KR100273128B1 - 하전입자빔 노광장치 및 하전입자빔 노광방법 - Google Patents

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아끼구사 나오유끼
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Abstract

본 발명은 하전입자빔 노광장치 및 방법에 있어서 과잉의 전자빔을 차단함으로써, 구성요소의 발열에 의한 용해의 위험성을 배제하고, 고속의 블랭킹동작을 가능하게 하며, 더우기 오염물의 부착 및 전하축적의 가능성을 저감하는 것을 목적으로 한다. 그 구성으로서는, 전자빔발생원에서 방사된 전자빔을, 노광패턴형성개구에 조사하여 통과시킴으로써 형상화하고, 형상화된 전자빔을 시료에 조사하여 노광을 행하는 전자빔노광장치는 교차영상을 형성시키는 전자렌즈와, 전자렌즈에서 형성되는 교차영상의 주변부를 차단하여 전자빔을 형상화하는 원형개구를 갖는 제1의 플레이트와, 전자빔의 흐름에 관하여 제1의 플레이트보다 상류에서 전자빔의 전류량을 삭감하는 개구를 갖는 제2의 플레이트를 포함하는 원형개구에 의하여 형상화된 전자빔을 노광패턴형성 개구에 조사한다.

Description

하전입자빔 노광장치 및 하전입자빔 노광방법 {Charged-Particle-Beam Exposure Device and Charged-Particle-Beam Exposure Method}
본 발명은 일반적으로 하전입자 빔을 노광대상에 노광하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 하전입자빔의 광학시스템 구성을 개량한 것에 관한 것이다.
도1은 종래기술의 블럭노광형의 하전입자빔 노광장치의 노광컬럼부 110을 도시한 것이다.
도1에 있어서, 노광컬럼부 110은 캐소드 111, 그리드(grid)(웨넬트) 112, 및 애노드 113을 포함한다. 노광컬럼부 110은 하전입자빔에 직사각형 형상을 제공하는 제 1슬리트 115 및 형상된 빔을 수렴하는 제 1렌즈 116을 더 포함한다. 노광컬럼부 110은 서로 대향하는 제 2 및 제 3렌즈 118 및 119, 제 2 및 3렌즈 118과 119사이에 수평방향으로 장착된 마스크 120을 더 포함한다.
마스크 120상에는 각종의 개구패턴을 갖는 다수개의 블럭이 제공되어 있다. 그 중 한개의 블럭이 선택되고, 제 1-제 4편향기 121 내지 124가 선택된 블럭으로 빔을 편향한다. 선택된 블럭의 개구 패턴을 통과하는 하전입자빔은 개구패턴형태의 단면을 갖는다.
노광컬럼부 110은 블랙킹 신호에 따라 빔을 블랙킹하거나 통과하는 블랙킹 125, 빔을 수렴하는 제 4렌즈 126, 원형 개구 127, 및 제 5렌즈 129를 더 포함한다. 노광컬럼부 110은 웨이퍼 W위에 빔을 투영하는 대물렌즈 132, 및 주편향기 133과 웨이퍼 W에 빔을 배치하는 부편향기 134를 더 포함한다. 노광컬럼부 110은 수평방향으로 이동시키기 위해 웨이퍼 W를 지지하는 스테이지 135를 더 포함한다.
도1의 구성은 마스크 120을 각각의 마스크로 바꿈으로써 가변 직사각형 방법 및 블랙킹 개구 어레이 방법에 사용될 수 있다.
종래 기술의 하전입자 빔 노광장치에 있어서, 전자빔 발생기 114에서 방사된 전자빔의 전류량을 제한하는 요소는 제 1슬리트 115, 마스크 120, 및 원형개구 127을 포함한다.
전자 빔 발생기 114에서 방사된 경우 수백 ㎂의 전류량을 갖는다. 전류량이 수십 ㎂인 이 전자빔은 마스크 120으로 향해있다. 예를들어, 인가전압이 50kv이고, 전류량이 20㎂인 경우, 마스크 120은 1. 0W의 열을 발생한다.
전자빔의 전류량을 제한하는 세개의 요소중에서 제 1슬리트 115와 원형개구 127은 몰리브덴 또는 텅스텐 등의 금속으로 만들어진다. 그것들은 열에 의해 쉽게 용융되지는 않는다. 그러나, 반도체 기술을 토대로하여 미세 개구를 만들 필요가 있기 때문에, 마스크 120은 실리콘으로 만들어진다. 실리콘의 용융점이 1440℃이므로 마스크 120은 전자빔노광이 발생된 열로 용융될 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이, 종래 기술의 하전입자빔 노광장치는 마스크가 전자빔의 큰 하전량때문에 용융될 수 있다는 점에서 문제를 가지고 있다.
또한 전자빔은 원형 개구 127에 의해 부분적으로 차단된다. 원형 개구 127은 웨이퍼에 입사되는 전자빔의 각도를 제한하기 위하여 교차 영상을 부분적으로 차단한다. 여기에서, 교차영상은 전자빔 발생기 114의 영상이고, 교차영상이 형성되지 않는 위치에서의 전자빔의 부분 차단은 마스크 120의 개구패턴의 영상에 영향을 주지 않는다.
또한, 원형 개구 127은 전자빔을 완전히 차단(블랙킹)하는데 사용된다. 전자빔이 블랙킹 될 경우, 블랙킹 125가 전자빔을 편향하여 전자빔이 원형개구 127의 개구로부터 멀어진다. 공교롭게, 전자빔은 전술한 바와 같이 그것의 단면적에서 가우스 분포를 갖는다. 전자빔을 원형 개구 127의 개구에서 완전히 옮기기 위하여, 블랙킹 125는 전자빔의 큰 편향을 일으킬 필요가 있다. 따라서, 블랙킹 125에 높은 전압이 인가될 필요가 있고, 이것으로 고속의 블랙킹 동작을 얻기는 어려워진다.
원형 개구 127에 의해 차단된 전자빔의 일부는 웨이퍼를 노광하는데 사용되지 않고, 따라서 초과부분이다. 그러나, 이러한 전자빔의 초과분은 고속 블랙킹 동작을 방해한다.
따라서, 종래기술의 하전입자빔 노광장치는 전자빔의 초과분이 고속 블랙킹 동작을 방해한다는 문제점을 가진다.
더우기, 전자빔의 초과분에 대한 역효과는 오염물의 축적에서 발견할 수 있다. 전자빔의 하전량이 크면 클수록, 노광 컬럼부 110안에 떠다니는 먼지등의 오염물이 전자들에 의해 충격을 받아 노광컬럼부 110의 각종요소에 더욱 쉽게 부착된다. 또한, 각종 요소에 부착된 오염물에 하전가 생성될 가능성이 더욱 커진다. 그러한 하전는 전자빔의 궤도를 뒤틀기 때문에 바람직하지 않다.
그러므로, 전자빔의 초과분이 차단된 하전입자빔 노광장치가 요소들의 용융을 막고, 고속 블랙킹 동작을 가능하게하고, 오염물의 축적과 하전 가능성을 감소시킬 필요가 있다.
전술한 설명에서 보았듯이, 전자빔의 불균일 전류 밀도 분포 및 높은 에너지는 종래 기술의 하전입자빔 노광장치에서 다양한 복합적인 문제를 일으킨다.
더우기, 구성요소의 용융을 방지하기 위하여 전자빔의 과잉부분을 차단하여 고속 블랭킹 동작을 가능하게 하고, 오염물의 부착과 하전축적의 가능성을 저감시키는 하전입자빔 노광장치가 필요시 된다.
따라서, 본 발명의 일반적인 목적은 상술한 점을 충족시킬 수 있는 하전입자빔 노광장치와 하전입자빔 노광방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 전자빔의 과잉부분을 차단하여 구성요소의 용융을 방지하고 고속의 블랭킹 동작을 가능케하며 오염물의 부착 및 하전축적의 가능성을 저감시키는 하전입자빔 노광장치및 노광방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 상기 목적을 달성하기 위하여는, 적어도 1개의 개구를 통하여 하전입자빔을 통과시켜서 발생기에서 발생된 하전입자빔의 단면을 형상화 한 후에 웨이퍼를 하전입자빔에 노광시키는 장치가 제공되어 있다. 이 장치는 교차영상을 형성하는 전자기 렌즈, 교차영상의 주변부를 차단하여 하전입자빔의 단면을 형상화하는 원형개구를 갖는 제1플레이트, 및 하전입자빔의 전류량을 감소시키는 빔 감소 개구를 갖는 제2 플레이트를 포함하되, 제2플레이트는 하전입자빔에 대하여 제1 플레이트보다 더 상측에 위치되며, 하전입자빔은 원형개구를 통과한 후에 적어도 1개의 개구에 조사된다.
상술한 장치에 있어서, 원형개구는 교차영상의 주변부를 차단하여 전자빔의 단면을 형상화하며, 보다 상측에 위치된 빔차단개구는 전자빔의 전류량을 감소시켜서 원형개구의 제1 플레이트가 발열에 의해 용융되는 것을 방지한다. 그러므로, 원형 형상의 개구를 통과하는 전자빔이 마스크에 조사되는 경우에는, 마스크가 발열에 의해 용융되는 위험이 없다. 또한, 전자빔의 과잉부분이 원형개구에 의해 차단되므로, 오염물의 부착과 하전축적의 가능성이 감소된다.
더우기, 원형개구에 의해 형상화된 전자빔이 블랭킹 동작을 위해 개구에 도달할 때, 전자빔의 단면크기가 개구의 크기와 대략 같도록 원형 형상의 개구의 크기와 대략 같도록 원형 형상의 개구의 크기를 결정할 수가 있다. 그러므로, 전자빔을 편향시켜서 블랭킹 동작을 행하여 원형개구로 전자빔을 차단하는 경우에, 고속의 블랭킹 동작이 달성된다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부한 도면에 의거한 이하의 상세한 설명으로 부터 명확히 표출된다.
도1은 종래기술의 블럭 노광형의 하전입자빔 노광장치의 노광컬럼(column)부를 도시한 도.
도2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 하전입자 빔 노광장치의 광학시스템을 도시한 도.
도3은 도2의 광학시스템의 확대도.
도4는 도3의 빔차단 개구가 큰 개구인 경우에 전자빔의 형상을 도시한 도.
도5는 빔 차단 개구가 작은 개구인 경우에 전자빔의 형상을 도시한 도.
도6은 본 발명의 제 2실시예에 의한 하전입자 빔 노광장치의 구성을 도시한 도.
도7은 본 발명의 제 3실시예에 의한 하전입자 빔 노광장치의 구성을 도시한 도.
이하에, 본 발명의 원리와 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 의하여 하전입자빔 노광장치의 광학 시스템 410을 도시한 도면이다. 도2에서, 도1과 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 표기하였고, 그 설명은 생략한다.
본 발명의 광학 시스템 410은 제1 슬리트 115보다 더 윗쪽에 있고, 이것은 종래의 광학 시스템에서 가장 윗쪽에 있다. 이 위치에서의 광학 시스템 410은 교차영상을 형성하고, 전자빔의 초과분을 제거하기 위하여 교차영상을 부분적으로 차단한다. 도2에 도시된 바와같이, 본 발명의 광학 시스템 410은 MO등의 금속으로 형성된 빔 차단 개구 411, 교차영상형성렌즈 412, MO등의 금속으로 형성된 원형개구 413, 제 1정렬 코일 414, 및 제2정렬 코일 415를 포함한다.
전자빔 발생기 114로 부터 방사된 전자빔은 빔 차단 개구 411에 의해 부분적으로 차단되어 그 전류량이 감소된다. 교차영상형성렌즈 412는 원형개구 413의 위치에서 교차영상을 형성한다. 원형개구 413은 교차영상을 부분적으로 차단한다.
도3은 광학 시스템 410의 확대도를 도시한 것이다. 도3에 도시된 구성요소등의 치수는 그 분야에서 하전입자빔 노광장치에 사용될 수 있는 수치의 예이다. 도3에서, 50㎛직경의 제1교차 영상 C1은 전자총 아래에서 즉시 형성된다. 교차영상 형성렌즈 412는 원형 개구 413의 위치에서 50㎛직경을 갖는 제2 교차영상 C2를 형성한다. 원형 개구 413은 30㎛직경의 원형개구를 가지고, 제2교차영상 C2의 주변부분을 차단하여 전자빔의 단면을 형상화 한다. 형상화된 단면과 감소된 전류량을 갖는 전자빔은 제1 슬리트 115로 향하게 된다.
원형개구 413은 제2교차영상 C2가 형성되는 위치, 즉 최대 에너지 접속을 주기 위해 전자빔이 촛점조정되는 위치에 놓여진다. 이 촛점에서는, 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은 금속도 전자빔의 에너지로 인한 열에 의해 용융될 위험에 처해진다. 원형개구 413은 약 30㎛크기의 작은 개구가 형성될 필요가 있으므로 박판으로 할 필요가 있다. 이와같이, 원형개구 413은 전자빔의 에너지로 인한 열에 의해 용융될 수도 있다. 이점을 방지하기 위하여, 촛점에서 벗어나 위치된 빔차단개구 411은 전자총에서 방출된 전자빔을 부분적으로 차단한다. 따라서, 전자빔이 원형개구 413에 도달하기 전에 전자빔의 전류량은 감소된다.
빔차단개구 411과 원형개구 413을 통과함으로써, 전자빔은 약 500∼30㎂까지 감소된 전류량을 갖는다.
그러므로, 노광될 패턴을 형성하기 위한 마스크 120의 용융이 방지되고, 오염물의 부착과 하전추적이 감소된다.
원형개구 413의 크기는 전자빔의 흐름시에 보다 하측에 위치된 원형개구 127(도2 참조)의 크기에 근거하여 결정된다. 즉, 원형개구 413에 의해 결정된 형상과 단면크기를 갖는 전자빔이 원형개구 127에 도달할때 전자빔의 단면크기가 원형개구 127의 직경과 일치하도록 원형개구 413을 형성한다.
그러므로, 블랭킹 동작중에 원형개구 127에 의해 전자빔을 완전히 차단하는 데 요구되는 편향량이 최소로 유지될 수가 있다. 그래서, 블랭킹 동작을 위해 저전압 레벨을 사용하여 고속의 블랭킹 동작을 성취할 수가 있다.
도3에서, 빔차단개구 411은 200㎛직경의 원형개구이다. 상술한 바와같이, 빔 차단개구 411은 전자빔 발생기 114에서 방출된 전자빔을 부분적으로 차단함으로써 전자빔의 전류량을 감소시키는 역할을 하므로, 촛점에 위치된 원형개구 413은 용융되지 않는다. 또한, 빔차단개구 411은 원형개구 413에 대하여 전자빔의 입사각과 출사각을 정의하는 역할을 한다.
도4는 빔차단개구 411이 큰 개구인 경우에 전자빔의 형상을 도시한 것이다. 도5는 빔 차단개구 411이 작은 개구인 경우에 전자빔의 형상을 도시한 것이다.
도4에 도시한 바와같이, 빔차단개구 411이 큰 개구인 경우에, 원형개구 413에 대하여 전자빔의 입사각 Øin과 출사각 Øout는 작다. 이 경우에, 전자빔은 제1 슬리트 115상에 충분히 넓은 영역을 덮으므로, 제1 슬리트 115를 통과하는 전자빔은 완하전다. 그래서, 보다 하측에 위치된 마스크 120은 전자빔의 충분히 균일한 분포에 의해 덮어진다.
한편, 도5에 도시된 바와 같이, 빔차단개구 411이 작은 개구인 경우에, 원형개구 413에 대하여 전자빔의 입사각 Øin과 출사각 Øout은 크다. 이 경우에, 전자빔은 제1 슬리트 115상에 충분히 넓은 영역을 덮지 않으므로, 제1 슬리트 115를 통과하는 전자빔은 불완하전다. 그래서, 보다 하측에 위치된 마스크 120은 전자빔의 충분히 균일한 분포에 의해 덮어지지 않는다. 또한, 빔차단개구 411의 영상과 제1 슬리트 115의 영상이 서로 잘못되는 위험도 있다.
그러므로, 빔차단개구 411은 제1 슬리트 115를 통과하는 전자빔이 완하전고 보다 하측에 위치된 마스크 120이 전자빔의 충분히 균일한 분포에 의해 덮어지는 조건을 충족시켜야 한다.
도2와 도3을 다시 참조하면, 제1 정렬코일 414와 제2 정렬코일 415는 전자빔을 정렬하도록 제공되어, 전자빔은 빔차단개구 411과 원형개구 413을 통과한다. 즉, 제1 정렬코일 414는 전자빔이 빔차단개구 411를 통과하도록 전자빔의 궤도를 조절하는 데 사용된다. 제2 정렬코일 415는 전자빔이 원형개구 413을 통과하도록 전자빔의 궤도를 조절하는 데 사용된다. 이와같이, 각각 빔차단개구 411 상·하에 배치된 제1 정렬코일 414와 제2 정렬코일 514는 빔차단개구 411과 원형개구 413에 대하여 전자빔의 정렬을 행할 수가 있다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 전자빔 발생기 114에서 방출된 전자빔은 빔차단 개구 411에 의해 부분적으로 차단되어 전류량을 감소시키며, 교차영상의 위치에 있는 원형개구 413은 교차영상을 부분적으로 차단하여 전자빔의 단면을 형상화한다. 그러므로, 전자빔이 하측으로 흐른후에 과잉으로 되는 전류의 일부가 차단되어, 마스크 120이 발열에 의해 용융되는 것이 방지된다. 또한, 오염물의 부착과 하전축적이 감소될 수가 있다. 더우기, 원형개구 413의 크기가 원형개구 127의 크기와 원형개구 127의 크기와 일치하는 경우에, 블랭킹 동작중에 요구되는 전자빔의 편향량은 최소로 유지된다. 그러므로, 고속의 블랭킹 동작이 성취된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 있어서는, 전자빔의 전류량의 감소는 전자빔이 전자의 상호 반발력에 의해 촛점이 흐려지는 쿨롱(Coulomb) 상호작용의 영향을 감소시키는 것을 돕는다. 강한 쿨롱상호작용이 존재하는 경우에는, 음의 하전를 갖는 전자는 서로에 의해 반발되어 촉점에서 전자빔을 확장시킨다. 쿨롱상호작용의 크기는 전자빔의 전류밀도의 곱에 비례하고 즉, 전자빔의 단면적은 전자빔의 총전류량에 비례한다. 그래서, 본 발명의 제1 실시예에 의한 잔류량의 감소는 쿨롱상호작용의 영향을 감소시킬 수가 있다.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 하전입자빔의 구성을 도시한 것이다.
일반적으로, 하전입자빔 노광장치의 노광컬럼 내부에는 오존 O3가 주입된다. 순수한 오존만을 발생시키는 것이 어려우므로, 오존이외에 각종의 가스를 노광컬럼내에 혼합한다. 이들 가스를 이온화하여 양으로 하전시키면, 이온은 고속으로 전자빔 발생기 114를 충격한다. 전자빔 발생기 114와 이온과의 충돌에 의해 전자빔 발생기 114의 전자방사면이 변형된다. 이 변형으로 전자빔의 형상이 왜곡되면, 노광패턴을 웨이퍼상에 적당하게 형성시킬 수가 없다. 그러므로, 전자빔 발생기 114를 고진동 상태로 유지시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시예에 있어서, 도2의 빔차단개구 411과 원형개구 413은 전자빔 발생기 114주변에 진공도를 향상시키는 데 사용된다.
도6에서, 하전입자빔 노광장치는 주로 제1 챔버 421, 제 2 챔버 422, 및 제3 챔버 425를 포함한다. 제1 챔버 421은 전자빔 발생기 114와 제1 정렬코일 414를 포함한다. 제2 챔버 422는 교차영상형성렌즈 412와 제2 정렬코일415를 포함한다. 제3 챔버 425는 스테이지 135상의 웨이퍼 W가 종래의 하전입자빔 노광장치와 같은 방식으로 전자빔에 노광되는 공간이다.
도6의 하전입자빔 노광장치는 제1 챔버 421에서 이온을 펌프하는 이온펌프 423, 제2 챔버 422에서 가스를 펌프하는 터보펌프 424, 및 제3 챔버 425에서 가스를 펌프하는 터보펌프 425를 더 포함한다. 공기가 터보펌프 426에 의해 제3 챔버 425에서 취출될 때에, 오존주입개구 427를 통하여 오존을 주입한다.
제1 챔버 421내부의 공간은 제2 챔버 422내부의 공간과 빔차단개구 411에 의해 연결되어 있다. 또한, 제2 챔버 422내부의 공간과 제3 챔버 425내부의 공간은 원형개구 413에 의해 연결되어 있다.
제2 챔버 422와 제3 챔버 425사이의 원형개구 413이 직경 30㎛인 작은 개구이므로, 터보펌프 424는 제2 챔버내부의 진공도를 제3 챔버 425에 비하여 크게 할 수가 있다. 이온펌프 423은 전자빔 발생기 114에 해로운 이온을 취출하고, 또한 제2 챔버 422의 내부보다 높은 진공도를 제1 챔버 421의 내부를 유지시킨다.
상술한 바와같이, 본 발명의 제2실시예에 의하면, 빔차단개구 411과 원형개구 413이 이온펌프 423과 터보펌프 424를 따라 사용되어 상이한 챔버 내부의 상이한 압력을 유지시키므로, 전자빔 발생기 114주변의 공간이 고진공도 상태로 유지된다. 그러므로, 이온 충돌에 의한 손상이 없는 전자빔 발생기 114는 왜곡이 없는 전자빔을 발생시킨다.
도7은 본 발명에 의한 하전입자빔 노광장치의 구성을 도시한 것이다. 도7에 있어서, 도6의 구성요소와 같은 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 표기하였고, 그 설명은 생략한다. 도7의 하전입자빔 노광장치는 냉각기구 430이 빔차단개구 411에 설치되어 있다는 점에서 제2 실시예의 도6의 하전입자빔 노광장치와 다르다.
냉각기구 430은 수냉(水冷)방식인 것이 바람직하다. 냉각기구 430을 사용함으로써 빔차단개구 411과 주변부의 온도상승이 방지된다. 이와같이, 하전입자빔 노광 장치의 노광컬럼의 온도상승을 완화시킬 수 있으므로, 장치의 동작특성의 변화를 최소레벨로 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 원리에 의하면, 원형개구는 교차영상의 주변부를 차단하여 전자빔의 단면을 형상화하고, 보다 상측에 위치된 빔차단 개구는 전자빔의 전류량을 감소시켜서 원형개구의 플레이트가 발열에 의해 용융되는 것이 방지된다. 그러므로, 원형개구를 통과하는 전자빔이 마스크에 조사되면, 마스크가 발열에 의해 용융될 위험이 없다. 또한, 전자빔의 과잉부분이 원형개구에 의해 차단되므로, 오염물의 부착과 하전축적의 가능성이 감소된다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 원형개구의 크기는 원형개구에 의해 형상화된 전자빔이 블랭킹 동작을 위해 원형개구에 도달할 때, 전자빔의 단면크기가 원형개구의 크기와 대략 같도록 한 것이다. 따라서, 전자빔을 편향시켜 블랭킹 동작을 행하여 원형개구로 전자빔을 차단하는 경우에, 고속의 블랭킹 동작이 달성된다.
더우기, 본 발명의 원리에 의하면, 빔차단개구의 크기는 원형개구를 통과하는 전자빔의 균일한 분포에 의해 마스크의 개구가 덮어지도록 한 것이다. 그래서, 빔차단개구가 촛점에서 벗어난 위치에서 전자빔을 부분적으로 차단하는 경우에도, 웨이퍼에 대한 노광처리에 악영향을 끼치지 않는다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 원형개구의 플레이트와 빔차단개구의 플레이트가 MO로 형성되므로, 이들 플레이트는 발열에 의해 용융되지 않는다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 제1 정렬코일(편향기)와 제2 정렬코일(편향기)를 설치하여 전자빔이 빔차단 개구와 원형개구를 통과하도록 하였다. 따라서, 제1 및 제2 정렬코일의 조절에 의해 빔차단개구와 원형개구에 대하여 전자빔의 정렬이 용이해진다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 빔차단개구의 플레이트를 냉각하는 냉각기구가 설치되어, 플레이트와 그 주변부의 온도상승이 방지된다. 그러므로, 하전입자빔 노광장치의 노광컬럼의 온도상승이 완화될 수 있어서, 장치의 동작특성의 변화가 최소레벨로 유지될 수 있다.
더우기, 본 발명의 원리에 의하면, 원형개구의 플레이트와 빔차단개구의 플레이트에 의해 규정된 제2챔버(chamber)가 웨이퍼를 전자빔에 노광시키는 제3 챔버와 전자빔 발생기를 포함하는 제1 챔버 사이에 설치되고, 제1 챔버와 제2 챔버를 이들 2개의 개구를 통하여 서로 접속하였다. 그러므로, 전자빔 발생기를 포함하는 제1 챔버의 내부가 제2 챔버의 내부보다 진공도가 높게 유지될 수가 있다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 제 2챔버내의 진공도는 제 3챔버내의 진공도보다 크다. 따라서, 제1 챔버내의 높은 진공도가 쉽게 달성된다.
또한, 본 발명의 원리에 의하면, 오존이 제3챔버내에 주입된다. 상술한 바와같은 제1-제3 챔버의 구성으로 인해, 제3 챔버내에 오존의 주입은 제 1 챔버내의 전자빔 발생기에 영향을 끼치지 않는다.
더우기, 본 발명의 이들 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 각종의 변화와 변경을 행할 수도 있다.

Claims (13)

  1. 적어도 1개의 개구를 통하여 하전입자빔을 통과시킴으로써 발생기에서 발생된 하전입자빔의 단면을 형상화한 후에 웨이퍼를 하전입자빔에 노광시키는 노광장치에 있어서,
    교차영상(C2)을 형성하는 전자기 렌즈(412),
    상기 교차영상(C2)의 주변부를 차단함으로써 상기 하전입자빔의 단면을 형상화하는 원형개구(413)를 갖는 제1 플레이트(413), 및
    상기 하전입자빔의 전류량을 감소시키는 빔차단개구(411)를 갖고, 상기 하전입자빔에 대하여 상기 제1 플레이트(413) 보다 더 상측에 위치되는 제2 플레이트(411)로 구성되되, 상기 하전입자빔이 상기 원형개구(413)를 통과한 후에 적어도 1개의 개구에 조사되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하전입자빔을 블랭킹(blanking)하기 위하여, 상기 하전입자빔을 편향하는 블랭킹수단(125), 및 블랭킹 개구(127)를 갖는 제3 플레이트(127)로 더 구성되되, 상기 하전입자빔은 상기 블랭킹수단(125)에 의해 상기 블랭킹 개구(127)에서 떨어져 편향되고 상기 제3 플레이트(127)에 의해 봉쇄되며,
    상기 원형개구(413)에 의해 형상화된 단면을 갖은 상기 하전입자빔의 단면크기가 상기 블랭킹개구(127)의 크기와 대략 같은 크기인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 빔차단개구(411)의 크기는 상기 빔차단개구(411)의 크기에 의존하는 각도로 상기 원형개구(413)을 통과하는 상기 하전입자빔이 상기 하전입자빔의 실제 균일한 분포로 적어도 1개의 개구를 덮도록 한 정도인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 빔차단개구(411)가 원형형상의 개구로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트(413)와 상기 제2 플레이트(411)가 몰리브덴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하전입자빔을 상기 원형개구(413)를 통하여 통과시키기 위하여 상기 하전입자빔을 편향시키는 제1 편향수단(415), 및 상기 하전입자빔을 상기 빔차단개구(411)를 통하여 통과시키기 위하여 상기 하전입자빔을 편향시키는 제2 편향수단(414)로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 플레이트(411)를 냉각시키는 수단(430)으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 발생기를 포함하는 제1 챔버(421), 상기 제2 플레이트(411)에 의해 상기 제1 챔버(421)와 분리되고 상기 빔차단개구(411)를 통하여 상기 제1 챔버(421)와 연결되는 제2 챔버(422), 및 상기 제1 플레이트(413)에 의해 상기 제2챔버(422)와 분리되고 상기 원형개구(413)를 통하여 상기 제2 챔버(422)와 연결되고,
    상기 제1 챔버(421)의 내부는 상기 제2 챔버(422)와 상기 제3 챔버(425)의 진공레벨보다 높은 진공레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 챔버(422)의 내부가 상기 제3 챔버(425)의 진공레벨보다 높은 진공레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 챔버(425)가 오존을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 적어도 1개의 개구를 통하여 하전입자빔을 통과시킴으로써 발생기에서 발생된 하전입자빔의 단면을 형상화한 후에 웨이퍼를 하전입자빔에 노광시키는 노광방법에 있어서,
    (a) 상기 하전입자빔의 상기 발생기 바로 아래에서 부분적으로 차단함으로써 하전입자빔의 전류량을 감소시키고,
    (b) 상기 단계(a)에서 부분적으로 차단된 하전입자빔을 사용하여 교차영상(C2)을 형성하고,
    (c) 상기 교차영상 (C2)의 주변부를 차단하여 상기 하전입자빔의 단면을 형상화하는 단계로 구성되되,
    상기 하전입자빔은 상기 교차영상(C2)의 주변부가 차단된 후에 적어도 1개의 개구에 조사되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 하전입자빔을 봉쇄하기 위하여 원형개구(127)에서 떨어져 상기 하전입자빔을 편향하는 단계로 더 구성되고, 상기 단계(C)는 상기 원형개구(127)에서 상기 하전입자빔의 단면크기가 상기 원형개구(127)의 크기와 거의 같도록 상기 교차영상(C2)의 주변부를 차단하여 상기 하전입자빔의 단면을 형상화하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 단계(a)는 상기 적어도 1개의 개구가 상기 하전입자빔의 실제 균일한 분포에 의해 덮어지도록 상기 하전입자빔을 상기 발생기 바로 아래에서 부분적으로 차단함으로써 상기 하전입자빔의 전류량을 감소시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
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