KR100278045B1

KR100278045B1 - 전자빔노광장치 및 전자빔노광방법

Info

Publication number: KR100278045B1
Application number: KR1019970055139A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 오꾸누끼; 아끼라 미야께; 시게루 테라시마; 마사또 무라키; 신 마쯔이
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-25
Publication date: 2001-01-15
Also published as: EP0838837B1; DE69727112D1; EP0838837A2; US6225637B1; KR19980033184A; EP0838837A3; DE69727112T2

Abstract

축소전사광학계를 통하여, 전자빔에 의해 형성된 화상을 웨이퍼위에 투사하는 전자빔노광장치는, 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드의 방향으로 평행한 전자빔을 조사하고, 또한 구멍을 통하여 투과되는 원호형상의 단면을 가지는 전자빔으로 웨이퍼를 노광한다.

Description

전자빔노광장치 및 전자빔노광방법

본 발명은, 축소전자광학계를 통하여 웨이퍼등과 같이 노광된 대상물 위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔 노광장치에 관한 것이다.

반도체메모리소자를 제조하는 대량생산의 공정에서는, 높은 생산성을 가진 광스텝퍼(optical stepper)가 이용된다. 그러나, 0.2㎛이하의 선폭을 가지는 1G, 4GDRAM이하의 메모리소자의 제조시에는, 높은 해상도와 높은 생산성을 확보할 수 있는 전자빔노광장치가 노광을 대치하도록 기대된다.

종래의 전자빔노광방법으로서, 단일의 빔의 가우시안방식과 가변형성방식이 일반적이지만, 이들 방식은 생산성이 낮기 때문에, 마스크드로잉(mask drawing). VLSI의 연구개발 및 소량으로 생산되는 ASIC소자의 노광등의 전자빔의 우수한 해상 성능을 사용하는 용도에만 상기 방식이 사용된다.

상기한 바와 같이, 생산성을 개선하는 방식은. 대량생산의 공정에 전자빔노광방법을 적용할때에, 상당한 문제가 된다.

근년, 상기한 문제를 해결하는 한방법으로서, 스테핑방식이 제안되었다. 이 방식(도 9)는 수㎛의 폭을 가지는 영역의 단위의 셀로서 메모리회로패턴의 각각의 부분을 형성함으로써, 드로잉의 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

그러나, 이 방식에 의해 동시에 노출될 수 있는 최대노광영역은 대략 수㎛정도로 작고, 이것은 가변형성방식에서의 것과 동일하고, 또한 보다 넓은 노광영역을 얻기 위해서는, 복수(2단 내지 3단)의 편향기가 배치되어야 하고, 편향에 의해 발생되는 색수차와 왜곡등이 MOL(이송수속렌즈계)를 사용하여 제거되어야 한다.

생산성을 개선하기 위해서는 드로잉영역을 넓히는 것이 요구된다. 그러나, 0.2㎛이하의 해상도와 20nm∼30nm의 스티칭정밀도(stitching precision)를 확보할 수 있는 편심량은 대략 수mm이다.

상기한 바와 같이, 종래의 전자빔노광장치에서는, 예를 들면 소위 노광영역을 동시에 노출할 수 있는 영역이 광노광장치의 것에 비해서 극히 작다, 이 때문에, 전자빔을 주사하고 또한 웨이퍼와 마스크를 기계적으로 주사함으로써 웨이퍼전체를 노광하는 판전체의 노광방법이 사용된다. 웨이퍼의 표면전체를 노광하기 위해서는 스테이지는 다수의 회수를 반복하여 주사하여야하고, 따라서 스테이지의 주사회수는 생산성을 결정하는 주요인이 된다. 이 때문에, 광노광장치에 비해서 단일의 웨이퍼를 노광하는 데 매우 긴시간이 요구된다.

주사속도를 증가하거나 또는 조사영역을 넓게 함으로써 처리량이 크게 개선될 수 있다. 한편, 수 ㎛정도로 작은 종래의 조사영역에 대해서, 전류밀도를 증가하는 경우, 빔전류의 공간전하의 영향에 의해 화상이 손상된다.

상기한 바와 같이, 전자광학계의 축상의 수차가 종래의 노광방법과 같이 작고 좁은 영역을 사용하여 화상형성을 행하는 한, 노광영역을 넓히는 것은 어렵다.

본 발명은, 상기한 상황을 고려하여 이루어진 것으로서, 노광영역을 넓힘으로써 처리량을 개선하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 의하면, 상기 목적은, 축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광상치로서, 노광될 대상물을 반송하는 반송수단과; 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 노광될 대상물의 방향으로 조사하는 조사수단을 구비한 전자빔노광장치를 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예에서는, 전자빔이 축소전자광학계를 통과할때에 생성되는 수차를 보정하는 보정수단을 구비하고 있다.

바람직한 실시예에서는, 보정수단은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상의 영역에서 원호의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산효과 또는 수렴효과를 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 또는 수렴한다.

바람직한 실시예에서는, 보정수단은, 조사수단으로부터 나오는 전자빔을 전송하는 원호형상의 구멍을 가진다.

바람직한 실시예에서는, 조사수단은, 광을 전기로 변환하는 광전변환수단과; 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 광의 화상을 광전변환수단의 광전빈환면위에 투사하는 투사수단과; 노광될 대상물의 방향으로 광전변환표면으로부터 출력된 전자를 가속하는 가속수단을 가진다.

바람직한 실시예에서는, 조사수단은, 전자빔을 방출하는 전자빔광원과 ; 제 1축을 중심으로서 가지는 2개의 실린더형 표면을 가지고, 또한 전자빔에 의해 방출된 전자빔을, 두 개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해 편향하는 제 1편향수단과 : 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드(aperture board)를 가지고, 상기 조사수단은, 노광될 대상물을 향하는 편향된 전자빔중에서, 구멍보드의 구멍을 통하여 전송되고, 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사한다.

본 발명의 다른측면에 따르면, 상기 목적은, 축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법으로서, 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 노광될 대상물위에 주사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법을 제공한다.

바람직한 실시예에서는, 전자빔의 축소전자광학계를 통과할때에 생성된 수차를 보정하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서는, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부에서 원호의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산효과 또는 수렴효과를 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 수렴하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 목적은, 축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법으로서, 광전변환부재의 광전변환면위에, 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 광의 화상을 투사하는 공정과 ; 노광될 대상물의 방향으로 광전변환면으로부터 출력된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 가속하여 조사하는 공정과 ; 노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가진 전자빔을 조사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정을 구비한 전자빔노광방법을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예에서는, 전자빔이 축소전자광학계를 통과할때에 발생되는 수차를 보장하는 공정을 구비한다.

바람직한 실시예에서는, 수차를 보정하는 공정은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부에서 원호의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산작용이나 수렴작용을 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 수렴하는 공정을 포함한다.

본 발명의 또다른 측면에 의하면, 상기 목적은, 축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법으로서, 중심으로서 제 1축을 가지는 2개의 원통형표면전극을 횡단하는 전계에 의하여, 전사빔광원에 의해 방출된 전자빔을 편향하는 공정과 ; 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드위에 편향된 전자빔을 조사하는 공정과 ; 노광될 대상물로 향하여 구멍을 통하여 투광되었고, 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 공정과 ; 노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 주사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역 전체를 노광하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법을 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 목적은, 축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법으로서, 제 1축을 중심으로서 가지는 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해서, 전자빔광원에 의해 방출된 전자빔을 편향하는 공정과 ; 제 2축을 중심으로서 가지는 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하고, 또한 상기 전계의 방향과 대향하는 방향을 가지는 전계에 의하여 편향된 전자빔을 다시 편향하는 공정과 ; 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호의 구멍을 가지는 구멍보드위에, 편향된 전자빔을 조사하는 공정과 ; 노광될 대상물의 방향으로 구멍을 통하여 투광되었고 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 공정과 ; 노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 주사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정을 구비함으로써 달성된다.

또한, 본 발명의 목적, 특징 및 이점은, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한 다음의 내용으로부터 명백하게 될 것이다.

내용 없음

제1도는 본 발명의 제 1실시예에 의한 전자빔노광장치의 배열을 도시한 도면

제2a도와 제2b도는 각각 제 1실시예의 마스크의 사시도와 측면도

제3도는 제 1실시예의 전자빔노광장치의 주요부분의 배열을 도시한 볼록도

제4도는 노광을 설명하기 위한 사시도

제5도는 제 1실시예의 구멍보드의 예 1을 도시한 평면도

제6a도와 제6b도는 제 1실시예의 구멍보드의 예 2를 도시한 도면

제7a도와 제7b도는 제 1실시예의 구멍보드의 예 4를 도시한 도면

제8a도와 제8b도는 본 발명의 기본적인 기술원리를 설명하는 도면

제9도는 종래의 스테핑전자빔노광장치를 설명하는 사시도

제10도는 반도체소자의 제조를 도시한 흐름도

제11도는 웨이퍼의 상세흐름도

제12도는 본 발명의 제 2실시에에 의한 전자빔노광장치의 배열을 도시한 도면

제13도는 수차보정광학계의 설명도

제14도는 제 2실시예의 전자빔노광장치의 주요부의 배열을 도시한 블록도

제15도는 제 2실시예의 구멍보드의 배열을 도시한 평면도

제16도는 원호형상의 노광영역의 설명도

제17도는 주사노광경로의 설명도

제18a도와 제18b도는 제 2실시예의 구멍보드의 예 3을 도시한 도면

제19도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 전자빔노광장치의 배열을 도시한 도면

제20도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 전자빔노광장치의 배열을 도시한 도면

제21a도와 제21b도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 전자빔노광장치의 기능을 설명하는 도면

제22도는 수차보정광학계의 설명도

제23도는 본 발명의 제 3실시예에 의한 전자빔노광장치의 주요부의 배열을 도시한 블록도

제24도는 구멍보드의 배열을 도시한 평면도

제25도는 원호형상의 노광영역의 설명도

제26도는 노광주사경로의 설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 구멍보드 6 : 마스크스테이지

7 : 수차보정광학계 7a : 원호형상의 구멍

8 : 축소전자빔광학계 10 : 회전렌즈

11 : 각도제한구멍 12 : 위치보정편향기

13 : 초점보정렌즈 23 : 구동계

31 : 제어회로 32 : 마스크스테이지구동제어회로

33 : 제 1레이저간섭계 34 : 수차제어회로

35 : 편향위치보정회로 36 : 배율제어회로

37 : 광학특성제어회로 38 : 웨이퍼스테이지구동제어회로

39 : 제 2레이저간섭계 40 : 제어계

41 : 메모리 42 : 인터페이스

43 : CPU 51,52 : 원호

53,54,55,56 : 블레이드 71,73;74 : 노광량분포

72 : 중첩조사영역 101 : 전자총

102 전자빔 103 : 집광렌즈

104 : 구멍보드 105 : 마스크

106 : 마스크스테이지 107 : 수차보정광학계

107a : 원호형상의 구멍 108 : 축소전자광학계

110 : 회전렌즈 111 : 분산된 전자빔제한구멍

112 : 위치보정편향기 113 : 초점보정렌즈

114 : 웨이퍼 115 : 웨이퍼척

116 : 웨이퍼스테이지 201 : 구멍보드의 구멍

202,204 : 전자빔조사영역 203 : 소자패턴

301 : 구멍 제어회로 302 : 마스크스테이지구동제어회로

303 : 제 1레이저간섭계 304 : 수차제어희로

305 : 편향위치보정회로 306 : 배율제어회로

307 : 광학특성제어회로 308 : 웨이퍼스테이지구동제어회로

309 : 제 2레이저간섭계 313 : 제어계

314 : 메모리 315 : 인터페이스

316 : CPU 401 : 마스크패턴영역

402 : 마스크웨이퍼 403 : 전자빔투과박막

404 : 전자빔투사부재 405 : 보강빔

406 : 마스크프레임 501,502,603 : 원호

503,504,505,506 : 블레이드 509,510 : 블레이드구동기

511 : 주사방향의 중심선 601 : 구멍블레이드

602 : 블레이드구동기 701,703,704 : 노광량의 분포

702 : 중첩영역 1001 : 전자총

1003 : 전자렌즈 1004 : 구멍보드

1005 : 마스크 1007 : 수차보정광학계

l008 : 축소전자광학계 1010 : 회전렌즈

1011 : 산란된 전자제한구멍 1012 : 위치보정편향기

1014 : 웨이퍼 1015 : 웨이퍼척

1016 : 웨이퍼스테이지 1030 : 조명분포제어회로

1031 : 구멍제어회로 1032 : 마스크스테이지구동제어회로

1033 : 제 1레이저간섭계 1034 : 수차제어회로

1035 : 편향위치제어회로 1036 : 배율제어회로

1037 : 웨이퍼스테이지구동제어회로

1039 : 제 2레이저간섭계 1040 : 제어계

1041 : 메모리 1042 : 인터페이스

1043 : CPU 1051,1052 : 원호

1053,1054,1055,1056 : 블레이드

1057∼1060 : 구동기

[발명의 기본적인 원리]

종래의 전자빔 노광장치에서는, 광학계의 원샷노광영역은 광노광장치의 투사광학계의 원샷노광영역보다 극히 작다. 이 때문에, 웨이퍼전체를 노광하기 위해 요구되는 전자주사거리와 기계적인 주사거리는 광노광장치에서의 것보다 상당히 길므로, 그 결과 매우 낮은 처리량을 가진다. 처리량을 개선하기 위하여, 전자, 기계주사속도를 증가하거나 원샷노광영역을 넓혀야 한다.

본 발명은, 노광영역을 넓힘으로써 처리량을 개선하는 것을 목적으로 하고 있다.

넓은부분을 가지는 전자빔이 웨이퍼위에 결상될때에, 고려되고 있는 위치가 전자광학계의 광축으로부터 분리됨에 따라(즉, 반경벡터방향의 광축으로부터 분리 됨에 따라), 수차(특히, 피일드의 곡면과 비점수차)가 악화된다. 이 문제의 관점에서 볼 때, 도 8a에 도시한 바와 같이, 본 발명은, 종래의 전자빔노광장치에서 사용된 전자광학계의 축상의 영역(도 8a의 A)의 전자빔을 사용하지 않지만, 중심으로서 광축을 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호영역(도 8a의 B)의 전자빔을 사용한다. 이들의 전자빔에 의해, 노광영역의 피일드곡면은 실질적으로 완전히 제거될 수 있다. 이 상태에서, 비점수차(도 8b)는 제거될 수 없다. 그러나, 노광영역의 전자빔중에서 반경벡터방향과 접선방향에서의 초점위치는 실질적으로 동일한 위치이므로, 반경벡터방향과 접선방향에서의 노광영역의 전자빔에 상이한 발산작용이나 집속작용을 부여하는 보정수단을 배열함으로써 비점수차를 실질적으로 완전히 제거할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 전자빔노광장치의 노광영역은 종래의 장치에 비해서 상당히 넓힐 수 있다.

[제1실시예]

[예 1]

도 1은 본 발명의 전자빔노광장치의 배열을 도시한다. 전자총(101)에 의해 방출된 전자빔(102)는 집광렌즈(103)에 의해 대략 평행한 전자빔으로 변환되고, 또한 이들의 빔은 구멍보드(aperture board)(104)로 입사된다. 이 구멍보드(104)의 상세한 배치에 대하여는 나중에 설명한다. 구멍보드(104)는, 후에 설명될 축소전자광학계(108)의 광축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 영역에서 전자빔을 인출하고, 또한 전자빔투과부와 전자빔차폐부에 의해 형성된 패턴을 가지는 마스크(105)에 전자빔을 안내하는 원호형상의 구멍을 가진다. 마스크(105)로서, 전자빔을 전송하는 박막(membrane)위에 전자빔을 산란하는 산란부재패턴을 가지는 산란형 마스크, 또는 전자빔을 차폐하거나 감쇄하는 흡수부재를 가지는 스텐슬형마스크(stencil type mask)를 사용하여도 된다. 본 실시예는 산란형 마스크를 사용한다. 적어도 X방향과 Y방향으로 이동가능한 마스크스테이지위에 전자빔마스크(105)를 놓는다. 전자빔마스크(105)에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.

마스크(105)위의 원호영 역으로부터 나오는 전자빔은, 전자렌즈(108A),(108B)로 구성된 축소전자광학계(108)를 통하여 웨이퍼(114)위에 결상된다. 이 경우에, 전자빔이 축소전자광학계를 투과할때에 생성되는 수차(특히, 비점수차)를 보정하는 수차보정광학계(107)를 통하여 웨이퍼위에 결상된다. 수차보정광학계(107)는, 구멍보드(104)에서와 같이 중심으로서 축소전자광학계(108)의 광학축을 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치되고, 또한 전자빔마스크(105)로부터 나오는 전자빔을 차광하지 않도록 구멍보드(104)보다 넓은 원호형상의 구멍(107a)을 가지는 전극이다. 수차보정광학계(107)의 포텐셜은 전자빔마스크(105)로부터의 전자빔을 가속하거나 감속하도록 설정된다. 그 결과, 수차보정광학계(107)는 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산작용 또는 집속작용을 부여하는 전자빔, 즉 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 초점거리를 가지는 전자렌즈를 내장한다. 본 실시예는 단일의 전극으로 구성된 전자렌즈를 채택하지만, 동일의 구멍형상을 가진 3개의 전극으로 구성된 유니포텐셀한 렌즈를 채택하여도 된다.

(110)은 마스크(105)위의 패턴화상을 회전하는 회전렌즈이고, 이 패턴화상은 웨이퍼(114)위에 투사되고; (111)은 마스크(105)의 산란부재를 투과하여 상기 산란부재에 의해 산란된 전자빔을 차광하고 또한 산란부재없는 부분을 투과하는 전자빔을 투과하는 산란된 전자빔제한용 구멍이고 ; (112)는 전자빔마스크(105)위의 패턴화상의 위치를 보정하는 위치보정편향기이고, 상기 패턴화상은 웨이퍼(114)위에 투사되고 ; (113)은 축소전자광학계(108)의 초점보정렌즈이다.

(115)는 웨이퍼(114)를 반송하는 웨이퍼척이고 ; (116)은 웨이퍼척을 반송하고 X방향과 Y방향으로 이동가능하고, X-Y평면에서 회전가능한 웨이퍼스테이지이다.

상기한 배열에 의해, 마스크(105)와 웨이퍼(114)는, 화살표(121),(122)의 방향으로 각각 축소전자광학계의 축소비율에 대응하는 속도로 동기하여 이동하는 경우, 마스크(105)위의 원호형상의 영역의 패턴은 웨이퍼(114)위에 순차적으로 노광된다.

도 2a와 도 2b는 본 실시예의 전자빔노광장치에 사용되는 전자빔마스크(105)를 도시한다. (401)은 마스크패턴영역이고 ; (402)는 마스크웨이퍼이고,(403)은 전자빔투과박막(electron beam transmission membrane)이고,(404)는 전자빔산란부재이고, (405)는 보강빔이고, (406)은 마스크프레임이다.

이 마스크의 배열에서는, 0.07㎛두께의 금막(gold film)이 0.1㎛두께의 SiN 박막(403)위에 산란부재(404)로서 패터닝되고, 이것은 2mm두께의 실리콘웨이퍼(402)위에 형성된다. 실리콘웨이퍼는 단독으로 취급하기 어려우므로, 예를 들면 X레이노광시에 사용된 마스크프레임(406)에 고정된다. 이 마스크의 박막으로서의 0.1㎛두께의 SiN막은 매우 작은 기계적인 힘을 가진다. 예를 들면, 한 개의 4G-DRAM칩을 위한 회로패턴은 대략 20mm× 35mm의 면적을 필요로 한다. 이와 같은 패턴을 종래의 광노광장치에서와 같이 1/4 내지 1/5의 축소비율로 바꾸는 것으로 가정하면, 그 영역은 마스크위에서 (80mm 내지 100mm)× (140mm 내지 175mm)로 된다. 박막의 기계적인 강도의 관점에서 볼 때 단일의 윈도우를 사용하여 마스크위에 상기와 같은 패턴을 형성하는 것은 어렵다. 또한, 100mm의 직경을 훨씬 초월한 영역에 걸쳐서 극히 얇은 박막을 균일하게 형성하는 것은 어렵다, 이 때문에, 본 실시예에서는, 축소전자광학계(108)의 축소비율은 l/2로 설정되고, 또한 노광될 패턴은 마스크위에 복수의 영역으로 분할된다. 축소비가 1/2인 경우, 예를 들면, 1개의 4GDRAM칩은 마스크위에 대략 40mm× 70mm의 영역만을 요구한다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는, 한 개의 칩을 위한 패턴을 4개의 윈도우(소영역)으로 분할함으로써 마스크가 형성된다. 상기한 바와 같이, 극히 얇은 박막위에 회로패턴을 형성하기 위하여 기계적 강도와 위치적인 왜곡의 관점에서 볼 때 단일의 윈도우를 사용하여 1개의 칩을 위한 패턴을 형성하는 것은 매우 어렵다. 또한, 전자빔의 원샷에 의한 조사와 화상형상을 허용하는 노광영역이 제한된다. 이 때문에, 대략 10mm의 폭을 가지는 복수의 윈도우에서의 패턴은 개별적으로 노광되어 1개의 칩마다 패턴을 정착한다. 인접하여 분할된 윈도우사이의 간격은 실리콘웨이퍼를 남겨놓도록 수mm로 설정되고, 또한 남는 부분은 보강빔으로 사용되어 높은 기계적인 강도를 확보할 수 있다. 본 실시예의 배열은, 마스크가 4"웨이퍼에 의해 제조될 수 있으므로, 실용적이다.

도 3은, 본 실시예의 전자빔노광장치의 주요부분의 배얼을 도시하는 블록도이다. 도 3에서의 동일부호는 도 1에서의 동일부분을 나타내고, 또한 이에 대한 상세설명은 생략한다.

(301)은 구멍보드(104)의 구멍형상을 제어하는 구멍제어회로이고; (302)는 마스크스테이지(106)의 이동을 제어하는 마스크스테이지구동제어회로이고; (303)은 실시간내에 마스크스테이지(106)의 위치를 측정하는 제 1레이저간섭계이고, (309)는실시간내에 웨이퍼스테이지(116)의 위치를 측정하는 제 2레이저간섭계이고; (305)는 제 2간섭계와 위치보정편향기(112)를 사용하여 웨이퍼(114)위에 투사될 패턴화상의 위치를 제어하는 편향위치보정회로이고; (304)는 수차보정광학계의 수차특성을 제어하는 수차제어회로이고; (306)은 축소전자광학계(108)의 배율(축소비율)을 제어하는 배율제어회로이고; (307)은 축소전자광학계(108)의 화상의 초점위치와 회전의 광학특성을 조정하는 회전렌즈(110)와 초점보정렌즈(113)를 제어하는 광학특성제어회로이고; (308)은 웨이퍼스테이지(116)의 이동을 제어하는 웨이퍼스테이지구동제어회로이고; (314)는 제어계(313)에 의해, 기준이 될 제어데이터를 저장하는 메모리이고; (316)은 전자빔노광장치전체를 제어하는 CPU이다.

도 4는 본 실시예의 노광을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서의 도면부호는 도 1에서의 동일부분을 나타내므로 이에 대한 상세한 설명은 생략된다. (201)은 구멍보드(104)의 구멍이고; (202)는 마스크위의 전자빔조사영역이고; (203)은 웨이퍼위의 소자패턴이고; (204)는 웨이퍼주사에 의한 전자빔조사영역이다.

본 실시예의 노광에 대하여 도 3과 도 4를 참조하면서 이하 설명한다.

CPU(316)로부터의 "노광"명령을 수신할때에, 제어계(313)는, 구멍제어회로(301)를 통하여, 주사방향(Y방향)의 구멍보드(104)의 구멍의 폭(이후부터는 슬릿폭으로 칭함)과, 주사방향과 수직인 방향(X방향)의 길이 (이후부터는 슬릿길이로 칭함)를 설정한다.

도 5는 구멍보드(104)의 예를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 실시예의 구멍보드(104)는, 소정의 거리만큼 분리되도록 원호(501)를 내접하는 에지를 가진 블레이드(503)와, 원호(501)의 직경과 동일한 직경을 가지는 원호(502)를 외접하는 에지를 가진 블레이드(504)를 설정함으로써, 구멍의 세로방향으로 원호구멍(201)의 슬릿폭이 일정하게 된다.

제어계(313)는, 사용된 레지스트의 감도나 조사된 전자빔의 강도에 관련된 정보에 의거하여, 블레이드구동기(507)와 블레이드구동기(508)를 제어하도록 구멍제어회로(301)를 지시함으로써, 원호형상의 구멍(201)의 슬릿폭을 조정한다. 이 제어에 의해, 칩의 크기에 대응하는 최적의 노광량이 설정될 수 있다.

또한, 제어계(313)는 칩의 주사시에 패턴폭에 의거하여 블레이드구동기(509),(510)를 제어하도록 구멍제어회로(301)를 지시한다.

축소전자광학계(108)의 축소비율을 1/2로 설정되고, 상기한 바와 같이, 웨이퍼위에 노광될 소자칩의 패턴폭이 20mm이고(마스크위에서는 40mm이고), 또한 소자칩의 패턴을 10mm폭의 작은 영역으로 분할함으로써 형성된 마스크를 사용하는 경우에 대하여 이하 연구한다. 이 경우에는, 제어계(313)는 마스크위의 각각의 소영역의 폭(10mm)에 의거하여 블레이드구동기(509),(510)를 제어하도록 구멍제어회로(301)를 지시함으로써, 구멍(201)의 슬릿길이를 10mm로 설정한다.

본 실시예에서는, 원호(501),(502)는 8mm의 반경을 가진다. 원호의 반경은 축소전자광학계의 배열의 허용가능한 최대노광영역 반경보다는 작고 각 주사영역(40l)의 폭의 1/2보다 큰 범위내에 있도록 설정됨은 물론이다. 도 5에서 (511)은 주사방향의 중앙선이다.

제어계(301)는 주사방향(121),(122)으로 마스크, 웨이퍼스테이지구동제어회로(302),(308)를 통하여 마스크, 웨이퍼스테이지(106),(116)를 동기하여 이동하고, 따라서 마스크(105)위에 형성된 4개의 소영역중 한 영역의 패턴은 전자빔주사영역(202)의 상부를 통과하고, 따라서 주사노광에 의해 패턴을 웨이퍼(114)위에 전사한다. 이 경우에는, 제어계(301)는, 마스크와 웨이퍼스테이지(l06),(116)사이의 소망의 위치관계로부터 위치편차를 검출하기 위해 제 1, 제 2레이저간섭계(303),(309)를 사용하여 마스크, 웨이퍼스테이지(106)의 위치를 검출하고, 또한 편차위치보정회로(305)를 통하여 위치보정편향기(112)를 사용하여 웨이퍼(114)위에 전사될 패턴화상의 위치를 소망의 위치로 보정한다. 한 개의 작은 영역에 전사를 완료한경우, 제어계(301)는 마스크, 웨이퍼스테이지구동제어회로(302),(308)를 통하여 주사방향의 수직방향으로 마스크, 웨이퍼스테이지(106),(116)를 진행하고 주사방향을 바꾼다음에, 다음의 소영역에 패턴을 노광하여, 선행의 소영역과 동일한 방식으로 웨이퍼위의 패턴에 대응하는 영역위에 패턴을 전사한다. 소영역은 순차적으로 주사되고, 모든 소영역을 주사하여 노광한 다음에 (4개의 노광주사를 완료한 다음에), 소자패턴은 노광에 의해 웨이퍼(114)위에 형성된다.

정규적으로, 전자빔노광장치에서는, 마스크(105)위의 패턴을 웨이퍼(114)위에 미리 형성된 패턴과 일치시키고 노광에 의해 전사한다. 이 경우에는, 두 개의 패턴이 고정밀도로 일치(즉 정렬)되어야 한다. 그러나, 웨이퍼(114)는 이미 패턴형성처리를 행하였고 또한 웨이퍼자체가 확장되었거나 축소되었으므로, 마스크위의 패턴이 설계된 축소비율로 노광에 의해 전사되는 경우에도, 일치의 정밀도는 낮아진다.

이와 같은 문제의 관점에서 볼 때, 제어계(313)는 노출될 웨이퍼(114)의 확장/축소비율을 얻고 또한 얻은 확장/축소비율에 의거하여 배율제어회로(307)를 통하여 축소전자광학계(108)의 배율을 조정한다. 동시에, 제어계(313)는, 웨이퍼스테이지구동제어회로(308)의 셋업상태를 변경하여 설정배율에 대응하는 웨이퍼스테이지(116)의 주사속도를 달성하고, 또한 설정배율에 의거하여 웨이퍼스테이지(116)의 스텝이동거리를 변경한다.

본 실시예의 축소비율은 1/2이다. 작은 축소비율이 설정되지 않을 때 예를들면, 축소율이 1/5이나 1/10로 설정되지 않을 때 얻은 이점은 마스크스테이지(l06)의 속도는 높게되지 않는다. 상기한 바와 같이 마스크스테이지가 진공에서 적어도 식각방향으로 구동되어야하므로, 크기와 무게의 감소는 제한되고, 따라서 마스크스테이지의 구동속도는 제한된다.

본 실시예의 평가에 의하면, 마스크스테이지의 구동속도는 처리량에 대한 비율결정의 요인이 된다. 본 실시예의 평가에 의하면, 마스크스테이지는 주사방향으로 200mm/sec의 속도로 이동한다. 이때에, 웨이퍼스테이지는 10mm/sec로 이동한다. 마스크와 웨이퍼를 두 번 왕복이동하여 전체 4회를 마스크와 웨이퍼를 주사함으로써 1개의 칩에 대한 노광이 행해진다. 이 경우에는, 노광시간은 1.4sec(0.35sec/주사× 4)이고, 마스크와 웨이퍼스테이지를 역방향으로 이동하는 데 필요한 시간은 0.7sec(eofir 0.25sec× 3)이다. 따라서, 1개의 칩에 대한 노광은 2.15sec내에 완료될 수 있다.

대략 직사각형의 영역을 가진 소자패턴은 세로방향으로 보강빔을 남거놓는 폭방향으로 분할되는 이유는 주사의 수를 감소하기 때문이다. 빔을 칩의 표면전체위에 조사하기 위해 필요한 주사시간은 주사방향에 관계없이 동일하게 남아있고, 주사방향(Y방향)으로 마스크와 웨이퍼스테이지를 역방향으로 이동하여 X방향으로 마스크와 웨이퍼스테이지를 진행함으로써, 시간손실이 발생한다. 따라서, 처리량을 개선하기 위해서는 역방향으로 이동하는 회수를 감소하여야 한다.

[예 2]

축소전자광학계의 원샷노광영역을 넓게하기 위해서는, 예 1에서와 같은 넓은 범위에 대해서 수차가 감소되어야 한다. 동시에, 노광영역내에서 조사될 전사빔의 강도는 균일하게 되어야 한다. 종래예에서와 같이 좁은 노광영역에서는, 전자빔은, 등방성으로 확장되고, 또한 균일하게 조사될 전자빔의 강도를 형성하기 위해 부분적으로 사용된다. 그러나, 노광영역이 넓으면, 노광영역내에서 조사될 전자빔의 강도의 불균일성이 무시될 수 없다.

이와 같은 방식으로, 노광영역내에서의 전자빔은 불균일하게 조사하는 경우, 주사방향의 조사의 불균일성은 노광주사에 의해 무시될 수 있지만, 주사방향에 수직한 방향의 조사의 불균일성은 예1에서 4개의 블레이드에 의해 형성된 구멍(201)에 의해 보정될 수 없다.

이 문제를 해결하기 위하여, 예 2는 도 6a에 도시된 구멍보드(104)의 배열을 사용한다. 다른 배열은 예 1의 배열과 동일하다. 본 실시예에서는, 구멍블레이드는 주사방향에 수직한 방향으로 분할되고 얇고 이동가능한 블레이드로 구성되고, 또한 구멍(201)의 슬릿폭은 주사방향에 수직한 방향(X방향)으로 위치의 단위로 개별적으로 설정될 수 있다. 도 6a에서, (601)은 구멍블레이드이고; (602)는 구멍블레이드를 전후로 이동하는 블레이드구동기이고; (603)은 전자광학계의 축을 중심으로 가지는 원호(원)을 나타내는 점선으로된 곡선이다, 도 6a에 도시한 바와 같이, 복수의 스트립형상의 이동가능한 구멍블레이드(601)와 블레이드구동기(602)가, 배열되고 또한 등거리로 분리되도록 소정의 원호(603)의 양측위에 설정되고, 따라서 대략 원호형상을 가지는 구멍(201)을 형성한다.

도 6b는 본 실시예에서 형성된 구멍의 형상을 도시한다. 도 6a에서, (604),(605)는 주사방향으로 원호(605)로부터 동일 거리만큼 분리된 선이다. 도 6a의 점선으로 표시된 위치에서 구멍블레이드가 설정되는 경우, 형상(606)을 가진 구멍이 형성된다. 이 형상은 전자빔이 조사의 불균일성을 가지지 않을 때, 사용된다. 이에 대해서, 도 6a의 실선으로 도시한 바와 같이, 전자빔이 조사의 불균일성을 가지고 또한 구멍블레이드(601)가 설정되는 경우 도 6b의 형상(607)을 가지는 구멍을 형성한다. 구멍의 슬릿폭의 이와 같은 설정예는, 빔의 강도가 중앙부분에서 높고 주면부에서 낮은 경우에 적절하다.

이와 같은 방식으로, 이동가능한 구멍블레이드(601)가 사용되므로, 전자빔이 조사의 불균일성을 가지는 경우에도, 거의 동일한 노광량이 조사영역내에 설정될 수 있고 또한 전자빔은 한층더 효율적으로 사용될 수 있다. 도 6a에 도시한 바와같이, 이동가능한 구멍블레이드의 분할의 수가 많게 됨에 따라, 조도의 불균일성도 높은 정밀도로 제거될 수 있다.

또한, 전자빔이 조도의 불균일성을 가지지 않는 때에도, 전자빔이 마스크박막의 두께불균일성에 기인한 투과불균일성을 가지는 경우, 즉, 조도의 불균일성을 실질적으로 가지는 경우에도, 이와 같은 불균일성은 마찬가지로 제거될 수 있다.

또한, 두 개의 단부에서 4개의 블레이드가 서로 접촉하도록 설정된때에, 도 6a에 도시한 바와 같이, 슬릿길이는 단차적으로 조정될 수 있고, 따라서 예 1에서 도 5의 슬릿길이설정블레이드(505),(506)의 필요성이 제거될 수 있다.

[예 3]

본 발명의 한 특성의 특징은 축소전자광학계의 넓은 원샷노광영역에 기인한전류밀도를 억제하는 것이다. 이 특징에 의해, 쿨롱효과에 의해 발생된 화상얼룩이 억제될 수 있다. 본 발명은, 이 관점에서도 포인트빔 또는 셀(블록)패턴전사 노광을 사용하여 그리는 종래의 전자빔보다 우수하다.

종래의 방법에 비해서 큰 이점을 가지는 이 방법에서도, 웨이퍼위에 조사된 전자빔의 양은 전사될 패턴에 따라서 변동된다. 이것은 마스크가 구멍에 의해 추출된 조사영역위에서 항상 이동하기 때문이다. 이 경우에는, 상기 조사영역위에서 산란과 투과의 비율과 마스크패턴밀도가 변경되므로, 웨이퍼위에 조사된 전자빔의 양은 변동되고, 따라서 마스크로부터 웨이퍼위에 공급된 전류전체는 변동되고, 이에 의해 축소전자광학계의 초점위치를 다소 이동한다. 본 실시예에서는, 웨이퍼위에 입사된 전자빔의 전류전체와 관련된 정보가 얻어지고, 또한 축소전자광학계의 초점위치가 전류전체에 관련된 정보에 의거하여 보정된다.

전류전체와 관련된 정보를 얻는 한 방법은, 마스크위에 형성된 패턴의 정보를 사용하는 방법이다. 즉, 조사영역위에 분산과 투과의 비율과 마스크패턴밀도가 검출될 수 있는 경우, 이때의 전류전체를 추정할 수 있다. 따라서, 축소전자광학계의 초점위치는 조사부의 상부에 위치한 패턴으로부터 추정된 전류전체의 정보에 의거하여 보정된다. 이 방법에 대하여 도 3을 참조하면서 이하 설명한다.

마스크위치가 검출될 수 있는 경우, 조사영역의 상부의 산란과 투과의 비율과 마스크패턴밀도가 검출될 수 있고, 따라서 이때에 전류전체가 추정될 수 있다. 이를 위해, 추정된 전류전체와 관련된 정보와 마스크위치가 메모리(314)에 저장된다. 노광시에 제어 계(313)는, 제 1레이저간섭계(303)를 사용하여 마스크스테이지(106)의 위치를 검출하고, 또한 메모리(314)에 저장된 마스크위치에 대응하는 추정된 전류전제와 검출된 마스크위치에 의거하여 초점보정렌즈(113)를 사용하여 축소전자광학계(108)의 초점위치를 보정한다.

전류전체에 관련된 정보를 얻는 다른 방법은, 웨이퍼위에 입사된 전자빔의 전류전체에 관련된 마스크에 의해 산란된 전자를 직접 검출하는 방법이다. 즉, 도 l에 도시된 산란된 전자를 제한하는 구멍(111)에 접속된 센서(11lA)는 마스크에 의해 산란된 전자를 검출하고, 또한 제어계(313)는 상기한 방법에서와 같이 검출된 전류량에 의거하여 축소전자광학계(108)의 초점위치를 보정한다.

[예 4]

조사영역을 넓힘으로써 단일의 주사에 의해 대략 직사각형의 한 개의 소자칩의 폭방향을 노광하는 것이 바람직하지만, 조사영역을 실제로 이와 같은 크기까지 넓히는 것은 매우 어렵다. 상기한 바와 같이, 많은 경우에, 제한된 조사영역을 사용하여 주사방향에 수직한 방향으로 진행하면서 복수의 주사를 행함으로써 한 개의 소자패턴이 노광되어야 한다. 이 경우에 제기되는 문제는 한 개의 소자패턴의 형성시에 패턴의 스티칭 정밀도이다. 상기한 예에서는, 한 개의 소자패턴이 4개의 주사에 의해 형성되므로, 3개의 스티칭라인(stitching line)이 형성된다. 이때에, 주사위치가 다소 이동되는 경우에도, 과다노광, 단선(최악의 경우)등의 문제가 제기된다. 스티칭패턴에서 1/100내지 1/1,000의 정밀도를 유지하는 주사제어를 달성하는 것은 매우 어렵다.

본 예에서는, 신뢰할 수 있는 스티칭패턴의 방법으로서, 스티칭될 부분이 중첩적으로 노광된다. 본 발명의 노광방법은 주사노광을 사용하므로, 조사량은 구멍의 슬릿폭에 의해 제어될 수 있다. 이 목적을 위해, 스티칭패턴을 위해 중복노광될 부분의 면적은 노광될 다른 부분의 면적보다 작게(간단히 말하면,1/2) 설정되고, 따라서 중첩노광이 행해지는 노광영역의 노광량이 과다하게 되는 것을 방지하고, 또한 스티칭될 패턴이 다소 이동하는 경우에도 단선 등의 최악의 경우를 피할 수 있다.

도 7a는 본 실시예의 조사영역을 결정하는 구멍(201)의 형상을 도시한다. (503),(504)는, 슬릿폭을 형성하고 이동가능한 블레이드이고, (505),(506)은 슬릿폭을 형성하고 이동가능한 블레이드이다. 이 경우에, 이동가능한 블레이드(505),(506)는 주사방향(Y방향)에 대해서 경사를 가진다. (511)은 주사방향의 중심선이다. 이들의 블레이드에 의해, 슬릿폭은 주사방향으로 한쪽 단부의 방향으로 점차적으로 작게된다, 웨퍼위의 패턴을 스티칭하기 위해 중첩노광될 폭이 5㎛이고 슬릿폭이 100㎛인 것으로 가정하면, 블레이드(505),(506)의 경사는 0.05rad이다. 이 배열에 있어서, 구멍에 의해 형성된 조사영역의 길이는 10.01mm(10mm(슬릿길이)+2× 5㎛(중첩폭))이다. 마스크는 조사영역에 대응하는 구조를 가진다. 상기한 바와 같이, 1개의 소자패턴의 분할패턴은 4개의 영역에 형성되므로, 각각의 분할패턴은 인접한 패턴을 부분적으로 중첩하여야 한다. 본 예에서는, 5㎛폭의 중첩영역이 확보되어야 하고, 또한 마스크상의 각각의 4개의 윈도우는, 적어도 10.01mm× 70mm의 크기를 가져야 한다. 또한, 마스크가 중첩노광을 위해 마진을 가지고 비교적 넓은 영역을 가지는 경우, 중첩노광될 영역은 전자빔노광장치의 성능과 소자패턴의 설계값이나 해상에 대응하여 적절하게 선택될 수 있다.

(701)은 본 예의 슬릿길이의 방향의 노광량분포를 나타내고; (702)는 중첩노광될 중첩영역이다. 상기한 바와 같이, 중칩노광될 영역의 구멍의 슬릿폭을 가지는 구조는, 점차적으로 작게되어, 주사시에 노광영역의 두 단부에서 노광량이 점차적으로 감소되는 분포를 형성한다. 도 7b는 본예의 중첩노광시의 노광량의 분포를 나타낸다. 도 7b에서, 점선(703)은 특정한 주사시에 슬릿길이의 방향의 노광량을 나타내고, 점선(704)은 다음의 주사시에 슬릿길이의 방향으로 노광량의 분포를 나타내고, 또한 실선(705)은 이들 노광량분포의 합계를 나타낸다. 실선으로 표시한 바와 같이, 분포(703),(704)의 중첩부에서 노광량은 점차적으로 변화하므로, 최적의 노광량이 전체적으로 얻어진다. 노광량이 점차적으로 변화하므로, 중첩부가 허용범위내에서 전사라인폭에 대해서 이동되는 경우에도, 노광량은 대체적으로 표류되지 않는다. 이와 같은 방식으로, 이 예는 스티칭패턴시에 제기된 문제를 해결할 수 있고, 또한 전사는 단차방법(stepping method)을 사용하여도 만족스럽게 실현될 수 있다.

[제 2실시예]

[예 1]

도 12는 본 발명의 전자빔노광장치의 배열을 도시한다. 광(g-라인, i-라인, 또는 엑사이머광)을 방출하는 광원 또는 제 2광원으로부터 나오는 광(2)이 조명광학계(3)를 통하여 구멍보드(4)로 들어간다. 구멍보드(4)의 상세한 배열에 대해서는 나중에 설명한다. 구멍보드(4)는, 원호형상의 구멍을 가지고, 후에 설명될 투사광학계(PL)와 축소전자광학계(8)에 공통한 광축(AX)를 중심으로서 가지는 두개의 원호사이에 샌드위치된 원호영역으로 구멍을 사용하여 광을 인출하고, 또한 광투과부와 차광부에 의해 형성된 패턴으로 이루어진 마스크(5)의 방향으로 추출된 광을 안내한다. 마스크(5)는 적어도 X방향과 Y방향으로 이동가능한 마스크스테이지(6)위에 놓인다.

마스크(5)는 원호형상의 조사영역을 가지는 광으로 조사되고, 또한 마스크(5)위의 패턴화상은 투사광학계(PL)를 통하여 광전변환표면(PE)위에 투사된다. 광학투명부재(S)의 표면상에 수광시에 전자를 방출하고 또한 마스크(5)위의 패턴화상에 대응하는 전자빔을 방출하는 광전자변환재료를 형성함으로써 광전변환면(PE)이 제조된다. 광전변환면(PE)과 광학투명부재(S)는 광전변환부재를 구성한다. 광전변환부재는, 마스크(5)위의 패턴화상에 대응하는 전자빔을 방출한다. 입사광량에 대한 변환전자량의 비율로서 광전변환면(PE)의 변환효율은 시간의 경과에 따라 열화되므로, 광전변환면위의 동일영역위에 광이 조사되는 것을 방지하기 위해 광전변한부재를 회전(이동)하거나 진동하는 구동계(23)는 광전면환부재에 접속된다. 또한, 광전변환부재의 이용수명을 고려하면, 부하/잠금기능이 형성되는 것이 바람직하고, 따라서 광전변환부재가 교환될 수 있다.

광학투명부재S는 높은 굴절률을 가진 재료를 사용한다. 높은 굴절률을 가진 유리기판을 사용한 경우, NA(NA=nθ)가 증가되고, 또한 광전변환면위에 형성된 패턴형상의 해상이 개선될 수 있다.

나중에 설명될 축소전자광학계(8)의 광축 AX을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 광전변환면(PE)위의 원호영역으로부터 나오는 전자빔은, 가속전극(AE)(가속전압VO)에 의해 가속되고, 또한 전자렌즈(8A),(8B)로 구성된 축소전자광학계(8)를 통하여 웨이퍼(14)위에 결상된다. 이 경우에는, 전자빔이 축소전사광학계를 통과할때에 생성되는 수차(특히, 비점수차)를 보정하는 수차보정광학계(7)를 통하여 웨이퍼(14)위에 전자빔이 결상된다. 수차보정광학계(7)는, 구멍보드(4)에서와 같이 중심으로서 축소전자광학계(8)의 광축을 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치되고 또한 도 13에 도시한 바와 같이 광전변환면(PE)으로부터 나오는 전자빔을 차광하지 않는 원호형상의 구멍(7a)을 각각 가지는 3개의 전극(EL1, EL2, EL3)으로 구성된 유니포텐셜렌즈를 구비한다. 전극(ELl, EL3)은 가속전극(AE)의 포텐셜과 동일한 포텐셜(VO)로 설정되고, 또한 전극(EL2)은 VO와 상이한 포텐셜(V1)로 설정된다. 그 결과, 수차보정광학계(7)는, 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 분산 또는 수렴을 부여하는 전자렌즈, 즉, 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 초점거리를 가지는 전자렌즈를 구성한다.

본 실시 예에서는, 수차보정광학계(7)는 광전변환면(PE)으로부터 분리되므로 가속전극(AE)이 필요하다. 또는, 수차보정광학계(7)가 광전변환면(PE)의 근처에 배치될때에, 유니포텐셜렌즈의 전극(EL1)은 가속전극(AE)으로 또한 기능할 수 있고, 또한 가속전극(AE)의 필요성을 제거될 수 있다. 즉, 수차보정광학계(7)가 가속전극(AE)으로서 또한 기능할 수 있다.

(10)은, 광전변화면 (PE)으로부터 나와서 웨이퍼(14)위에 투사되는 전자빔에 의해 형성된 패턴화상을 회전하는 회전렌즈이고; (11)은 광전변환면 (PE)으로부터의 전사빔의 발산각도를 제한하는 각도제한구멍이고; (12)는 광전변환면 (PE)으로 부터 나와서 웨이퍼(14)위에 투사되는 전자빔에 의해 형성된 패턴화상의 위치를 보정하는 위치보정편향기이고; (13)은 축소전자광학계(8)의 초점을 보정하는 초점보정렌즈이다.

(15)는 웨이퍼(14)를 반송하는 웨이퍼척이고; (16)은 웨이퍼척을 반송하고, X방향과 Y방향으로 이동가능하고 또한 X-Y평면에서 회전방향으로 이동가능한 웨이퍼 스테이지이다.

상기한 구성에 의해, 화살표(21),(22)의 방향으로 각각 투사광학계(PL)와 축소전자광학계(8)의 전체축소비율에 대응하는 속도로 마스크(5)와 웨이퍼(14)가 동기하여 이동하는 경우, 마스크(5)위의 원호형상의 영역의 패턴이 웨이퍼(14)위에 노광에 의해 순차적으로 전사된다.

도 12에서 프레임VC에 의해 둘러쌓인 부분이 고진공체임버내에 설정되고 또한 투사광학계(PL)로부터 나오는 광이 밀봉유리(SG)를 통하여 진공체임버의 광전변환면(PE)위에 안내되는 것에 유의하여야 한다.

도 14는 본 실시예의 전자빔노광장치의 주요부분의 배열을 도시한 블록도이다. 도 14에서의 동일한 도면부호는 도 12에서와 동일한 부분을 표시하고, 이에대한 상세한 설명은 생략한다.

(31)은 구멍보드(4)의 구멍형상을 제어하는 제어회로이고; (32)는 마스크스테이지(6)의 이동을 제어하는 마스크스테이지구동제어회로이고; (33)은 실시간내에 마스크스테이지(6)의 위치를 측정하는 제 1레이저간섭계이고 ; (34)는 수차보정광학계의 수차특성을 제어하는 수차제어회로이고; (35)는 위치보정편향기(12)를 사용하여 웨이퍼(14)위에 투사될 패턴화상의 위치를 제어하는 편향위치보정회로이고; (36)은 축소전자광학계(8)의 배율(축소비율)을 제어하는 비율제어회로이고; (37)은 축소전자광학계(8)의 광학특성(초점위치, 화상의 회전)을 조정하는 회전렌즈(10)와 초점보정 렌즈(13)를 제어하는 광학특성제어회로이고; (38)은 웨이퍼스테이지(16)의 이동을 제어하는 웨이퍼스테이지구동제어회로이고; (39)는 실시간내에 웨이퍼스테이지(16)의 위치를 측정하는 제 2레이저간섭계이고; (40)은 제어계(40)의 제어데이터를 저장하는 메모리이고 ; (42)는 인터페이스이고 ; (43)은 전자빔노광장치전체를 제어하는 CPU이다.

본 실시예에서의 노광에 대하여 도 14를 참조하면서 이하 설명한다.

CPU(43)로부터 "노광"명령의 수신시에 제어계(40)는,구멍제어회로(31)를 통하여, 주사방향(X방향)의 구멍보드(4)의 구멍(4a)의 폭(슬릿폭)과 주사방에 수직인 방향(Y방향)의 길이(슬릿길이)를 설정한다.

도 15는 구멍보드(4)의 예를 도시한다. 도 15에 도시한 바와 같이, 이 배열을 가진 구멍보드는, 원호(51)에 내접하는 가장자리를 가진 블레이드(53)와 원호(51)의 반경과 동일한 반경을 가지는 원호(52)에 외접하는 가장자리를 가진 블레이드(54)를 소망의 거리만큼 분리되도록 설정함으로써, 구멍의 세로방향으로 원호형상의 구멍(4a)의 슬릿폭을 일정하게 한다. 또한, 이들의 블레이드(53),(54)중 적어도 한 개는 이동가능하고, 또한 제어계(40)는 사용된 레지스트의 감도 또는 조사될 전자빔의 세기에 관련된 정보에 의거하여 원호형상의 구멍(4a)의 슬릿폭을 조정하도록 구멍제어회로(31)를 지시함으로써, 적정의 노광량을 설정한다. 또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 블레이드(55),(56)사이의 간격을 조정함으로써, 원호형상의 구멍(4a)의 최적의 슬릿길이는 칩의 크기에 대응하여 설정될 수 있다. 도 15에서, (57)내지 (60)은 구멍제어회로(31)에 의해 구동기가 각각 제어되는 블레이드(53)내지 블레이드(56)용 구동기이다. SD는 주사방향의 중심선인 것에 유의하여야 한다.

구멍보드(4)는 제 1실시예에서 설명한 배열을 사용하여도 됨에 유의하여야한다.

도 16은 구멍(4a)에 기인하여 웨이퍼위에 형성된 원호형상의 노광영역의 확대도이다. Sx는 주사방향의 원호형상의 노광영역의 폭이고, Sy는 주사방향에 수직한 방향의 원호형상의 노광영역의 길이이다.

본 실시예에서는, 구멍(4a)을 조정함으로써, Sx는 0.lmm 내지 1mm의 범위내에 설정될 수 있고, 또한 Sy는 1mm 내지 6mm의 범위내에 설정될 수 있다.

제어계(40)는 주사방향(21),(22)으로 마스크, 웨이퍼스테이지구동제어회로(32),(38)를 통하여 마스크, 웨이퍼스테이지(6),(16)을 동기하여 이동하고, 따라서 마스크(5)위에 형성된 패턴을 분할함으로써 얻은 4개의 작은 영역중 한 영역의 패턴이 구멍(4a)에 의해 형성된 조사영역위를 통과하고, 이에 의해 주사노광에 의해 워이퍼(14)위에 패턴을 전사한다. 이 경우에, 제어계(40)는, 마스크, 웨이퍼스테이지(6),(16)사이의 소망의 위치관계로부터의 위치편차를 검출하는 제 1, 제 2레이저간섭계(33),(39)를 사용하여 마스크, 웨이퍼스테이지(6),(16)의 위치를 검출하고, 또한 편향위치보정회로(35)를 통하여 위치보정편향기(12)를 사용하여 웨이퍼(14)위에 전사될 패턴화상의 위치를 소망의 위치로 보정한다. 한 개의 소영역의 전사의 완료시에, 제어계(40)는 마스크, 웨이퍼스테이지구동제어회로(32),(38)를 통하여 주사방향에 수직인 방향으로 마스크, 웨이퍼스테이지(6),(16)를 진행하고, 주사방향의 반대방향으로 향한 다음에, 선행의 작은 영역과 동일한 방식으로 웨이퍼위의 패턴에 대응하는 영역에 패턴을 전사하기 위해 작은 소영역에 패턴을 주사하여 노광한다. 소영역은 순차적으로 주사되고, 또한 모든 소영역의 주사와 노광의 완료시에, 웨이퍼(14)위에 노광에 의해 소자패턴이 형성된다.

도 17은 이때에 노광주사통로를 도시한다. 예를 들면, 20× 35(mm)의 칩의 노광주사통로에 대하여 이하 검토한다. 웨이퍼(14)위의 원호형상의 노광영역의 길이 Sy는 5mm로 설정된다. 이 경우에, 주사회수는 20/5=4이다. 도 17에서 원호로 표시된 위치는 노광개시위치로 가정하면, 웨이퍼, 마스크스테이지(16),(6)는 방향 Cx으로 노광개시위치로부터 주사되고, 또한 제 1주사의 완료시에, 두 개의 스테이지(6),(16)은 웨이퍼위에서 5mm만큼 마스크위에서 20mm만큼 방향 Cy(주사방향에 수직인 방향)으로 이동되어 제 2주사의 개시위치에 두 개의 스테이지를 놓는다. 스테이지(6),(16)는 제 1주사의 방향과 대향하는 방향으로 주사된다. 이 동작을 반복함으로써, 한 개의 칩에 대한 노광이 두 번의 왕복주사의 합계에 의해 완료된다.

정규적으로, 전자빔노광장치에서는, 마스크(5)위의 패턴을 웨이퍼(14)위에 미리 형성된 패턴과 일치시키고 노광에 의해 전사한다. 이 경우에, 두 패턴은 고정밀도로 일치되어야 한다. 그러나, 웨이퍼(14)가 패턴형성처리를 이미 행하였고 또한 웨이퍼자체가 확장되었거나 축소된 경우에는, 마스크위의 패턴이 설계된 축소 비율로 노출된 경우에도 일치정밀도는 낮게된다.

이와 같은 문제의 관점에서 볼 때, 제어계(40)는, 노광될 웨이퍼(14)의 확장/축소비율을 얻고 얻게된 확장/축소비율에 의거하여 배율제어회로(38)를 통하여 축소전자광학계(8)의 배율을 조정한다. 동시에, 제어계(40)는, 웨이퍼스테이지구동제어회로(38)의 셋업상태를 변경하여, 설정된 배율에 대응하는 웨이퍼스테이지(16)의 주사속도를 달성하고, 또한 제어계(40)는 설정된 배율에 의거하여 웨이퍼스테이지(16)의 스텝이동거리를 변경한다.

[예 2]

종래의 방법에 비해서 상당히 이로운 이 방법에서도, 웨이퍼위에 조사된 전자빔의 양은 전사될 패턴에 따라서 변경된다. 이것은, 구멍에 의해 추출된 조사영역위에서 마스크(5)가 항상 이동되기 때문이다. 이 경우에, 조사영역위의 마스크패턴밀도는 변경되므로, 웨이퍼위에 조사된 전자빔의 양은 변동되고, 그 결과, 광전변환면(PE)으로부터 웨이퍼(14)위에 공급된 전류전체가 변동되고, 이에 의해 축소전자광학계의 초점위치를 다소 이동한다. 본 실시예에서는, 웨이퍼에 입사된 전자빔의 전류전체에 관련된 정보가 얻어지고, 또한 축소전자광학계의 초점위치는 전류전체에 관련된 정보에 의거하여 보정된다.

전류전체에 관련된 정보를 얻는 방법은, 마스크(5)위에 형성된 패턴의 정보를 사용하는 방법이다. 즉, 조사영역의 상부의 마스크패턴밀도를 검출할 수 있는 경우, 이때의 전류전체가 추정될 수 있다. 따라서, 축소전자광학계의 초점위치는 조사부의 상부에 위치한 패턴으로부터 추정된 전류전체의 정보에 의거하여 보정된다. 본 실시예에 대하여 도 14를 참조하면서 이하 설명한다.

마스크(5)의 위치를 검출할 수 있는 경우, 조사영역의 상부의 마스크패턴밀도를 검출할 수 있고, 따라서 이때의 전류전체를 추정할 수 있다. 이 목적을 위하여, 대응하는 추정된 전류전체에 관련된 정보와 마스크의 위치는 메모리(41)에 저장된다. 노광시에, 제어계(40)는, 제 1레이저간섭계(33)를 사용하여 마스크스테이지(6)의 위치를 검출하고 또한 제어계(40)는 메모리(41)에 저장된 마스크(5)의 위치에 대응하는 추정된 전류전체와 검출된 마스크(5)의 위치에 의거하여 초점보정렌즈(13)를 사용하여 축소전자광학계(8)의 초점위치를 보정한다.

전류전체에 관련된 정보를 얻는 다른 방법은 웨이퍼위에 입사된 전자빔의 전류전체에 관련된 광전변화면(PE)에 의해 방출된 전자를 직접 검출하는 방법이다. 즉, 도 12에 도시된 각도제한구멍(11)에 접속된 센서(1la)는, 광전변환면(PE)에 의해 방출된 빔의 각도제한구멍(11)에 의해 차폐된 전자를 직접 검출하고, 또한 제어계(40)는 상기한 방법에서와 같이 검출된 전류량에 의거하여 축소전자광학계(8)의 초점위치를 보정한다.

[예 3]

노광영역을 넓힘으로써 단일의 주사에 의해 대략 직사각형의 1개의 소자칩의 폭방향을 노광하는 것이 바람직하지만, 이와 같은 크기까지 노과영역을 실제로 넓히는 것은 매우 어렵다. 상기한 바와 같이, 많은 경우에 있어서, 제한된 조사영역을 이용하여 주사방향에 수직인 방향으로 진행하면서 복수의 주사를 행함으로써 한 개의 소자패턴을 노광하여야 한다, 이 경우에 제기된 문제는 한 개의 소자패턴의 형성시에 패턴의 스티칭정밀도이다. 상기한 예에서는, 한 개의 소자패턴이 4주사에 의해 형성되므로, 3개의 스티칭라인이 형성된다. 이때에, 주사위치가 다소 이동되는 경우에도, 과다의 노광, 단선(최악의 경우)등의 문제가 제기된다. 스티칭패턴에서 1/00 내지 1/1,000mm의 정밀도를 유지하는 주사제어를 달성하는 것은 매우 어렵다.

본 예에서는, 신뢰할 수 있는 스티칭패턴의 방법으로서, 스티칭될 부분이 중첩노광된다. 본 발명의 노광법은 주사노광을 이용하므로, 구멍의 슬릿폭에 의해 조사량을 제어할 수 있다. 이 목적을 위해, 스티칭패턴을 위해 중첩노광될 부분의 면적은 노광될 다른부분의 면적보다 작게(간단히 말해서 1/2)되도록 설정되고, 따라서 중첩노광된 노과영역의 노광량이 과다하게 되는 것을 방지하고 또한 스티칭될 패턴이 다소 이동되어도 단선과 같은 최악의 경우는 피할 수 있다.

도 18a는 본 실시예의 조사영역을 결정하는 구멍(4a)의 형상을 도시한다. (53),(54)는 슬릿의 폭을 형성하는 이동가능한 블레이드이고; (55),(56)은 슬릿의 길이를 형성하는 이동가능한 블레이드이다. 이 경우에는, 이동가능한 블레이드(55),(56)가 주사방향(Y방향)에 대해서 경사져 있다. SD는 주사방향의 중앙선이다. 이들의 블레이드에 의해, 슬릿의 폭은 주사방향으로 한쪽의 단부를 향하여 점차적으로 작게된다. 웨이퍼에 스티칭패턴을 위해 중첩노광될 폭은 5㎛이고 주사방향의 원호형상의 노광영역의 폭 Sx는 100㎛인 것으로 가정하면, 각 블레이드의 경사는 0.05rad이다. 이 배열에서, 주사방향에 수직인 방향으로 구멍(4a)에 의해 형성된 원호형상의 노광영역의 길이Sy는 10.01mm이다. 마스크(5)위의 소자패턴은 4개의 소영역으로 분할되고 또는 이들의 소영역의 각각이 조사되는 경우, 예를 들면 중첩조사를 허용하는 5㎛폭의 영역이 각각의 소영역의 양측에서 확보되고, 따라서 소자패턴의 최소의 선폭에 따라서 중첩노광될 영역을 선택한다.

(71)은 주사방향에 수직인 방향으로 본예의 원호형상의 노광영역의 노광량분포를 나타내고 : (72)는 중첩노광될 중첩조사영역이다. 상기한 바와 같이, 중첩노광될 영역에서 구멍의 슬릿폭을 가지는 구조는 점차적으로 작게되어, 주사시에 노광영역의 두 단부에서 노광량이 점차적으로 감소되는 분포를 형성한다. 도 18b는 본 예의 중첩노광시의 노광량분포를 도시한다. 도 18b에서, 점선(73)은 특정한 주사시의 슬릿길이의 방향의 노광량분포를 나타내고, 점선(74)은 다음의 주사시의 슬릿길이의 방향의 노광량분포를 나타내고, 실선(75)은 이들의 노광량 분포의 합계를 나타낸다. 실선(75)으로 표시한 바와 같이, 분포의 중첩부(73),(74)에서 노광량이 점자적으로 변화되므로, 최적의 노광량은 전체로서 얻는다. 노광량은 점차적으로 변화하므로, 허용범위내에서 전사선에 대해서 중첩부가 이동하는 경우에도, 노광량은 대체적으로 표류되지 않는다. 이와 같은 방식으로 본예는 스티칭패턴시에 제기된 문제를 해결할 수 있고, 또한 단차방법을 사용하는 경우에도 전사는 만족스럽게 실현될 수 있다.

[제 3실시예]

도 19는 본 발명의 전자빔노광장치의 배열을 도시한다. IL은, 후에 설명될 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 두 개의 원호에 의해 스티칭된 원호형상의 조사영역에서 전자빔의 투과부와 전자빔차광부에 의해 형성된 패턴으로 형성된 마스크(1005)를 조사하는 전자빔조명장치이다.

전자빔조명장치(IL)에 대하여 도 20을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.

(l001)은 전자빔을 방출하는 소위 광원으로서의 전자총이다. 전자총(1001)에 의해 방출되어 발산된 전자빔은 전자광학계로서의 전자렌즈(1003)에 의해 집속되어, 광축(AX)에 거의 평행한 전자빔으로 변환된다. 전자렌즈(1003)의 광축(AX')은 축소전자광학계의 광축(AX)으로부터 편심되고, 또한 전자총(10O1)은 전자렌즈(1003)의 광축(AX')위에 위치한다.

광학축(AX)에 거의 평행한 전자빔은, 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 2개의 실린더형 표면전극(EP11, EP12)을 가진 제 1편향기(DEF1)를 통과하고, 또한 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 반경방향으 편향된다. 다음에, 전자빔은, 제 1편향기(DEF1)에서와 같이 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 2개의 실린더형 표면전극(EP21, EP22)을 가지는 제2편향기(DEF2)를 통과하고, 또한 제 1편향기(DEFl)의 반경방향과 대향하는 반경방향으로 편향된다. 보다 상세하게는, 제 2편향기(DEF2)는 제 1편향기(DEFl)의 방향과 대향하는 방향으로 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)에 전계를 인가한다.

제 2편향기(DEF2)에 의해 편향된 전자빔은, 축소광학계(1008)의 광축(AX)에 거의 평행한 전자빔으로 되고, 또한 마스크(1005)의 조사영역을 형성하는 구멍보드(1004)를 조사한다. 구멍보드(1004)에 대하여는 나중에 상세하게 설명한다.

이때에, 전자빔은 도 20의 화살표A에 의해 표시된 부분에서 도 21a의 원형의 강도분포를 가진다. 전자빔은, 제 1편향기(DFEl)을 통과하고 또한 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 방사방향으로 편향되는 경우, 이들의 전자빔은, 도 21a의 강도분포를 가지고, 또한 도 20의 화살표B에 의해 표시된 부분에서 축소전자광학계(1008)의 광축을 중심으로서 가진 초승달형상을 가진다. 또한, 전자빔이 제 2편광기(DFE2)를 통과하여 제 1편광기(DEFl)에 대향하는 방사방향으로 편향되는 경우, 이들의 전자빔은, 도 20의 화살표C에 의해 표시된 부분에서 도 21a의 분포DB와 거의 동등한 강도분포DC를 가지고 또한 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)에 대략 평행한 전자빔으로 된다.

초승달형상의 강도분포를 가진 전자빔은 도 21b에 도시한 바와 같이, 구멍보드(1004)의 구멍(AP)에 의해 소망의 원호형상(축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 영역)으로 인출된다. 진자빔은 본래적으로 원호에 가까운 초승달형상의 강도분포를 가지므로, 전자총(1001)으로부터의 전자빔은, 소망의 원호의 전자빔으로 변환될때에 효율적으로 사용될 수 있다.

구멍(AP)을 통하여 소망의 원호형상의 강도분포를 얻은 전자빔은, 투사전자광학계(PL)에 의해 마스크(1005)위에 결상되고 축소전자광학계(1008)의 광축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호의 영역을 조명한다. 즉, 구멍보드(1004)와 마스크(1005)는 투사전자광학계(PL)를 통하여 전자광학적으로 결합된 위치에 설정된다.

마스크(1005)로서는, 전자빔을 전송하는 박막위에 전자빔을 산란하는 산란부재패턴을 가지는 산란형 마스크 또는 전자빔을 차광하거나 감쇠하는 박막에 패턴구멍을 형성함으로써 제조된 스텐슬형마스크를 사용하여도 된다. 본 실시예는 분사형 마스크를 사용한다. 적어도 X방향과 Y방향으로 이동가능한 마스크스테이지(1006)위에 마스크(1005)를 놓는다.

전자빔조명장치(IL)가 마스크(1005)위의 원호형상의 영역을 조명하는 경우, 원호영역으로부터 나오는 전자빔은, 전자렌즈(1008A),(1008B)로 구성된 축소전자광학계(1008)를 통하여 웨이퍼(1014)위에 결상된다. 이 경우에는, 전자빔이 축소전자광학계(1008)를 통과할때에 발생된 수차(특히, 비점수차)를 보정하는 수차보정광학계(1007)를 통하여 웨이퍼(1014)위에 전자빔이 결상된다. 수차보정광학계(1007)는, 구멍보드(1004)에서와 같이 중심으로서 축소전자광학계(1008)의 광축(AX)을 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 각각 가지는 3개의 전극(EL1, EL2, EL3)으로 구성된 유니포텐셜렌즈를 구비하고, 또한 도 22에 도시한 바와 같이 마스크(1005)로부터 나오는 전자빔을 차폐하지 않는다. 전극(ELl),(EL3)은 가속전극(AE)의 전위와 동일한 전위(VO)로 설정되고, 또한 전극(EL2)은 VO와 상이한 전위(V1)로 설정된다. 그 결과, 수차보정광학계(1007)는, 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산작용과 수렴작용을 부여하는 전자렌즈, 즉, 원호형상의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 초점길이를 가지는 전자렌즈로 구성된다.

본 실시예는, 3개의 전극으로 구성된 유니포텐셜렌즈를 채택하고 있지만, 원호형상의 구멍을 가지는 단일의 전극으로 구성된 전자렌즈를 채택하여도 된다. 즉, 전극의 전위는 마스크(1005)로부터의 나오는 전자빔을 가속하거나 감속하도록 설정되고, 따라서 원호형상의 구멍의 접선방향과 반경벡터방향으로 상이한 발산작용 또는 수렴작용을 부여한다.

(l010)은 웨이퍼(1014)위에 투사될 마스크(1005)위의 패턴화상을 회전하는 회전렌즈이고; (1011)은 마스크(10050의 산란부재를 투과하고 이 산란부재에 의해 산란된 전자빔을 차폐하고 또한 산란부재없이 부분을 투과한 전자빔을 투과하는 산란된 전자제한구멍이고; (1012)는 웨이퍼(1014)위에 투사될 전자빔마스크(1005)위의 패턴화상의 위치를 보정하는 위치보정편향기이고; (1013)은 축소전자광학계(1008)의 초점을 보정하는 초점보정렌즈이다.

(1015)는 웨이퍼(1014)를 반송하는 웨이퍼척이고; (1016)은 웨이퍼척을 반송하고 X방향과 Y방향으로 이동가능하고 또한 X-Y평면에서 회전방향으로 이동가능한 웨이퍼스테이지이다.

상기한 구성에 있어서, 마스크(1005)와 웨이퍼(1014)는, 화살표(1021),(1022)의 방향으로 각각 축소전자광학계(1008)의 축소비율에 대응하는 속도로 동기하여 이동할 경우, 마스크(1005)위의 원호형상영역의 패턴은 웨이퍼(1014)위에 노광에 의해 순차적으로 전송된다.

도 23은 본 실시예의 전자빔노광장치의 주요부분의 배열을 도시한 블록도이다. 도 23에서의 동일의 도면부호는 도 19에서의 동일한 부분을 나타내고, 또한 이에 대한 상세 설명은 생략한다.

(1030)은, 전자빔조사장치(IL)의 제 1, 제 2편향기의 편향량을 제어함으로써 구멍보드(1004)위의 전자빔의 강도분포를 조정하는 조명분포제어회로이고; (1031)은 구멍보드(1004)의 구멍형상을 제어하는 제어회로이고; (1032)는 마스크스테이지(1006)의 이동을 제어하는 마스크스테이지구동제어회로이고; (1033)은 실시간내에 마스크스테이지(l006)의 위치를 측정하는 제 1레이저간섭계이고; (1034)는 수차보정광학계(1007)의 수차특성을 제어하는 수차제어회로이고; (1035)는 위치보정편향기(1012)를 사용하여 웨이퍼(1014)위에 투사될 패턴화상의 위치를 제어하는 편향위치보정회로이고; (1036)은 축소전자광학계(1008)의 축소비율을 제어하는 배율제어회로이고; (1037)은 축소전자광학계(1008)의 광학특성(초점위치, 화상의 회전)을 조정하기 위해 회전렌즈(1010)와 초점보정렌즈(1013)를 제어하는 광학특성제어회로이고 ; (1038)은 웨이퍼스테이지(1016)의 이동을 제어하는 웨이퍼스데이지구동제어회로이고 ; (1039)는 실시간내에 웨이퍼스테이지(1016)의 위치를 측정하는 제 2레이저간섭계이고; (1040)은 상기한 배열을 제어하는 제어계이고; (1041)은 제어계(1040)의 제어데이터를 저장하는 메모리이고; (1042)는 인터페이스이고; (1043)은 전사빔노광장치전체를 제어하는 CPU이다.

본 실시예의 노광에 대하여 도 23을 참조하면서 이하 설명한다.

CPU(1043)로부터 "노광"명령의 수신시에, 제어계(1040)는, 구멍제어회로(1031)를 통하여, 주사방향(X방향)의 구멍보드(1004)의 구멍의 폭(슬릿폭)과 주사방향에 수직한 방향(Y방향)의 길이(슬릿길이)를 설정한다.

도 24는 구멍보드(1004)의 예를 도시한다. 도 24에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 구멍보드는, 원호(1051)를 내접하는 에지를 가지는 블레이드(1053)과 원호(1051)의 직경과 동일한 직경을 가지는 원호(1052)를 외접하는 에지를 가지는 블레이드(1054)를 소정의 거리만큼 분리되도록 설치함으로써 구멍의 세로방향으로 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 일정하게 한다. 또한, 이들 블레이드(1053),(1054) 중 적어도 하나는 이동가능하고, 또한 제어계(1040)는, 사용된 레지스트의 감도 또는 변환될 전자빔의 강도에 관련된 정보에 의거하여 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 조정하도록 구멍제어회로(1031)를 지시하고, 이에 의해 최적의 노광량을 설정한다. 또한, 도 24에 도시한 바와 같이, 블레이드(1055),(1056)사이의 간격을 조정함으로써, 원호형상의 구멍(AP)의 최적의 슬릿길이는 칩의 크기에 대응하여 설정될 수 있다. 도 24에서, (1057)내지 (1060)은, 구멍제어회로(1031)에 의해 구동기가 제어되는 블레이드(1053) 내지 (1056)의 각각에 대한 구동기이다. SD는 주사방향의 중심선임에 유의하여야 한다.

구멍(AP)의 형상을 조정함과 동시에, 제 1, 제 2편향기(DEFl, DEF2)의 편향량은 조명분포제어회로(1030)에 의해 제어되어, 구멍보드(1004)를 조사하는 전자빔의 강도분포를 조정한다.

도 25는 구멍보드(1004)에 기인하여 웨이퍼위에 형성된 왼호형상의 노광영역의 확대도이다. Sy는 주사방향의 원호형상의 노광의 폭을 나타내고 또한 Sy는 주사방향에 수직인 방향으로 원호형상의 노광영역의 길이를 나타낸다.

본 실시예에서는, 구멍보드(1004)의 구멍(AP)을 조정함으로써, Sx는 0.lmm 내지 1mm의 범위내에서 설정될 수 있고, Sy는 1mm 내지 6mm의 범위내에서 설정될 수 있다.

제어계(1040)는 주사방향(1021),(1022)으로 마스크, 웨이퍼스테이지구동회 로(1032),(1038)를 통하여 마스크, 웨이퍼스테이지(1006),(1016)를 동기하여 이동하고, 따라서 마스크(1005)위에 형성된 패턴을 분할함으로써 얻은 4개의 소영역을 한 영역의 패턴이 구멍(AP)에 의해 형성된 조사영역의 상부를 통과하고, 이에 의해 주사노광에 의해 웨이퍼(1014)위에 패턴을 전사한다. 이 경우에, 제어계(1040)는, 마스크, 웨이퍼스테이지(1006),(1016)사이의 소망의 위치관계로부터 위치편차를 검출하는 제 1, 제 2레이저간섭계(1033),(1039)를 사용하여 마스크, 웨이퍼스테이지(1006),(1016)의 위치를 검출하고, 또한 위치보정편향기(1012)를 사용하여 편향위치보정회로(1035)를 통하여 웨이퍼(1014)위로 전사될 패턴화상의 위치를 소망의 위치를 보정한다. 한 개의 소영역의 전사의 완료시에, 제어계(1040)는 마스크, 웨이퍼스테이지구동제어회로(1032),(1038)를 통하여 주사방향에 수직인 방향으로 마스크, 웨이퍼스테이지(1006),(1016)를 진행하고 또한 주사방향의 반대방향으로 진행한 다음에 선행의 소영역과 마찬가지 방식으로 웨이퍼위의 패턴에 대응하는 영역위에 패턴을 전사하기위해 다음의 소영역에 패턴을 주사하여 노광한다.

소영역을 순차적으로 주사되고, 또한 모든 소영역의 주사노광을 완료한 후에,소자패턴이 노광에 의해 웨이퍼(1014)위에 형성된다.

도 26은 이때의 주사노광경로를 나타낸다· 예를 들면, 20× 35(mm)칩에 대한 노광주사영역에 대하여 이하 설명한다. 웨이퍼(1014)위이 원호형상의 노광경로의 길이Sy는 5mm로 설정된다. 이 경우에, 주사회수는 20/5=4이다. 도 26에서 원호로 표시된 위치는 노광개시위치로 가정하면, 웨이퍼, 마스크스테이지(1016),(1006)은 방향Cx로 노광개시위치로부터 주사되고, 또한 제 1주사의 완료시에, 2개의 스테이지(1006),(1016)은, 주사방향에 수직인 방향Cy으로 웨이퍼에 대해서 5mm만큼 마스크에 대해서는 20mm만큼 이동되어 제 2주사의 개시위치 2개의 스테이지를 위치한다. 스테이지(6),(16)는 제 1주사방향의 반대방향으로 주사된다. 이동작을 반복함으로써, 두 번의 왕복주사의 합계로 1개의 칩에 대한 노광이 완료된다.

정류적으로, 전자빔노광장치에서는, 마스크(1005)위의 패턴을 웨이퍼(1014)위에 미리 형성된 패턴과 일치하고 노광에 의해 전사한다. 이 경우에, 두 개의 패턴은 고정밀도로 일치하여야 한다. 그러나, 웨이퍼(1014)는 패턴형성처리를 이미 행하였고 또한 웨이퍼자체가 확장되었거나 축소되었으므로, 마스크위의 패턴이 설계된 축비율로 노출되어도 일치정밀도가 낮아진다. 이 문제의 관점에서, 제어계(1040)는 노광될 웨이퍼(1014)의 확장/축소비율을 얻고, 이와 같이 얻은 확장/축소비율에 의거하여 배율제어회로(1036)를 통하여 축소전자광학계(1008)의 배율을 조정한다. 동시에, 제어계(1040)는 웨이퍼스테이지의 구동제어회로(138)의 셋업상태를 변경하여 설정된 배율에 대응하는 웨이퍼스테이지(1016)의 주사속도를 달성하고, 또한 제어계(1040)는 설정된 배율에 의거하여 웨이퍼스테이지(1016)의 단차이동거리를 변경한다.

[소자제소의 실시예]

상기한 전자빔노광장치를 사용하여 반도체소자를 제조하는 방법의 실시예에 대하여 이하 설명한다. 도 10은, IC, LSl, 액정소자, 박막자기헤드, 마이크로머신 등의 반도체칩인 마이크로소자의 제조시의 흐름을 도시한다. 스텝 1(회로설계)에서, 반도체소자의 회로설계를 한다. 스텝 2(마스크제조)에서, 설계된 회로패턴에 의해 형성된 마스크를 제조한다. 스텝 3(웨이퍼제조)에서 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다. 스텝 4(웨이퍼처리)은, 선처리공정으로 칭하고, 또한 제조된 마스크와 웨이퍼를 사용하여 리소그래피에 의해 실제의 회로가 형성된다. 다음의 스텝 5(조립)은, 후처리공정으로 칭하고, 여기서 스텝 4에서 얻은 웨이퍼를 사용하여 반도체칩을 조립하고, 이 공정은 조립공정(다이싱, 본딩). 패키징(캡슐화된 칩)등을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는, 스텝 5에서 조립된 반도체소자의 동작확인시험, 내구성시험 등의 검사를 행한다. 반도체소자는, 이들의 공정을 통해 완성되고 출하된다(스텝 7).

도 11은 웨이퍼공정의 상세흐름도를 도시한다. 스텝 11(산화)에서, 웨이퍼의 표면은 산화된다. 스텝 12(CVD)에서, 웨이퍼의 표면위에 절연막이 형성된다. 스텝 13(전극형성)에서, 웨이퍼위의 퇴적에 의해 전극을 형성한다. 스텝 14(이온주입)에서, 이온이 웨이퍼위에 주입된다. 스텝 15(레지스트처리), 웨이퍼위에 감광제를 도포한다, 스텝 16(노광)에서, 전자빔노광장치를 사용하여 마스크위의 회로패턴이 노광에 의해, 웨이퍼위에 프린트된다. 스텝 17(현상)에서, 노광된 웨이퍼는 현상된다. 스텝 18(에칭)에서, 현상된 레지스트화상이외의 부분이 에칭에 의해 제거된다. 스텝 19(레지스트제거)에서, 에칭후에 불필요하게 된 레지스트막을 제거한다. 이들의 공정을 반복적으로 행함으로써, 다수의 회로패턴이 웨이퍼위에 형성된다.

[실시예의 효과]

상기한 실시예에 의하면, 다음의 효과가 기대된다.

종래의 장치에 비해서 한층더 넓은 노광영역을 신속하게 그릴 수 있고, 따라서 처리량이 크게 개선될 수 있다.

원호형상의 전자빔의 크기와 형상을 제어하는 기능을 제공함으로써, 전자빔의 조사불균일성이 넓은 노광영역에 대해서 정정될 수 있고, 따라서 만족스러운 노광을 달성한다.

마스크로부터 전류전체에 대응하는 초점보정기능을 제공함으로써, 전자빔화상이 얼룩지는 것을 방지할 수 있고, 따라서 만족스러운 노광을 달성한다.

전자광학계와 웨이퍼스테이지구동회로유닛의 양자에 대한 전자축소비율을 제어하는 기능을 제공함으로써, 예를 들면 혼합과 일치등을 사용한 노광에서도 배율이 용이하게 보정될 수 있다.

노광기능과 중첩노광을 허용하는 마스크가 소자패턴의 분할노광시에 형성되므로, 분할된 패던의 스티칭정밀도(stitching precision)가 개선될 수 있다.

또한, 제 3실시예에 의하면, 전자빔원으로부터 나오는 전자빔은 원호형상의 전자빔으로서 효율적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 기술사상과 기술적 범위내에서 다양한 변형과 수정을 행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위를 공중에 알리기 위해, 다음의 클레임을 작성한다.

Claims

축소전자광학계를 통하여, 전자빔에 의해 형성된 화상을 노광될 대상물위에 투사하는 전자빔노광장치에 있어서,

노광될 대상물을 반송하는 반송수단과;

노광될 대상물의 방향으로 상기 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 조사수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 1항에 있어서, 전자빔의 상기 축소전자광학계를 통과할때에 생성된 수차를 보정하는 보정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장장치.
제 2항에 있어서, 상기 보정수단은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상의 단면에 반경벡터방향과 접선방향으로 상이한 발산작용이나 수렴작용을 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 수렴하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 3항에 있어서, 상기 보정수단은, 상기 조사수단으로부터 나오는 전자빔을 투과하는 원호형상의 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 1항에 있어서, 전자빔을 투과하는 부분과 전자빔을 차광하는 부분에 의해 형성된 패턴으로 형성된 마스크를 지지하는 지지수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 5항에 있어서, 상기 지지수단은 상기 조사수단과 상기 반송수단사이에서 마스크를 지지하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 6항에 있어서, 상기 축소전자광학계의 축에 수직인 평면에서 상기 지지수단과 상기 반송수단을 이동하는 구동수단을 부가하여 포함한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 7항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 지지수단과 상기 반송수단을 동기적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 1항에 있어서, 상기 조사수단은,

상기 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드와;

상기 구멍보드의 방향으로 평행한 전자빔을 방출하는 전자빔광원

을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 9항에 있어서, 상기 구멍보드는 상기 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 9항에 있어서, 상기 구멍보드는 상기 원호형상의 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 9항에 있어서, 상기 구멍보드는,

상기 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단과;

상기 원호형상의 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단

을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 9항에 있어서, 상기 구멍보드는 원호형상의 구멍의 각각의 위치에서 슬릿의 폭을 각각 조정하는 슬릿폭의 조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 1항에 있어서, 노광될 대상물에 입사된 전자빔의 전체량에 관련된 정보를 순차적으로 획득하는 획득수단과;

획득된 정보에 의거하여 상기 축소전자광학계의 초점위치를 순차적으로 보정하는 보정수단

을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 5항에 있어서, 노광될 대상물에 입사된 전사빔의 전체량에 관련된 정보를 순차적으로 획득하는 획득수단과;

획득된 정보에 의거하여 상기 축소전자광학계의 초점위치를 순차석으로 보정하는 보정수단

을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 15항에 있어서, 상기 획득수단은, 상기 지지수단에 의해 지지된 상기 마스크의 패턴의 좌표와 이 좌표에 대응하여 노광될 대상물의 위치에 입사되는 전자빔의 전제량의 추정값에 관련된 정보를 저장하는 메모리수단을 가지고, 또한 저장된 정보를 참조하면서 노광될 대상물에 입사하는 전자빔의 전체량과 관련된 정보를 순차적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 15항에 있어서, 상기 획득수단은, 노광될 대상물에 입사되는 전자빔의 전체량에 관련된 정보로서, 상기 지지수단에 의해 지지된 상기 마스크에 의해 산란된 전자의 양을 검출하는 산란된 전자검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광상치.
제 17항에 있어서, 상기 산란된 전자검출수단은 산란된 전자를 차광하는 차광부재에 의해 산란된 전자를 검출하고, 이 차광부재는 상기 축소전자광학계의 동공위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 7항에 있어서, 상기 구동수단은, 원호형상의 단면을 가지는 전자빔이, 원호를 동등하게 분할한 반경벡터방향으로가 노광될 대상물을 주사하도록 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 19힝에 있어서, 상기 구동수단은, 1주사의 완료시에 원호를 동일하게 분할하는 반경벡터방향에 수직인 방향으로, 원호형상의 단면을 가지는 전자빔이 노광출될 대상물에 입사되는 영역을 변경한 다음에 다음의 주사를 행하는 일련의 동작을 반복함으로써, 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하여 노광될 대상물위에 노광영역선체를 노광하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 20항에 있어서, 상기 구동수단은, 개별적인 주사에 의해 노광된 노광영역의 단부가 서로 중첩되도록 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치,
제 1항에 있어서, 상기 조사수단은,

광을 전자로 변화하는 광선변환수단과;

상기 축소전자광힉계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 광의 화상을 상기 광전변환수단의 광전변환면위에 투사하는 투사수단과 ;

노광될 대상물의 방향으로, 상기 광전변환표면으로부터 출력되는 전자를 가속하는 가속수단

을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 22항에 있어서, 상기 투사수단은,

상기 축소전자광학계를 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드와;

상기 구멍보드의 방향으로 평행광을 방출하는 광원과;

상기 구멍보드의 상기 구멍을 투과한 광의 화상을 상기 광전변환면위에 투사하는 투사광학계

를 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 23항에 있어서, 상기 투사수단은, 상기 구멍보드와 상기 투사광학계사이의 위치에서 마스크를 지지하는 지지수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 22항에 있어서, 전자빔이 상기 축소전자광학계를 통과할때에 생성된 수차를 보정하는 보정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 25항에 있어서, 상기 보정수단은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부에서 원호의 반경벡터방향과 접선방향으로 상이한 발산작용 또는 집속작용을 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 집속하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 25항에 있어서, 상기 보정수단은, 또한 상기 가속수단으로 기능하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 25항에 있어서, 상기 보정수단은, 상기 조사수단으로부터 나오는 전자빔을 투과하는 원호형상의 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 24항에 있어서, 전자빔에 수직인 평면에서 상기 지지수단과 상기 반송수단을 이동하는 구동수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 진자빔노광장치.
제 29항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 지지수단과 상기 반송수단을 동기적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 23항에 있어서, 상기 구멍보드는 상기 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 23항에 있어서, 상기 구멍보드는 상기 원호형상의 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 23항에 있어서, 상기 구멍보드는,

상기 원호형상의 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단과;

상기 원호형상의 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단

을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 24항에 있어서, 노광될 대상물에 입사되는 전자빔의 전체량에 관련된 정보를 순자적으로 획득하는 획득수단과;

획득한 정보에 의거하여 상기 축소전자광학계의 초점위치를 순차적으로 보정하는 보정수단

을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 34항에 있어서, 상기 획득수단은, 상기 지지수단에 의해 지지된 상기 마스크의 패턴의 좌표와 이 좌표에 대응하여 노광될 대상물의 위치에 입사된 전자빔의 전체량의 추정값에 관련된 정보를 저장하는 메모리수단을 가지고, 저장된 정보를 참조하면서 노광될 대상물에 입사된 전자빔의 전체량에 관련된 정보를 순차적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 34항에 있어서, 상기 획득수단은, 노광될 대상물에 입사하는 전자빔의 양 전체에 관련된 정보로서, 상기 지지수단에 의해 지지된 상기 마스크에 의해 산란된 전자의 양을 검출하는 산란된 전자검출수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 36항에 있어서, 상기 산란된 전자검출수단은, 산란된 전자를 차폐하는 차폐부재에 의해 산란된 전자를 검출하고, 이 차폐부재는 상기 축소전자광학계의 동공위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 24항에 있어서, 상기 구동수단은, 원호를 동등하게 분할한 반경벡터방향으로, 원호형상의 단면을 가지는 전자빔이 노광될 대상물을 주사하도록, 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 38항에 있어서, 상기 구동수단은, 1주사의 완료시에 원호를 동등하게 분할하는 반경벡터방향에 수직한 방향으로, 원호형상의 단면을 가시는 전자빔이 노광될 대상물에 입사하는 영역을 변경한 후에 다음의 주사를 행하는 일련의 동작을 반복함으로써, 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하여, 노광될 대상물위의 노광영역전제를 노광하는 것을 특징으로 하는 전사빔노광장치.
제 39항에 있어서, 상기 구동수단은, 개별적인 주사에 의해 노광된 노광영역의 단부를 서로 중첩하도록 상기 지지수단과 상기 반송수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 21항에 있어서, 광전변환수단의 광전변환면을 구동하는 동수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 1항에 있어서, 상기 조사수단은,

전자빔을 방출하는 전자빔광원과;

중심으로서 제 1축을 가지는 2개의 실린더형 표면전극을 가지고, 또한 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해, 상기 전자빔광원에 의해 방출된 전자빔을, 편향하는 제 1편향수단과;

상기 축소전자광학계의 축을 중심으로 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드;

를 가지고,

상기 조사수단은, 노광될 대상물의 방향으로 편향된 전자빔중에서, 상기 구멍보드의 상기 구멍을 투과하였고 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 42항에 있어서, 상기 조사수단은, 중심으로서 제 2축을 가지는 두 개의 실린더형 표면전극을 가지고, 또한 상기 제 1편향수단의 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 대향하는 방향으로 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해 제 1편향수단을 투과한 전자빔을 다시 편향하는 제 2편향수단을 구비하고, 상기 조사수단은, 노광될 목적물의 방향으로 상기 제 2편향수단에 의해 편향된 전자빔중에서, 상기 구멍을 투과하였고 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 43항에 있어서, 제 1, 제 2축은 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광상치,
제 43항에 있어서, 제 1, 제 2축은 상기 축소전자광학계의 축과 일치하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 44항에 있어서, 상기 전자빔광원의 축은 상기 축소전자광학계의 축으로부터 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 43항에 있어서, 전자빔이 상기 축소전자광학계를 통과할때에 생성된 수차를 보정하는 보정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 47항에 있어서, 상기 보정수단은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부에서 원호의 반경벡터방향과 접선방향으로 상이한 발산작용 또는 집속작용을 부여하기 위해 전사빔을 발산하거나 집속하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 48항에 있어서, 상기 보정수단은 상기 조사수단으로부터 나오는 전자빔을 투과하는 원호형상의 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 42항에 있어서, 전자빔을 투과하는 부분과 상기 전자빔을 차광하는 부분에 의해 형성된 패턴으로 형성된 마스크를 지지하는 지지수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 50항에 있어서, 상기 지지수단은 상기 조사수단과 상기 반송수단 사이의 위치에서 상기 마스크를 지지하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 51항에 있어서, 상기 축소전자광학계의 축에 수직인 평면에서 상기 지지수단과 상기 반송수단을 이동하는 구동수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
제 52항에 있어서, 상기 구동수단은 상기 지지수단과 상기 반송수단을 동기적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
전자빔을 방출하는 전자빔광원과;

중심으로서 제 1축을 가지는 2개의 실린더형표면전극을 가지고 또한 두 개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해, 상기 전자빔광원에 의해 방출된 전자빔을 편향하는 제 1편향수단

을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔발생장치.
제 54항에 있어서, 중심으로서 제 2축을 가지는 두 개의 실린더형 표면전극을 가지고, 또한 상기 제 1편향수단의 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 대향하는 방향으로 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해 상기 제 1편향수단을 투과한 전자빔을 다시 편향하는 제 2편향수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔발생장치.
제 55항에 있어서, 제 1, 제 2축은 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광장치.
구멍보드는, 축소전자광학계를 통하여, 전자빔에 의해 형성된 화상을 노광될 대상물위에 투사하는 전자빔노광장치에서 전자빔의 단면형상을 형성하고,

상기 구멍보드는, 중심으로서 공통의 축을 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 구멍을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 구멍보드.
제 57항에 있어서, 상기 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 구멍보드.
제 57항에 있어서, 상기 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 구멍보드.
제 57항에 있어서, 상기 구멍의 슬릿폭을 조정하는 슬릿폭의 조정수단과;

상기 구멍의 슬릿길이를 조정하는 슬릿길이의 조정수단

을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 구멍보드.
제 57항에 있어서, 상기 구멍의 개별적인 위치에서 슬릿의 폭을 개별적으로 조정하는 슬릿폭의 조정수단을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 구멍보드.
전자빔노광장치용 마스크는, 웨이퍼위에 노광될 패턴전체가 복수의 영역위에 분할적으로 형성되고,

인접한 영역사이의 공통의 패턴은 패턴이 분할되는 경계부분위에 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크.
축소전자광학계를 통하여 노출될 대상물위에 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법에 있어서,

상기 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 노광될 대상물위에서 주사함으로서 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
제 63항에 있어서, 전자빔이 상기 축소전자광학계를 통과할때에 생성선 수차를 보정하는 공정을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
제 64항에 있어서, 수차를 보정하는 공정은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부의 원호의 반경벡터방향과 접선방향으로 상이한 발산작용 또는 집속작용을 부여하기 위해 전자빔을 발산하거나 집속하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법에 있어서,

상기 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 두 개의 원호사이에 샌드위치지된 원호형상의 단면을 가지는 광의 화상을, 광전변환부재의 광전변환면위에 투사하는 공정과 :

노광될 대상물의 방향으로 광전변화면으로부터 출력된 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 가속하여 조사하는 공정과;

노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 주사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정

을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
제 66항에 있어서, 전자빔이 상기 축소전자광학계를 통과할때에 생성된 수차를 보정하는 공정을 부가하여 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
제 67항에 있어서, 수차를 보정하는 공정은, 전자빔에 의해 형성된 원호형상부에서 원호의 직경벡터방향과 접선방향으로 상이한 발산작용 또는 집속작용을 부여하기 위하여 전자빔을 발산하거나 집속하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전자빔노광방법에 있어서,

축으로서 제 1축을 가지는 2개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해, 전자빔에 의해 방출된 전자빔을 편광하는 공정과;

상기 축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드위에 편향된 전자빔을 조사하는 공정과;

노광될 대상물의 방향으로 구멍을 투과하였고 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 공정과;

노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사함으로써, 노광될 대상물위의 노광영역전체를 노광하는 공정

을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
축소전자광학계를 통하여 노광될 대상물위에, 전자빔에 의해 형성된 화상을 투사하는 전사빔노광방빕에 있어서,

중심으로서 제 1축을 가지는 두 개의 실린더형 표면전극을 횡단하는 전계에 의해, 전자빔광원에 의해 방출된 전자빔을 편향하는 공정과 :

중심으로서 제 2축을 가지는 두 개의 실린더형 표면전극을 횡단하고 또한 상기 전계의 방향에 대향하는 방향을 가지는 전계에 의해, 편향된 전자빔을 다시 편향하는 공정과;

축소전자광학계의 축을 중심으로서 가지는 2개의 원호사이에 샌드위치된 원호형상의 구멍을 가지는 구멍보드위에 편향된 전자빔을 조사하는 공정과;

노광될 대상물의 방향으로 구멍을 투과하였고, 또한 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 조사하는 공정과;

노광될 대상물위에 원호형상의 단면을 가지는 전자빔을 주사함으로써 노광될 대상물위에 노광영역전체를 노광하는 공정

을 구비한 깃을 특징으로 하는 전자빔노광방법.
제 l항의 전자빔노광장치를 사용하여 소자를 제조하는 것을 특징으로 하는 소자의 제조방법.