KR100337596B1 - 다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그라피 시스템 - Google Patents

다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그라피 시스템 Download PDF

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Abstract

단순화된 안정 대기 시간 제어 유니트의 회로를 구비하는 다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그래피 시스템이 개시되었다. 안정 대기 시간 제어 유니트는, 컬럼 사이에서 동시 노출을 실현시키기 위해 필요한 주 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어한다. 대전 입자 빔 리소그래피 시스템은, 노출 패턴 데이터에 따라 대전 입자 빔을 노출 샘플 상에서 편향 및 주사시킴으로써 노출 샘플을 패턴닝하기 위한 다수의 컬럼을 구비한다. 대전 입자 빔 리소그래피 시스템은 컬럼 사이에서 동시 노출을 실현시키기 위해 필요한 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트를 포함한다. 안정 대기 시간 제어 유니트는, 컬럼 내의 편향기 조정 회로로부터 출력된 편향 데이터 항목 변화의 크기를 서로 비교하고 최대 값을 선택하기 위한 회로를 포함한다. 안정 대기 시간 제어 유니트는, 선택된 최대 값의 변화 크기에 따라 모든 컬럼에 대한 안정 대기 시간을 결정하기 위한 회로를 더 포함한다.

Description

다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그라피 시스템{MULTICOLUMN CHARGED-PARTICLE BEAM LITHOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 전자빔과 같은 대전된 입자 빔을 사용하는 리소그라피(lithography) 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그래피 시스템 내의 주 편향기에 연결된 각 증폭기에 대한 안정 대기 시간을 제어하는 기술에 관한 것이다. 여기에서, 다중 컬럼의 대전 입자 빔 리소그래피 시스템은 노출 패턴 데이터에 따라 웨이퍼 상에 전자빔을 편향시키고 주사시킴으로써 노출 샘플(특히 웨이퍼)을 패턴닝하기 위한 다수의 컬럼을 구비한다.
최근에, 전자 빔 또는 이온빔과 같은 대전된 입자 빔을 사용하는 리소그래피 방법 또는 X-선을 사용하는 새로운 리소그래피 방법이 연구되어 왔고, 실제 사용되어 왔다. 이러한 방법은, 더 높은 밀도의 소자를 갖는 집적 회로를 생산하는 경향에 기인하여, 한 때 정밀 패턴닝의 주류이었던 포토리쏘그래피를 대체할 것으로 기대된다. 전자빔을 사용하여 웨이퍼를 패턴닝하기 위한 전자 빔 리소그래피 시스템은 포토리소그래피 시스템이 제공하는 것보다 더 높은 해상도를 특징으로 한다. 그러나, 전자 빔 리소그래피 시스템은 낮은 작업량의 단점을 갖는다. 작업량을 개선시키기 위하여, 블록 리소그래피 방법 또는 블랭킹 어퍼춰 배열(BAA) 방법이 고안되었다. 이들 방법 외에도, 다중 컬럼 전자 빔 리소그래피 시스템이 유효한 것으로 생각된다. 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템이 단지 증가한 수의 컬럼만을 구비한다면, 이러한 리소그래피 시스템이 상호 인접하여 위치한 다수의 종래의 단일 컬럼 전자 빔 리소그래피 시스템(예컨대, 도 1에 도시된 것)에 대해 장점을 갖는다고 말할 수 없을 것이다. 하지만, 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템은 공간의 관점에서는 유리하다. 제어 유니트가 공통으로 사용되고, 형성될 패턴이 다수의 컬럼에 대해 동일하도록, 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템이 설계된다면, 리소그래피 시스템은 효과적일 것이다.
그러나, 컬럼이 서로 다르다면, 동일한 신호가 컬럼에 제공되어 동일한 패턴을 형성하도록 컬럼이 웨이퍼를 노출시킬 때, 컬럼 사이에서 부정합이 발생한다. 이러한 부정합은 노출이 정상적으로 달성될 수 없는 문제점을 야기한다. 컬럼 사이에서 발생하는 치명적인 부정합은 주 편향기에 의해 소비되는 안정 시간 사이에서의 부정합이다. 주 편향기에 의해 소비될 안정 시간은 주 편향기가 광을 편향시키는 편향의 위치가 변경 및 안정될 때까지 요구되는 시간이다. 안정 시간은 주 편향기의 특성 또는 이전 편향 위치와의 차이에 따라 변화한다. 대기 시간 결정 유니트 및 대기 시간 카운터로 구성된 안정 대기 시간 제어 유니트는 각 컬럼에 관련하여 포함된다. 그러나, 이러한 점은 리소그래피 시스템의 회로 크기가 증가하는 문제점을 야기한다.
본 발명의 목적은, 단순화된 안정 대기 시간 제어 유니트로 이루어진 회로를 구비하고, 주 편향기에 포함된 증폭기를 위해 안정 대기 시간 제어를 확장할 때 효율의 개선에 기여할 수 있는 대전 입자 빔 리소그래피 시스템을 제공하는 것이다. 안정 대기 시간 제어 유니트는, 컬럼 사이의 동시 노출을 실현시키기 위하여, 주 편향기에 연결된 각 증폭기에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어한다.
본 발명에 따라 상기 목적을 달성하기 위하여, 대전된 입자 빔을 노출 패턴 데이터에 따라 노출 샘플 상에서 편향시키고 주사시킴으로써, 노출 샘플을 패턴닝하기 위한 다수의 컬럼을 구비하는 대전 입자 빔 리소그래피 시스템이 제공된다. 대전된 입자 빔 리소그래피 시스템은, 컬럼 사이의 동시 노출을 실현시키기 위해 필요한 주 편향기에 연결된 각 증폭기에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하기 위한 제어 유니트를 더 포함한다. 제어 유니트는, 컬럼 내에 포함된 주 편향기 조정 회로로부터 출력된 편향 데이터의 변화 크기를 서로 비교하고, 최대 값을 선택하기 위한 회로를 포함한다. 제어 유니트는 선택된 최대 값의 변화 진폭에 따라 모든 컬럼을 위한 안정 대기 시간을 결정하기 위한 회로를 더 포함한다.
본 발명의 대전된 입자 빔 리소그래피 시스템의 구성에 따라, 편향 데이터 중 변화 크기 사이에서 최대 값이 선택된 후, 최대 값 변화 진폭에 따라 안정 대기 시간이 모든 컬럼을 위하여 결정된다. 관련 기술 분야에서 수행되는 "이중 계수(double counting)"에 대한 낭비적인 계수 동작은 방지될 수 있다. 더욱이, 안정 대기 시간을 결정하기 위한 하나의 회로(대기 시간 결정 유니트)만이 컬럼과의 접속부에 포함된다. 이러한 점은 단순한 회로의 구현을 가능하게 하고, 안정 대기 시간 제어를 확장할 때 효율의 개선에 크기 기여한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 이하에서 설명되는 명세서로부터 보다 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 전자 빔 리소그래피 시스템이 본 발명의 실시예에 따라 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 한 컬럼을 구성하는, 블록 노출 방법을 사용하는 전자 빔 노출 장치의 전형적인 구성예를 도시하고, 동시에 구성의 부분을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 3은, 각 커럼에 1대 1 대응되게 포함되고, 주 편향기에 연결된 증폭기에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하는 안정 대기 시간 제어 유니트를 구비하는 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 주요 유니트의 구성을 도시하는 블록도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 노출 부분 11 : 전자총
12,14,26 : 렌즈 13,27 : 마스크
15 : 편향기 16,17 : 대향 렌즈
18 : 블록 마스크 19-22 : 마스크 편향기
23 : 다이내믹 초점 코일 24 : 다이내믹 스티그메이터(stigmator) 코일
25 : 블랭킹 편향기 28,29 : 투사 렌즈
30 : 편향기 31 : 부 편향기
33 : 스테이지 40 : 제어 부분
본 발명이 블록 리소그래피 시스템을 사용하여 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템으로 실현되는 실시예에 대해 설명된다.
전자 빔을 사용하여 패턴을 구성하는 전자 빔 리소그래피는 전자 빔의 단면이 수십 나노메터로 좁아질 수 있는 특성을 갖는다. 다른 특성은 폭에서 1 μm 이하의 미세 패턴이 구성될 있다는 점이다. 그러나 전자빔을 사용하는 리소그래피는 한 번(with one stroke)에 화상을 구성하는 구성 방법이다. 패턴이 더 미세할수록, 사용된 빔은 더 가늘어진다. 이러한 점은 매우 긴 노출 시간을 초래한다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 블록 리소그래피 방법이 발명되었고, 실제 사용되어 왔다.
반복 그래픽을 작성하는 방법인 블록 리소그래피 방법은 이하에서 간략히 기술된다. 즉, 각각이 단위 패턴 또는 반복 그래픽으로 작용하는 몇 가지 기본 패턴을 한정하기 위한 구멍을 갖는 블록 마스크에 대해 기술한다. 단위 패턴을 동시에 생성하기 위하여, 빔은 블록 마스크의 구멍 중 원하는 구멍에 의해 투과된다. 이러한 패턴은 노출 샘플 상에 조사되어 연결된다. 블록 리소그래피 방법은 기본 미세패턴이 노출될 거의 모든 영역에 반복적으로 조사될 때 매우 효과적인 것으로 밝혀졌다.
도 1은, 전자 빔 리소그래피 시스템이 본 발명의 실시예에 따라 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 한 컬럼을 구성하는, 블록 노출 방법을 사용하는 전자 빔 노출 장치의 전형적인 구성예를 도시하고, 동시에 구성의 부분을 도시한다.
도시된 바와 같이, 전자 빔 리소그라피 시스템은 노출 유니트(10)와 제어 유니트(40)를 포함한다. 점선으로 둘러싸인 부분(CLM)은 "컬럼"이라 불린다. 컬럼(CLM)은, 전자총(11), 렌즈(12), 마스크(13), 렌즈(14), 편향기(15), 렌즈(16과 17), 블록 마스크(18), 마스크 편향기(19 내지 22), 다이내믹 초점 코일과 다이내믹 스티그메이터(stigmator) 코일(23 및 24), 블랭킹 편향기(25), 렌즈(26), 마스크(27), 조사 렌즈(28 및 29), 주 편향기(30) 및 부 편향기(31)를 포함한다. 전자총(11)은 전자빔을 방출한다. 렌즈(12)는 방출된 전자빔을 평행 빔으로 만든다. 마스크(13)는 전자빔이 직사각형 단면을 갖도록 전자빔을 형상화하는 구멍을 갖는다. 렌즈(14)는 형상화된 전자빔을 집중시킨다. 편향기(15)는 형상화된 전자빔이 방출되는 블록 마스크(18)상의 방출 위치를 편향시킨다. 렌즈(16과 17)는 전자빔 진행 방향을 따라 서로 대향되게 배치된다. 블록 마스크(18)는 전자빔이 원하는 단면을 갖도록 전자빔을 재-형상화하기 위한 구멍(투사 패턴)을 갖는다. 마스크 편향기(19 내지 22)는 블록 마스크(18) 상에서 전자빔을 편향시키고, 원하는 투사 패턴에 의해 투과된 전자빔을 광 축을 향해 되돌림으로써 원하는 투사 패턴을 선택한다. 다이내믹 초점 코일과 다이내믹 스티그메이터(stigmator) 코일(23 및 24)은 전자빔을 편향 및 보정한다. 블랭킹 편향기(25)는 전자빔을 차단하거나 통과시킨다. 렌즈(26)는 전자빔의 단면을 감소시킨다. 마스크(27)는 전자빔이 원형 단면을 갖도록 전자빔을 재-형상화시키는 구멍을 갖는다. 조사 렌즈(28 및 29)는 재-형상화된 전자빔을 노출 샘플(웨이퍼(W)) 상에 방출한다. 주 편향기(30)와 부 편향기(31)는 빔을 웨이퍼(W) 상에 정렬시킨다.
게다가, 마스크 스테이지(32)는 블록 마스크(18)를 지지하고, 이를 수평 방향으로 이동시킨다. 웨이퍼 스테이지(33)는 웨이퍼(W)를 장착시켜 수평 방향으로 이동할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(33)는 도시되지는 않았지만 적절한 진공이 유지되게 컬럼(CLM)에 접속된 챔버 내에 위치한다. 웨이퍼 스테이지(33)는 좌표로 표시되는 스테이지의 위치를 검출하기 위한 수단(레이저 간섭계)과, 위치 검출의 결과에 따라 스테이지를 이동시키기 위한 스테이지 이동 메커니즘에 연결된다.
제어부(40)는, 중앙 처리 유니트(CPU)(41), 저장매체(42), 인터페이스(43), 노출 시퀀스 제어기(44), 데이터 메모리(45), 주 편향기 보정 회로(adjusting circuit)(46), 클록 생성 유니트(47), 및 패턴 생성 유니트(48)를 포함한다. 중앙 처리 유니트(CPU)(41)는 전자빔 리소그라피 시스템의 전체를 제어한다. 저장매체(42)는 시스템 버스(BUS)를 통해 CPU(41)에 연결되고, 집적 회로에 관련되는 설계 데이터 등이 기록 매체(42)에 저장된다. 인터페이스(43)는 시스템 버스(BUS)를 경유하여 CPU(41)에 연결된다. 노출 시퀀스 제어기(44)는 인터페이스(43)로부터 전달된 노출 개시/종료 정보에 따라 노출의 일반적인 시퀀스를 제어한다. 패턴 형성 데이터와, 블록 마스크(18)에 관련되고 인터페이스(43)로부터 전달된 데이터는 데이터 메모리(45)에 저장된다. 데이터 메모리(45)로부터의 데이터 출력은 노출 시퀀스 제어기(44)에 의해 제어된다. 주 편향기 보정 회로(46)는 노출 시퀀스 제어기(44)의 제어 하에서 데이터 메모리(45)로부터 판독된 주 편향기 편향 데이터에 따라 보정 값을 계산한다. 이러한 보정 값은 주 편향기(30)에 의해 이루어지는 편향 진폭을 보정하기 위하여 사용된다. 클록 생성기(47)는, 노출 시간 데이터, 노출 시간 보정 데이터 및 안정 대기 시간 데이터를 사용하여 계산 클록 및 블랭킹 클록을 생성하는데, 전체 리소그래피 시스템은 이들에 동기를 맞춰 기능한다. 데이터 항목은 각 투사(shot) 동안 패턴 생성 유니트 및 패턴 조정 유니트로부터 전달된다. 패턴 생성 유니트(48)는 클록 생성 유니트(47)로부터 출력된 계산 클록에 응답하고, 데이터 메모리(45)로부터 판독된 데이터에 따라 블록 마스크(18)에 의해 생성된 하나의 투과 패턴을 지정한다. 패턴 생성 유니트(48)는 블록 마스크(18) 상에 지정된 패턴의 위치를 나타내는 방출된 마스크 조사 위치 데이터(즉, 원하는 구성 패턴을 형성하기 위해 어느 투과 패턴이 사용되는 지를 나타내는 패턴 데이터 코드(PDC))를 생성한다. 더욱이, 패턴 생성 유니트(48)는 노출될 웨이퍼 상에서 형성 패턴의 위치를 나타내는 노출 웨이퍼 위치 데이터(한 빔 방출에 관련된 투사 패턴 데이터(SPD))를 생성한다. 제어 유니트(40)는, 마스크 메모리(49), 패턴 조정 유니트(50), DAC 및 AMP(이후로는 편리를 위해 증폭기로 언급)(51), 증폭기(52와 53), 증폭기(54) 및 증폭기(55와 56)를 더 포함한다. 마스크 메모리(49)는 블록 마스크(18) 상의 각 패턴의 위치(패턴 데이터 코드(PDC)) 사이의 관계가 저장되는 메모리이고, 선행하여 측정된 관련 편향 데이터 항목은 인터페이스(43)를 통해 페치된다. 패턴 조정 유니트(50)는 클록 생성 유니트(47)로부터 전달된 계산 클록에 응답한다. 패턴 조정 유니트(50)는 그후 마스크 메모리(49)로부터 판독된 편향 데이터와 패턴 생성 유니트(48)로부터 출력된 투사 패턴 데이터(SPD)를 사용하여 보정 값을 계산한다. 보정 값은 구성 패턴 형태와 지정 패턴 형태 사이의 차이를 보상한다. 증폭기(51)는 패턴 조정 유니트(50)로부터 제공된 보정 값을 아날로그 값으로 변환시키고, 이 아날로그 값을 증폭하고, 최종 데이터를 보정된 편향 데이터로서 편향기(15)에 제공한다. 증폭기 블록(52와 53)은 마스크 메모리(49)로부터 판독한 편향 데이터를 아날로그 데이터로 변환하고, 아날로그 데이터를 증폭한다. 그 후, 증폭기 블록(52와 53)은 최종 데이터를 다이내믹 초점 코일(23), 다이내믹 스팅잉(stinging) 코일(24)과, 마스크 편향기(19 내지 22)에 출력한다. 증폭기(54)는 클록 생성기(47)로부터 제공된 블랭킹 클록을 아날로그 신호로 변환하고, 아날로그 데이터를 증폭하며, 최종 데이터를 블랭킹 신호로서 블랭킹 편향기(25)에 출력한다. 증폭기 블록(55와 56)은 패턴 조정 유니트(50)와 주 편향기 조정 회로(46)로부터 제공된 보정 값을 아날로그 값으로 변환시키고, 아날로그 값을 증폭한다. 증폭기 블록(55 및 56)은 그후 최종 데이터를 보정된 편향 데이터로서 부 편향기(31)와 주 편향기(30)에 출력한다.
상술한 요소로 인해, 노출은 이하에서 설명되는 바와 같이 수행된다.
맨 먼저, 노출의 기준이 되는 데이터는 CPU(41)에 의해 기록 매체(42)로부터 판독되고, 데이터 메모리(45)에 기록되는데, 노출은 상기 데이터에 따라 수행된다. 활성화 신호는 CPU(41)로부터 노출이 개시되는 노출 시퀀스 제어기(44)에 전달된다. 먼저, 데이터 메모리(45)에 저장된 주 편향기 편향 데이터는 주 편향기 보정 회로(46)로 전달된다. 편향 데이터에 의해 표시되는 편향이 보정되는 보정 값은 계산되어, 증폭기(56)를 경유하여 주 편향기(30)에 보정된 편향 데이터로서 주어진다. 출력 값이 안정된 후, 노출 시퀀스 제어기(44)는, 클록 생성 유니트(47)가 계산 클록과 블랭킹 클록을 생성하도록, 클록 생성기(47)를 제어한다. 계산 클록에 응답하여, 패턴 생성 유니트(48)는 데이터 메모리(45)로부터 블록 데이터와 패턴 데이터를 판독한다. 데이터에 기초하여, 패턴 생성 유니트(48)는 패턴 데이터 코드(PDC)와 투사 패턴 데이터(SPD)를 생성한다. 그후, 패턴 데이터 코드(PDC)와 관련된 편향 데이터는 마스크 메모리(49)로부터 판독되고, 패턴 조정 유니트(50)에 입력된다. 계산 클록에 응답하여, 패턴 조정 유니트(50)는 패턴 생성 유니트(48)로부터 출력되는 편향 데이터와 투사 패턴 데이터(SPD)로부터 보정 값을 계산한다. 패턴 조정 유니트(50)로부터의 출력 데이터, 마스크 메모리(49)로부터 판독된 데이터 및 클록 생성 유니트(47)에 의해 생성된 블랭킹 클록은 관련 증폭기(51 내지 55)에 입력된다. 데이터 항목과 클록은 아날로그 데이터 항목으로 변환되고, 적절하게 증폭된다. 최종 데이터 항목은 편향기 즉, 코일에 인가된다.
다른 한 편으로, 전자총(11)으로부터 방출된 전자빔은 렌즈(12)에 의해 평행 광선의 빔으로 시준된다. 마스크(13)의 직사각형 구멍을 통과한 후, 전자빔은 렌즈(14 및 16)에 의해 집중되어, 블록 마스크(18)에 방출된다. 방출된 전자빔은 블록 마스크(18) 상에서 적절하게 편향된다. 특히, 상대적으로 큰 범위(대략 5 mm)의 편향은 마스크 편향기(19 및 20)에 의해 블록 마스크(18) 상에서 수행된다. 마스크(18)에 의해 생성된 원하는 투과 패턴은 이와 같이 마스크 편향기(19 및 20)에 의해 선택된다. 이후, 상대적으로 적은 범위(대략 500 μm)의 편향은 편향기(15)에 의해 수행된다. 그후, 블록 마스크(18) 상에서 원하는 투과 패턴을 통과하는 전자빔은 마스크 편향기(21 및 22)에 의해 원래의 광 축으로 되돌아가고, 렌즈(17)에 의해 집중된다. 이후, 전자빔은 빔 보정 코일(다이내믹 초점 코일(23) 및 다이내믹 스팅잉 코일(24))에 의해 편향 및 보정되고, 블랭킹 편향기(25)에 의해 투과된다. 그후 전자빔은 단면의 크기를 줄이기 위해 렌즈(26)를 통과한다. 마스크(27)의 원형 구멍을 통과한 후, 전자빔은 조사 렌즈(28 및 29)를 통해 웨이퍼(W)에 방출된다(상기 웨이퍼가 노출된다). 웨이퍼(W)에 방출된 전자빔은 주 편향기(30)에 의해 대략 2 mm의 큰 편향 범위로 편향된다. 전자빔은 부 편향기(31)에 의해 대략 100 μm의 적은 편향 범위로 편향된다. 이 때, 웨이퍼(W)를 패턴시키기 위하여 전자빔은 블랭킹 편향기(25)에 의해 턴-온 또는 턴-오프된다.
블록 리소그래피 방법을 채택하는 전자 빔 리소그래피 시스템이 위에서 설명되었다. 임의의 다른 방법(예컨대, 가변 직사각형 리소그래피 방법 또는 블랭킹 어퍼춰 어레이(BAA) 리소그래피 방법)을 채택하는 전자 빔 리소그래피 시스템의 기본 구성은 상술한 전자 빔 리소그래피 시스템의 구성과 동일하다. 더욱이, 임의의 다른 방법을 채택하는 전자 빔 리소그래피 시스템에 의해 발휘되는 동작은 상술한 전자 빔 리소그래피 시스템에 의해 발휘되는 동작과 동일하다.
구성요소의 더 높은 밀도에 대한 집적 회로의 최근의 경향에 따라, 빔 방출의 총 회수는 칩당 10 메가-투사(megashot), 또는 웨이퍼당 1 기가-투사(gigashot)에 도달하였다. 한 주기당 빔 방출의 총 회수는 대략 10 MHz이다. 이러한 큰 수의 투사가 고속으로 반복된다 할지라도, 작업량의 증가에는 한계가 있다. 이러한 이유로, 컬럼을 제어하는 제어 유니트는 제어 단계를 보다 더 신속하게 처리하는 것이 요구된다. 더욱이, 웨이퍼에 인가되는 레지스트로 작용하는 고감도의 레지스트의 개발은 노출 유니트의 관점에서 시급히 필요하다.
전자 빔 리소그래피 시스템은 얻어지는 더 양호한 해상도에 기인하여 포토리소그래피 시스템에 대해 장점을 갖는다. 그러나 전자 빔 리소그래피 시스템은 낮은 작업량의 단점을 갖는다. 작업량을 개선하기 위하여, 상술한 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템이 효과적이라고 생각된다. 그러나, 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템이 단지 증가된 수의 컬럼만을 포함한다면, 리소그래피 시스템이 상호 인접하여 위치한 다수의 종래 단일 컬럼 전자 빔 리소그래피 시스템보다 장점을 갖는다고는 말할 수 없다. 종래의 단일 컬럼 전자 빔 리소그래피 시스템은 예컨대 도 1에 도시된 것과 같은 것이다. 결과적으로, 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템은, 제어 유니트가 공통으로 사용되고, 구성될 패턴이 다수의 컬럼 사이에서 동일하도록, 설계된다. 따라서, 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템은 효과적일 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 실시예의 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 컬럼(10a 및 10b)은 도 1을 참조로 설명된 것과 동일한 구성을 갖는다. 챔버 및 다른 요소는 컬럼에 접속된다. 그러나, 챔버는 항상 접속될 필요는 없고, 분리될 수도 있다. 컬럼(10a 및 10b)은 웨이퍼 박스(80a 및 80b)를 구비하는데, 이로부터 노출될 웨이퍼가 제공되고, 이 내부에 노출 웨이퍼가 수집된다. 컬럼(10a 및 10b)은 공통의 제어 유니트(57)에 의해 제어된다. 제어 유니트(57)는 제 1 부분(58), 제 2 1부분(59), 및 공통 부분(60)을 구비한다. 제 1 부분(58)은 컬럼(10a)에 특정한 처리를 수행한다. 제 2 부분(59)은 컬럼(10b)에 특정한 처리를 수행한다. 공통 부분(60)은 컬럼(10a 및 10b) 간에 공통의 처리를 수행한다. 간결하게 하기 위하여, 컬럼의 수는 2이다. 그러나, 본 실시예의 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템은 n개의 컬럼을 구비할 수 있다.
주 편향기는 예컨대, 코일 등을 포함하는 전자기 편향기이다. 빔이 편향되는 편향 위치가 변할 때, 빔이 편향되는 편향 위치가 안정될 때까지 많은 시간이 걸린다. 안정을 위해 요구되는 시간은 주 편향기의 특성 또는 이전 편향 위치와의 차이에 따라 변한다. 그러므로, 종래의 단일 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템은 주 편향기 보정 회로(46)로부터 출력되는 주 편향기 편향 데이터로부터 안정 시간을 계산하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트를 포함한다. 안정 시간이 경과할 때, 안정 시간의 마지막을 나타내는 신호는 노출 시퀀스 제어기(44)에 출력된다. 노출 시퀀스 제어기(44)는 신호를 수신할 때까지 노출을 지연시킨다. 안정 대기 시간 제어 유니트는 주 편향기 편향 데이터에 따라 대기 시간을 결정하기 위한 대기 시간 결정 유니트와, 결정된 대기 시간까지 계수하기 위한 카운터로 구성된다.
주 편향기는 각 컬럼에 포함된다. 주 편향기가 특성에서 서로 다른 것을 피할 수 없다. 빔이 편향되는 편향 위치가 모든 주 편향기에 대해 동일한 크기로 변화될 때조차, 하나의 주 편향기에 의해 소비되는 안정 시간은 다른 주 편향기에 의해 소비되는 시간과 다를 수 있다. 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템에 관한 한, 각 컬럼에 대해 1:1 대응 관계의 안정 대기 시간 제어 유니트를 포함할 필요 있다고 생각된다.
도 3은, 상술한 개념과 조화되어 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템를 구성하는 각 컬럼에 대한 1:1 대응관계에 포함된 안정 대기 시간 제어 유니트의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)은 컬럼에 포함된 주 편향기 보정 회로(46)로부터 출력된다. 대기 시간 결정 유니트(611내지 61n)는 관련 주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)에 응답한다. 대기 시간 카운터(621내지 62n)는 관련 대기 시간 결정 유니트(611내지 61n)의 출력(시간 데이터 항목(t1 내지 tn))에 응답한다. 노출 시퀀스 제어기(63)는 대기 시간 카운터(611내지 61n)의 출력에 응답한다. 노출 시퀀스 제어기(63)의 성능은 기본적으로 도 1에 도시된 노출 시퀀스 제어기(44)의 성능과 동일하다.
관련 컬럼으로부터 출력된 주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)과 바로 이전의 주 편향기 편향 데이터 항목의 차이에 기초하여, 대기 시간 결정 유니트(611내지 61n)는 관련 주 편향기에 연결된 증폭기에 의해 소비되는 안정 대기 시간(시간 데이터 항목(t1 내지 tn))을 결정한다. 대기 시간 카운터(621내지 62n)는관련 시간 데이터 항목(t1 내지 tn)에 따라 계수한다. 계수가 종료되었다고 확인할 때, 종료 플래그는 대기 시간의 종료를 이와 같이 나타내기 위하여 노출 시퀀스 제어기(63)에 출력된다.
종래의 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템 내에서, 주 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비되는 안정 대기 시간을 결정하는 안정 대기 시간 제어 유니트의 구성이 위에서 설명되었다. 대기 시간 결정 유니트(611내지 61n)와 대기 시간 카운터(621내지 62n)는 컬럼에 대한 1:1 대응에 포함된다. 이러한 점은 회로의 규모가 커지는 문제점을 야기한다.
대기 시간 결정 유니트(611내지 61n)에 의해 결정된 안정 대기 시간은, 관련 주 편향기 편향 데이터 항목과 선행한 데이터 항목 사이의 차이에 기초한다. 제 1 컬럼 및 제 2 컬럼 사이에서의 차이값이 동일하다고 간주하면, 관련 대기 시간 카운터(621내지 62n)는 동일한 시간을 계수한다. 그러므로 2중의 계수가 수행된다. 하나의 대기 시간 카운터는 불필요하게 사용된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템의 주요 부분의 구성, 즉 주 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트의 구성을 도시한다.
주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)은 컬럼에 포함된 주 편향 보정 회로(주 편향기 보정 회로(46)와 동일)로부터 출력된다. 최대 값 선택 회로(70)는 본 발명의 구성 특성이다. 회로(70)는, 컬럼으로부터 전달된 주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)과 바로 이전의 주 편향기 편향 데이터 항목(ΔD1 내지 ΔDn)의 차이를 계산하고, 최대 값(ΔDMAX)을 선택한다. 차이값 데이터 항목(ΔD1 내지 ΔDn)은 |d1 - d2|=ΔD에 따라 계산되는데, 여기에서 d1은 특정 순간의 시간에 출력되는 데이터를 나타내고, d2는 후속적으로 출력되는 데이터를 나타낸다.
더욱이, 대기 시간 결정 유니트(71)는 최대 값(ΔDMAX)의 차이값 데이터에 따라 모든 컬럼에 대한 안정 대기 시간(시간 데이터(tWT))을 결정하는 회로이다. 대기 시간 결정 유니트(71)는 수용된 메모리(미도시)를 구비한다. 소정의 안정 대기 시간과 차이값의 크기 사이의 관계를 나타내는 데이터는 컬럼 내의 주 편향기에 연결된 증폭기의 특성과 관련되어 저장된다.
더욱이, 대기 시간 카운터(72)는 대기 시간 결정 유니트(71)의 출력(시간 데이터(tWT))에 응답한다. 노출 시퀀스 제어기(73)는 대기 시간 카운터(72)의 출력에 응답한다. 노출 시퀀스 제어기(73)는 기본적으로 도 1에 도시된 노출 시퀀스 제어기(44)와 동일한 성능을 갖는다.
컬럼 내에 포함된 주 편향기 조정 회로로부터 출력되는 주 편향기 편향 데이터 항목(MDD1 내지 MDDn)은 최대 값 선택 회로(70)에 입력된다. 컬럼으로부터 전달 된 편향 데이터 항목의 차이값 데이터 항목(ΔD1 내지 ΔDn)이 계산되고, 최대 값(ΔDMAX)이 선택되어 출력된다. 대기 시간 결정 유니트(71)는 안정 대기 시간과 차이값의 크기 사이의 관계를 나타내는 데이터를 참조함으로써, 최대 값(ΔDMAX)의 차이값 데이터에 따른 안정 대기 시간(시간 데이터(tWT))을 결정한다. 이러한 데이터는 내장된 메모리에 저장된다. 대기 시간 카운터(72)는 안정 대기 시간(시간 데이터(tWT))에 대응하는 숫자 값까지 계수한다. 계수가 종료되었음을 확인할 때, 종료 플래그가 노출 시퀀스 제어기(73)에 출력된다. 즉, 주 편향기에 연결된 증폭기의 안정이 완료되었음이 통지된다.
본 실시예의 다중 컬럼의 전자 빔 리소그래피 시스템에서 주 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비되는 안정 대기 시간을 제어하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트가 상술한 바와 같이 구성된다. 도 3에 도시된 구성과 비교하여 명백하듯이, 최대 값 선택 회로(70)가 부가적으로 포함된다 할지라도, 하나의 대기 시간 결정 유니트(71)와 대기 시간 카운터(72)만이 컬럼과 관련하여 포함된다. 따라서, 회로는 상대적으로 단순화된다. 결과적으로, 안정 대기 시간 제어는 유효하게 확장될 수 있다.
더욱이, 차이값 데이터 항목의 최대 값(ΔDMAX)은 최대값 선택 회로(70)에 의해 미리 선택되고, 대기 시간 결정 유니트(71)와 대기 시간 카운터(72)에 출력된다. "2중 계수"에 대한 낭비적인 계수 동작은 방지될 수 있다.
실시예는 예컨대 블록 리소그래피 방법을 취하여 기술되었다. 본 발명의 요지로부터 명백하듯이, 본 발명은 임의의 특정 리소그래피 방법에 제한되지 않고, 예컨대 가변 직사각형 리소그래피 방법과 블랭킹 어퍼춰 어레이(BAA) 리소그래피방법에 채택될 수 있다.
더욱이, 본 실시예는 전자빔이 대전 입자 빔으로 사용되는 가정 하에 기술되었다. 본 발명은 전자빔에 국한되지 않고, 예컨대 이온빔이 사용될 수도 있다.
지금까지 기술된 바와 같이, 본 발명에 따라, 컬럼 내의 주 편향기에 연결된 증폭기 각각에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트의 회로는 단순화될 수 있다. 주 편향기는 컬럼 사이의 동시 노출을 실현시키기 위해 필요하다. 궁극적으로 안정 대기 시간 제어는 유효하게 확장될 수 있다.

Claims (3)

  1. 노출 패턴 데이터에 따라 대전된 입자 빔을 노출 샘플 상에서 편향 및 주사시킴으로써 노출 샘플을 패턴닝하기 위한 복수의 컬럼을 구비하는 대전 입자 빔 리소그라피 시스템에 있어서,
    상기 컬럼들의 동시 노출을 실현하기 위해 필요한, 주 편향기들에 연결된 증폭기들 각각에 의해 소비될 안정 대기 시간을 제어하기 위한 안정 대기 시간 제어 유니트를 포함하며,
    여기서 상기 안정 대기 시간 제어 유니트는, 상기 컬럼들의 편향기 조정 회로로부터 출력되는 편향 데이터 항목 변화의 크기를 서로 비교하고 최대 값을 선택하기 위한 회로와, 상기 선택된 최대 값 변화의 상기 크기에 따라 상기 모든 컬럼들의 안정 대기 시간을 결정하기 위한 회로를 포함하는, 대전 입자 빔 리소그라피 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 편향기는 전자기 편향기인, 대전 입자 빔 리소그라피 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 안정 대기 시간 제어 유니트는 상기 결정된 안정 대기 시간을 계수하기 위한 카운터를 포함하는 대전 입자 빔 리소그라피 시스템.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104139A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Advantest Corporation マルチコラム型電子ビーム露光装置
JP5475635B2 (ja) 2009-03-27 2014-04-16 株式会社アドバンテスト 電子線描画装置及び電子線描画方法
JP6262007B2 (ja) * 2014-02-13 2018-01-17 株式会社ニューフレアテクノロジー セトリング時間の取得方法
US20180067402A1 (en) * 2016-09-06 2018-03-08 Advantest Corporation Exposure apparatus and computer readable non-transitory storage medium
JP2020181902A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001902A (ko) * 1994-06-17 1996-01-26 오노 시게오 주사형 노광 장치
KR970023612A (ko) * 1995-10-25 1997-05-30 김주용 반도체 소자 보호용 폴리이미드의 해상력 향상 방법
KR19990074611A (ko) * 1998-03-12 1999-10-05 김규현 반도체 웨이퍼의 노광 시간 보정 방법
KR100225335B1 (ko) * 1996-03-04 1999-10-15 미따라이 하지메 전자빔노광장치와 그 방법 및 디바이스제조방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430571A (en) 1981-04-16 1984-02-07 Control Data Corporation Method and apparatus for exposing multi-level registered patterns interchangeably between stations of a multi-station electron-beam array lithography (EBAL) system
US4390789A (en) 1981-05-21 1983-06-28 Control Data Corporation Electron beam array lithography system employing multiple parallel array optics channels and method of operation
JPS6298724A (ja) 1985-10-25 1987-05-08 Hitachi Ltd 電子線描画装置
US4897552A (en) 1987-04-28 1990-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Multi-electron-beam pattern drawing apparatus
US5528048A (en) 1994-03-15 1996-06-18 Fujitsu Limited Charged particle beam exposure system and method
JP3400601B2 (ja) 1995-04-06 2003-04-28 富士通株式会社 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
US6107636A (en) * 1997-02-07 2000-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Electron beam exposure apparatus and its control method
JP3787417B2 (ja) * 1997-06-11 2006-06-21 キヤノン株式会社 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置
JPH11329322A (ja) * 1998-05-11 1999-11-30 Advantest Corp 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置
JPH11329928A (ja) * 1998-05-12 1999-11-30 Advantest Corp 電子ビーム露光装置
JP2000021731A (ja) * 1998-07-02 2000-01-21 Advantest Corp 荷電粒子ビーム露光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001902A (ko) * 1994-06-17 1996-01-26 오노 시게오 주사형 노광 장치
KR970023612A (ko) * 1995-10-25 1997-05-30 김주용 반도체 소자 보호용 폴리이미드의 해상력 향상 방법
KR100225335B1 (ko) * 1996-03-04 1999-10-15 미따라이 하지메 전자빔노광장치와 그 방법 및 디바이스제조방법
KR19990074611A (ko) * 1998-03-12 1999-10-05 김규현 반도체 웨이퍼의 노광 시간 보정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000036452A (ja) 2000-02-02
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JP3982913B2 (ja) 2007-09-26
DE19934049A1 (de) 2000-01-27
KR20000011670A (ko) 2000-02-25

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