KR100580646B1

KR100580646B1 - 전자빔 노광 방법

Info

Publication number: KR100580646B1
Application number: KR1020040012536A
Authority: KR
Inventors: 김해성; 이명복; 손진승; 정미숙; 조은형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2006-05-16
Also published as: US20050184258A1; US7154105B2; KR20050086160A

Abstract

전자빔 노광 방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 본 발명은 전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계, 노광하려는 메인 필드를 선택하는 제2 단계, 상기 선택된 메인 필드에서 적어도 하나의 서브 필드를 선택하는 제3 단계, 상기 선택된 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시하는 제4 단계 및 상기 선택된 서브 필드에 이웃하지 않으면서 노광도 되지 않은 적어도 하나의 다른 서브 필드를 선택하여 전자빔 노광을 실시하는 제5 단계를 포함하는 전자빔 노광 방법을 제공한다.

Description

전자빔 노광 방법{Method of exposing using electron beam}

도 1은 종래 기술에 의한 전자빔 노광 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 의한 전자빔 노광 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 전자빔 노광 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 8은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 의한 전자빔 노광 방법에 관한 순서도이다.

도 9 및 도 10은 각각 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 의한 전자빔 노광 방법에 관한 순서도들이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:시료 혹은 감광막 MF1∼MF4:제1 내지 제4 메인 필드

SF:서브 필드 R:행(row)을 나타내는 숫자의 무리

V:칼럼(column)을 나타내는 숫자의 무리

1. 발명의 분야

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는

전자빔 노광방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

반도체 장치의 제조 기술의 발전과 함께 반도체 생산 장비도 함께 발전되고 있다. 대표적인 예가 미세한 패턴을 그릴 수 있는 전자빔 노광 장비인데, 최근 생산성을 고려한 다양한 노광 방식을 채택한 장치가 소개되고 있다.

소개된 전자빔 노광 장비 중에는 전자빔의 스폿을 노광 동안 계속 변화시키는 방식의 전자빔 노광장비를 비롯해서 프로젝션 형태, 멀티 전자빔과 멀티 칼럼 방식 그리고 광 리소그라피와 같은 방식의 광학계가 적용된 전자빔 노광 장비들이 있다.

전자빔 노광장비에서 전자빔이 시편이나 감광막으로 입사되면서 1차(primary) 전자, 2차(secondary) 전자 및 포톤(photon), 즉 엑스선(x-ray)이 검출된다. 또한, 전자빔이 시편이나 감광막으로 주입되는 과정에서 전자들이 산란되는데, 이러한 산란은 미세 패턴을 구현하는데 큰 장애가 된다.

전자빔의 산란 형태에는 두 가지가 있는데, 그 중 하나는 감광막 내부에서 전자빔이 입사하는 방향으로 발생하는 전방 산란(forward scattering)이고, 나머지는 기판으로부터 발생하는 후방 산란(backward scattering)이다.

전방 산란은 주로 감광막 내의 전자빔 분포에 영향을 준다. 따라서 전자빔 노광을 실시할 때, 감광막 내부의 전자들은 후방 산란보다 전방 산란으로 감광막에 주도적 영향을 준다. 이에 따라 감광막 하부에서 빔의 유효 폭(effective width)은 증가하게 된다.

이러한 전자빔의 산란 과정은 실질적으로 패턴들이 근접해 있는 경우에 더 많은 영향을 준다.

예를 들어, 노광하고자 하는 패턴이 근접해 있는 경우, 한쪽 패턴에 대한 전자빔 노광에 의해 전자 산란 범위에 존재하는 다른 쪽 패턴이 영향을 받게 된다. 곧, 감광막의 전자빔이 입사되지 않아야 할 부분에 전자빔이 입사되어 패턴이 왜곡되는 현상이 나타난다.

이러한 현상을 근접효과(proximity effect) 라 하는데, 동일 패턴 내에서 발생하는 것을 내부 근접효과(intra- proximity effect), 근접된 다른 패턴에 영향을 주는 것을 사이 근접효과(inter-proximity effect)라 한다.

전자들의 산란 현상은 상기한 근접 효과와 함께 감광막 내부 및 표면의 온도를 증가시키는 효과를 가져온다. 감광막 내부 및 표면의 온도가 증가됨으로써, 감광막의 노광 특성이 변화되고, 그 결과 근접 효과와 마찬가지로 패턴이 왜곡된다.

전자빔 노광 방식에서 시료나 감광막의 노광 영역은 메인 필드(main field)로 나뉘어지고, 상기 메인 필드는 다시 복수의 서브 필브(sub-field)로 나뉘어진다. 상기 메인 필드는 시편이나 감광막이 놓이는 척(chuck)이 고정된 상태에서 상기 시편이나 감광막에 전자빔을 한번 스캔하여 노광할 수 있는 최대 편향 영역을 말한다. 그리고 상기 서브 필드는 패턴을 노광할 때 전자빔 노광 장비가 한번에 전달해주는 신호 전달 정보의 최소량을 1 bit라고 할 때, 그 1 bit에 대응하는 패턴 의 치수 영역을 말한다.

종래 기술에 의한 전자빔 노광 방법에서는 도 1에 도시된 바와 같이 전체 노광 영역(10)에 설정된 제1 내지 제4 메인 필드(MF1, MF2, MF3, MF4)가 차례차례 노광된다. 그리고 각 메인 필드의 서브 필드(SF)도 순차적으로 노광된다. 예컨대 제1 메인 필드(MF1)가 노광될 때, 먼저 제1 서브 필드(SF1)가 노광된 다음, 제2 서브 필드(SF2)가 노광되고, 다음으로 제3 서브 필드(SF3)가 노광된다. 이런 순서로 마지막 서브 필드(SFn)까지 노광된다. 제1 메인 필드(MF1)내 화살표는 전자빔 노광의 진행 방향을 나타낸다.

이와 같이 종래 기술에 의한 전자빔 노광 방법에서 메인 필드내 서브 필드는 차례대로 노광되기 때문에, 서브 필드와 서브 필드를 노광하는 동안 전자들의 산란에 의해 감광막의 내부 및 표면의 온도가 높아지고, 그 결과 감광막의 노광 특성이 변화되어 패턴이 왜곡될 수 있다. 곧, 최초 디자인한 패턴과 최종 얻어진 패턴의 치수 정확성 및 정밀성이 악화될 수 있다.

한편, 근접효과를 보정해 주는 소프트 프로그램이 개발되어 있지만, 이들은 단지 근접효과가 발생하는 최소 영역만 보정해 준다. 그리고 노광 패턴의 크기만 보정하며 그 크기에 벗어나는 부분에 대한 프로세스 시프트(shift)량을 산출하는데 방대한 데이터 처리가 필요하다. 또한 복잡한 패턴과 패턴 전체를 근접효과로부터 완전히 제거해 주지는 못한다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하 기 위한 것으로서, 반도체 공정 중 전자빔을 이용하여 패턴을 노광 할 때 전자들의 산란에 의해 발생하는 근접 효과와 발열 문제를 제거하여, 초기 디자인한 패턴과 노광후 얻어지는 패턴의 치수 정확성과 정밀성을 향상시키고, 전체적으로 의도한 모양과 구조를 갖는 패턴을 구현할 수 있는 전자빔 노광 방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계, 노광하려는 메인 필드를 선택하는 제2 단계, 상기 선택된 메인 필드에서 적어도 하나의 서브 필드를 선택하는 제3 단계, 상기 선택된 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시하는 제4 단계 및 상기 선택된 서브 필드에 이웃하지 않으면서 노광도 되지 않은 적어도 하나의 다른 서브 필드를 선택하여 전자빔 노광을 실시하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법을 제공한다.

상기 선택된 메인 필드의 모든 서브 필드에 대한 전자빔 노광이 완료될 때까지 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복할 수 있다.

상기 제3 단계에서 이웃한 두 개의 서브 필드를 선택할 수 있다.

상기 제5 단계에서 상기 선택된 서브 필드로부터 적어도 한 개의 서브 필드만큼 이격된 곳에 위치한 다른 서브 필드를 선택할 수 있다.

또한, 상기 제5 단계에서 상기 선택된 서브 필드의 대각선 방향에 위치한 서브 필드를 선택할 수 있다.

상기 복수의 서브 필드는 행렬을 이루며, 각 행에 대한 에 대한 전자빔 노광 은 동일한 방향으로 진행할 수 있고, 이웃한 두 행에 대한 전자빔 노광은 반대 방향으로 진행할 수도 있다. 상기 이웃한 두 행에 대한 전자빔 노광은 교대로 실시할 수도 있다.

상기 복수의 서브 필드 중 일부에 대해서는 순차적으로 전자빔 노광을 실시할 수 있다.

상기 제5 단계에서 상기 다른 서브 필드는 상기 복수의 서브 필드 중에서 무작위로 선택할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계, 상기 복수의 서브 필드 중 적어도 일부 서브 필드를 순차적으로 노광하되, 이웃한 두 서브 필드사이에 전자빔 노광 장비 고유의 시간차보다 긴 시간차를 두고 노광하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법을 제공한다.

여기서, 상기 순차적으로 노광되는 서브 필드들 중 일부의 서브 필드들에 대해서는 상기 고유 시간차와 동일한 시간차를 두고 노광할 수 있다. 그리고 상기 복수의 서브 필드 중 일부 서브 필드들은 비순차적으로 노광할 수 있다.

본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계, 상기 복수의 서브 필드를 각각 독립된 혹은 중복된 복수의 패턴 파일로 설정하고, 각 패턴에 좌표를 부여하는 제2 단계 및 상기 부여된 좌표 중 임의로 좌표를 지정하고, 지정된 좌표에 전자빔 노광을 실시하여 상기 임의로 지정된 좌표에 해당하는 패턴을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법을 제공한다.

여기서, 상기 제3 단계 다음에 상기 부여된 좌표 중 상기 임의로 지정된 좌표와 이산되면서 중복되지 않는 다른 좌표를 지정하는 제4 단계, 상기 지정된 다른 좌표에 전자빔 노광을 실시하여 상기 다른 좌표에 해당하는 패턴을 형성하는 제5 단계 및 상기 복수의 서브 필드가 모두 노광될 때까지 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복하는 제6 단계를 더 실시할 수 있다. 그리고 상기 복수의 서브 필드 중 일부 서브 필드에 대해서는 순차적 노광을 실시하거나 패턴 파일없이 이산적이면서 중복되지 않는 노광을 실시할 수 있다.

이러한 본 발명을 이용하면, 전자빔을 이용하여 감광막을 소정의 형태로 패터닝할 때 전자들의 산란에 의해 발생하는 근접효과와 발열 문제를 개선할 수 있다. 이에 따라 최초 디자인한 패턴과 노광 후 얻어지는 패턴의 정확성 및 정밀성을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명의 전자빔 노광 방법은 특정한 장비에 한정되지 않으므로, 본 발명의 전자빔 노광 방법은 모든 전자빔 노광 장비에 적용할 수 있다. 아울러, 미세하면서 밀집되어 있고 반복되는 복잡한 패턴도 왜곡이 없이 정확하게 패터닝할 수 있어 다양한 형태의 미세 패턴을 구현할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 노광 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

본 발명에 의한 전자빔 노광방법은 메인 필드에 포함된 서브 필드를 순차적으로 실시하지 않고, 이산적 혹은 비순차적으로 실시함에 그 특징이 있다. 이산 방법에 따라 다양한 실시예가 있을 수 있다.

본 발명자는 하기 본 발명의 실시예에 의한 전자빔 노광 방법을 설명함에 있어 도시의 편의를 위해 한 개의 메인 필드의 가로 및 세로 방향으로 각각 여섯 개의 서브 필드가 존재하여, 상기 한 개의 메인 필드에 총 36개의 서브 필드가 존재하는 것으로 가정하였다. 그리고 각 서브 필드의 위치는 (X, Y)와 같은 행렬 표기로 나타내었다. 예컨대, (2, 3)에 위치한 서브 필드라 함은 2행(row), 3열(column)에 위치한 서브 필드를 말한다.

한편, 메인 필드내에 존재하는 서브 필드의 수의 많고 적음은 본 발명의 기술적 사상에 전혀 영향을 주지 않으므로 상기 가정은 본 발명의 기술적 사상에 아무런 영향을 미치지 않는다.

<제1 실시예>

서브 필드를 하나씩 건너뛰면서 전자빔을 노광하는데 특징이 있다.

구체적으로 도 2를 참조하면, 노광하려는 시료 또는 감광막(10)을 제1 내지 제4 메인 필드(MF1, MF2, MF3, MF4)로 나눈다. 노광 대상의 노광 면적에 따라 메인 필드 수는 더 많거나 작을 수 있다. 예컨대, 제1 메인 필드(MF1)보다 작은 노광 면적을 갖는 노광 대상의 경우, 제1 메인 필드(MF1)만으로 충분하다. 반면, 노광 면적이 제1 내지 제4 메인 필드(MF1...MF4)보다 넓은 노광 대상의 경우, 제1 내지 제4 메인 필드(MF1...MF4)보다 더 많은 수의 메인 필드가 필요하게 된다.

제1 내지 제4 메인 필드(MF1...MF4)에 대한 전자빔 노광 공정은 노광 면적만 다를 뿐 동일하게 진행된다. 그러므로 제1 메인 필드(MF1)에 대한 전자빔 노광 공정에 대한 설명으로 제2 내지 제3 메인 필드(MF2, MF3, MF4)에 대한 노광 공정에 대한 설명을 갈음한다.

감광막(10)을 제1 내지 제4 메인 필드(MF1...MF4)로 분할한데 이어 제1 메인 필드(MF1)를 36개의 서브 필드(SF)로 분할한다. 도 2에서 참조부호 R과 V는 각각 제1 메인 필드(MF1)의 행을 나타내는 숫자의 무리 및 열을 나타내는 숫자의 무리를 나타낸다. 그리고 제1 메인 필드(MF1)내의 각 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자는 해당 서브 필드가 전자빔 노광되는 순서를 나타낸다. 예를 들어, 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자가 "10"이면, 그 서브 필드는 10번째로 전자빔 노광된다. 따라서 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자의 배열을 참조하면, 전자빔 노광이 어떠한 패턴으로 진행되는지를 알 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 의한 전자빔 노광 방법(이하, 본 발명의 제1 노광방법)에서 제1 메인 필드(MF1)에 대한 전자빔 노광은 (1,1)에 위치한 서브 필드, 곧 제1 서브 필드로부터 시작한다. (1,1)에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한 다음, (1,2)에 위치한 서브 필드, 곧 제2 서브 필드는 건너뛰고, (1,3)에 위치한 서브 필드, 곧 제3 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한다. 다음, (1,4)에 위치한 서브 필드, 곧 제4 서브 필드는 건너뛰고, (1,5)에 위치한 서브 필드, 곧 제5 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한다. 계속해서, (1,6)에 위치한 서브 필드는 건너뛰고, (2,6)에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한다. 이 후, 1행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광 진행 방향과 반대 방향으로 2행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한다. 2행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광도 1행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광과 마찬가지로 서브 필드를 하나씩 건너뛰면서 실시한다. 곧, (2,6)에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시한 후, (2,5), (2,3) 및 (2,1)에 위치한 서브 필드는 건너뛰고, (2,4) 및 (2,2)에 대한 전자빔 노광을 차례로 실시한다. 이후, 3행 및 4행과 5행 및 6행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광도 상술한 1행 및 2행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광 과정과 동일하게 실시한다.

다음에는 1행으로 돌아가서 1행 내지 6행에 위치한 서브 필드 중에서 상기 전자빔 노광 과정에서 건너뛴 서브 필드들에 대한 전자빔 노광을 실시한다. 이때, 앞서 전자빔 노광된 서브 필드는 건너뛴다.

예컨대, (1,1)에 위치한 서브 필드는 앞서 전자빔에 노광된 것이므로 건너뛰고, (1,2)에 위치한 서브 필드에 전자빔 노광을 실시한다. 같은 이유로 (1,3) 및 (1,5)에 위치한 서브 필드는 건너뛰고, (1,4)에 위치한 서브 필드 및 (1,6)에 위치한 서브 필드를 차례로 전자빔 노광한다.

다음에는 앞서 노광되지 않은, 2행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 1행에 대한 전자빔 노광 방향과 반대 방향으로 실시한다. 곧, (2,5)에 위치한 서브 필드를 22번째로 노광하고, (2,4) 및 (2,2)에 위치한 서브 필드들은 각각 앞서 5번째와 6번째로 노광하였으므로 건너뛰고, (2,3) 및 (2,1)에 위치한 서브 필드들을 각각 23번째와 24번째로 노광한다. 3행 내지 6행의 앞서 노광되지 않은 서브 필드들에 대한 노광도 1행 및 2행의 노광과 동일하게 비순차적으로 실시한다.

이렇게 해서 제1 메인 필드(MF1)에 대한 노광을 완료한다. 이후, 감광막(10)이 놓인, X방향 및 Y방향으로 이동이 가능한 척(chuck)(미도시)을 이동시켜 제2 메인 필드(MF2)를 제1 메인 필드(MF1)의 위치로 이동시킨 후, 제1 메인 필드(MF1)와 동일한 방법으로 노광을 실시한다. 제3 및 제4 메인 필드(MF3, MF4)에 대한 노광도 제2 메인 필드(MF2)와 동일하게 실시한다.

도 2에서 각 행의 점선으로 된 화살표는 각 행에 대한 전자빔 노광의 진행 방향을 나타낸다.

<제2 실시예>

상술한 본 발명의 제1 노광 방법과 달리 각 행에 대한 노광 방향을 동일하게 한 것에 특징이 있다.

구체적으로, 상기 본 발명의 제1 노광 방법의 경우, 1행, 3행, 5행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광의 진행 방향과 나머지 행에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광의 진행 방향은 반대이다.

반면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 전자빔 노광방법(이하, 본 발명의 제2 노광방법)은 상기 본 발명의 제1 노광 방법과 같이 서브 필드를 하나씩 건너뛰면서 노광하되, 모든 행에 대해 같은 방향으로 노광한다.

이러한 사실은 도 3의 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자를 참조함으로써 명확해진다.

곧, (1,1), (1,3) 및 (1,5)에 위치한 서버 필드가 차례로 노광된 후, 상기 본 발명의 제1 노광 방법과 달리 본 발명의 제2 노광 방법은 1행에 대한 노광 진행 방향과 동일하게 2행에 대한 노광을 진행한다. 이에 따라 상기 본 발명의 제2 노광 방법에서 (2,2)에 위치한 서버 필드를 4번째로 노광한 다음, (2,4) 및 (2,6)에 위치한 서브 필드를 각각 5번째 및 6번째로 노광한다. 3행 내지 6행에 대한 전자빔 노광 진행 방향도 1행에 대한 노광 진행 방향과 동일하게 한다.

도 3의 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자를 다시 참조하면, 제1 메인 필드(MF1)에 대한 첫 번째 노광에서 노광하지 않고 건너 뛴, 각 행의 서브 필드에 대한 전자빔 노광의 진행 방향도 모두 동일한 것을 알 수 있다.

예컨대, 1행에서 상기 첫 번째 노광에서 노광되지 않고 건너 뛴 (1,2), (1,4) 및 (1,6)에 위치한 서브 필드가 각각 19번째, 20번째 및 21번째로 노광된 후, 2행의 상기 첫 번째 노광에서 노광하지 않고, 건너 뛴 (2,1)에 위치한 서브 필드가 22번째로 노광되고, (2,3) 및 (2,5)에 위치한 서브 필드가 각각 23번째 및 24번째로 노광되어 2행의 노광 진행 방향은 1행의 노광 진행 방향과 동일하게 된다.

도 3에서 각 행에 점선으로 표시한 화살표는 각 행에 대한 전자빔 노광 진행 방향을 나타낸다.

도 2와 도 3의 비교를 통해서 상기 본 발명의 제1 노광 방법과 제2 노광 방법에서 2행, 4행 및 6행에 대한 전자빔 노광 진행 방향이 서로 반대임을 알 수 있다.

<제3 실시예>

이웃한 서브 필드가 선택되는 것과 한 서브 필드가 중복으로 선택되는 것을 방지하면서 서브 필드를 무작위로 선택하여 노광하는 것을 특징으로 한다.

곧, 본 발명의 제3 실시예에 의한 노광 방법(이하, 본 발명의 제3 노광방법)은 상술한 본 발명의 제1 및 제2 노광 방법이 서브 필드를 하나씩 건너뛰면서 노광을 하고, 상기 건너 뛴 서브 필드는 후에 실시하는 소정의 규칙을 따른 것과는 달리 노광하려는 서브 필드를 무작위로 선택한다.

이와 같은 서브 필드의 무작위 선택은 메싱(meshing)과 그룹핑(grouping)을 통해 난수(random number)를 발생시키고, 이렇게 발생된 난수에 해당하는 서브 필드를 노광하도록 전자빔 노광 장비를 프로그래밍함으로써 가능하다. 이때, 서브 필드가 연속적으로 선택되거나 중복 선택되는 것은 본 발명의 취지와 어긋나므로 방지하는 것이 바람직하다.

이에 따라 본 발명의 제3 노광 방법에서 첫 번째로 노광되는 서브 필드는 36개의 서브 필드(SF) 중 어느 것이나 될 수 있다. 예컨대, (1,1)에 위치한 서브 필드가 될 수도 있고, (6,6)에 위치한 서브 필드가 될 수도 있으며, 가운데에 위치한 서브 필드가 될 수도 있다.

구체적으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 노광 방법은 (4,2)에 위치한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 먼저 실시한다. 이후, 2번째 노광은 (3,4)에 위치한 서브 필드를 대상으로 실시하고, 3번째 노광은 (5,2)에 위치한 서브 필드를 대상으로 실시한다. 상기 첫 번째 내지 세 번째 노광이 실시된 서브 필드는 무작위로 선택된 것으로 이들 서브 필드를 선택하는데는 무작위 규칙외에 다른 규칙은 적용되지 않는다. 4번째 내지 36번째 노광되는 서브 필드도 마찬가지로 선택한다.

<제4 실시예>

2개의 행을 번갈아 가며 전자빔 노광을 실시하되, 노광을 사선 방향으로 진행함에 특징이 있다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 전자빔 노광방법(이하, 본 발명의 제4 노광방법)은 먼저 1행의 첫 번째 열(1,1)에 위치한 서브 필드를 노광한다. 이어서 (1,1)에 위치한 서브 필드에 대해 사선 방향에 있는 2행의 두 번째 열(2,2)에 위치한 서브 필드를 노광한다. 계속해서, (2,2)에 위치한 서브 필드에 대해 사선 방향에 있는 1행의 세 번째 열(1,3)에 위치한 서브 필드를 노광한다. 다음에는 (1,3)에 위치한 서브 필드에 대해 사선 방향에 있는 2행의 네 번째 열(2,4)에 위치한 서브 필드를 노광한다. 이와 같은 방법으로 (1,5)에 위치한 서브 필드와 (2,6)에 위치한 서브 필드를 노광하고, 3행 내지 6행에 위치한 서브 필드들도 같은 방법으로 노광한다. 이와 같은 노광 순서는 서브 필드에 마킹된 숫자와 점선으로 나타낸 화살표를 통해서 보다 명확하게 알 수 있다.

도 5에 도시한 본 발명의 제4 노광방법의 경우, 노광이 항상 행의 첫 번째 열부터 시작되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 제1 노광 방법의 경우처럼 이웃한 두 행에 대한 노광 진행 방향은 다를 수 있다. 예컨대 도 5에서 1행 및 2행에 대한 노광 진행 방향과 3행 및 4행에 대한 노광 진행 방향은 반대일 수 있다.

<제5 실시예>

상술한 본 발명의 제1 내지 제4 노광 방법과 달리 메인 필드내의 서브 필드를 연속적 혹은 순차적으로 노광하면서 각 서브 필드간에 시간차를 두는데 특징이 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 의한 전자빔 노광방법(이하, 본 발명의 제5 노광방법)은 각 서브 필드(SF)에 마킹된 숫자의 배열에서 알 수 있듯이 순차적으로 노광한다. 그러나 이웃한 두 서버 필드에 대한 노광사이에 시간차가 존재한다.

예를 들면, (1,1)에 위치한 서버 필드에 대한 노광 종료시점과 (1,2)에 위치한 서버 필드에 대한 노광 시작시점사이에 △t의 시간차가 존재한다. 이때, 상기 △t는 종래의 순차적 노광 방법에서 존재하는 두 서브 필드사이의 시간차에 비해 훨씬 길다.

도 6에서 각 행의 서브 필드사이의 굵은 선은 이웃한 두 서브 필드 사이에 상기 △t와 같은 시간차가 존재함을 상징적으로 나타낸다.

이웃한 두 서브 필드사이에 △t와 같은 시간차를 둠으로써, 감광막(10)의 내부 및 표면 온도 상승에 따른 패턴 왜곡을 완화시킬 수 있다.

이와 같이 이웃한 두 서브 필드를 시간차를 두고 노광하는 방법은 본 발명의 제1 내지 제4 노광 방법에도 적용할 수 있다.

한편, 본 발명의 제5 노광 방법에서 각 행에 대한 노광 진행 방향은 도 6에 도시한 바와 같이 반대로 할 수 있으나, 도 7에 도시한 바와 같이, 모두 동일할 수도 있다.

도 7에서 각 행의 이웃한 두 서브 필드사이에 굵은 선은 이웃한 두 서브 필드사이의 시간차 노광을 상징적으로 나타낸다.

한편, 본 발명의 제6 실시예에 의한 전자빔 노광방법(이하, 본 발명의 제6 노광방법)으로써, 노광하고자 하는 패턴의 크기가 작거나 중복된 패턴이 많은 경우, 상술한 본 발명의 제1 내지 제5 노광 방법에서 메인 필드내의 서브 필드들을 각각 독립된 혹은 중복된 복수의 패턴 파일로 설정하고, 각 패턴에 대해 정확한 좌표를 부여할 수 있다. 이후, 무작위로 혹은 이산적으로 중복되지 않게 좌표를 지정함으로써, 그 지정된 좌표 상에 패턴을 형성하기 위한 전자빔 노광을 실시할 수 있다. 이 결과는 상기 지정된 좌표가 부여된 패턴 파일에 대응되는 서브 필드를 노광한 것과 동일하게 된다.

다른 한편으로, 상술한 본 발명의 제1 내지 제6 노광 방법을 혼용한 노광 방법이 있을 수 있다.

예를 들면, 제1 메인 필드(MF1)는 상기 본 발명의 제1 또는 제2 노광 방법으로 노광하고, 제2 메인 필드(MF2)는 상기 본 발명의 제3 노광 방법으로 노광하며, 제3 메인 필드(MF3)는 상기 본 발명의 제4 노광 방법으로 노광한다. 그리고 제4 메인 필드(MF4)는 상기 본 발명의 제5 노광 방법으로 노광한다.

도 8은 상술한 본 발명의 제1 내지 제4 노광 방법을 단계별로 보여주는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 제1 단계(S1)는 패턴 레이아웃(layout)을 디자인하는 단계이다. 곧, 노광하려는 시료 혹은 감광막에 메인 필드를 설정하고, 설정된 메인 필드에 서브 필드를 설정한다.

제2 단계(S2)는 노광하려는 메인 필드를 선택하는 단계이다.

곧, 상기 설정된 메인 필드 중에서 먼저 노광할 메인 필드를 선택한다.

제3 단계(S3)는 선택된 메인 필드에서 노광하려는 서브 필드를 비순차적 혹은 이산적으로 선택하는 단계이다.

곧, 제3 단계(S3)에서 도 2에 도시한 본 발명의 제1 노광 방법과 같이 서브 필드를 하나씩 건너뛰어 선택할 수 있고, 도 4에 도시한 본 발명의 제3 노광 방법과 같이 연속되지 않고 중복되지 않는 범위에서 무작위로 서브 필드를 선택할 수 있으며, 도 5에 도시한 본 발명의 제4 노광 방법과 같이 두 행에 존재하는 서브 필드를 교대로 선택할 수도 있다.

제4 단계(S4)는 제3 단계(S3)에서 선택한 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시하는 단계이다.

제5 단계(S5)는 선택된 메인 필드내의 모든 서브 필드에 대한 노광 여부를 판단하는 단계이다.

모든 서브 필드가 노광되었다면(Y), 과정을 마친다. 그러나 선택된 메인 필드내에 노광되지 않은 서브 필드가 남아있다면(N), 과정을 제3 단계(S3)로 돌려 상기 선택된 메인 필드내의 서브 필드가 모두 노광될 때까지 제3 단계(S3) 및 제4 단계(S4)를 반복한다.

도 9는 상기 본 발명의 제5 노광 방법을 단계별로 보여주는 순서도이다.

도 9를 참조하면, 제1 단계(SS1)는 패턴 레이아웃을 디자인하는 단계이다. 제1 단계(SS1)에서 노광하려는 시료 혹은 감광막에 메인 필드가 설정되고, 설정된 각 메인 필드에 대해 서브 필드가 설정된다.

제2 단계(SS2)는 노광하려는 메인 필드를 선택하는 단계이다.

제3 단계(SS3)는 선택된 메인 필드의 이웃한 두 서브 필드에 대해 시간차 노광을 실시하는 단계이다. 이때, 상기 시간차는 종래의 순차적 노광 방법에서의 시간차에 비해 긴 것이 바람직하다.

제4 단계(SS4)는 선택된 메인 필드내의 모든 서브 필드에 대한 노광 여부를 판단하는 단계이다.

선택된 메인 필드내의 모든 서브 필드가 노광되었다면(Y), 노광 과정을 종료하되, 노광되지 않은 서브 필드가 남아있다면(N), 제3 단계(SS3)로 돌아가서 노광되지 않은 서브 필드에 대한 시간차 노광을 계속 실시한다.

도 10은 상기 본 발명의 제6 노광 방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.

제1 단계(SSS1)는 패턴 레이아웃(layout)을 디자인하는 단계로써, 노광하려는 시료 혹은 감광막에 메인 필드가 설정되고, 설정된 메인 필드에 서브 필드가 설정된다.

제2 단계(SSS2)는 노광하려는 메인 필드를 선택하는 단계로써, 상기 설정된 메인 필드 중에서 먼저 노광할 메인 필드를 선택한다.

제3 단계(SSS3)는 선택된 메인 필드의 서브 필드를 각각 독립된 혹은 중복된 복수의 패턴 파일로 설정하고, 각 패턴에 대하여 좌표를 부여하는 단계이다.

제4 단계(SSS4)는 이산적 혹은 무작위로 좌표를 지정하는 단계이다.

이러한 좌표 지정에 의해 노광할 패턴이 정해진다. 패턴은 곧 서브 필드에 대응되므로, 제4 단계(SSS4)는 노광할 서브 필드를 선택하는 단계와 실질적으로 동 일하다. 좌표가 무작위로 지정되는 경우에도 전자빔 노광 장비의 소프트 프로그램 코딩시 랜덤 함수를 도입하여 이웃한 좌표가 연속적으로 지정되거나 동일한 좌표가 중복 지정되지 않게 프로그램상의 메싱과 그룹핑을 통해서 난수가 발생되게 하는 것이 바람직하다.

제5 단계(SSS5)는 제4 단계(SSS4)에서 지정된 좌표에 패턴을 그리기 위한 노광을 실시하는 단계이다.

패턴은 서브 필드와 동일하므로, 제5 단계(SSS5)는 서브 필드를 노광하는 단계와 동일하다.

제6 단계(SSS6)는 모든 패턴에 대한 노광 여부를 판단하는 단계이다.

곧, 모든 패턴을 지정된 좌표에 그리기 위한 노광이 완료되었는지를 판단하는 단계로써, 모든 패턴이 지정된 좌표에 그려졌다면(Y), 과정을 종료한다. 그렇지 않다면(N), 과정을 제4 단계(SSS4)로 돌려 모든 패턴이 지정된 좌표에 그려질 때까지 제4 단계(SSS4) 및 제5 단계(SSS5)를 반복 실시한다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 한 메인 필드내의 복수 서브 필드를 몇 개의 군(group)으로 나누고, 각 군을 서로 다른 노광 방법으로 노광할 수 있을 것이다. 또한, 이웃한 두 서브 필드는 순차적으로 노광하고, 다음 한 개 또는 두 개의 서브 필드는 건너 뛰는 과정을 반복하는 노광 방법을 고려할 수도 있을 것이다. 또한, 행을 기준으로 하는 대신, 열을 기준으로 하여 전 자빔 노광을 실시할 수도 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 전자빔 노광 방법은 이산적으로 서브 필드를 노광하거나 서브 필드가 연속되지 않고 중복되지 않는 조건하에서 무작위로 서브 필드를 노광한다. 또한 본 발명에 의한 전자빔 노광 방법은 서브 필드를 순차적으로 노광하되, 이웃한 두 서브 필드간에 종래에 비해 긴 시간차를 두고 노광한다. 그러므로 본 발명에 의한 전자빔 노광 방법을 이용하면, 전자빔을 이용하여 감광막을 소정의 형태로 패터닝할 때 전자들의 산란에 의해 발생하는 근접효과와 발열 문제를 개선할 수 있다. 이에 따라 최초 디자인한 패턴과 노광 후 얻어지는 패턴의 정확성 및 정밀성을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명의 전자빔 노광 방법은 특정한 장비에 한정되지 않으므로, 본 발명의 전자빔 노광 방법은 모든 전자빔 노광 장비에 적용할 수 있다. 아울러, 미세하면서 밀집되어 있고 반복되는 복잡한 패턴도 왜곡이 없이 정확하게 패터닝할 수 있어 다양한 형태의 미세 패턴을 구현할 수 있다.

Claims

전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계;

노광하려는 메인 필드를 선택하는 제2 단계;

상기 선택된 메인 필드에서 적어도 하나의 서브 필드를 선택하는 제3 단계;

상기 선택된 서브 필드에 대한 전자빔 노광을 실시하는 제4 단계; 및

상기 선택된 서브 필드에 이웃하지 않으면서 노광도 되지 않은 적어도 하나의 다른 서브 필드를 선택하여 전자빔 노광을 실시하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 선택된 메인 필드의 모든 서브 필드에 대한 전자빔 노광이 완료될 때까지 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제3 단계에서 이웃한 두 개의 서브 필드를 선택하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제5 단계에서 상기 선택된 서브 필드로부터 적어도 한 개의 서브 필드만큼 이격된 곳에 위치한 다른 서브 필드를 선택하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제5 단계에서 상기 선택된 서브 필드의 대각선 방향에 위치한 서브 필드를 선택하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드는 행렬을 이루며, 각 행에 대한 에 대한 전자빔 노광은 동일한 방향으로 진행하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드는 행렬을 이루며, 이웃한 두 행에 대한 전자빔 노광은 반대 방향으로 진행하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드는 행렬을 이루며, 이웃한 두 행에 대한 전자빔 노광은 교대로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드 중 일부에 대해서는 순차적으로 전자빔 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제5 단계에서 상기 다른 서브 필드는 상기 복수의 서브 필드 중에서 무작위로 선택하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계; 및

상기 복수의 서브 필드 중 적어도 일부 서브 필드를 순차적으로 노광하되, 이웃한 두 서브 필드사이에 전자빔 노광 장비 고유의 시간차(이하, 고유 시간차)보다 긴 시간차를 두고 노광하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 순차적으로 노광되는 서브 필드들 중 일부의 서브 필드들에 대해서는 상기 고유 시간차와 동일한 시간차를 두고 노광하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드 중 일부 서브 필드들은 비순차적으로 노광되는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
전자빔 노광 대상의 노광 영역에 메인 필드를 설정하고, 상기 메인 필드에 복수의 서브 필드를 설정하는 제1 단계;

상기 복수의 서브 필드를 각각 독립된 혹은 중복된 복수의 패턴 파일로 설정하고, 각 패턴에 좌표를 부여하는 제2 단계; 및

상기 부여된 좌표 중 임의로 좌표를 지정하고, 지정된 좌표에 전자빔 노광을 실시하여 상기 임의로 지정된 좌표에 해당하는 패턴을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 부여된 좌표 중 상기 임의로 지정된 좌표와 이산되 면서 중복되지 않는 다른 좌표를 지정하는 제4 단계;

상기 지정된 다른 좌표에 전자빔 노광을 실시하여 상기 다른 좌표에 해당하는 패턴을 형성하는 제5 단계; 및

상기 복수의 서브 필드가 모두 노광될 때까지 상기 제3 단계 내지 상기 제5 단계를 반복하는 제6 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드 중 일부 서브 필드에 대해 순차적 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 복수의 서브 필드 중 일부 서브 필드에 대해서는 패턴 파일없이 이산적이면서 중복되지 않는 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 방법.