KR100596039B1 - 셀 통합에 따른 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치 및이를 이용한 노광 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀 통합에 따른 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 셀 통합에 따른 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치는-여기서, 통합 셀은 복수의 셀이 통합되어 생성되며 복수의 부분 통합 셀을 포함하며, 부분 통합 셀 각각은 복수의 셀의 부분 셀이 통합된 것임-, 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하며, 각 부분 통합 셀별로 순차적으로 노광한다.

전자, 빔, 노광

Description

셀 통합에 따른 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치 및 이를 이용한 노광 방법{Electron beam exposure system for exposure electron beam in accordance with cell merge and electron beam exposure method using the same}

도 1은 종래 일 실시예에 따른 전자 빔 노광 장치에서 사용되는 셀의 형상을 나타낸 도면.

도 2는 종래 다른 실시예에 따른 전자 빔 노광 장치에서 사용되는 셀의 형상을 나타낸 도면.

도 3은 종래 전자 빔 노광 장치에서, 스테이지 이동에 따른 처리량 저하 현상을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 머지 상태 및 이를 바탕으로 전자 빔 노광 방식을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201…메인 필드 203…서브 필드

205…서브 서브 필드 401…셀 애퍼처

403…웨이퍼 405, 407…정전형 렌즈

413…주 편향기 417…부 편향기

본 발명은 전자 빔 노광 장치에서의 셀 통합에 따른 노광 방법에 관한 것이다.

반도체 메모리 소자를 제조하는 대량 생산 공정에서, 높은 생산성을 가지는 광 스테퍼(optical stepper)가 이용된다. 그러나 0.2 마이크로미터 이하의 선폭을 가지는 1G, 4G 디램 이하의 메모리 소자 제조시에는 높은 해상도와 높은 생산성을 확보할 수 있는 전자 빔 노광 장치(electron beam exposure system)가 광 노광을 대체하고 있다. 종래 전자 빔 노광 방법으로서, 단일 빔의 가우시안 방식과 가변형성 방식이 일반적이며 마스크 드로잉(mask drawing), VLSI, ASIC 소자에서 전자 빔의 우수한 해상 성능을 요구하는 데에 사용되고 있다. 상기와 같은 전자 빔 노광 방법을 대량 생산 공정에 적용할 때에 여러 가지 문제점이 발생하는 데, 이를 해결하기 위하여 스테핑 방법이 제안되고 있다. 스테핑 방법은 수 마이크로미터의 폭을 가지는 영역의 단위 셀로서 메모리 회로 패턴의 각각의 부분을 생성함으로써 드로잉의 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

종래 전자 빔 노광 장치는 노광 영역을 동시에 노출할 수 있는 영역이 광 노 광 장치에 비하여 극히 작다. 따라서 전자 빔을 주사하고 웨이퍼와 마스크를 기계적으로 주사함으로써 웨이퍼 전체를 노광하는 방식이 사용되는데, 웨이퍼 전체를 노광하기 위해서 스테이지는 수차례 반복하여 주사하여야 하여야 하는데, 스테이지의 주사 회수는 생산성을 결정하는 주요인이 된다. 즉 종래 전자 빔 노광 장치는 광 노광 장치에 비하여 단일의 웨이퍼를 노광하는 데 매우 긴 시간이 요구된다. 상기와 같은 종래 전자 빔 노광 장치를 이용한 벡터 스캔 노광(Vector Scan Exposure) 방식은 레이아웃된 셀 어레이에 따라 노광 영역(exposure area)을 일정한 필드 사이즈(field size)로 구분한 후, 에지 셀(edge cell)에서부터 스텝 및 리피트(step and repeat) 방식으로 스테이지가 구동하면서 노광이 이루어진다. 종래 전자 빔 노광 장치에서, 전자 빔은 패턴이 존재하는 부분에서만 노광이 이루어지며, 각 셀의 바운더리(boundary)에서는 메인 필드(101), 서브 필드(103), 서브 서브 필드(105)의 사이즈 별로 구분되어 각각의 디플렉터(Deflector)에 대한 영역별 노광이 이루어진다(도 1 및 도 2 참조). 그러나 디플렉터에 제어되는 노광 영역은 한정되어 있기 때문에 하나의 메인 필드 영역을 노광한 후, 스테이지를 X, Y 방향으로 미세하게 움직여야 하므로 디플렉터의 로드(load)로 인한 부팅 에러(butting error)가 발생한다. 또한 패턴 사이즈가 세분화됨에 따라서 스테이지의 이동량(stop, start)이 증가하여 처리량(thruput) 저하의 원인이 된다. 도 3은 종래 전자 빔 노광 장치에서, 스테이지 이동에 따른 처리량 저하 현상을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 스테이지가 셀 내의 부분 셀에서 부분 셀로 이동할 때와, 셀과 셀 사이를 이동할 때(원형 표시 부분)에, 지체 시간이 발생하며, 이로 인하여 처리량 의 저하를 가져온다.

본 발명은 전자 빔 노광 장치에서 스테이지의 이동을 최소화하여 노광 시간의 감소에 따른 처리량(thruput)을 향상시킬 수 있는 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 머지에 따른 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 디플렉터의 로드를 감소시켜 부팅 에러(butting error)를 개선할 수 있는 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 오버레이(Overlay) 보정이 용이한 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 셀 통합에 따른 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치에 있어서-여기서, 통합 셀은 복수의 셀이 통합되어 생성되며 복수의 부분 통합 셀을 포함하며, 부분 통합 셀 각각은 상기 복수의 셀의 부분 셀이 통합된 것임-, 상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하며, 각 부분 통합 셀별로 순차적으로 노광하는 전자 빔 노광 장치를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에서 상기 전자 빔 노광 장치에 포함되는 스테이지가 상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하는 것을 특징으로 한다. 또한 정렬 마크는 메인 마크를 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한 셀 통합에 따른 드로잉(drawing) 구역에 따라서 하나의 잡 데크(job deck)를 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전자 빔 노광 장치에서 셀 통합에 따른 노광 방법에 있어서-여기서, 통합 셀은 복수의 셀이 통합되어 생성되며 복수의 부분 통합 셀을 포함하며, 부분 통합 셀 각각은 상기 복수의 셀의 부분 셀이 통합된 것임-, 상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하며, 각 부분 통합 셀별로 순차적으로 노광하는 전자 빔 노광 장치에서 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공할 수 있다.

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치는 셀 애퍼처(401), 정전형 렌즈(405, 407), 주 편향기(413), 프리 주 편향기(413'), 프리 부 편향기(417'), 부 편향기(417)를 포함한다. 도 4에 도시된 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치에서, 전자 빔(409)은 광축에 대하여 회전 대칭인 괘도를 통과하여 웨이퍼(403)에 다다른다. 즉 전자 빔(409)의 궤도는 주 편향기(413), 프리 주 편향기(413'), 프리 부 편향기(417'), 부 편향기(417)에 의해 동일한 편향 감도로 편향되고, 발생하는 편향 수차도 광축에 대하여 회전 대칭으로 발생한다. 또한 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치에서, 셀 애퍼처(401) 이하에 전류 밀도가 높은 크로스 오버(411, 415)가 형성된다. 또한 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치는 회전 대칭형의 정전형 렌즈(405, 407)를 감속형의 집속 모드로 채용하기 때문에 렌즈 내에서 전자 빔(409)이 감속한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 머지 상태 및 이를 바탕으로 전자 빔 노광 방식을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 복수의 셀(예를 들어, 도 3에서 도시된 셀 A 및 B)이 하나의 셀로 통합(merge)된 상태(셀 AB)가 개시된다. 통합 셀은 복수의 부분 통합 셀(501, 503, 505)로 구성되며, 각각의 부분 통합 셀(501, 503, 505)은 원 셀의 부분 셀들이 통합된 것이다. 상기와 같이 통합된 셀에 대하여 도 4를 참조하여 설명한 전자 빔 노광 장치를 이용하여 전자 빔을 노광할 때, 화살표 방향으로 전자 빔을 노광한다. 본 발명에 따른 전자 빔 노광 장치는 통합 셀 AB의 부분 통합 셀(501, 503, 505)별로 순차적으로 노광한다. 즉 전자 빔 노광 장치의 스테이지는 하나의 부분 통합 셀(501, 503, 505)에서 처리량(thruput) 향상을 위하여 연속적으로 이동함으로써 전자 빔을 노광한다. 이 때, 데이터 컨버젼(data conversion) 상에서의 잡 어레이(job array)는 셀별로 재구성되어야 한다. 본 발명에 따른 셀 머지에 따른 드로잉(drawing) 영역에 따라서 하나의 잡 데크(job deck)로 구성하고, 정렬 마크(alignment mark)는 메인 마크(main mark)를 사용한다. 상기와 같이 셀 통합에 의한 노광 방법을 적용할 경우, 종래 보다 훨씬 적은 스테이지의 이동으로 말미암아, 디플렉터의 로드가 감소되어 부팅 에러(butting error)가 현저히 감소된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

본 발명에 의하면, 전자 빔 노광 장치에서 스테이지의 이동을 최소화하여 노광 시간의 감소에 따른 처리량(thruput)을 향상시킬 수 있는 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 머지에 따른 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 디플렉터의 로드를 감소시켜 부팅 에러(butting error)를 개선할 수 있는 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 오버레이(Overlay) 보정이 용이한 전자 빔 노광 장치를 이용한 셀 통합에 따른 노광 방법을 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. 셀 통합에 따라 노광을 수행하는 전자 빔 노광 장치에 있어서-여기서, 통합 셀은 복수의 셀이 통합되어 생성되며 복수의 부분 통합 셀을 포함하며, 부분 통합 셀 각각은 상기 복수의 셀의 부분 셀이 통합된 것임-,

   상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하며, 각 부분 통합 셀별로 순차적으로 노광하는 전자 빔 노광 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자 빔 노광 장치에 포함되는 스테이지가

   상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하는 것

   을 특징으로 하는 전자 빔 노광 장치.
3. 제1항에 있어서,

   정렬 마크는 메인 마크를 사용하는 것

   을 특징으로 하는 전자 빔 노광 장치.
4. 제1항에 있어서,

   셀 통합에 따른 드로잉(drawing) 구역에 따라서

   하나의 잡 데크(job deck)를 구성하는 것

   을 특징으로 하는 전자 빔 노광 장치.
5. 전자 빔 노광 장치에서 셀 통합에 따른 노광 방법에 있어서-여기서, 통합 셀은 복수의 셀이 통합되어 생성되며 복수의 부분 통합 셀을 포함하며, 부분 통합 셀 각각은 상기 복수의 셀의 부분 셀이 통합된 것임-,

   상기 각각의 부분 통합 셀에 대하여 연속적으로 이동하며, 각 부분 통합 셀별로 순차적으로 노광하는 전자 빔 노광 장치에서 셀 통합에 따른 노광 방법.

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