側のサブビーム２５によって示され、中央のビームレット２３は、ビームレットが無効化されるように開口の近くだがそこではないビームストップアレイ８上の個所に偏向された。中央のサブビーム２５では、右側のビームレット２３が偏向されて無効化されており、右側のサブビーム２５では、いずれのビームレットも偏向および無効化されない。

図４と５に概略的に示されるように、コントロールユニット１８は、露光されるべきターゲット１１たとえばウェーハを支持するために準備された基板支持部材またはステージ１６の移動を動作するように準備されている。この移動は、この説明の中では、第一の方向またはＸ方向または機械的走査方向の移動とさまざまに呼ばれる。Ｘ方向の移動は、さまざまな手法、ターゲットが基板支持部材の機械的移動によって移動する、システムの残りが移動する、ビームレットが偏向される、または上記の技術の任意の組み合わせで達成され得る。

図１に関して述べたように、図４と５に示される荷電粒子マルチビームレットリソグラフィシステムで形成されるパターンドビームレットは偏向器アレイ９によって移動される。ビームレットのこの移動は、静電気偏向器アレイ９による荷電粒子ビームレットの偏向の場合、第二の方向におこなわれ、第二の方向は第一の方向と相違している。この第二の方向は、この説明の中ではたとえばＹ方向や偏向走査方向のようにさまざまに呼ばれる。発明の一実施形態では、第一の方向は第二の方向に実質的に垂直である。第二の方向のビームレットの移動は一般に反復移動であり、すなわち、ビームレットは、開始位置からある距離にわたって終了位置まで走査され、それから開始位置へ再び移動され戻されることに注意されたい。したがって、第二の方向のビームレットの移動はある周波数でおこなわれ得る。

先述したように、リソグラフィ適用にとって、ターゲットは通常、荷電粒子感応層またはレジスト層が設けられたウェーハで構成される。現在の業界標準は３００ｍｍウェーハである。ウェーハは一般に、２６ｍｍ×３３ｍｍの最大寸法で固定サイズフィールドに分割される。各フィールドは、複数の集積回路を作製するために処理され得る（すなわち、複数のチップ用のレイアウトが単一のフィールドへ書き込まれ得る）が、ＩＣはフィールド縁を横切らない。２６ｍｍ×３３ｍｍの最大寸法では、単一標準ウェーハ上に６３フィールドが入手できる。より小さいフィールドが可能であり、一つのウェーハあたりにより高い数のフィールドをもたらす。図６は、フィールド２７に分割されたウェーハ２６と、フィールド２８を書き込む方向を示している。たとえば部分的フィールド中にウェーハ境界を横切って全体のフィールドを書き込みことによって、部分的（不完全）フィールドを書き込むことは可能である。

リソグラフィ機械のある好適な実施形態では、機械は、１３，０００のサブビームを生成し、各サブビームは、７×７アレイに配列された４９のビームレットに分割され、６３７，０００のビームレット（すなわち１３，０００×４９）をもたらす。この配列が図５の機械に適用されるとき、開口アレイ４Ｃは１３，０００の穴を包含し、開口アレイ４Ｄとビームレットブランカーアレイ６は６３７，０００の穴を包含し、それは２６×２６ｍｍのエリア（すなわちウェーハ上に投影されるビームレットの完全なアレイのサイズ）中に電子光学（ＥＯ）を形成する。４９のビームレットからなる各サブビームは、Ｘ方向の各フィールド中に単一のストライプを書き込む。２６ｍｍ（すなわちＥＯスリットの幅）の距離にわたって配列された１３，０００のサブビームは、（機械的走査に実質的に垂直な）Ｙ方向に幅２μｍのストライプと、Ｘ方向にフィールドと同じ長さのストライプ長さ（たとえば図６の例では３３ｍｍ）をもたらす。

ウェーハは、たとえば図６に示されるように、好ましくは後退および前進Ｘ方向の両方にリソグラフィ機械によって書き込まれ（露光された）る。（偏向器アレイによる）Ｙ方向の書き込みの方向は通常一方向である。

フィールドのサイズ（高さ）が電子光学（ＥＯ）スリットのサイズ（すなわちウェーハ上に投影されるビームレットの完全なアレイのサイズ）よりも小さく（たとえば２６ｍｍの最大寸法よりも小さく）なるように選択されるとき、それからより多くのフィールドがウェーハ上に配置され得いるが、すべての電子ビームレットがウェーハ上に書き込むために使用されるとは限らない。ＥＯスリットは、フィールドすべてを書き込むためにウェーハをたびたび横切る必要があり、全面的なスループットは減少する。したがって、ＥＯスリットは好ましくは、フィールドのサイズと一致するサイズを有する。

機械がパターンをフィールドに書き込んでいるとき、ときどき、ビームレットブランカーアレイは次のフィールドに入り、その中にパターンを書き込み始め、したがって、機械は、二つのフィールドに同時に書き込むことができるべきである。フィールドが十分に小さければ、機械は、３フィールドを同時に書き込むことができるべきである。

機械が４×４アレイに配列された１６のサブビームを有し、各サブビームが３×３アレイに配列された９つのビームレットを有するものについて、ビームレットブランカーアレイ３５の単純化版が図７Ａと７Ｂに示されている。各サブビームに対して、各ビームレット開口のための関連ブランカー電極を備えた一つの開口群３６がある。一つの開口群３７の拡張図が図面の右側に示されている。

図７Ａでは、ブランカー開口の配列は、平行投影書き込み戦略に適して示されており、一方、図７Ｂでは、垂直の書き込み戦略に適して、配列が示されている。図７Ａでは、各サブビームのビームレットのためのブランカー開口はより接近して群化されている。図７Ｂでは、ビームレットのためのブランカー開口は、ストライプ幅３９いっぱいにわたって均等に分配されている、すなわち、各ビームレットは、機械的走査方向に実質的に垂直なＹ方向に近隣のビームレットから（同じサブビームからも異なるサブビームからも）等距離に配置されている。これは可能であるが、少ない数の開口については、ビームとビームレット流れの間の比率の点からこの配列の効率は非常に低くなる。効率のための尺度はフィルファクタであり、それは、ブランカー開口の全面積と、一つのサブビームのための開口が群化された面積との比である。フィルファクタは、流れ込み（ビーム流れ）と流れ出（ビームレット流れの和）の点から特定のグリッド幾何学の効率を評価するために有用である。一つのビームレット開口群の面積がより小さいとき、フィルファクタはより好ましい値に増大する。

少数の開口に対してうまく働く書き込み戦略は「平行投影」書き込み戦略であり、（その最も単純な形式では）個々のビームレットは交互配置され、ストライプ幅いっぱいを書き込む。たとえば、上に論じられたリソグラフィ機械では、平行書き込み戦略が好適な多数の開口は約７５０，０００以下であろう。後でさらに詳しく説明されるように、平行書き込み戦略は、投影ビームレットの順序の方向がウェーハステージの（機械的）走査方向に平行な書き込み戦略をいう。

理想的なグリッドがウェーハ上に存在し、電子ビームレットがグリッド座標上に実質的に配置され得ると仮定されている。電子ビームレットが、最小形態サイズ（ＣＤ）の１／２０番目内に配置され、そしてＣＤに等しい辺を有する正方形を書き込むときに、容認可能な露光パターンがターゲット上に作り出されると仮定すると、２０の走査線としたがって２０＊２０＝４００のグリッド点が必要である。したがって、ＣＤが４５ｎｍに等しいならば、この実施形態では、配置は２．２５ｎｍの範囲内で制御可能である。グレー書き込みによる形態の配置に関する、またタイミングによる配置異常に対する修正に関する詳細は、米国特許６，８９７，４５８に発見され得る。

図８は、一般的に所望な限界寸法（ＣＤ）のエリアをおおう仮想グリッドの一部内のターゲット表面上に投影された荷電粒子ビームレットのビームレットサイズ３０を示している。

ターゲットを露光パターンで露光するために、パターンデータは、ターゲットの表面上の仮想グリッドに対応してラスター化され得る。一般的な設備では、ビームレットがステージ移動に実質的に垂直な方向に走査されながら、ターゲットが移動される。ラスター化パターンデータは、ビームレット偏向とターゲット移動と同期してビームレットが変調されるように時間調節されて、マルチビームレットシステムに供給され、その結果、パターンデータによって表わされるパターンは、ターゲットの表面上に露光パターンとして転写される。仮想グリッドは一般にデカルトのグリッドであるけれども、他のタイプのグリッドも可能である。

使用されるグリッドのサイズは、単一の荷電粒子ビームレットの故意的でない変調またはミスアライメントがターゲット上に露光されるべきパターンを妨害しているかどうか考慮することによって決定されてもよい。線または対象幅を設計することにまたはターゲット上に形成されるべき形態の配置を決定することに事実上無限の選択肢を有する望みのために、できる限り小さいグリッドを選ぶ傾向がある。後者は、本発明の基礎となる見識にしたがって、書き込み時の近接効果を修正するための追加の可能性を意味する。他方では、処理されるべき、またシステムに転送されるべきデータの量を限定するために、特に大きな数のビームレットを有するマルチビームシステムでは、できる限り大きいグリッドを有することが望まれる。

上に説明した条件間のバランスとして、同時代技術の状態の反映として、マルチビームレットシステムの一実施形態はいわゆる限界寸法セル、一般的にたとえば４５ｎｍを識別する。これらのセルは、対応する桁、たとえば３０ｎｍのビームサイズを有する荷電粒子ビームレットによって露光され得る。セルは、複数のグリッドセル、たとえば２０かける２０のグリッドセルに分割されてもよく、したがって、ビームサイズ、たとえば２．２５ｎｍに対して小さい寸法を有する。そのような設備では、単一のグリッドセルの偶然の無効化または非無効化は無視してよい影響に過ぎないであろう。複数のグリッドセルは仮想グリッドを形成する。仮想グリッド上の図８中の投影ビームレットサイズ３０の位置はグリッドセル３１に対応する。

図６のビームレットの投影ビームレットサイズ３０は、（ピクセルサイズとも呼ばれる）単一のグリッドセル３２、たとえば２．２５ｎｍのサイズよりもはるかに大きいので、縁形状は、露光パターンを現像した後ではほとんど目に見えない。さらに、米国特許出願公開２００８／０７３５８８号に詳細に説明されるように、ラスター化パターン中の陰影のつけられたすなわちギザギザの縁は最終的な形態縁の位置を有効にシフトさせ得る。ぎざぎざの縁の前述の技術を使用する配置の可能な精度は、ビームサイズ３０と比較して、ぎざぎざの縁のピクセル長さのサイズに依存する。最適化は、ピクセルサイズの１／１０未満の精度をもたらし得る。

図９は、ビームレットの一つの群４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０ＤをＸ方向またはＹ方向の平面上を投影する概念を概略的に示している。ビームレットの一つの群は、露光されるべきターゲット表面に投影されるようにアレイに配列されている。この概念は、発明の実施形態で使用される。図９では、ビームレットの一つの群４０Ａ〜４０Ｄは、２列と２行からなるアレイを備えている。ビームレットの間の距離は、ピッチとも呼ばれ、Ｐ_ｂに等しい。ビームレットは、Ｘ方向たとえば機械的走査方向とＹ方向たとえば偏向走査方向に移動され得る。これらの方向の移動の組み合わせは発明の実施形態で使用され得る。

行と列の少なくとも一つは第一の方向と第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されている。図９に示された例では、ビームレット４０Ａ，４０Ｂと４０Ｃ，４０Ｄによって形成された列は、Ｙ方向に対して角度αで配置されている。

ビームレット４０Ａ〜４０Ｄは、Ｘ方向に平行な平面上にＹ方向に投影され、Ｘ方向に平行な方向に整列された（ハッチング円として示された）ビームレット投影４１Ａ〜４１Ｄの順序をもたらす。この投影のピッチ（すなわちＸ方向に平行な平面上に投影されたときのビームレット間の距離）は、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}によって示され、以後、Ｘ方向の投影ピッチと呼ばれる。ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、次式によって計算され得る。

ビームレットの一つの群についてのグリッド幅Ｗ_{ｐｒｏｊ．Ｘ}も示されている。

同様に、ビームレット４０Ａ〜４０Ｄは、Ｙ’方向に平行な平面上にＸ方向に投影され、Ｙ’方向に平行な方向に整列された（ハッチング円として示された）ビームレット投影４１Ａ〜４１Ｄの順序をもたらす。投影のピッチはＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}によって示され、以後、Ｙ’方向の投影ピッチと呼ばれる。

この説明では、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法のいくつかの実施形態が開示される。方法は、二つのカテゴリーに分類され得る。第一のカテゴリーは、投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}が考慮に入れられており、平行タイプの書き込み戦略と呼ばれる。ここにおいて「平行」との表現は、Ｘ方向（たとえば機械的走査方向）に対して投影ビームレットの順序の方向をいう。第二のカテゴリーは、投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}が考慮に入れられており、垂直タイプの書き込み戦略と呼ばれる。

前述したように、ターゲットは、第一の方向（たとえば機械的走査方向）と第二の方向（たとえば第二の偏向走査方向の複数のビームレットの偏向）のターゲットに対する複数のビームレットの同時の移動による複数のビームレットによって所望のパターンに露光される。二つの方向は同じではない。便宜上、図面は、二つの方向を垂直であるとして示している。しかしながら、ある好適な実施形態では、二つの方向は実質的に（しかし正確でなく）垂直である。これは、Ｙ’方向への参照によって図面に示されている。Ｙ’方向は、Ｙ方向に対してわずかに傾斜されており、その結果、Ｙ’方向のビームレットの移動は、Ｘ方向のビームレットとターゲットの同時の相対移動と調和され、ビームレットの走査線の終わりが、そのビームレットの次の走査線の始まりと、Ｘ方向のほぼ同じ位置になることをもたらす。傾斜の量は、Ｘ方向の単一の走査線の露光の間のＹ方向の移動の量に依存する。

発明の実施形態の議論は、一つの投影レンズ系あたりに（すなわち一つのサブビームあたりに）２×２のビームレットのアレイについて示されている。一つの投影レンズ系あたりに四つのビームレットが示されているけれども、一つの投影レンズ系あたりに他の数のビームレットが使用されてもよい。１００以上のビームレットの複数の群が各投影レンズ系によって方向付けられ得る。さらに、列の数が行の数に等しいアレイが示されているけれども、他のアレイの形状が発明の実施形態に使用されてもよい。したがって、アレイはｎ行×ｋ列であり、ｎとｋが互いに等しくない正数であってもよい。さらに、正方形のアレイが示されているけれども、三角形や六角形や他のタイプのアレイなど、他の配列が使用されてもよい。

ある好適な実施形態では、ビームレットは荷電粒子ビームレットであり、好ましくは電子ビームレットであるが、ターゲットを露光するのに適している他のタイプのビームレットが使用されてもよい。

最後に、図面は、Ｘ方向とＹ’方向の寸法間の比率の正確な関係を与えないことに注意されたい。特に、Ｙ’方向の走査線は、明瞭さを増強するために、特に走査線の終わりに生じる影響に関して短くされた。

図１０は、ビームレットの走査線の概略図を示している。ビーム偏向器アレイは、平行なすべてのビームレットの三角形偏向信号を生成する。偏向信号は、図１０の概略図に示されるように、走査位相（ＡからＢまで）とフライバック位相（ＢからＣまで）を有している。走査位相のあいだ、偏向信号は、（オンに切り替えられたとき）ビームレットをＹ’方向にゆっくりと移動させ、ビームレットブランカーアレイは、ビームレット制御信号にしたがってビームレットのオン・オフを切り替える。走査位相の後、フライバック位相が始まる。フライバック位相のあいだ、ビームレットはオフに切り替えられ、偏向信号は、次の走査位相が始まる位置へビームレットを素早く移動させる。

走査線は、走査位相中のウェーハの表面上のビームレットの経路である。上述したように、ある実施形態では、特別措置なくして、走査線は、ウェーハ上のＹ方向に沿って正確に書き込まないが、Ｘ方向の連続的なステージ移動に対して小さいＸ方向成分で傾けられる。この異常は、ステージ移動に整合するように小さいＸ方向成分を偏向フィールドに追加することによって修正され得る。ステージ移動がＹ方向偏向走査速度と比較して遅いため（一般的なｘ：ｙ相対速度比は１：１０００である）、このＸ方向成分は一般に小さい。しかしながら、このＸ方向成分の影響は、パターンドビーム（たとえば各サブビームに対して複数ビームレット）を備えたシステムで大幅に増大される。第一に、偏向速度は、パターンドビーム（サブビーム）あたりのビームレットの数に比例して低減され得る。第二に、（たとえば図７Ａ，７Ｂに示されるように）ビームレットのアレイの傾斜のために、ウェーハ上の走査線中の傾きは、異なるビームレットによって作られる走査線の間の距離を変更することをもたらす。十分に大きい傾きは、走査線が重なるか互いに対する位置を変えることをもたらす。

走査線（図１０の右側を参照）は、先頭過走査セクションとパターンセクションと末尾過走査セクションの三つのセクションに分割される。ビームレットは、ストライプの幅を横切ってＹ’方向に沿って偏向される。ビームレットが偏向される距離は一般に、書き込まれるべき実際のストライプよりも広い。過走査は、ビームレットが書き込む位置をシフトさせて倍率変更するためのスペースを供給する、。過走査は片側の余剰である。２μｍのストライプ幅と０．５μｍ（すなわち２５％）の過走査の場合、３μｍの走査線長さをもたらす。過走査セクションのあいだ、ビームレットは一般にオフに切り替えられる。

図１０（の左側）では、一つのビームレットだけがストライプを書き込んでいる状況のために一つの走査線が描かれている。偏向周期中のビームレットの経路はＡ−Ｂ−Ｃである。ＡＢは、走査位相中の走査線移動であり、一方、ＢＣは、ビームレットがオフに切り替えられているあいだのフライバックである。ストライプ縁は、ＤとＥの印がつけられている。図１０の右側では、過走査およびパターンセクションが識別される。走査線にわたってビームレットを切り替えるためのビームレットブランカーアレイによって受信されるビームレット制御信号のビットの全体セットは走査線ビットフレームと呼ばれる。

全走査線を通じて、ビームレットはリソグラフィシステムによって制御される。過走査セクションでは、ビームレットはオフに切り替えられる。パターンセクションでは、ビームレットは、ウェーハフィールドに書き込まれる必要のある形態にしたがって切り替えられる。過走査セクションとパターンセクションの両方のための走査線ビットフレーム中のビットは、ビームレットブランカーアレイに転送されるデータを表わす。過走査セクション中のビット／ピクセルは役に立たず、データ経路の帯域幅を消費しているように見える。しかしながら、過走査セクション中のビット／ピクセルは、（パターンシフトやパターン変倍などの）修正のための余地を供給し、アルゴリズムを縫合するための余地を供給し、ビームレットすべてがストライプ幅（平行投影）いっぱいに書き込むところで書き込み戦略が使用されるとき、ビームレットのためのブランカー穴のｙ位置の差のための余地を供給することが可能である。ビームレットとあるピクセルサイズを制御するビームレット制御信号のための固定ビットレートを仮定すると、走査線は、固定長ビットフレームに移すことが可能であり、走査線ビットフレームと呼ばれる。

ある好適な実施形態では、各サブビームは、フィールドの一つのストライプを書き込むための４９のビームレットに分割される。ストライプを書き込むための多くの異なる書き込み戦略がある。ビームレット書き込み戦略は、ストライプを書き込むためにビームがどのように配列されるかを定める。方式は、積み重ね、交互配置、オーバーラッピングの組み合わせとすることができる。図１１には、四つのビームレットを使用してストライプを書き込むための可能な交互配置方式としていくつかの例が示されている。一つのストライプの幅は図面の右側に示されている。これらの例は、どのようにビームレットが実時間で書き込むかを示していないが、書き込みが完了したときにどのビームレットがストライプのどの部分を書き込んだかを示している。

図１１の例Ａは、ビームレットを積み重ねることを示している。すべてのビームレットがそれ自身のサブストライプに書き込む。この構成については、各ビームレットが単に、後ろに飛ぶ前に、少数のビットを書き込む。偏向信号の周波数は高く、その振幅は低い。この書き込み戦略は、一つの群中のビームレットが、（投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}を掛けた一つのサブビーム群中のビームレットの数Ｎに等しい）群幅ＧＷが（垂直投影）ストライプ幅に等しいように配列されている場合に適している。垂直投影は、書き込み戦略のファミリーである。垂直投影の基本形態については、ビームレットすべてが小さいサブストライプを書き込み、サブストライプの幅はストライプ幅の小片である。ブランカー穴のグリッドのサイズは一般に、ストライプ幅に関係している。

例Ｂでは、ビームレットは、ストライプ幅いっぱいにわたって交互配置される。偏向信号の周波数は低く、その振幅は大きい。交互配置走査線に適合する書き込み戦略は平行投影書き込み戦略である。平行投影は、ビームレットすべてが交互配置方法でストライプ幅いっぱいを書き込む書き込み戦略のファミリーである。ブランカー開口のグリッドがストライプ幅に必ずしも関連しているとは限らないことに注意されたい。

特に群中の比較的低い数のビームレットに対して、この戦略は、より小さい群サイズと改善されたフィルレシオを可能にする。少数のビームレットのために、ウェーハ上の群のサイズは、ほどよいフィルファクタのためにストライプよりも著しく小さい。この書き込み戦略（平行投影）については、一つの群中のビームレットの特定の数とあるビームレットピッチに対して実現される一連のピクセルサイズを計算することができる。ピクセルサイズは任意の値ではない。ビームレットブランカー開口とストライプの中心の間の最悪ケースオフセットを補償するために走査線ビットフレーム中の余分なビットが追加され得る。

例Ｃは、交互配置と積み重ねの組み合わせである。例Ｄについては、連続の交互配置層がレンガ壁のように重なっている。例Ｃと比較して、この構成は、ビームレット間のより良い平均化を供給する。ストライプ境界には、ストライプ境界を越えて書き込むビームレットがある。

図１２Ａと１２Ｂは、個々の投影レンズ系によっておおわれる全走査幅にわたる各ビームレットの偏向によって露光パターンが達成される複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。たとえば、１３，０００の投影レンズ系を有するシステムを使用して幅２６ｍｍで露光されるてきフィールドに対して、投影レンズ系の配列は、２ミクロンの全走査幅をもたらす。

この例では、ターゲットは、平面上にＸ方向に投影されるアレイのビームレットの投影ピッチすなわちＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}を考慮した書き込み戦略を使用することによって露光される。隣接走査線の間の距離はＸ方向の投影ピッチに等しい。

図１２Ａでは、ターゲットの露光エリアの一部が垂直走査線に沿った四つのビームレットによって露光されるものとして示されている。第一のビームレットたとえば図９のビームレット４０Ａによって露光されるエリアは、グレーパターンを備えた走査線によって概略的に描かれている。第二のビームレットたとえば図９のビームレット４０Ｂによって露光されるエリアは、第一のハッチングパターンすなわち左下に傾斜したハッチングを備えた走査線によって概略的に描かれている。第三のビームレットたとえば図９の中のビームレット４０Ｃによって露光されるエリアは、第二のハッチングパターンすなわち右下に傾斜したハッチングを備えた走査線によって概略的にすなわち描かれている。第四のビームレットたとえば図９の中のビームレット４０Ｄによって露光されるエリアは、第三のハッチングパターンすなわち交差ハッチングパターンを備えた走査線によって概略的に描かれている。

図１２Ａに示された例では、所望のグリッドセル幅（すなわち所望のビームレット位置決め分解能）はＸ方向のビームレットの投影ピッチよりも小さい。ビームレットをＹ’方向にまっすぐに偏向しながらビームレットのアレイをターゲットに対してＸ方向に移動させることによってターゲットを露光することはターゲットの完全適用範囲を提供しないことが容易に理解され得る。したがって、完全適用範囲を提供するために、異なる書き込み戦略が必要である。

図１２Ｂでは、エリアは、平行タイプの書き込み戦略を使用する代替書き込み戦略を使用することによって完全に露光される。この方法では、Ｘ方向の相対移動と複数のビームレットのＹ’方向の移動は、複数のビームレットによって露光される隣接走査線間の距離が

に等しくなっており、ここで

である。この式において、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、Ｘ方向に平行な方向のアレイ中の複数のビームレットのビームレット間の投影ピッチであり、Ｆ_Ｎ−１は、（Ｎ−１）の因数であり、ここで、Ｎは、アレイ中のビームレットの数である。

図１２Ｂに概略的に描かれた実施形態では、四つのビームレットが使用される。したがって、ターゲットと複数のビームレットの間の相対移動は、複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離がＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}の１／３に等しくなるようにおこなわれる。アレイ中のビームレットの数が１００たとえば１０×１０のビームレットのアレイである場合、この方法にしたがって複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離は、Ｆ_Ｎ−１が９９，３３，１１，９，３であるのに対して、それぞれ、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}の１／９９，１／３３，１／１１，１／９，１／３に等しい。

さらに、この実施形態では、ターゲットとビームレットの間の相対移動は段階的手法でおこなわれる。機械的走査方向の移動は、ビームレットが、別のビームレットによって既に露光されがエリアに到着する前に、三つの走査線を露光するようになっている。この移動は、図１２Ｂの底部の小さい矢印によって第二のビームレットに対して概略的に描かれている。三番目の走査線を終了した後に、ビームレットは、より大きい距離にわたって移送され、第一のビームレットが、第四のビームレットによって露光される最後の走査線直後に配置される。この移送は、大きい矢印によって第二のビームレットに対して概略的に描かれている。移送の後、三つの走査線の新しいシーケンスが始められる。この書き込み戦略の段階的移動は、ビームレットの一定の偏向パターンとＸ方向のターゲットの移動の速度を変更すること、またはビームレットの偏向パターンを変更することとターゲットの一様の移動、または両方の組み合わせによって実施され得る。

図１２Ａに示されるような露光を得るために使用される書き込み戦略を超える図１２Ｂに示されるような露光を得るために使用される書き込み戦略の利点はターゲットの全エリアがおおわれるということである。しかしながら、機械的走査方向の移動すなわちターゲットの意図的機械的移動の方向は不規則であり、すなわちシステムの偏向器９が不規則な大きさの幅で既に露光されが走査線を飛び越えることを必要とする。特に大きい距離を越える移動に対しては、偏向器は比較的相当な調整時間を必要とし、そのためにシステムのオーバーヘッド時間を費やすことがある。さらに、そのようなシステムと書き込み方法は位置決め異常に敏感なことがあり、したがって、調整時間を負うおよび／またはいわゆる縫合異常を回避する位置決め制御を実行する必要がある。書き込み戦略の不利益は、隣接走査線のある部分が、同じビームレットによって露光される（走査される）ことである。その結果、個々のビームレット間の輝度または強さの変動が、ターゲット上の露光パターンに不所望な変動をもたらすことがある。図８Ａの書き込み戦略では、隣接走査線がアレイ中のすべてのビームレットによって露光され、それによって達成される平均化効果は、したがって低減される。この不利益は、同じビームレットによって露光される隣接走査線の幅よりもビームレットサイズがはるかに大きい場合に低減され得る。

図１３Ａ〜１３Ｃは、ターゲットを露光する方法の別の実施形態を概略的に示している。方法は、図１２Ａを参照して示された方法の不利益と、図１２Ｂを参照して示された方法の潜在的な欠点に苦しむことなくターゲットの完全な露光を可能にする。図１３Ａ〜１３Ｃに例証される方法は、平行タイプの書き込み戦略である。

この方法では、第一の方向の相対移動と複数のビームレットの第二の方向の移動は、複数のビームレット内の同じビームレットによって露光される連続走査線の間の距離が

に等しくなるように調和されており、ここで

である。

図１３Ａでは、ビームレットの２×２のアレイ中の各ビームレットによる第一の走査線の露光の結果が概略的に示されている。図１３Ｂでは、各ビームレットが第二の走査線の一部を露光したようにターゲットの露光が進行された。図１３Ｃでは、露光がさらに進行され、ターゲットの完全適用範囲のエリアが得られた。この方法では、単一の走査線の露光の間にＸ方向の単一の走査線幅の相対移動を有する代わりに、単一の走査線の露光の間のＸ方向の相対移動は

に等しく、ここで

である。

図１３Ａ〜１３Ｃでは、この方法を示すために（２×２のアレイ中の）四つのビームレットが使用された。したがって、複数のビームレット内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、図１３Ｂと１３Ｃに概略的に示されるように、

に等しい。アレイ中のビームレットの数が１００たとえばビームレットの１０×１０のアレイである場合、この方法にしたがって複数のビームレット内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、Ｆ_Ｎ−１が９９，３３，１１，９，３であるのに対して、それぞれ、

に等しい。

図１３Ａ〜１３Ｃで使用される方法は、Ｌ_１に等しいすなわち図１３Ｃ中の一点短鎖線間の幅についてＸ方向に沿って露光されるべきターゲットの完全適用範囲を提供する。エリアＬ_１の外側のエリアは、マルチビームレットシステム、たとえば図４または図５に概略的に描かれた荷電粒子マルチビームレットシステムの一つ以上の他の投影レンズ系によって露光され得る。図１３Ｃに見られるように、各走査線の一部は、Ｌ_２とＬ_３でラベル付けされた完全適用範囲のエリアの外側に入る。ビームレットが完全適用範囲エリアの外側に偏向される時間のあいだ、それらは一般に使用されず（すなわち無効化または遮断され）、マルチビームレットシステムのそれほど効率的でない利用をもたらす。完全適用範囲長さＬ_１が「端部エリア」長さＬ_２とＬ_３よりもはるかに大きいとき、この影響は減少する。

図１３Ｃの書き込み戦略は、前の書き込み戦略の段階的移動を回避する。隣接走査線は異なるビームレットによって露光され、ビームレットサイズが走査線幅よりも大きいときビームレット間の変動を平均化する利点を提供する。図示の例では、四つのビームレットすべてが、四つの隣接走査線上にわたって走査され、４×の平均化効果をもたらす。

前述したように、ターゲット上に露光されるべきパターンのパターンデータは一般に仮想グリッドに対してラスター化される。ターゲット上にパターンを露光するために、各ビームレットは、オン・オフが切り替えられるか、そうでなければ複数のビームレットによって露光される走査線のシーケンスがターゲット上に所望のパターンを形成する方法で変調される必要がある。

前述の方法に関して、マルチビームシステムの単一の投影レンズ系によって露光されるパターンは、Ｌ_１の全幅を超える走査線に分割される。それから、走査線がビームレットに割り当てられる。したがって、使用される書き込み戦略の依存して、異なる走査線は異なるビームレットに割り当てられ得る。

図１６は、パターンドビームあたりのビームレットの数Ｎとアレイ傾斜角αと投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}とＫ因子に依存するピクセルサイズとグリッド幅の表を示している。生成されリソグラフィ機械に送られるために必要とされる制御データの量を減らすために、また機械のスループットを増大させるために大きいピクセルサイズが望まれる。しかしながら、ピクセルのサイズは、所望のＣＤとレジスト特性によって制限される。図１６では、Ｘ方向に３．５ｎｍの最適ピクセルサイズＬ_ｐｉｘＸが仮定され、左から四番目の列は、投影ピッチと最適ピクセルサイズ（すなわち投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}割る３．５ｎｍのピクセルサイズＬ_ｐｉｘＸ）に基づいたＫの計算値を示している。（上に説明されたように）パターンドビームあたりのビームレットの数を容認可能であるＫの最も近い値が、左から五番目の列に示されている。六番目と七番目の列は、パターンドビームあたりのビームレットの数とアレイ傾斜角と投影ピッチとＫ因子の各組み合わせのために生じるピクセルサイズＬ_ｐｉｘＸとグリッド幅Ｗ_ｐｒｏｊをナノメートルで示している。

より高いＫは、（ステージ移動に対する）より速いビームレット偏向走査速度を示し、Ｘ方向が小さいピクセルをもたらす。ビームレット制御切り替え信号が一定のデータレートでビームレットブランカーアレイに供給されるならば、ビームレット偏向走査速度の相対的増大とともにピクセルはＹ方向により大きくなり、その結果、ピクセル形状はＸ方向に減少し、長方形に拡大され、正方形に近いところから長方形に変わる。ピクセルは、ビームレット偏向走査速度を変えることによってＹ方向には任意のサイズを想定し得るが、上に論じられたようにビームレットの交互配置のためにＸ方向には特定のサイズだけを想定し得る。

リソグラフィ機械のある好適な実施形態では、個々のビームレットを調節するための機能を省略することによって機械は単純化される。ウェーハに与えられる荷電粒子ドーズは、ビームレット偏向走査速度を増大させることによって低下され得る。たとえビームレット流れが不変でも、これはドーズを低下させる。結果として、ピクセルは、Ｙ方向に延長される。同様に、ビームレット偏向走査速度を低減することによってドーズは増大され得る。

図１７Ａ〜１７Ｃは、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法のまた別の実施形態を概略的に示している。この方法は、垂直タイプの書き込み戦略に適任である。この方法では、ビームレットの一つの群をＹ’方向に偏向しながら、各ビームレットがＹ’方向の偏向走査長さδ_{Ｙ−ｓｃａｎ}に沿ってターゲットを露光するようなＸ方向の相対移動によるアレイ中のビームレットの一つの群によってターゲットが露光される。ビームレット間のＹ’方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ビームレットの一つの群中の各ビームレットの偏向走査長さδ_{Ｙ−ｓｃａｎ}以下ある。

図１７Ａでは、偏向走査長さδ_{Ｙ−ｓｃａｎ}の第一の走査線が概略的に描かれている。図１７Ｂでは、各ビームレットが六つの走査線を露光したようにターゲットの露光が進行された。図１７Ｃでは、露光は、長さＩ_{ｓｔｒｉｐｅ}のエリアの完全適用範囲が位置Ｘ_１から始まって得られるようにさらに進行された。容易に理解され得るように、すべてのビームレットが長さＩ_{ｓｔｒｉｐｅ}内のターゲットを露光するために完全に利用される。Ｙ’方向のある長さたとえば図１３ＣのＬ_１と図１７ＣのＩ_{ｓｔｒｉｐｅ}の露光については、ビームレットあたりの偏向長さは、図の方法の図１２Ａ，１２Ｂまたは１３Ａ〜１３Ｃの方法よりも図１７Ｃの方法の方が短い。さらに、ビームレット偏向長さδ_{Ｙ−ｓｃａｎ}は好ましくは、異常などを縫合することを回避するように制御される。

図１７Ｃの書き込み戦略は、図１３Ｃに示された部分的適用範囲Ｌ_２とＬ_３の「端部エリア」を回避し、したがってマルチビームレットシステムの効率を増大させる。しかしながら、図１７Ｃの書き込み戦略は、同じビームレット平均化効果を達成しない。

前述したように、パターンデータは一般に、仮想グリッドに対してラスター化される。ターゲット上に所望のパターンを露光するために、各ビームレットは、オン・オフが切り替えられるか、そうでなければ複数のビームレットによって露光される走査線のシーケンスがターゲット上に所望のパターンを形成する方法で変調される必要がある。

図１７Ａ〜１７Ｃを参照して説明された方法に関して、マルチビームシステムたとえば図４と５に概略的に描かれた荷電粒子マルチビームシステムの単一の投影レンズ系によって露光されるべきパターンはδ_{Ｙ−ｓｃａｎ}の長さのブロックに分割される。各ブロック内では、データは走査線に分割され得る。それから、各ブロックはビームレットに割り当てられる。

図１８は、互いに対する投影レンズアレイとビームレットアレイの特定のオリエンテーション、すなわちビームレットの複数の群のオリエンテーションと、ビームレットの各個群内のビームレットのオリエンテーションの影響を示している略図である。図示の形態は、四つの開口の複数の群で供給された発明によるシステムの開口アレイ素子の一部を実際に表わし、単一レンズ系によって対応数の投影を実現している。表わされている構成では、各開口群は四つのビームレットからなり、複数の群の間すなわち複数の群の開口の間の最小距離は、一つの群内の開口のピッチよりも大きい。この構成では、複数の４×４の開口群が使用され、通過ビームレットの各群は４×４の投影レンズへ向かう。

ビームレットと投影レンズのオリエンテーションは、ターゲットに対する機械的走査方向の投影レンズアレイと複数のビームレットの相対移動のあいだ、ターゲットの全表面エリアは、一般に機械的走査方向に実質的に垂直な偏向走査方向のビームレットの偏向によって露光され得る。

図１８では、機械的移動方向に対して投影レンズアレイのオリエンテーションが、ビームレットアレイのオリエンテーションと異なっている。ここに示されたＸ方向は、ターゲット搬送の移動を示しており、一方、Ｙ方向は、それに垂直であり、偏向器９の偏向移動によって引き起こされるターゲット上のビームレットの走査の有効方向を表わしている。

図１９は、図１３のターゲットを露光する方法で使用される二次元アレイでのビームレットの配置を決定する計画を概略的に示している。この方法では、対角線の概念は、露光パターンでターゲットの表面積を露光するために使用される。この概念で、第一の方向（たとえば機械的移動の方向）の相対移動と第二の方向（たとえば偏向走査方向）の複数のビームレットの移動は、アレイのビームレットが対角線パターン中の隣接走査線を走査するようになっている。理論上、ビームレットの一つの群は、この書き込み戦略をおこなう対角線として形成されたアレイに配列され得る。実際上、投影レンズ系のサイズは、対角線に沿ったビームレットの配列が可能でないように、隣接走査線の間の所望の距離（すなわちグリッドセルサイズ）よりもはるかに大きいことがある。

図１９では、そのような書き込み戦略は、対角線に対して働くだけでなく、ビームレットの好適な二次元アレイを使用するときにも適用され得ることが概略的に示されている。四つのビームレットの対角線（図１９の左図）から始まり、機械的走査方向に沿ったビームレットの再配列（図１９の中央図に示される）は、ビームレットの好適な２×２のアレイ（図１９の右図）に導く。

対角線は、ビームレットがＹ’方向に投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}にあり、Ｘ方向に一つの走査線によって分離される（一つ走査線間隔が、ターゲット上の露光される隣接走査線間の距離である）ように整列される。それから、ビームレットの２×２のアレイが、ビームレットの再配列によって構成される。アレイ中の各ビームレットは、対角線中のビームレットとしてＹ’方向に同じ投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}で配置される。しかしながら、Ｘ方向に平行な方向に、各ビームレットは、総数のビームレット間隔（一つのビームレット間隔は同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離である）だけ対角線からずらされている。Ｘ方向のアレイのビームレットのずれは、結果のアレイにおいて、各ビームレットが、少なくとも二つの他のビームレットからほぼ等距離である
ように選択される。結果のビームレットアレイは好ましくは、正方形か六角形か三角形のアレイにできる限り近い。

図２０Ａ〜２０Ｄは、図１９に示されるように構成された二次元の２×２のアレイを使用して複数のビームレットによってターゲットを露光する方法を概略的に示している。図２０Ａでは、ビームレットの２×２のアレイ中の各ビームレットによる第一の走査線の一部の露光の結果が概略的に示されている。図２０Ｂでは、各ビームレットが、二番目の走査線の一部を露光したようにターゲットの露光が進行され、図２０Ｃでは、九つの走査線が各ビームレットによって露光された。図２０Ｄでは、図面の右側に示されるように、ターゲットの完全適用範囲のエリアが得られるように露光がさらに進行された。図２０Ａ〜２０Ｄから、対角線書き込み戦略が適用可能であることが理解され得る。図２０Ｄに見られ得るように、完全適用範囲のエリアでは、アレイ中のビームレットは、対角線パターン中の隣接走査線を走査する。

さらに、この書き込み戦略に関連して以下のことが指摘され得る。走査線の少なくともいくつかが、アレイの一つ以上のビームレットによって走査されることが、その結果、図示の例では、走査線のいくつかが、アレイの第一のビームレットによって走査線距離の第一の部分にわたって、アレイの第二のビームレットによって走査線距離の第二の部分にわたって走査されることが理解され得る。

図示の例では、ビームレットは、２行２列のアレイに配列されており、Ｘ方向の相対移動とＹ’方向のビームレットの移動は、アレイ中の各ビームレットが１走査線おきに走査するようになっている。さらに、走査線の一部が二つのビームレットによって走査されており、四つのビームレットすべてがターゲットを露光してターゲットの完全適用範囲を提供した図１３Ｄの右側に見られ得る。ビームレットのアレイがＲ行とＣ列のビームレットからなる場合、Ｘ方向とＹ’方向の移動の間の関係は、アレイ中の各ビームレットがすべてのＲ番目の走査線を露光し、走査線の（すなわちターゲットの合計適用範囲が達成されるエリア中の）一部がＣ本のビームレットによって走査されるようになっている。さらに、アレイのビームレットすべてがＭ本の隣接走査線上で走査される場合、アレイの各ビームレットは各Ｍ番目の走査線上で走査される。これは図２０Ｄの例に見ることができ、四つのビームレットすべてが、ターゲットの合計適用範囲が達成されるエリアでは二つの隣接走査線上で走査され、アレイの各ビームレットは１走査線おきに走査される。

図２０Ｄの書き込み戦略はいくつかの利点を有する。図１３Ｃの書き込み戦略と比較したとき、部分的適用範囲の「端部エリア」が低減される。これらの端部エリアの長さは、図１３Ｃのようなビームレットの全アレイの投影ピッチの代わりに、Ｙ’方向の二つのビームレット間の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}に等しい。さらに、図２０Ｄの書き込み戦略は、ビームレットの平均化を達成する。図２０Ｄに示された例では、完全適用範囲のエリアに２×平均化がある（すなわち、二つのビームレットが隣接走査線を交互に露光するために使用される）。３×平均化や４×平均化やそれ以上を達成するために同様の書き込み戦略がビームレットの異なるサイズのアレイと共に使用され得る。

前述の方法すなわち図１２Ｂと１３Ａ〜１３Ｃを参照して説明された方法の実施形態では、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下であってもよい。あるいは、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズは、複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離よりも大きくてもよい。複数のビームレットを形成するアレイは多数の行と多数の列を備え、行と列の少なくとも一つは、機械的走査方向と偏向走査方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。あるいは、また付加的に、複数のビームレットを形成するアレイは、第一の方向と平行な方向のアレイ中の各対のビームレット間の投影ピッチが等しくなるように第一の方向に対してある角度で配置されていてもよい。行の数は列の数に等しくてもよい。

発明の実施形態では、ビームレットは荷電粒子ビームレット、好ましくは電子ビームレットである。

コントロールユニットたとえばコントロールユニット１８は、前述の方法の実施形態実行を可能にするようにターゲットと複数のビームレットの間の相対移動を調和させるように準備されていてもよい。

コントロールユニットたとえばコントロールユニット１８が、プロセッサーと、プロセッサーに連結されたメモリーを備えているコンピューター組み立て体の形態で実施されてもよいことが理解されるであろう。メモリーは、記憶素子、たとえば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリー（ＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）ほかを備えていてもよい。プロセッサーは、コンピューター読取可能媒体からデータを読むように準備された読取機構に連結されてもよい。コンピューター読取可能媒体は、プロセッサーによって実行されたときに、荷電粒子マルチビームレットシステムの複数のビームレットによってターゲットを露光する前述の方法の実施形態をおこなうように準備されていてもよい。

本発明の追加の側面は、垂直タイプの書き込み戦略に関する。ある実施形態では、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、ビームレットはアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給する各群の収束の共通点に向けてビームレットの複数の群を収束させることと、
複数のビームレットとターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことと、
第一の方向に実質的に垂直な第二の方向にビームレットの各群を偏向して、ビームレットの一つの群内の各ビームレットが第二の方向の偏向走査長さに沿ってターゲットを露光することを有しており、
アレイ中のビームレットの一つの群内のビームレット間の第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ビームレットの一つの群内の各ビームレットの偏向走査長さ以下である。

方法は、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下であってもよい。ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、行と列の少なくとも一つは、第一の方向と第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。ビームレットの複数のアレイが供給されてもよい。

第一の方向は第二の方向に実質的に垂直であってもよい。ビームレットのアレイは単一パターンドビームレットを形成し、単一パターンドビームレットは、グリッドセルが所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されている。

さらなる側面では、本発明は、プロセッサーによって実行されたときに、垂直タイプの荷電粒子マルチビームレットシステムの複数のビームレットによってターゲットを上に説明したように露光する方法の実施形態をおこなうためのコンピューター読取可能媒体を包含していてもよい。

発明はまた、複数のビームレットを使用してターゲットをパターニングするための荷電粒子マルチビームレットシステムを包含しており、システムは、
複数のビームレットによって形成される放射パターンを供給するためのビームレットパターン発生器を備え、複数のビームレットはビームレットの複数の群に配列されており、
ビームレットの複数の群をターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系は、ビームレットの一つの群に対応しており、
第一の方向に実質的に垂直な第二の方向にビームレットの一つの群を偏向するための偏向器アレイを備え、ビームレットの一つの群内の各ビームレットが第二の方向に変調偏向幅に沿ってターゲットを露光し、偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレットの一つの対応群を偏向するように準備されており、
露光されるべきターゲットを支持するための基板支持部材を備えており、
アレイ中のビームレットの一つの群内のビームレット間の第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ビームレットの一つの群内の各ビームレットの偏向走査幅以下であり、
アレイ中のビームレットの一つの群内のビームレット間の第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ビームレットの一つの群内の各ビームレットの偏向走査幅以下である。

荷電粒子マルチビームレットシステムは、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}は、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下あってもよい。ビームレットパターン発生器は、
荷電粒子ビームを生成するための少なくとも一つの荷電粒子源と、
生成ビームからの別々のビームレットまたはサブビームを規定する開口アレイと、
ビームレットの複数の群を各群の収束の共通点に向けて収束させるためのビームレットマニピュレーターと、
ビームレットの複数の群中の複数のビームレットを制御可能に無効化するためのビームレットブランカーを備えていてもよい。ビームレットの各群の収束の共通点は投影レンズ系の一つに対応する点であってもよい。ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、行と列の少なくとも一つは、第一の方向と第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。複数のビームレットは複数のアレイに配列されていてもよい。第一の方向は第二の方向に実質的に垂直であってもよい。複数のビームレットは単一パターンドビームレットを形成し、単一パターンドビームレットは、グリッドセルが所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されていてもよい。

本発明の追加の側面は、対角線タイプの書き込み戦略に関する。ある実施形態では、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、ビームレットは、Ｎ本のビームレットのアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給することを有し、
複数のビームレットとターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことを有し、
ビームレットがターゲット上の複数の走査線を露光するように複数のビームレットを第二の方向に移動させることすことを有し、
第一の方向の相対移動と複数のビームレットの第二の方向の移動は、アレイ中の複数のビームレットが対角線パターン中の隣接走査線を露光するようになっている。

方法は、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。各走査線は、走査線距離を超えて第二の方向に走査されてもよく、走査線の少なくともいくつかは、アレイの一つのビームレットよりも多くによって走査される。走査線の少なくともいくつかは、アレイの第一のビームレットによって走査線距離の第一の部分にわたって、アレイの第二のビームレットによって走査線距離の第二の部分にわたって走査されてもよい。アレイのＮ本のビームレットすべてがＭ本の隣接走査線上で走査され、アレイの各ビームレットが各Ｍ番目の走査線上で走査されてもよい。

対角線タイプの書き込み戦略の別の実施形態では、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、ビームレットは、ビームレットのＲ行とＣ列のアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給することを有し、
複数のビームレットとターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことを有し、
ビームレットがターゲット上の複数の走査線を露光するように複数のビームレットを第二の方向に移動させることを有し、
第一の方向の相対移動と複数のビームレットの第二の方向の移動は、アレイの各ビームレットがすべてのＲ番目の走査線を走査し、走査線の一部がＣ本のビームレットによって走査される。

方法は、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。複数のビームレットは、アレイ中のビームレット間の第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}の少なくともほぼＲ倍の距離にわたって第二の方向に移動されてもよい。各走査線は、走査線距離にわたって第二の方向に走査されてもよく、アレイ中の各ビームレットは、走査線距離の１／Ｃにほぼ等しい走査線の一部を走査する。各走査線は、ビームレットのアレイのＣ本のビームレットによって走査されてもよい。

対角線タイプの書き込み戦略のまた別の実施形態では、複数のビームレットによってターゲットを露光する方法は、
複数のビームレットを供給することを有し、ビームレットはアレイに配列されており、
露光されるべきターゲットを供給することを有し、
複数のビームレットとターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことを有し、
複数のビームレットがターゲット上の複数の走査線を露光するように複数のビームレットを第二の方向に移動させることを有し、隣接走査線は走査線間隔によって分離されており、いくつかのビームレットによって露光される続く走査線はビームレット間隔によって分離されており、
アレイ中の各ビームレットは、各ビームレットが少なくとも二つの他のビームレットからほぼ等距離にあるように、全体の数のビームレット間隔が対角線から第一の方向に平行な方向に、また第二の方向に投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}で配置されており、対角線は、第一の方向の一つの走査線間隔によってまた第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}によって分離された点と整列している。

上に説明された対角線タイプの書き込み戦略の実施形態は、続く特徴の一つ以上を有していてもよい。アレイのビームレット間の第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下であってもよい。ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、行と列の少なくとも一つは、第一の方向と第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。ビームレットの複数のアレイが供給されてもよい。第一の方向は第二の方向に実質的に垂直であってもよい。ビームレットのアレイは単一パターンドビームレットを形成し、単一パターンドビームレットは、グリッドセルが所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されていてもよい。

さらなる側面では、本発明は、プロセッサーによって実行されたときに、対角線タイプの荷電粒子マルチビームレットシステムの複数のビームレットによってターゲットを上に説明したように露光する方法の実施形態をおこなうためのコンピューター読取可能媒体を包含していてもよい。

発明はまた、複数のビームレットを使用してターゲットをパターニングするための荷電粒子マルチビームレットシステムを包含している。荷電粒子マルチビームレットシステムは、
複数のビームレットによって形成された放射パターンを供給するためのビームレットパターン発生器を備え、複数のビームレットはＮ本のビームレットのアレイに配列されており、
複数のビームレットをターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系は、ビームレットの一つの群に対応しており、
第一の方向に実質的に垂直な第二の方向にビームレットの一つの群を偏向するための偏向器アレイを備え、ビームレットの一つの群内の各ビームレットが第二の方向に変調偏向幅に沿ってターゲットを露光し、偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレットの一つの対応群を偏向するように準備されており、
露光されるべきターゲットを支持するための基板支持部材と、
アレイ中のビームレットが対角線パターン中の隣接走査線を走査するように、基板支持部材と複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動とビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニットを備えている。

荷電粒子マルチビームレットシステムは、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。コントロールユニットは、走査線距離にわたって第二の方向の走査を制御し、走査線の少なくともいくつかがアレイの一つのビームレットよりも多くによって走査されるようにさらに準備されていてもよい。コントロールユニットは、走査線の少なくともいくつかが、アレイの第一のビームレットによって走査線距離の第一の部分にわたって、アレイの第二のビームレットによって走査線距離の第二の部分にわたって走査されるようにさらに準備されていてもよい。アレイのＮ本のビームレットすべてがＭ本の隣接走査線上で走査され、アレイの各ビームレットが各Ｍ番目の走査線上で走査されてもよい。

別の実施形態では、複数のビームレットを使用してターゲットをパターニングするための荷電粒子マルチビームレットシステムは、
複数のビームレットによって形成される放射パターンを供給するためのビームレットパターン発生器を備え、複数のビームレットは、ビームレットの複数の群に配列されており、ビームレットの一つの群は、ビームレットのＲ行とＣ列のアレイに配列されており、
ビームレットの複数の群をターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系は、ビームレットの一つの群に対応しており、
第一の方向に実質的に垂直な第二の方向にビームレットの一つの群を偏向するための偏向器アレイを備え、ビームレットの一つの群内の各ビームレットが第二の方向に変調偏向幅に沿ってターゲットを露光し、偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレットの一つの対応群を偏向するように準備されており、
露光されるべきターゲットを支持するための基板支持部材と、
アレイ中の各ビームレットがすべてのＲ番目の走査線を走査し、走査線の一部がＣ本のビームレットによって走査されるように、基板支持部材と複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動とビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニットを備えている。

荷電粒子マルチビームレットシステムは、続くさらなる特徴の一つ以上を有していてもよい。コントロールユニットは、アレイ中のビームレット間の第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}の少なくともほぼＲ倍の距離にわたって複数のビームレットを第二の方向に移動させるようにさらに準備されていてもよい。コントロールユニットは、各走査線が走査線距離にわたって第二の方向に走査され、アレイ中の各ビームレットが走査線距離の１／Ｃにほぼ等しい走査線の一部を走査するように、基板支持部材と複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動とビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるようにさらに準備されていてもよい。各走査線は、ビームレットのアレイのＣ本のビームレットによって走査されてもよい。

また別の実施形態では、複数のビームレットを使用してターゲットをパターニングするための荷電粒子マルチビームレットシステムは、
荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子源と、
生成ビームからビームレットの複数の群を規定するためのビームレット開口アレイと、
ビームレットの一つの群を第二の方向に偏向するための偏向器アレイを備え、偏向器アレイは複数の偏向器を備え、各偏向器はビームレットの一つの対応群を偏向し、
ビームレットの複数の群をターゲットの表面上に投影するための投影レンズ系のアレイを備え、各投影レンズ系はビームレットの一つの群に対応しており、
露光されるべきターゲットを支持するための基板支持体と、
複数のビームレットがターゲット上の複数の走査線を露光するように、基板支持体と複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動とビームレットの一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニットを備えており、隣接走査線は走査線間隔によって分離されており、同じビームレットによって露光される続く走査線はビームレット間隔によって分離されており、
ターゲット上に投影されるビームレットの各群はアレイに配列されており、アレイ中の各ビームレットは、各ビームレットが少なくとも二つの他のビームレットからほぼ等距離にあるように、全体の数のビームレット間隔が対角線から第一の方向に平行な方向に、また第二の方向に投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}で配置されており、対角線は、第一の方向の一つの走査線間隔によって、また第二の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｙ}によって分離された点と整列している。

上に説明された荷電粒子マルチビームレットシステムの実施形態は、続く特徴の一つ以上を有していてもよい。投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下あってもよい。ビームレットパターン発生器は、
荷電粒子ビームを生成するための少なくとも一つの荷電粒子源と、
生成ビームから別々のビームレットまたはサブビームを規定する開口アレイと、
ビームレットの複数の群を各群の収束の共通点に向けて収束させるためのビームレットマニピュレーターと、
ビームレットの複数の群中の複数のビームレットを制御可能に無効化するためのビームレットブランカーを備えている。ビームレットの各群の収束の共通点は投影レンズ系の一つに対応する点であってもよい。ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、行と列の少なくとも一つは、第一の方向と第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されていてもよい。複数のビームレットは複数のアレイに配列されている。第一の方向は第二の方向に実質的に垂直であってもよい。複数のビームレットは単一パターンドビームレットを形成し、単一パターンドビームレットは、グリッドセルが所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されていてもよい。

発明は、上に論じられたある実施形態の参照によって説明された。これらの実施形態は、発明の趣旨と要旨から逸脱することなく、この分野の当業者によく知られているさまざまな修正と代替形態が可能であることが認識されるであろう。したがって、特定の実施形態が説明されたが、これらは単なる例であり、発明の要旨を限定するものではなく、それは添付の特許請求の範囲によって規定される。

Claims (37)

1. 複数のビームレットによってターゲットを露光する方法であり、
   複数のビームレットを供給することを有し、前記ビームレットはアレイに配列されており、
   露光されるべきターゲットを供給することを有し、
   前記複数のビームレットと前記ターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことを有し、
   各ビームレットが前記ターゲット上の複数の平行走査線を露光するように前記複数のビームレットを第二の方向に移動させることを有し、
   前記第一の方向の前記相対移動と前記複数のビームレットの前記第二の方向の移動は、前記複数のビームレットによって露光される隣接平行走査線の間の距離が、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}よりも小さくなるようになっている、方法。
2. 前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離は、前記投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}をＫで割ったものに等しく、ここで、Ｋは、１よりも大きい正の整数である、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
3. Ｋは、前記アレイ中のビームレットの数ひく１の因数に等しい、請求項２に記載の方法。
4. 前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、前記第一の方向の前記アレイの投影サイズよりも小さい、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
5. 前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、
   

   

   に等しく、
   ここで、Ｆ_Ｎ−１は、１に等しくない（Ｎ−１）の因数であり、Ｎは、前記アレイ中のビームレットの数である、請求項４に記載の方法。
6. 複数のビームレットによってターゲットを露光する方法であり、
   複数のビームレットを供給することを有し、前記ビームレットはアレイに配列されており、
   露光されるべきターゲットを供給することを有し、
   前記複数のビームレットと前記ターゲットの間に第一の方向に相対移動を作り出すことを有し、
   各ビームレットが前記ターゲット上の複数の平行走査線を露光するように複数の走査の第二の方向に前記複数のビームレットを移動させることを有し、
   前記第一の方向の前記相対移動と前記複数のビームレットの前記第二の方向の移動は、前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離が、前記第一の方向のアレイの投影サイズよりも小さく、その結果、第二の走査からの一つ以上のビームレットの走査線が、第一の走査からの一つ以上のビームレットの走査線で交互にはさまれる、方法。
7. 前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、
   

   

   に等しく、
   ここで、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、前記アレイのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチであり、Ｆ_Ｎ−１は、１に等しくない（Ｎ−１）の因数であり、Ｎは、前記アレイ中のビームレットの数である、請求項６に記載の方法。
8. 前記第一の方向の前記相対移動は一定速度を有する、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
9. 前記第二の方向の移動は、一定周波数を有する反復移動である、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
10. 前記方法は、前記ターゲットの一面に仮想グリッドを規定することをさらに有し、前記グリッドは、それぞれのビームレットによって前記ターゲットを露光するまたは露光しない位置、各個ビームレットの無効化または非無効化に依存する露光または非露光を提供する、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
11. 前記仮想グリッドは、前記第一の移動方向に配向された第一の軸と、それを横切って配向された第二の軸を備えている、請求項１１に記載の方法。
12. 前記複数のビームレットは複数の群に分割され、ビームレットの各群はアレイに配列され、前記一つの群のビームレットは重ならず、それにより前記ビームレットのアレイは、前記グリッド中の個所のアレイに対応している、請求項１１または１２に記載の方法。
13. 前記アレイのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、前記ターゲットに投影されるビームレットスポットサイズ以下である、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
14. 前記ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、前記行と列の少なくとも一つは、前記第一の方向と前記第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されている、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
15. ビームレットの複数のアレイが提供される、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
16. 前記第一の方向は前記第二の方向に実質的に垂直である、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
17. 前記ビームレットのアレイは、単一パターンドビームレットを形成し、前記単一パターンドビームレットは、グリッドセルが所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されている、先行請求項のいずれか一つに記載の方法。
18. プロセッサーによって実行されたときに、先行請求項のいずれか一つによって規定される荷電粒子マルチビームレットシステムの複数のビームレットによってターゲットを露光する前記方法をおこなうためのコンピューター読取可能媒体。
19. 複数のビームレットを使用してターゲット（１１）を露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
    複数のビームレット（２２）によって形成される露光パターンを供給するためのビームレットパターン発生器（１，４，５，６，８；１，４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ，６，８；１，４Ｃ，４Ｄ，５，６，８）を備え、前記複数のビームレット（２２）はビームレット（２３）の複数の群に配列されており、
    前記ビームレットの複数の群（２３０のを前記ターゲット（１１）の表面上に投影するための投影レンズ系（１０）のアレイを備え、各投影レンズ系はビームレット（２３）の一つの群に対応しており、
    ビームレット（２３）の一つの群を第二の方向に偏向するための偏向器アレイ（９）を備え、前記偏向器アレイ（９）は複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレット（２３）の一つの対応群を偏向するように準備されており、
    露光されるべき前記ターゲット（１１）を支持するための基板支持部材（１６）と、
    前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離が、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット（２２）間の前記第一の方向の投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}よりも小さくなるように、前記基板支持部材（１６）と前記複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動と前記ビームレット（２３）の一つの群の第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニット（１８）を備えている、システム。
20. 前記複数のビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離は、前記投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}をＫで割ったものに等しく、ここで、Ｋは、１よりも大きい正の整数である、請求項２０に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
21. Ｋは、前記アレイ中のビームレットの数ひく１の因数に等しい、請求項２１に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
22. 前記複数のビームレット内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、前記第一の方向の前記アレイの投影サイズよりも小さい、請求項２０〜２２のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
23. 前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、
    

    

    に等しく、
    ここで、Ｆ_Ｎ−１は、１に等しくない（Ｎ−１）の因数であり、Ｎは、前記アレイ中のビームレットの数である、請求項２３に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
24. 複数のビームレットを使用してターゲット（１１）を露光するための荷電粒子マルチビームレットシステムであり、
    複数のビームレット（２２）によって形成される露光パターンを供給するためのビームレットパターン発生器（１，４，５，６，８；１，４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ，６，８；１，４Ｃ，４Ｄ，５，６，８）を備え、前記複数のビームレット（２２）はビームレット（２３）の複数の群に配列されており、
    前記ビームレット（２３）の複数の群を前記ターゲット（１１）の表面上に投影するための投影レンズ系のアレイ（１０）を備え、各投影レンズ系はビームレット（２３）の一つの群に対応しており、
    ビームレット（２３）の一つの群を第二の方向に偏向するための偏向器アレイ（９）を備え、前記偏向器アレイ（９）は複数の偏向器を備え、各偏向器は、ビームレット（２３）の一つの対応群を偏向するように準備されており、
    露光されるべき前記ターゲット（１１）を支持するための基板支持部材（１６）と、
    前記ビームレットのアレイ内の同じビームレットによって露光される隣接走査線の間の距離が、前記第一の方向の前記アレイの投影サイズよりも小さくなるように、前記基板支持部材（１６）と前記複数のビームレットの間の第一の方向の相対移動と前記ビームレット（２３）の一つの群の前記第二の方向の移動を調和させるように準備されたコントロールユニット（１８）を備えている、システム。
25. 前記複数のビームレット内の同じビームレットによって露光される続く走査線の間の距離は、
    

    

    に等しく、
    ここで、Ｐ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、前記アレイ中の前記複数のビームレットのビームレット間の前記第一の方向の投影ピッチであり、Ｆ_Ｎ−１は、１に等しくない（Ｎ−１）の因数であり、Ｎは、前記アレイ中のビームレットの数である、
    請求項２５に記載の荷電粒子マルチビームシステム。
26. 前記コントロールユニット（１８）はさらに、前記相対移動が一定速度を有するように前記第一の方向の前記相対移動を制御するように準備されている、請求項２０〜２６のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
27. 前記第二の方向の前記移動は反復移動であり、前記コントロールユニット（１８）はさらに、前記反復移動が一定周波数を有するように前記反復移動を制御するように準備されている、請求項２０〜２７のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
28. 前記ビームレットパターン発生器（１，４，５，６，８；１，４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ，６，８；１，４Ｃ，４Ｄ，５，６，８）は、前記ターゲットの一面に仮想グリッドを規定することによって露光パターンを供給するように準備されており、前記グリッドは、それぞれのビームレットによって前記ターゲットを露光するまたは露光しない位置、各個ビームレットの無効化または非無効化に依存する露光または非露光を提供する、請求項２０〜２８のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
29. 前記仮想グリッドは、前記第一の移動方向に配向された第一の軸と、それを横切って配向された第二の軸を備えている、請求項２９に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
30. 各群の前記ビームレットは重ならず、それにより前記ビームレットのアレイは、前記グリッド中の個所の投影アレイに対応している、請求項２９または３０に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
31. 前記投影ピッチＰ_{ｐｒｏｊ，Ｘ}は、前記ターゲット（１１）に投影されるビームレットスポットサイズ（３０）以下である、請求項２０〜３１のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
32. 前記ビームレットパターン発生器は、
    荷電粒子ビーム（２０）を生成するための少なくとも一つの荷電粒子源（１）と、
    生成ビーム（２０）から別々のビームレット（２２，２３）またはサブビーム（２５）を規定する開口アレイ（４；４Ａ，４Ｂ；４Ｃ，４Ｄ）と、
    ビームレット（２３）の複数の群を各群（２３）の収束の共通点に向けて収束させるためのビームレットマニピュレーター（５；５Ａ，５Ｂ）と、
    前記ビームレットの複数の群（２３）中の複数のビームレットを制御可能に無効化するためのビームレットブランカー（６，８）を備えている、請求項２０〜３２のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
33. ビームレット（２３）の各群の収束の前記共通点は前記投影レンズ系の一つに対応する点である、請求項３３に記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
34. 前記ビームレットのアレイは多数の行と多数の列を備え、前記行と列の少なくとも一つは、前記第一の方向と前記第二の方向に対して９０°に等しくない角度に配置されている、請求項２０〜３４のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
35. 前記複数のビームレットは複数のアレイに配列されている、請求項２０〜３５のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
36. 前記第一の方向は前記第二の方向に実質的に垂直である、請求項２０〜３６のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。
37. 前記複数のビームレットは、単一パターンドビームレットを形成し、前記単一パターンドビームレットは、グリッドセル（３１；３２）が所定の寸法を有するラスターグリッドにしたがってパターン化されている、請求項２０〜３７のいずれか一つに記載の荷電粒子マルチビームレットシステム。

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