KR100329347B1 - 블랭킹 애퍼처 어레이 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템 - Google Patents

블랭킹 애퍼처 어레이 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템 Download PDF

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Abstract

BAA(blanking aperture array) 칩의 열화(deterioration)가 노출에 사용되는 대전 입자빔의 크기의 감소 없이 예방되는 대전 입자빔 리소그래피 시스템이 개시된다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 대전 입자빔 방출기 소스와, 칩 내에 배열된 복수의 애퍼처를 구비하는 칩을 포함한다. 상기 복수의 애퍼처는 상기 빔의 단면적이 미리 결정된 형상을 가질 수 있도록 상기 방출기 소스로부터 방출된 대전 입자빔의 모양을 형성시킨다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 노출 샘플에 패턴을 형성하기 위하여 상기 애퍼처를 통과하여 지나온 상기 대전 입자빔을 사용한다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 마스크 내에 관통된 복수의 애퍼처를 구비하는 마스크를 포함한다. 상기 복수의 애퍼처는 상기 칩 내에 배열된 상기 복수의 애퍼처와 동일한 방식으로 배열되며, 또한 상기 칩의 애퍼처의 크기와 임의의 배수 크기를 가진다. 상기 마스크는 상기 대전 입자빔 방출기 소스와 칩 사이에 상기 대전 입자빔이 지나가는 경로를 따라 상기 경로 상에 위치된다.

Description

블랭킹 애퍼처 어레이 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템{CHARGED-PARTICLE BEAM LITHOGRAPHY SYSTEM OF BLANKING APERTURE ARRAY TYPE}
본 발명은 전자빔과 같은 대전 입자빔을 사용하는 리소그래피 시스템에 관한 것이다. 좀더 상세하게, 본 발명은 블랭킹 애퍼처 어레이(BAA: Blanking Aperture Array) 리소그래피 방법을 사용하는 전자빔 리소그래피 시스템 내의 어레이에서 설정된 애퍼처를 구비하는 칩의 열화(deterioration)를 방지하는데 유용한 기술에 관한 것이다. 상기 애퍼처는 노출 샘플(구체적으로는, 웨이퍼)에 패턴을 형성하는데 사용된다.
전자빔과 같은 대전 입자빔을 사용하는 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 포토리소그래피 시스템보다 우수한 고해상도 리소그래피 시스템으로서 관심을 끌고 있다. 포토리소그래피 시스템과 비교해 볼 때, 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 고해상도 패턴을 유도할 수 있는 장점을 갖는다. 그러나, 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 낮은 처리량의 단점을 가진다. 블록 리소그래피법과 BAA 법과 같은 여러 방법이 처리량을 개선시키기 위해 여러 모로 제안되어 왔다. 본 발명은 BAA형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템에 관한 것이다. BAA 형의 전자빔 리소그래피 시스템은 미국 특허 번호 제 5,256,579호 등에 개시되어 있다.
BAA 법에 따라, BAA 칩이나 칩 내부에 배열된 수많은 미세한 애퍼처를 구비하는 칩은 대전 입자빔의 경로 상에 위치된다. 이리하여 상기 대전 입자빔은 수많은 미세한 빔으로 분할된다. BAA 칩은 상기 애퍼처와 결합되는 칩 면에 형성된 편향 전극을 구비한다. 전압이 전극에 가해지지 않을 때, 상기 애퍼처를 통과하는 미세한 빔은 상기 빔이 가는 그대로 조사된다. 전압이 상기 전극에 가해질 때는, 상기 애퍼처를 통과하는 상기 미세한 빔은 편향되고 차단된다. 이리하여, 애퍼처를 통과하는 미세한 빔의 온상태와 오프 상태는 개별적으로 제어될 수 있다. 상기 BAA칩에 의하여 전달되는 수많은 빔은 샘플 상에 일방향으로 소사(swept)하게 된다. 상기 샘플의 일부를 노출하는데 사용되어지는 미세한 빔은 턴온(turn on) 즉 전송된다. 결과적으로, 샘플 상의 한 점은 여러번 노출된다. 그러므로, 고노출 에너지가 가해질 수 있다. 더욱이 턴온되거나 턴오프되어지는 미세한 빔의 개수의 증가률 또는 감소률은 적당하게 된다. 이것은 초점을 미세하고 쉽게 조정할 수 있는 이점을 가져다준다.
BAA 형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템에서, 대전 입자 소스에서부터 방출된 대전 입자빔은 BAA 칩에 직접 조사된다. 이것은 BAA 칩의 미개방부(unopened part)가 열로 인해 손상되는 문제를 야기시킨다. 좀더 구체적으로, 이 빔은 상기 미개봉부에 조사되어 유지되므로, 상기 부분은 국부적으로 가열되거나 불순물이 상기 부분에 고착된다. 결과적으로, BAA 칩의 애퍼처의 패턴이 변형된다. 더욱이, BAA 칩이나, 특별히 편향 전극이 용융하는 일이 발생될 수 있다. 결국, BAA 칩은 열화되고 BAA 칩의 수명(service life)이 줄어든다.
위의 단점을 극복하기 위하여, 예를 들어, 공급되는 전류의 크기(대전 입자빔의 크기)를 감소시키기 위하여 가속 전압을 제한시키는 것을 생각해 볼 수 있다. 가속 전압은 대전 입자빔 소스의 음극과 양극에 공급된다. 따라서, 최종적으로 웨이퍼에 조사되는 상기 빔의 세기는 줄어든다. 이것은 상기 웨이퍼에 패턴을 이끌어내기 위하여 한 번의 투사당(per one shot) 조사 시간이 길어져야만 하기 때문에, 처리량이 감소되는 또다른 문제를 발생시킨다.
더욱이, 상기 리소그래피 시스템은 감소된 전류의 크기로 사용되어지는 것을생각해 볼 수 있다. 그러나, 만약 이 사용이 시간 연장 기간에 대하여 확장된다면, BAA 칩의 미개봉부는 열적으로 손상될 수 있다. 결국, 상기 전류의 크기가 줄어드는 기술은 효율적이라 검증되었다고 할 수 없다.
본 발명의 목적은 노출에 사용되는 대전 입자빔의 크기의 감소 없이 BAA 칩의 열화를 방지할 수 있는 대전 입자빔 리소그래피 시스템을 제공하는 것이다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 결국 고정밀도 노출을 유지하게 하고 BAA 칩의 수명을 연장하게 하는데 기여할 수 있다.
본 발명에 따라, 관련 기술의 상기 단점을 극복하기 위하여, 애퍼처를 구비하고 BAA 칩과 정합되는 마스크를 BAA 칩의 전방에 둔다. 따라서 BAA 칩의 미개봉부에 조사되는 대전 입자빔의 크기는 감소된다.
본 발명에 따라, 좀더 구체적으로, 대전 입자빔 방출기 소스, 및 칩 내에 배열된 복수의 애퍼처를 구비하는 칩을 포함하는 대전 입자빔 리소그래피 시스템이 제공된다. 상기 복수의 애퍼처는 대전 입자빔의 단면적이 미리 결정된 형상을 이룰 수 있도록 상기 방출기 소스로부터 방출된 대전 입자빔의 모양을 형성시킨다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 노출 샘플에 패턴을 이루기 위하여 상기 애퍼처를 지나간 대전 입자빔을 사용한다. 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템은 마스크 내에 관통된 복수의 애퍼처를 구비하는 마스크를 포함한다. 복수의 애퍼처는 상기 칩 내에 배열되는 복수의 애퍼처와 동일한 방식으로 배열되고, 또한 상기 애퍼처의 크기의 임의 배수 만큼의 크기를 가진다. 상기 마스크는 상기 대전 입자빔 방출기 소스와 칩 사이에 상기 대전 입자빔이 지나가는 경로를 따라 상기 경로 상에 위치된다.
본 발명의 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템의 구성에 따라, 상기 마스크는 상기 대전 입자빔 방출기 소스와 칩(BAA 칩) 사이에, 상기 대전 입자빔이 지나가는 경로를 따라, 상기 경로 상에 위치된다. 상기 마스크는 그 안에 관통된 복수의 애퍼처를 구비한다. 상기 복수의 애퍼처는 상기 BAA 칩에 관통된 상기 복수의 애퍼처와 동일한 방식으로 배열되고, 상기 애퍼처의 크기의 임의 배수인 크기를 가진다. 상기 방출기 소스로부터 방사되는 상기 대전 입자빔은 상기 마스크에 조사된다. 상기 마스크의 상기 애퍼처를 통하여 지나온 상기 조사된 빔의 일부는 상기 BAA 칩의 상기 대응 애퍼처에 조사된다. 상기 조사된 복수의 빔은 상기 애퍼처를 통과하여 그후 아래 방향(downstream)으로 지나간다. 상기 마스크의 개입(intervention)으로 말미암아, 상기 BAA 칩의 미개봉부에 조사되는 빔의 크기는 상기 방출기 소스로부터 방출되는 상기 대전 입자빔의 크기를 감소시키지 않고 감소될 수 있으며, 노출을 위해 사용될 수 있다.
결과적으로, 상기 BAA 칩의 미개봉부에 조사된 빔에 의해 야기된 열에 의한 손실은 상당히 감소 된다. 다르게 말하면, 상기 미개봉부는 국부적으로 가열되지 않고 불순물은 상기 미개봉부에 고착되지 않는다. 결과적으로, 상기 BAA 칩의 상기 애퍼처의 패턴의 변형이 방지될 수 있다. 더욱이, 상기 BAA 칩이 용융되는 단점도 극복할 수 잇다. 이것은 상기 BAA 칩의 열화(deterioration)를 방지하고, 종국적으로 고정밀도 노출과 상기 BAA 칩의 수명의 연장을 유지하는데 기여한다.
더욱이, 상기 대전 입자빔 리소그래피 시스템에서, 상기 마스크에 관통된 상기 애퍼처는 상기 BAA 칩에 관통된 상기 애퍼처와 동일한 모양을 가지며 또한 동일한 크기를 가질 수 있다. 이 경우에, 상기 마스크의 상기 애퍼처를 통해 전송된 빔은 있는 그대로의 상기 BAA 칩의 상기 대응 애퍼처를 통하여 지나갈 수 있다. 즉, 상기 BAA 칩의 상기 미개봉부에 조사된 상기 빔의 크기는 더 줄어들 수 있다. 본 발명의 전술한 장점은 좀더 효과적으로 작용할 수 있다.
대전 입자빔 리소그래피 시스템에서, 상기 마스크는 수평 방향으로 이동 가능한 스테이지 상에 장착될 수 있다. 본 발명의 전술한 장점을 활용하기 위해, 상기 마스크와 BAA 칩은 상기 마스크의 애퍼처와 상기 BAA 칩의 애퍼처가 서로 나란히 정열하도록 위치시키는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로 상기 마스크의 애퍼처와 BAA 칩의 애퍼처를 정확하게 나란히 정렬하는 것은 매우 어렵다. 이 경우에, 상기 스테이지는 수평 방향으로 이동된다. 이리하여, 상기 마스크와 BAA 칩의 상기 애퍼처는 쉽게 서로 나란히 정렬될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 장점은 좀더 효과적으로 활용될 수 있다.
더욱이, 대전 입자빔 리소그래피 시스템에서, 전자 렌즈가 마스크와 칩 사이에 삽입될 수 있다. 전자 렌즈는, 칩의 애퍼처 크기의 배수 크기인 상기 마스크 애퍼처 크기에 따라, 상기 칩 상에, 상기 마스크의 애퍼처를 통하여 지나간, 대전 입자빔에 의하여 나타난 애퍼처 패턴의 이미지를 형성한다. 본 발명의 전술한 이점을 효과적으로 적용하기 위하여, 상기 마스크의 애퍼처를 통하여 지나간, 대전 입자빔에 의하여 나타난 상기 애퍼처 패턴의 이미지는 상기 칩 상에, 또는 좀더 구체적으로는 상기 칩의 애퍼처 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 전자 렌즈는 상기 칩의 애퍼처 크기의 배수인 상기 마스크의 애퍼처 크기에 따라 상기 칩에 상기 애퍼처 패턴의 이미지를 정확히 형성하기 위해 사용된다. 이리하여, 본 발명의 전술한 이점은 좀더 효과적으로 활용된다.
더욱이, 전술한 대전 입자빔 리소그래피 시스템에서, 정렬 코일은 상기 마스크와 칩 사이에 삽입될 수 있다. 이 정렬 코일은 상기 애퍼처의 패턴 이미지를 상기 칩의 애퍼처와 나란히 정열하기 위해 사용된다. 상기 마스크의 애퍼처를 상기 BAA 칩의 애퍼처와 정렬하는 것은 스테이지를 적절히 수평 방향으로 이동시킴으로써 쉬워진다. 정렬의 정밀도가 항상 만족스러운 것은 아니다. 이 경우에, 정렬의 정밀도는 정렬 코일을 사용함으로써 개선시킬 수 있다. 이리하여 본 발명의 전술한 이점을 좀더 효과적으로 활용시킬 수 있다.
본 발명은 첨부되는 도면을 참조로 하여 아래에 개시되는 설명으로부터 좀더 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 해당 분야에 따른 BAA 리소그래피 유형의 전자빔 리소그래피 시스템에 포함된 노출 유닛의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 BAA 리소그래피 유형의 전자빔 리소그래피 시스템에 포함된 노출 유닛의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 도 2에서 도시된 실시예의 변형에 따른 예시도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전자총 11 : BAA 칩
12 : 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단 13 : 마스크
14 : 스테이지 15 : 스테이지 이동 기구
16 : 냉각 기구 17 : 전자 렌즈
18 : 정렬 코일
바람직한 실시예의 상세한 설명으로 나아가기 전에, 종래 기술과 본 발명 사이의 차이를 좀더 명확하게 이해하게 해주는 관련 첨부 도면을 참조로 하여 종래 BAA 유형의 전자빔 리소그래피 시스템이 설명되어질 것이다.
일례로 BAA 유형의 전자빔 리소그래피 시스템을 취함으로써 설명을 하고자 한다. 본 발명은 임의의 BAA 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템에서 구현될 수 있다.
도 1은 해당 분야에 따른 BAA 리소그래피 유형의 전자빔 리소그래피 시스템에 포함된 노출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한다. 도면에서, 전자총(10), BAA 칩(11), 및 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)이 도시되어 있다. 전자총(10)은 노출에 사용되는 전자빔을 방출한다. BAA 칩(11)은 빔의 단면적이 직사각형이 될 수 있도록 입사 전자빔의 모양을 형성하기 위해 배열된 복수의 애퍼처(도면에서 4개의 애퍼처(P1 내지 P4))를 구비한다. 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(전자 렌즈, 편향기, 빔 편향 정정 코일 등)은 전자총(10)과 BAA 칩(11) 사이에 삽입된다. 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단은 전자총(10)으로부터 방출된 전자빔(EB)을 수렴시키고 편향시키며, 상기 빔의 편향을 보정한다.
전술한 구성에서, 전자총(10)으로부터 방출된 전자빔(EB)은 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)에 의하여 수렴되고 편향되며, 상기 수단에 의하여 상기 빔의 편향이 보정된다. 그후 전자빔(EB)은 BAA 칩(11)에 조사된다. 도면에서 빗금친부분(A)은 전자빔이 조사되는 BAA 칩(11) 상의 영역을 나타낸다. BAA 칩(11)에 조사된 전자빔은 애퍼처(P1 내지 P4)를 통하여 지나가고 이것에 의하여 직사각형 단면을 갖는 빔(PB1 내지 PB4)이 아래 방향으로 전송된다. 상기 BAA 칩(11)의 아래 방향으로 배열된 성분은 당업자에 의하여 일반적으로 공지된 통상의 BAA 유형의 리소그래피 시스템의 성분과 동일하다. 그러므로 이 성분이 특별히 도시되지는 않을 것이다. 예를 들어, 상기 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)에 의하여 전송된 상기 빔(PB1 내지 PB4)의 온상태 및 오프상태(투과 및 차단)는 블랭킹 편향기에 의하여 조정된다. 상기 빔의 단면적은 감축 렌즈에 의하여 크기가 줄어든다. 상기 빔이 애퍼처 스탑(stop)에 의하여 미리 결정된 형상으로 재 형성되고 나서, 상기 빔은 투사 렌즈를 통하여 웨이퍼에 조사된다. 이 때, 주 편향기와 부 편향기가 상기 웨이퍼에 상기 빔을 위치시키기 위해 사용된다. 결과적으로, 조사된 빔에 의하여 나타난 패턴이 상기 웨이퍼에 유도된다(상기 웨이퍼는 노출된다). 이리하여, 상기 웨이퍼에는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)에 의하여 전송된 빔(PB1 내지 PB4)를 사용하여 패턴이 만들어진다.
전술한 바와 같이, 종래의 BAA 형 리소그래피 시스템의 구성에서, 전자총(10)으로부터 방출된 전자빔(EB)은 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)을 경유하여 BAA 칩(11)에 직접 조사된다. 이것은 BAA 칩(11)의 미개봉부(빗금부(A))가 열로 인해 손상되는 문제를 야기한다. 구체적으로, 상기 빔이 미개봉부에 조사되어 유지되기 때문에, 상기 부분은 국부적으로 가열되거나, 불순물이 상기 부분에 고착된다. 결과적으로 상기 BAA 칩(11)의 애퍼처(애퍼처(P1 내지 P4))의 패턴은 변형된다. 더욱이, 몇몇 경우에는, BAA 칩(11)이 용융된다. 이것은 BAA 칩(11)이 열화되며 BAA 칩의 수명이 줄어드는 문제를 야기한다. 만약 BAA 칩(11)의 패턴 모양이 변화된다면, 웨이퍼에 최종적으로 유도되는 패턴의 모양도 따라서 변화된다. 이것은 노출의 정밀도를 저하시킨다.
전자빔을 사용하는 BAA 유형의 리소그래피 시스템에 잠재해 있는 문제가 설명되었다. 이 동일한 문제가 예를 들어 이온빔을 사용하는 리소그래피에도 적용된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 BAA 리소그래피 유형의 전자빔 리소그래피 시스템에 포함된 노출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2에서, 도 1에 도시된 것과 동일한 참조 번호는 동일한 성분을 지시한다. 동일한 성분의 설명은 생략될 것이다.
이 실시예에 따른 전자빔 리소그래피 시스템 구성의 특징은 도 1에서 도시된 구성의 특징과 동일하다. 이 구성의 다른 특징이 아래에서 설명될 것이다. 즉, (1) 마스크(13)가, 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)과 BAA 칩(11) 사이에, 전자빔(EB)이 진행하는 경로를 따라, 상기 경로 상에 위치된다. (2) 상기 마스크(13)가 장착되는 스테이지(14)는 수평 방향으로 이동 가능하게 포함된다. 즉, 상기 스테이지는, 하나의 방향, 상기 방향에 직각인 방향, 및 상기 전자빔(EB)이 진행하는 일방향에 직각인 평면 상에서 회전 운동 방향으로 이동 가능하다. (3) 스테이지 이동 기구(15)가 상기 스테이지(14)를 이동시키기 위해 포함된다. (4) 냉각제를 사용하는 냉각 기구(16)가 상기 스테이지를 냉각시키기 위해 포함된다. (5) 전자 렌즈(17)가 스테이지 위에 상기 마스크(13)를 구비하는 상기 스테이지(14)와 상기 BAA 칩(11) 사이에 삽입된다. (6) 정렬 코일(18)이 상기 전자 렌즈(17)와 BAA 칩(11) 사이에 삽입된다.
상기 마스크(13)는 상기 마스크 내에 관통된 복수복수퍼처(도면에서 4개의 애퍼처(Q1 내지 Q4))를 구비한다. 상기 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 상기 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 방식으로 배열된다. 상기 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 상기 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 형상(도면에서 직사각형 형상)과 동일한 크기를 가진다. 예를 들어, 상기 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)가 10㎛ × 10㎛의 크기를 가진다고 가정하자. 이 경우에, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 10㎛ × 10㎛의 동일한 크기를 가진다. 더욱이, 상기 마스크(13)와 BAA 칩(11)은 실리콘으로 제조된다.
전술한 구성에서, 전자총(10)으로부터 방출된 전자빔(EB)은 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)에 의하여 수렴 및 편향되고, 상기 수단에 의하여 보정된 빔의 편향을 받는다. 그후, 전자빔(EB)은 상기 마스크(13)에 조사된다. 도면에서 빗금친 부분(B)은 상기 전자빔이 조사되는 상기 마스크(13)의 영역을 나타낸다. 상기 마스크(13)에 조사된 전자빔은 상기 애퍼처(Q1 내지 Q4)를 통하여 진행하는 동안 직사각형으로 형성된 빔 단면적을 갖는다. 빔(QB1 내지 QB4)은 아래 방향으로 전송되어 상기 BAA 칩(11)에 조사된다.
상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)에 의하여 전송된 빔(QB1 내지 QB4)은 BAA 칩(11)에 조사된다. 이 때, 상기 스테이지(14)가, 필요하다면, 상기 스테이지 이동 기구(15)에 의하여 수평 방향으로 적절하게 이동된다. 이리하여 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)가 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 정렬된다. 더욱이, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)에 의하여 전송된 빔(QB1 내지 QB4)에 의하여 나타내진 애퍼처의 패턴 이미지가 전자 렌즈(17)에 의하여 BAA 칩(11) 상에 형성된다. 상기 애퍼처의 패턴 이미지는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 정렬된다. 그러므로, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)를 통해 전송된 빔(QB1 내지 QB4)은 BAA 칩(11)의 대응 애퍼처(P1 내지 P4)를 통하여 대체적으로 진행할 것이다.
BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)에 의하여 전송된 빔(PB1 내지 PB4)은 광학적으로 처리되고 최종적으로 도 1과 관련하여 기술된 바와 같이 웨이퍼에 조사된다. 상기 빔은 주 편향기 부 편향기에 의하여 웨이퍼 상에 위치된다. 그 후에, 이에 따라 상기 웨이퍼에는 대응하여 패턴이 만들어진다.
이 실시예의 전자빔 리소그래피 시스템의 구성에 따라, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 방식으로 배열된다. 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 형상과 동일한 크기를 가진다. 애퍼처(Q1 내지 Q4)를 구비하는 상기 마스크(13)는 BAA 칩(11)의 윗방향에 위치된다. 그러므로, 상기 전자총(10)으로부터 방출되는 전자빔(EB)이 BAA 칩(11)에 직접 조사되는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)를 통해 전송된 빔(QB1 내지 QB4)은 그대로 BAA 칩(11)의 대응 애퍼처(P1 내지 P4)를 통하여 진행될 수 있다. 상기 마스크(13)의 개입으로 인하여, BAA 칩(11)의 미개봉부에 조사되어지는 빔의 크기는 확실히 감소(이 실시예에서는 실질적으로 0으로 감소)될 수 있다. 이제, 상기 빔 크기의 감소는 전자총(10)(전자빔(EB))으로부터 방출된 전류(current)의 크기를 임의 감소하여 달성될 수 없다.
결과적으로, 빔에 의하여 야기된 BAA 칩(11)의 미개봉부의 열로 인한 손상은 실질적으로 제거될 수 있다. BAA 칩(11)의 애퍼처 패턴의 변형은 방지될 수 있다. 이밖에, 용융되는 단점도 극복될 수 있다. 이것은 BAA 칩(11)의 열화를 방지하고 고정밀 노출을 유지하고 BAA 칩의 수명을 연장하는데 기여한다.
더욱이, 냉각 기구(16)는 스테이지 상에 장착된 상기 마스크(13)를 구비하는 상기 스테이지(14)를 냉각시키기 위해 포함된다. 결과적으로, 열로 인한 손상이 감소될 수 있다. 상기 열손상은, 전자총(10)으로부터 방출되는 전자빔(EB)이 상기 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12)을 경유하여 상기 마스크(13)의 미개봉부(빗금친 부분(B))에 직접 조사되어 유지될 때, 발생한다. 이것은 종국적으로 상기 마스크(13)의 사용 기간을 연장하는데 기여한다.
더욱이, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 형상과 크기를 구비한다. 더욱이, 상기 마스크(13)는 BAA 칩(11)과 동일한 재료(실리콘)으로 제조된다. 그러므로, 상기 마스크(13)는 부분적으로는 BAA 칩(11)과 동일한 제조 공정으로 제조될 수 있다. 이것은 제조 공정의 단순화를 용이하게 한다.
더욱이, 상기 마스크(13)는 실리콘 대신에 몰리브덴(Mo)이나 플라티늄(Pt)과 같은 금속 재질로 제조될 수 있다. 이것은 상기 마스크(13)가 기계 가공을 통하여 제조될 수 있도록 하는 장점을 제공한다.
전술한 실시예에서, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)와 동일한 직사각형 형상을 구비한다. 상기 마스크의 애퍼처(Q1 내지 Q4)의 형상이 항상 BAA 칩의 애퍼처(P1 내지 P4)의 형상과 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 마스크의 애퍼처는 원형이나 삼각형, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 심지어 이러한 경우에, 전술한 실시예의 장점과 동일한 장점이 활용될 수 있다. 그러나, 상기 장점이 적용되는 범위는 동일하지 않을 수 있다.
더욱이, 전술한 실시예에서, 상기 마스크(13)의 애퍼처(Q1 내지 Q4)의 수는 BAA 칩(11)의 애퍼처(P1 내지 P4)의 수와 동일하다. 상기 마스크(13)를 관통하는 애퍼처의 수가 항상 BAA 칩(11)에 관통된 애퍼처의 수와 동일할 필요는 없다. 단지 상기 마스크(13)의 애퍼처는 상기 BAA 칩(11)의 애퍼처 보다 더 커야만 한다. 도 3은 일례를 도시한다.
도 3은 (BAA 칩(11a)과 마스크(13a)를 포함하는) 변경된 BAA 칩(11)과 마스크(13)를 구비하는 일변형된 형상을 개략적으로 도시한다. 여기에서, 다른 성분 {전자총(10), 빔 수렴/편향 및 편향 보정 수단(12), 스테이지(14), 스테이지 이동 기구(15), 냉각 기구(16), 전자 렌즈(17), 및 정렬 코일(18)}은 간결을 위해 도시되지 않았다. 빗금친 부분(B')은 전자빔이 조사되는 상기 마스크(13a)의 영역을 나타낸다.
도 3에서 도시된 바와 같이, BAA 칩(11a)은 x 방향으로 배열된 2개의 애퍼처와, 인접 컬럼 사이가 동일한 거리를 갖게 y 방향으로 배열된 2개씩 4열의 애퍼처(8개의 애퍼처)를 구비한다. 대조적으로, 상기 마스크(13a)는 상기 BAA 칩(11a)의 애퍼처에 대응하여 8개의 애퍼처를 구비한다. 상기 마스크(13a)는 인접하는 컬럼 사이가 동일한 거리를 갖게 y 방향으로 배열된 2열의 추가적인 애퍼처(4개의 애퍼처)를 더 구비한다.
이 변형에서도, 도 2에 도시된 실시예와 마찬가지로, 상기 스테이지에 장착된 상기 마스크(13a)를 구비하는 상기 스테이지(14)는 수평으로 이동된다. 이리하여, 상기 마스크(13a)의 애퍼처는 BAA 칩(11a)의 애퍼처와 정렬된다. 그러나, 정렬의 정밀도가 항상 충분히 만족스럽지는 못하다. 그러므로, 상기 마스크(13a)에는, 도시된 바와 같이, 여분의 애퍼처(4개의 애퍼처)가 제공된다. 이것은 (도면에서 y 방향으로) 상기 마스크(13a)의 수평 이동으로부터 유도된 위치 변동이 2열의 애퍼처와 동일한 길이 만큼 허용 될 수 있는 장점을 제공한다.
이 실시예와 변형은 전자빔이 대전 입자빔으로 사용된다고 하는 가정 하에 설명되었다. 본 발명의 요지로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명은 상기 빔이 대전 입자빔인 경우에 한해 어떤 특정한 종류의 빔으로만 제한되지는 않을 것이다. 예를 들어, 이온빔이 사용될 수도 있다.
지금까지 기술된 바와 같이, 본 발명에 따라, 특정한 애퍼처를 구비하는 마스크가 대전 입자빔 방출기 소스와 BAA 칩 사이에서 대전 입자빔이 진행하는 경로를 따라 상기 어느 경로 상에 위치되는 대전 입자빔 리소그래피 시스템이 제공된다. 결과적으로, BAA 칩의 열화는 노출에 사용되는 대전 입자빔의 크기의 감소 없이도 방지될 것이다. 종국적으로, 고정밀도 노출이 유지될 수 있고 BAA 칩의 수명이 연장될 수 있다.

Claims (5)

  1. 대전 입자빔 방출기 소스와, 상기 방출기 소스로부터 방출된 대전 입자빔의 단면적이 미리 결정된 형상을 나타낼 수 있도록 상기 방출기 소스로부터 방출된 대전 입자빔의 형상을 성형하기 위한 복수의 애퍼처 및 상기 복수의 애퍼처를 통과한 상기 대전 입자빔을 사용하여 노출 샘플의 패턴을 형성하기 위하여 배열된 복수의 편향 전극을 구비하는 칩을 포함하는 대전 입자빔 리소그래피 시스템으로서,
    상기 칩 안에 배열된 상기 복수의 애퍼처와 동일한 방식으로 배열되며 또한 상기 칩 안에 관통된 상기 애퍼처의 크기의 임의의 배수 크기를 가지는 복수의 애퍼처를 구비하는 마스크를 더 포함하는데,
    상기 마스크는 상기 대전 입자빔 방출기 소스와 상기 칩 사이에서 상기 대전입자빔이 진행하는 경로를 따라 상기 경로 상에 위치되는 대전입자빔 리소그래피 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 마스크 내에 관통된 상기 애퍼처는 상기 칩 내에 관통된 상기 애퍼처와 동일한 형상과 크기를 가지는 대전 입자빔 리소그래피 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마스크는 수평 방향으로 이동 가능한 스테이지 상에 장착되는 대전 입자빔 리소그래피 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 칩의 애퍼처의 크기의 배수인 상기 마스크의 상기 애퍼처의 크기에 따라 상기 칩 위에 상기 마스크의 상기 애퍼처를 통하여 지나간 상기 대전 입자빔에 의하여 나타내진 상기 애퍼처의 패턴 이미지를 형성하기 위한 전자 렌즈가 상기 마스크와 칩 사이에 삽입되는 대전 입자빔 리소그래피 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 애퍼처 패턴의 상기 이미지와 상기 칩의 상기 애퍼처들을 정렬하기 위한 정렬 코일이 상기 마스크와 칩 사이에 삽입되는 대전 입자빔 리소그래피 시스템.
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