特許 6491842 補正プレートを有する荷電粒子多重ビーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6491842

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】補正プレートを有する荷電粒子多重ビーム装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20190318BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20190318BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 541B

   H01L21/30 541W

   H01J37/305 B

   G03F7/20 504

【請求項の数】10

【外国語出願】

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-183985(P2014-183985)

(22)【出願日】2014年9月10日

(65)【公開番号】特開2015-56668(P2015-56668A)

(43)【公開日】2015年3月23日

【審査請求日】2017年9月5日

(31)【優先権主張番号】13183963.1

(32)【優先日】2013年9月11日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509316578

【氏名又は名称】アイエムエス ナノファブリケーション ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】エルマー・プラッツグマー

【審査官】 山口 敦司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０１９４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２６７１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３５１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−００４３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９７４６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／３０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子多重ビーム処理又は検査装置（１００）用のパターン画定デバイス（７、７’）であって、該デバイスが、荷電粒子のビーム（ｌｐ）で照射されて、前記ビームを複数の開口から通過させて、対応する数のビームレットを形成するように構成された開口アレイフィールド（ａｆ）を備え、各ビームレットが、各ビームレット経路（ｐ０）に沿って前記開口アレイフィールド（ａｆ）を通過して、前記パターン画定デバイスを通って、各ビームレットについての公称経路に対する前記パターン画定デバイスの下流に伝播し、
前記パターン画定デバイス（７、７’）が、前記開口アレイフィールド（ａｆ）に配置された偏向アレイデバイス（５２）を含み、該偏向アレイデバイス（５２）が、
ビームレットを前記偏向アレイデバイスから通過させる複数のブランキング開口部（５２０）と、
複数の偏向デバイス（５２１、５０１）とを備え、各偏向デバイスが、各ブランキング開口部（５２０）と対応していて、少なくとも一つの静電電極（５２２、５２３、５０２）を備え、前記偏向デバイスが、選択的に作動可能であり、対応するブランキング開口部を通過するビームレットを偏向させることが永続的にできずビームレット（ｂ’）を“非偏向ビームレット”のままにする欠陥のある一つ以上の偏向デバイス（５０１）を除いて、作動時に、各ブランキング開口部を通過する前記ビームレットに影響を与えて、前記ビームレットを公称経路から逸脱させるのに十分なビームレット偏向角で前記ビームレットを偏向させるように構成され、
前記パターン画定デバイス（７、７’）が、前記開口アレイフィールド（ａｆ）に配置されたフィルタリングデバイス（５３）を更に備え、該フィルタリングデバイス（５３）が、
各偏向デバイス（５２１）に欠陥のない偏向アレイデバイス（５２）のブランキング開口部（５２０）を通過するビームレットについて少なくとも、前記フィルタリングデバイスからビームレットを通過させる複数の通過開口部（７０）であって、各ビームレットの経路が前記フィルタリングデバイスによって影響を受けない、複数の開口部（７０）と、
各非偏向ビームレット（ｂ’）に影響を与えない開状態（７１）と、各非偏向ビームレット（ｂ’）が各公称経路に沿って前記パターン画定デバイスの下流に伝播することを防止する妨害状態（７４）という少なくとも一つの非偏向ビームレット（ｂ’）に関する二つの永続的な状態をとるようにプログラム可能な少なくとも一つの妨害デバイス（７１、７４）とを備え、
前記フィルタリングデバイスが、前記偏向アレイデバイス（５２）の複数のブランキング開口部（５２０）に対応する開口部（７０）のアレイ及び複数の妨害デバイス（７１、７４）を備えたプレート状デバイスとして実現され、各妨害デバイスが、各開口部（７０）に対応していて、少なくとも一つの静電電極（７２、７３、７４２、７４３）を備え、前記偏向デバイスが、最小期間にわたって、各開口部を通過するビームレットを公称経路から逸脱させて、各ビームレットが各公称経路に沿って前記パターン画定デバイスの下流に伝播することを防止することによって、前記妨害状態（７４）を実現するように選択的に作動可能であり、前記フィルタリングデバイスの前記妨害デバイスが、前記偏向デバイスのビームレット偏向角に平行に方向付けられた偏向角で、ビームレットを偏向させるよう構成されている、パターン画定デバイス。

【請求項2】

荷電粒子多重ビーム処理又は検査装置（１００）用のパターン画定デバイス（７、７’）であって、該デバイスが、荷電粒子のビーム（ｌｐ）で照射されて、前記ビームを複数の開口から通過させて、対応する数のビームレットを形成するように構成された開口アレイフィールド（ａｆ）を備え、各ビームレットが、各ビームレット経路（ｐ０）に沿って前記開口アレイフィールド（ａｆ）を通過して、前記パターン画定デバイスを通って、各ビームレットについての公称経路に対する前記パターン画定デバイスの下流に伝播し、
前記パターン画定デバイス（７、７’）が、前記開口アレイフィールド（ａｆ）に配置され、プレート状デバイスとして実現された偏向アレイデバイス（５２）を含み、該偏向アレイデバイス（５２）が、
ビームレットを前記偏向アレイデバイスから通過させる複数のブランキング開口部（５２０）と、
複数の偏向デバイス（５２１、５０１）とを備え、各偏向デバイスが、各ブランキング開口部（５２０）と対応していて、少なくとも一つの静電電極（５２２、５２３、５０２）を備え、前記偏向デバイスが、選択的に作動可能であり、対応するブランキング開口部を通過するビームレットを偏向させることが永続的にできずビームレット（ｂ’）を“非偏向ビームレット”のままにする欠陥のある一つ以上の偏向デバイス（５０１）を除いて、作動時に、各ブランキング開口部を通過する前記ビームレットに影響を与えて、前記ビームレットを公称経路から逸脱させるのに十分な量で前記ビームレットを偏向させるように構成され、前記偏向デバイスがプレート状の前記偏向アレイデバイスの一側に配置され、
前記パターン画定デバイス（７、７’）が、前記開口アレイフィールド（ａｆ）に配置されたフィルタリングデバイス（５３）を更に備え、該フィルタリングデバイス（５３）が、
各偏向デバイス（５２１）に欠陥のない偏向アレイデバイス（５２）のブランキング開口部（５２０）を通過するビームレットについて少なくとも、前記フィルタリングデバイスからビームレットを通過させる複数の通過開口部（７０）であって、各ビームレットの経路が前記フィルタリングデバイスによって影響を受けない、複数の開口部（７０）と、
各非偏向ビームレット（ｂ’）に影響を与えない開状態（７１）と、各非偏向ビームレット（ｂ’）が各公称経路に沿って前記パターン画定デバイスの下流に伝播することを防止する妨害状態（７４）という少なくとも一つの非偏向ビームレット（ｂ’）に関する二つの永続的な状態をとるようにプログラム可能な少なくとも一つの妨害デバイス（７１、７４）とを備え、
前記フィルタリングデバイスが、前記偏向アレイデバイスと離隔したプレート状デバイスとして実現され、プレート状の前記フィルタリングデバイスが、前記偏向アレイデバイスに実質的に平行な開口アレイフィールドに配置され、プレート状の前記フィルタリングデバイスが、さらに前記偏向アレイデバイス（５２）の複数のブランキング開口部（５２０）に対応する開口部（７０）のアレイ及び複数の妨害デバイス（７１、７４）を備えており、各妨害デバイスが、各開口部（７０）に対応していて、少なくとも一つの静電電極（７２、７３、７４２、７４３）を備え、前記偏向デバイスが、最小期間にわたって、各開口部を通過するビームレットを公称経路から逸脱させて、各ビームレットが各公称経路に沿って前記パターン画定デバイスの下流に伝播することを防止することによって、前記妨害状態（７４）を実現するように選択的に作動可能であり、前記妨害デバイスがプレート状の前記フィルタリングデバイスの一側に配置され、その側が、前記ビームの方向に対して、プレート状の前記偏向アレイデバイスの前記偏向デバイスが配置された側と同じ方向を有する、パターン画定デバイス。

【請求項3】

前記開口アレイフィールド（ａｆ）の開口部が、開口部の複数の行を備えたアレイで配置されて、各行が複数の開口部を備え、前記妨害デバイス（７１）が、前記偏向アレイデバイス（５２）の前記偏向デバイス（５２１）を作動させる典型的な期間に前記偏向アレイデバイスの一行の開口部における開口部の個数を掛けた積よりも長い最小期間にわたって、前記妨害状態（７４）にスイッチング可能であるように構成されている、請求項１または２に記載のパターン画定デバイス。

【請求項4】

前記偏向アレイデバイス（５２）及び前記フィルタリングデバイス（５３）がそれぞれ開口部（２０、５０、７０）のアレイを備えたプレート状デバイスとして実現され、前記フィルタリングデバイス（５３）が、前記偏向アレイデバイス（５２）に対して実質的に平行で前記開口アレイフィールドに配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のパターン画定デバイス。

【請求項5】

前記フィルタリングデバイス（５３、８３）から離隔して配置された開口アレイデバイス（５１、８１）を更に備え、前記開口アレイデバイス（５１、８１）が、前記開口アレイフィールドに複数の開口（２０、５０）を備え、該開口（２０、５０）が、前記パターン画定デバイスで形成されるビームレットの形状を決めるように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のパターン画定デバイス。

【請求項6】

前記フィルタリングデバイスが、前記開口アレイフィールドに複数の開口（９０、９０’）を備えた開口アレイデバイス（９１）であり、該開口（９０）が、前記パターン画定デバイスで形成されるビームレットの形状を決めるように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のパターン画定デバイス。

【請求項7】

前記フィルタリングデバイスが、前記偏向アレイデバイス（８２）の複数のブランキング開口部に対応する開口部（８０）のアレイを備えたプレート状デバイス（８３’）を備え、該プレート状デバイス（８３’）が、前記ビームの方向に沿って見た際の前記パターン画定デバイス（８’）の最後の構成要素を表し、該開口部（８０）を除いて、平滑な形状の下流側表面（８６）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のパターン画定デバイス。

【請求項8】

欠陥のある偏向デバイスの個数が、前記偏向アレイデバイスの偏向デバイスの総数よりも少なくとも一桁少ない、請求項１から７のいずれか一項に記載のパターン画定デバイス。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の多重ビームパターン画定デバイス（７、７’）を備えた粒子ビーム処理又は検査装置（１００）。

【請求項10】

下流側表面が平坦である、請求項７に記載のパターン画定デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子多重ビーム処理（特に、ナノパターニングや半導体リソグラフィ）又は検査装置用の先進的なプログラム可能多重ビームパターン画定デバイスに関する。更に、本発明は、その多重ビームパターン画定デバイスを含む荷電粒子多重ビーム処理又は検査装置に関する。

【0002】

特に、このパターン画定デバイスは、荷電粒子のビームで照射され、複数の開口からビームを通過させて、対応する数のビームレットを形成するように構成された開口アレイフィールドを備え、各ビームレットは、各ビームレット経路に沿って開口アレイフィールドを通過して、パターン画定デバイスを通って、各ビームレットの公称経路に対するパターン画定デバイスの下流に伝播し、パターン画定デバイスは、開口アレイフィールドに配置された偏向アレイデバイスを含み、その偏向アレイデバイスは、
‐ 偏向アレイデバイスからビームレットを通過させる複数のブランキング開口部と、
‐ 複数の偏向デバイスとを備え、各偏向デバイスは、各ブランキング開口部に対応していて、少なくとも一つの静電電極を備え、偏向デバイスは、選択的に作動可能であり、作動時には、各ブランキング開口部を通過するビームレットに影響を与えて、ビームレットを公称経路から逸脱させるのに十分な量でそのビームレットを偏向させる。

【0003】

上述のタイプのパターン画定デバイス（ＰＤＤ，ｐａｔｔｅｒｎ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）は、ターゲットを所望のパターンに曝露（露光）するために、多数の帯電した電子又はイオンビームレットを用いたターゲットの曝露を制御するのに用いられる。多重ビーム処理／検査装置内部において、ＰＤＤは、荷電粒子のワイドビームで照射されて、５１２×５１２アレイ等の二次元アレイにおいて、複数（典型的には数十万個）のビームレットを発生させる。そして、複数のビームレットがターゲット上にイメージングされる。

【背景技術】

【0004】

荷電粒子多重ビームリソグラフィ及び処理は、シリコンウェーハ基板上への多重ビームマスク描画、マスクなしの多重ビーム直接描画プロセス等のナノリソグラフィ及びナノパターニングの応用に対して非常に興味が持たれている。本発明に関して、“ターゲット”と“基板”との用語は特に意味を区別することなく用いられる。

【0005】

特に、電子多重ビーム描画は、１９３ｎｍ液浸リソグラフィに必要とされるような最先端のフォトマスク、超紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ，ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔｏｇｒａｐｈｙ）用のＥＵＶマスク、及び、ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレート（１×マスク）、特にサブ２０ｎｍの半導体技術ノード（サブ１０ｎｍ技術ノードへの拡張性を有する）用のものの将来的な工業的生産に対する有力なコンセプトである。多重ビームマスク描画機（ｍｕｌｔｉ−ｂｅａｍ ｍａｓｋ ｗｒｉｔｅｒ）について、本出願人は、ｅＭＥＴ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍａｓｋ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｔｏｏｌ）との造語を用いている。多重コラムＰＭＬ２（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｍａｓｋ‐Ｌｅｓｓ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）におけるシリコンウェーハに対する多重電子ビーム直接描画（ＥＢＤＷ，ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｄｉｒｅｃｔ ｗｒｉｔｅ）処理の構成については、本出願人の特許文献１及び特許文献２に記載されている。

【0006】

上述のタイプの多重ビームＰＤＤを備えた荷電粒子多重ビーム装置が、関連する従来技術として本願に組み込まれる本出願人の特許文献３に開示されている。特許文献３には、ＰＭＬ２と称される荷電粒子リソグラフィ並びに処理方法及び装置が記載されており、本出願人の更なる文献では、ｅＭＥＴ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｕｌｔｉ−ｂｅａｍ Ｍａｓｋ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｔｏｏｌ）が記載されており、これらは両方とも、多重ビーム描画のコンセプトを実現するものであり、荷電粒子（電子又はイオン）の単一の源から抽出された荷電粒子ビームを構造化するためのＰＤＤを用いる。ＰＤＤは、好ましくは、所謂、開口プレートシステム（ＡＰＳ，ａｐｅｒｔｕｒｅ ｐｌａｔｅ ｓｙｓｔｅｍ）として実現されるプログラム可能多重開口デバイスである。プログラム可能ＡＰＳに基づいた実施は、集束単一スポットビームシステム、並びに可変成形ビーム（ＶＳＢ，ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｈａｐｅｄ ｂｅａｍ）システムと比較して、達成可能な生産性を顕著に改善することができる。生産性が改善される理由は、第一に、複数のビームを用いた処理の並列化であり、第二に、同じ分解能において基板に対してイメージング可能な（並列で描画を行う全てのビームレットの）電流の増大である。単一電子ビームシステムと比較して、電子多重ビーム描画装置のターゲットにおける電流密度（Ａ／ｃｍ^２単位）は、ＶＳＢシステムと比較して略二桁小さく、高電流密度（＞１００Ａ／ｃｍ^２）で単一ビームシステムを用いる場合に不可避である瞬間的な加熱効果を低減する。

【0007】

図１は、発明の背景として、ＰＤＤ１０２を備えた荷電粒子多重ビーム装置１００の概略図を示す。ＡＰＳ設計に従い、ＰＤＤ１０２は、積層された構成において、少なくとも二枚のプレート２０１、２０２で構成される。これらプレートは異なる専用の機能を有し、具体的には、開口アレイプレート（２０１）（ＡＡＰ，ａｐｅｒｔｕｒｅ ａｒｒａｙ ｐｌａｔｅ）と、偏向アレイプレート（２０２）（ＤＡＰ，ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ ａｒｒａｙ ｐｌａｔｅ）とである。複数のビームレットがＡＡＰ２０１によって形成され、ＤＡＰ２０２のより大きな開口部を通過する。ＤＡＰ２０２において、一部のビームレットが、公称経路から偏向する一方で、他のビームレットは偏向せずに通過する。ＤＡＰ２０２で偏向したビームレットは、荷電粒子投影光学系１０３の第二交差部２ｃ又はその近傍に位置する停止プレート１７によってフィルタリング除去される。ＤＡＰ２０２で偏向されないビームレットは、交差部ｃ２を通って続いていき、ターゲット１４上にイメージングされて、ターゲット上に画素が曝露される。図２は、この方法によってターゲット１４上に曝露可能な画素ｐ１の配置ｍｆを示す。

【0008】

ＰＤＤのＡＰＳ設定における異なる種類のプレートが、開口及び偏向器の高集積密度を実現する。ＰＤＤ内部において、二枚以上のプレートの正確な整列と、入射ビームの方向に向けた適切な調整とが必要とされる。この整列は、特許文献４に開示されているような構成を用いることによって、ｉｎ‐ｓｉｔｕ（その場）で達成可能である。

【0009】

ＤＡＰは、ターゲット上に生成されるパターンに応じて、個々のビームレットの“スイッチオン”及び“スイッチオフ”を可能にするために開口に関連した電子回路を有する。特に、ＤＡＰには、選択されたビームレットを偏向（“スイッチオフ”）させるための複数の偏向デバイスで構成された偏向アレイが設けられる。各偏向デバイスは、ＤＡＰに形成された開口部に位置し、開口部を通過する個々のビームレットを公称経路から偏向させるのに十分な静電場を発生させることができる。上述のように、偏向されないビームレットは、ターゲット１４上にイメージングされる。

【0010】

ＤＡＰは、以下の三つの主要プロセスステップによって製造される：１）ＣＭＯＳ回路の製造；２）開口を形成するためのエッチングプロセス；３）容量性ブランカを構築するためのＭＥＭＳプロセス。現状において、ＤＡＰ用の製造プロセスは非常に信頼できるものであるが、それでも、指定通りに働かないビームレット偏向器が常に或る数で存在する。この製造プロセスの複雑性は、制御不能となる一部ブランカの機能化についての或る割合での故障率につながり得て、開状態のままの開口や、永遠に閉じたままの開口が生じる。典型的には、こうしたビームレット偏向器の欠陥の数は小さく、０．１％よりも小さい（つまり、一つのＤＡＰが１０万よりも多くのプログラム可能ビームに対して動作した場合に１００回程度）。通常、ビームレット偏向器の欠陥はまとまったものではなく、つまり、開口フィールドに対して統計的に分布している。従って、一般的には、隣接するビームレット偏向器の欠陥は存在しないと予想することができ、つまり、こうした二つの欠陥の位置の間には、少なくとも一つ、通常はいくつかの動作しているビームレット偏向器が存在していると仮定される。

【0011】

ビームレット偏向器の欠陥は、“常時オフ”又は“常時オン”のいずれかの欠陥を生じさせる。ビームレットが、あらゆる時点において、また、特に、パターン情報にかかわらず、ＰＤＤを通過することが妨害されるか、又は、ターゲットに到達しないようにその経路から偏向される場合に、“常時オフ”の欠陥が存在する。“常時オフ”の欠陥は、開口アレイプレート及び／又はＤＡＰにおける閉じた開口によるものであるか、又は、ＤＡＰの個々の開口部に関連した偏向デバイスの偏向電極における電圧（この電圧は、ＤＡＰの動作中にオフにすることができないものである）の存在によるものであり得る。従って、この“常時オフ”の欠陥の影響を受けるビームレットは、常にフィルタリング除去されて、ターゲット上にパターンを曝露するのに用いることができない。従って、基板にパターンを描画する間、“常時オフ”の欠陥は、正確な曝露に必要なビームレットを通過させない。

【0012】

偏向デバイスに欠陥がある場合、“常時オン”の欠陥（“常時開”とも称される）が発生し、例えば、その欠陥は、欠陥のある電極や、動作しない電極電圧源によるものであり、個々のビームレットが、全く偏向されずに、又はターゲットの前方で（例えば、停止プレート１７において）完全にフィルタリング除去されるのに十分な量で偏向されずに、常に対応する開口を通過することができるようになる。

【0013】

本出願人の特許文献５に開示されるように、冗長描画を用いた曝露アルゴリズムにおいて“常時オフ”の欠陥の影響を補償することが可能であり、故障したデバイスの影響を受けるビームレットの位置を考慮して、同一の冗長性グループ内の一つ以上の他のビームレットに対して対応する曝露量をシフトさせる。これによって、そのビームレットの機能が、機能している偏向デバイスの一つ以上のビームレットによって置き換えられる。こうした“常時オフ”の欠陥とは対照的に、“常時オン”の欠陥は、煩わしいだけではなく、一般的に、対処することがより難しいか、不可能なものである。従って、ＰＤＤが“常時オン”のビーム欠陥を有さないことを保証することが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】米国特許第７２１４９５１号明細書

【特許文献2】米国特許第８１８３５４３号明細書

【特許文献3】米国特許第６７６８１２５号明細書

【特許文献4】米国特許第８５４６７６７号明細書

【特許文献5】米国特許第８２２２６２１号明細書

【特許文献6】特開２００６−０１９４３６号公報

【特許文献7】米国特許第７７８１７４８号明細書

【特許文献8】米国特許第７２７６７１４号明細書

【特許文献9】米国特許第７６８７７８３号明細書

【特許文献10】米国特許第８１９８６０１号明細書

【特許文献11】米国特許第６８５８１１８号明細書

【特許文献12】米国特許出願公開第２０１１／０２０４２５３号明細書

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】S. Eder-Kapl et al. “Characterization of CMOS programmable multi-beam blanking arrays as used for programmable multi-beam projections lithography and resistless nanopatterning”, J. Micromech. Microeng. 21 (2011) 045038 (doi:10.1088/0960-1317/21/4/045038)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

従って、本発明の一目的は、“常時オン”のビーム欠陥を有さないＰＤＤユニットを提供することであり、例えば、適切な方法で、製造時においてこうしたタイプの欠陥を有する開口を示すＰＤＤユニットを補正する。

【0017】

従来技術において、欠陥ビームを補償するための試みが開示されている、例えば、特許文献６では、隣のビームレットをビーム欠陥の位置に移すことによって、“常時オフ”型のビーム欠陥を補償することが記載されている。特に、荷電粒子ビーム偏向器のアレイが、開口アレイの前又は後に挿入され、その多重偏向システムが、選択されたビームレットを、隣の各ビームレットの経路に移すことを可能にする。これは、機能しているビームを、開口アレイプレートの欠陥ビームの箇所にずらすことを可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本目的は、冒頭で説明したようなＰＤＤにおいて達成され、一つ以上の欠陥偏向デバイスが存在していて、その欠陥偏向デバイスに関連したブランキング開口部を通るビームレットを偏向させることは永続的にできず、こうしたビームレットは“非偏向ビームレット”のままであり、追加のフィルタリングデバイスが用いられる。フィルタリングデバイスは、開口アレイフィールドに配置されて、
‐ 各偏向デバイスに欠陥のない偏向アレイデバイスのブランキング開口部を通過するビームレットについて少なくとも、フィルタリングデバイスからビームレットを通過させる複数の通過開口部と（好ましくは、各ビームレットの経路は、フィルタリングデバイスによって影響を受けない）、
‐ 少なくとも一つの非偏向ビームレットがその公称経路に沿ってパターン画定デバイスの下流に伝播することを防止する妨害状態に永続的になることができる少なくとも一つの妨害デバイスとを備える。

【0019】

この解決策は、“常時オン”の欠陥に対応する望ましくないビームレットを物理的手段によって抑制することができるデバイスを提供する。特に、本発明は、“常時オン”の欠陥が存在する箇所のＰＤＤを、各ビームレットがターゲットに向かうことを全作動時間において防止するように修正することを提案する。言い換えると、全ての“常時オン”の欠陥を、補償することがはるかに簡単な“常時オフ”の欠陥に変換する。欠陥偏向デバイスの数は、偏向アレイデバイスの偏向デバイスの総数よりも少なくとも一桁、通常は、二桁又は三桁以上小さいことを理解されたい。

【0020】

本発明に係る解決策は、特許文献６の手法とは根本的に異なる。何故ならば、本発明のフィルタリングデバイスはレンズアレイを含まないからである。他の全てのビームレットが影響を受けないままであり、各経路に沿って伝播して、特に、欠陥ビームレットを置換するようにずらされることはない。本発明は、“常時オン”の欠陥ビームを“常時オフ”の欠陥ビームに変換するものであり、“常時オフ”のビームが許容されない特許文献６とは対照的である。

【0021】

本発明の有利な一態様では、（少なくとも一つの）妨害デバイスは二つの状態を取るようにプログラム可能であり、具体的には、各非偏向ビームレットに影響を与えない開状態と、妨害状態である。この場合、フィルタリングデバイスは、偏向アレイデバイスのブランキング開口部に対応する開口部のアレイと、複数の妨害デバイスとを備えたプレート状デバイス（“補正プレート”）として適切に実現され得て、各妨害デバイスは、各開口部に対応していて、少なくとも一つの静電電極を備える。そして、偏向デバイスは、最小期間にわたって、各開口部を通過するビームレットをその公称経路から逸脱させて、各ビームレットが各公称経路に沿ってパターン画定デバイスの下流へとパターン画定デバイスを通過することを防止することによって、妨害状態を実現するように選択的に作動可能である。

【0022】

偏向アレイデバイスのスイッチング時間が、多重ビーム描画又は検査装置の生産性を得るために非常に高速であることが必要とされる一方で、プログラム可能妨害デバイスのスイッチング時間は非常に低速となり得る。従って、妨害デバイスは、特定の最小期間にわたって、妨害状態にスイッチング可能であるように構成される。この最小期間は、偏向アレイデバイスの偏向デバイスを作動させる典型的な期間に、偏向アレイデバイスの一行の開口における開口の個数を掛けた積よりも大きく成り得る。しかしながら、この最小期間がより長くなり、ターゲットの一回又は複数回の曝露プロセスの期間にわたって保持されることも多い。

【0023】

本発明の他の態様では、（少なくとも一つの）妨害デバイスが、各ビームレットの通過を妨害する物質を備えた開口部として実現され得る。

【0024】

ＰＤＤの有用な一実施形態では、偏向アレイデバイス及びフィルタリングデバイスがそれぞれ開口部のアレイを備えたプレート状デバイスとして実現され、特に、フィルタリングデバイスが、“補正プレート”又は“フィルタリングアレイプレート”として実現され得る。更に、フィルタリングデバイスは、偏向アレイデバイスに対して実質的に平行で開口アレイフィールドに配置されることが適切である。

【0025】

他の有用な発展では、フィルタリングデバイスが、（下流の）フィールド境界アレイプレートの機能も含み得る。この場合、フィルタリングデバイスは（ビーム方向に沿って見た際のパターン画定デバイスの最後の構成要素として）偏向アレイデバイスの複数のブランキング開口部に対応する開口部のアレイを備えたプレート状デバイスを含み得て、更に、開口部を除いて、平滑で好ましくは平坦な下流側表面を含み、その表面は、パターン画定デバイスの下流に位置する粒子光学系の構成要素（ターゲット上にパターニングされたビームをイメージングするための投影システム等）に向けられる。

【0026】

更に、開口アレイデバイスは、開口アレイフィールドの複数の開口を備え得て、それらの開口は、パターン画定デバイスで形成されるビームレットの形状を定めるように構成される。開口アレイデバイスは、好ましくは、フィルタリングデバイスから離隔されて、つまり、短い有限距離で離される。

【0027】

有利な一変形例では、フィルタリングデバイスは、開口アレイフィールドの複数の開口を備えた開口アレイデバイスとなり得る。

【0028】

以下、本発明を、図面に示される本発明のいくつかの例示的な実施形態を参照してより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明に適した粒子ビーム曝露装置の概略縦断面図である。

【図2】図１の装置で得られる画素の曝露を示す。

【図3】図１の装置のＰＤＤシステムの底面図を示す。

【図4】図１の装置のＰＤＤシステムの概略断面図を示す。

【図5】欠陥偏向デバイスを有するＰＤＤシステムの概略断面図を示す。

【図6A】本発明の第一実施形態に係るＰＤＤを含む粒子ビーム曝露装置の縦断面図を示す。

【図6B】プログラム可能補正プレートが設けられた図６ＡのＰＤＤの拡大詳細図を示す。

【図6C】プレートの並びが変更された図６ＢのＰＤＤの変形例を示す。

【図7A】図６Ｂの補正プレートをプログラムするための電子レイアウトを示す。

【図7B】図６Ｂの補正プレートをプログラムするための電子レイアウトを示す。

【図7C】図６Ｂの補正プレートをプログラムするための電子レイアウトを示す。

【図7D】図６Ｂの補正プレートをプログラムするための電子レイアウトを示す。

【図8】欠陥偏向デバイスのビームレットを遮断しているパッシブフィルタリングプレートを備えた本発明の第二実施形態の縦断面図を示す。

【図9】最終的なフィールド境界プレートとしても機能するパッシブフィルタリングプレートを備えた本発明の第三実施形態の縦断面図を示す。

【図10】パッシブフィルタリングプレートとしても機能する開口アレイプレート（ＡＡＰ）を備えた本発明の第四実施形態の縦断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下で説明される本発明の多様な実施形態は、大幅縮小投影システムを有するｅＭＥＴ型の荷電粒子多重ビーム曝露装置及びそのＰＤＤシステムの開発に基づくものである。以下では、まず、装置の技術的背景について、本発明に関する限りにおいて説明し、次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態や、ＰＤＤシステムの特定のレイアウトに限定されるものではなく、それらは単に本発明について考えられる実施形態の例を表しているものであり、本発明は、荷電粒子ビーム及び多重ビームパターニングを用いる他のタイプの処理システムにも適していることを理解されたい。

【0031】

［ｅＭＥＴシステム］

【0032】

図１は、本発明を採用した電子多重ビームマスク曝露ツール１００（マスク描画機）の概略図を示す。以下における詳細は、明確性のための本発明の開示に必要なものとして与えられ、構成要素は、図１において縮尺通りに示されておらず、特に、粒子ビームの横方向の幅は誇張されている。ｅＭＥＴもＰＭＬ２も原理は同様のものであり、詳細については、荷電粒子多重ビーム装置及びＰＤＤシステムの全体的なレイアウトに関して教示している特許文献２及び特許文献７（参照として本願に含まれる）を参照されたい。ｅＭＥＴシステムは、電子ビームを発生させる適切な源を実現する。イオン多重ビームツール用にイオン源を用いる場合にも等価な原理が当てはまり、本出願人はそれも実現している（ＣＨＡＲＰＡＮ，Ｃｈａｒｇｅｄ‐Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｎａｎｏ‐ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇの略）。

【0033】

装置１００の主な構成要素は、図１において垂直下向きのビームｌｂ、ｐｂの方向順に、照射システム１０１、ＰＤＤシステム１０２、投影システム１０３、ターゲット又は基板を備えたターゲットステーション１０４である。荷電粒子光学システム１０１、１０３は、静電レンズのみを用いるか（例えば、イオン多重ビームを用いる場合）、又は、静電レンズ及び磁気レンズの組み合わせ（例えば、電子多重ビームを用いる場合）のいずれかによって実現される。装置１００の荷電粒子光学部分１０１、１０２、１０３は、装置の光軸に沿ったビームｌｂ、ｐｂの伝播が妨げられないことを保証するために、高真空に保持された真空筐体（図示せず）内に含まれる。

【0034】

照射システム１０１は、例えば、電子又はイオン源１１、仮想源の位置を定める抽出器構造、ジェネラルブランカ（図１に示さず、イオンビームを用いる場合には、イオン質量種フィルタとしても用いられる）、及び、荷電粒子光学集束レンズシステム１３によって実現される照射荷電粒子光学系を備える。図示される実施形態では、粒子源１１は、例えば５ｋｅＶ等の適切な運動エネルギーの電子を放出する。他の実施形態では、典型的には数ｋｅＶ（例えば、ＰＤＤシステム１０２において５ｋｅＶ）に定められた（運動）エネルギーを、例えばΔＥ＝１ｅＶの比較的小さなエネルギーの広がりで有する水素やＡｒ^＋イオン等の主に特定種のイオンといった他の荷電粒子が用いられ得る。速度／エネルギー依存フィルタ（図示せず）が、源１１において生成され得る他の望ましくない粒子種をフィルタリング除去するために設けられ得る。フィルタは、ビームレットの再配置中においてビームを全体的にブランキングするためにも用いられ得る。光学集束レンズシステム１３を用いて、源１１から放出された荷電粒子が、ビームｌｂとして機能する広範囲の、実質的にテレセントリックビームに成形される。

【0035】

次に、ビームｌｂがブランキングデバイスに照射され、そのブランキングデバイスが、その位置を保つのに必要とされるデバイス（図示せず）と共に、図１の左側に拡大斜視図としても示されているＰＤＤシステム１０２を形成する。ＰＤＤシステムは、複数の開口２０によって形成された開口アレイパターンに照射されるビームｌｂの経路内の特定の位置に保持される。上述のように、各開口を、“スイッチオン”又は“スイッチオフ”することができる。“スイッチオン”又は“開”状態では、開口は、各開口を通り抜けるビームレットがターゲットに到達するようにし、つまり、開口は入射ビームに対して透明であると称される。一方、開口が“スイッチオフ”又は“閉”の場合、各ビームレットのビーム経路が影響を受けて（例えば、横電圧が印加される偏向電極を用いて）、ビームレットが、ターゲットに到達する前に、吸収されるか又はそのビーム経路から外され、開口は、ビームに対して効果的に不透明である。

【0036】

各スイッチオフのビームレットは、例えば、荷電粒子投影光学系の第二交差部ｃ２に又はその近傍に位置する停止プレート１７で吸収される。スイッチオンの他のビームレットは、プレート１７の中心開口部を通過して、ターゲット上に投影される。偏向したビームレットのフィルタリングは、ＤＡＰの近傍の更に下流においてＰＤＤシステムに配置された第三プレート（“末端プレート”）でも行われ得る（特許文献３のＦｉｇ．７に示されるように）。対照的に、図１に示されるレイアウトでは、偏向したビームレットの停止プレート１７でのフィルタリングは、ＤＡＰの末端プレートが必要とされないという利点を有し、ビームブランキングを達成するためにＤＡＰによって与えられる偏向角を顕著に小さくすることができる。

【0037】

図１では、パターニングされたビームｐｂに五本のビームレットしか示されていないが、ビームレットの実際の数は非常に多く、つまり、典型的には数千本であることは明らかである。図示されているビームレットについて、左から一番目のものは、スイッチオフされているとして示されている（このビームレットを偏向させる活性電極の位置の下に矢印で表されている）。ＰＤＤシステム設計については、以下で図３及び図４を参照して更に詳細に説明する。

【0038】

スイッチオンの開口は、ビームｌｂに対して透明なＰＤＤの一部のみであり、ビームｌｂが、開口から出て行くと（つまり、図１において、ＰＤＤシステム１０２の下方において）パターニングされたビームｐｂに成形される。ＰＤＤシステム１０２によって画定されるパターンのおかげで、任意のビームパターンを発生させて、基板に転写することができる。ターゲット上に曝露されるパターンに応じて、一つの画素の曝露から次のものへと、ビームレットが“スイッチオン”又は“スイッチオフ”となる変化が存在する。従って、実際のパターンの詳細は、本発明に説明とは無関係であるが、パターンの適切な曝露のためには、パターンを非常に高速で変化させながら、顕著な数のビームレットをターゲットの照射過程においてスイッチオフにする必要があることを検討することが重要である。

【0039】

次に、荷電粒子光学投影システム１０３は、基板１４（レジストコーティングを備えた６インチのマスクブランク等）に向かうパターニングされたビームｐｂで表されるように、パターンを投影する。スイッチオフされたビームレットが停止プレート１７において吸収されるので、スイッチオンのビームレットのみが、スイッチオンの開口のイメージ（像）を形成する。投影システム１０３は、本出願人が実現しているように、例えば２００：１の縮小を行う。基板１４は、例えば、ｅＭＥＴ型システムの場合、６インチのマスクブランク、ナノインプリントの１×マスク又はマスターテンプレートであり得て、電子感受性レジスト層で覆われる。一方、ＰＭＬ２システムでは、基板１４は、荷電粒子感受性レジスト層で覆われたシリコンウェーハであり得る。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）によって保持及び位置決めされる。

【0040】

投影システム１０３は、例えば、交差部ｃ１及びｃ２有する二つの連続した荷電粒子光学投影部で構成される。荷電粒子イメージングシステムの技術的実現法は当該分野において周知であるので、投影機を実現するのに用いられる荷電粒子光学レンズ３０、３１（例えば、静電多重電極加速レンズ３０及び二つの磁気レンズ３１を備える）は、図１において、記号的に示されているだけである。第一投影部３０は、ＰＤＤシステムの開口平面を、中間イメージへとイメージングし、今度は、その中間イメージが、第二投影部３１によって、基板表面上にイメージングされる。両投影部は、交差部ｃ１、ｃ２を介して縮小イメージングを用いるので、中間イメージは反転しているが、基板上に生成される最終的なイメージは反転していない。縮小率は、いずれの段階においても略１４：１であり、全体的には２００：１の縮小率になる。この程度の縮小率が、ＰＤＤシステムの小型化を向上させるために、リソグラフィ設定において特に適切である。

【0041】

イメージに対する小さな横方向（つまり、光軸ｃｘに垂直な方向に沿った）シフトを導入するための手段として、偏向手段１６が、投影部のいずれか一方又は両方に設けられる。こうした偏向手段は、例えば、特許文献３で説明されているような多極電極システムとして実現可能である。また、軸方向電流コイルを用いて、必要に応じて基板平面内でのパターンの回転を提供する軸方向磁場を発生させ得る。ＰＤＤを出て行く構造化ビームｐｂの幅を荷電粒子投影光学系の縮小率で割ったものである基板におけるビームアレイフィールドの横方向の幅と比較して、横方向の偏向は通常極めて小さい。従って、横方向偏向は、ビームアレイフィールドの幅よりも少なくとも一桁小さい（この点に関して、ビームレット間の横方向距離は、ビームアレイフィールドの上述の幅よりも顕著に小さいことを理解されたい）。

【0042】

図２を参照すると、装置１００は、例えば、レジストで覆われたマスクブランク又はウェーハであるターゲット１４上にイメージフィールドｍｆを形成する。イメージフィールドｍｆは、有限のサイズを有し、そのサイズは、通常、ターゲット上に曝露される全領域よりも十分に小さい。従って、走査ストライプ曝露法が用いられ、ターゲットを入射ビームの下で移動させて、ターゲットに対するビームの位置を連続的に変化させる。走査方向ｓｄに沿ってターゲット表面を効果的にビームで走査する。図示される実施形態では、（大規模な）移動を行うのはターゲットであり、ビーム走査法には大規模な移動が必要とされない。本発明の目的については、ターゲットに対するイメージフィールドｍｆの相対的移動のみが関係があることを強調しておく。

【0043】

図２は、パターン画素ｐｘの基本格子内の一次画素ｐ１のグリッドの配置として考えられるものを一つ示す。イメージフィールドｍｆは、複数のパターン画素ｐｘで構成される。しかしながら、画素ｐｘのサブセットしか同時に曝露することができないことを理解されたい。何故ならば、有限の数の開口しか、ＰＤシステムの開口アレイフィールドには存在しないからである。同時に曝露可能な画素は、一次画素ｐ１とも称される。一次画素ｐ１は、規則的な矩形グリッドで配置され、この場合、グリッドは、基本格子に３×３の間隔を有する正方形状のグリッド（“四角グリッド”）である。一次画素ｐ１は、ＰＤＤシステムの開口２０のイメージであり、ＰＤＤシステムのＡＡＰの開口の空間的配置（図３を参照）を、光学システムでの縮小によって異なる縮尺において再現する。連続的な画素曝露サイクルの流れにおいて、イメージフィールドｍｆが、経路ａ４に沿ってターゲットを掃引して（これは、ターゲットの移動、ビームの移動、又は両者の適切な組み合わせによって達成される）、ターゲット上の全ての画素ｐｘを逐次的に曝露する。ｓｄに沿った基本的な相対移動に加えて、例えば、偏向手段１６（図１）を用いて、横方向の移動も行われる。多数の画素が、経路ａ４に沿った異なる画素線において曝露された後に、その移動は、元々の画素線に戻る（これに、無効期間中に行われるような方向ｓｄに沿った直線変位が加わる）。従って、横方向移動の大きさは小さいものとなり得て、その大きさは、ビームレットの相互間隔程度のものであることを理解されたい。他の開口配置は、スタッガード格子等の他の幾何学的形状を実現し得る。

【0044】

［ＰＤＤ及びＤＡＰ］

【0045】

図３及び図４は、上述のＰＤＤ２００を示し、より詳細には、本出願人による特許文献３及び特許文献８に基本的には適合したものである。図３は、規則的な開口アレイを備えたＰＤＤの底面図を示し（照射ビームの方向と反対方向の図）、図４は、図３の線４に対応する平面に沿った縦断面図を示す。開口アレイは、特許文献３に示されるようなスタッガード開口アレイ等の他の配置でも実施され得る。

【0046】

ＰＤＤシステム２００は、積層されて取り付けられる複数のプレート２０１、２０２を備え、各構成要素が特定の機能を果たす複合デバイスを実現する。各プレートは、好ましくは、シリコンマイクロシステム技術で実現され、その構造は、例えば、特許文献９及び特許文献１０に概説されているようなマイクロ構造化法によって形成される。

【0047】

複数の開口が、通常はより小さな四角又は矩形状に切断されたシリコンウェーハの薄化領域によって形成された膜ｍｂに配置されて、開口アレイフィールド（図３において参照符号ａｆで指称される）を形成する。膜ｍｂは、周囲のフレームｆｓ（図４、フレームは図３ではハッチングで示されている）によって安定化されている。各開口は、そのプレートに画定された一組の連続的な開口部に対応している。図３及び図４に見て取れる開口の数は、明確性のために少なく、膜ｍｂに開口アレイフィールドを形成する多数の開口を代表するものである。図４では、二つの開口のみが示されている。荷電粒子ビームｌｂは、開口アレイフィールドａｆの開口アレイを通って、プレートを通過する。

【0048】

ＡＡＰ２０１は、広範囲粒子ビームで照射されるように設計されていて、複数の開口２０を通してのみ荷電粒子を通過させることができる。従って、ＡＡＰは、入射した荷電粒子ビームｌｂの大部分を吸収するが、荷電粒子は、形状の画定された複数の開口２０を通過することができ、複数のビームレットを形成し、そのうち二つのビームレットｂ１、ｂ２が図示されている。各ビームレットは、各ビームレット経路に沿って開口を通過する。ビームレットを形成する役割とは別に、ＡＡＰ２０１は、後続のプレートを照射の損傷から保護する。局所的な帯電を防止するため、開口アレイプレートを、適切な層２１０（通常、酸化物を形成しない金属層（例えば、イリジウム））で被覆し得る。イオンビームを用いる場合、層２１０及びその形成方法は、特許文献１１に概説されているように、照射粒子がシリコン結晶マトリクス内に組み込まれること（膜の応力の変化をもたらす）を防止するように適切に選択される。

【0049】

図３を参照すると、ＡＡＰは、規則的な矩形グリッドに沿って“直交”開口アレイフィールドａｆ内に配置された複数の開口ａｐを備える。図示される実施形態では、開口アレイフィールドは、規則的なグリッドを実現していて、例えば、開口が３×３のグリッドにおいて間隔を空けて配置されて、開口と開口の間のオフセットは、グリッドのいずれかの方向に沿った公称開口幅ｗ１の三倍である（従って、隣接する開口と開口の間の自由空間は２×ｗ１である）。この開口配置は、図２の一次画素の配置と一致している。つまり、開口アレイフィールドａｆは、各行が複数の開口を備える複数の行に配置された開口ａｐの規則的なアレイを実現している。例えば、開口は、５１２×５１２アレイに配置され得て、つまり、５１２個の開口が５１２行存在している。

【0050】

偏向アレイプレート（ＤＡＰ）２０２（装置１００におけるその機能の観点からブランキングプレートとも称される）が、ＡＡＰ２０１に近接して、好ましくはＡＡＰの下流に設けられる。ＤＡＰ２０２は、選択されたビームレットを偏向させて、そのビーム経路を変更するように機能する。ＤＡＰは、複数の所謂ブランキング開口部を有し、その各々が、開口アレイプレート２０１の各開口に対応している。上述のように、また図４に示されるように、ＤＡＰのブランキング開口部は、開口アレイプレートの開口部よりも大きい。ＤＡＰ開口部と開口部の間の領域は、ビームレット偏向デバイスの制御及び電力供給を行うＣＭＯＳ電子機器（図４及び図５においてクロスハッチングで示される）を収容するのに用いられる。従って、ＡＡＰで成形されたビームレットは、ＤＡＰを自由に（つまり、幾何学的な障害なく）通過することができる。本出願人の以前の文献で説明されているように、ＤＡＰにおいて、ビームレットをその公称経路から逸脱させるのに十分な量で、ビームレットを選択的に偏向させることができ、偏向し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なる。

【0051】

ＤＡＰの各ブランキング開口部に、ビームレット偏向デバイスを設けて、開口部を通過する荷電粒子を個別に偏向させることができ、開口部を通過するビームレットをその経路から逸脱させる。各ビームレット偏向デバイスは、一組（通常は一対）のビームレット偏向電極を含む。好ましくは、各組は、異なるタイプの電極を有し、第一のタイプは、“接地電極”であり、ＰＤデバイスの電位で適用され、一方で、他のタイプは、本願において“活性電極”と称され、対応するブランキング開口部を通過するビームレットを偏向させるために個別の電位で適用される。接地電極は、隣接するビームレット偏向デバイス間で共有され得る。接地電極は、活性電極の高さに対して実質的な高さを有するように形成され得る。これは、クロストーキングや他の望ましくない効果（偏向電極の幾何学的形状によって引き起こされるレンズ効果等）に対してブランキング偏向デバイスを十分に防御するために行われる。

【0052】

図４に示されるＤＡＰでは、各ビームレット偏向デバイスはそれぞれ活性電極２２１、２２１’と、接地電極２２０、２２０’とを備える。電極は、例えば、ＤＡＰベース膜に対して自立している。こうした電極は、例えば、電気メッキ法などの先進技術を用いた垂直成長によって形成され得る。

【0053】

例えば、ビームレットｂ１は、偏向せずに、パターン画定システム１０２の後続のより大きな開口部を通過する。何故ならば、各組のビームレット偏向電極によって形成されるビームレット偏向デバイスが稼働しておらず、つまり、活性電極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からである。これは、開口の“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システム１０２を通過し、交差部を介して粒子光学システムによって集束されて、荷電粒子投影光学系によって誘起される縮小を伴って、ターゲット上にイメージングされる。例えば、本出願人によるシステムでは、２００：１もの大きさの縮小率が実現されている。対照的に、ビームレットｂ２について示されているように、“スイッチオフ”の状態は、その開口のビームレット偏向デバイスを稼働させること、つまり、対応する接地電極に対して活性電極２２１’に電圧を印加することによって、実現される。この状態では、電極２２０’、２２１’によって形成されるビームレット偏向デバイスは、対応するビームレットｂ２の経路にわたる局所的な電場を発生させて、ビームレットｂ２をその公称経路ｐ０から偏向方向へと偏向させる。結果として、ビームレットは、荷電粒子光学システムを通る過程において、変更された経路ｐ１に従い、ターゲットに到達するのではなくて、ＰＤＤシステム又は荷電粒子光学システムに設けられた吸収手段（例えば、図１の停止プレート１７）で吸収される。このようにして、ビームレットｂ２がブランキングされる。ビーム偏向角は図４において大幅に誇張されており、一般的には非常に小さく、典型的には０．２から１（千分の一ラジアン単位）である。

【0054】

図４に示される構成では、プレート２０１、２０２は、既知の結合法を用いて、フレームの結合領域２１２において互いに結合される。他の変形例では、プレートは、機械的に分離していて、例えば、本出願人の特許文献１２に記載されているような調節可能保持装置によって適所に保持される。これには、開口アレイプレートがＤＡＰの位置の変化によって影響されないという利点がある。他のプレートに対するＤＡＰの僅かな位置変化は許容可能である。何故ならば、ＤＡＰは、個々のビームレットを偏向させる目的しか有さないからであり、一方、偏向されないビームレットはＤＡＰを通過して基板にイメージングされる。

【0055】

ＰＤＤシステムは追加のプレート（図示せず、しかしながら図９の変形例には見て取れる）、所謂フィールド境界アレイプレート（ＦＡＰ，ｆｉｅｌｄ−ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｒｒａｙ ｐｌａｔｅ）を更に含み得て、電場に関して、ＰＤＤ１０２と荷電粒子投影光学系１０３との間に画定される境界を与える。

【0056】

［偏向欠陥］

【0057】

図５は、図４と同様の断面図で、“常時オン”の欠陥を発生させる欠陥ビームレット偏向器を有するＰＤＤシステム５５の概略的な例を示す。実際には、多数（数千になり得る）ビームレットと、典型的なＰＤＤシステムの偏向デバイスとに関して、いくつかの偏向デバイスに欠陥があり得ることを、その数は非常に少ないにもかかわらず、考慮しなければならない。開口アレイプレート５１の開口５０で画定された五本のビームレットが図示されていて、実際のＰＤＤ設定に存在する多数のビームレットを代表している。各ビームレットは、各開口部５２０を介してＤＡＰ５２を通過し、各開口部５２０の箇所には、偏向デバイス５２１が設けられる。各偏向デバイス５２１は、少なくとも二つの電極を備え、例えば、少なくとも一つの活性電極５２２が、対向電極５２３に対して作動する。画定デバイスの対向電極は、共通“接地電位”に保持されて、これら対向電極は、別々のものであるか、又は互いに接続され得る。

【0058】

更に、図５において、偏向デバイス５２１のうち一つに欠陥があり、具体的には、ビームレットｂに関係したデバイス５０１に欠陥がある。このデバイス５０１は、“常時オン”の欠陥を有する欠陥偏向デバイス（ＤＤＤ，ｄｅｆｅｃｔｉｖｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）となり、例えば、活性電極５０２の電圧源が故障したことによるものである。従って、ビームレットｂは、常にスイッチオン状態であり、その公称経路に沿って伝播する。何故ならば、このＤＤＤの偏向制御ユニットに提供されるパターン情報にかかわらず、なんら偏向効果が得られないからである。一方、他のビームレット（機能している偏向デバイス５２１に関係している）は、図５の底に二重の矢印で示されるように、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間でスイッチング可能である。

【0059】

こうした“常時オン”の欠陥は、ｉｎ‐ｓｉｔｕビーム診断を用いて検出可能であり、又は、多重ビーム描画又は検査ツールに挿入する前のＰＤＤユニットの特性評価によって、こうしたビーム欠陥の位置がわかっているものであり得る。特に、各ＤＡＰを専用の試験ベンチで試験して、偏向器欠陥を有する開口部を見つけることができる。この目的に適した試験ベンチは、非特許文献１に記載されている。この試験は、“常時オン”及び“常時オフ”の欠陥の位置のマップを与える。従って、各ＤＡＰについてＤＤＤの数及び位置を求めることが可能になる。

【0060】

［プログラム可能補正プレート］

【0061】

本発明に係る“常時オン”の欠陥を補正する第一の方法は、“常時オン”の欠陥を失くすためにｉｎ‐ｓｉｔｕデバイスとして用いられる補正プレートを使用するものである。好ましい一つの実施では、この補正プレートは、ＰＤデバイスのプレート積層体に挿入される追加のプレート状デバイスである。

【0062】

図６Ａは、本発明の第一実施形態に係るＰＤＤシステム７を備えた多重ビーム装置を示す。図６Ｂは、ＰＤＤ７の拡大詳細図である。図５のものに対応する開口アレイプレート５１及びＤＡＰ５２に加えて、ＰＤＤ７は、補正プレートと称される追加のプレート状デバイス５３を含み、本発明に係るフィルタリングデバイスの一実施形態を表している。補正プレート５３は、選択されたビームレットに対して常に作用するように、つまり、こうした（常時オンの）ビームレットを偏向させるように構成され、これらのビームレットが、図６Ａのビームレットｂ’で示されるように、投影光学系において、例えば、停止プレート１７又は他の吸収表面でフィルタリング除去されるようにする。一方、他のビームレットは補正プレート５３の影響を受けない。図６Ａは、ビームレットに対する具体的な一つのスイッチング状態を示し、最も左側のビームレット（動作している偏向デバイスによって制御される）とビームレットｂ’（“スイッチオフ”）とが偏向している一方で、他のビームレットはスイッチオン状態で、ターゲットに到達する。

【0063】

補正プレート５３は、ＤＡＰと外見上同様のプログラム可能デバイスであり、ＤＡＰから発した個々のビームレットを偏向又は通過させる性能を有する。ＤＡＰとは対照的に、その偏向の構成は、曝露処理全体の間において保持される。補正プレート５３は、ＰＤＤシステム内に、例えば、ＤＡＰ５２の下流に短距離で配置される。補正プレート５３は、通常、開口部５２０を備えたＤＡＰ５２と同じ個数及び幾何学的位置の開口部７０を備えて構成される。

【0064】

特に、補正プレート５３には、複数の補正偏向デバイス７１（ＣＤＤ，ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）が設けられ、各ＣＤＤ７１は、それぞれ一つの開口部７０の箇所に配置されて、作動時には、開口部７０を通過するビームレットを偏向させることができる。例えば、各ＣＤＤ７１は、少なくとも二つの電極を備え、例えば、少なくとも一つの活性電極７２が、対向電極７３に対して作動する。ＣＤＤの対向電極７３は、別々のものであるか、又は互いに接続され得る。対向電極７３は、共通“接地電位”に保持され得て、又は、ＣＤＤを作動させた際に逆電位（例えば、活性電極７２の電位と同じ値であるが逆符号のもの）で適用され得る。

【0065】

図６Ｂでは、ＤＡＰ５２のＤＤＤ５０１の補正は、ＣＤＤ７４に対応するビームレットｂ’を例として示されている。ＣＤＤ７４を、活性電極７４２に静電位を印加することによって作動させて、活性電極７４２が、対応する対向電極７４３と共に静電場を発生させる。従って、ビームレットｂ’がその公称経路から常に偏向する一方で、他のビームレット（機能している偏向デバイス５２１に関係している）を、上述の図５Ｂの底部に二重矢印で示したように、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間でスイッチングさせることができる。

【0066】

図６Ｂに示される実施形態では、補正プレートはＤＡＰの下流に配置される。しかしながら、図６Ｃに示されるように、ＰＤＤシステム７’において、ＤＡＰ５２の上流に補正プレート５３を配置することも同様に可能である。何故ならば、偏向角が非常に小さいので、補正プレートが偏向させたビームレットも問題なくＤＡＰの開口部を通過するからである。

【0067】

ＤＡＰ５２と本発明の補正プレート５３とには決定的な差があることに留意されたい。即ち、ＤＡＰ５２は、高速変化パターン情報に対処するために高速ＣＭＯＳ回路を含まなければならない一方、補正プレート５３の回路は低速のものとなり得る。何故ならば、補正プレートの動作モードは、少なくとも、ターゲット１４の曝露処理全体の期間にわたって一定のままだからである。ウェーハの曝露期間（ターゲット上の一行の画素の曝露期間の倍数（数桁倍））に対応する最小期間にわたって、補正プレート５３の回路がプログラムされた状態を保持することができれば十分である。ＰＤＤの要素に関して、この期間は、ＤＡＰ５２の偏向デバイス５２１を作動させる期間に開口フィールドａｆの一行の開口における開口の個数をかけたものの倍数である。例えば、補正プレート回路の一実施形態は、単純な有線部品を含み得て、又は単純な（フリップフロップ）低速ＣＭＯＳ回路として実現され得る。後者の場合について、図７Ａ〜図７Ｄを参照して、以下詳細に説明する。

【0068】

［プログラム可能補正プレートの論理回路の設計］

【0069】

図７Ａ〜図７Ｄを参照すると、補正プレート５３のフリップフロップ回路ＲＲ（図７Ｄ）の実施形態は、行で配置された複数のシフトレジスタを含む。各シフトレジスタは、各ＣＤＤの電極電源ユニットに接続された論理出力部を有し、この電源ユニットは、“ブランカ”と称される。曝露が行われる前に、これらのシフトレジスタの行に、どのビームレットを永続的に偏向させるのかを定めるパターンがロードされて、パターンの各ビットの論理状態が、関連するブランカの状態を決定する。パターンは、シフトレジスタにおいて保持されて、曝露中において変更なく保たれる。図示される例は、２^１８＝２６２１４４本のビームレットのアレイについての補正プレートに関係していて、それらのビームレットは、５１２×５１２のマトリクスに配置された対応する数の開口部を通る（図３と同様の少数の開口部のみを示す）。

【0070】

図７Ａは、各ブランカ７６をプログラミングするための二つのレジスタ７７、７７’を示し、キューシーケンスＳ１を形成する６４個のレジスタのうちの初めの二つを表している。図７Ｂに見て取れるように、直列に接続された８つのキューシーケンスＳ１、Ｓ２、…Ｓ８は、５１２個のフリップフロップレジスタＦＦ１からＦＦ５１２を備えた行Ｒ０１を形成する。図７Ｃに示されるように、これらレジスタの６４行Ｒ０１、Ｒ０２、…Ｒ６４が直列に接続されて、グループＧ１（＝３２７６８個のフリップフロップ）を形成する。図７Ｄは、合計２６２１４４個のレジスタを備えたシフトレジスタアレイＲＲを形成するように組み合わせられた８グループＧ１、Ｇ２、…Ｇ８を示す。

【0071】

ＰＤデバイスを作動させる前に、ビットパターンが、補正プレートのシフトレジスタアレイＲＲにロードされて、新たなパターンがロードされるまで（又は電力が失われる）までは、そのままである。各シフトレジスタ７７のビットは、二つの状態（低及び高）を有する。レジスタの低状態は、電圧を印加しないことによって、各偏向デバイスのブランカ７６を“開”に設定し、ビームレットが偏向されずに通過するようにする。一方、高状態は、ブランカ７６が電極に電圧を印加するようにして、各ビームレットの偏向を行う。アレイにロードされるビットパターンは、初期設定で、低ビットにされて、全てのビームレットを通過させる。ＤＡＰの欠陥があり永続的に開状態の偏向デバイスに対応するビットのみを高状態に設定する。

【0072】

図７Ａは、補正プレート５３のＣＤＤをプログラムするための静電回路の二つの例を示す。各開口部（図７に示さず）は、対応するＣＤＤ７１及びブランカ７６に関連している。各ブランカ７６について、単一のシフトレジスタ７７が設けられて、そのシフトレジスタ７７は、一つのデータ入力部と、一つのデータ出力部と、一つのクロック入力部と（それぞれＤ、Ｑ、ＣＬＫで表される）を備えたＤ型フリップフロップである。論理回路は、ブランカに電力供給を行うのにも用いられ得る３．３Ｖ電源を有する。ＣＤＤ７１の電極用の電圧源は図示されていない。６４個のフリップフロップレジスタが、このようにしてキューシーケンスＳ１で接続される。キューシーケンスＳ１において、各レジスタ７７のデータ出力部Ｑは、対応するブランカ７６と、次のフリップフロップのデータ入力部Ｄに直接接続される。最後のフリップフロップの出力は、続くキューシーケンスＳ２に提供するためにキューＳ１から出て行く（図７Ｂ）。

【0073】

図７Ｄに示されるように、複数個（２^１８個）のレジスタ（この例ではプレート５３に存在している）が、８グループに分けられて、各グループが３２７６８個のレジスタを備える。各グループＧ１…Ｇ８は、その入力部として、一つのデータ入力ライン及びクロック入力ラインを有し、グループＧ１用のＤａｔａ１ｉｎ、Ｃｌｏｃｋ１ｉｎから、グループＧ８用のＤａｔａ８ｉｎ、Ｃｌｏｃｋ８ｉｎまで番号が付けられている。第一グループＧ１の入力Ｄａｔａ１ｉｎ、Ｃｌｏｃｋ１ｉｎが、図７Ａから図７Ｃの入力ラインＤａｔａ、Ｃｌｏｃｋに対応している。一つのグループのレジスタの個数は、補正プレートの一行の開口部の個数（５１２個）を超える。グループＧ１について図７Ｃに示されるように、各グループは、６４行Ｒ０１、Ｒ０２、…Ｒ６４で幾何学的に配置される。従って、クロック入力ラインＣｌｏｃｋ１ｉｎは、３２７６８個のレジスタ（５１２個のフリップフロップが６４行）を駆動させるのに用いられる。この数は、クロック信号を提供する外部デバイスのファンアウト（論理出力数）をはるかに超えているので、各行Ｒ０１…Ｒ６４は、多数のリピータＡ１、Ａ２、…Ａ８を備え、これは行Ｒ０１について図７Ｂに示されている。従って、各行に、八個のリピータＡ１…Ａ８が設けられ、その各々が、６４個のフリップフロップから成る各キューシーケンスＳ１…Ｓ８に対応している。

【0074】

真空条件下では、補正プレート５３の温度は、放射冷却のみによって制御される。電源から取り出される電流を最少にして、パターンのローディング中におけるスイッチングプロセスからの発熱を低減するため、８グループＧ１…Ｇ８には、個別のデータＤａｔａ１ｉｎ…Ｄａｔａ８ｉｎ及びクロック信号Ｃｌｏｃｋ１ｉｎ…Ｃｌｏｃｋ８ｉｎを用いて、パターンデータが一つずつ逐次的にロードされる。クロックサイクル時間は、カスケードクロックリピータの伝播遅延が考慮されるように適切に選択される。何故ならば、最後のフリップフロップに到達するクロック信号は、リピータＡ１からＡ８で８回の伝播遅延を受けるからである。

【0075】

図７Ａ〜図７Ｄに示される回路アレイＲＲの行スタイルのレイアウトは、ウェーハダイベースのデバイスにおいて単純に実施することができる。何故ならば、これは、一行に５１２個のフリップフロップレジスタに基づくものであり、これがダイ上で複数回繰り返されて、一つのラインが一つの行の終わりから次の行の始まりに続くものだからである。

【0076】

［パッシブフィルタリングアレイプレート］

【0077】

本発明に係る第二の方法では、本発明に係るフィルタリングデバイスが、ＡＰＳのパッシブプレートとして実現され、ここで、“パッシブ”との用語は、プレートが、ビームレットを偏向させる回路を含まないことを意味する。パッシブフィルタリングプレートでは、開口部／開口のアレイが設けられるが、“常時オン”の欠陥の位置に対応する箇所にある開口部が、失われているか、又は閉鎖されるように修正される。

【0078】

このように修正されたアレイを得るため、例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ，ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ）に基づいた修理システムを用いることが考えられ、ガス圧入で支持された堆積を用いて、“常時オン”の欠陥の箇所の開口部を閉鎖する。この手法では、ＦＩＢで誘起される堆積を用いると、表面上の堆積だけではなく、常に側方成長も存在するという事実を利用する。これを活用して、開口部に橋を架けて開口部を覆うことができ、開口部の一以上の縁においてＦＩＢ誘起堆積を開始して、開口部の全領域が堆積物質で覆われるまで、開口部の領域にわたってビームを移動させる。ＦＩＢ誘起堆積の代わりに、レーザビーム又は電子ビーム誘起堆積法を用いることもできる。

【0079】

次に、図８を参照すると、ＰＤＤシステム８に、パッシブ“フィルタリングアレイプレート”８３が設けられる。フィルタリングアレイプレート８３は、ＤＡＰ８２のものと同様であるが回路層を有さない開口部８０の配置構成を有する膜プレートから形成される。選択された開口部８５、つまり、ＤＡＰ８２においてＤＤＤを有する開口部に対応するものを適切な物質で充填して、“不透明サイト”８４を形成する。このプロセス中においては、他の全ての開口部８０を開いたままにすることに注意する必要がある。充填物質は、開口部の上面及び／若しくは下面並びに／又は開口部内部に適用され得る。好ましくは、プレート８３の開口部８０の幅は、ＤＡＰの開口部の幅よりも大きく、開いたままの開口部８５を通る各ビームレットの伝播が妨げられないことを保証する。

【0080】

そして、元々の開口アレイプレート８１を保持したままで、フィルタリングアレイプレート８３を、（部分的に欠陥のある）ＤＡＰ８２と組み合わせる。サイト８４の物質は、各ビームレットｂ０を吸収するか又はその通過を妨げて、ビームレットがＰＤＤシステム８を通過することを防止する。従って、ビームレットについての“常時オン”の欠陥を回避したＰＤＤ８が形成されて、妨害サイト８４は、本発明に係る妨害デバイスとして機能する。

【0081】

図６Ｂ及び図６Ｃと同様に、フィルタリングアレイプレート８３は、ＤＡＰの下流又は上流に配置され得る。

【0082】

図９は、図８の実施形態の一変形例を示し、ＰＤＤシステムは、（下流の）フィールド境界アレイプレート（ＦＡＰ）を最終プレートとして含み、これは、フィルタリングアレイプレートが一つの構成要素に両方の機能を統合することによって適切に実現され得る。ＰＤＤシステム８’において、フィルタリングアレイプレート８３’が、ビームレットの通過する開口部以外において、平滑で、好ましくは平坦な下流側表面８６を有するように、そのフィルタリングアレイプレート８３’の向きが決められる。この表面８６を実現するために、プレート８３’の向きを、図８の同様のプレート８３と比較して、適切に逆向きにする（“ひっくり返す”）。等電位面の良好な画定を保証するため、その表面８６が、導電層を含み得る。その表面８６は、その下流の向き、つまり、荷電粒子光学系１０３に向かっていることによって、電場に関してＰＤＤ１０２と投影光学系１０３との間に画定される境界を提供する。本発明に係るフィルタリングアレイプレートとしての機能について、プレート８３’は開口部８０のアレイを備え、ＤＡＰ８２においてＤＤＤを有する開口部に対応して選択された開口部８５に適切な物質が充填されて、不透明サイト８４’を生じさせている。開口部８５’における物質の位置は適切に選択され得て、好ましくは、プレート８３’の下流側表面８６が平坦な表面となるように物質が適用される。

【0083】

全ての実施形態において、ＰＤＤシステムの第一のプレートは、照射システム１０１に向けられた平坦な表面によって、上流のＦＡＰとしても機能することができる点に留意されたい。この機能を強化するために、適切な導電カバー層（図示せず）を含むことができる。

【0084】

また、プログラム可能補正プレート（図６Ｂ及び図６Ｃ参照）も、下流又は上流のＦＡＰとして機能するように構成され得る点に留意されたい。この場合、ＣＤＤは、プログラム可能補正プレートの内側表面に配置され（図６Ｂ及び図６Ｃに示されるレイアウトと反対側ではなくて）、その反対側の表面は、ビームレット用の開口部を除いて、均一で適切に平坦な表面（導電カバー層を含み得る）を表す。その均一／平坦な表面が外側に向けられるように、つまり、上流ＦＡＰの場合には照射ビームｌｂに向かう上流に向けられるように、下流ＦＡＰの場合には下流に向けられるように、そのプレートの向きが決められる。

【0085】

図１０に示される他の変形例では、ＡＡＰが、本発明に係るフィルタリングデバイスとして動作するように修正される。この変形例では、開口部の完全なアレイを有するＡＡＰ（図８のＡＡＰ８１を参照）、又はそのコピーから始めて、ＤＤＤに対応する開口部９０’を物質で充填して、照射ビームｌｂの粒子を吸収する又はその通過を妨げる“不透明サイト”９４を形成することによって、“フィルタリング開口アレイプレート”９１が形成される。このプロセス中においては、他の全ての開口部９０を開いたままにすることに注意しなければならない。従って、吸収物質９４が、第一プレートにおけるビームレットｂ９の形成を抑制することによって、関連する位置におけるＰＤＤシステムからビームレットが通過することを抑制する妨害デバイスを形成する。このフィルタリング開口アレイプレート９１は、元々のＡＡＰの代わりに、ＤＡＰ９２と組み合わせられる。

【0086】

代わりに、プレートパターンを電子ビームで描画する先端製造プロセスを用いて、“常時オン”の欠陥の箇所における所定の開口が失われている開口アレイを備えたフィルタリング開口アレイプレートを形成することができる。このタイプの製造プロセスは分かりやすいものである。従って、この代替的な修正版の開口アレイプレートの形成も、非常に有効であると考えられる。

【符号の説明】

【0087】

７ パターン画定デバイス
７’ パターン画定デバイス
５０ 開口
５１ 開口アレイプレート
５２ 偏向アレイプレート
５３ 補正プレート（フィルタリングデバイス）
７０ 開口部
７１ 補正偏向デバイス
７４ 補正偏向デバイス
５０１ 欠陥偏向デバイス
５２０ ブランキング開口部
５２１ 偏向デバイス
１００ 荷電粒子多重ビーム処理又は検査装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9】

【図10】