JP7065027B2 - 荷電粒子ビームシステムにおける汚染の除去及び／又は回避のための方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビームシステムにおいて表面をクリーニングするための方法及びシステムに関し、並びに／又は表面の汚染を少なくとも部分的に回避することに関する。そのような荷電粒子ビームシステムは、例えば、荷電粒子リソグラフィシステム又は電子顕微鏡を備え得る。

荷電粒子ビームシステムでは、ターゲット面が、高い精度で該ターゲット面に向けられかつ該ターゲット面に集束された、１つ又は複数の荷電粒子ビームに曝され得る。

荷電粒子ビームリソグラフィシステムでは、小型の構造体（small structures）が、高い精度及び信頼性で形成され得る。荷電粒子マルチビームリソグラフィでは、表面上に形成されるパターンは、各個別のビームが表面上のレジストと相互作用する位置によって決定される。電子顕微鏡又は検査システムのような他の荷電粒子ビーム曝露システムでは、サンプルが、該サンプルとの荷電粒子の相互作用に基づいて解析され得る。従って、表面に到達するビームの、ビーム位置及び強度のような指定されたビーム特性のコンプライアンスは、重要性が高い。

荷電粒子ビームシステムの精度及び信頼性は、汚染によって負の影響を受ける。荷電粒子ビームシステムは、ターゲット面上に荷電粒子の１つ又は複数のビームを投影するための荷電粒子光学素子を備える。荷電粒子ビームシステムにおける汚染に対する重要な寄与は、表面、例えば荷電粒子光学構成要素の表面上への汚染物質の堆積物の集積である。

電子顕微鏡、例えば走査電子顕微鏡、及び荷電粒子リソグラフィシステムのような荷電粒子ビームシステムでは、荷電粒子は、システムに存在する余分なガスまたは汚染物質、例えば炭化水素、と相互作用し得る。そのような汚染物質は、曝露されるべきターゲットから、及び／又はシステム内の構成要素からのガス放出から生じ得る。荷電粒子ビームと汚染物質との間の相互作用は、荷電粒子光学素子の表面上に電子ビーム誘起堆積（ＥＢＩＤ：Electron Beam Induced Deposition）又はイオンビーム誘起堆積（ＩＢＩＤ：Ion Beam Induced Deposition）を引き起こし得る。ＥＢＩＤ又はＩＢＩＤによって形成される汚染層は、これらの素子の機能を混乱させ、よって、ターゲット面上への荷電粒子の投影に負の影響を及ぼし得る。従って、特に炭化水素分圧が比較的高く、ビーム電流密度が比較的高いエリアにおける汚染の除去又は汚染増加の防止が、強く望まれる。

汚染を除去するための方法は、これもまた本出願人によるＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１において説明されている。ＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１は、例えば汚染物質堆積物の除去のために、ラジカルを輸送するための構成及び方法を説明している。該構成は、プラズマ発生器及びガイド本体を含む。プラズマ発生器は、プラズマが形成されるチェンバ（chamber）を含む。該チェンバは、入力ガス（input gas）を受け入れるための入口と、その中で生成されたプラズマ及び／又はラジカルの除去のための１つ又は複数の出口を有する。ガイド本体は、プラズマ中に形成されたラジカルを、汚染物質堆積が除去されることになっているエリア又はボリュームに向かって導くように構成される。さらに、そのような構成を備える荷電粒子リソグラフィシステムが説明されている。

ＵＳ２０１３／０２０６９９９ Ａ１は、電子レンズ、特に対物レンズ、のアレイに関して、プラズマ処理又は熱処理による汚染の除去が、歪み及びダメージの観点から不利益であることを教示している。ＵＳ２０１３／０２０６９９ Ａ１は、荷電粒子ビームレンズを説明しており、それは、荷電粒子ビームの移動方向（travelling direction）の下流側の第１の電極、及び上流側の第２の電極と、第１の電極及び第２の電極が互いから離れて設置されるように第１の電極と第２の電極との間に設けられた距離定義部材と、第１の電極、第２の電極、及び距離定義部材によって囲まれた間隙と、を含み、ここにおいて、第１の電極及び第２の電極の各々は、そこに形成された第１の貫通孔を有し、そこを荷電粒子ビームが通り抜け、第２の電極はさらに、そこに形成された第２の貫通孔を有し、そこは荷電粒子ビームが通り抜けず、第１の貫通孔と第２の貫通孔との両方が、間隙に通信する。

ＵＳ２００１／００２８０４４ Ａ１は、複数の電子ビームにより、ウェハを露光するための電子ビーム露光装置が、複数のレンズ開口部と、複数のダミー開口部とを有する多軸電子レンズを含むことを説明している。レンズ開口部は、互いから独立に電子ビームを集束させるために、電子ビームがそれぞれそこを通り抜けることを可能にする。ダミー開口部は、どの電子ビームもそこを通り抜けないようにする。ＵＳ２００１／００２８０４４ Ａ１は、各レンズ開口部におけるレンズ強度が、他のレンズ開口部におけるレンズ強度に略等しくなるように、ダミー開口部がレンズに配置されることを教示している。レンズに設けられたこのようなダミー開口部により、レンズ強度の、全てのレンズ開口部において略等しくなるための調整、すなわち磁界強度を全てのレンズ開口部で略均一にするための調整、が可能になる。

ＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１において説明された方法及び構成は、荷電粒子リソグラフィシステム内のクリーニングを可能にするが、クリーニングの効率、特に表面からの堆積物の除去の速度は制限されることが観察される。荷電粒子ビームシステムにおける汚染を低減する、及び／又は荷電粒子ビームシステムにおけるクリーニング効率を高める、方法及びシステムを提供することが、本発明の目的である。

第１の態様によれば、本発明は荷電粒子ビームシステムを提供し、該荷電粒子ビームシステムは、
－荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
－真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒と、ここにおいて、該荷電粒子鏡筒は、ターゲット上に荷電粒子のビームを投影するように構成され、該荷電粒子鏡筒は、荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備える、
－クリーニング剤を提供するための供給源と、
－該供給源に接続され、及び荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するために構成された導管と、
を備え、
荷電粒子光学素子は、
－荷電粒子のビームを透過させる及び／又は荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子透過アパチャと、
－荷電粒子光学素子の第１のサイドと第２のサイドとの間に流路を提供するための通気孔と、
を備え、
通気孔は、荷電粒子透過アパチャの断面よりも大きい断面を有する。

通気孔は、荷電粒子光学素子を通る汚染物質種の流れ又は通過を可能にするコンダクタンスを有する。荷電粒子光学素子の一サイドからの流れ又は通過は、通気孔のない状況と比較して、荷電粒子光学素子における圧力の低減をもたらす。従って、荷電粒子透過アパチャにおける、又は荷電粒子透過アパチャ中のＥＢＩＤ又はＩＢＩＤに起因した汚染増加に利用可能な種の量が低減される。設けられる通気孔の断面若しくはエリア、及び／又は通気孔の数は一般に、十分な圧力低減を可能にするように選ばれる。通気孔は、荷電粒子を透過させるようには意図されない別個の孔である。通気孔は、しばしば相対的に寸法が小さい荷電粒子光学透過アパチャに加えて設けられる。クリーニング剤は、荷電粒子光学素子の表面からの汚染の除去を容易にする。荷電粒子素子に向かってクリーニング剤を誘導することに加えて、荷電粒子光学素子は１つ又は複数の通気孔を設けられる。従って、第１の態様に従うシステムにより、荷電粒子ビームシステム内の効率的なクリーニングが可能になるだけでなく、荷電粒子光学素子上での汚染層の形成及び／又は増加の可能性を防止又は少なくとも低減する。

通気孔は、荷電粒子透過アパチャよりも大きい。円形状の通気孔の実施形態では、通気孔の直径は、荷電粒子透過アパチャの直径よりも５又は１０倍大きいものであり得る。一例では、荷電粒子透過アパチャは、少なくとも基板の上流側に１２μｍの直径を有し、通気孔は、５０若しくは６０μｍの、又はさらには最大３００μｍの、又はそれらの間の任意の値の、直径を有する。

通気孔は、荷電粒子鏡筒の内部からチェンバに接続された１つ又は複数の真空ポンプまで制限されたコンダクタンスを有する該鏡筒の領域において特に有益である。そのような領域では、荷電粒子光学素子近くに、又は荷電粒子光学素子に無視できない圧力が存在し得る。通気孔はまた、荷電粒子鏡筒とターゲットとの間の距離が非常に短く、このことが鏡筒の下に位置するターゲット面の一部から真空ポンプまでの流路を制限する、システムにおいても有益である。そのようなシステムでは、ターゲット面からガス抜き（degassing）する、又は脱着（desorbing）する種が、少なくともある程度、荷電粒子鏡筒に入り得る。ターゲット面上に膨大な量の荷電粒子ビームを投影するためのマルチビームシステムでは、投影レンズの終段素子とターゲット面との間の空間は、しばしば非常に短いため、レジスト層の分子又はクラスタは、投影レンズの下に位置するターゲット面の少なくとも一部に蒸着して、又はさもなければ離れて、真空ポンプに向かって制限又は限定された流路を経験する。結果としてこれらの種は、無視できない程度に、投影レンズアパチャを通って荷電粒子鏡筒に入り得る。このことは、投影レンズの上流に配置されたビームストップ素子のような荷電粒子光学素子に接近した種、例えばＣｘＨｙ化合物、が存在することに繋がる。種が原因となって、この荷電粒子光学素子の、特にその荷電粒子透過アパチャへの汚染に至り得る。

例えば汚染物質種の流れ又は動きは、必ずしも通気孔を通り抜けるものに限定されない。種は、荷電粒子鏡筒の内部から通気孔を介して真空ポンプに向かって流れ得るが、また、少なくともある程度は、通気孔を通らない経路を介して荷電粒子鏡筒から出ることがある。ターゲット面を離れる種は、少なくともある程度、荷電粒子鏡筒に入ることなく、真空ポンプに向かって流れ得る、又は動き得る。

一実施形態では、前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子の前記ビームをストップさせ又は少なくとも部分的にブロックするように構成される、及び／又は前記荷電粒子透過アパチャは、電流制限アパチャの役割をする。いくつかの荷電粒子光学素子では、荷電粒子透過アパチャは、荷電粒子のビームがアパチャを、そのエッジに接近した距離で通り抜ける、又はさらに少なくともいくらかの部分で、荷電粒子光学素子に衝突するような直径である。そのような荷電粒子光学素子は、堆積した汚染が、サイズを縮小させる、及び／又はアパチャの形状を変化させる、又はさらにはアパチャを塞ぐリスクにも起因して、汚染に対して敏感である。アパチャサイズの縮小は、アパチャを通る透過の損失に繋がり得、アパチャ形状の変化は、荷電粒子ビームの断面の変化、及び／又は荷電粒子光学素子が荷電粒子ビームに影響を与える形の変化に繋がり得る。アパチャにおける汚染は、帯電を起こしやすく、それは、荷電粒子ビームの軌道を混乱させ得る。

荷電粒子ビームシステムは、例えば荷電粒子マルチビームリソグラフィシステム、又はサンプルを解析するためにイオンを使用する、あらゆるタイプの電子顕微鏡又はツールのような検査システムといった、いずれのタイプの荷電粒子曝露システムでもあり得る。荷電粒子は、電子、又は上記システムにおいて使用されるいずれの種類のイオンでもあり得る。

荷電粒子光学素子はまた、電子光学又はイオン光学の素子又はレンズとも称され得る。荷電粒子のビームに影響を与えることは、荷電粒子のエネルギーを変化させることと、荷電粒子ビームを偏向し、それによりビームの方向を変化させることと、例えば、前記荷電粒子透過アパチャが電流制限アパチャとしての役割をすることによって、ビームをストップさせ又は少なくとも部分的にブロックすることと、及び／或いは荷電粒子のビームから複数の荷電粒子ビームを形成すること、荷電粒子ビームを集束させる（focusing）、荷電粒子ビームの焦点はずしをする（defocusing）、又は荷電粒子ビームを発散させることと、等のうちの１つ又は複数を備える。電流制限アパチャは、荷電粒子のビームの一部分（part）又は一部（portion）のみの通過を可能にするアパチャである。導管は、１つ又は複数の荷電粒子透過アパチャを備える荷電粒子光学素子又はその表面に向かって、それ上に、又はそれにわたってクリーニング剤を導入、ガイド、又は誘導するように構成され、それにより、そのクリーニングを可能にする。

一実施形態では、クリーニング剤を提供するための供給源は、ＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１において説明されているような供給源である。代替的に、別のタイプのプラズマ源、分子ガス源、又は活性種の発生器、例えばオゾン発生器、が使用されることができる。

一実施形態では、クリーニング剤は、原子状酸素ラジカル、分子状酸素ガス、分子状若しくは原子状酸素イオン、及び／又はオゾンを備える。代替的に、他のタイプの種又は分子が使用されることができる。原子状酸素ラジカルと分子状酸素の混合物を使用して、好結果が観測された。発明者は、このような混合物により、特に荷電粒子ビームがある状態では、荷電粒子ビームシステムの機能を阻害することなく汚染の効率的な除去が可能になることを観測した。好ましくは、供給源は、クリーニング剤の制御された流れを提供するように構成される。

荷電粒子リソグラフィシステムのようないくつかのシステムでは、ターゲット面は、クリーニング剤と接触すると劣化し得る。従って、クリーニング剤の流れ、及び１つ又は複数の通気孔の総断面、又はエリア、は通常、ターゲット面へのクリーニング剤の流れを回避しながら、クリーニング剤による荷電粒子光学素子の効果的なクリーニングを提供することと、荷電粒子光学素子における十分な圧力低減をもたらすこととのトレードオフから決定される。

一実施形態では、荷電粒子光学素子は、複数の通気孔、及び複数の荷電粒子透過アパチャを備え、通気孔は、荷電粒子透過アパチャの隣に配置される。このことにより、マルチビームシステムの汚染増加の防止が可能になる。荷電粒子透過アパチャは、１つ又は複数のグループ、又はアレイで配置され得る。通気孔は好ましくは、荷電粒子透過アパチャのそのようなグループに隣接して、及び／又は間に配置される。荷電粒子透過アパチャの１つ又は複数のグループを備える荷電粒子光学素子のエリアはしばしば、ビームエリアと称され、荷電粒子鏡筒を通る荷電粒子ビームの軌道内のエリアを表す。類似して、荷電粒子ビーム軌道外に位置する、荷電粒子ビームを受け取ることが意図されていないエリアは、非ビームエリアと称される。荷電粒子マルチビームシステムはしばしば、交互の周期的な形で配置された複数の細長いビームエリアと非ビームエリアとを備え、各ビームエリアは、２つの非ビームエリアの間に位置付けられる。そのような配置は、出願人によるＵＳ８，６５３，４８５及びＵＳ８，４９２，７３１において説明されている。通気孔は好ましくは、１つ又は複数の非ビームエリアに配置される。いくつかの実施形態では、通気孔は、１つ又は複数のビームエリアの真隣に配置される。代替的に及び／又は追加的に、通気孔は、ビームエリアに設けられることができる。しかしながら後者のケースでは、荷電粒子に通気孔を通らせてしまうリスクがより高い。

一実施形態では、荷電粒子光学素子は、実質的にフラットな基板を備え、ここにおいて通気孔は、基板を通り抜ける貫通孔で設けられる。貫通孔は好ましくは、実質的に一直線に基板を通り抜けて指向させられる。一実施形態では、基板は、コーティング、例えばモリブデンを備えるコーティング、を施されたシリコン基板を備える。

一実施形態では、通気孔は、円形状の断面を有する。荷電粒子透過アパチャもまた一般に、円形状である。そして、通気孔の直径は、荷電粒子透過アパチャの直径よりも大きい。

一実施形態では、通気孔は、スリット形状の断面又は楕円形状の断面を有する。そのような通気孔は、スリット又は楕円の長手方向の、すなわち主軸に沿った、第１の寸法、及び該長手方向に対して実質的に垂直の、すなわち短軸に沿った、第２の寸法を有する。第１の寸法は、荷電粒子ビーム透過アパチャの幅方向の（across）寸法、すなわち荷電粒子透過アパチャの直径よりも大きい。いくつかの実施形態では、第２の寸法もまた、荷電粒子透過アパチャの直径よりも大きい。

一実施形態では、荷電粒子透過アパチャは、１つ又は複数のグループで配置され、通気孔は、前記１つ又は複数のグループに実質的に沿って配置される。

一実施形態では、前記通気孔は、１つ又は複数の２次元アレイで配置される。通気孔は、規則的な矩形格子で配置され得る。代替的に、通気孔は、通気孔の行又は列が、互いに対してシフトされるパターンで配置され得、それは、例えば斜交する（skewed）アレイを形成する。

一実施形態では、前記通気孔は、前記複数の荷電粒子透過アパチャのどちら側にも配置される。一般に、複数の荷電粒子透過アパチャは、第２の寸法よりも大きい第１の寸法を有する実質的に１つ又は複数の矩形のグループ、又はアレイで配置される。通気孔は好ましくは、荷電粒子透過アパチャの１つ又は複数の長いグループのサイドに沿って配置される。

一実施形態では、前記通気孔は、前記通気孔の寸法に等しいかまたはそれよりも大きいピッチで配置され、前記ピッチは特に、前記通気孔の前記寸法の１～３倍の範囲にある。ピッチは、隣接する通気孔の中心の相互間の距離として理解されるものとする。

一実施形態では、ピッチは、通気孔のアライメントの方向に沿った通気孔の寸法に等しいかまたはそれよりも大きい。上で説明されたように、通気孔は、荷電粒子透過アパチャの１つ又は複数のグループに沿って配置され得る。そして、通気孔は、行の方向の通気孔の寸法に等しいかまたはそれよりも大きいピッチで配置されて、行で配列され得る。

一実施形態では、システムは、通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子もターゲットに到達することを防止されるように構成される。１つ又は複数の通気孔は好ましくは、意図されている荷電粒子ビーム軌道外に配置されるけれども、１つ又は複数の素子又は構成要素が、通気孔を通って透過されるいずれの荷電粒子のさらなる経路もブロックするように、荷電粒子光学素子の下流に配置され得る。代替的に、荷電粒子が通気孔に到達することを防止するために、素子又は構成要素が、通気孔の上流に設けられ得る。

一実施形態では、荷電粒子光学素子は、ビームストップ素子を備え、該ビームストップ素子は、
－荷電粒子ビームの通過のための複数の荷電粒子透過アパチャ、及び荷電粒子の通過をブロックするための非アパチャエリアと、
－ビームストップ素子を通る流路を提供するための複数の通気孔と、
を備え、
該システムは、好ましくは、
－荷電粒子ビームを集束させるための複数の投影レンズアパチャを備える投影レンズをさらに備え、投影レンズは、ビームストップ素子の下流に配置され、投影レンズ及びビームストップ素子は、通気孔のうちの１つ又は複数を通り抜けるいずれの荷電粒子も、投影レンズの非アパチャエリアによってブロックされるように構成される。

ビームストップ素子に通気孔を設けることは、ビームストップアパチャにおける汚染の集積を低減することが分かった。通気孔は、ターゲットから、投影レンズを通り、及びビームストップ素子を通り、さらには真空ポンプに向かう流路を可能にする。投影レンズアパチャは一般に、ビームストップ素子の荷電粒子透過アパチャに対応するグループ又はアレイで配置される。走査偏向器は通常、ターゲット面の一部にわたって荷電粒子ビームを走査するために、ビームストップ素子と投影レンズとの間に配置される。

一実施形態では、投影レンズは、投影レンズアパチャのグループの周囲に配置された複数のダミーアパチャをさらに備え、通気孔は、通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子も、ダミーアパチャの横方向外側（laterally outside）に位置するエリアによってブロックされるように構成される。この構成によって、荷電粒子は、通気孔を介してターゲットに到達することを防止される。ダミーアパチャは一般に、投影レンズを通る全ての荷電粒子ビームに同様の静電界を提供するために含まれる。ダミー孔は、それ自体では、荷電粒子ビームのための通路を提供しない。

一実施形態では、システムは、
－荷電粒子のビームから複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパチャを備える第２のアパチャ素子と、第２のアパチャ素子は、荷電粒子ビーム発生器と荷電粒子光学素子との間に配置される、
－荷電粒子ビーム発生器と第２のアパチャ素子との間に設けられた制限素子と、制限素子は、荷電粒子ビーム発生器へのクリーニング剤又はその生成物質（product）の流れ又は通過を防止又は少なくとも低減するように構成される、
をさらに備える。

制限素子は、ビーム発生器がアクティブである間にクリーニング剤の導入を可能にすることに寄与する。このことは、ターゲットの曝露中に、システム中にクリーニング剤を導入することを可能にする。ビーム発生器は、動作中、高真空を要求し、クリーニング剤に含まれる及び／又はクリーニング剤から形成される種の存在に敏感である荷電粒子供給源を備え得る。例えば、電子供給源としてしばしば使用される熱電子陰極は、高すぎる酸素分圧で動作させられる場合に、及び／又は酸素ラジカル又はオゾンがある状態で、ダメージを受ける。従って、ビーム発生器がアクティブである間にクリーニング剤を導入することをできるようにするために、少なくとも、ビーム発生器へのクリーニング剤、又はその生成物質若しくは成分の流れを制限することが重要である。クリーニング剤は好ましくは、分子状酸素及び酸素原子状ラジカル、並びに／又はオゾンを備える。酸素原子状ラジカルとオゾン分子との両方が一般に、荷電粒子鏡筒内のそれらの流路伝いに（along）、再結合して分子状酸素になる。従って、ビーム発生器で、クリーニング剤から生じるガスは、主に分子状酸素を備える。いくつかのシステムでは、少なくともある程度、荷電粒子供給源における圧力は、供給源を備えるスペースを多様にポンピングする（differentially pumping）ことによって十分制限されることができる。しかしながら、ビーム発生器への流路のさらなるシーリング又は制限が、有益であり得る。制限素子は、必ずしも、ガス種の流れ又は通過を実質的に完全にブロックするシーリングエレメントではない。重要なことは、荷電粒子供給源が、該特定の供給源の動作可能範囲内にある真空に維持されることである。通過を完全にブロックするシーリングエレメントを使用しない理由は、効果的なシーリングを獲得するためにシーリングエレメントに対して行使されなければならない（asserted）力である。そのような力は、そのようなシーリングエレメントを加える場合に既存のシステム対して変更を要求し得る。

一実施形態では、荷電粒子ビームシステムは、
－ビーム発生器モジュールであって、荷電粒子ビーム発生器は該ビーム発生器モジュールに配置される、ビーム発生器モジュールと、
－変調モジュールであって、第２のアパチャ素子は該変調モジュールに配置される、変調モジュールと、
をさらに備え、
制限素子は、ビーム発生器モジュールに移動可能に接続され、重力及び／又はスプリング力を用いて変調モジュールに当接して配置される。ビーム発生器モジュール中へのクリーニング剤又は他のガス種の流路はそれにより、第２のアパチャ素子のアパチャを通るか又は荷電粒子鏡筒の外を介すかのどちらかをし、制限素子と、制限素子が置かれている変調モジュールの表面との間の制限された流路を通ることに限定される。モジュールは、システムのフレーム内に配置される取り外し可能モジュールとして設けられ得る。重力を用いて変調モジュールに置かれるか又は当接するように制限素子を配置することは、ビーム発生器中への流路を制限しながら、制限素子によって変調モジュールに対して及ぼされる力を制限する。

一実施形態では、制限素子は、ビーム発生器モジュールの第１の壁に接続され、制限素子は、荷電粒子のビームの通過のための、第１の壁における開口部の外周を少なくとも部分的に囲み、制限素子は、少なくとも部分的にリング形状の素子、特にセラミックリング、を備え、少なくとも部分的にリング形状の素子は、変調モジュールに向かう方向に、又は変調モジュールから離れる方向に第１の壁に対して移動可能に配置される。

一実施形態では、システムは、第１の壁に対するリング形状の素子の動きを封じ込めるための封じ込め素子（confining element）をさらに備える。一実施形態では、リング形状の素子は、少なくとも部分的に第１の壁内の溝又は凹部内に緩く配置（loosely arranged）され、封じ込め素子によって落ちることを防止される。

一実施形態では、封じ込め素子は、アルミニウム又はチタンを含む材料から作られている。

一実施形態では、制限素子は１つ又は複数の突出部を設けられ、封じ込め素子は、制限素子の動きを封じ込めるために突出部と共働するように構成される。そのような流れ制限構成により、指定された流れ制限を維持しながら、ビーム発生器モジュールの容易な除去及び／又は取替が可能になる。一実施形態では、封じ込め素子は、少なくとも部分的なリング形状を有する。

制限素子及び封じ込め素子を備える流れ制限構成は、それがシステム内の電磁界に影響を与えず、それにより鏡筒を通る荷電粒子ビーム経路に影響を与えないように設計される。

一実施形態では、システムは、
－第２のアパチャ素子の下流に配置された変調素子であって、該変調素子は、荷電粒子ビームの通過のための第２の複数のアパチャ及び第２の複数のアパチャに関連付けられた第２の複数の偏向器とを備え、偏向器は、荷電粒子ビームを選択的に偏向するか又は偏向しないように構成される、変調素子と、
－荷電粒子ビームの通過のための第３の複数のアパチャ及び荷電粒子ビームをブロックするためのブロックエリアを備えるビームストップ素子であって、該ビームストップ素子は変調素子の下流に配置される、ビームストップ素子と、
を備え、
変調素子及びビームストップ素子は、選択的に偏向された荷電粒子ビームを通過させるか又はブロックするように相まって機能するように構成され、
導管は、ビームストップ素子に向かって、及び好ましくは変調素子に向かっても、クリーニング剤を誘導するように配置される。ビームストップ素子の汚染はそれにより、防止されるか又は少なくとも除去されることができる。ビームストップ素子は、上で説明されたような荷電粒子光学素子を表す。荷電粒子ビームをブロックすることによって、これらはターゲットに向かって進み続けることを防止される。このビームストップ素子は、上で説明されたビームストップ素子であり得る。変調素子の各アパチャは、偏向器を設けられ得る。ブランカとも称される変調素子はそれにより、パターンデータに従って、１つ又は複数の個別の荷電粒子ビームを、他の個別のビームを偏向しない一方で、偏向することができる。

一実施形態では、荷電粒子光学システム内の電気接続部は、エポキシ及び／又は金属層のような保護コーティングを施される。そのような保護コーティングは、導線、電気的コンタクト（electrical contacts）、コンタクトパッド等のような電気接続部が、クリーニング剤又はその種によってダメージを受けることを防止する。

一実施形態では、第２の荷電粒子ビーム発生器は、そこから放射される荷電粒子のビームが、荷電粒子光学素子若しくはその表面に向かって、それに沿って、又はそれにわたって誘導されるがターゲットには到達しないように構成されて、設けられる。電子又はイオンを発生させる追加の荷電粒子ビーム発生器を設けることは、汚染の防止又は除去を強化し得る。それはまた、ターゲットの曝露のために設けられた荷電粒子ビーム発生器がアクティブでないときにも、荷電粒子によって容易にされるクリーニングを可能にする。

上で説明された実施形態の様々な特徴のうちの１つ又は複数は、組み合わされることができ、他の実施形態も同様である。

第２の態様によれば、本発明は、第１の態様の実施形態のうちのいずれか１つによる荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法を提供し、該方法は、
－荷電粒子光学素子に向かって誘導される、荷電粒子のビームをビーム発生器が発生させている間、及び／又は荷電粒子のビームを第２の荷電粒子ビーム供給源が発生させている間、荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
－クリーニング剤を導入している間、真空チェンバにおいて真空を維持するステップと、
を備え、
真空を維持するステップは、通気孔を介して少なくとも荷電粒子光学素子を通り、真空チェンバに接続された真空ポンプへと向かう種の流れ又は動きを提供することを備える。

該方法により、荷電粒子透過アパチャにおける、又は荷電粒子透過アパチャ近くの汚染の堆積及び増加を防止、又は少なくとも制限すること、ならびに表面上に形成される汚染の除去の両方が可能になる。アパチャは、開口状態で維持される、すなわちそのサイズが維持される、ことができ、アパチャの形状が維持されることができる。それにより、電流密度、形状、及び位置のような荷電粒子ビーム特性が維持される。第１の態様に関して上で説明されたように、通気孔は、荷電粒子光学素子における圧力の低減をもたらす。それにより、汚染を引き起し得るだろう種の量は低減される。上で説明されたように、荷電粒子ビームが表面上に堆積物を形成するように種と相互作用し得るので、ビーム発生器がアクティブである間にクリーニング剤を導入することは直感的に理解できないもの（contra intuitive）のようであるかもしれない。しかしながら、発明者は、荷電粒子ビームがある状態でクリーニング剤を導入することが、荷電粒子光学素子のより効率的なクリーニングに繋がることを観測した。発明者は、荷電粒子ビーム発生器がアクティブである、すなわち荷電粒子のビームを発生させている、間にクリーニング剤を導入することが、ＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１において開示されている方法と比較してクリーニング速度を向上させることに気付いた。特に、汚染の効率的な除去又は防止は、荷電粒子ビームがアパチャの外周に対して非常に接近した距離で透過されるアパチャ、及び／又は荷電粒子ビームが、アパチャを囲むエリアによって少なくとも部分的にブロックされるアパチャを備える荷電粒子光学素子において観測された。そのような電流制限アパチャは通常、入来するビームから複数のビームを形成するアパチャ素子において、ビーム形成若しくはビーム成形素子において、荷電粒子ビーム変調素子（ブランカ）、又は荷電粒子ビームブロック素子（ビームストップ）において提供される。荷電粒子ビームが荷電粒子鏡筒の少なくとも一部を通って移動することにより、特定のロケーションにおけるクリーニングが可能になる。第２の態様を使用すると、汚染が表面上に集積する速度よりも高い速度でクリーニングが行われ得ることが分かった。それにより、汚染のレベルが少なくとも実質的に時間の観点から（in time）一定である安定状態が獲得される。荷電粒子鏡筒の安定の高まりは、実質的に継続して該方法を適用するときに観測された。このことは、例えば荷電粒子光学面のクリーン状態と汚染状態との間の移行がないことに関連すると考えられる。

方法は、システムの通常動作に干渉しないことが分かった。方法は、例えばターゲットの準備若しくは交換中、及び／又は荷電粒子ビームに対するターゲットの曝露中、例えばウェハのリソグラフィパターニング中、に行われ得る。

一実施形態では、クリーニング剤は、ビーム発生器の動作中、実質的に継続して導入される。このことは、荷電粒子光学素子上での、汚染の実質的に継続した除去、又は汚染の増加の防止を容易にする。

一実施形態では、真空を維持することは、真空チェンバに接続された１つ又は複数の真空ポンプをアクティブに動作させることを備える。

一実施形態では、クリーニング剤は、１つ又は複数の電流制限アパチャを備える荷電粒子光学素子に、及び／又は汚染が素子の適切な機能に影響を与えるか又は制限し得る、例えばさもなければ構成要素の寿命が汚染によって制限される、素子に誘導される。

一実施形態では、方法は、少なくとも１つの通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子もターゲットに到達しないようにするステップを備える。一実施形態では、通気孔を通り抜ける荷電粒子は、荷電粒子光学素子の下流に配置されたさらなるアパチャ素子に含まれる非アパチャエリアによりこれらの荷電粒子をブロックすることによって、ターゲットに到達することを防止され、さらなるアパチャ素子は、荷電粒子透過アパチャを既に通り抜けた荷電粒子ビームの通過のための１つ又は複数のアパチャを備える。そのようなアパチャ素子は、上で説明された投影レンズに含まれ得る。代替的に又は追加的に、荷電粒子は、通気孔の上流でブロックされ得、荷電粒子ビームが通気孔に到達することを防止する。

一実施形態では、方法は、
－荷電粒子ビーム発生器へのクリーニング剤又はその生成物質の流れが防止又は少なくとも低減されるように荷電粒子ビームシステムを構成するステップをさらに備える。

一実施形態では、方法は、
－ビーム発生器モジュールに荷電粒子ビーム発生器を、及び変調モジュールに荷電粒子光学素子を配置するステップと、
ビーム発生器モジュールに移動可能に接続された、並びに重力及び／又はスプリング力を用いて変調モジュールに当接する制限素子を設けるステップと、
をさらに備える。制限素子は、上で説明されたような制限素子であり得る。

一実施形態では、方法は、荷電粒子が１～１０ｋＥＶ、特に５ｋｅＶよりも低い又は５ｋｅＶ周辺、の範囲のエネルギーを有する場合、荷電粒子光学鏡筒の領域においてクリーニング剤を導入することを備える。クリーニング剤は、通常の曝露中に導入されることができる。荷電粒子のエネルギーは、例えば、システム内の荷電粒子ビーム供給源、ターゲット、及び荷電粒子光学素子に印加される電位によって決定される。該方法が特に適している本明細書において説明されているようなマルチビームシステムでは、荷電粒子のエネルギーは通常、ターゲットの曝露中、５ｋｅＶ周辺である。ターゲットを曝露していない間に方法が適用される場合、荷電粒子ビームのエネルギーは、クリーニングを向上させるために調整されることができる。

一実施形態では、１つ又は複数の荷電粒子ビームは、荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を誘導している間、荷電粒子光学素子のところに又はその近くに存在する。「～のところに又はその近くに（at or near）」という用語は、荷電粒子ビームを荷電粒子光学素子に向かって透過させること及び／又は荷電粒子透過アパチャを通って透過させること、すなわち荷電粒子ビームが、荷電粒子鏡筒の少なくとも一部を通って少なくとも部分的に透過されること、を備える。

クリーニング剤の導入中、クリーニング剤の種の平均自由行程（mean free path）が、該種が、いずれの他の衝突もなく、特に荷電粒子ビームの荷電粒子との衝突なしに、荷電粒子光学素子の表面と衝突する可能性が高いか、又はシステムからポンプ除去（pumped away）されるようなものであるレベルに、圧力が維持される。従って、クリーニング剤は荷電粒子ビームには事実上不可視であり、それにより、荷電粒子ビームは、クリーニング剤の存在によって影響を受けない。さらに、システム中の圧力は、荷電粒子光学素子間の絶縁破壊（electrical breakdown)、又はフラッシオーバ（flashover）のリスクがあり得る圧力よりも低い圧力に維持される。

上で説明された実施形態の様々な特徴のうちの１つ又は複数、及び／又は異なる実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わされ得る。第２の態様に従う方法は、第１の態様の実施形態又は代替物のうちのいずれの１つ又は複数に従っても、荷電粒子ビームシステムにおいて行われ得る又は適用され得る。方法の様々な実施形態が、特に異なるステップが、第１の態様の荷電粒子ビームシステムの特徴のうちの１つ又は複数によって実現され得る。

第３の態様によれば、本発明は、真空チェンバ内に配置された荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法を提供し、荷電粒子ビームシステムは、ターゲット上に荷電粒子のビームを投影するための荷電粒子鏡筒を備え、荷電粒子鏡筒は、荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備え、
荷電粒子光学素子は、荷電粒子のビームを透過させる及び／又は荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子透過アパチャ、並びに荷電粒子光学素子の第１のサイドから第２のサイドへの流路を提供するための少なくとも１つの通気孔を備え、
該方法は、
－荷電粒子のビームが荷電粒子光学素子のところに又はその近くに存在する間に、荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
－真空チェンバにおいて真空を維持するステップと、
を備え、
真空を維持するステップは、荷電粒子光学素子の第１のサイドから第２のサイドへ、さらには真空チェンバに接続された真空ポンプへの、通気孔を通る流路を提供することを備える。

第３の態様に従う方法は、第２の態様に従う方法について上で説明されたものと同じ、又は対応する利点を提供する。第３の態様の方法は、第２の態様の方法に関して上で説明された実施形態の特徴、代替物、又は方法のステップのうちのいずれの１つ又は複数も備え得る。

第４の態様によれば、本発明は荷電粒子ビームシステムを提供し、該荷電粒子ビームシステムは、
－荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
－真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒と、ここにおいて、荷電粒子鏡筒は、ターゲット上に荷電粒子のビームを投影するように構成され、荷電粒子鏡筒は、複数の荷電粒子透過アパチャを備える荷電粒子光学素子を備える、
－クリーニング剤を提供するための供給源と、
－荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するための、供給源に接続された導管と、
－荷電粒子のビームから複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパチャを備える第２のアパチャ素子であって、該第２のアパチャ素子は荷電粒子ビーム発生器と荷電粒子光学素子との間に配置される、第２のアパチャ素子と、
－荷電粒子ビーム発生器と第２のアパチャ素子との間に設けられた制限素子であって、該制限素子は荷電粒子ビーム発生器へのクリーニング剤及び／又はその生成物質の流れ又は通過を防止又は少なくとも最小限にする、制限素子と、を備える。

制限素子は、ビーム発生器に配置された荷電粒子供給源へのクリーニング剤の流れ又は通過を防止又は少なくとも制限する。それにより、クリーニング剤は、システムの通常動作中に導入され得、効率的なクリーニングを提供する、及び／又はシステムのダウンタイムを低減する。制限素子は、上で説明されたような制限素子であり得る。

第４の態様のシステムは、第１の態様のシステムに関して上で説明された実施形態の特徴又は代替物のうちのいずれの１つ又は複数も備え得る、又はいずれの１つまたは複数とも組み合わされ得る。

第５の態様では、本発明は、第４の態様に従う、荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子光学素子中の荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法を提供し、該方法は、
－荷電粒子光学素子に向かって誘導される、荷電粒子のビームをビーム発生器が発生させている間、及び／又は荷電粒子のビームを第２の荷電粒子ビーム供給源が発生させている間、荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
－クリーニング剤を導入している間、真空チェンバにおいて真空を維持するステップと、
を備え、
荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子ビーム発生器へのクリーニング剤又はその生成物質の流れが防止又は少なくとも最小限にされるように配置される。

第５の態様に従う方法は、第４の態様に関して説明されたものと同じ、又は対応する利点を提供する。第５の態様の方法は、第２及び／又は第３の態様の方法に関して上で説明された実施形態の特徴又は代替物のうちのいずれの１つ又は複数も備え得る、又はいずれの１つ又は複数とも組み合わされ得る。方法のステップは、第１及び／又は第４の態様に関して説明された実施形態の特徴のうちのいずれの１つ又は複数によっても実現され得る。

第６の態様によれば、本発明は荷電粒子ビームシステムを提供し、該荷電粒子ビームシステムは、
－荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
－真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒と、ここにおいて、荷電粒子鏡筒は、ターゲット上に荷電粒子のビームを投影するように構成され、荷電粒子鏡筒は、荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備える、
－クリーニング剤を提供するための供給源と、
－供給源に接続された、及び荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するために構成された導管と、
を備え、
荷電粒子光学素子は、荷電粒子のビームを透過させる及び／又は荷電粒子のビームに影響を与えるための荷電粒子透過アパチャ、並びに荷電粒子光学素子の第１のサイドと第２のサイドとの間の流路を提供するための少なくとも１つの通気孔を備え、通気孔は、荷電粒子のビームのための意図された軌道外に配置される。

第６の態様のシステムは、第１の態様のシステムと類似した利点及び効果を提供する。第６の態様のシステムは、第１及び第４の態様のシステムに関して上で説明された実施形態のいずれの１つ又は複数の特徴も備え得る。第２又は第３の態様の方法のステップによって定義されるような方法は、第６の態様のシステムに適用され得る。

システム及び方法の様々な態様が、図面で示されている実施形態を参照してさらに説明されることになる。
図１は、マルチビームリソグラフィシステムを図式的に示す。 図２Ａは、荷電粒子透過アパチャにおける荷電粒子ビーム誘起堆積及び汚染増加を図式的に例示する。 図２Ｂは、荷電粒子透過アパチャにおける荷電粒子ビーム誘起堆積及び汚染増加を図式的に例示する。 図３Ａは、本開示の実施形態による荷電粒子ビームシステムを図式的に例示する。 図３Ｂは、図３Ａの詳細を図式的に例示する。 図４Ａは、荷電粒子透過アパチャ及び通気孔を備える荷電粒子光学素子の詳細を図式的に示す。 図４Ｂは、荷電粒子透過アパチャ及び通気孔を備える荷電粒子光学素子の詳細を図式的に示す。 図４Ｃは、荷電粒子透過アパチャ及び通気孔を備える荷電粒子光学素子の詳細を図式的に示す。 図４Ｄは、荷電粒子透過アパチャ及び通気孔を備える荷電粒子光学素子の詳細を図式的に示す。 図５は、荷電粒子ビームシステムにおける、図４Ａで例示された荷電粒子光学素子の下流に配置される素子の詳細を図式的に示す。 図６は、荷電粒子ビームシステムのビーム発生器モジュール中への流路を制限するための構成を図式的に例示する。 図７は、荷電粒子ビームシステム中へのクリーニング剤の導入のための構成を図式的に示す。 図８は、クリーニング剤供給源を図式的に例示する。 図９Ａは、荷電粒子ビームシステムにおいて汚染を防止又は除去するための方法を図式的に例示する。 図９Ｂは、荷電粒子ビームシステムにおいて汚染を防止又は除去するための方法を図式的に例示する。 図１０は、本発明の実施形態による荷電粒子ビームシステムを図式的に例示する。

詳細な説明

荷電粒子ビームシステム、及びそのようなシステムにおいて荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法の様々な実施形態が、例としてのみ提示され、図を参照して、以下で説明される。

図１は、荷電粒子マルチビームリソグラフィシステムの実施形態の簡略化された概略図を示す。そのようなリソグラフィシステムは、本願の出願人に譲渡され、全体として参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８９７，４５８号、第６，９５８，８０４号、第７，０１９，９０８号、第７，０８４，４１４号、第７，１２９，５０２号、第７，７０９，８１５号、第７，８４２，９３６号、第８，０８９，０５６号、及び第８，２５４，４８４号、並びに米国特許出願公開第２００７／００６４２１３号、第２００９／０２６１２６７号、ＵＳ２０１１／００７３７８２、及びＵＳ２０１２／００９１３５８において説明されている。図１で例示されている実施形態が機能的に同等のシステムを提供するＵＳ２０１４／０１９７３３０についても同じことが言える。有益な装着構成（mounting arrangements）、懸架機構（suspension mechanisms）、及び除振構成（vibration isolation arrangements）が、上で挙げられた公表文献のシステムと組み合わせ得るか又は上で挙げられた公表文献のシステムにおいて使用されるＵＳ２０１４／０１９７３３０において説明されている。リソグラフィシステムは、電子ビームを参照して説明されるけれども、該教示は、イオンビームのような他のタイプの荷電粒子ビームにも適用される。その場合には、「電子」という用語は、当業者によって理解されるように、「荷電粒子」又は「イオン」に取って代わられる。マルチビームリソグラフィシステム１は、電子供給源４と、ターゲット１２の表面１０をパターニングするために電子ビーム８を形成及び制御するための、荷電粒子鏡筒とも称される電子光学システム６とを備える真空チェンバ２を備える。ターゲット１２は通常、電子感応レジスト層でコーティングされたシリコンウェハを備える。電子供給源４及び電子光学システム６の構成要素は、光軸１４に沿ってアラインされる。以下でより詳細に説明される電子オプティクス（optics）の構成要素は、フレーム７によって支持される１つ又は複数の取替可能なモジュールにおいて有利に配置される。フレーム及び／又はモジュールは、光軸１４に沿ったモジュールのアライメントを提供するように構成される。異なるモジュールへの特定の区分又は構成が本明細書
では説明されているけれども、他の構成も可能であるため、これは、限定的と解釈されるべきではない。

電子供給源４及びビーム視準システム１８を備えるビーム発生器モジュール１６は、視準が合った電子ビーム２０を発生させる。視準が合った電子ビーム２０は、アパチャアレイ及び集光レンズモジュール２２において複数の個別のビーム８に分割される。視準が合ったビーム２０は、アパチャの１つ又は複数のグループ又はアレイを備えるアパチャアレイ素子によって、複数のビームに分割される。ビーム８は、パターンデータに従って個別のビーム８を選択的にブランクする、すなわち偏向するか又は偏向しない、ように構成された、変調素子とも称される、ビームブランカ２４に誘導される。いくつかの実施形態では、マルチアパチャアレイ（図示せず）が、アパチャアレイ素子とビームブランカアレイとの間に設けられるか、又はビームブランカと一体となって（integral with）配置される。そのようなマルチアパチャアレイは、ビーム８の各々をさらに分けてより小さいビームにするように構成され、より小さいビームは、グループになってビームブランカに誘導される。パターニングされたビームは、ビーム８のグループ内のビームを個別に変調することによって形成されることができる。ビームブランカ２４は、ビーム切り替えモジュールとも称される、変調モジュール２５に配置される。代替的に、アパチャアレイ素子、マルチアパチャアレイ（設けられていれば）、及びブランカアレイは、同じモジュールに配置され得る。

ビームストップ素子２６は、ビームブランカ２４によって偏向されるビーム８をストップさせるように構成される。ブランカアレイ２４によって偏向されていない電子ビーム８は、少なくとも部分的にビームストップ素子２６を通って透過される。従って、ビームブランカ２４及びビームストップ素子２６は、個別の電子ビーム８が通過することをストップさせる又は通過することを可能にすることによって、ビームを変調するために共に機能する。いくつかの実施形態では、ビームストップ素子は、投影光学モジュール２８に配置される。このモジュールはまた、走査偏向器）及び投影レンズ（図１では例示せず）を備える。走査偏向器は、ビーム８を、表面１０上のそれぞれの書込エリア（writing areas）、すなわちストライプ（stripes）、にわたってそれらを走査するために偏向する。投影レンズは、ターゲット面１０上にビーム８を集束させる。投影オプティックス２８の詳細は、ビームストップ素子２６、走査偏向器２７、及び投影レンズ２９の配置を図式的に示す図３Ｂで示される。ビームブランカ２４、ビームストップ素子２６、及び投影レンズ２９は、好ましくは１つ又は複数のアレイで配置された複数の荷電粒子ビーム透過アパチャを備えるアパチャ素子として形成される。

ターゲット１２は、ターゲット支持体３０、ここではチャック３４上に載置されたウェハ台３２、によって支持される。ターゲット支持アクチュエータ３６は、電子鏡筒６に対して、特に電子光軸１４に対して、ターゲット支持体３０を動かすために設けられる。アクチュエータ３６は、ショートストロークアクチュエータ３８及びロングストロークアクチュエータ４０を備え、高精度で、電子光軸に対して垂直な面で、ターゲットの二次元の動きを可能にする。

制御部４２は、リソグラフィシステムの動作を制御する。パターンデータは、制御部４２から変調素子２４に送信される。一実施形態では、データ送信の一部分は、変調素子上のリシーバ上に誘導された、変調された光線によって実現される。制御部４２は、システムの動作を制御するために、電子ビーム特性の測定、及び投影オプティクスに対するターゲットの位置の測定のような、様々な測定を制御及び／又は使用し得る。

少なくとも１つの真空ポンプ４４は、真空チェンバ２に、その中で所望の真空を維持するために接続されている。通常、１つ又は複数のターボポンプが使用される。さらに、１つ又は複数のポンプ、通常（イオン）ゲッターポンプは、ビーム発生器に、この中で指定された真空を維持するために接続されている。ビーム発生器モジュール内の圧力は一般に、メインの真空チェンバの圧力よりも低い。代替的に、ビーム発生器モジュールは、メインの真空チェンバに接続されている別個の真空チェンバに配置される。

本開示の教示は、その実施形態は以下で説明されるが、図１のシステムの修正として適用され得る。図７及び図１０で例示されるように、クリーニング剤の供給源はフレーム７に接続され、例えば変調素子２４及び／又はビームストップ素子２６といった荷電粒子光学素子のうちの１つ又は複数に向かってクリーニング剤を誘導するための１つ又は複数の導管を設けられ得る。図３Ａ及び図９Ｂで例示されるように、荷電粒子透過アパチャのアレイを備える素子のうちの１つ又は複数、特にビームストップ素子２２６、は、荷電粒子透過アパチャに追加的に通気孔を設けられる。いくつかの実施形態では、図６を参照して説明されるように、制限素子は、ビーム発生器モジュール１６と、アパチャアレイモジュール２２又は組み合わされたアパチャアレイ及びブランカモジュール２２５と、の間に設けられる。本発明の教示は、図１で例示されたシステムのタイプに限定されるのではなく、他のタイプの荷電粒子ビームシステムにも適用されることができる。

図２Ａ及び図２Ｂは、荷電粒子ビーム透過アパチャ４６における荷電粒子ビーム誘起堆積（ＥＢＩＤ又はＩＢＩＤ）によって引き起こされる汚染の形成を図式的に例示する。そのようなアパチャは、荷電粒子ビームシステムにおける様々な構成要素に存在する。図１で例示されたマルチ電子ビームリソグラフィシステムでは、電流制限荷電粒子透過アパチャが、アパチャアレイ２２に、マルチアパチャアレイ（設けられていれば）に、ブランカ２４に（特に、マルチアパチャアレイを備えている場合）、及びビームストップ２６に存在する。

図２Ａは、１つ又は複数の荷電粒子ビーム８であって、そのうちの少なくともいくつかは基板１２に向かって誘導される１つ又は複数の荷電粒子ビーム８、に影響を与えるための荷電粒子光学素子４８の詳細を図示する。荷電粒子光学素子４８は、少なくとも１つの荷電粒子透過アパチャ４６を設けられる。余分なガス、又は汚染物質５０が、少なくともある程度、真空システムに存在する。そのような汚染物質５０は、参照番号５２によって例示されているレジストガス放出から生じ得、レジストガス放出は、通常、炭化水素化合物又は分子（ＣｘＨｙ）をもたらす。汚染物質５０の他の供給源は、荷電粒子鏡筒内の表面自体からガス放出である。炭化水素又は他の分子５０は、荷電粒子光学素子４８の表面上に吸着し得、それは、参照番号５４によって例示されている。アパチャ４６の境界から非常に接近した距離を通り過ぎるか、又は少なくとも部分的にアパチャ４６の境界に当たることさえする荷電粒子ビーム８における荷電粒子は、表面に近接して存在するか又は表面上に吸着された余分なガスと相互作用し得、それにより、荷電粒子ビーム誘起堆積（ＥＢＩＤ、ＩＢＩＤ）をもたらす。この相互作用の際、分子内の結合は壊れることがあり、それにより分子５０の揮発性部分が真空ポンプによってポンプ除去される。特に炭素を備える分子の残りの部分は、表面上又は表面近くに留まり、ここでそれらは層５６を形成し得る。炭素含有材料の層５６は、例えば構成要素の帯電に起因して、ビーム安定性に影響を与え、ターゲット面上に投影される荷電粒子ビームの強度損失、及び／又は収差（aberrations）のような歪み、等を引き起こし得る。図２Ｂで例示されているように、アパチャ４６における、及びアパチャ４６周辺のそのような汚染層５６の蓄積は、アパチャ４６のサイズを縮小させる。例えば荷電粒子ビームシステムの動作中の継続した電子又はイオンビーム誘起堆積に起因して汚染層５６が増加すると、有効なアパチャは次第に小さくなり、結果的に事実上完全に塞がれることになる。

図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の態様による、荷電粒子光学システム、又はその少なくとも構成要素を例示する。図３Ａ及び図３Ｂで例示されている様々な特徴は、図１の先行技術のシステムの対応する特徴の代わりになり得る、及び／又は図１に追加され得る。該教示は、他のタイプのシステムにも適用されることができる。図において、同じ参照番号で表示されている要素は、上で説明されたものと同様である。

図３Ａは、真空チェンバ２内に配置される、荷電粒子のビーム２０を発生させるための荷電粒子ビーム発生器１６及び荷電粒子鏡筒２０６を備える、荷電粒子ビームシステム２０１を例示する。荷電粒子鏡筒２０６は、荷電粒子のビーム２０から形成された１つ又は複数の荷電粒子ビーム８をターゲット１２上に投影するように構成される。荷電粒子鏡筒２０６は、荷電粒子ビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備える。図３Ａで例示されている実施形態では、システムは、図１を参照して説明された対応する素子に機能面で類似する、変調素子２４、ビームストップ素子２２６、及び投影レンズ２９の形態の荷電粒子光学素子を備える。真空チェンバ２において真空を維持するために、１つ又は複数の真空ポンプ４４が設けられる。

変調素子２４は、前記荷電粒子ビームの通過のための複数のアパチャ４６、及び各々が１つのアパチャに関連付けられる対応する複数の偏向器又は電極を備える。偏向器は、１つ又は複数の荷電粒子ビームを選択的に偏向するか又は偏向しないように構成される。変調素子の下流に配置されているビームストップ素子２２６は、荷電粒子ビームの通過のための複数のアパチャ４６、及び荷電粒子ビームをブロックするための、通常アパチャに隣接する表面である、ブロックエリアを備える。変調素子２４とビームストップ素子２２６との両方において、アパチャ４６は、電流制限アパチャとしての役割をし得る。

上で説明されたように、レジスト層１０に含まれる炭化水素のような種は、そこから放出され得る。これらの種は、システム内のコンダクタンス値及びポンプ速度によって決定されるような、異なる流路に沿い、最終的には真空ポンプ４４に向かって、システム内を動き得る。図３Ａにおいて例示されているように、ターゲット面１０と荷電粒子鏡筒２０６との間に存在する分子又はクラスタ５０は、矢印Ｆ１によって示された経路に沿って実質的に放射状に（radially）荷電粒子鏡筒の外部に至るか、又は矢印Ｆ２によって示されるように投影レンズアパチャ５８を介して荷電粒子鏡筒２０６中へ、のどちらかで流れ得る。いくつかのシステムでは、ターゲット面１０とターゲット面に最も接近した荷電粒子鏡筒の部分との間の距離ｄは非常に短い。例えば、図１で例示されたシステムでは、この距離は約５０μｍ（ミクロン）である一方で、投影レンズアレイのアパチャは通常、１００μｍの直径、すなわち同等又はさらに大きい寸法の直径を有する。汚染物質５０はそれにより、経路Ｆ１に沿うのと比べて、経路Ｆ２に沿うと同等又はさらに低い流れ抵抗を経験し得る。このことは、荷電粒子鏡筒の少なくとも複数の部分における比較的高い炭化水素分圧に至り得る。図１で例示されたようなシステムでは、荷電粒子ビーム８は、投影レンズアパチャ５８を、それらの外周から少し離れて通って移動する。従って、原理上、投影レンズアパチャ５８は、荷電粒子ビーム誘起堆積には比較的敏感でない。しかしながら、ビームストップ素子２２６は、ビームブロック素子と電流制限素子との両方を形成し、それにより、汚染種の存在にさらされる場合に荷電粒子ビーム誘起堆積に敏感である。従って、ビームストップ素子周辺のエリアにおける汚染物質種の集積を回避することが望まれる。

ビームストップ素子２６のアパチャ４６の汚染に関連付けられる問題に対処するために、本発明に従って、ビームストップ素子２２６は複数の通気孔６０を設けられる。これらの通気孔は、矢印Ｆ３によって示されているように、汚染物質種が、ビームストップ２２６の、投影レンズ２９に面している下流側からビームストップを通り、ビームストップの上流側へと流れ、又は通過し、その後荷電粒子鏡筒を出ることを可能にする。これによって通気孔は、鏡筒の内部部分から真空ポンプに向かうコンダクタンスの増加を提供し、これにより、ビームストップアパチャ４６における汚染種の圧力を低減することが可能になり、よって荷電粒子光学素子の汚染を引き起こし得る材料の量を低減する。よって、荷電粒子光学素子における、特に汚染物質種の圧力の蓄積は、防止される又は少なくとも最小限にされる。このことは、今度は、荷電粒子透過アパチャ中又は荷電粒子透過アパチャにおける汚染を低減する。図３Ａで例示されているように、各通気孔の断面は、個別の荷電粒子透過アパチャの断面よりも大きい。

図３Ａで例示されているシステムは、クリーニング剤を提供する供給源６２、並びにクリーニング剤を変調素子２４及びビームストップ素子２２６に向かってクリーニング剤を導入する導管６４をさらに備える。これらの素子２４、２２６に向かってクリーニング剤を導入することにより、クリーニングが可能になり、このことは、発明者によって観測された通り、荷電粒子ビームの存在によって強化される。このように、クリーニングは、最も汚染を起こしやすいロケーションに誘導され得る。ガス、クリーニング剤の種、クリーニング剤と汚染層５６との間の反応によって形成される、及び生成物質として存在する汚染物質は、荷電粒子鏡筒２０６を出て、真空ポンプ４４によってポンプ除去され得る。

図３Ｂは、図１及び図３Ａのシステムでそれぞれ使用される投影レンズモジュール２８、２２８の詳細を例示する。図３Ｂの詳細は、アレイにおける複数のアパチャのうちから、１つのビームストップアパチャ４６及び１つの投影レンズアパチャ５８を図示している。図式的に示されている通り、ビーム停止素子２６、２２６の荷電粒子透過アパチャ４６は通常、投影レンズアパチャ５８よりも小さい。ビームストップアパチャ４６が荷電粒子ビーム８の一部分をブロックする一方で、投影レンズは、荷電粒子ビーム８が投影レンズ２９に意図的に接触しないように構成される。投影レンズは通常、レンズを通って透過される荷電粒子ビームを収束する３つのレンズ素子２９ａ、２９ｂ、２９ｃを備えるが、他の構成も可能である。ビームストップ素子２６、２２６と投影レンズ２９との間に、ターゲット面１０のエリアにわたって荷電粒子ビームを走査するために、走査偏向器２７が設けられる。投影レンズアパチャ５８は、ビームストップ素子２６、２２６の荷電粒子透過アパチャ４６に対応して配置される。

図４Ａ－図４Ｄは各々、荷電粒子ビームの通過を可能にすることが意図されている複数の荷電粒子透過アパチャ４６、及びガス種の通過を可能にするための複数の通気孔６０を設けられた荷電粒子光学素子の詳細を図示する。図３Ａで示されているように、及び図９Ｂにおいても見られるように、荷電粒子光学素子は好ましくは、実質的にフラットな基板を備え、該基板において、通気孔６０が基板を通り抜ける複数の貫通孔で設けられている。図４Ａ－図４Ｄで例示されている実施形態では、荷電粒子透過アパチャ４６は、１つ又は複数のアレイ６８（そのうちの１つが図４Ａ－図４Ｄで図示されている）で配置され、通気孔６０は、荷電粒子透過アパチャのそのようなアレイ６８に隣接して配置される。例示されている実施形態では、通気孔は、アレイ６８の真隣に配置される。アパチャアレイ６８は、１つ又は複数のビームエリアにおいて、実質的に荷電粒子光学素子の幅に沿って２次元アレイで広がる。通気孔は、特に非ビームエリアの１つ又は複数において、荷電粒子透過アパチャのグループ又はアレイ６８のどちらかのサイド又は両サイドに設けられ得る。図４Ａ－図４Ｄに見られるように、通気孔は一般に、荷電粒子透過アパチャとは別個に位置する。通気孔のロケーションは、システムの通常動作中に荷電粒子が通気孔を通り抜ける可能性が低いように選ばれる。さらに、１つ又は複数のブロック素子が、荷電粒子が通気孔に入ることを防止するか、又は通気孔を通り抜けてしまった荷電粒子のさらなる通過をブロックするか、のどちらかのために設けられることができる。

図４Ａ－図４Ｄでも例示されているように、通気孔は一般に、荷電粒子透過アパチャよりも大きい。例えば円形状の通気孔を用いる実施形態では、通気孔の直径は、荷電粒子透過アパチャの直径よりも５又は１０倍大きいものであり得る。いくつかの実施形態では、荷電粒子透過アパチャは、少なくとも素子の上流側に１２μｍの直径を有し、通気孔は、５０若しくは６０μｍの、又はさらには最大３００μｍの、又はその間の任意の値の、直径を有する。設けられる通気孔の数は、それらのサイズに関連し得る。それらの直径が大きいほど、より少ない数の通気孔が、通気孔を通る流路を獲得するために要求される。

図４Ａで例示されている実施形態では、荷電粒子透過アパチャのどちら側にも、１行の通気孔が設けられる。通気孔は、行に沿って互いから一定間隔の距離で配置される。例示されている例では、ピッチｐは、通気孔の直径の約２倍である。

代替的に、複数の行の通気孔が設けられることができる。通気孔は、二次元アレイで配置されることができる。図４Ｂでは、通気孔６０は、荷電粒子透過アパチャ４６のアレイ６８の両サイドに２行で配置される。図４Ｂで例示されている実施形態では、行は、互いに対して半ピッチ分シフトされて配置されている。

代替的な実施形態では、図４Ｃ及び図４Ｄで例示されているように、通気孔６０ａ、６０ｂは、細長い形状、例えばスリット形状又は楕円形状、を有する。図４Ｃでは、通気孔６０ａはスリット形状であり、複数のそのような通気孔が、アレイ６８のどちら側にも１行に沿って配置される。代替的に、２以上のそのような行が設けられ得る。図４Ｄでは、細いスリット形状の通気孔６０ｂを有する実施形態が図示されている。これらの通気孔６０ｂは、図４Ｃの通気孔６０ａよりも細く長い。図４Ｄでは、１つ又は複数の通気孔６０ｂが、荷電粒子透過アパチャ４８のアレイ６８のどちら側にも設けられ得る。

通気孔６０、６０ａ、６０ｂの数、通気孔６０、６０ａ、６０ｂの断面、隣接する通気孔間のピッチｐ、及び通気孔の配置、すなわち１つ又は２次元グループ又はアレイでの配置、並びに荷電粒子透過アパチャまでのそれらの距離は、流路が作り出されるように及び指定された真空が光学素子で得られるように選ばれる。

図５は、ビームストップ素子２２６に設けられた通気孔６０を介したターゲット面への荷電粒子の通過を防止するためのアレイを例示する。図５は、ビームストップ素子２２６に面している、投影レンズ２９の表面エリアの一部であって、通常一番上の投影レンズ電極２９ａの上流面、を例示している。投影レンズアパチャ５８のアレイの一部が図示されており、多数のダミーアパチャ６６が、投影レンズアパチャ５８のアレイの境界に位置する。陰影の付いたエリア７２は、投影レンズのアパチャ５８に対するビームストップ素子２２６の通気孔６０の位置を表す。言い換えると、エリア７２は、投影レンズ２９上の通気孔６０の投影を例示している。見られるように、通気孔は、通気孔を通り抜けるどの荷電粒子ビームも、アパチャを設けられていない投影レンズのエリアに衝突する、特に投影レンズアパチャの横方向外側（laterally outside）に位置する、及びダミーアパチャが設けられている場合にはそのようなダミーアパチャの横方向外部（laterally exterior）に位置するエリアに衝突する、ように配置されている。図５は、このことを、図４Ａで例示されたような通気孔配置に関して例示している。しかしながら、諸実施形態において、投影レンズアパチャの横方向の外（laterally external）に位置する、及び存在する場合にはダミー孔７０の横方向外側のエリアよりも上方に、通気孔６０、６０ａ、６０ｂが位置づけられるように、図４Ｂ、図４Ｃ、又は図４Ｄで図示された配置のいずれも配置されており、これによって対応する陰影の付いたエリアが生じることが明らかである。

本発明のさらなる特徴が、図６で例示されている。荷電粒子供給源（例示せず）のダメージを防止するために、その動作中、指定された真空の度合いを維持することが重要である。従って、システムにクリーニング剤が存在するときにビーム発生器を動作させることができるためには、ビーム発生器モジュール中への流路を阻止する、又は少なくとも制限することが重要である。図１で例示されたような荷電粒子ビームシステムでは、ビーム発生器モジュール中への流路を制限する制限素子を追加することが、荷電粒子供給源の適切な機能を維持するために有益であることが分かった。

図６は、少なくともある程度、ここではモジュール２２で表されている荷電粒子鏡筒６、２０６の外側からビーム発生器モジュール２１６中への流路を制限又は低減する構成７４を例示する。図１を参照して上で説明されたように、荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子供給源、及び場合により、１つ又は複数の荷電粒子光学素子を備えるビーム発生器モジュール２１６を備える。図６の実施形態では、本明細書では第２のアパチャ素子とも称されるアパチャアレイ２３が設けられ、これは、ビーム発生器によって放射された荷電粒子のビーム２０から複数の荷電粒子ビーム８を形成するための複数のアパチャ６６を備える。制限構成７４は、荷電粒子ビーム発生器中へのクリーニング剤又はその生成物質の流れ又は通過を防止又は少なくとも最小限にするために、荷電粒子ビーム発生器モジュールと第２のアパチャ素子２３との間に設けられる。制限素子７６は、ビーム発生器モジュール１６に移動可能に接続され、下流のモジュール２２に、又はアパチャアレイ２３を囲む表面に置かれる又は当接するように配置される。適用される力は、重力からのみ生じ得るか、又はスプリング板、リーフスプリング、又は同様のものによって提供され得る。ビーム発生器モジュール中への流れ又は通過はそれにより、第２のアパチャ素子２３のアパチャ６６を通って及び／又は荷電粒子鏡筒２０６の外を介し、制限素子７６と、制限素子が置かれている素子の表面との間の制限された流路を通って行われることに限定される。構成７４は、ビーム発生器モジュール１６と、次に下流のモジュールとの間に流れ制限を提供するために、図１で例示されたシステムに適用され得る。流れ制限構成７４は、図１のシステムに、実質的にシステム残りの部分（rest）にいずれの変更もなく、又は若干の変更だけで、組み込まれ得る。

図６で例示されている実施形態では、制限素子７６は、荷電粒子のビーム２０の通過のために第１の壁８２に設けられた開口部８０を囲むリング形状の素子を備える。リング形状の素子は、部分的に第１の壁８２中の凹部内に、移動可能に配置される。リング形状の素子７６の動きは、ストップ素子又は封じ込め素子７８によって封じ込められる。リング形状の素子７６は、封じ込め素子７８と共働する１つ又は複数の突出部７７をさらに備える。そのような流路制限構成により、指定された流れ制限を維持しながら、ビーム発生器モジュールの容易な除去及び／又は取替が可能になる。さらに、制限構成７４は、システム内の磁界に影響を与えない。

図７は、荷電粒子鏡筒中にクリーニング剤を導入するための導管６４に接続された、荷電粒子ビームシステムのフレーム７に配置されたクリーニング剤供給源６２の実施形態を図式的に例示する。そのような配置は、図３Ａで例示されたシステムにおいて使用されることができる。代替的に、クリーニング剤供給源６２は、真空チェンバ外に設置され得、導管６４が真空チェンバ内へと延びる。クリーニング剤供給源及び１つ又は複数の導管は、図８で例示されるような構成であり得、それは、ＵＳ２０１５／０２８２２３ Ａ１で知られている。

図８で図示されている構成８４は、無線周波数（ＲＦ）コイル８８を設けられたチェンバ８６を備えるＲＦプラズマ発生器を備える。ラジカルのための前駆物質を形成する、酸素のような入力ガスは、入口９０を通って導入される。プラズマ、ガス分子、及び／又はラジカルは、１つ又は複数の出口９２を介してチェンバ８６を離れる。図８で例示されている実施形態では、出口９２が、配列されたプレート又は同様のものに設けられた複数のアパチャ９２で設けられる。しかしながら、そのようなアパチャプレートを設けることは、不可欠でないことが観測された。そのようなプレートは処分され得、出口９２がファンネル（funnel）９４で設けられる。構成８４は、クリーニング剤を荷電粒子光学素子に向かって集中させる及び導くための、ファンネル９４のような圧縮調整器、及び導管６４をさらに備える。制御部１００によって制御されるバルブ又はポンプ９６は、チェンバ８６中に制御された流れで入力ガスを導入するために設けられ得る。

図９Ａ及び図９Ｂは、荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子光学素子４８に設けられた荷電粒子透過アパチャ４６の汚染の防止及び／又は除去を図式的に例示する。この方法は、図１、図３－図６を参照して上で説明された荷電粒子ビームシステムに適用され得る。図９Ａは、荷電粒子透過アパチャ４６を設けられた荷電粒子光学素子４８を図示し、ここで荷電粒子ビーム８は、アパチャ４６の境界で衝突する。汚染層５６が、例えば汚染物質との荷電粒子ビームの相互作用によって、アパチャ４６のところに形成されている。本方法によれば、これらの汚染物質は、参照番号５７によって示されているが、荷電粒子ビーム８がある状態でクリーニング剤１００を導入することによって除去される。

図９Ｂは、荷電粒子鏡筒２０６、例えば図３Ａで例示されたような鏡筒、の一部を図示することによって方法を図式的に例示する。変調素子２４及びビームストップ２２６は、荷電粒子ビーム８のうちの１つ又は複数を透過させる及び／又は影響を該１つ又は複数に与えるための複数の荷電粒子透過アパチャ４６を備える。クリーニング剤１００は、変調素子２４とビームストップ素子２２６との間の空間１０２において導入される。クリーニング剤は、ビームストップ２２６に向かって、及び好ましくはブランカ２４に向かって、導管６４によって導かれる。同時に、荷電粒子ビーム８は、荷電粒子鏡筒を通って、少なくともビームストップ２２６に投影される。ビームストップ２２６は、ビームストップ２２６の第１のサイドと第２のサイドとの間の流路Ｆ３を有効にする複数の通気孔６０を設けられる。例示されている例では、汚染物質５０は、ビームストップ２２６の下流側から空間１０２に流れ得、又は通過し得、これにより、ビームストップ２２６の下流側の圧力の蓄積を防止する。経路Ｆ３を介して通気孔を通過する種、並びにクリーニング剤１００及びクリーニング剤によって表面から除去される汚染物質は、真空チェンバ（図示せず）に接続された真空ポンプの影響下で、矢印Ｆ４によって示されているように、荷電粒子鏡筒を出る。これによって、アパチャを汚染するのに利用可能な材料が低減される。荷電粒子ビームとクリーニング剤との組み合わせは、特に荷電粒子ビーム８が存在するエリアにおいて、汚染物質５６の効果的な除去を提供することが観測された。これらのエリアはしばしば、汚染層が生じ、最終的に荷電粒子光学素子の機能に重度の妨害を引き起こす可能性が高いエリアである。このことは特に、荷電粒子ビームの形成、成形、及び／又は通過のための小さなアパチャを備える素子に当てはまる。

いずれかの荷電粒子が通気孔６０のうちの１つ又は複数を通り抜けた場合、これらの粒子は、図３－図５を参照して説明されたように、荷電粒子光学素子の下流に配置された素子に含まれる非アパチャエリアによってブロックされる。

クリーニング剤、又はその生成物質は、特に図６を参照して説明されたように、荷電粒子ビーム発生器モジュール中に入ることを防止され得る。

図１０は、特に図３Ａ、図３Ｂ、図４、及び図６に関して上で説明された特徴のうちのいくつかを備える荷電粒子システム３０１を図示する。荷電粒子ビームシステム３０１は、荷電粒子透過アパチャ４６を備える荷電粒子光学素子２４、２２６を備える。荷電粒子透過アパチャ４６に追加的に、荷電粒子光学素子２２６は、通気孔６０を設けられる。流れ制限構成７４は、ビーム発生器モジュール２１６と第２のアパチャ素子２３との間に設けられる。制限構成７４は、ビーム発生器モジュールと変調モジュール２２５との間の空間を介して、ビーム発生器への流路を阻むか又は少なくとも低減する。導管６４をもつクリーニング剤供給源６２は、複数の荷電粒子透過アパチャを設けられた荷電粒子光学素子２２６に向かって、及び好ましくは荷電粒子光学素子２４に向かっても、クリーニング剤を誘導する。真空構成４４は、システム内で、その動作中、真空を維持するために設けられる。

本明細書において開示されているシステム及び方法は、荷電粒子マルチビームシステム内の効率的なクリーニングを提供するだけでなく、システム内のアパチャの汚染を防止することも行う。汚染層の増加は、汚染層を形成する種の存在を限定することによって、並びにシステムの動作中にクリーニングを適用することによって、限定される。汚染を、それらが表面上に集積する速度よりも高い速度で除去すること、すなわちオーバーレートで（at overrate）クリーニングすること、によって、汚染の集積は回避される。

本発明のシステム及び方法は、上で説明された、いくつかの実施形態への参照によって説明されてきた。これらの実施形態は、添付の請求項で定義されている保護の範囲から逸脱することなしに、様々な変更及び代替的な形式が可能である。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
真空チェンバ内に配置された荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法であって、前記荷電粒子ビームシステムは、ターゲット上に荷電粒子のビームを投影するための荷電粒子鏡筒を備え、前記荷電粒子鏡筒は、荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備え、
前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子の前記ビームを透過させる及び／又は荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための前記荷電粒子透過アパチャ、並びに前記荷電粒子光学素子の第１のサイドから第２のサイドへの流路を提供する通気孔を備え、
前記方法は、
荷電粒子のビームが前記荷電粒子光学素子のところに又はその近くに存在する間に、前記荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
前記真空チェンバにおいて真空を維持するステップであって、前記真空を維持するステップは、前記通気孔を介して少なくとも前記荷電粒子光学素子を通り、前記真空チェンバに接続された真空ポンプへと向かう種の流れ又は動きを可能にすることを備える、ステップと、
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子の前記ビームをストップさせ又は少なくとも部分的にブロックしている、及び／又は前記荷電粒子透過アパチャは、電流制限アパチャの役割をしている、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
荷電粒子ビームシステムであって、
荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒であって、前記荷電粒子鏡筒はターゲット上に荷電粒子の前記ビームを投影するために構成され、前記荷電粒子鏡筒は荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備える、荷電粒子鏡筒と、
クリーニング剤を提供するための供給源と、
前記供給源に接続された、及び前記荷電粒子光学素子に向かって前記クリーニング剤を導入するために構成された導管と、
を備え、
前記荷電粒子光学素子は、
荷電粒子の前記ビームを透過させる及び／又は荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための荷電粒子透過アパチャと、
前記荷電粒子光学素子の第１のサイドと第２のサイドとの間に流路を提供するための通気孔と、
を備え、
前記通気孔は、前記荷電粒子透過アパチャの断面よりも大きい断面を有する、
システム。
［Ｃ４］
前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子の前記ビームをストップさせ又は少なくとも部分的にブロックするために配置される、及び／又は前記荷電粒子透過アパチャは、電流制限アパチャの役割をする、Ｃ３に記載のシステム。
［Ｃ５］
前記荷電粒子光学素子は、複数の前記通気孔と、複数の前記荷電粒子透過アパチャとを備え、前記通気孔は、前記荷電粒子透過アパチャの隣に配置される、Ｃ３又は４に記載のシステム。
［Ｃ６］
前記通気孔は、前記通気孔の寸法に等しいかまたはそれよりも大きいピッチで配置され、前記ピッチは、特に、前記通気孔の前記寸法の１～３倍の範囲にある、Ｃ３～５のうちのいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ７］
前記通気孔を通り抜ける荷電粒子が前記ターゲットに到達することを防止されるように構成される、Ｃ３～６のうちのいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ８］
前記荷電粒子光学素子は、ビームストップ素子を備え、前記ビームストップ素子は、
荷電粒子ビームの通過のための複数の前記荷電粒子透過アパチャ、及び荷電粒子の通過をブロックするための非アパチャエリアと、
前記ビームストップ素子を通る流路を提供するための複数の通気孔と、
を備える、Ｃ３～７のうちのいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ９］
前記システムは、
前記荷電粒子ビームを集束させるための複数の投影レンズアパチャを備える投影レンズをさらに備え、前記投影レンズは、前記ビームストップ素子の下流に配置され、前記投影レンズ及び前記ビームストップ素子は、前記通気孔のうちの１つ又は複数を通るいずれの荷電粒子も、前記投影レンズの非アパチャエリアによってブロックされるように構成される、Ｃ８に記載のシステム。
［Ｃ１０］
前記通気孔は、前記投影レンズアパチャの断面の半分から、前記投影レンズアパチャの前記断面の２倍までの範囲にある断面を有する、Ｃ９に記載のシステム。
［Ｃ１１］
前記投影レンズは、前記投影レンズアパチャのグループの周囲に配置された複数のダミーアパチャをさらに備え、前記通気孔は、前記通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子も、前記ダミーアパチャの横方向外側に位置するエリアによってブロックされるように配置されている、Ｃ９又は１０に記載のシステム。
［Ｃ１２］
荷電粒子の前記ビームから複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパチャを備える第２のアパチャ素子であって、前記第２のアパチャ素子は前記荷電粒子ビーム発生器と前記荷電粒子光学素子との間に配置される、第２のアパチャ素子と、
前記荷電粒子ビーム発生器と前記第２のアパチャ素子との間に設けられた制限素子であって、前記制限素子は前記荷電粒子ビーム発生器への前記クリーニング剤及び／又はその生成物質の流れを防止又は少なくとも低減するために配置される、制限素子と
をさらに備える、Ｃ３～１１のうちのいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ１３］
ビーム発生器モジュールであって、前記荷電粒子ビーム発生器は前記ビーム発生器モジュールに配置される、ビーム発生器モジュールと、
変調モジュールであって、前記第２のアパチャ素子は前記変調モジュールに配置され、前記制限素子は、前記ビーム発生器モジュールに移動可能に接続され、重力及び／又はスプリング力を用いて前記変調モジュールに当接するように配置される、変調モジュールと、
をさらに備える、Ｃ１２に記載のシステム。
［Ｃ１４］
前記制限素子は、前記ビーム発生器モジュールの第１の壁に接続され、前記制限素子は、荷電粒子の前記ビームの通過のための、前記第１の壁における開口部の外周を少なくとも部分的に囲み、前記制限素子は、少なくとも部分的にリング形状の素子、特にセラミックリングを備え、前記少なくとも部分的にリング形状の素子は、前記変調モジュールに向かう方向に、又は前記変調モジュールから離れる方向に前記第１の壁に対して移動可能に配置される、Ｃ１３に記載のシステム。
［Ｃ１５］
前記第１の壁に対する前記制限素子の移動を封じ込めるための封じ込め素子をさらに備え、前記制限素子は、１つ又は複数の突出部を設けられ、前記封じ込め素子は、前記制限素子の動きを封じ込めるために、前記突出部と共働するように構成される、Ｃ１４に記載のシステム。
［Ｃ１６］
前記第２のアパチャ素子の下流に配置された変調素子であって、前記変調素子は、前記荷電粒子ビームの通過のための第２の複数のアパチャと前記第２の複数のアパチャに関連付けられた偏向器とを備え、前記偏向器は、前記荷電粒子ビームを選択的に偏向するか又は偏向しないように構成される、変調素子をさらに備え、
前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子ビームの通過のための第３の複数のアパチャと荷電粒子ビームをブロックするためのブロックエリアとを備えるビームストップ素子を備え、前記ビームストップ素子は、前記変調素子の下流に配置され、
前記変調素子及び前記ビームストップ素子は、前記選択的に偏向された荷電粒子ビームを通過させるか又はブロックするように相まって機能するように構成され、
前記導管は、前記ビームストップ素子に向かって前記クリーニング剤を誘導するように構成される、
をさらに備える、Ｃ１２～１５のうちのいずれか一項に記載のシステム。
［Ｃ１７］
先行するＣ３～１６のうちのいずれか一項に記載の前記荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法であって、前記方法は、
荷電粒子の前記ビームを前記ビーム発生器が発生させている間、及び／又は前記荷電粒子光学素子に向かって誘導される荷電粒子のビームを第２の荷電粒子ビーム供給源が発生させている間、前記荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
前記クリーニング剤を導入している間、前記真空チェンバにおいて真空を維持するステップと、
を備え、
前記真空を維持するステップは、前記通気孔を介して少なくとも前記荷電粒子光学素子を通り、前記真空チェンバに接続された真空ポンプへと向かう種の流れ又は動きを提供することを備える、
方法。
［Ｃ１８］
前記少なくとも１つの通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子も前記ターゲットに到達しないようにするステップを備える、Ｃ１７に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記通気孔を通り抜ける前記荷電粒子は、前記荷電粒子光学素子の下流に配置されたさらなるアパチャ素子に含まれる非アパチャエリアによりこれらの荷電粒子をブロックすることによって、前記ターゲットに到達することを防止され、前記さらなるアパチャ素子は、前記荷電粒子透過アパチャを既に通り抜けた荷電粒子ビームの通過のための１つ又は複数のアパチャを備える、Ｃ１７又は１８に記載の方法。
［Ｃ２０］
ビーム発生器モジュールに前記荷電粒子ビーム発生器を、及び変調モジュールに前記荷電粒子光学素子を配置するステップと、
前記ビーム発生器モジュールに移動可能に接続された、並びに重力及び／又はスプリング力を用いて前記変調モジュールに当接する制限素子を設けるステップと、
をさらに備える、Ｃ１７～１９のうちのいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記荷電粒子が１～１０ｋＥＶ、特に５ｋｅＶよりも低い又は５ｋｅＶ周辺、の範囲のエネルギーを有する前記荷電粒子鏡筒の領域において前記クリーニング剤を導入することを備える、Ｃ１７～２０のうちのいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ２２］
１つ又は複数の荷電粒子ビームは、前記荷電粒子光学素子に向かって前記クリーニング剤を誘導している間、前記荷電粒子光学素子のところに又はその近くに存在する、Ｃ１７～２１のうちのいずれか一項に記載の方法。
［Ｃ２３］
荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒であって、前記荷電粒子鏡筒はターゲット上に荷電粒子の前記ビームを投影するように構成され、前記荷電粒子鏡筒は複数の荷電粒子透過アパチャを備える荷電粒子光学素子を備える、荷電粒子鏡筒と、
クリーニング剤を提供するための供給源と、
前記荷電粒子光学素子に向かって前記クリーニング剤を導入するための、前記供給源に接続された導管と、
荷電粒子の前記ビームから複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパチャを備える第２のアパチャ素子であって、前記第２のアパチャ素子は前記荷電粒子ビーム発生器と前記荷電粒子光学素子との間に配置される、第２のアパチャ素子と、
前記荷電粒子ビーム発生器と前記第２のアパチャ素子との間に設けられた制限素子であって、前記制限素子は、前記荷電粒子ビーム発生器への前記クリーニング剤及び／又はその生成物質の流れ又は通過を防止又は少なくとも最小限にする、制限素子と、
を備える、荷電粒子ビームシステム。
［Ｃ２４］
ビーム発生器モジュールであって、前記荷電粒子ビーム発生器は前記ビーム発生器モジュールに配置される、ビーム発生器モジュールと、
変調モジュールであって、前記第２のアパチャ素子は前記変調モジュールに配置される、変調モジュールと、
をさらに備え、
前記制限素子は、前記ビーム発生器モジュールに移動可能に接続され、重力及び／又はスプリング力を用いて前記変調モジュールに当接するように配置される、
Ｃ２３に記載のシステム。
［Ｃ２５］
前記制限素子は、前記ビーム発生器モジュールの第１の壁に接続され、前記制限素子は、荷電粒子の前記ビームの通過のための前記第１の壁における開口部の外周を少なくとも部分的に囲み、前記制限素子は、少なくとも部分的にリング形状の素子を備え、前記少なくとも部分的にリング形状の素子は、前記変調モジュールに向かう方向に、又は前記変調モジュールから離れる方向に前記第１の壁に対して移動可能に配置される、Ｃ２４に記載のシステム。

Claims (12)

1. 荷電粒子ビームシステムであって、
   荷電粒子のビームを発生させるための荷電粒子ビーム発生器と、
   真空チェンバ内に配置された荷電粒子鏡筒であって、前記荷電粒子鏡筒はターゲット上に荷電粒子の前記ビームを投影するために構成され、前記荷電粒子鏡筒は荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための荷電粒子光学素子を備える、荷電粒子鏡筒と、
   前記荷電粒子の前記ビームを前記荷電粒子ビーム発生器が発生させている間、クリーニング剤を提供するように構成されたクリーニング剤供給源と、
   前記クリーニング剤供給源に接続された、及び前記荷電粒子光学素子に向かって前記クリーニング剤を導入するために構成された導管と、
   前記荷電粒子の前記ビームから複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパチャを備える第２のアパチャ要素であって、前記第２のアパチャ要素は前記荷電粒子ビーム発生器と前記荷電粒子光学素子との間に配置される、第２のアパチャ要素と、
   前記荷電粒子ビーム発生器と前記第２のアパチャ要素との間に設けられた制限要素であって、前記制限要素は前記荷電粒子鏡筒の外側から前記荷電粒子ビーム発生器への前記クリーニング剤及び／又はその生成物質の流れを防止又は少なくとも低減するために配置される、制限要素と、
   ビーム発生器モジュールであって、前記荷電粒子ビーム発生器は前記ビーム発生器モジ ュールに配置される、ビーム発生器モジュールと、を備え、
   前記制限要素は、前記ビーム発生器モジュールに移動可能に接続され、
   前記荷電粒子光学素子は、
   荷電粒子の前記ビームを透過させる及び／又は荷電粒子の前記ビームに影響を与えるための荷電粒子透過アパチャと、
   前記荷電粒子光学素子の第１のサイドと第２のサイドとの間に流路を提供するための通気孔と、
   を備え、
   前記通気孔は、前記荷電粒子透過アパチャの断面よりも大きい断面を有する、
   システム。
2. 前記荷電粒子光学素子は、荷電粒子の前記ビームをストップさせ又は少なくとも部分的にブロックするために配置される、及び／又は前記荷電粒子透過アパチャは、電流制限アパチャの役割をする、請求項１に記載のシステム。
3. 前記荷電粒子光学素子は、複数の前記通気孔と、複数の前記荷電粒子透過アパチャとを備え、前記通気孔は、前記荷電粒子透過アパチャの隣に配置される、請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記通気孔は、前記通気孔の寸法に等しいかまたはそれよりも大きいピッチで配置される、請求項１～３のうちのいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記荷電粒子光学素子は、ビームストップ要素を備え、前記ビームストップ要素は、
   荷電粒子ビームの通過のための複数の前記荷電粒子透過アパチャ、及び荷電粒子の通過をブロックするための非アパチャエリアと、
   前記ビームストップ要素を通る流路を提供するための複数の通気孔と、
   を備える、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記システムは、
   前記荷電粒子ビームを集束させるための複数の投影レンズアパチャを備える投影レンズをさらに備え、前記投影レンズは、前記ビームストップ要素の下流に配置され、前記投影レンズ及び前記ビームストップ要素は、前記通気孔のうちの１つ又は複数を通るいずれの荷電粒子も、前記投影レンズの非アパチャエリアによってブロックされるように構成される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記投影レンズは、前記投影レンズアパチャのグループの周囲に配置された複数のダミーアパチャをさらに備え、前記通気孔は、前記通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子も、前記ダミーアパチャの横方向外側に位置するエリアによってブロックされるように配置されている、請求項６に記載のシステム。
8. 前記荷電粒子ビームシステムは、荷電粒子マルチビームリソグラフィシステム、又は検査システムである、請求項１～７のうちのいずれか一項に記載のシステム。
9. 先行する請求項１～８のうちのいずれか一項に記載の前記荷電粒子ビームシステムにおける荷電粒子透過アパチャの汚染を防止又は除去するための方法であって、前記方法は、
   荷電粒子の前記ビームを前記ビーム発生器が発生させている間、前記荷電粒子光学素子に向かってクリーニング剤を導入するステップと、
   前記クリーニング剤を導入している間、前記真空チェンバにおいて真空を維持するステップと、
   を備え、
   前記真空を維持するステップは、前記通気孔を介して少なくとも前記荷電粒子光学素子を通り、前記真空チェンバに接続された真空ポンプへと向かう物質の流れ又は動きを提供す
   ることを備え、
   前記方法は、前記少なくとも１つの通気孔を通り抜けるいずれの荷電粒子も前記ターゲットに到達しないようにするステップ、及び／又は前記少なくとも１つの通気孔の上流で荷電粒子をブロックするステップ、をさらに備える、方法。
10. 前記通気孔を通り抜ける前記荷電粒子は、前記荷電粒子光学素子の下流に配置されたさらなるアパチャ要素に含まれる非アパチャエリアによりこれらの荷電粒子をブロックすることによって、前記ターゲットに到達することを防止され、前記さらなるアパチャ要素は、前記荷電粒子透過アパチャを既に通り抜けた荷電粒子ビームの通過のための１つ又は複数のアパチャを備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記荷電粒子が１～１０ｋＥＶの範囲のエネルギーを有する前記荷電粒子鏡筒の領域において前記クリーニング剤を導入することを備える、請求項９～１０のうちのいずれか一項に記載の方法。
12. １つ又は複数の荷電粒子ビームは、前記荷電粒子光学素子に向かって前記クリーニング剤を誘導している間、前記荷電粒子光学素子のところに又はその近くに存在する、請求項９～１１のうちのいずれか一項に記載の方法。

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