JP2015165565A - 帯電粒子マルチビーム露光ツールにおける欠陥ビームレットの補償 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥数を有する粒子−光学リソグラフィ装置内のブランキング・アパーチャ・アレイにより、対象物上に所望パターンを露光する技術を提供する。【解決手段】所望パターンから、欠陥ブランキング・アパーチャを無視する画像要素上のラスタ・グラフィックスとして名目上の露光パターンを計算する。欠陥ブランキング・アパーチャのアパーチャ画像によって露光される損傷画像要素１１０５を決定する。各損傷要素１１０５に関して、一組の隣接する画像要素を補正要素１１０４として選択する。各損傷要素に関して、補正要素のための補正線量値を計算することであって、前記補正線量値は、それぞれの線量値が許容線量内にあるという制限下で、名目上の線量分布からの欠陥を含む線量分布の偏移の誤差関数を最少にする。及び、補正要素における名目上の線量値を補正線量値に置き換えることによって、補正露光パターン１１０３を生成する。【選択図】図１１

Description

本発明は、粒子ビーム露光ツール内で対象物表面上に所望パターンを露光するための露光パターン計算方法、並びに計算方法を組み込むことにより対象物表面上へ所望パターンを形成する方法に関し、この計算方法は、露光ツール内、即ち露光ツール内で使用してパターンを画定するブランキング・アパーチャ・アレイ内に存在することがある特定の欠陥を考慮に入れるように設計される。

特定の適用例では、本発明は、荷電粒子によって形成されるエネルギー照射ビームで対象物を照射する方法であって、
・前記照射に対して透過的な複数のアパーチャを有するパターン画定手段を準備するステップ、
・前記アパーチャを通りパターン画定手段を横断する照光幅広ビームにより前記パターン画定手段を照光し、こうして対応する複数のビームレットからなるパターン化ビームを形成するステップ、
・対象物の場所上で前記パターン化ビームをパターン画像にするステップであって、パターン画像は、対象物上のいくつかの画像要素を覆う複数のアパーチャの少なくとも一部分の画像を含み、画像要素の場所は、アパーチャ画像の名目上の（中心）位置に対応する、及び
・前記対象物とパターン画定手段との間に相対移動を発生させ、ビーム露光が実施される領域上の経路に沿って、対象物上の前記パターン画像の移動をもたらすステップであって、前記領域は、複数の画像要素から構成されるステップ、
を含む方法に適用される。

本発明による方法の実施に適した荷電粒子マルチビーム処理装置は、本出願人の特許文献１に開示されており、関連従来技術として本明細書によって本開示に組み込まれる。該文献は、荷電粒子リソグラフィ及びその処理方法並びにＰＭＬ２（「投射マスクレス・リソグラフィ」（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｍａｓｋ−Ｌｅｓｓ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）の略）と呼ばれる装置を記載しており、本出願人の刊行物は、ｅＭＥＴ（「電子マルチビーム・マスク露光ツール」（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｕｌｔｉ−ｂｅａｍ Ｍａｓｋ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｔｏｏｌ）の略）を記載しており、両方とも、マルチビーム書込み概念を実現し、パターン画定（ＰＤ、ｐａｔｔｅｒｎ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）デバイスとしてプログラム可能アパーチャ・プレート・システム（ＡＰＳ）を使用しており、このパターン画定デバイスは、荷電粒子の単一供給源から抽出される粒子ビームを構造化するためのものである。図１は、ＰＤデバイス１０２を有するｅＭＥＴ型マルチビーム処理装置を示し、このマルチビーム処理装置において、ビームレットは、アパーチャ・アレイ・プレート２０１のアパーチャ２０により形成され、偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）２０２のより大きな開口を貫通する。ＤＡＰ２０２で偏光されたビームレットは、帯電粒子投射光学装置１０３の第２の交差部ｃ２に又はその付近に位置する停止プレート１７でフィルタ除去される。このことは、ＤＡＰ内に末端プレートを必要とせず、ＤＡＰ内のビーム・ブランキングの達成が極めてより小さな偏光角度で十分であるという利点を有する。

荷電粒子マルチビーム・リソグラフィ及びその処理は、シリコン・ウェハ基板上へのマルチビーム・マスク書込み処理用及びマスクレス・マルチビーム直接書込み処理用等、ナノリソグラフィ及びナノパターニング用途で関心を高く集めているものである。本発明に関して、用語「対象物」及び「基板」は、意味の差がなく使用される。

特に、電子マルチビーム書込みは、１９３ｎｍ液浸リソグラフィに必要なフォトマスク、極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）用ＥＵＶマスク、及びナノインプリント・リソグラフィ用、特にサブ１０ｎｍ技術ノードまでの拡張性を有するサブ２０ｎｍ半導体技術ノード用テンプレート（１×マスク）の、将来の産業的生産に向けた有望な概念である。マルチビーム・マスク・ライタに関して、本出願人は、頭文字ｅＭＥＴを作出している（上記を参照）。マルチカラムＰＭＬ２構成におけるシリコン・ウェハに対するマルチ電子ビーム直接書込み（ＭＥＢＤＷ）処理の構成は、本出願人の特許文献２及び特許文献３に記載される。

ＰＤデバイスは、好ましくはプログラム可能マルチアパーチャ・デバイスである。プログラム可能マルチアパーチャ・プレートに基づく帯電粒子マルチビーム投射光学システムの実装は、合焦単一スポット・ビーム・システム並びに可変成形ビーム（ＶＳＢ）システムと比較して達成可能な生産性の著しい改良を可能にする。生産性が改良される理由は、第１に、複数のビームを使用する処理の並行性であり、第２に、同じ解像度で基板に画像化できる（並行する全てのビームレット書込みの）電流の増大である。単一電子ビーム・システムと比較して、電子マルチビーム書込み装置の対象物における電流密度は、ＶＳＢシステムと比較すると（Ａ／ｃｍ^２の大きさで）約２桁低く、したがって、単一ビーム・システムを使用するときに避けられない、高い（＞１００Ａ／ｃｍ^２）電流密度による瞬間的な加熱の影響を低減する。

レイアウト・データは、通常、多角形構造で生成される。マスクレス・パターン書込みツールによるレジスト画像の露光に関して、レイアウト・データは、画素画像データに変換される（ラスター化）。したがって、マスクレス・ツールのための技術には、データの準備に特有の方法を必要とする。マスクレス・ツール概念の１つの特徴は、各画素が、露光の有無とは無関係に同じ時間量を必要とすることである。

規格チップの大きさで十分に良好な特徴の解像度を得るのに必要な画素数は、非常に高く、依然として難しい作業である。したがって、完成したラスター化画像データの保存は、可能ではない。代わりに、レイアウト・データは、短いランタイムしか必要としない単純なアルゴリズムを用いるオンライン・ラスター化で処理する。ＰＭＬ２及びｅＭＥＴマルチビーム直接書込み概念は、単一ビーム書込みと比較して書込み速度の多大な向上を可能にする。このことは、必要な電流密度が低減すること、大きな断面により空間電荷の重要さが減少すること、並行書込み方策によりデータ転送速度が向上すること、及び複数のビームの使用により高度の冗長性が可能であることにより生じる。

本出願人の特許文献４は、少なくとも１つのアパーチャ・プレート及びブランキング手段を備える、粒子ビーム処理のためのパターン画定手段を開示している。アパーチャ・プレート内のアパーチャは、「噛合い（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋｉｎｇ）格子」内に配置され、この噛合い格子において、アパーチャは、基本の格子が互いにオフセットされる正方形又は長方形の群で配置される。

このことは、走査方向に直角及び／又は平行な方向に対して取られるアパーチャの位置が、前記方向に沿ったアパーチャの実効幅の整数倍だけ互いにオフセットするだけではなく、前記実効幅の整数分の１の整数倍だけ互いにオフセットすることも意味する。この文脈において、「走査方向」とは、露光工程中、対象物表面上に帯電粒子ビームにより形成されるアパーチャ画像が対象物表面上を移動する主な方向を示す。

露光画素に対する線量制御と組み合わせた、「噛合い格子」解決策は、個々のアパーチャの各画素により形成される個々のスポットの大きさは低減しないにもかかわらず、対象物表面上へ構造又はパターンを位置決めするための、より微細な解像度を可能にする。分数オフセットの特定値は、アパーチャの実効幅の１／２^Ｋ倍の整数倍であり、但し、Ｋは正の整数である。その結果、露光画素のための書込み又は配置格子は、対象物領域を完全に覆うのに必要な以上に微細にすることができる（オーバーサンプリング）。

更に、特許文献４は、一列に位置する複数のアパーチャによって対象物上の１つの画素を次に露光することによりグレー・スケールを生成することを記載している。したがって、シフト・レジスタ手法は、グレー・スケール・パターン、即ち最小露光線量（「ブラック」）と最大露光線量（「ホワイト」）との間に内挿される露光レベルをもたらすのに効果的に適用できる。

最新のＰＭＬ２概念は、基板を連続的に移動させ、構造化ビームの投射画像が、一列に位置するアパーチャを次に露光することによって全てのグレー画素を生成する方策である。グレー・レベルを実現するために、一列のアパーチャの合計量を群に細分でき、群の数は、所望のグレー・レベルの数に対応する。本出願人による特許文献５に記載の最近の変形形態では、各画素に対して、（機械的）走査方向に沿った１回又は数回のビームを使用してグレー画素の組全体を生成する、いわゆる「トロット（ｔｒｏｔｔｉｎｇ）・モード」書込み方策が提案されている。本出願人による特許文献６では、グレー画素は、露光されるアパーチャ画像の露光時間を制御することによって実現される。ここでは、単一露光アパーチャ画像のみが１つのグレー画素を生成するのに必要であり、したがってＣＭＯＳ及びデータ管理の複雑さを更に低減する。同時に、ＰＤデバイスは、規則的な長方形格子に従ってアパーチャを配置するように簡略化される一方で、アパーチャ画像間の空間は、画像を偏光させることによって必要に応じて配置格子に到達する。アパーチャ画像を配置格子上に移動させる時間的シーケンス、配置格子シーケンスは、自由に選択できる。

この開示において、用語「画像要素」（ｉｍａｇｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）−ＩＥＬと省略する−は、現在の配置格子に従って、ある露光インターバルでのアパーチャの画像化から得られたパターン領域内の対象物への露光線量を示すために使用される。したがって、ＩＥＬは、対象物上の画素と概ね同様である。投射システムの画像化特性のために、ＩＥＬは、通常、その隣接するＩＥＬと有限の重複部を有することになる。

解決すべき一般的な問題は、ＰＤデバイスが全体的には理想的ではないことであり、このことは、いくつかの（小）数のアパーチャが設計したように作動しないことを意味する。不良アパーチャは、物理的に閉塞される（したがって常時閉鎖される）ことがあり、切り替える（したがって常時開放する）ことができない場合があるか、又は対象物上の不正確な位置に向かってビームレットを送出することがある（例えば位置の誤差）。一般的な救済策として、該当するアパーチャは、可能なときは必ずオフに切り替えることになる。所与のＰＤシステムに対して、そのような欠陥アパーチャの場所は判断できる。

配置格子シーケンスの選択が自由であるために、欠陥アパーチャによって書き込まれたアパーチャ画像を含むＩＥＬを、他の非欠陥アパーチャによって書き込まれたＩＥＬによって常に囲むことを保証できる。

噛合い格子手法は、アパーチャ誤差の重大さを既に低下させている。というのは露光画像において、どのＩＥＬも、多数の他の非欠陥アパーチャにより作製されたＩＥＬと重複するからであり、このようにして単一アパーチャ画像の重要性は低下する。多くの場合、特に欠陥アパーチャの画像が透明化線量（ＤＴＣ、Ｄｏｓｅ−Ｔｏ−Ｃｌｅａｒ）輪郭線から離れて発生する場合、この補正方策は十分である。しかし、欠陥アパーチャがＤＴＣ線に直接位置する、又はＤＴＣ線の近傍に位置する場合、十分ではない。というのは、ＤＴＣ線に著しい乱れが生じる場合があるためであり、これまで利用不可能な、より複雑な補正方法を必要とする。

米国特許第６，７６８，１２５号 米国特許第７，２１４，９５１号 米国特許第８，１８３，５４３号 米国特許第７，２７６，７１４号 米国特許第７，７７７，２０１号 米国特許第８，２２２，６２１号 米国特許第７，７８１，７４８号 米国特許第７，６８７，７８３号 米国特許第８，１９８，６０１号 米国特許第６，８５８，１１８号

本発明の目的は、欠陥アパーチャにより導入される、ＤＴＣ線内の誤差を補正することである。この文脈において、「欠陥アパーチャ」とは、固定露光レベル、例えば１００％（常時オン誤差）、０％（常時オフ誤差）でのアパーチャ、又は欠陥アパーチャが画像化されるＩＥＬ（「欠陥ＩＥＬ」）のためにプログラムされたレベルとは異なる露光をもたらす任意の他の露光レベルでのアパーチャを指す。

欠陥アパーチャ補正（ＤＡＣ、ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は、全体的な線量分布に対する欠陥ＩＥＬの影響を最小にするように、欠陥ＩＥＬの近傍にあるＩＥＬの露光レベルを修正する（以下では補正ＩＥＬと呼ぶ）。欠陥アパーチャ補正は、誤差を著しく低下させる。欠陥アパーチャ補正は、個々のＩＥＬの線量分布及びオーバーサンプリングにより異なるＩＥＬの重複部により可能になる。

ラスター化画像データの作製後、欠陥アパーチャは、それらのＩＥＬに関連付けられる。こうした欠陥ＩＥＬのそれぞれに対して、ＤＡＣ処理を実行し、今度はラスター化画像データを補正ＩＥＬのために修正する。

この作業は、あらゆる単一欠陥ＩＥＬを解決する最適化問題として定式化される。このことは、補正ＩＥＬの露光レベルがラスター化工程により既に設定されているために必要であり、可能な露光レベルの上限値及び下限値のみが一定レベルの変更を可能にする。各補正ＩＥＬの露光レベルの可能な最小及び最大変更は、欠陥ＩＥＬの近傍のラスター化画像により異なるので、全ての欠陥ＩＥＬで異なる。

最適化アルゴリズムの目標は、全ＩＥＬの和によって与えられる理想的な線量分布と、欠陥ＩＥＬ、補正ＩＥＬ及び全ての他のＩＥＬの和によって与えられる補正線量分布との間の差異の最小化である。ＤＴＣ線位置の補正は、その最小化に含まれる。したがって、ＤＡＣは、最初のベクトル形状を使用せず、ラスター化画像データのみを使用する。ベクトル形状の複雑さは、補正の実施と無関係であり、また、ＤＡＣは、ラスター化アルゴリズムの具体的な実装とも無関係であり、これにより著しい自由度を有する。

いくつかの状況では、補正ＩＥＬとして、欠陥ＩＥＬに直に隣接するＩＥＬのみの使用だけでなく、より遠いＩＥＬの使用も必要になる。このことは、直に近接するＩＥＬがそれらの最少又は最大露光レベルに既にある又はその近くにある場合、補正の質を劇的に増大させる。アルゴリズムは、露光レベル変更可能性の「利用可能性」に従って特定の補正ＩＥＬを選択する。補正可能ＩＥＬの選択された組は、補正ランタイムに著しく影響を与える、即ちランタイムは、補正可能ＩＥＬの数及び得られた補正の質に伴って増大する。

補正は、数桁の差で書込み工程よりも迅速に計算され、リアルタイム補正として実装される。このことは、補正されるデータを、リアルタイムで生成、更に処理し、線形問題として最適化問題を定式化し、今度は低次元線形代数学演算の形態で定式化することによって到達させるために必要である。補正されるデータは、例えば、ラスター化の後、同じ機械上のＮＶＩＤＩＡ ＧＰＵ上に直接実装されており、ラスター化工程と比較すると更なるハードウェアを必要としない。中核となる最適化アルゴリズムは、Ｌａｗｓｏｎ−Ｈａｎｓｏｎ ＮＮＬＳアルゴリズムの修正、最適化版であり、これは、非負制約だけでなく、ボックス制約にも対処できる。アルゴリズム作業データは、プロセッサ・レジスタ内に適合するほどに小さい。そのメモリは、欠陥ビームレットの読出し及び補正ビームレット係数の書込みにアクセスされるだけである。

ＤＡＣのリアルタイム性のために、システム・パラメータ（例えば欠陥アパーチャの組又は書込みシーケンス）はいつでも変更できる。アパーチャをオフに切り替えできることで、本方法が、（常時オン及び常時オフ誤差に制限されない）あらゆる性質のアパーチャ誤差を対処可能になる。一般的な欠陥を有するアパーチャは、ユーザがオフに切り替えることができ、常時オフ誤差として対処されることになる。

個々のＩＥＬの線量分布（点広がり関数）は、ＩＥＬ間の重複部に寄与するので、入力値である。様々な点広がり関数、即ちアパーチャ・プレートにわたる空間のばらつきを有する関数を対処可能である。

アルゴリズムは、そのリアルタイム能力及びＩＥＬの基礎をなす有限重複部のために、噛合いを有するマルチビーム・ライタで働くように特別に設計されている。

常時オン・アパーチャは、「露光時間」ウインドウ外側の材料さえ露光する。このことは、常時オン誤差と常時オフ誤差との間に非対称をもたらす。

言い換えれば、本発明は、ブランキング・アパーチャ・アレイ内の有限の欠陥数を考慮に入れる粒子−光学リソグラフィ装置内の前記ブランキング・アパーチャ・アレイにより、対象物上に所望パターンを露光するための露光パターンを計算する方法であって、前記所望パターンは、対象物上の画像領域内の多数の画像要素から構成され、
ブランキング・アパーチャ・アレイは、複数のブランキング・アパーチャを備え、複数のブランキング・アパーチャは、ブランキング・アパーチャの相互位置を画定する所定の構成でブランキング・アレイ領域内に配置され、各ブランキング・アパーチャは、それぞれの露光インターバル中、それぞれのブランキング・アパーチャを通り対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光される線量値に対して選択的に調節可能であり、前記線量値は、最小値から最大値の間の共通線量インターバル内の値を取り、有限数の欠陥ブランキング・アパーチャを除いて、各欠陥ブランキング・アパーチャは、露光インターバル中、それぞれの一定線量値、又は共通線量インターバルに適合しない線量インターバルのいずれかを対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光し、
書込み工程中、露光インターバル・シーケンスが行われ、各露光インターバルでは、ブランキング・アパーチャは、対象物上に画像化され、こうして対応する複数のアパーチャ画像を生成し、アパーチャ画像の位置は、露光インターバル中、対象物に対して固定したままにされ、画像要素の位置と一致するが、露光インターバル間では、アパーチャ画像の位置は、対象物に対して変位され、このようにして、対象物上の前記画像領域内の全ての画像要素を覆うように複数のアパーチャ画像を露光し（一般に、複数のアパーチャ画像が１つの画像要素に寄与することに留意されたい）、
本方法は：
（ａ）欠陥ブランキング・アパーチャの一覧を準備することであって、前記一覧は、一覧に列挙される各欠陥ブランキング・アパーチャに関する情報を含み、それぞれの欠陥ブランキング・アパーチャの位置及び一定線量値又は不適合線量インターバルのいずれかを指定する、準備をすること、
（ｂ）所望パターンを準備し、欠陥ブランキング・アパーチャを無視する多数の画像要素上に画定したラスタ・グラフィックスとして名目上の露光パターンを計算することであって、前記名目上の露光パターンは、所望パターンの輪郭線を実現する対象物上に名目上の線量分布をもたらすのに適し、対象物の各画像要素のためのそれぞれの名目上の線量値を含む、準備、計算をすること、
（ｃ）欠陥ブランキング・アパーチャのアパーチャ画像によって露光される画像要素（「損傷要素」と呼ばれる）を決定すること、
（ｄ）各損傷要素に対して、一組の画像要素（「補正要素」と呼ばれる）を選択することであって、前記補正要素は、対象物上の画像領域内のそれぞれの損傷要素の近傍内に位置するが、それぞれの損傷要素とは異なる、選択をすること、
（ｅ）各損傷要素に対して、補正要素のための補正線量値を計算することであって、前記補正線量値は、補正線量値のそれぞれが共通線量インターバル内にあるという制約下で、前記補正線量値で計算した対象物上の線量分布からの名目上の線量分布の偏移の誤差関数を最少にする、計算をすること；
（ｆ）それぞれの補正要素において名目上の線量値を補正線量値に置き換えることによって、書込み工程による所望パターンの露光に適した補正露光パターンを名目上の露光パターンから生成すること
を含む方法を提案する。

この解決策により、上述した目標は驚くほど効率的に達成される。更なる利点は、本発明の詳細な説明において以下で説明する。

本発明による方法の計算量を低減するために、ステップ（ｅ）では、全ての損傷要素に対して一様である事前計算係数を使用することが有利である。特に、それぞれが、損傷要素と、補正要素の関係する組のそれぞれの補正要素との間で統合された重複部を表す事前計算係数の第１の群（ベクトルｂ、以下を参照）と、及びそれぞれが、一組の補正要素内の２つの補正要素間で統合された相互の重複部を記述する事前計算係数の第２の群（マトリックスＳ）がある。

ステップ（ｄ）で述べた隣接とは、常に、それぞれの損傷要素の場所の周囲の有限の範囲である。特に、ステップ（ｄ）では、補正要素は、それぞれの損傷要素に最も隣接する補正要素の組、又はそれぞれの損傷要素に所定の最大距離まで隣接する補正要素の組から選択でき、但し、距離は、適切な距離関数、ユークリッド距離、直線距離又はｐ−ノルム距離等を使用して測定される。

常時オン欠陥を補償する更なる措置として、欠陥ブランキング・アパーチャがそれぞれの一定値を露光する場合の欠陥（即ち常時オン欠陥）を有する欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた欠陥要素に関して、ステップ（ｅ）の前に、アパーチャ画像が画像要素上に置かれたままになった期間に対する１回の露光インターバル期間の比率に対応する係数との増倍だけそれぞれの線量値を更に増大させることが有利であり得る。

他の種類の欠陥は、補償に異なる手法を必要とすることになる。例えば、欠陥ブランキング・アパーチャがそれぞれの一定線量値、又は共通線量インターバルに適合しない線量インターバルのいずれかを露光する場合の欠陥とは異なる欠陥を有する欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた欠陥要素に関して、常時オフ欠陥として欠陥を処理することが適切である場合があり、次に、それぞれのブランキング・アパーチャは、最小値の線量インターバルで作動される。

ステップ（ｅ）の誤差関数の適切な実装形態の一例として、偏移の最小二乗誤差関数があり、その場合、補正線量値を計算することは、ボックス制約最小二乗アルゴリズムを使用して最小の前記誤差関数について解くことを含むことができる。典型的及び好ましくは、次元性は、それぞれの組内の補正要素の数に等しい。一般に、補正要素の補正線量値だけでなく、損傷要素の修正線量値も（関連する補正要素との重複部のために）誤差関数内に入ることを指摘することは注目に値し得る。

手順を単純化するために、しばしば、それぞれの損傷要素の位置に対して、補正要素の組の一様な形状を使用してステップ（ｄ）を実施することが有利である。

更なる態様では、ブランキング・アパーチャに個別の増倍係数によってそれぞれのブランキング・アパーチャに割り当てた値とは異なる線量値の露光を引き起こす相対線量欠陥を補償する１つの適切な手法は、以下の通りとすることができる：そのような相対的線量欠陥を有する欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた欠陥要素に関し、ステップ（ｅ）の前に、欠陥ブランキング・アパーチャの線量値を前記定数係数の逆数で乗算し、且つこうして得られた線量値が共通線量インターバルの最大値を超える場合、それぞれの欠陥ブランキング・アパーチャを常時オン欠陥を有するものとして処理する。

本発明の別の発展形態では、露光インターバル間では、アパーチャ画像の位置を配置格子シーケンスに従って対象物に対して変位させる配置格子手法を使用する。この場合、ステップ（ｄ）において、配置格子シーケンスは、それぞれの損傷要素の位置に対する補正要素の組の形状に関して選択されることが適切であり得、前記配置格子シーケンス及び前記形状は、あらゆる損傷要素に関して、それぞれの組が欠陥ブランキング・アパーチャによって露光される画像要素を含まないことを保証する。

本発明は、ブランキング・アパーチャ・アレイ内の有限数の欠陥を考慮に入れる粒子−光学リソグラフィ装置内の前記ブランキング・アパーチャ・アレイにより、所望パターンを対象物上に露光する方法であって、前記所望パターンは、対象物上の画像領域内の多数の画像要素から構成され、
ブランキング・アパーチャ・アレイは、荷電粒子ビームにより照光され、ブランキング・アパーチャ・アレイは、複数のブランキング・アパーチャを備え、複数のブランキング・アパーチャは、ブランキング・アパーチャの相互位置を画定する所定の構成でブランキング・アレイ領域内に配置され、前記ブランキング・アパーチャの少なくとも一部の画像は、対象物上の画像領域上に画像化され、
各ブランキング・アパーチャは、それぞれの露光インターバル中、それぞれのブランキング・アパーチャを通して対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光される線量値に関して選択的に調節可能であり、前記線量値は、最小値から最大値の間の共通線量インターバル内の値を取り、有限数の欠陥ブランキング・アパーチャを除いて、各欠陥ブランキング・アパーチャは、露光インターバル中、それぞれの一定線量値を対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光し、
書込み工程中、露光インターバル・シーケンスが行われ、各露光インターバルでは、ブランキング・アパーチャは、対象物上に画像化され、こうして対応する複数のアパーチャ画像を生成し、アパーチャ画像の位置は、露光インターバル中、対象物に対して固定したままにされ、画像要素の位置と一致するが、露光インターバル間では、アパーチャ画像の位置は、対象物に対して変位され、このようにして、対象物上の画像領域内の全ての画像要素を覆うように複数のアパーチャ画像を露光し、
前記書込み工程によって対象物上に所望パターンを露光する露光パターンであって、各露光インターバルの間、ブランキング・アパーチャのための線量値を含む前記露光パターンは、本発明による方法によって計算される、方法を含む。

以下において、本発明及び更なる発展形態をＰＭＬ２／ｅＭＥＴ機構及び添付の図面に基づく実施形態の一例と共に記載し、例示する。しかし、本発明は、以下に記載する特定の例に限定されないことを理解されたい。

本発明に適した粒子ビーム露光装置の概略的縦断面図である。 図１の装置に使用するＰＤデバイスの断面詳細図である。 ストライプを使用する、対象物に対する基本書込み方策を示す図である。 本発明で使用できるアパーチャの構成を示す図である。 露光される例示的パターンの画素マップの一例を示す図である。 配置格子を使用する、画素の露光方式を示す図である。 Ｍ_ｘ＝２，Ｍ_ｙ＝２，Ｎ_ｘ＝２，Ｎ_ｙ＝２を有するアパーチャの更なる構成を示す図である。 図５Ａと比較するとアパーチャの画像の大きさよりも微細な画素配置格子（オーバーサンプリング）の一例を示す図である。 配置格子の一例を示す図である。 図５で使用される配置格子シーケンスを有する詳細図である。 従来技術で示唆される常時オフ誤差のためのＤＴＣ線補正を示す図である。 補正ＩＥＬの異なる組を示す図である。 完全線量における補正ＩＥＬの状況での最適化を示す図である。 補正アルゴリズムを示す図である。 ２重噛合い及び４重噛合い用の単一ＩＥＬの補正を示す図である。 ２重噛合い用に４つの補正ＩＥＬを使用する補正を示す図である。 ４重噛合い用に１２個の補正ＩＥＬを使用する補正を示す図である。 リアルタイム・データ経路の流れ図である。 常時オフ誤差のための欠陥アパーチャ補正方法のステップを示す図である。 ４重噛合い用に４つの補正ＩＥＬを使用する補正を示す図である。

以下で説明する本発明の好ましい実施形態は、本出願人の特許文献１及び特許文献７に開示したパターン画定（ＰＤ）システムを有し、且つ大規模縮小投射システムを有するＰＭＬ２及びｅＭＥＴ型粒子ビーム露光装置からの発展形態である。以下では、最初に、装置の技術的背景を−本発明に関連する限りで−説明し、次に、本発明を詳細に提示する。

本発明は、ＰＤシステムの以下の実施形態又は特定のレイアウトに制限されず、これらは、本発明の可能な適用例の１つを表すにすぎず、本発明は、対象物露光用マルチビーム機構を使用する他の種類の処理システムに適していることを了解されたい。

荷電粒子マルチビームシステム
本発明を用いる荷電粒子マルチビーム・マスク露光ツール（マスク・ライタ）概略的な概要を図１に示す。以下では、これらの細部のみを本発明の開示の必要に応じて示す。明快にするために、構成要素は、図１に縮尺通りに示さず、特に、粒子ビームの横幅を強調する。ｅＭＥＴと同様であるのは、ＰＭＬ２システムの原理である。より詳細には、読者は、特許文献１及び特許文献７を参照されたい。粒子ビーム装置及びＰＤ手段の全体的レイアウトに関するこれらの教示は、参照により本明細書とともに含まれる。

電子ビームの発生に適した供給源をｅＭＥＴシステムで使用する。変形形態では、ビームは、他の荷電粒子、特に、適切なイオン供給源を使用して正電荷イオンで実現できる。粒子−光学照光システムは、ビームを幅広ビームにし、この幅広ビームは、対象物表面上に投射されるビーム・パターンを画定するために、規則的なアパーチャ・アレイを有するＰＤデバイスを照光する。各アパーチャでは、小ビーム（「ビームレット」とも呼ぶ）が画定され、アパーチャを通る各ビームレットの通過は、アパーチャ及び／若しくは後続の縮小帯電粒子投射光学装置を通って対象物に向かうビーム粒子の通過を可能にする（「オンに切り替える」）又は事実上無効にする（「オフに切り替える」）ように制御できる。アパーチャ・アレイを横断するビームレットは、アパーチャの空間構成を表すパターン化粒子ビームを形成し、個々のビームレットに関するオン−オフ定義の情報を含む。次に、パターン化ビームは、縮小帯電粒子光学投射システムにより対象物（例えばマスク・ブランク又は半導体ウェハ基板）上に投射され、ここで、対応するビームが偏光されないアパーチャの画像が、こうして、対象物の照射部分を露光又は改変するために形成される。基板に投射されたビームレットにより形成した画像は、「パターン画像」を形成し、このパターン画像は、機械的に一方向に移動する基板上に直線経路（「ストライプ」）に沿って露光される。基板の（大規模な）運動は、通常、対象物ステージの連続運動によって、可能性としては同時に投射システムの微調節を伴って達成される。ステージに対する画像の移動方向も、（主要）走査方向と呼ばれる。主要走査方向に対して直角な方向へのビームの更なる走査は、わずかな横方向範囲内でのみ行われ、例えば走査ステージの横方向進行運動誤差を補償する及び／又はいくつかの（限定）数の平行画素列を含めるようにし、これらは、以下で図５を参照して、並びに参照により本明細書と共に含まれる本出願人の特許文献６においてもより詳細に説明される。

装置１００の主要構成要素は、−図１のこの例では垂直下方に進むビームｌｂ、ｐｂの方向の順で−照光システム１０１、ＰＤシステム１０２、投射システム１０３、及び対象物又は基板１４を有する対象物ステーション１０４である。帯電粒子光学システム１０１、１０３は、静電レンズ及び／又は電磁レンズを使用して実現される。装置１００の帯電粒子光学部品１０１、１０２、１０３は、装置の光学軸に沿ったビームｌｂ、ｐｂの障害のない伝搬を保証するために、高真空で保持される真空ハウジング（図示せず）内に収容される。

照光システム１０１は、例えば電子又はイオン供給源１１、仮想供給源の場所を画定する抽出器構成、一般的なブランカ１２（図１には示さず）、及び粒子光学集光レンズシステム１３によって実現される照光帯電粒子光学装置を備え、ブランカ１２は、イオン・ビームを使用する場合は粒子フィルタとしても使用できる。図示する実施形態では、粒子供給源１１は、適切な運動エネルギー、例えば５ｋｅＶ等のエネルギー電子を放出し、他の実装形態では、他の荷電粒子、主に特定の種のイオン等、水素又はＡｒ＋イオン等を使用でき、これらは、典型的には数ｋｅＶ（例えばＰＤシステム１０２では５ｋｅＶ）の規定された（運動）エネルギーを例えばΔＥ＝１ｅＶの比較的小さいエネルギーの広がりで有する。速度／エネルギーによって異なるフィルタ（図示せず）は、供給源１１でも作製されることがある他の不要な粒子種をフィルタ除去するように設けることができる。フィルタは、ビームレットを再位置決めする間、ビーム全体をブランク・アウトするように使用できる。集光レンズ１３により、供給源１１から放出される帯電粒子は、広域で実質的にテレセントリックなビーム（「照光ビーム」）ｌｂになる。

次に、ビームｌｂは、ブランキング・デバイスを照射し、このブランキング・デバイスは、その位置を保持するのに必要なデバイス（図示せず）と共にＰＤデバイス１０２（図１の左側にも概略的な透視詳細図で示す）を形成する。ＰＤデバイスは、ビームｌｂの経路内に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により形成されたアパーチャ・アレイ・パターンを照射する。既に述べたように、アパーチャのそれぞれは、「オン」又は「オフ」に切り替えることができる。「オンに切り替えた」又は「開放」状態では、アパーチャは、ビームレットをそれぞれのアパーチャに貫通させて対象物に到達可能にする。つまり、アパーチャは入射ビームに対して透過性であると言う。或いは、アパーチャは、「オフに切り替えられる」又は「閉鎖され」、この場合、それぞれのビームレットのビーム経路は、ビームレットが対象物に到達する前に吸収或いはビーム経路から除去される方法で（例えば横方向電圧を印加する偏光電子により）影響を受ける。このようにして、アパーチャは、ビームに対して事実上非透過性又は不透過性になる。オンに切り替えたアパーチャのパターンは、基板上に露光されるパターンに従って選択される。というのは、これらのアパーチャは、ビームｌｂに対して透過的なＰＤデバイスの唯一の部分であり、このようにしてビームｌｂは、アパーチャ（即ち図１ではＰＤシステム１０２の下）から出現するパターン化ビームｐｂになる。特にブランキング・プレートに対するＰＤデバイスの構造及び動作を以下で詳細に説明する。図１では、５本のビームレットのみをパターン化ビームｐｂで示すが、実際の数のビームレットはかなり多数である、即ち典型的には何千本、更には数百万桁の単位であることは明らかであろう。図示するビームレットのうち、左から一番目のものは、ＰＤデバイス１０２内で偏光され、停止プレート１７上で吸収されるので、オフに切り替えられたことを示し、この停止プレート１７は、帯電粒子投射光学装置の第２の交差部ｃ２に又はその付近に位置する。オンに切り替えられた他のビームレットは、プレート１７の中心開口を貫通し、こうして対象物上に投射される。

次に、パターン化ビームｐｂで表されたパターンは、帯電粒子光学投射システム１０３により基板１４（レジスト・コーティングを有する６インチのマスク・ブランク等）に向かって投射される。オフに切り替えられたビームレットは、停止プレート１７で吸収されるので、オンに切り替えられたビームレットのみがオンに切り替えたアパーチャの画像を形成することになる。投射システム１０３は、例えば本出願人が実現する２００：１の縮小を実施する。基板１４は、例えばｅＭＥＴ型システムの場合、レジスト層で覆った６インチのマスク・ブランク又はナノインプリント１×マスク又はマスタ・テンプレートとすることができ、一方でＰＭＬ２システムの場合、基板１４は、粒子感光性レジスト層で覆ったシリコン・ウェハとすることができる。基板１４は、対象物ステーション１０４の基板ステージ（図示せず）によって保持、位置決めされる。

投射システム１０３は、例えば交差部ｃ１及びｃ２をそれぞれ有する２つの連続する帯電粒子光学投射器区分から構成される。投射器を実現するために使用される粒子−光学レンズ３０、３１（これらは例えば静電多電極加速レンズ３０及び２つの電磁レンズ３１を備える）は、静電画像化システムの技術的実現形態は従来技術で周知であるので図１に象徴的な形態でのみ示す。本発明の他の実施形態では、磁気レンズ及び／又は電磁レンズも適切なものとして含むことができる。第１の投射器区分は、ＰＤデバイスのアパーチャの平面を中間画像に画像化し、この中間画像を今度は第２の投射器区分により基板表面上に画像化する。両方の区分は、交差部ｃ１、ｃ２を介した縮小画像化を用いる。したがって、中間画像は反転される一方で、基板上に作製される最終画像は正当（非反転）である。縮小係数は、両方のステージに関して約１４：１であり、これにより全体の縮小が２００：１になる。この程度の縮小が、ＰＤデバイスの小型化の問題を向上させるために、特にリソグラフィ機構で特に適切である。帯電粒子光学レンズは、主に静電電極から構成されるが、磁気レンズを使用することもできる。

帯電粒子光学システムの更なる詳細は、上記で引用した従来技術で見出すことができる。画像にわずかな横方向への変位を導入する、即ち光学軸ｃｘに直角な方向に沿って導入する手段として、偏光手段１６が投射器区分の一方又は両方に備えられる。そのような偏光手段は、例えば、特許文献１で説明される多電極システムとして実現できる。更に、軸方向磁気コイルを使用して、必要な場合に基板平面におけるパターンの回転を生成できる。横方向への偏光は、通常、パターン化ビームｂｐ自体の横幅と比較して非常にわずかであり、たいていの場合、単一ビームレットの数個分の幅又は隣接するビームレット間の距離の程度ではあるが、依然として、ビーム幅未満の程度の少なくとも１つの幅はある（この文脈において、ビームレット間の横方向距離はビームｂｐの全幅よりもかなり小さいことを了解されたい）。

ＰＤデバイス１０２に形成されたパターンのために、任意のビーム・パターンを生成でき、基板に伝達できる。

図２を参照すると、ＰＤシステム１０２によって画定されたパターン画像ｐｍが、例えばレジストで覆ったウェハとしてでもよい対象物１４上に作製されている。ウェハ表面は、露光される１つ又は複数の領域ｒ１を含むことになる。一般に、対象物上に露光されるパターン画像ｐｍは、通常はパターン化される領域ｒ１の幅よりも十分に小さい有限サイズｙ０を有する。したがって、対象物上のビームの位置を絶え間なく変更するように、対象物が入射ビーム下を移動する走査ストライプ露光方策を用いる。ビームは、対象物表面上を効果的に走査する。図示する実施形態では、対象物は、（大規模な）移動を行う対象物であり、そのためにビーム走査方策は、大規模な移動を必要としない。本発明の目的では、対象物上のパターン画像ｐｍの相対運動のみが関連することが強調される。

対象物及びビームの相対運動は、パターン画像ｐｍが領域ｒ１上を移動するように実現され、ストライプｓ１、ｓ２、ｓ３・・・ｓｎ（露光ストライプ）のシーケンスを形成するようにする。各ストライプの幅は、走査方向ｓｄに直角なパターン画像ｐｍの幅ｙ０に対応する。完全な組のストライプは、基板表面の全領域を覆う。走査方向ｓｄは、１つのストライプから次のストライプへと交互にできるが、図示される実施形態では、走査方向は、全てのストライプに対して同じ、例えば図２では左から右（この走査方向は対象物の左への対応する運動により生成される）であり、画像は、１つのストライプの端部から（右を目がける）次のストライプの開始部に迅速に再位置決めされる。ストライプ間の再位置決めは、一般に、本出願人の特許文献７に記載のビームの共通ブランク・アウトを使用して行われることになる。

パターン画像ｐｍは複数のパターン画素ｐｘから構成されることは上記から明らかであろう。しかし、有限数のアパーチャのみがＰＤシステムのアパーチャ・フィールドに存在するため、画素ｐｘの部分組のみが同時に露光されることを了解されたい。同時に露光できる画素を、以下で１次画素ｐ１と呼ぶ（１次画素の１つの可能な空間構成のみを示す図３を参照）。１次画素ｐ１は、（光学システムの縮小のために）異なる規模ではあるが、ＰＤシステム１０２のアパーチャ手段２０２内のアパーチャ２０の空間構成を複製することは了解されよう。オーバーサンプリングのない単純な場合（図２及び図５Ａに示す）では、アパーチャ画像は、１次画素ｐ１に１対１で対応する。しかし、一般に、画素は、アパーチャ画像が画素領域よりも大きな領域を覆うことができるように、可能性としてはより微細な配置格子内のアパーチャ画像の中心の場所を指す。連続画素露光サイクルのシーケンスでは、パターン画像ｐｍは、対象物上の全画素ｐｘを連続的に露光するように対象物上に素早く描画される（このことは、対象物の移動、ビームの移動又は両方の適切な組合せにより達成される）。

図１Ａは、１つのアパーチャ・アレイ・プレート２０１及び１つの偏光アレイ・プレート（ＤＡＰ）２０２を有するＰＤデバイス１０２を詳細断面図で示し、このＰＤデバイス１０２は、本出願人の特許文献１及び特許文献４に基本的に一致する。照光ビーム１ｂは、プレート２０１、２０２をアパーチャ２０（図３のアパーチャａｐに相当する）のアレイを通って横断する。ＰＤシステム１０２は、積層構成で組み付けられたいくつかのプレート２０１、２０２を備え、複合デバイスを実現し、それらの構成要素がそれぞれの特定の機能を果たす。プレートのそれぞれは、好ましくは、その構造が例えば特許文献８及び特許文献９に概説されるマイクロ構造化技法により形成されているシリコン・マイクロシステム技術で実現される。ＰＤシステム内のアパーチャの他の可能な通常の構成は、長方形構成、又は特許文献１に記載の交互に配置された列の構成である。

入射ビーム方向における第１のプレートは、アパーチャ・アレイ・プレート又はショート・アパーチャ・プレート２０１である。第１のプレートは、衝突した帯電粒子ビームｌｂの大部分を吸収するが、帯電粒子は、いくつかの画定形状のアパーチャ２０を貫通でき、こうして複数のビームレットが形成され、これらのうち、２つのビームレットｂ１、ｂ２のみをより良好な理解の目的で示す。ビームレットを形成する作業とは別に、アパーチャ・プレート２０１は、後続のプレート（複数可）を照射による損傷から保護する役割を果たす。局所的な帯電を回避するために、アパーチャ・プレートは、適切な層２１０、通常は酸化物を生成しない金属層（例えばイリジウム）で被覆できる。イオン・ビームを使用する場合、層２１０及びその形成方法は、照射粒子がシリコン結晶母材に導入されるのを防止するように適切に選択され、照射粒子がシリコン結晶母材に導入されると、特許文献１０に概説するように膜応力を変化させることになる。

アパーチャ・アレイ・プレート２０１を下流に辿ると、偏光アレイ・プレート２０２（ＤＡＰ；装置１００の状況における機能を鑑みてブランキング・プレートとも呼ばれる）が設けられる。このプレートは、選択したビームレットを偏光し、したがってビームレットのビーム経路を変更するように働く。ＤＡＰは、複数のいわゆるブランキング開口を有し、このブランキング開口はそれぞれ、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。上記し、図１及び図１Ａに示すように、ＤＡＰのブランキング開口は、アパーチャ・アレイ・プレートの開口よりも大きい。

ＤＡＰの各ブランキング開口は、電極２２０、２２１、２２０’、２２１’により形成されるビームレット偏光手段を備え、このことにより、開口を通って越える帯電粒子を個々に偏光することが可能になり、こうして開口を横断するビームレットをその経路からそらす。例えば、ビームレットｂ１は、パターン画定システム１０２の後続のより大きな開口を偏光されずに越える。というのは、ビームレット偏光電極のそれぞれの組が形成するビームレット偏光手段が通電されていないためであり、このことは、ここで、能動電極２２１と、それに関連する接地電極２２０との間に電圧が印加されていないことを意味する。このことは、アパーチャの「オンに切り替えた」状態に相当する。ビームレットｂ１は、パターン画定システム１０２を影響を受けずに通過し、粒子−光学システムにより交差部を通して合焦され、帯電粒子投射光学装置により誘起される縮小を伴って対象物上に画像化される。例えば、本出願人が実装するシステムでは、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で示すように、「オフに切り替えた」状態は、このアパーチャのビームレット偏光手段を通電することにより、即ち、対応する接地電極に関する能動電極２２１’に電圧を印加することにより実現される。この状態では、電極２２０’、２２１’により形成されたビームレット偏光手段は、対応するビームレットｂ２の経路にわたり局所的な電界を生成し、こうしてビームレットｂ２をその垂直経路ｐ０から外し偏光方向に偏光する。その結果、ビームレットは、帯電粒子光学システムを通過する途中で、変更経路ｐ１に従い、対象物に到達するのではなく光学システムに備えられた吸収手段に吸収されることになる。このようにして、ビームレットｂ２をブランキングする。ビーム偏光角度は、図１では大きく強調されているが、一般には非常に小さく、典型的には数千分の０．２から１ラジアンである。

オンに切り替えたアパーチャのパターンは、基板上に露光されるパターンに従って選択される。したがって、全ての画素を最大線量で露光するとは限らないが一部の画素を実際のパターンに従って「オフに切り替える」実際のパターンでは、任意の画素に関して（又は同等に、画素を覆う全てのビームレットに関して）、露光線量は、対象物上に露光又は構造化されるパターンに応じて、画素を「オンに切り替え」ようと「オフに切り替え」ようと、１つの画素露光サイクルから次の画素サイクルまで変化し得る。

グレー・シェード又は露光線量レベル
基板１４を連続的に移動させる間、対象物上の同じパターンの画素ｐｘは、同じ走査移動中、アパーチャ・シーケンスの画像によって何回も覆うことができる。同時に、ＰＤシステム内のパターンは、ＰＤシステムのアパーチャを通じて１段ずつ変位する。したがって、対象物上のある場所で１つの画素を考慮すると、全てのアパーチャがその画素を覆うときにオンに切り替えられた場合、このことは、最大露光線量レベル：１００％に相当する「ホワイト」シェードをもたらすことになる。「ホワイト」シェードに加えて、より低い線量レベル（「グレー・シェード」とも呼ばれる）に従って対象物の画素を露光することが可能であり、これは、最小露光線量レベル（「ブラック」）と最大露光線量レベル（「ホワイト」）との間に内挿されることになる。グレー・シェードは、例えば、１つの画素の書込みに関与できるアパーチャの部分組上でのみオンに切り替えることによって実現でき、例えば３２個のアパーチャのうち８個が、２５％のグレー・レベルを与えることになる。より最近の、及び本発明の状況において有利な手法は、関与するアパーチャの非ブランキング露光持続時間を低減することである。したがって、１つのアパーチャ画像の露光持続時間を制御する信号は、グレー・スケール符号、例えばｎビットの２進数として符号化した整数によって調整される。したがって、露光されるアパーチャ画像は、ゼロ及び最大の露光持続時間及び線量レベルに相当する、所与の数のグレー・シェードのうち１つを示すことができる。

図４は、１０×１８＝１８０画素の大きさを有する画像化パターン１５の単純な例を示し、ここでは、露光領域の一部の画素ｐ１００を１００％のグレー・レベル４０１に露光し、他の画素ｐ５０を完全グレー・レベルの５０％のみのグレー・レベル４０２に露光する。残りの画素を０％線量４０３に露光する（全く露光しない）。当然、本発明の現実の適用では、標準画像の画素数は、はるかにより多いと思われる。しかし、図４では、画素数は、より良好な明快さのためにわずか１８０画素である。また、一般に、はるかにより多いグレー・レベルを０％から１００％までのスケール内で使用することになる。

オーバーサンプリング
図３は、１次画素ｐ１の構成、即ち基本レイアウトに従って対象物上で一度に露光可能なＩＥＬを示し、以下で使用するいくつかの数量及び略語も示す。示されるのは、対象物上に投射され、１次画素ｐ１を形成し、ダーク・シェードで示すアパーチャ画像の構成である。主軸ｘ及びｙは、対象物運動の前進方向及びその直角方向のそれぞれに対応する。各アパーチャは、ｘ及びｙ方向のそれぞれに沿った幅ａ_ｘ及びａ_ｙをそれぞれ有する。アパーチャは、Ｍ_ｘ及びＭ_ｙアパーチャのそれぞれを有する行及び列のそれぞれに沿って配置され、Ｎ_ｘ及びＮ_ｙのそれぞれである行及び列の隣接するアパーチャの間でオフセットを伴う。その結果、各アパーチャは、Ｎ_ｘａ_ｘＮ_ｙａ_ｙの領域を有する概念的セルＣ１に属し、アパーチャ構成は、長方形に配置されたＭ_ｘＭ_ｙセルを含む。以下、これらのセルＣ１を「露光セル」と呼ぶ。対象物上に投射される、完成したアパーチャ構成は、ｘ_０＝Ｍ_ｘＮ_ｘａ_ｘ×ｙ_０＝Ｍ_ｙＮ_ｙａ_ｙの寸法を有する。以下の説明において、全ての更なる説明に関して、一般性を制限することなく、長方形格子の特殊なケースとして正方形の格子を仮定し、ａ＝ａ_ｘ＝ａ_ｙ、Ｎ＝Ｎ_ｘ＝Ｎ_ｙ、及びＭは整数であるＭ＝Ｍ_ｘ＝Ｍ_ｙを設定する。したがって、「露光セル」は、対象物基板上にＮａ×Ｎａの大きさを有する。２つの隣接する露光位置間（即ち画素間）の距離は、以下でｅと示す。一般に、距離ｅは、アパーチャ画像の幅ａとは異なることがある。その最も簡単なケースでは、２×２露光セルＣ３の構成例に関して図６Ａに示すａ＝ｅであり、１つのアパーチャ画像ａｉ０（又は「１次画素」ｐ１）は、１つの画素（の名目上の位置）を覆う。図６Ｂに示す（及び特許文献６及び特許文献４の教示と一致する）別の興味深いケースでは、ｅは、アパーチャ画像の幅ａの分数ａ／ｏとすることができ、ｏ＞１は、オーバーサンプリング係数とも呼ぶ整数である。この場合、アパーチャ画像は、様々な露光の過程で、空間的に重複することになり、現像されるパターン配置のより高い解像度を可能にする。その結果として、アパーチャの各画像が一度に多数の画素、即ちｏ^２画素を覆い、対象物に画像化されるアパーチャ・フィールドの領域全体が（ＮＭｏ）^２画素を含むということになる。アパーチャ画像配置の観点からすれば、このオーバーサンプリングは、対象領域を単に覆う必要のあるものとは異なる（というのは、オーバーサンプリングの間隔はより微細であるので）いわゆる配置格子に相当する。図６Ｂは、配置格子の一例、特に露光セルＣ４が（図６Ａのような）パラメータＮ＝２及びＭ＝２、並びにｏ＝２のオーバーサンプリングを有するアパーチャ・アレイの画像を示す。４つのアパーチャ画像ａｉ１（破線）は、ｘ及びｙ方向の両方にピッチｅを有する規則的な格子上の名目上の場所からオフセットした名目上の場所上に印刷される。アパーチャ画像の大きさは、依然として同じ値ａであるが、配置格子のピッチｅは、現在ａ／ｏ＝ａ／２である。以前の名目上の場所に対するオフセット（配置格子のオフセット）も、大きさがａ／２である。同時に、各画素の線量及び／又はグレー・シェードは、それぞれの画素を覆うアパーチャ画像に適切なグレー値を選択することによって適合（低減）できる。したがって、大きさａの領域が、より微細な配置格子のために、配置の正確さがより向上した状態で印刷される。図６Ｂと図６Ａとを直接比較すると、アパーチャ画像の場所は、配置格子上にちょうど以前よりも２倍微細に配置されることを示す（アパーチャ画像自体は重複するにもかかわらず）。露光セルＣ４は、現在、書込み工程中に対処すべき（Ｎｏ）^２の場所（即ち「画素」）を含み、したがってｏ^２倍で以前よりより多くの画素を含む。それに応じて、アパーチャ画像ａ×ａの大きさを有する領域ａｉ１は、図６Ｂのｏ＝２の場合のオーバーサンプリングの場合はｏ^２＝４画素に関連付けられる。したがって、本発明の以下の説明は、任意の格子オフセットを有する配置格子の一般的な場合に関し、配置格子のピッチは、アパーチャ画像ａの大きさ以下である。

配置格子
次に、用語「配置格子」について詳述する。これに関して、最初に、ＰＤシステムのアパーチャ・アレイによって画定した規則的なアレイを形成する、対象物上のビームレットの位置に注目する。ビームレット位置のアレイは、対象物上のダイ領域全体上に延在するように全ての側に延在する。このことは、画素位置の組に対応する、位置の規則的なアレイを与え、画素位置の組は、ビームレットのアレイがビームレットの規則的なアレイに対応する格子ベクトルにのみよって移動可能になる条件下で達成できる。「配置格子」は、全ＩＥＬの組であり、その相対的位置は、そのようなアレイに対応する。以上のことから、（Ｎｏ）^２個の配置格子（噛合い（ｍｅｓｈ）点の組）があることは明らかである。パターン化ビームｐｂの境界内にある対象物上の任意の領域内で、ＰＤシステムのビームレットによって所与の配置格子のＩＥＬを同時に露光することが可能である。

個々の配置格子（又は同等に、セル内の個々の画素位置）は、１からｇ_ｍａｘ＝（Ｎｏ）^２の値を取る指数ｇによって標示される。指数ｇの各値は、１つのそれぞれの配置格子に対応し、指数ｇにより計数することによって、様々な配置格子のシーケンス（「配置格子シーケンス」）を通じて循環できる。選択される、（Ｎｏ）^２！の様々な配置格子シーケンスがある。

図７は、単純なケースＮ＝２及びｏ＝１の配置格子の一例を示す。各セルには、配置格子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のそれぞれの１つに関連するｇ_ｍａｘ＝４画素位置がある。

図５は、本発明による画素の露光方式を示す。示されるのは、上部（より早い時間）から底部（より後の時間）まで時間が増加する枠のシーケンスである。この図のパラメータ値は、ｏ＝１、Ｎ＝２であり、また、長方形ビーム・アレイは、Ｍ_ｘ＝８及びＭ_ｙ＝６を取る。対象物は、左に連続的に移動する一方で、ビーム偏光は、図の左側に示す前後運動機能により制御される。長さＴ１の各時間インターバル中、ビーム画像は、対象物上の位置に固定されたままでいる。したがって、ビーム画像は、配置格子シーケンスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を通過することがわかる。位置Ｐ１からＰ４は、配置格子Ｇ１からＧ４それぞれの適切な位置に対応し（図８も参照されたい）、位置Ｐ５は、格子Ｇ１内であるが更なる長手方向のオフセットＬを有する新たなサイクルの開始を表す。

既に述べたように、配置格子の１つのサイクルは、時間インターバルＬ／ｖ＝ＮＭａ／ｖ内で露光される。したがって、各配置格子は、その時間インターバルの１／ｇ_ｍａｘを取る。この時間は、対象物の運動のために、「露光長さ」と呼ぶ長さ、Ｌ_Ｇ＝ｖＴ_１＝Ｌ／（Ｎｏ）^２＝ａＭ／（Ｎｏ）^２に対応する。

ビームレットは、所与の値の指数ｇに属する一組の画像要素の露光中、距離Ｌ_Ｇにわたって対象物と共に移動する。言い換えれば、全てのビームレットは、時間インターバルＴ１中、基板表面に対して固定位置を維持する。ビームレットを対象物と共に距離Ｌ_Ｇに沿って移動させた後、ビームレットは、瞬時に（非常に短時間で）再配置され、指標値ｇ＋１（より正確には（ｇ＋１）ｍｏｄ（Ｎｏ）^２）を有すると思われる次の配置格子の画像要素の露光を開始する。図８を参照すると、再配置は、ｘ方向に沿った第１の成分Ｄ_Ｌ（この成分は長さＬ_Ｇを有するが反対方向に向けられる）、及び第２の成分Ｄ１２から構成され、この第２の成分Ｄ１２は、図示する（図８）配置格子Ｇ１及びＧ２の場合は連続配置格子の位置間で切り替える必要がある。主要成分Ｄ_Ｌは、距離Ｌ_ＧによってＰＤデバイスに対するビームレットの移動を効果的に補償する。第２の成分Ｄ１２は、セル内の位置の間でオフセットされ、露光位置が指数ｇの関数としてどのように位置するかに応じてｘ−ｙ−面内のあらゆる方向を全体的に取り得る。

露光長さＬ_Ｇは、一般に上式によって示される。好ましくは、パラメータＭ、Ｎ及びｏの値は、Ｌ_Ｇが画素の名目上の幅ａの整数倍であるように選択される。この場合、位置の間でオフセットされる第２の成分Ｄ１２は、それぞれの配置格子Ｇ１、Ｇ２の相対位置から簡単な様式で計算され、それ以外には、Ｄ_Ｌ＝−Ｌ_Ｇの分数部分を受け持つ更なる補正を考慮に入れるべきである。

配置格子Ｇ１・・・Ｇ４を通る完全サイクルの後、シーケンスは、新たに開始される。配置格子の完全サイクルを完了した場合、全体の変位は、ｘ方向（走査方向）に対して平行であり、Ｌ＝ｇ_ｍａｘＬ_Ｇの蓄積された長さを有する一方で、個々のオフセットの直角な成分は、互いに相殺されることは上記及び図４及び図７から明らかであろう。

この方法を使用すると、配置格子を通して反復的に巡回させることによって全画素（ＩＥＬ）を露光する任意の長さのストライプを書き込むことが可能である。このことは、１からｇ_ｍａｘ＝（Ｎｏ）^２に行き、できるだけ頻繁に繰り返される指数ｇの計数に相当する。ストライプの開始及びの終端において、本露光方法は、連続的な覆いをもたらさないことがあり、そのために、完全に埋まっていない長さＬの余白ｍｒ（図５）がある。

リアルタイム・データ経路
莫大な量の画像データは、リアルタイムで露光される画素データを生成する高速データ経路を必要とする。しかし、露光されるパターンは、典型的にはベクトル形式で、例えば長方形、台形又は一般的な多角形のような形状の集まりとして記述され、これが典型的には、より良好なデータ圧縮を提供し、したがってデータ保存の要件を低減する。したがって、リアルタイム・データ経路は、３つの主要部分、ベクトルに基づく物理的補正工程、ベクトルを画素データに翻訳するラスター化工程、及び書込み工程用の画素データを一時的に保存するバッファからなる。

図１６は、露光パターン１６０１から開始するデータ経路が供給されるフローチャートを示す。

ベクトルに基づく物理的補正（１６０２）：露光されるパターンは、可能性としては形状重複部を有する多数の小データ塊に分割される。ＰＥＣのようなベクトル・ドメイン内で適用できる補正は、全ての塊に独立して、可能性としては平行して実施でき、得られたデータは、以下のステップの計算速度を改良する様式で保存、符号化される。出力は、全ての塊が形状の集まりを含む塊の集まりである。塊は、ラスター化工程に個別に送信される。

ラスター化（１６０３）：全ての塊の形状は、ビットマップに変換され、ここで画素グレー・レベルは、物理的画素線量を表す。形状の完全な内側にある全ての画素は、多角形の色を割り当てられる一方で、形状の縁部を横切る画素の色は、形状によって覆われる画素の領域の分数によって重み付けする。この方法は、形状の領域とラスター化後の合計線量との間の線形関係を暗示する。線量は、最初に浮動小数点数として計算され、次に、アパーチャが支持する線量値の離散集合に変換される。このディザリング工程１６０５は、丸め誤差が近接画素にわたって平均化されることを保証する、位置に依存する丸め工程であり、これにより、オーバーサンプリングと相まって、単一アパーチャに利用可能な線量値の離散集合を使用するよりも微細な線量の変更を可能にする。最後に、得られた画素画像は、配置格子シーケンスに従って１６０６に圧縮、分類され（パッケージ化）、画素バッファに送信される。画素ドメイン内で適用できる補正は、実際の補正（例えば欠陥アパーチャ補正又は帯電粒子供給源の不均質さの補償）に応じてディザリング前又はその後に実施できる。

欠陥アパーチャ補正（１６０４）：この補正は、画素に基づく補正としてラスター化工程内に含めることができる。欠陥アパーチャ補正は、固定線量を有するアパーチャを受け持ち、他の画素の線量を変更することによって補償する。欠陥アパーチャ補正は、画像のディザリング１６０５及びパッケージ化１６０６の前又はその後に実施できるが、ディザリング前に行われた場合わずかにより良好な正確さが予期される。

画素バッファ（１６０７）：画素データは、十分な量のデータ、典型的には１ストライプの露光をトリガする少なくとも１ストライプの長さが存在するまでバッファに移される。データは、バッファから取り出され、書込み工程中利用される。

欠陥アパーチャ補正：原理
オーバーサンプリングにより、アパーチャ画像（ＩＥＬ）の重複がもたらされ、ＤＴＣ線の位置決め精度が向上する。同時に、重複部により、２つ以上ＩＥＬが基板上の所与の点に電子を加えるため、明らかな冗長性がもたらされる。この冗長性を使用して、以下で説明するように、アパーチャの常時オン誤差又は常時オフ誤差を補償できる。

トロット・モードの配置格子の強化は、隣接するＩＥＬが同じアパーチャによって書き込まれない配置格子シーケンスを実装できる。所与のＰＤに関して、欠陥アパーチャを決定でき、配置格子シーケンスを欠陥ＩＥＬが隣接しない方法で選択できる。次に、欠陥ＩＥＬは、非欠陥ＩＥＬとだけ重複し、このことが上述の冗長性を保証する。

本方法は、（全配置格子サイクルの全体性を意味する）配置格子シーケンス全体の任意の並べ替えにも働く。というのは、アパーチャとそのＩＥＬの位置との関連は変化していないためである。簡単にするために、本発明は、一般性を失うことなく、特許文献６に従った配置格子シーケンスの状況で説明される。

欠陥アパーチャ補正の目標は、欠陥ＩＥＬにより導入された誤差をできる限り十分に補償するように、欠陥ＩＥＬの近傍にあるＩＥＬ（正確には、欠陥ＩＥＬとの著しい重複部を有するＩＥＬ）の線量を変更することである。

特許文献６において、及び図９を参照して、ＤＴＣ線に隣接して位置する欠陥アパーチャ９０４の場合に、常時オフ欠陥ＩＥＬ９０４に隣接するＩＥＬ９０５の線量を増大する方法を記載した。この方法は、計算コストが高いベクトル形状の知識及び処理を必要とする。また、この方法は、ＤＴＣ線上に位置しない欠陥アパーチャ画像の影響を補正せず、この手法は、一般に定量的ではない。

速度は本方法の重要な特徴であることを了解されたい。入力データとしてのベクトル形状を回避し、低次元線形代数学問題の観点から最適化問題を定式化し、アルゴリズムを解することを修正、最適化することにより、リアルタイム補正方法の実装が可能になる。

以下では、主に、欠陥アパーチャにより影響を受けるＩＥＬに関して、欠陥ＩＥＬの補正を説明し、この欠陥アパーチャは、欠陥の主な種類である常時オフ誤差又は常時オン誤差によって損傷する。他の種類の欠陥アパーチャに関する補正の手法は、追加の節で考慮する。

最も重要な制約は、補正に使用するＩＥＬへの可能な線量変更の範囲であり、以下で「補正ＩＥＬ」と呼ぶ。補正ＩＥＬは、ラスター化工程によって線量を既に割り当てられ、最少及び最大線量は、加える又は減じることができる可能な線量を制限する。

最良の可能な補正を決定するために、線量変更は、所望の（平静な）線量分布と可能な限り同様の全体的な線量分布を得るように選択される。このことは、ＤＴＣ線の補正を暗示するが、ベクトル形状の明確な知識は必要ではない。ラスター化画像は、平静の線量分布についての情報を伝え、代わりに使用される。したがって、補正アルゴリズムの速度は、ベクトル形状の複雑さとは無関係である。

この方策は、ＤＡＣがラスター化後に起こることを明らかに要求する。

補正ＩＥＬの選択
補正ＩＥＬの選択は、補正の速度及び質を決定する。より大きな組は、その質及び柔軟性を向上する。実用的な選択では、４、８、１２又は２４個のＩＥＬを含む。例示的な例として、図１０は、欠陥ＩＥＬ（斜線の丸１００５）の周りに位置するそれぞれ４、８及び１２個の補正ＩＥＬ（白丸１００４として示す）の構成１００１、１００２、１００３の３つの例を示す。図１０の描写は、簡略化されており、ＩＥＬは半径ａを有し、ａ／ｏの距離で格子上に配置され、実際には重複するが、明快さのために例示では図示しないことに留意されたい。

図１１は、より大きな組の補正ＩＥＬの重要性を示す。一部のＩＥＬが既に完全線量である場合（黒丸１１０３）、それらは、欠陥ＩＥＬ１１０５の補正に寄与できず、他のＩＥＬが（部分的に）補償できる（白丸１１０４）。最も重要なことは、輪郭線は、線量が完全ではない又はゼロではないＩＥＬに常に位置することであり、好ましくは、こうしたＩＥＬが、直接隣接しない場合は含められるべきである。

数学定式化
以下では、ラスター化画像の状況における単一欠陥アパーチャの補正を説明する。

全ＩＥＬの和は、位置に依存する電子線量分布Φ（ｒ）である。ＩＥＬは、ａ_ｉφ_ｉ（ｒ）、ｉ＝１・・・Ｎ；φ_ｉ（ｒ）＝φ（ｒ−ｒ_ｉ）により記述され、式中φ（ｒ）は所与のＩＥＬ分布関数であり、ａ_ｉは、ラスター化工程からの線量値である。ＩＥＬは、格子の上に配置される。

φ（ｒ）は、光学アレイの（包括的）点広がり関数を有するアパーチャの重畳である。輪郭線（Φ（ｒ）＝ｃを解くベクトルｒによって示され、ｃは材料依存定数である）は、所与のベクトル形状を複製することを目的とする。（非一意の）ラスター化工程は、ベクトル・データを既に述べたＩＥＬに関する大きさａ_ｉに変換し、これにより名目上の線量分布

がもたらされ、ｃにおけるその輪郭線は、ベクトル形状と（可能な限り良好に）一致する。各ＩＥＬの最少及び最大線量は、制約０≦ａ_ｉ≦１として記述される（一般性を失うことなく、あらゆる他の最少又は最大定数値を代わりに使用できる）。ＩＥＬ空間分布φ_ｉ（ｒ）は、正規化すると仮定し、このことは、

を意味する。

各アパーチャｊは、大きさａ_ｉに関連するいくつかのＩＥＬ ｉに関与する。したがって、全ての欠陥アパーチャは、一組の欠陥ＩＥＬを導入する。

最良の可能な補正線量分布

は、最少のＬ^２−Φ（ｒ）までの距離によって定義される（「誤差関数」Ｅ）：

この誤差関数は、「補正済み」線量分布の偏移の測度を与え、欠陥ＩＥＬ及び補正ＩＥＬからの寄与、及び名目上の線量分布Φからの寄与を含む。問題は、合計線量分布Φ（ｒ）を含むが、小さな部分組のＩＥＬのみを含める別の定式にマッピングできる：

Ｃは、補正に関与する全ＩＥＬの指数の集合であり、ｄは、欠陥ＩＥＬの指数であり、Ｕは補正に関与しない全ＩＥＬの指数の集合であり、

は、補正される大きさであり、

は、欠陥ＩＥＬの固定された大きさであり（例えば１又は０であり、欠陥の種類に応じて、間にあるあらゆる他の値も可能である）、

は欠陥ＩＥＬによって導入された大きさの差異である。

この目的は、誤差関数Ｅが最小化される

のようにベクトル

を探すことである。

この式は、既存の線量ａ_ｉとは無関係である。しかし、制約

は、

に翻訳される。

以下では、一般性を失うことなく（このことは積分変数ｒの適切な再定義を通して可能である）、

を仮定し、ａ^２を省略する。というのは、ａ^２は最小値Ｅをもたらすベクトルｄ_ｉに影響を及ぼさないからである。上述の式は、

として書き直すことができ、但し、

である。

前述のように、これらの式は、実際の線量ａ_ｉとは無関係であり、事前に計算される。Ｃ中のＩＥＬの線量（及びこうした線量のみ）が制約に入る。

式２及び４によって与えられる制約最小化問題は、全ての欠陥ＩＥＬで解く必要がある。最適化の結果、ｄ_ｉは、ｄ_ｉの上述の定義：

を使用して実際の補正大きさ

に翻訳される。

完全なアルゴリズム
完全なアルゴリズムを図１２のフローチャートを参照して説明する。

アルゴリズムは、所与のＰＤ及び補正ＩＥＬの組のために事前計算される一定部分１２２２、並びに全てのラスター化画像に実行される可変部分１２２３からなる。

一定部分１２２２を以下で説明する。欠陥アパーチャ１２０１の一覧は、入力として働く。各欠陥アパーチャに関して、欠陥ＩＥＬの組は、配置格子シーケンス１２０４を用いて計算され１２０２（各欠陥アパーチャは、多数の欠陥ＩＥＬを書き込み、その位置は、配置格子シーケンスによって決定される）、全欠陥ＩＥＬ１２０３の一覧に添付される。この一覧は、あらゆる欠陥アパーチャ及び誤差の種類（常時オン、常時オフ、他の固定線量）で書き込まれる全ＩＥＬを含む。

補正ＩＥＬ１２２１の相対座標の一覧は、欠陥ＩＥＬの補正に関与するＩＥＬの相対座標を含む。図１０は、座量一覧の例のための３つのグラフ表示を示す。最初の一覧は、座標（ｘ，ｙ）、座標（ｘ＋ｅ，ｙ）、（ｘ−ｅ，ｙ）、（ｘ，ｙ＋ｅ）及び（ｘ，ｙ−ｅ）における欠陥アパーチャに関する４つの補正アパーチャを含む。第２の一覧は、第１の、即ち（ｘ＋ｅ，ｙ＋ｅ）、（ｘ＋ｅ，ｙ−ｅ）、（ｘ−ｅ，ｙ＋ｅ）及び（ｘ−ｅ，ｙ−ｅ）に対する４つの更なる補正アパーチャを含む。第３の一覧は、第２の、即ち（ｘ＋２ｅ，ｙ）、（ｘ−２ｅ，ｙ）、（ｘ，ｙ＋２ｅ）及び（ｘ，ｙ−２ｅ）に対する４つの更なる補正ＩＥＬを含む。補正ＩＥＬの相対座標の一覧は、ステップ１２１８で使用され、式５及び６に従って重複マトリックスＳ及び重複ベクトルｂを「重複データ」として計算する１２２０。（式中、一般性を失うことなく、欠陥ＩＥＬは、格子の離散変換対称性のために、起点（ｘ，ｙ）＝（０，０）であるように仮定する）。単一ＩＥＬ１２１９の正規化粒子密度分布φ（ｒ）は、式５及び６を評価するための入力値としても必要である。

一定部分の結果は、式５及び６に従った欠陥ＩＥＬ１２０３並びに重複データ１２２０のマトリックスＳ及びベクトルｂの一覧である（一覧の寸法は、補正ＩＥＬの相対座標の一覧の長さに等しい）。

可変部分１２２３を以下で説明する。非補正ラスター化ＩＥＬ線量マップ１２０６は、ステップ１２０５で欠陥ＩＥＬの一覧に従って調節される。欠陥ＩＥＬに関連する全てのＩＥＬは、対応する誤差線量に設定され、それにより誤差１２１７を有するＩＥＬ線量マップがもたらされる。各欠陥ＩＥＬに関して（ループ１２０７から１２１４）、その対応する補正ＩＥＬ１２１０は、（補正ＩＥＬの相対座標の一覧に従って；書込み領域の境界ボックス外側の非既存補正ＩＥＬ、及び欠陥自体である補正ＩＥＬは除外しなければならない）決定され、式２及び３で記述されるそれらの相対的な最少ｕ及び最大ｖ１２０９は、ステップ１２０８で計算され、最適化アルゴリズム１２１１は式２及び４の解ｄを見つけるために使用され、解ｄ １２１２は、補正ＩＥＬの変化分であり、次に、式８を使用して補正ＩＥＬに対応するラスター化画像１２１５の画素に追加される１２１３。記載の工程は、全ての欠陥ＩＥＬに対して繰り返される１２１４。得られた補正線量マップ１２１５は、ステップ１２１６で画素バッファに中継される。

最適化アルゴリズム１２１１は、好ましくは、Ｌａｗｓｏｎ−Ｈａｎｓｏｎ ＮＮＬＳアルゴリズムの修正、最適化版であり、非負制約だけでなく、ボックス制約もまた処理できる。その速度は、アルゴリズムの重大な特徴である。

図１７を参照すると、より大きな画像の細部である６×６画素画像細部（ｏ＝４）に関する本発明の手順が示される。左手の図１７０１のホワイト画素Ｘは、常時オン誤差によって損傷したＩＥＬに対応する。Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤと標示される４つの補正ＩＥＬが使用される。第１の図１７０１は、誤差のない画素／ＩＥＬ大きさ（グレー・シェード）及びＤＴＣ線（ブラック）を示す。中間の図１７０２は、誤差のある、無補正画素及びＤＴＣ線（無損傷：実線、誤差：破線）。右手の図１７０３は、補正画素及びＤＴＣ線を示し（無損傷：実線、補正：破線）、これらの生成は、以下で詳細に説明する。

簡単にするために、一方で（Ｎｏ）^２＝３６配置格子をもたらすＮ＝１．５（６×６細部の場合、各配置格子は１つの画素のみから構成され、それらは、左上から右下に番号付けされる）ことを仮定し、他方では、画素１がアパーチャ１によって書き込まれ（アパーチャのＰＤに対する形状及び番号付けは、この例では関連しないことに留意されたい）、画素２は、アパーチャ２によって書き込まれる（以下同様）ように、配置格子シーケンスが線形であることを仮定する。画素細部は、３６個の画素から構成されるので、全てのアパーチャは、１つの画素を書き込む。

ラスター化画像とは無関係であるこの静的な部分を以下で説明する。図１０で最初に示した長さ４の補正ＩＥＬの相対座標の一覧を選択する。最初に、式５及び６によって示したマトリックスＳ及びベクトルｂを、入力として座標の一覧及びＩＥＬ線量分布φ（ｒ）を使用して評価する。次に、配置格子シーケンス及び欠陥アパーチャの一覧を使用して全欠陥ＩＥＬを見つける。前述のように、欠陥アパーチャは、画素（図１７に標示したＸ）を書き込むだけであり、そのために、一覧は、常時オン欠陥を有する１つの欠陥ＩＥＬ２０のみを有する。

ラスター化画像を入力として必要とする可変部分を以下で説明する。

ラスター化画像は、枠１７０１の画素の値／グレー・シェードによって示される。欠陥アパーチャの一覧によれば、ＩＥＬ Ｘ（０．５の補正値ａ_ｄを有する）は、常時オフ誤差を有し、その線量

を０に設定する。結果を図の枠１７０２に示す。このステップ及び以下のステップは、欠陥ＩＥＬ一覧内の項目ごとに実施されるが、ここでは、図示する１つの欠陥ＩＥＬに対して１回のみ記述される。

具体的な４つの補正ＩＥＬは、補正ＩＥＬ用の相対座標の一覧によれば、図１７のＩＥＬ Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ−それらの大きさａ_ｉは、それぞれ０．５、０、１及び０．５である。最適化問題のための最少制約ｕ及び最大制約ｖは、式２を使用して計算され、ｕ＝（−０．５／０．５，０／０．５，−１／０．５，−０．５／０．５）＝（−１，０，−２，−１）及びｖ＝（（１−０．５）／０．５，（１−０）／０．５，（１−１）／０．５，（１−０．５）／０．５）＝（１，２，０，１）をもたらす。Ｓ、ｂ、ｕ及びｖは、同時に式３及び４を解く最適化アルゴリズムのための入力である。これは、ベクトルｄ＝（０．５，０．０１，０，０．５）をもたらし、式８を通して、図１７の枠１７０３に示される補正線量

（０．５，０．０１，０，０．５）０．５＋（０．５，１，０，０．５）＝（０．７５，０．００５，１，０．７５）
をもたらす。

図１３は、補正ＩＥＬが線量変更で制約されない場合の単一ＩＥＬの補正を示す２つの枠１３０１、１３０２を示す（枠１３０１の２重噛合いはｏ＝２に対応し、枠１３０２の４重噛合いはｏ＝４に対応する）。プロットは、欠陥常時オフＩＥＬ（実線）、補正（破線）及び補正誤差（点線）の名目上の線量分布を示す。

図１４は、２重噛合い用に４つの補正ＩＥＬを使用する例を示す。左欄は、欠陥ＩＥＬを有するパターン１４０１並びに拡大図１４０３及び１４０５を示す。点線は、著しい誤差を示す欠陥ＩＥＬを含む線量分布により生成されるＤＴＣであり、実線のグレー線は、平静版を示し、画素画像は、ＩＥＬ線量を表す。右欄１４０２、１４０４及び１４０６の画像は、左欄のパターン１４０１、１４０３、１４０５それぞれに対する補正パターンである。画素画像は、ＩＥＬ線量の変化を示し、点線は、補正線量分布を示す。

図１８は、図１４と類似する様式であるが、２重噛合いの代わりに４重噛合いのケースのための６つの図１８０１〜１８０６を示す。

図１５は、（４重噛合いのための）１２個の補正ＩＥＬが、どのようにＤＴＣ線から離れた欠陥ＩＥＬに対して著しく誤差を低下させうるかを示す、別の６つの図１５０１〜１５０６を示す。

他の欠陥を有する欠陥アパーチャの補正
アパーチャは、固定線量又は変更線量範囲以外の欠陥によって損傷する場合もあり、例えば、アパーチャ画像が、配置格子上の位置上にない、又はアパーチャ画像の線量分布が不正確である場合である。アパーチャを完全にオフに切り替えることが可能である場合、アパーチャは、常時オフ誤差を有するアパーチャとして処理できる。

本出願人の最近出願された（未公開）出願では、常時オン誤差を有するアパーチャのアパーチャ画像は、フィルタ処理デバイスによって物理的に遮断され、このフィルタ処理デバイスは、ＰＤデバイスに設けられ、そのような常時オン・アパーチャを常時オフ欠陥を有するアパーチャに効果的に変換する。

相対線量誤差を有する欠陥アパーチャの補正
アパーチャは、そのアパーチャによって書き込まれた全ＩＥＬが相対線量誤差を有するような形で損傷する場合があり、このことは、特定ＩＥＬの露光レベルがＥであるべきことを意味するが、実際にはａ×Ｅである（＝欠陥アパーチャに対する特徴である定数係数によってスケーリングされる）。例えば、特定のＩＥＬは、Ｅ＝５０％の露光レベルを有することが予期されるが、ａ＝７０％を有する相対的線量誤差を有するアパーチャによって書き込まれるため、実際にはａ×Ｅ＝５０％×７０％＝３５％の線量を受ける。このことは、予期される露光レベルＥをＥｃ＝Ｅ／ａに調節することによって補正できる。書き込まれた露光レベルは、Ｅｃ×ａ＝Ｅ／ａ×ａ＝Ｅになり、そのために、最初に予期した線量が再確立される。１００％を超えるＥｃ値は、１００％（＝ＩＥＬの最大線量レベル）に切り捨てられることに留意されたい。切り捨てによる線量変更が著しい場合、ＩＥＬは、予期される線量ａ_ｄ＝Ｅｃ及び固定線量

を有する固定線量誤差を有する欠陥ＩＥＬとして表明できる。以前の節で説明した、固定線量に対する欠陥アパーチャ補正は、次に、欠陥ＩＥＬの近傍のＩＥＬの線量を増大することにより切り捨て誤差を補償しようとする。

非ゼロ固定線量を有する欠陥アパーチャの更なる補正
非ゼロ固定線量を有するアパーチャ（例えば常時オン誤差）は、露光インターバル外側の材料さえ露光し、常時オン／固定線量と常時オフ誤差との間に反対称性をもたらす。この現象は、２つの部分に分割できる。

第１に、常時オン・アパーチャのアパーチャ画像は、露光インターバル外側のＩＥＬを露光する一方で、アパーチャ画像は、ＩＥＬ上に依然として位置決めされる。このことは、

露光インターバル
残りのインターバル
を設定することによってモデル化できる。

第２に、常時オン・アパーチャによって生成されたビームレットは、（「配置格子」の節で説明したように）ある配置格子から他の配置格子へのビームの再配置中に基板の他の部分を露光する。全てのビームレットは、再配置中にオフに切り替えられるべきであるが、常時オンのビームレットは、依然として基板を露光し、典型的には、この露光は、配置格子位置間で線の形態である。再配置ベクトルは、走査方向の主要成分、全体方向の小成分を有し、各再配置の個々のオフセットの走査方向に直角な成分は、配置格子の完全サイクルの後、互いを相殺する。したがって、常時オン・アパーチャは、ＰＤデバイス内の同じ列に属するアパーチャによって常時オン・アパーチャとして書き込まれた区分内の対象物のみを露光する。

全ての画素から線量Ｂ＝Ｎ×αを減じることによって補正の単純な方法を提案する。Ｎは、画素を書き込むアパーチャが属するアパーチャ・アレイ列内の欠陥常時オン・アパーチャ数であり、αは事前計算又は実験的に決定されたスケーリング定数である。

１１ 供給源
１４ 基板
１６ 偏光手段
１７ 停止プレート
２０ アパーチャ
３０ 光学レンズ
３１ 光学レンズ
１０１ 照光システム
１０２ ＰＤデバイス
１０３ 投射システム
１０４ 対象物ステーション
２０１ アパーチャ・アレイ・プレート
２０２ 偏光アレイ・プレート

Claims (10)

1. ブランキング・アパーチャ・アレイ内の有限数の欠陥を考慮に入れる粒子−光学リソグラフィ装置内の前記ブランキング・アパーチャ・アレイにより、所望パターンを対象物上に露光するための露光パターンを計算する方法であって、前記所望パターンは、対象物上の画像領域内の多数の画像要素から構成され、
   前記ブランキング・アパーチャ・アレイは、複数のブランキング・アパーチャを備え、前記複数のブランキング・アパーチャは、前記ブランキング・アパーチャの相互位置を画定する所定の構成でブランキング・アレイ領域内に配置され、前記各ブランキング・アパーチャは、それぞれの露光インターバル中、前記それぞれのブランキング・アパーチャを通して前記対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光される線量値に対して選択的に調節可能であり、前記線量値は、最小値から最大値の間の共通線量インターバル内の値を取り、有限数の欠陥ブランキング・アパーチャを除いて、前記各欠陥ブランキング・アパーチャは、露光インターバル中、それぞれの一定線量値、又は前記共通線量インターバルに適合しない線量インターバルのいずれかを前記対象物の対応するアパーチャ画像上に露光し、
   書込み工程中、露光インターバル・シーケンスが行われ、前記各露光インターバルにおいて、前記ブランキング・アパーチャは、前記対象物上に画像化され、こうして対応する複数のアパーチャ画像を生成し、前記アパーチャ画像の位置は、前記露光インターバル中、前記対象物に対して固定したままにされ、前記画像要素の位置と一致するが、前記露光インターバル間では、前記アパーチャ画像の前記位置は、前記対象物に対して変位され、このようにして、前記対象物上の前記画像領域内の全ての前記画像要素を覆うように前記複数のアパーチャ画像を露光し、
   前記方法は：
   （ａ）欠陥ブランキング・アパーチャの一覧を準備することであって、前記一覧は、前記一覧に列挙される各欠陥ブランキング・アパーチャに関する情報を含み、前記それぞれの欠陥ブランキング・アパーチャの位置及び一定線量値又は不適合線量インターバルのいずれかを指定する、準備をすること、
   （ｂ）所望パターンを準備し、前記欠陥ブランキング・アパーチャを無視する多数の画像要素上に画定したラスタ・グラフィックスとして名目上の露光パターンを計算することであって、前記名目上の露光パターンは、前記所望パターンの輪郭線を実現する前記対象物上に名目上の線量分布をもたらすのに適し、前記対象物の前記各画像要素に対してそれぞれの名目上の線量値を含む、準備、計算をすること、
   （ｃ）「損傷要素」と呼ばれる、前記欠陥ブランキング・アパーチャのアパーチャ画像によって露光される画像要素を決定すること、
   （ｄ）前記各損傷要素に対して、「補正要素」と呼ばれる一組の画像要素を選択することであって、前記補正要素は、前記対象物上の前記画像領域内の前記それぞれの損傷要素の近傍内に位置するが、前記それぞれの損傷要素とは異なる、選択すること、
   （ｅ）前記各損傷要素に対して、前記補正要素のための補正線量値を計算することであって、前記補正線量値は、前記補正線量値のそれぞれが前記共通線量インターバル内にあるという制約下で、前記補正線量値で計算した前記対象物上の線量分布からの前記名目上の線量分布の偏移の誤差関数を最少にする、計算をすること；
   （ｆ）前記それぞれの補正要素において前記名目上の線量値を前記補正線量値に置き換えることによって、前記書込み工程による前記所望パターンの露光に適した補正露光パターンを前記名目上の露光パターンから生成すること
   を含む、方法。
2. 前記ステップ（ｅ）は、全ての前記損傷要素に対して一様である事前計算係数を使用することを含み、第１の群の前記各事前計算係数は、前記損傷要素と前記補正要素に関係する組の前記それぞれの補正要素との間の統合された重複部であり、第２の群の前記各事前計算係数は、一組の補正要素内の２つの補正要素間の統合された相互の重複部である、請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（ｄ）では、前記補正要素は、前記それぞれの損傷要素に対し最も隣接する補正要素の組、前記それぞれの損傷要素に所定の最大距離まで隣接する補正要素の組のうちの１つから選択され、前記距離は、ユークリッド距離、直線距離又はｐ−ノルム距離のうち１つを使用して測定される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記欠陥ブランキング・アパーチャがそれぞれの一定値を露光する場合の欠陥を有する前記欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた前記欠陥要素に関して、前記ステップ（ｅ）の前に、前記それぞれの線量値は、アパーチャ画像が画像要素上に置かれたままになった期間に対する１回の露光インターバル期間の比率に対応する係数との増倍だけ更に増大される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記欠陥ブランキング・アパーチャが前記それぞれの一定線量値又は前記共通線量インターバルに適合しない線量インターバルのいずれかを露光する場合の欠陥とは異なる欠陥を有する前記欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた前記欠陥要素に関して、前記欠陥は、常時オフ欠陥として処理され、前記それぞれのブランキング・アパーチャは、前記線量インターバルの最小値で作動される、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ステップ（ｅ）で使用した前記誤差関数は、前記偏移の最小二乗誤差関数であり、前記補正線量値を計算することは、ボックス制約最小二乗アルゴリズムを使用して最小の前記誤差関数について解くことを含み、好ましくは、次元性は、前記それぞれの組内の前記補正要素の数に等しい、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ステップ（ｄ）は、前記それぞれの損傷要素の位置に対して一様な形状の前記補正要素の組を使用して実施される、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の方法。
8. 前記ステップ（ｅ）の前に、前記ブランキング・アパーチャに個別である増倍係数によって前記それぞれのブランキング・アパーチャに割り当てた値とは異なる線量値の露光を生じさせる、相対線量欠陥を有する前記欠陥ブランキング・アパーチャにより生じた欠陥要素に関して、前記欠陥ブランキング・アパーチャの前記線量値は、前記定数係数の逆数で乗算され、且つこうして得られた前記線量値が前記共通線量インターバルの最大値を超える場合、前記それぞれの欠陥ブランキング・アパーチャは、常時オン欠陥を有するものとして処理される、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の方法。
9. 露光インターバル間では、前記アパーチャ画像の位置は、配置格子シーケンスに従って前記対象物に対して変位され、前記ステップ（ｄ）では、前記配置格子シーケンスは、前記それぞれの損傷要素の位置に対する前記補正要素の組の形状に関して選択され、前記配置格子シーケンス及び前記形状は、任意の前記損傷要素に関して、前記それぞれの組が前記欠陥ブランキング・アパーチャによって露光される画像要素を含まないことを保証する、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の方法。
10. ブランキング・アパーチャ・アレイ内の有限の欠陥数を考慮に入れる粒子−光学リソグラフィ装置内の前記ブランキング・アパーチャ・アレイにより、対象物上に所望パターンを露光するための方法であって、前記所望パターンは、前記対象物上の画像領域内の多数の画像要素から構成され、
    前記ブランキング・アパーチャ・アレイは、荷電粒子ビームにより照光され、前記ブランキング・アパーチャ・アレイは、複数のブランキング・アパーチャを備え、前記複数のブランキング・アパーチャは、前記ブランキング・アパーチャの相互位置を画定する所定の構成でブランキング・アレイ領域内に配置され、前記ブランキング・アパーチャの少なくとも一部の画像は、前記対象物の前記画像領域上に画像化され、
    前記各ブランキング・アパーチャは、それぞれの露光インターバル中、前記それぞれのブランキング・アパーチャを通して前記対象物の対応するアパーチャ画像上に露光される線量値に対して選択的に調節可能であり、前記線量値は、最小値から最大値の間の共通線量インターバル内の値を取り、有限数の欠陥ブランキング・アパーチャを除いて、前記各欠陥ブランキング・アパーチャは、前記露光インターバル中、それぞれの一定線量値を前記対象物上の対応するアパーチャ画像上に露光し、
    書込み工程中、露光インターバル・シーケンスが行われ、前記各露光インターバルでは、前記ブランキング・アパーチャは、前記対象物上に画像化され、こうして対応する複数のアパーチャ画像を生成し、前記アパーチャ画像の位置は、前記露光インターバル中、前記対象物に対して固定したままにされ、前記画像要素の位置と一致するが、露光インターバル間では、前記アパーチャ画像の前記位置は、前記対象物に対して変位され、このようにして、前記対象物の前記画像領域内の全ての前記画像要素を覆うように前記複数のアパーチャ画像を露光し、
    前記書込み工程によって前記対象物上に前記所望パターンを露光する前記露光パターンであって、前記各露光インターバルの間、前記ブランキング・アパーチャに関する前記線量値を含む前記露光パターンは、請求項１から９のうちいずれか一項に記載の方法によって計算される、方法。