JP2015023286A - 複数のブランキングアレイを有するパターン画定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】１台の偏向アレイ装置内で処理されるデータ量を高めることなく、プログラム可能ビームの数を高める荷電粒子マルチビーム装置を提供する。
【解決手段】パターン画定（ＰＤ）装置５００が、スタックした配置の少なくとも２台の偏向アレイ装置５１２、５２２を含み、粒子ビームｌｂが、偏向されるかまたはブランキングされる。各偏向アレイ装置５１２、５２２が、複数のブランキング開口部５１３、５２３、および複数の偏向装置であって、各々が、それぞれのブランキング開口部５１３、５２３と関連していてかつ少なくとも１本の静電電極５１０、５１１、５２０、５２１を備える。偏向装置は、選択的に活性化可能であり、ビームレットのそれぞれのサブセットＡ、Ｂに対応し、選択的に偏向させてそれぞれのサブセットＡ、Ｂに属するビームレットだけに働き、一方、残りのビームレットＢ、Ａは偏向しない。
【選択図】図１１Ｄ

Description

本発明は、荷電粒子マルチビーム処理（特にナノパターニングもしくは半導体リソグラフィ）または検査器具に用いられる先端プログラム可能マルチビームパターン画定装置に関する。さらに、本発明は前記プログラム可能マルチビームパターン画定装置を含む荷電粒子マルチビーム処理または検査器具（例えばナノパターニングまたは半導体リソグラフィ器具）に関する。
この種類のパターン画定（ＰＤ）装置は、通常少なくとも２枚のプレート、ＰＤ装置がプログラム可能アパーチャプレート系と呼ばれる出願人の公開された文献においてアパーチャプレートおよびブランキングプレートとも呼ばれる、アパーチャアレイプレートおよび偏向器アレイプレートを備える。
アパーチャアレイプレートは、電気的に帯電した粒子のブロードビームで照射されるように設計され、かつ複数のアパーチャを通しての荷電粒子の通過を可能にする；これは、ビームレットの各々がそれぞれのビームレット経路に沿ってアパーチャを横断する、対応する数のビームレットを形成する。
アパーチャアレイプレートに近接して、好ましくはそれの下流に配置されるのが、アパーチャアレイプレート内の開口部のサイズと比較してより大きなサイズのアパーチャを備えた偏向器アレイプレート（ＤＡＰ）である。したがって、アパーチャアレイプレートによって形成されるビームレットは、ＤＡＰを自由に（すなわち、幾何学的阻害なしで）通過することができる。ＤＡＰでは、ビームレットはそれらの公称経路から前記ビームレットを進路変更するのに十分な分量で選択的に偏向されることができ、出願人の公知の文献にて説明したように、偏向されたビームレットがターゲットに到達することができないようにする。
この種類のマルチビームＰＤ装置を備えた荷電粒子マルチビーム器具は、出願人の（特許文献１）内に開示され、それは、関連する従来技術としてここに本開示に組み込まれる。その特許は荷電粒子リソグラフィおよび、ＰＭＬ２（「投射マスクなしリソグラフィ」の略）と呼ばれる処理方法と装置を記述し、および、出願人の出版物がｅＭＥＴ（「電子マルチビームマスク露光ツール」の略）を記述し、その両方が、マルチビーム書込み概念を実現してかつ、電気的荷電粒子の単一供給源から抽出される粒子ビームを構築するためのＰＤ装置としてプログラム可能アパーチャプレート系（ＡＰＳ）を使用する。（特許文献１）の図７内に、ＤＡＰ内の偏向されるビームがＤＡＰの近傍の更に下流に配置される第３のプレート（「端子プレート」）で、フィルタで除去されることが示される。それのわずかに変更された変形として、図１はビームレットがアパーチャアレイプレート２０１によって形成されてかつＤＡＰ２０２内のより大きな開口部を通過するＰＤ装置１０２を示す；ＤＡＰ２０２内の偏向されるビームレットは、荷電粒子投射光学系１０３の第２のクロスオーバーｃ２に、またはその近くに位置する停止プレート１７で、フィルタで除去される。これはＤＡＰ内の端子プレートが必要とされない利点を有し、および有意により小さい偏向角がＤＡＰ内のビームブランキングを達成するのに十分である。
荷電粒子マルチビームリソグラフィおよび処理は、シリコンウエハ基板上のマルチビームマスク書込みのためにおよびマスクなしマルチビーム直接書込みプロセスのために、のようなナノリソグラフィおよびナノパターニング応用のためにとても興味深い。本発明に関して、用語『ターゲット』および『基板』は意味の差異なしで使用される。
特に電子マルチビーム書込みは、１９３ナノメートル漬浸リソグラフィのために必要とされるフォトマスクの、極紫外リソグラフィ（ＥＵＶＬ）のためのＥＵＶ−マスクの、およびナノ−転写リソグラフィのための、特に、サブ１０ｎｍ技術ノードまでの拡張可能性を備えたサブ２０ｎｍ半導体技術ノードのための、テンプレート（１倍マスク）の、将来の工業製造にとって有望な概念である。マルチビームマスクライタに対して出願人は、頭字語ｅＭＥＴ（上記参照）を案出した。マルチコラムＰＭＬ２構成のシリコンウエハ上のマルチ電子ビーム直接書込み（ＭＥＢＤＷ）処理の構成は、出願人の（特許文献２）および（特許文献３）内に記述されている。
ＰＤ装置は好ましくは、プログラム可能マルチアパーチャ装置である。プログラム可能マルチアパーチャプレートに基づく荷電粒子マルチビーム投射光学系の実現は、集束単一スポットビーム系、同じく可変形状ビーム（ＶＳＢ）系と比較すると達成可能な生産性の有意な向上を可能にする。向上した生産性に対する理由は、第１に、複数のビームを使用するプロセスの並列性および、第２に、同じ解像度で基板に画像形成されることができる（全ビームレット並列書込みの）増加された電流である。単一電子ビーム系と比較して、電子マルチビーム書込器具のターゲットでの電流密度（Ａ／ｃｍ２のオーダーの）は、ＶＳＢ系と比較すると約２桁低く、したがって、高度な（＞１００Ａ／ｃｍ２）電流密度を備えた単一ビーム系を使用する時避けられない瞬間加熱効果を低下させる。
ビームレット切換えを更に説明するために、図５は上述のＰＤ装置１０２を示し、それは更に詳細に、出願人の（特許文献１）および（特許文献４）に基本的に準拠している。（（特許文献１）の図２に対応する）図４Ａは、互い違いにされたアパーチャアレイを備えたＰＤ装置の下面図（照明ビーム方向と反対方向の観察方向）、および（（特許文献５）の図１２に対応する）図５は図４Ａ内のライン６に沿った長手方向断面図を示す。（特許文献６）内に開示されるもののようなより最近の実現において、ターゲットにおけるマルチビーム書込みが、図４Ｂ内に示されるアレイのようなアパーチャの互い違いにされない「直交」アレイによって完全に達成される。図６Ｂは、接地プレートおよび偏向プレートに対する一例レイアウトを示す、ビームの方向に沿って観察される、図４ＢのＤＡＰの例示的な平面図詳細を示す。ＤＡＰ開口部間の領域は、偏向電極を制御して駆動するようにＣＭＯＳ電子回路を収容するために使用される。
図４Ａまたは４Ｂおよび図５のＰＤ系１０２は、積層構造で実装される複数のプレート２０１、２０２を備え、その構成要素がそれぞれの特定の機能を果たす複合装置を実現する。プレートの各々は、好ましくは例えば（特許文献７）および（特許文献８）内に概説されるように、構造体がマイクロ構築技法によって形成されたシリコン微小系技術によって実現される。図５内に示される構成では、プレート２０１、２０２は周知のボンディング技法を用いてフレームｆｓ内のボンディング領域２１２で共にボンディングされる。
他の変形において、たとえば出願人の（特許文献９）内に記述されるように、プレートは機械的に別々でかつ調整可能な保持器具によってそれらの位置に保持される。これは、アパーチャアレイプレートがＤＡＰの位置変化によって影響されない利点を有する。ＤＡＰが個々のビームレットを偏向させる目的だけを有し、一方、偏向されないビームレットはＤＡＰを通過してかつ基板に画像形成されるのでＤＡＰのわずかな位置変化は許容されることができる。
複数のアパーチャは、図４Ａ内の参照符号ａｆおよび図４Ｂ内のｘｆによって指定されるアパーチャ場を形成する、より小さい方形または矩形フォーマットに通常切られるシリコンウエハの薄くされた領域によって形成される膜ｍｂ内に位置する；膜ｍｂは、周囲フレームｆｓによって安定化される（図５、フレームが図４Ａ，Ｂ内に斜線で示される）。各アパーチャが、前記プレート内に画定される一組の連続的な開口部に対応する。図４Ａおよび４Ｂ内に見えるアパーチャの数は、膜ｍｂ内のアパーチャ場を形成する多数のアパーチャを代表するため、さらなる明瞭さのために少数である；図５では、２個のアパーチャだけが示される。荷電粒子ビームｌｂは、アパーチャ場ａｆのアパーチャのこのアレイを通してプレートを横断する。
入射ビームの方向の第１のプレートは、アパーチャアレイプレートまたは短いアパーチャプレート２０１である。それは入射する荷電粒子ビームｌｂの大半を吸収するが、しかし、荷電粒子は画定された形状の複数のアパーチャ２０を通過し、したがって、複数のビームレットを形成することができ、それのうち２本のビームレットｂ１、ｂ２だけが示される。ビームレットを形成するタスクは別として、アパーチャプレート２０１は照射損傷以降のプレート（単数または複数）を保護する役目を果たす。局所的帯電を防止するためにアパーチャプレートは、適切なレイヤ２１０、通常何の酸化物も形成しない金属レイヤ（例えばイリジウム）でコーティングされることができる。イオンビームを使用する時、レイヤ２１０およびその形成の方法は、照射粒子が、（特許文献９）内に概説される膜応力の変化を引き起こすシリコン結晶マトリクス内に取り込まれるのを防止するために適切に選ばれる。
アパーチャアレイプレート２０１に続いて下流に、偏向器アレイプレート２０２（ＤＡＰ；また器具１００の文脈でその機能からみてブランキングプレートと称する）が設けられる。このプレートは、選択されたビームレットを偏向させ、かつしたがってそれらのビーム経路を変更する役目を果たす。ＤＡＰは、各々がアパーチャアレイプレート２０１のそれぞれのアパーチャに対応する、複数のいわゆるブランキング開口部を有する。上記され、かつ図５内に示されるように、ＤＡＰ内のブランキング開口部は、アパーチャアレイプレート内の開口部と比べて大きい。
ＤＡＰ内の各ブランキング開口部は、ビームレット偏向手段（また、ビームレット偏向装置と称する）を備え、それが、開口部を通して越える荷電粒子を個々に偏向させ、したがって、その経路から開口部を横断するビームレットを進路変更させることを可能にする。各ビームレット偏向手段は、一組、通常一対のビームレット偏向電極を含む。好ましくは、各組が異なるタイプの電極を有する：第１のタイプは、ＰＤ装置の電位に印加される『接地電極』であり、一方、『活性電極』とここで呼ばれる別のタイプは、対応するブランキング開口部を越えるビームレットを偏向させるために個々の電位を印加される。接地電極は、隣接するビームレット偏向装置の間で共有されることができる。それらは、活性電極の高さをこえる実質的な高さを有するように形成されることができる。これは、クロストークおよび偏向電極幾何学形状によって招かれるレンズ効果のような他の望まない効果に対するブランキング偏向手段の十分なシールドをもたらすためになされる。
図５内に例示される従来技術ＤＡＰでは、各ビームレット偏向手段はそれぞれ活性電極２２１、２２１’および接地電極２２０、２２０’を備える。電極はたとえば、ＤＡＰベース膜に関して自立である。この種の電極は、たとえば電気メッキ技法として現状技術技法を使用して垂直成長によって形成されることができる。
たとえば、ビームレット偏向電極のそれぞれの組によって形成されるビームレット偏向手段が付勢されず、ここで活性電極２２１と関連する接地電極２２０との間に電圧が印加されないことを意味するので、ビームレットｂ１は偏向されることなくパターン画定系１０２の以降のより大きな開口部を越える。これは、アパーチャの「スイッチオン」状態に対応する。ビームレットｂ１は影響を受けずにパターン画定系１０２を通過してかつクロスオーバーを通して粒子−光学系によって焦点を合わせられ、かつ荷電粒子投射光学系によって引き起こされる縮小によってターゲット上へ画像形成される。例えば、出願人によって実現される系では、２００：１の大きさの縮小率が実現された。対照的に、ビームレットｂ２によって示すように、「スイッチオフ」状態は、このアパーチャのビームレット偏向手段を付勢する、すなわち対応する接地電極に関して活性電極２２１’に電圧を印加することによって実現される。この状態で、電極２２０’、２２１’によって形成されるビームレット偏向手段は、対応するビームレットｂ２の経路を横切る局所的電場を生成し、かつしたがって偏向される方向にその通常の経路ｐ０からビームレットｂ２を偏向させる。結果としてビームレットは、荷電粒子光学系を通しての途中に、変更された経路ｐ１に従ってかつターゲットに到達するよりむしろ光学系内に設けられる吸収手段で吸収される。したがって、ビームレットｂ２は、ブランキングされる。ビーム偏向角は、図５で大規模に誇張されている；それは一般に非常に小さく、一般的に１ラジアンの２００〜１０００分の１である。
スイッチオンされたアパーチャのパターンはこれらのアパーチャがビームｌｂに透明なパターン画定装置の唯一の部分であるので、基板上で露光されるべきパターンに従って選択され、それがしたがって、ＰＤ装置から現れるパターン化されたビームｐｂに形成される。
一般に、ＰＤ装置はアパーチャおよび偏向器の同等に高度な統合密度のための少なくとも２枚の異なる種類のプレート、すなわち、ビームレットを形成する（かつおそらく入射ビームによって課される熱負荷の大半を吸収する）ための少なくとも１枚のアパーチャプレートおよびビームレットの選択された偏向のための偏向器アレイプレート（ＤＡＰ）を備える。２枚以上のプレート間の正確な位置合わせおよび入射ビームの方向に向けた適切な調節が、必要とされる。この位置合わせは、（特許文献８）にて開示した構成を用いてインシトゥで達成されることができる。
本発明の動機づけは、現在利用可能な数量（約２５万）からＰＤ装置および対応する荷電粒子光学系の横方向のサイズを必ずしも変えることなく数１００万のビームにまでプログラム可能ビームの数を増加することである。ＰＤ装置の記述された構成が出願人の実現されたマルチビーム書込系内の数十万のプログラム可能ビームでよく機能するとはいえ、出願人は、ＰＤ装置の横方向の全体的な寸法を増加することなく、ＰＤ装置内の明確に高められた数のプログラム可能ビームに対する必要性を認識した。これを達成すると、ＰＤ装置を収容する荷電粒子コラムの寸法を変える必要性がない。この種の実質的に増加された高度な数のプログラム可能ビームに対して、単一のＤＡＰ内で画像データ（パターンデータ）を必要に応じて処理する電気構成要素の高密度は相当なものであり、大きなデータレートはＤＡＰ内の高められた熱発生量を招く。更に所定のアレイ場領域内により多くのアパーチャを配置する時、活性偏向プレートを制御するおよび／または駆動するＣＭＯＳ回路のための場所がより小さくなる。さらに、単一のＤＡＰ用の入出力信号ラインは、所定のレベルの微小系技術に対して限定される。したがって、非常により高度なデータレートでの並列使用のためにプログラム可能ビームの数を実質的に高め、しかし同時に、露光プロセス中に単一ＤＡＰ内に処理されるべきパターンデータの分量を実質的に高めないことが望ましい。したがって、非常に高度な数のプログラム可能ビームを達成するために、新規な時間のかかるかつ高価な技術強化を一切必要とせずに、既存のＭＥＭＳ技術の使用は必要とされる装置を製作するのに十分である。
米国特許第６，７６８，１２５号明細書 米国特許第７，２１４，９５１号明細書 米国特許第８，１８３，５４３号明細書 米国特許第７，２７６，７１４号明細書 米国特許第７，７１４，２９８号明細書 米国特許第８，２２２，６２１号明細書 米国特許第７，６８７，７８３号明細書 米国特許第８，１９８，６０１号明細書 米国特許出願第２０１１／０２０４２５３Ａ１号明細書 米国特許第７，７８１，７４８号明細書
前述の目的からみて、ＰＤ装置データレートおよびしたがって、１台の偏向アレイ装置（ＤＡＰ）内で処理されるべきデータ量を有意に高めることなく、プログラム可能ビームの数を実質的に高めることが、本発明の一目的である。更に、画像データの高められたパターン複雑性がターゲット上に生成されることができるように、空間的解像度を向上させる目的がある。
この目的は、少なくとも２枚の偏向アレイプレート（ＤＡＰ；一般に、これらのプレートは全体的なプレートのような形状の装置である）を含む、冒頭部に記述された種類のパターン画定（ＰＤ）装置によって満たされ、それが、ビームレットの各々が少なくとも２枚のＤＡＰを横断するようにスタックされた配置で前記アパーチャ場を横切って配置され、そこで各偏向アレイプレートがアパーチャアレイ場に対応する領域を有し、かつ−それぞれのＤＡＰを通してのビームレットの通過を可能にする複数のブランキング開口部、および−複数の偏向装置であって、各々が、それぞれのブランキング開口部と関連づけられてかつ少なくとも１本の静電電極を備える前記偏向装置を備え、この偏向装置が、選択的に活性化され、かつ、活性化される時、それらの公称経路から前記ビームレットを進路変更させるのに十分な分量で、前記ビームレットを偏向させるために、ビームレットが前記それぞれのブランキング開口部を横断するのに影響を与えるように構成されることができ、各偏向アレイ装置に対して複数の偏向装置が、ビームレットのそれぞれのサブセットに対応し、各ＤＡＰがそれらを選択的に偏向させることによってビームレットのそれぞれのサブセットに属するビームレットだけに働くように構成され、一方それぞれのサブセットに属さないそれらのビームレットが後者によって偏向されることなくそれぞれのＤＡＰを横断することができるようにし；異なるＤＡＰがビームレットの異なるサブセットに働き、一方ＤＡＰがまとめてビームレットの数全体に働くことが可能であるように、ＰＤ装置のＤＡＰが構成される。
換言すれば、各ＤＡＰはＤＡＰ内のそれぞれの領域を横断するビームレットの組の所定のサブセットを偏向させるために構成され、異なるＤＡＰのビームレットのサブセットは相互に異なる。
本発明の１つの有利な展開において、アパーチャ場を横断する各ビームレットが偏向装置の少なくとも１台によって偏向可能であるように、ＰＤ装置のＤＡＰが構成される。
好ましい代替案において、ＰＤ装置のＤＡＰが、ビームレットの相互に分離性のサブセットに働くように構成され、ビームレットのサブセットが、アパーチャ場を横断する各ビームレットが、ＤＡＰのちょうど１枚と関連付けられるように適切に構成され、それはしたがってそれを選択的に偏向させることによってビームレットに働くように構成される。これは、相互に補足するブランキング動作を備えた装置の構成を実現する。
本発明の別の適切な態様において、ビームレットの組が、ビームレット経路の共通の方向（Ｚ方向）に垂直な二次元面（Ｘ−Ｙ面）上へ投射される時、領域の少なくとも一部分内に、しかし、好ましくはアパーチャ場全体の上に、相互に交錯するグリッドに沿って配置される。
本発明の先の態様に対する代替案が、部分的領域からアパーチャ場を作成することを構想する。この場合、ビームレットの組が、ビームレット経路の共通の方向に対して垂直な二次元面上へ投射される時、まとめると、アパーチャ場全体を包含する隣接する（好ましくは、オーバラップしない）領域内に配置されることができる。
偏向装置の適切な実現は、それぞれのブランキング開口部を横断するビームレットに静電場を印加し、したがってそれらのそれぞれの公称経路から前記ビームレットを進路変更させるのに十分な分量で前記ビームレットを偏向させるために構成される静電電極を備えることができる。更に、偏向装置の各々の静電電極が、少なくとも１本の偏向器電極および関連する対電極を備えることができ、そこで対電極がＤＡＰに共通の静電位に保持される。この共通の電位は、しばしば接地電位と呼ばれるが、荷電粒子コラム光学系の構成に従ってこの電位はターゲット電位と通常等しい大地電位から離れている。別の変形において、偏向装置の静電電極が、それぞれ、反対側の符号の静電位で供給されるように構成される少なくとも２本の静電偏向器電極を備えることができる。
本発明の別の有利な展開において偏向装置の静電電極に供給される静電位が、異なる偏向装置に対して異なる値を有することができる。特に、値は絶対値に関しておよび／または静電位の符号に関して偏向装置の間で変化することができる。さらに、値は時間の関数として変更されることができる。静電位の値は、接地電位またはそれぞれの対電極の電位に関して適切にとられる。
以下では、本発明は本発明のいくつかの例示的な限定されない実施態様を用いて更に詳細に記述され、以下図式的に示す図面内に例示される：
長手方向断面における本発明に適している粒子−ビーム露光器具の概要； ターゲットに関する１つの典型的書込戦略を例示する； 像視野内に互い違いにされたラインに同時に露光される１次ピクセルの配置を示す； 直交グリッドに従う１次ピクセルの別の配置を示す； 図３Ａの１次ピクセル配置を生成するためのＰＤ装置の底面図を示す； 図３Ｂの１次ピクセル配置を生成するためのＰＤ装置の底面図を示す； 図４Ａまたは４ＢのＰＤ装置の簡単にした断面図を示す； 長手方向断面図における本発明の第１の実施態様に従うＰＤ装置を備えた粒子ビーム器具を示す； 図６ＡのＰＤ装置の１枚のＤＡＰの平面図詳細を示す； 長手方向断面図における本発明の第２の実施態様に従うＰＤ装置を有する粒子ビーム露光器具を示す； 図７Ａの器具のＰＤ装置内に含まれる２枚のＤＡＰの平面図を示す； 図７Ａの器具のＰＤ装置内に含まれる２枚のＤＡＰの平面図を示す； ４枚のＤＡＰを備える別の実施態様に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図を示す； ４枚のＤＡＰを備える別の実施態様に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図を示す； ４枚のＤＡＰを備える別の実施態様に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図を示す； ４枚のＤＡＰを備える別の実施態様に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図を示す； 交番方向へのビームレットの偏向が異なる符号の電圧を印加することによってどのようにして実現されることができるかについて例示する； 異なる方向の偏向装置を用いて異なる方向へのビームレットの偏向を実現する更なる一実施態様を示し、２枚のＤＡＰを有するＰＤ装置を含む粒子ビーム器具の長手方向断面図を示す； 異なる方向の偏向装置を用いて異なる方向へのビームレットの偏向を実現する更なる実施態様を示し、図１０ＡのＰＤ装置の２枚のＤＡＰの一方の平面図詳細を示す； 異なる方向の偏向装置を用いて異なる方向へのビームレットの偏向を実現する更なる実施態様を示し、図１０ＡのＰＤ装置の２枚のＤＡＰの他方の平面図詳細を示す； ２枚のＤＡＰを備えるＰＤ装置を実現する更なる実施態様を例示し、前記ＰＤ装置を含む粒子−ビーム器具の長手方向断面図を示す； ２枚のＤＡＰを備えるＰＤ装置を実現する更なる実施態様を例示し、２枚のＤＡＰの一方の平面図詳細を示す； ２枚のＤＡＰを備えるＰＤ装置を実現する更なる実施態様を例示し、２枚のＤＡＰの他方の平面図詳細を示す； ２枚のＤＡＰを備えるＰＤ装置を実現する更なる実施態様を例示し、前記ＤＡＰの詳細長手方向断面図を示す； 図１１Ａの実施態様の変形に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； 図１１Ｂの実施態様の変形に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； 図１１Ｃの実施態様の変形に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； 図１１Ｄの実施態様の変形に従うＰＤ装置に対して、４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； 更なる実施態様の２枚のＤＡＰの一方の平面図詳細を示す； 更なる実施態様の２枚のＤＡＰの他方の平面図詳細を示す； さらに別の実施態様の４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； さらに別の実施態様の４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； さらに別の実施態様の４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； さらに別の実施態様の４枚のＤＡＰのそれぞれの平面図詳細を示す； ブランキングの活性領域がアパーチャ場の一部に制限される更なる一実施態様のＤＡＰの平面図を示す；および 図１５の実施態様に対応する４枚のＤＡＰの平面図を示す。
以下で検討される本発明の種々の実施態様は大規模縮小投射系を有するｅＭＥＴタイプ荷電粒子マルチビーム露光器具およびそのパターン画定（ＰＤ）系の開発に基づく。以下では最初に、本発明に関連する限り、器具の技術的背景が検討され、それから、本発明の実施態様が詳細に検討される。認識されるべきことは、本発明が単に本発明の可能な実現の例を表すだけである以下の実施態様またはＰＤ装置の特定のレイアウトに制限されず；むしろ、本発明は同様に粒子ビームおよびマルチビームパターニングを使用する他のタイプの処理系に適しているということである。
・ｅＭＥＴ系
本発明を使用する電子マルチビームマスク露光ツール（マスクライタ）の概略概要が、図１内に示される。以下では、本発明を開示するために必要な詳細のみが説明される；理解しやすいように、構成要素は図１内に寸法を規定するようには示されず、とりわけ、粒子ビームの横方向の幅は誇張されている。ＰＭＬ２系の原理もまた、ｅＭＥＴに類似している；より詳細には、読者は（特許文献１）および（特許文献１０）を参照され、粒子−ビーム器具およびＰＤ手段の全体的なレイアウトに関するその教示が、参照によってこれと共に含まれる。
電子ビームを生成する適切な供給源が、ｅＭＥＴ系内に使用される。イオンマルチビームツールのための供給源を使用する時等価原理があてはまり、その代わりにそれを出願人がさらに実現した（ＣＨＡＲＰＡＮ、「荷電粒子ナノパターニング」の略）。照射荷電粒子光学系はビームを、ターゲット表面上に投射されるべきビームパターンを画定するためにアパーチャの規則的なアレイを有するＰＤ装置を照明する広幅ビームに形成する。各アパーチャによって、小型ビーム（さらに『ビームレット』と称する）が画定され、アパーチャを通しての各ビームレットの通過が、アパーチャおよび／またはターゲットに向けた以降の縮小荷電粒子投射光学系を通してのビームの粒子の通過を可能にする（『スイッチオン』）かまたは、事実上非活性化する（『スイッチオフ』）ために制御されることができる。アパーチャアレイを横断するビームレットは、アパーチャの空間配置によって表され、かつ個々のビームレットのオン／オフ定義の情報を含むパターン化された粒子ビームを形成する（下記参照）。パターン化されたビームは次いで、ターゲット（たとえばマスクブランクまたは半導体ウエハ基板）上に縮小荷電粒子光学投射系を用いて投射され、したがって対応するビームが偏向されないアパーチャの画像が照射された部分でターゲットを露光するかまたは変更するように形成される。基板に投射されるビームレットによって形成される画像は、１つの方向に機械的に動く基板上のストレート経路（「ストライプ」）に沿って露光される；基板の（大規模な）運動は、投射系の微調整を伴い得るターゲットステージの連続的運動によって通常達成される。走査方向に対して垂直な方向のビームの追加的な走査は、たとえば走査ステージの横方向の走行誤差を補正する、および／または特定の露光技法の場合に（限定された）数の平行ピクセル行を含むように、小さい横方向の範囲内だけで実行される（註、下で図４を参照）。
器具１００の主構成要素は、−この例では、図１内に垂直に下方へ走るビームｌｂ、ｐｂの方向の順に−照射系１０１、ＰＤ系１０２、投射系１０３、および、ターゲットまたは基板１４を備えたターゲットステーション１０４である。荷電粒子光学系１０１、１０３は、静電および／または電磁レンズを使用して実現される。器具１００の荷電粒子光学部分１０１，１０２，１０３は、器具の光軸に沿ってビームｌｂ、ｐｂの妨げられない伝播を確実にするために高真空に保持される真空ハウジング（図示せず）内に含有される。
たとえば、照射系１０１は電子またはイオン源１１、仮想線源の位置を画定する抽出器配置、汎用ブランカ１２（図１内に図示せず）を備え、イオンビームを使用する場合、さらに粒子フィルタ、および、粒子光学集光レンズ系１３によって実現される照射荷電粒子光学系として使用されることができる。図示された態様において粒子源１１は、例えば５ｋｅＶのような適切な運動エネルギの高エネルギ電子を放出する；他の実現では、例えばΔＥ＝１ｅＶの比較的小さいエネルギ広がりを備えた一般的に数ｋｅＶ（例えばＰＤ系１０２で５ｋｅＶ）の画定された（運動）エネルギを有する水素またはＡｒ＋イオンのような、主に特定の種類のイオンのような他の電気的荷電粒子が使用されることができる。速度／エネルギに依存するフィルタ（図示せず）を、供給源１１内にまた生成され得る他の望まない粒子の種類をフィルタで除去するために設けることができる；フィルタは、さらにビームレットの再位置付け中に全体としてビームをブランクアウトするために使用されることができる。集光レンズ系１３を用いて、供給源１１から放出される荷電粒子が、ビームｌｂとして機能する広域実質的テレセントリックビームに形成される。
ビームｌｂは、次いで、その位置を保つために必要な装置（図示せず）と共に、ＰＤ装置１０２（それは、さらに図１の左側の側面で、概略透視詳細図で示される）を形成するブランキング装置を照射する。ＰＤ装置はビームｌｂの経路内の特定の位置で保持され、したがって、ビームｌｂは複数のアパーチャ２０によって形成されるアパーチャアレイパターンを照射する。すでに言及されたように、アパーチャの各々が、「スイッチオン」または「オフ」されることができる。「スイッチオン」または「オープン」状態において、アパーチャはターゲットに到達するために、ビームレットがそれぞれのアパーチャを通過することを可能にする；その時、アパーチャが入射ビームに対して透明であると言える。さもなければ、アパーチャは「スイッチオフされる」または「閉じられる」が、その場合、ターゲットに到達する前にビームレットが吸収されるかまたはさもなければビーム経路から除去されるように、それぞれのビームレットのビーム経路が影響を受ける（例えば横電圧が印加される偏向電極を用いて）；したがって、アパーチャはビームに対して事実上不透明であるかまたはそれを通さない。これらのアパーチャがビームｌｂに対して透明なＰＤ装置の唯一の部分であるので、スイッチオンされたアパーチャのパターンは、基板上で露光されるべきパターンに従って選択され、それは、したがって、アパーチャから現れるパターン化されたビームｐｂに形成される（すなわち図１内のＰＤ系１０２の下に）。ＰＤ装置のアーキテクチャおよび動作が、特にそのブランキングプレートに関して、以下に詳細に検討される。図１において、ビームレットの実際の数は非常に大きい、すなわち一般的に何千であることが明確であるとはいえ、５本のビームレットだけがパターン化されたビームｐｂ内に示される；示されるビームレットの、左から一番目はそれが、荷電粒子投射光学系の第２のクロスオーバーｃ２に、またはその近くに位置している停止プレート１７上で吸収されるのでスイッチオフされて表される；スイッチオンされている他のビームレットは、プレート１７の中央開口部を通過して、したがって、ターゲット上に投射される。
パターン化されたビームｐｂによって表されるパターンが次いで、（レジストコーティングを備えた６インチマスクブランクのような）基板１４に向けて荷電粒子光学投射系１０３を用いて投射される；これは、スイッチオフされるビームレットが停止プレート１７で吸収され、スイッチオンされたビームレットだけがスイッチオンされたアパーチャの画像を形成するからである。投射系１０３は、たとえば、出願人によって実現されたように２００：１の縮小を実現する。基板１４が、たとえば、ｅＭＥＴタイプ系の場合６インチのマスクブランクまたはナノインプリント１倍マスクまたは、電子高感度レジストレイヤによって覆われる、マスターテンプレートであることができ、一方、ＰＭＬ２系に対して基板１４は、粒子高感度レジストレイヤによって覆われるシリコンウエハであることができる。基板１４は、ターゲットステーション１０４の基板ステージ（図示せず）によって保持されて配置される。
投射系１０３は、たとえば、それぞれ、クロスオーバーｃ１およびｃ２を備えた２台の連続的な荷電粒子光学投射器セクションから成る。投射器を実現するために使用される（たとえば、静電多電極加速レンズ３０および２枚の磁気レンズ３１を備える）粒子−光学レンズ３０、３１が、静電画像形成系の技術的実現が従来技術で周知であるので記号形式だけで図１内に示される；本発明のさらに他の実施態様において磁気および／または電磁レンズが適切に含まれることができる。第１の投射器セクションが、ＰＤ装置のアパーチャの面を中間画像に画像形成し、それが次に、第２の投射器セクションを用いて基板表面上へ画像形成される。両セクションは、クロスオーバーｃ１，ｃ２を通して縮小画像形成を使用する；したがって、中間画像が逆にされるとはいえ、基板上で生成される最終画像は直立状態（非反転）である。縮小率は、両ステージに対しておよそ１４：１であり、２００：１の全体的な縮小に帰着する。ＰＤ装置内の小型化の問題を向上させるために、このオーダの縮小はリソグラフィセットアップに特に適切である。荷電粒子光学レンズは主に静電電極から成るが、磁気レンズもまた使用されることができる。
荷電粒子光学系の更なる詳細は、上記の従来技術に見出すことができる。
画像に小さい横方向の、すなわち光軸ｃｘに対して垂直な方向に沿った、シフトを導入する手段として、偏向手段１６が投射器セクションの一方または両方に設けられる。この種の偏向手段は、たとえば（特許文献１）で検討されているように、多重極電極系として実現されることができる。加えて、軸方向磁気コイルが、必要なところで基板面内のパターンの回転を生成するために使用されることができる。横方向の偏向は、パターン化されたビームｂｐそれ自体の横方向の幅と比較して通常全く小さく、ほとんどの場合、単一ビームレットの２、３の幅または隣接したビームレット間の距離のオーダで、しかしビーム幅をなお少なくとも１桁下回る大きさである（ビームレット間の横方向の距離がビームｂｐの幅全体よりかなり小さいことがこの文脈において認識されるべきである）。
ＰＤ装置１０２内に形成されるパターンのおかげで、任意のビームパターンが生成されて基板に転写されることができる。
図２を参照して、たとえばレジストで覆われたウエハ４１として示されるターゲット上にＰＤ系１０２によって形成される像視野ｍｆがターゲットそれ自体と比べて通常十分に小さい有限サイズを有する。したがって、走査ストライプ露光戦略が利用され、ここで、ターゲット上のビームの位置を永久に変えるために、ターゲットが入射ビームの下で動かされる：ビームは、事実上ターゲット表面上で走査される。図示した実施態様において、ターゲットは（大規模な）動きを遂行するので、ビーム走査戦略は大規模な動きに対して必要とされない；本発明のためにターゲット上の像視野ｍｆの相対運動だけが関連することが強調される。
像視野ｍｆが一連のストライプｓ０（露光ストライプ、またスキャンラインとも称する）を形成するためにターゲット４１の表面の上で動かされるように、ターゲットおよびビームの相対的動きが実現される。各ストライプ４２の幅は、走査方向ｓｄに対して垂直な像視野４３の幅ｙ０に対応する。ストライプの完全集合が、基板表面の総面積を覆う。動きの経路の長さを最小化するために、走査方向ｓｄは１本のストライプから次まで交互になることができる（牛耕式運動）。他の実施態様では、（右での）１本のストライプの端部から次のストライプの出発点への画像のすばやい再位置付けによって、たとえば図２内の右から左まで、走査方向が全てのストライプに対して同じであることができる。ストライプ間の再位置付けは、出願人の（特許文献１０）にて説明したように、ビームの共通のブランクアウトを使用して概ね実行される。
上記から、像視野４３が複数のパターンピクセルｐｘから成ることは明確である。しかしながら、認識されるべきことは、有限数のアパーチャだけがＰＤ系のアパーチャ場内にあるので、ピクセルｐｘのサブセットだけが同時に露光されることができるということである。同時に露光されることができるピクセルは、以下に１次ピクセルｐ１と称する（１次ピクセルの可能な空間配置に対して図３Ａおよび３Ｂを参照のこと）。理解されるであろうことは、１次ピクセルｐ１はＰＤ系内のアパーチャの画像であり、それで、異なるスケールにおけるにもかかわらず（光学系の縮小の理由で）、それらがＰＤ系のアパーチャ手段内のアパーチャの空間配置を再現するということである。連続した方法でターゲット上に全てのピクセルｐｘを露光するために、連続的なピクセル露光サイクルの連続で像視野４３がターゲットの上を一掃される（このことは、ターゲットの動き、ビームの動きまたは両方の適切な組合せによって達成される）。
図３Ａは、パターンピクセルの基本的格子内の１次ピクセルｐ１のグリッドの１つの可能な配置を示す。１次ピクセルｐ１は、各ピクセルライン（それは、走査方向ｓｄと平行のラインである）内の互い違いにされたグリッドｓｏ内にあり、同じ数の１次ピクセルｐ１があり、および規則的な方法の典型的実現において、１次ピクセルｐ１の位置が１本のピクセルラインから次まで変化する。このレイアウトの利点は、全部のストライプが、矢印ラインａ３で示すように線形運動で進むターゲットによって一連の露光で１次ピクセルｐ１によって露光されることができることである。したがって、走査方向ｓｄに沿って線形方法で、ターゲット上で像視野４３を動かすことで十分であり、および上部の右のコーナー内の３個の１次ピクセルｐ１に対して矢印ラインで示すように、１次ピクセルの組は走査方向に対して直角な画像の追加の動きを必要とせずに全てのパターンピクセルｐｘを覆う。
図３Ｂは、基本パターンピクセル格子内の、すなわち規則的な矩形のグリッド内の、１次ピクセルｐ１のグリッドの別の可能な配置を示す；この場合、それは基本格子内の３×３間隔を備えた正方形のようなグリッド（『クワッドグリッド』）である。この場合、１次ピクセルｐ１がターゲット上の全てのパターンピクセル位置ｐｘを覆うことができるように、追加的な横動きが走査方向に沿って画像の移動中になされる。横動きはたとえば、段階状の矢印ラインａ４で例示的に例示されるように、偏向手段１６によってもたらされることができる。複数のピクセルが異なるピクセルライン内に露光されたあと、動きは、元のピクセルラインへ戻ってシフトする（経過する時間間隔中に遂行される方向ｓｄに沿った直線変位をプラスする）。したがって、横動きの幅は小さくなることができる；幅はビームレットの相互距離のオーダであることが理解されるであろう（小さい数、一般的に２から８掛けるビームレットの幅に等しい；図３Ａおよび３Ｂでは、この数は３である；ターゲット面上でビームレットの幅がピクセルｐ１の幅ｙ１に同じく等価である）。この変形は、図３Ａに示す互い違いにされたレイアウトと比較して、ＰＤ装置内のアパーチャ配置の幾何学的レイアウトを簡単にする。
更に注意する価値があることは、実際のパターンでは全てのピクセルが完全な線量で露光されるわけではなく、いくつかのピクセルが、実際のパターンに従って「スイッチオフされる」；任意の１次ピクセルに対して（または同等に、すべてのビームレットに対して）それは、ターゲット上に露光されるかまたは構築されるパターンに依存して、ピクセルが、「スイッチオンされる」かまたは「スイッチオフされる」かのどちらか、１つのピクセル露光サイクルから次まで変化することができるということである。本発明の記述に対して、しかしながら、実際のパターンの実現は無関係である。したがって、以下の記述では、個々の選択されたビームレットがスイッチオフされることができるということは、考慮からはずされる；全てのビームレットが、あたかも露光されるパターンがターゲット領域を完全にカバーするかのように、スイッチオンされた（ターゲット上で活性）ように常に示される。念頭に置かれるべきことは、実際の実現では、少なからぬ数のビームレットがターゲットの照射中にスイッチオフされる必要があるパターンが重畳されるということである。
・ＰＤ装置およびＤＡＰ
詳細に上で検討された図４Ａは、図３Ａのピクセルグリッド配置を生成するためのＰＤ系の平面図を示し、同じく上で検討された図５は、１枚のアパーチャアレイプレート２０１および１枚の偏向アレイプレート（ＤＡＰ）２０２を備えたＰＤ装置２００の現状技術レイアウトを示す。
同様に、図４Ｂは図３Ｂのピクセルグリッド配置を生成するために設計されるＰＤ系の平面図を示す。この場合、アパーチャａｐは規則的な矩形のグリッドに沿って「直交」アパーチャ場ｘｆ内に配置される。図３Ｂ内に図示された態様では、アパーチャが３×３グリッドで間隔を置かれた規則的なグリッドをアパーチャ場が実現する、たとえば、そこにおいて、アパーチャ間のオフセットがグリッドのどちらかの方向に沿った公称アパーチャ幅ｗ１の３倍である（それゆえに、隣接したアパーチャ間の自由空間は、２・ｗ１である）。上で概説されたように、図８Ａは、直交開口部配置の場合に対するＤＡＰの好ましい実施態様を示す。
・複数ＤＡＰ
本発明によれば、ＰＤ系は複数のＤＡＰ、すなわち相互に相補的方法で複数のビームレット上で動作するように構成されるいくつかのＤＡＰ（＝請求項の偏向アレイ装置）を備えている。より詳しくは、ＤＡＰは、それぞれ、アパーチャ場ａｆまたはｘｆを横断するビームレットの一部に対してだけ、機能性ビーム偏光装置を備えている。更に詳細に、各ＤＡＰは、これらがそれぞれのビームレットを偏向させるために活性化されることができるように、それぞれの領域内の開口部の所定のサブセットだけがブランキング開口部の形で構成されるように構成されて偏向アレイ装置が各々ビームレットの対応する組と関連づけられ、各偏向アレイ装置がビームレットのそれぞれ関連する組に属するビームレットだけを選択的に偏向させることが可能であり、異なる偏向アレイ装置と関連するビームレットの組が、相互に異なって、好ましくは相互に分離性である、かつ／または相補的である。
図６Ａおよび６Ｂは、アパーチャアレイプレート３０１および２枚のＤＡＰ３１２および３２２を備える本発明に従うＰＤ系３００の第１の実施態様を例示する。図６Ａは、このＰＤ系３００による書込ツール器具の長手方向断面を示す；５本のビームレットだけが、実際の多数のビームレットを代表するために示される。第１のＤＡＰ３１２の平面図の詳細が、図６Ｂ内に与えられる（観察方向は照明ビームの方向に沿っており、示されたプレートより上の任意のプレートは電極を見えるようにするために除去されている）。プレート３０１、３１２、３２２は固定相対位置に共にボンディングされるかまたは、好ましくは、出願人の（特許文献８）内に検討されたように、位置決め装置（図示せず）によって保持される。各ＤＡＰは、開口部に対する偏向装置の完全集合を備える；しかしながら、活性電極の一部だけがビームレットのブランキングのために使用される。第１のＤＡＰ３１２内に、ビームレットに対して、開口部３１３が１つ置きで活性電極３１１によって偏向されるように構成され、活性電極３１１は対（「接地」）電極３１０と連動して動作する。したがって、図６Ａ内にＡとして記されるビームレットの群の切換えが、そのビームレット偏向装置を用いて第１のＤＡＰ３１２を用いて制御される。ＤＡＰ３１２内の他の開口部に対して、電極は使用されないかまたは切り離されさえするので、ビームレットの何の偏向もこれらの『アイドル』開口部内にない。群Ａ内にないビームレットが第２の群を形成し、図６Ａ内にＢとして記される；この群Ｂのビームレットの切換えは、第２のＤＡＰ３２２を通して実行される。第２のＤＡＰ３２２は第１のＤＡＰ３１２に類似した配置で活性および対電極を有するが、活性化可能な偏向電極対の構成は第１のＤＡＰの構成に対して相補的である。群Ａビームレットと関連している第２のＤＡＰ内の活性電極は、それぞれの開口部を『アイドル』にするために、使用されないかまたは切り離される。たとえば、アイドル開口部の活性電極は静電位の供給源または対電極の静電位の近道から切り離されることができる；別の代替案において、電極は、たとえばＤＡＰの供給ロジック（図示せず）内の、特定のプログラミングのおかげで非活性化されることができる；以下に詳細に検討される他の実施態様では、活性電極はアイドル開口部に対して省略されることができる。各ビームレットはしたがって、群ＡおよびＢの１つと関連し、およびビームレットの切換えは、それぞれ対応するＤＡＰ３１２または３２２を通して実行される。したがって、ＤＡＰは、それぞれの偏向装置を通して個々のビームレットをスイッチオンまたはオフすることによって、ターゲット３０４に書き込まれるべきパターンを画定することができる。図６Ａでは矢印が、対応するビームレットを事実上スイッチオフするために活性化されるＤＡＰ３１１、３１２内のそれらの活性電極を記す。上で説明されて図６Ａ内に例示されるように、それらのスイッチオフされたビームレットはＰＤ系を確かに通るが、ターゲット３０４に到達する前に停止プレート３０３で吸収される。
対（または「接地」）電極３１０は、好ましくは、ビームレットに対する偏向装置間のクロストークを抑制するために、各開口部の周辺でコンパートメントを形成するグリッドを例えば形成するように構成される。図６Ｂの平面図から分かるように、開口部３１３は対電極３１０によって構成される格子のようなフレームワークによって隔てられる。したがって、ＸまたはＹ方向に沿った２つの隣接した開口部の間に対電極壁が存在するように、各開口部３１３が対電極によって画定されるコンパートメント内に位置する。対電極の静電位に対して電圧を確立する、静電位が活性電極３１１に印加されるときはいつでも、それぞれの開口部の領域を通して延在する電場が確立する。これは、開口部を横断する任意の電気的荷電粒子に偏向効果を誘発し、上述したようにビームレットの偏向に帰着する。
複数のＤＡＰ３１２、３２２内のビームレット偏向装置のレイアウトは、一様であるかまたはＤＡＰの間で異なることができる。図６Ａおよび６Ｂ内に図示された態様の場合、図６Ａおよび６Ｂ内に見えない回路内に、異なるビームレット群Ａ、Ｂに対する分散がプログラミングまたは変形によってなされるとはいえ、物理レイアウトは一様である。
図７は、アパーチャアレイプレート７０１ならびに２枚のＤＡＰ７１２および７２２を有する本発明に従うＰＤ系７００の第２の実施態様を例示する。図７Ａは、この実施態様のＰＤ系７００を実現する書込みツール器具の長手方向断面を示し、一方、図７Ｂおよび７ＣがそれぞれＤＡＰ７１２、７２２の平面図詳細を示す。ＰＤ系７００のこの第２の実施態様は、以下に他の点で特定されないところでは第１の実施態様３００に対応する。各ＤＡＰ７１２、７２２は、クロストークに対するビームレットを確実にシールドする対電極７１０、７２０の完全な実現を備えており、一方、サブセットが互いを補足するように各ＤＡＰ内に活性電極のサブセットだけが実現される。したがって、第１のＤＡＰ７１２がビームレットの第１の群Ａに対する、かつ、第２のＤＡＰ７２２が第２の群Ｂに対する、切換能力をもたらすように構成される；これらの２つの群Ａ、Ｂは、好ましくは、相補的でかつ複数のビームレット全体の等しい割合（したがって、この場合相補的半分）を備える。したがって、図７Ｂに示すように、第１のＤＡＰ７１２内に、ビームレットに対する１つ置きの開口部だけが、たとえば活性電極７１１として実現される偏向電極を備えおり、それが対電極７１０と協働して（代わりとして、反対極性の電圧の２本の活性電極７１０、７１１が関連する場所に設けられることができる）それぞれのビームレットに対するビームレット偏向装置として働く。したがって、Ａとして記される、偏向電極が設けられるビームレットの群の切換えが、そのビームレット偏向装置を用いて第１のＤＡＰ７１２を用いて制御される。残りのビームレットは、Ｂとして記される第２の群を形成する；この群Ｂのビームレットの切換えは、（第１のＤＡＰ７１２の活性電極７１１に対して相補的配置の）活性電極７２１および対電極７２０を備える第２のＤＡＰ７２２を通して実行される。各ビームレットは、したがって、群ＡおよびＢの１つと関連づけられ、ならびに、それがスイッチオンされるかまたはオフされるかに依存してターゲット７０４または停止プレート７０３のどちらかにビームレットを投射するために、各ビームレットの切換えがそれぞれ、対応するＤＡＰ７１２または７２２を通して実行される。図７Ｂおよび７Ｃでは、シンボルＡおよびＢは、それぞれ、群ＡおよびＢのビームレットに属する開口部を記し、一方、シンボル０はアイドル開口部を記す。
図８Ａ−Ｄは、アパーチャアレイプレート（図示せず）に加えて、４枚のＤＡＰ４１２、４２２、４３２、４４２を含むＰＤ系の別の実施態様を例示する。この場合、各ＤＡＰ内の４番目毎の開口部だけが、活性電極４１１、４２１、４３１、４４１を備えている；残りの開口部は、アイドルである。対電極４１０、４２０、４３０、４４０のレイアウトは、全てのＤＡＰに対して同じである。
・異なる方向への偏向、可変偏向分量
複数のＤＡＰ内の偏向装置によって遂行されるビームレットの偏向の方向および／または分量は、一様であることができるかまたはＤＡＰ毎に変化することができるか、またはＤＡＰ内の偏向装置の間で変化することができる。たとえば、図９に示すように、ＰＤ系９００内のビームレット偏向装置は、反対側の方向にビームレットを偏向させるように動作させることができ、それで、群Ａのスイッチオフされたビームの偏向は図９の左に対してであり、一方、群−Ｂビームレットの偏向は図９の右に対してである。偏向の異なる方向は、偏向される（「スイッチオフされる」）ビームレットを光学系内の異なる領域に、したがって、それらが吸収プレート９０３内に吸収される異なる領域に進路変更させる。これは、プレート９０３（またはその他の吸収構成要素）に与えられる照射応力を軽減する。ターゲット９０４上へ画像形成されるスイッチオンされたビームレットに、これはもちろん何の影響も持たない。異なる方向は、第２のＤＡＰ内に活性化された偏向に対するシンボル（−）で図９に示す、それぞれの開口部を横切る、異なる符号の静電電圧を印加することによって実現されることができる。
代わりに、図１０Ａ−Ｃ内に図示された態様にて図示したように、偏向の異なる方向はビームレット偏向装置の異なる幾何学的方向を通して実現されることができる（その他の点では、この実施態様は図６Ａおよび６Ｂのそれに対応する）。図１０Ｂで（および同様に図１０Ｃで）分かるように、図１０Ｂで１つの開口部から次に下がる時、開口部の偏向手段は交互の方向を有する、すなわち、活性電極７７１はそれぞれの開口部７７３の異なる側面に位置する；一連の開口部内で、方向は同じである。対電極７７０の構成は、一様である。図１０Ｂ，Ｃ内のライン７−７は、図１０Ａの断面図に対応する切断面を示す。もちろん、当業者は左向きおよび右向き偏向の他の配置、例えばチェッカーボードに従う配置を容易に考案することができる。異なる方向が、図１０Ｂに示すように２つの反対方向に、または２つを超える方向にあることができる。たとえば、方向が各ＤＡＰに対して異なる、たとえばプレートの４つの主な横方向（すなわち＋Ｘ、−Ｘ、＋Ｙおよび−Ｙ）の各々にある、４重の構成が４枚のＤＡＰによって構想されることができる。
図１１Ａから１１Ｄは、アパーチャアレイプレート５０１、および、活性電極が、それぞれビームレットの半分に対してだけ、かつ偏向の交互の方向で実現される２枚のＤＡＰ５１２、５２２を有するＰＤ装置５００を含む本発明の実施態様を例示する。図１１Ａは、アパーチャアレイプレート５０１および２枚のＤＡＰ５１２、５２２を含むＰＤ装置５００の長手方向断面であり、ならびに、図１１Ｂおよび１１Ｃは２枚のＤＡＰ５１２、５２２の平面図詳細を示す（再び照明ビームの方向に沿った観察方向で、示されたプレートより上の任意のプレートは電極を見えるようにするために省かれている）。図１１Ｄは、図１１Ｂおよび１１Ｃ内のライン５によって示される断面に沿ったＰＤ系５００の詳細断面図を示す；また、図は５本のビームレットだけの範囲を示すように簡単にされる。図１１Ｄで分かるように、偏向装置の方向は２枚のＤＡＰ５１２、５２２に対して異なる。さらに、図１１Ｂおよび１１Ｃ内に見られるように、開口部の１本のラインから次まで進む時、方向はさらに交互になる。
各ＤＡＰ５１２、５２２は、対（接地）電極の完全な実現を備えており、それによりクロストークに対するビームレットが確実にシールドされる一方、各ＤＡＰにおいてサブセットが互いに補足するように活性電極のサブセットだけが実現される。第１のＤＡＰ５１２がビームレットの群Ａに対する、かつ、第２のＤＡＰ５２２が第２の群Ｂに対する切換能力をもたらすように構成される。
図１１Ｂ，Ｃを参照して、さらに本実施態様において、開口部５１３は対電極５１０によって構成される格子のようなフレームワークによって隔てられる。したがって、ＸまたはＹ方向に沿った２つの隣接した開口部の間に対電極壁が存在するように、各開口部５１３が対電極によって画定されるコンパートメント内に位置する。更に開口部５１３は、１つ置きにそれぞれのコンパートメントと共に開口部の隣に位置する活性電極５１１を備えている。図１１Ｃ内に示される第２のＤＡＰ５２２の平面図は、活性電極５２１の分布が異なり、特に相補的であることを除いて図１１Ｂ内に示される第１のＤＡＰ５２１のそれと基本的に同じである。それ以外は、開口部５２３の構成および対電極５２０によって形成される格子のようなフレームワークは、第１のＤＡＰ５１２に適合する。
注意する価値があるのは、それぞれの開口部５１３、５２３に関する活性電極５１１、５２１の位置が、各ＤＡＰ内の行毎に交互になっているが、第１および第２のＤＡＰの間で一致するということである。
静電位を変化させる更なる態様において、活性電極に印加される電圧の値が（共通の接地電位またはそれぞれの対電極を参照して）それぞれの電極が活性化される時異なる（絶対）値を有することができる。たとえば、図１１Ｂ，Ｃでは開口部の異なるラインの活性電極５１１、５１１’、５２１、５２１’が、異なる電圧値と関連づけられることができ、そこで使用される個々の値が類似していることができるが、しかし、例えば、『標準』ブランキング電圧から２０から３０％までの分量で変化させることができる。可変偏向は、たとえば、停止プレート上の異なる領域にスイッチオフされたビームレットの吸収の場所を向けることを提供することができる。電圧の値の変更は、固定されるかまたは時間で可変であることができるか、または画像形成されるパターンに依存して制御されることができる。
他の配置では、電圧は、光軸ｃｘまたはアパーチャ場ａｆ、ｘｆを横切る他の幾何学的パラメータから開口部の距離に基づいて、それらの値および／またはそれらの符号に関して、変更されるかまたは調整されることができる。これは、スイッチオフされたビームレットの空間電荷を通して（スイッチオンされたビームレットに対する）粒子光学画像形成誤差を補正するための追加的な調整パラメータを提供する。
図１２Ａ−Ｄは、図１１Ａ−Ｄの実施態様に対する変形であるが４枚のＤＡＰ６１２、６２２、６３２、６４２を備えているものを例示する。ＤＡＰの各々において、開口部は３つ置きに活性電極を備えており、したがって、それぞれのＤＡＰ上にだけそれらのビームレットに対して、機能するビームレット偏向装置を実現する。ここに示した例では、これはそれぞれの活性電極を備えた１つ置きの行に、１つ置きの開口部だけを有することによって実現される；したがって、各ＤＡＰは活性電極が完全にない１つ置きの行の開口部を有する。４枚のＤＡＰは、活性電極（またはさらに一般的にいえば、ビームレット偏向装置）の分布が相補的であるような方法で配置されるので、各ビームレットに対して、正確に１本の活性電極があり、それがＤＡＰの１枚に位置する。特定の一例として、活性電極を備える開口部のパターンが、１つ置きのライン内に（だけ）１つ置きの開口部（だけ）が活性電極を備えており、それは２×２オーダと呼ばれることができる；関連する４枚のＤＡＰの各々内に、２×２オーダの４つの開口部の別の１つが、この種の活性電極を備えている。もちろん、他の複数のＤＡＰ組が２×２および１×２に加えて、１×３、１×４、２×３等のような、他のタイプのオーダを使用することができる。
・受動開口部を取り囲む対電極
図１３Ａおよび１３Ｂは、クロストーク効果を更に低下させるための対電極の更に向上した構成の２枚のＤＡＰを有するＰＤ系の別の実施態様に関係する一組のＤＡＰ９１２、９２２を例示する。ＤＡＰ９１２、９２２の各々において１つ置きの開口部９１３、９２３だけが、機能するビームレット偏向装置を備えており、この場合それぞれの開口部９１３、９２３の反対側の側面に位置する２本の電極９１０＋９１１、９２０＋９２１によって形成される；前述の電極がそれぞれ、対電極９１０、９２０および活性電極９１１、９２１として機能する。ビームレット偏向装置を備える開口部の分布は、たとえば、２枚のＤＡＰに対して相補的な２つのパターンによって、チェスボードタイプパターンに従っている。残りのアイドル開口部に対して、隣接した偏向装置からの電場の影響から開口部をシールドするために、少なくとも３つの側面上にそれぞれ対応する開口部を取り囲む電極９１４、９２４が設けられる。これらの電極９１４、９２４は、一様な静電位、好ましくは対電極の接地電位に適切に保たれる。この構成は、機械的により安定でかつクロストークをより効果的に防止することによって向上した性能を有する電極のレイアウトを提供する。変形において、電極９１４、９２４が４つの側面上でそれぞれの開口部を取り囲むことができ、かつ／または対電極９１０、９２０と接続されることができる。
図１４Ａ−Ｄは、４枚のＤＡＰ９１−９４を備えた、４枚ＤＡＰ構成の電極レイアウトを例示する。この場合、開口部９４３は３つ置きに、それぞれ、対電極および活性電極９４０、９４１によって構成されるビームレット偏向装置を備えている；開口部の残り３／４（すなわちアイドル開口部）は、シールド対電極９４４を用いて再びシールドされる。この種のビームレット偏向装置を備える開口部のパターンは、２×２オーダへの分割に従っており、ここで、関連する４枚のＤＡＰの各々内に、２×２開口部群内の４つの開口部の別の１つが、この種のビームレット偏向装置を備えている。
図６−１４内に例示される実施態様において非アイドル開口部が設けられる領域は、１つのＰＤ系に属するＤＡＰの数相互に交錯している。非アイドル開口部が、機能する偏向装置が存在する、および／または構成される開口部であることが想起される。好ましくは、非アイドル開口部がグリッドに沿って配置され、および、非アイドル開口部によってまたがられる領域が実質的に等しいので（すなわち、領域のエッジでの少数の開口部を除いて）、ＰＤ装置の異なるＤＡＰのグリッドがアパーチャ場上で相互に交錯している。
・隣接する活性領域を有するＤＡＰ
概ね、本発明内で、概ね、非アイドル開口部がまたがる領域のオーバラップの範囲は、アパーチャ場の一部だけに延在することができるか、または、以下の実施態様にて図示するように、何のオーバラップも全くないことができる。
図１５は、４枚ＤＡＰ ＰＤ装置の一部であるＤＡＰ５１を例示する。他の実施態様と同様にかつ特に図５に関して、このＤＡＰ５１のアパーチャ場に対応する領域ｄｆが、例えば半導体ウエハから生成されるプレートのような装置の図１５内に斜線で示されたフレーム内に保持される膜ｍｎ上に形成される。領域ｄｆは、図１５内にｆ１（『活性領域』）として示される１つの四半分内にだけ非アイドル開口部を含有する。領域ｄｆの残りの領域ｆ０（『アイドル領域』）は、アイドル開口部だけを含有する。たとえば図６Ｂ内に示されるものの様に、活性領域ｆ１内に偏向電極の構成があることができるが、非アイドル偏向装置を形成するために、全ての活性電極３１１が動作可能なように構成される。アイドル領域ｆ０では全ての開口部がアイドルタイプである；好ましくは、何の活性電極もこの領域内になく、更に、対電極は省略されることができる；加えて、アイドル領域ｆ０内のアイドル開口部のサイズは、ビームレットの通過を容易にするためにより大きくなることができる。
図１６は、この実施態様の４枚のＤＡＰ５１−５４のレイアウトを示す。ＤＡＰの各々において、この場合に総面積ｄｆの４つの四半分の各々内に、それぞれの活性領域ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が異なって位置する。（４枚のＤＡＰのレイアウトは、鏡面反射または９０°での回転で互いに対応する。）まとめると、ＤＡＰを横断する粒子ビームの全てビームレットに対して完全なブランキング機能を提供するために、領域ｆ１−ｆ４は全部の領域を包含する。
ＤＡＰの膜ｍｎ内の領域ｄｆのサイズが確立された構築方法でパターン化されることができるダイ領域ｄｓのサイズｄ１（すなわちスキャナ場サイズ）と比べて大きい、非アイドル開口部の領域のこの種の配置はとりわけ有利である。回路を製作するダイ領域ｄｓは、一般的に２４ｍｍ×３２ｍｍ以下であり、かつ高速切り替え機能を備えた偏向器装置アレイおよびパッケージングのためのバンプを含まなければならない。したがって、ブランキングアレイサイズの使用可能なサイズはスキャナサイズによって限定されることができる。図１５および１６内に例示されるアプローチは、複数の部分的領域ｆ１−ｆ４上へアパーチャ場の領域ｄｆを分散することによってこの限界を迂回することを可能にする。図１５内に示されるＤＡＰ５１の例を参照して、ＤＡＰ５１が生成されるウエハのダイ場ｄｓの単一領域内に活性領域が形成され、および、ウエハ上の隣接したダイが、アイドル領域ｆ０のより大きな部分を含むこのダイ場ｄｓの外側に位置する部分を形成するために犠牲にされる。活性領域ｆ１内の偏向装置の制御回路のための給電および電子制御ラインを提供するために、ＤＡＰ５１に対する電気ボンディングが、ダイ領域ｄｓの一方または両方の外側エッジに沿ってフレーム内に形成される１つ以上の領域ｂｒ内に適切に設けられることができる。これらの電気ボンディング領域ｂｒは、たとえば、複数の電気ボンディングパッド（図示せず）を含むことができる。
・更なる変形
ここで開示される本発明の実施態様が例示的なだけであり、かつ本発明を限定するように解釈されるべきでないことは当業者に明確である。むしろ、当業者は添付の請求の範囲に記載の本発明の主旨及び範囲内に起こる変更および付加を容易に見いだすであろう。さらに、注目に値することはビームの偏向は＋Ｘ、−Ｙ、＋Ｙ、−Ｙ方向であることができ、したがって、さらに、他の配置が、ＰＤ装置に従う荷電粒子投射光学系内のグローバル空間電荷効果の最小化を最適化するように設計されることができるということである。更に、複数のＤＡＰを備えたＰＤ装置が、さらに、全ての偏向電極を含有する、すなわちたとえば図８Ａ内に示される設計の、ＤＡＰを用いて設計されることができる。この場合の利点は、全てのＤＡＰが必要とされたビームレット偏向分量を共にもたらすので、１枚のＤＡＰ内の電圧が低下されることができることである。しかし、この種の配置が、偏向電極を駆動するＣＭＯＳ回路に対してより多くの領域を得るために複数のＤＡＰを使用する決定的な利点の１つとして選択される可能性は低い。
１１ 電子またはイオン源
１２ 汎用ブランカ
１３ 集光レンズ系
１４ ターゲットまたは基板
１６ 偏向手段
１７ 停止プレート
２０ アパーチャ
３０ 静電多電極加速レンズ
３１ 磁気レンズ
４１ ウエハ
４２ ストライプ
４３ 像視野
５１−５４ ＤＡＰ
９１−９４ ＤＡＰ
１００ 器具
１０１ 照射系
１０２ ＰＤ系
１０３ 投射系
１０４ ターゲットステーション
２００ ＰＤ装置
２０１ アパーチャアレイプレート
２０２ 偏向アレイプレート（ＤＡＰ）
３００ ＰＤ系
３０１ アパーチャアレイプレート
３０３ 停止プレート
３０４ ターゲット
３１０ 対（「接地」）電極
３１１ 活性電極 ＤＡＰ
３１２ 第１のＤＡＰ
３１３ 開口部
３２２ 第２のＤＡＰ
４１０、４２０、４３０、４４０ 対電極
４１１、４２１、４３１、４４１ 活性電極
４１２、４２２、４３２、４４２ ＤＡＰ
５００ ＰＤ装置
５０１ アパーチャアレイプレート
５１０ 対電極
５１１、５１１’ 活性電極
５１２ 第１のＤＡＰ
５１３ 開口部
５２０ 対電極
５２１、５２１’ 活性電極
５２１ 第１のＤＡＰ
５２２ 第２のＤＡＰ
５２３ 開口部
６１２、６２２、６３２、６４２ ＤＡＰ
７００ ＰＤ系
７０１ アパーチャアレイプレート
７０３ 停止プレート
７０４ ターゲット
７１０ 対電極
７１１ 活性電極
７１２ 第１のＤＡＰ
７２０ 対電極
７２１ 活性電極
７２２ 第２のＤＡＰ
７７０ 対電極
７７１ 活性電極
７７３ 開口部
９００ ＰＤ系
９０３ 吸収プレート
９０４ ターゲット
９１０、９２０ 対電極
９１１、９２１ 活性電極
９１２、９２２ ＤＡＰ
９１３、９２３ 開口部
９１４、９２４ 電極
９４０ 対電極
９４１ 活性電極
９４３ 開口部
９４４ シールド対電極

Claims (10)

  1. 荷電粒子マルチビーム処理または検査器具（１００）に用いられるパターン画定装置（１０２）であって、前記装置が、電気的荷電粒子のビーム（ｌｐ）を照射され、かつ複数のアパーチャを通しての前記ビームの通過を可能にし、したがって対応する数のビームレットを形成するように適応されるアパーチャ場（ａｆ、ｘｆ）を備え、前記ビームレットの各々が、前記パターン画定装置を通してそれぞれのビームレット経路（ｐ０）に沿って前記アパーチャ場（ａｆ、ｘｆ）を横断し、かつ各ビームレットに対するそれぞれの公称経路まで前記パターン画定装置の下流に延伸し、
    前記パターン画定装置（１０２、３００、５００、７００、９００）が、前記ビームレットの各々が少なくとも２台の偏向アレイ装置を横断するようにスタックされた配置で前記アパーチャ場（ａｆ、ｘｆ）を横切って配置される、少なくとも２台の偏向アレイ装置（３１２、３２２；４１２、４２２、４３２、４４２；５１２、５２２；６１２、６２２、６３２、６４２；７１２、７２２；９１２、９２２；９１、９２、９３、９４）を含み、
    各偏向アレイ装置が前記アパーチャ場（ａｆ、ｘｆ）に対応する領域を有し、前記領域が、
    −前記それぞれの偏向アレイ装置を通してのビームレットの通過を可能にする複数のブランキング開口部（３１３、５１３、５２３、９１３、９２３、９４３）、および
    −複数の偏向装置であって、各々が、それぞれのブランキング開口部（３１３、５１３、５２３、９１３、９２３、９４３）と関連づけられ、かつ少なくとも１本の静電電極（３１０、３１１、４１０、４１１、４２０、４２１、４３０、４３１、４４０、４４１、５１０、５１１、５２０、５２１、７１０、７１１、７２０、７２１、７７０、７７１、９１０、９１１、９２０、９２１、９４０、９４１）を備える前記偏向装置を備え、前記偏向装置が、選択的に活性化可能でかつ、活性化される時、それらの公称経路（ｐ０、ｐ１）から前記ビームレットを進路変更させるのに十分な分量で前記ビームレットを偏向させるために、前記ビームレットが前記それぞれのブランキング開口部を横断するのに影響を与えるように構成され、
    各偏向アレイ装置（３１２、３２２；４１２、４２２、４３２、４４２；５１２、５２２；６１２、６２２、６３２、６４２；７１２、７２２；９１２、９２２；９１―９４）に対して各偏向アレイ装置がそれらを選択的に偏向させることによって前記ビームレットのそれぞれのサブセット（Ａ、Ｂ）に属する前記ビームレットだけに働くように構成され、一方、前記それぞれのサブセット（Ｂ、Ａ）に属していない前記ビームレットが偏向なしで前記それぞれの偏向アレイ装置を横断することを可能にするように、前記複数の偏向装置が、前記ビームレットのそれぞれのサブセット（Ａ、Ｂ）に対応し、
    前記パターン画定装置（１０２、３００、５００、７００、９００）の異なる偏向アレイ装置が、ビームレットの異なるサブセットに働くように構成されており、一方、前記偏向アレイ装置をまとめると、ビームレットの数全体に働くことが可能であることを特徴とするパターン画定装置。
  2. 前記パターン画定装置（１０２、３００、５００、７００、９００）の偏向アレイ装置が、ビームレットの相互に分離したサブセット（Ａ、Ｂ）に働くように構成され、前記サブセットが、前記アパーチャ場を横断する各ビームレットが前記偏向アレイ装置の正確に１台と関連づけられるように構成され、それが、したがって、それを選択的に偏向させることによって前記ビームレットに働くように構成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン画定装置。
  3. 前記アパーチャ場を横断する各ビームレットが偏向装置の少なくとも１台によって偏向可能であるように、前記パターン画定装置（１０２、３００、５００、７００、９００）の偏向アレイ装置が構成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン画定装置。
  4. 前記ビームレットの組が、前記ビームレット経路（ｐ０）の共通の方向に対して垂直な二次元面上へ投射される時、領域の少なくとも一部で、好ましくはアパーチャ場（ａｆ、ｘｆ）全体の上に、相互に交錯するグリッドに沿って配置されることを特徴とする請求項１−３のうちいずれか一項に記載のパターン画定装置。
  5. 前記ビームレットの組が、前記ビームレット経路（ｐ０）の共通の方向に対して垂直な二次元面上へ投射される時、隣接する領域（ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４）内に配置され、その領域が、好ましくはオーバラップせず、かつまとめると、アパーチャ場（ａｐ）全体を包含することを特徴とする請求項１−３のうちいずれか一項に記載のパターン画定装置。
  6. 前記偏向装置が、前記それぞれのブランキング開口部を横断する前記ビームレットに静電場を印加し、かつしたがってそれらのそれぞれの公称経路から前記ビームレットを進路変更させるのに十分な分量で前記ビームレットを偏向させるために構成される静電電極（３１０、３１１、４１０、４１１、４２０、４２１、４３０、４３１、４４０、４４１、５１０、５１１、５２０、５２１、７１０、７１１、７２０、７２１、７７０、７７１、９１０、９１１、９２０、９２１、９４０、９４１）を備えることを特徴とする請求項１−５のうちいずれか一項に記載のパターン画定装置。
  7. 前記偏向装置の各々の前記静電電極が、少なくとも１本の偏向器電極（３１１、４１１、４２１、４３１、４４１、５１１、５２１、７１１、７２１、７７１、９１１、９２１、９４１）および関連する対電極（３１０、４１０、４２０、４３０、４４０、５１０、５２０、７１０、７２０、７７０、９１０、９２０、９４０）を備え、前記対電極が前記偏向装置に共通の静電位に保持されることを特徴とする請求項６に記載のパターン画定装置。
  8. 前記偏向装置の各々の前記静電電極が、それぞれ、反対側の符号の静電位で供給されるように構成される少なくとも２本の静電偏向器電極を備えることを特徴とする請求項６に記載のパターン画定装置。
  9. 前記偏向装置の前記静電電極に供給される前記静電位が、異なる偏向装置に対して異なる値を有し、前記値が、絶対値、前記静電位の符号および時間の関数のうち少なくとも１つに関して変更されることを特徴とする請求項６−８のうちいずれか一項に記載のパターン画定装置。
  10. 請求項１−９のうちいずれか一項に記載のマルチビームパターン画定装置（１０２、３００、５００、７００、９００）を備える粒子ビーム処理または検査器具（１００）。
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