KR102193686B1 - 세틀링 시간 제어를 이용하는 노광 방법 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

세틀링 시간 제어를 이용하는 노광 방법을 제공한다. 노광 시스템의 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사한다. 기판상의 노광 대상 영역 중 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내인지 판별한다. 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내일 때 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간이 0 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정한다. 설정된 세틀링 시간에 의거하여 주 편향기를 이용하여 빔을 편향시켜 제2 위치에 빔 샷을 조사한다.

Description

세틀링 시간 제어를 이용하는 노광 방법 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법{Exposure method using control of settling time and method of manufacturing integrated circuit device using the exposure method}
본 발명의 기술적 사상은 노광 방법 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 편향된 하전 입자 빔의 세틀링 시간 제어를 이용하는 노광 방법 및 집적회로 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 증가하고 반도체 소자에서 요구되는 회로 선폭이 점차 미세화됨에 따라 리소그래피 기술의 중요성이 점차 증대되고 있다. 또한, LSI 회로 (large-scale integrated circuit)의 고집적화에 수반하여 반도체 소자에서 요구되는 회로 선폭은 점차 미세화되고 있다. 이와 같이 고집적화된 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성하는 데 있어서, VSB (variable shaped electron beam) 방식의 노광 시스템이 사용될 수 있다. VSB 방식의 노광 시스템을 사용하는 노광 공정에서, 노광 공정의 정밀도를 확보하면서 빔 샷의 편향에 의한 이동시 빔 샷의 현재 위치로부터 목표 위치까지 이동하는 데 필요한 세틀링 시간을 효과적으로 설정할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 효과적으로 설정된 세틀링 시간을 이용하여 노광 공정을 수행함으로써 빔 샷의 조사 위치에 대한 정확도를 유지하면서 노광 공정시 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 노광 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 고집적화된 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성하는 데 있어서, 노광 공정시 빔 샷의 편향 거리에 따라 세틀링 시간을 효과적으로 제어하여 불필요한 대기 시간을 제거함으로써 노광 공정의 생산성을 향상시킬 수 있는 집적회로 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서는, 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 보조 편향기를 구비한 노광 시스템에서 상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사한다. 상기 기판상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내인지 판별한다. 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)이 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정한다. 상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사한다.
일부 실시예들에서, 상기 주 편향기는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 편향 가능하고, 상기 부 편향기는 상기 제1 필드 사이즈보다 작은 제2 필드 사이즈를 가지는 서브필드 영역 내에서 편향 가능하고, 상기 제1 거리는 상기 제2 필드 사이즈와 같거나 더 크고 상기 제1 필드 사이즈보다 더 작다. 일부 실시예들에서, 상기 메인필드 영역의 제1 방향을 따르는 길이는 상기 서브필드 영역의 상기 제1 방향을 따르는 길이의 적어도 50 배이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리로부터 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 최대 거리까지의 구간에 해당할 때, 상기 세틀링 시간을 일정한 최대치로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 주 편향기는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 편향 가능하고, 상기 제2 거리는 상기 제1 필드 사이즈보다 더 작을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 선형적으로 증가하도록 선형 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 세틀링 시간은 다음 식에 따라 결정되는 값으로 설정될 수 있다.
Ts = Tmin + G × D
식 중, Ts는 세틀링 시간, Tmin은 상기 일정한 최소치, G는 상기 선형 함수의 기울기, 그리고 D는 편향 거리이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 편향 거리를 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간으로 분할하는 단계와, 상기 복수의 편향 거리 구간 중에서 선택되는 연속되는 제1 구간 및 제2 구간에서 각각 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 선형적으로 증가하도록 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 상기 세틀링 시간을 설정하되, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간에서 서로 다른 기울기를 가지는 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 구간에서의 세틀링 시간의 최소치는 상기 제1 구간에서의 세틀링 시간의 최대치와 같거나 더 클 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 편향 거리를 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간으로 분할하는 단계와, 상기 복수의 편향 거리 구간 각각의 경계에서 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 불연속적으로 변하는 계단 함수에 따라 결정되는 값으로 상기 세틀링 시간을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 복수의 편향 거리 구간 중 적어도 일부 구간에서 상기 세틀링 시간은 상기 편향 거리가 증가함에 따라 기울기가 0 보다 더 큰 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일부 실시예들에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 복수의 편향 거리 구간 중 적어도 일부 구간에서 상기 세틀링 시간은 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상수 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 노광 방법에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하는 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하는 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계는 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 다음 식으로 표시되는 로그 함수의 형태로 증가하는 값으로 설정할 수 있다.
Ts = Tmin + logaD
식 중, Ts는 세틀링 시간, Tmin은 상기 일정한 최소치, a > 0, 그리고 D는 편향 거리이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서는, 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 보조 편향기와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 이용하여 노광이 수행되는 노광 스테이지를 구비한 노광 시스템에서 상기 노광 스테이지에 포토레지스트막이 형성된 기판을 로딩한다. 상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사한다. 상기 포토레지스트막상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 부 편향기에 의해 편향 가능한 최대 편향 거리와 같거나 더 큰 제1 거리 이내인지 판별한다. 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)이 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정한다. 상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사하여 상기 포토레지스트막을 노광한다. 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
일부 실시예들에서, 상기 주 편향기는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 편향 가능하고, 상기 부 편향기는 상기 제1 필드 사이즈보다 작은 제2 필드 사이즈를 가지는 서브필드 영역 내에서 편향 가능하고, 상기 메인필드 영역의 제1 방향을 따르는 길이는 상기 서브필드 영역의 상기 제1 방향을 따르는 길이의 적어도 50 배이다.
일부 실시예들에서, 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리로부터 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 최대 거리까지의 구간에 해당할 때, 상기 세틀링 시간을 일정한 최대치로 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 양태에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서는, 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 보조 편향기와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 이용하여 노광이 수행되는 노광 스테이지를 구비한 노광 시스템에서 상기 노광 스테이지에 포토레지스트막이 형성된 기판을 로딩한다. 상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사한다. 상기 포토레지스트막상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리에 따라 서로 다른 조건으로 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)을 설정한다. 상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사하여 상기 포토레지스트막을 노광한다. 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
일부 실시예들에서, 상기 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정한 제1 기준 거리보다 작을 때 상기 세틀링 시간을 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정하는 제1 구간 설정 단계와, 상기 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정한 제2 기준 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 일정한 최대치로 설정하는 제2 구간 설정 단계 중 적어도 하나의 구간 설정 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 세틀링 시간을 설정하는 단계는 상기 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 기준 거리와 상기 제2 기준 거리와의 사이일 때, 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간을 상기 최소치와 상기 최대치 사이에서 선형 함수 또는 비선형 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 방법에서는 빔 샷의 편향 거리가 비교적 짧은 소정 거리 이내에서는 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간을 최소치로 균일하게 적용함으로써, 비교적 짧은 편향 거리를 이동하는 동안 세틀링 시간이 필요 이상으로 길어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 치수 정밀도를 열화시키지 않는 범위 내에서 가능한 한 짧은 세틀링 시간으로 노광 공정이 수행될 수 있도록 효과적으로 설정된 세틀링 시간을 적용하여 노광 공정을 수행함으로써, 빔 샷의 조사 위치에 대한 정확도를 유지하면서 노광 공정시 쓰루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 고집적화된 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성하는 데 있어서, 노광 공정시 빔 샷의 편향 거리에 따라 서로 다른 조건으로 세틀링 시간을 설정함으로써 세틀링 시간을 효과적으로 제어하여, 노광 공정시 불필요한 대기 시간을 제거할 수 있고, 집적회로 소자의 제조 공정시 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 시스템에서, 메인필드 (main field) 영역 및 서브필드 (sub-field) 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 시스템을 사용하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 기판상의 패턴 묘화 영역에 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 기판상의 패턴 묘화 영역을 분할하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 시스템을 이용하여 노광 공정을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 공정을 수행하는 과정에서 세틀링 시간을 최소치로 설정하는 기준 거리인 제1 거리로서 선택 가능한 범위를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 12a 내지 도 12i는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 세틀링 시간을 설정하는 다양한 예들을 나타낸 그래프들이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 세틀링 시간을 테이블을 이용하여 설정한 예를 보여준다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 시스템에서, 메인필드 영역과, 서브필드 영역과, 제3 필드 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드의 블록 다이어그램이다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드를 채용하는 메모리 시스템의 블록 다이어그램이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 시스템(100)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1에는 VSB (variable shaped electron beam) 방식의 노광 시스템(100)을 예시한다.
도 1을 참조하면, 노광 시스템(100)은, 하전 입자 빔, 예를 들면 전자 빔(EB)을 제공하는 빔 발생부(110)와, 전자 빔(EB)을 이용하여 노광이 수행되는 노광 스테이지(120)와, 전자 빔(EB)을 소정의 형상 및 사이즈로 성형하는 빔 성형부(130)와, 상기 빔 성형부(130) 조사되는 전자 빔(EB)의 온/오프 (ON/OFF)를 제어하는 블랭킹부(140)와, 상기 빔 성형부(130)를 통과하여 성형된 전자 빔(EB)을 노광 스테이지(120)에 로딩된 기판(122)상에 축소 및 투영하고 상기 기판(122)상으로 조사되는 빔 샷(shot)의 위치를 제어하는 편향 및 축소투영부(150)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 빔 발생부(110)는 전자 빔(EB)을 조사하기 위한 전자 총 (electron beam gun)을 포함할 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 빔 발생부(110)에서는 하전 입자 빔으로서 전자 빔(EB) 대신 이온 빔 (ion-beam), 극자외선 (extreme ultraviolet), 또는 근접 X 선(proximity X-ray)을 조사할 수 있다.
상기 노광 스테이지(120)는 감광층을 구비한 기판(122)과, 상기 기판(122)이 탑재되는 XY 스테이지(124)를 포함할 수 있다. 상기 XY 스테이지(124)는 기판(122)를 탑재한 상태에서 X 방향 및 Y 방향으로 전후좌우로 이동 가능하도록 제어될 수 있다. 상기 기판(122)은 반도체 웨이퍼 또는 글라스 마스크로 이루어질 수 있다.
상기 블랭킹부(140)에는 빔 발생부(110)로부터 조사되는 전자 빔(EB)의 손실을 줄이기 위하여 설치된 콘덴서 렌즈(142)와, 전자 빔(EB)의 형상을 변형시키기 위한 제1 애퍼쳐(144A)가 형성된 빔 쉐이퍼 (beam shaper)(144)를 포함할 수 있다. 상기 제1 애퍼쳐(144A)를 통과한 전자 빔(EB)은 상기 제1 애퍼쳐(144A)의 형상에 상응하는 형상으로 변형될 수 있다. 상기 블랭킹부(140)는 블랭킹용 편향기(146) 및 블랭킹 애퍼쳐(도시 생략)를 더 구비할 수 있다. 블랭킹용 편향기(146)에 의해, 빔 온(ON) 상태에서는 블랭킹 애퍼쳐를 통과하고, 빔 오프(OFF) 상태에서는 전자 빔(EB)이 블랭킹 애퍼쳐를 통과하는 것이 차단되도록 제어될 수 있다.
상기 빔 성형부(130)는 제2 애퍼쳐(132A)가 형성된 플레이트(132), 보조 빔 쉐이퍼(134), 및 빔 형상 및 사이즈를 변화시키기 위한 가변용 편향기(136)를 포함할 수 있다. 전자 빔(EB)이 상기 빔 성형부(130)를 통과하면서 가변용 편향기(136) 및 제2 애퍼쳐(132A)에 의해 전자 빔(EB)으로부터 얻어지는 빔 샷(shot)의 형상이 제어될 수 있다.
상기 편향 및 축소투영부(150)는 대물 렌즈(152), 주 편향기(154), 및 부 편향기(156)를 포함할 수 있다. 상기 빔 성형부(130)에서 제2 애퍼쳐(132A)를 통과한 전자 빔(EB)은 상기 대물 렌즈(152)에 의해 초점을 맞추어지고, 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)에 의해 편향되어, XY 스테이지(124)에 배치된 기판(122)의 원하는 위치에 빔 샷이 조사될 수 있다. XY 스테이지(124)에 로딩된 기판(122)상에 조사되는 빔 샷의 위치는 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)에 의해 결정될 수 있다.
상기 가변용 편향기(136), 주 편향기(154), 및 부 편향기(156)는 각각 편향 앰프 (도시 생략)를 이용하여 구동 및 제어될 수 있다.
도 1에는 빔 샷의 위치 편향을 위하여 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)로 이루어지는 2 단 편향 구조를 채용하는 경우를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 도 16을 참조하여 후술하는 바와 같은 3 단 편향 구조를 채용할 수도 있다.
도 2는 도 1에 예시한 노광 시스템(100)에서, 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 메인필드 (main field) 영역(MF)과, 부 편향기(156))에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 서브필드 (sub-field) 영역(SF)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 메인필드 영역(MF)은 그 내부에서 X 방향 및 Y 방향을 따라 일정한 사이즈를 가지도록 메쉬(mesh) 형상으로 분할된 복수의 서브필드 영역(SF)으로 가상 분할될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 메인필드 영역(MF)은 X 방향 및 Y 방향에서 각각 약 50 ∼ 450 μm의 사이즈를 가지고, 상기 복수의 서브필드 영역(SF)은 각각 X 방향 및 Y 방향에서 각각 약 1 ∼ 9 μm의 사이즈를 가질 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 상기 메인필드 영역(MF) 및 복수의 서브필드 영역(SF)은 각각 정사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 메인필드 영역(MF)은 노광 시스템(100)의 상기 편향 및 축소투영부(150)에서 편향기를 이용하여 설정될 수 있는 필드 영역 중 가장 큰 필드 영역이다. 상기 복수의 서브필드 영역(SF)은 노광 시스템(100)의 상기 편향 및 축소투영부(150)에서 편향기를 이용하여 설정될 수 있는 필드 영역 중 두 번째로 큰 필드 영역이다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 시스템(100)에서는, 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 범위인 메인필드 영역(MF)의 사이즈는 가능한 한 크게 설정되도록 하고, 부 편향기(156))에 의해 편향 가능한 범위인 서브필드 영역(SF)의 사이즈는 가능한 한 작게 설정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브필드 영역(SF)의 한 변의 길이(LS)와 메인필드 영역(MF)의 한 변의 길이(LM)의 비 LS:LM은 적어도 1:50일 수 있다. 예를 들면, 서브필드 영역(SF)의 한 변의 길이(LS)가 1 μm일 때, 메인필드 영역(MF)의 한 변의 길이(LM)는 50 μm 또는 그 이상일 수 있다.
이와 같이, 서브필드 영역(SF)의 사이즈를 메인필드 영역(MF)의 사이즈에 비해 가능한 한 작게 설정함으로써, 도 5 내지 도 13을 참조하여 후술하는 바와 같은 노광 공정에서, 기판(122)상의 패턴 묘화 영역 (pattern writing region)에서 빔 샷의 편향에 의한 이동시, 상기 빔 샷의 현재 위치로부터 목표 위치까지 도달하여 안정화되기 위한 세틀링 시간을 효과적으로 설정함으로써, 노광 공정의 정밀도를 확보하면서 노광 공정시 불필요한 대기 시간을 제거할 수 있다.
도 3은 도 1에 예시한 노광 시스템(100)을 사용하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 기판(122)상의 패턴 묘화 영역(PWR)에 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 기판(122)상의 패턴 묘화 영역(PWR)을 분할하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 기판(122)의 패턴 묘화 영역(PWR)은 일정 방향, 예를 들면 도 3의 Y 방향을 따라 주 편향기(MF)의 편향 가능한 범위의 제1 폭(W1)을 가지고, 도 3의 X 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프(stripe) 영역(STP)으로 가상 분할될 수 있다.
상기 XY 스테이지(124)를 정해진 한 방향, 예를 들면 X 방향으로 연속적으로 이동시키면서 기판(122)상의 패턴 묘화 영역(PWR) 내의 각 스트라이프 영역에 원하는 형상의 패턴을 묘화할 수 있다.
도 3에는 기판(122)의 일부만을 도시한 것으로서, 상기 기판(122)의 형상이 도 3에 예시한 바에 한정되는 것은 아니다.
상기 복수의 스트라이프 영역(STP)은 도 3의 X 방향을 따라 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 범위의 제2 폭(W2)을 가지는 복수의 메인필드 영역(MF)으로 가상 분할될 수 있다. 상기 제2 폭(W2)은 상기 제1 폭(W1)과 동일한 사이즈로 설정될 수 있다.
또한, 상기 복수의 메인필드 영역(MF)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 각각 부 편향기(156)에 의해 편향 가능한 사이즈를 가지는 복수의 서브필드 영역(SF)으로 가상 분할될 수 있다. 상기 복수의 서브필드 영역(SF) 중에서 각 빔 샷이 조사되는 위치에 패턴(P1, P2, P3)이 묘화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 시스템을 이용하여 노광 공정을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 도 1에 예시한 노광 시스템(100)의 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF)과, 부 편향기(156))에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 서브필드 영역(SF)에서 패턴을 묘화하는 과정을 설명한다.
전자 빔(EB)의 조사에 의해 기판(122)상에 패턴을 묘화할 때, 최소 단위인 빔 샷의 형상과, 기판(122)상에 조사되는 빔 샷의 위치는 도 1에 예시한 가변용 편향기(136), 주 편향기(154), 및 부 편향기(156)에 의해 결정될 수 있다.
도 1에 예시한 바와 같이 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)를 구비하는 2 단 편향 구조를 채용하는 노광 시스템(100)에서, 주 편향기(154)를 이용하여 메인필드 영역(MF) 내에서 복수의 서브필드 영역(SF) 각각의 사이에서 빔을 스캔하고, 부 편향기(156)를 이용하여 서브필드 영역(SF)내에서 빔을 스캔할 수 있다. 상기 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)에서 각각 빔을 편향시키기 위하여 전자기력 및/또는 정전기력을 이용할 수 있다. 전자기력은 주 편향기(154) 및 부 편향기(156) 각각을 제어하는 편향 장치들의 코일에서 생성될 수 있다. 정전기력은 주 편향기(154) 및 부 편향기(156) 각각을 구성하는 편향판들에서 생성될 수 있다.
상기 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)를 이용하여 전자 빔(EB)을 편향시켜 얻어지는 빔 샷은 기판(122)상에 매트릭스 형상의 배열로 결상할 수 있다. 상기 주 편향기(154)는 XY 스테이지(124)의 이동에 따라 후속의 묘화 대상의 서브필드 영역(SF)의 기준 위치(RP)에 전자 빔(EB)이 조사될 수 있도록 전자 빔(EB)을 편향시킬 수 있다. 또한, 부 편향기(156)는 각각의 서브필드 영역(SF)의 기준 위치(RP)로부터 해당 서브필드 영역(SF) 내에서 빔이 조사되어야 하는 위치로 전자빔(EB)을 편향시킬 수 있다.
예를 들면, 도 1에 예시한 XY 스테이지(224)가 도 4의 X 방향을 따라 연속적으로 이동하면서 첫 번째의 스트라이프 영역(STP)에 대하여 X 방향을 따라 묘화를 진행할 수 있다. 그리고, 첫 번째의 스트라이프 영역(STP)의 묘화가 종료된 후, 이전과 동일한 방향 (X 방향) 또는 그 역방향 (-X 방향)을 따라 두 번째의 스트라이프 영역(STP)의 묘화를 진행할 수 있다. 그 후, 전술한 바와 유사한 방법으로 후속의 스트라이프 영역(STP)에 대한 묘화를 진행할 수 있다. 상기한 바와 같은 방법으로 상기 주 편향기(154) 및 부 편향기(156)를 이용하여 스트라이프 영역(STP) 마다 순차적으로 묘화 처리를 진행시켜 나갈 수 있다.
반도체 소자가 고집적화됨에 따라, 리소그래피 기술의 중요성이 점차 증대되고 있다. 또한, LSI 회로 (large-scale integrated circuit)의 고집적화에 수반하여 반도체 소자에서 요구되는 회로 선폭은 점차 미세화되고 있다. 이와 같이 미세화된 반도체 소자에서 요구되는 미세 패턴을 형성하는 데 있어서 도 1에 예시한 바와 같은 본 발명의 기술적 사상에 의한 VSB 방식의 노광 시스템이 사용될 수 있다. 도 1에 예시한 VSB 방식의 노광 시스템(100)에서는 전자 빔(EB) 등과 같은 하전 입자 빔을 편향기를 이용하여 편향시켜 노광할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 기판(122)상의 패턴 묘화 영역(PWR)에서 빔 샷을 편향에 의해 이동시킬 때, 빔 샷의 현재 위치로부터 목표 위치까지 도달하여 안정화되기 위한 시간이 필요하다. 본 명세서에서는 상기 안정화에 필요한 시간을 세틀링 시간 (settling time)이라 칭한다. 빔 샷의 편향에 의한 이동시 상기 빔 샷의 현재 위치로부터 목표 위치까지 이동하는 데 있어서, 노광 공정의 정밀도를 확보하면서 노광 시간을 단축시켜 쓰루풋 (throughput)을 향상시키기 위하여는 적절한 세틀링 시간을 설정할 필요가 있다. 빔 샷의 편향에 의한 이동시 적용된 세틀링 시간이 최적 세틀링 시간에 비해 너무 작으면 편향 이동 거리에 오차가 생길 수 있다. 또한, 빔 샷의 편향에 의한 이동시 적용된 세틀링 시간이 최적 세틀링 시간에 비해 너무 크면 노광 시간이 길어져서 쓰루풋이 열화될 수 있다. 따라서, 치수 정밀도를 열화시키지 않는 범위 내에서 세틀링 시간을 가능한 한 짧게 설정할 필요가 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에서는, 원하는 패턴 형성을 위한 노광 공정시 빔 샷의 조사 위치에 대한 정확도를 유지하면서 가능한 한 짧은 세틀링 시간으로 노광 공정을 수행함으로써 노광 공정시 쓰루풋을 향상시킬 수 있는 노광 방법 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법을 제공한다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
공정 P12에서, 도 1에 예시한 구성을 가지는 노광 시스템(100)에서 빔 발생부(110)로부터 하전 입자 빔, 예를 들면 전자 빔(EB)을 조사한다.
상기 노광 시스템(100)에서, 주 편향기(154)는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF) 내에서 편향 가능하다. 상기 제1 필드 사이드는 도 2에 예시한 바와 같이 메인필드 영역(MF)의 한 변의 길이(LM)를 의미할 수 있다. 상기 메인필드 영역(MF)은 각 변이 동일한 길이(LM)를 가지는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 노광 시스템(100)에서, 부 편향기(156)는 상기 제1 필드 사이즈보다 작은 제2 필드 사이즈를 가지는 서브필드 영역(SF) 내에서 편향 가능하다. 상기 제2 필드 사이즈는 도 2에 예시한 바와 같이 서브필드 영역(SF)의 한 변의 길이(LS)를 의미할 수 있다. 상기 서브필드 영역(SF)은 각 변이 동일한 길이(LS)를 가지는 정사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 메인필드 영역(MF)의 제1 방향, 예를 들면 도 2의 X 방향 또는 Y 방향을 따르는 길이는 상기 서브필드 영역(SF)의 상기 제1 방향을 따르는 길이의 적어도 50 배일 수 있다.
공정 P14에서, 기판(122)상의 노광 대상 영역인 패턴 묘화 영역 중 주 편향기(154)에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF) 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정해진 기준 거리인 제1 거리 이내인지 판별한다.
도 6은 도 5의 공정 P14에서의 기준 거리인 제1 거리(D1)로서 선택 가능한 범위를 예시한 도면이다.
도 6에 예시한 바와 같이, 상기 제1 거리(D1)는 상기 서브필드 영역(SF)의 제2 필드 사이즈(LS)와 같거나 더 클 수 있다. 또한, 상기 제1 거리(D1)는 상기 메인필드 영역(MF)의 제1 필드 사이즈(LM)보다 더 작을 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 제1 거리(D1)의 선택 가능한 범위가 도 6에 예시된 바에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 거리(D1)를 설정하는 데 있어서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
도 5의 공정 P16에서, 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리(D1) 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간을 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정한다.
예를 들면, 도 6의 예시에서 상기 제1 거리(D1)가 상기 서브필드 영역(SF)의 제2 필드 사이즈(LS)와 같은 사이즈로 설정되었을 때, 상기 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리가 상기 제2 필드 사이즈(LS)와 동일한 범위 이내이면, 편향 거리의 크기에 상관 없이 세틀링 시간은 최소치로 균일하게 적용될 수 있다.
도 12a 내지 도 12i는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 노광 방법에 따라 노광 공정을 수행하는 데 있어서, 세틀링 시간을 설정하는 다양한 예들을 나타낸 그래프들이다.
도 5의 공정 P16에서 세틀링 시간(Ts)의 최소치(Tmin)를 설정하는 데 있어서, 도 12a 내지 도 12i에 예시한 바와 같이, 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내이면 상기 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 세틀링 시간(Ts)은 최소치(Tmin)를 유지하도록 설정될 수 있다. 즉, 상기 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내이면 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간(Ts)은 최소치(Tmin)로 균일하게 적용된다.
도 12a 내지 도 12i에 예시한 바와 같이, 상기 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 세틀링 시간(Ts)의 최소치(Tmin)는 0 (zero)보다 더 큰 오프셋 값(Toffset, Toffset1)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 12a, 도 12b, 도 12f, 도 12g, 및 도 12i에 예시한 오프셋 값(Toffset), 또는 도 12c, 도 12d, 도 12e, 및 도 12h에 예시한 오프셋 값(Toffset1)은 적어도 서브필드 영역(SF)의 한 변의 길이에 대응하는 거리까지 적용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 오프셋 값(Toffset, Toffset1)은 약 30 ∼ 35 나노초(nsec)의 범위 내에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5의 공정 P18에서, 공정 P16에서 편향 거리에 따라 설정된 세틀링 시간에 의거하여, 주 편향기(154)를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 기판(122)상의 제2 위치에 빔 샷을 조사한다.
도 5를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 예시적인 실시예들에 따른 노광 방법에서, 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내에서는 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간(Ts)을 최소치(Tmin)로 균일하게 적용함으로써, 비교적 짧은 편향 거리를 이동하는 동안 세틀링 시간(Ts)이 필요 이상으로 길어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 불필요한 대기 시간을 제거함으로써 노광 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하의 설명에서, 도 5를 참조하여 설명한 공정과 동일한 공정은 동일한 참조 부호를 사용하여 표시하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 6, 도 7, 및 도 12a 내지 도 12i를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
도 7에 예시한 노광 방법은 도 5에 예시한 노광 방법에서의 공정 P16에 따른 세틀링 시간 설정 공정과 유사한 세틀링 시간 설정 공정 P20을 포함한다. 즉, 도 7에 예시한 노광 방법에 포함된 세틀링 시간 설정 공정 P20은, 공정 P16에 따라, 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내일 때 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최소치(Tmin)로 설정하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P20은, 도 12e, 도 12f, 도 12g 및 도 12h에 예시한 바와 같이, 공정 P26에 따라, 상기 제2 위치까지의 편향 거리(D)가 상기 제1 거리(D1)보다 더 크고 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 최대 거리(Dmax)보다 더 작은 제2 거리(Dn)로부터 상기 최대 거리(Dmax)까지의 구간에 해당할 때, 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최대치(Tmax)로 설정하는 공정을 포함한다.
도 7을 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 예시적인 실시예들에 따른 노광 방법에서, 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내에서는 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간(Ts)을 최소치(Tmin)로 균일하게 적용하고, 편향 거리(D)가 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 최대 거리(Dmax)보다 작은 제2 거리(Dn)로부터 상기 최대 거리(Dmax)까지의 구간에 해당할 때에는 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간(Ts)을 최대치(Tmax)로 균일하게 적용함으로써, 비교적 짧은 편향 거리를 이동하는 동안 세틀링 시간(Ts)이 필요 이상으로 길어지는 것을 방지할 수 있고, 비교적 긴 편향 거리를 이동하는 경우에도 무조건 거리에 비례하여 필요 이상으로 긴 세틀링 시간이 설정되는 것을 억제하여, 노광 공정에 소요되는 시간을 효과적으로 줄일 수 있다. 따라서, 불필요한 대기 시간을 제거함으로써 노광 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 6, 도 8, 및 도 12a 내지 도 12i를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
도 8에 예시한 노광 방법은 도 5에 예시한 노광 방법에서의 공정 P16에 따른 세틀링 시간 설정 공정과 유사한 세틀링 시간 설정 공정 P30을 포함한다. 즉, 도 8에 예시한 노광 방법에 포함된 세틀링 시간 설정 공정 P30은, 공정 P16에 따라, 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내일 때 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최소치(Tmin)로 설정하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P30은, 도 12a의 L1, 도 12b의 L21 및 L22, 도 12c의 L3, 도 12d의 L41, L42, L43 및 L44, 도 12f의 L6, 도 12g의 L71 및 L72, 및 도 12h의 L8로 예시한 바와 같이, 공정 P36에 따라, 제2 위치까지의 편향 거리(D)가 상기 제1 거리(D1)보다 클 때 세틀링 시간(Ts)을 상기 편향 거리(D)가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간(D)이 선형적으로 증가하도록 선형 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 공정을 포함한다.
도 8의 공정 P36에서, 세틀링 시간(Ts)은 수학식 1에 따라 결정되는 선형 함수의 값으로 설정될 수 있다.
[수학식 1]
Ts = Tmin + G × D
수학식 1에서, G는 게인(gain)이다. 예를 들면, 도 12a의 L1, 도 12b의 L21 및 L22, 도 12c의 L3, 도 12d의 L41, L42, L43 및 L44, 도 12f의 L6, 도 12g의 L71 및 L72, 및 도 12h의 L8로 예시한 선형 함수들의 기울기에 대응할 수 있다. 즉, 게인(G)은 선형 함수로 표시되는 구간에서 세틀링 시간(Ts)의 변화율로 정의될 수 있으며, 세틀링 시간(Ts)의 변화량을 편향 거리(D)의 변화량으로 나눈 값(ΔTs/ΔD)에 대응할 수 있다. 상기 게인(G)은 0 보다 큰 값을 가진다.
일부 실시예들에서, 세틀링 시간(Ts)의 선형 증가 구간에서의 게인(G)은 노광 공정을 통해 기판(122)상에 구현하고자 하는 패턴의 CD (critical dimension) 편차에 대한 실험값에 기초하여 결정될 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 6, 도 9, 및 도 12a 내지 도 12i를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
도 9에 예시한 노광 방법은 도 5에 예시한 노광 방법에서의 공정 P16에 따른 세틀링 시간 설정 공정과 유사한 세틀링 시간 설정 공정 P40을 포함한다. 즉, 도 9에 예시한 노광 방법에 포함된 세틀링 시간 설정 공정 P40은, 공정 P16에 따라, 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내일 때 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최소치(Tmin)로 설정하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P40은 도 12b의 L21 및 L22, 도 12d의 L41, L42, L43 및 L44, 및 도 12g의 L71 및 L72로 예시한 바와 같이, 공정 P42에 따라, 제2 위치까지의 편향 거리(D)가 상기 제1 거리(D1)보다 클 때 편향 거리(D)를 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간으로 분할하는 공정을 포함한다.
도 12b에 예시한 세틀링 시간 설정 방법의 경우, 편향 거리(D)가 2 개의 편향 거리 구간(DS1, DS2)으로 분할되어 있다. 그리고, 도 12d에 예시한 세틀링 시간 설정 방법의 경우, 편향 거리(D)가 4 개의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4)으로 분할되어 있다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P40은, 공정 P44에 따라, 복수의 편향 거리 구간 중에서 선택되는 연속되는 제1 구간 및 제2 구간에서 각각 편향 거리(D)가 증가함에 따라 세틀링 시간(Ts)이 선형적으로 증가하도록 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 세틀링 시간(Ts)을 설정한다. 여기서, 상기 세틀링 시간(Ts)은 제1 구간 및 상기 제2 구간에서 서로 다른 기울기를 가지는 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 설정할 수 있다.
도 12b에 예시한 세틀링 시간 설정 방법에서, 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2) 중 연속되는 제1 구간(DS1) 및 제2 구간(DS2)에서 각각 편향 거리(D)가 증가함에 따라 세틀링 시간(Ts)은 서로 다른 게인(G) 값 (ΔTs1/ΔD1, ΔTs2/ΔD2)에 기초하여 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
도 9에 예시한 세틀링 시간(Ts) 설정 방법에서, 도 12b에 예시된 바와 같이, 공정 P44에 따라 결정되는 제2 구간(DS2)의 세틀링 시간(Ts)의 최소치는 제1 구간(DS1)의 세틀링 시간(Ts)의 최대치와 같을 수 있다. 또한, 도 12d에 예시한 바와 같이, 공정 P44에 따라 결정되는 제2 구간(DS2)의 세틀링 시간(Ts)의 최소치는 제1 구간(DS1)의 세틀링 시간(Ts)의 최대치보다 오프셋 값 (Toffset2)만큼 더 클 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 6, 도 10, 및 도 12a 내지 도 12i를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
도 10에 예시한 노광 방법은 도 5에 예시한 노광 방법에서의 공정 P16에 따른 세틀링 시간 설정 공정과 유사한 세틀링 시간 설정 공정 P50을 포함한다. 즉, 도 10에 예시한 노광 방법에 포함된 세틀링 시간 설정 공정 P50은, 공정 P16에 따라, 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내일 때 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최소치(Tmin)로 설정하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P50은 도 12d의 L41, L42, L43 및 L44, 및 도 12e의 C51, C52, C53 및 C54로 예시한 바와 같이, 공정 P52에 따라, 제2 위치까지의 편향 거리(D)가 상기 제1 거리(D1)보다 클 때 편향 거리(D)를 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4)으로 분할하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P50은, 공정 P54에 따라, 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4) 각각의 경계에서, 편향 거리(D)가 증가함에 따라 세틀링 시간(Ts)이 불연속적으로 변하는 계단 함수에 따라 결정되는 값으로 상기 세틀링 시간(Ts)을 설정하는 공정을 포함한다.
도 12d 및 도 12e에 예시한 바와 같이, 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4) 각각의 경계에서는 이전 구간에서의 세틀링 시간(Ts)의 최대치보다 후속 구간에서의 세틀링 시간(Ts)의 최소치가 더 큰 값을 가지도록 오프셋 값(Toffset2, Toffset3, Toffset4, Toffset5)이 각각 부가되어 있으며, 이에 따라 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4) 각각의 경계에서, 편향 거리(D)가 증가함에 따라 세틀링 시간(Ts)이 불연속적으로 변하게 된다.
도 12d에 예시한 세틀링 시간 설정 방법에 따르면, 상기 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4)에서 각각 세틀링 시간(Ts)은 편향 거리(D)가 증가함에 따라 기울기가 0 보다 더 큰 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 설정된다.
도 12e에 예시한 세틀링 시간 설정 방법에 따르면, 상기 복수의 편향 거리 구간(DS1, DS2, DS3, DS4)에서 각각 세틀링 시간(Ts)은 편향 거리(D)가 증가함에 따라 상수 함수에 따라 결정되는 값으로 설정된다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 또 다른 실시예들에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 6, 도 11, 및 도 12a 내지 도 12i를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 설명한다.
도 11에 예시한 노광 방법은 도 5에 예시한 노광 방법에서의 공정 P16에 따른 세틀링 시간 설정 공정과 유사한 세틀링 시간 설정 공정 P60을 포함한다. 즉, 도 11에 예시한 노광 방법에 포함된 세틀링 시간 설정 공정 P60은, 공정 P16에 따라, 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내일 때 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최소치(Tmin)로 설정하는 공정을 포함한다.
또한, 상기 세틀링 시간 설정 공정 P60은, 도 12i의 L9로 예시한 바와 같이, 공정 P66에 따라, 제2 위치까지의 편향 거리(D)가 상기 제1 거리(D1)보다 클 때 세틀링 시간(Ts)을 상기 편향 거리(D)가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간(D)이 비선형적으로 증가하는 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 공정을 포함한다.
도 11의 공정 P66에서, 세틀링 시간(Ts)은 수학식 2에 따라 로그 함수의 형태로 증가하는 값으로 설정될 수 있다.
[수학식 2]
Ts = Tmin + logaD
수학식 2에서, a > 0이고, D는 편향 거리이다.
도 13은 도 12e에 예시한 바와 같이 세틀링 시간(Ts)을 상수 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 데 있어서, 설정된 세틀링 시간(Ts)을 테이블(200)을 이용하여 설정한 예를 보여준다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 방법에 따라 편향 거리(D)에 따른 세틀링 시간(Ts)을 설정하는 데 있어서, 도 13에 예시한 바와 같은 테이블(200)을 이용함으로써, 요구되는 편향 거리(D)에 대하여 테이블(200)을 이용하여 설정된 세틀링 시간(Ts)을 용이하게 확인할 수 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 4 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명한다.
도 14의 공정 P302에서, 도 1에 예시한 구성을 가지는 노광 시스템(100)의 노광 스테이지, 예를 들면 XY 스테이지(124)에 포토레지스트막이 형성된 기판(122)을 로딩한다.
상기 기판(122)은 피쳐층 (feature layer)을 포함하고, 상기 포토레지스트막은 상기 기판(122)상에서 상기 피쳐층을 덮도록 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 피쳐층은 도전층 또는 절연층일 수 있다. 예를 들면, 상기 피쳐층은 금속, 반도체, 또는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 다른 일부 실시예들에서, 상기 피쳐층은 상기 기판(122)의 일부일 수 있다.
상기 포토레지스트막은 극자외선(extreme ultraviolet, EUV)(13.5 nm)용 레지스트, F2 엑시머 레이저(157nm)용 레지스트, ArF 엑시머 레이저(193nm)용 레지스트, 또는 KrF 엑시머 레이저(248 nm)용 레지스트로 이루어질 수도 있다. 상기 포토레지스트막은 포지티브형 포토레지스트 또는 네가티브형 포토레지스트로 이루어질 수 있다.
공정 P304에서, 도 5의 공정 P12에 대하여 설명한 바와 유사하게, 노광 시스템(100)의 빔 발생부(110)로부터 하전 입자 빔,예를 들면 전자 빔(EB)을 조사한다.
공정 P306에서, 도 5의 공정 P14에 대하여 설명한 바와 유사하게, 기판(122)상에 형성된 포토레지스트막의 노광 대상 영역인 패턴 묘화 영역 중 주 편향기(154)에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF) 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정해진 기준 거리인 제1 거리 이내인지 판별한다.
공정 P308에서, 도 5의 공정 P16에 대하여 설명한 바와 유사하게, 상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간을 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정한다.
공정 P308에서 세틀링 시간을 설정하기 위하여, 도 7의 공정 P20, 도 8의 공정 P30, 도 9의 공정 P40, 도 10의 공정 P50, 및 도 11의 공정 P60에 따른 세틀링 시간 설정 공정들 중 어느 하나의 공정, 또는 도 12a 내지 도 12i 및 도 13을 참조하여 설명한 세틀링 시간 설정 공정들 중 어느 하나의 공정을 이용할 수 있다.
공정 P310에서, 도 5의 공정 P18에 대하여 설명한 바와 유사하게, 공정 P308에서 편향 거리에 따라 설정된 세틀링 시간에 의거하여 주 편향기(154)를 이용하여 빔을 편향시켜 기판(122)상에 형성된 포토레지스트막의 제2 위치에 빔 샷을 조사하여 노광한다.
공정 P312에서, 상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다.
상기 기판(122)상에 피쳐층이 형성되어 있는 경우, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 피쳐층을 가공할 수 있다. 일 예에서, 상기 피쳐층을 가공하기 위하여, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 피쳐층을 식각하여 미세한 피쳐 패턴을 형성할 수 있다. 다른 예에서, 상기 피쳐층을 가공하기 위하여, 상기 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 이용하여 상기 피쳐층에 불순물 이온을 주입할 수 있다. 또 다른 예에서, 상기 피쳐층을 가공하기 위하여, 공정 P312에서 형성한 포토레지스트 패턴을 통해 노출되는 상기 피쳐층 위에 별도의 프로세스막 (process film)을 형성할 수 있다. 상기 프로세스막은 도전막, 절연막, 반도체막, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 14를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 예시적인 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서, 노광 시스템(100)을 이용하여 노광 공정을 수행할 때, 상기 노광 시스템(100)의 주 편향기(154)에 의해 편향된 빔 샷의 편향 거리(D)가 제1 거리(D1) 이내에서는 편향 거리에 상관 없이 세틀링 시간(Ts)을 최소치(Tmin)로 균일하게 적용함으로써, 비교적 짧은 편향 거리를 이동하는 동안 세틀링 시간(Ts)이 필요 이상으로 길어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 공정 P308에 따른 세틀링 시간 설정 공정에서, 도 12e, 도 12f, 도 12g 및 도 12h에 예시한 바와 같이, 편향 거리(D)가 비교적 큰 구간에서 세틀링 시간(Ts)을 일정한 최대치(Tmax)로 설정하는 공정을 더 포함하도록 함으로써, 비교적 긴 편향 거리를 이동하는 경우에도 무조건 거리에 비례하여 필요 이상으로 긴 세틀링 시간이 설정되는 것을 억제하여, 노광 공정에 소요되는 시간을 효과적으로 줄일 수 있다. 따라서, 불필요한 대기 시간을 제거함으로써 노광 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법을 설명한다. 이하의 설명에서, 도 14를 참조하여 설명한 공정과 동일 또는 유사한 공정은 동일한 참조 부호를 사용하여 표시하고, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 15의 공정 P302 및 공정 P304를 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 수행한 후, 공정 P406에서, 기판(122)상에 형성된 포토레지스트막상의 노광 대상 영역 중 주 편향기(154)에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리에 따라 서로 다른 조건으로 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간을 설정한다.
공정 P406에 따른 세틀링 시간 설정을 위하여, 도 5의 공정 P14 및 공정 P16, 도 7의 공정 P14 및 공정 P20, 도 8의 공정 P14 및 공정 P30, 도 9의 공정 P14 및 공정 P40, 도 10의 공정 P14 및 공정 P50, 및 도 11의 공정 P14 및 공정 P60에 따른 세틀링 시간 설정 공정들 중 어느 하나의 공정, 또는 도 12a 내지 도 12i 및 도 13을 참조하여 설명한 세틀링 시간 설정 공정들 중 어느 하나의 공정을 이용할 수 있다.
그 후, 도 14를 참조하여 설명한 공정 P310 및 공정 P312를 수행한다.
도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 예시적인 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에서, 노광 시스템(100)을 이용하여 노광 공정을 수행할 때, 노광 대상 영역 중 주 편향기(154)에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF) 내에서의 편향 거리에 따라 서로 다른 조건으로 세틀링 시간을 설정함으로써, 집적회로 소자 제조를 위한 노광 공정시 불필요한 대기 시간을 제거할 수 있고, 노광 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시예들에 따른 노광 시스템(500)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 16에 예시한 노광 시스템(500)은 도 1에 예시한 노광 시스템(100)과 대체로 동일한 구성을 가진다. 단, 노광 시스템(500)의 편향 및 축소투영부(550)는 XY 스테이지(124)에 로딩된 기판(122)상에 조사되는 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 편향 수단으로서, 주 편향기(154) 및 부 편향기(156) 외에 제3 편향기 (tertiary deflector)(558)를 더 포함하는 3 단 편향 구조를 채용한다.
도 17은 도 16에 예시한 노광 시스템(500)에서, 주 편향기(154)에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 메인필드 영역(MF)과, 부 편향기(156))에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 서브필드 영역(SF)과, 제3 편향기(558)에 의해 편향 가능한 범위의 사이즈를 가지는 제3 필드 영역(TF)을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 상기 메인필드 영역(MF)은 그 내부에서 X 방향 및 Y 방향을 따라 일정한 사이즈를 가지는 복수의 서브필드 영역(SF)으로 가상 분할될 수 있다. 그리고, 복수의 서브필드 영역(SF)은 각각 그 내부에서 X 방향 및 Y 방향을 따라 일정한 사이즈를 가지는 복수의 제3 필드 영역(TF)으로 가상 분할될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 메인필드 영역(MF)은 X 방향 및 Y 방향에서 각각 약 50 ∼ 450 μm의 사이즈를 가지고, 상기 복수의 서브필드 영역(SF)은 X 방향 및 Y 방향에서 각각 약 1 ∼ 9 μm의 사이즈를 가지고, 상기 복수의 제3 필드 영역(TF)은 약 0.5 ∼ 1 μm의 사이즈를 가질 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 메인필드 영역(MF), 복수의 서브필드 영역(SF), 및 복수의 제3 필드 영역(TF)은 각각 정사각형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 서브필드 영역(SF)의 한 변의 길이(LS)와 상기 메인필드 영역(MF)의 한 변의 길이(LM)의 비 LS:LM는 적어도 1:50일 수 있다.
도 16에 예시한 바와 같이 3 단 편향 구조를 가지는 노광 시스템(500)에서, 기판(122)상의 스트라이프 영역(STP)(도 3 참조)마다 묘화 처리 수행할 수 있다. 이를 위하여, XY 스테이지(124)가 한 방향, 예를 들면 -X 방향을 따라 연속 이동하면서, 첫 번째 스트라이프 영역(STP)에서 X 방향을 따라 빔 샷을 조사할 수 있다. 그리고, 첫 번째 스트라이프 영역(STP)의 묘화가 종료된 후, 첫 번째 스트라이프 영역(STP)의 묘화 처리시와 동일한 방향, 또는 그 역 방향을 따라 두 번째 스트라이프 영역(20)에서 빔 샷을 조사할 수 있다. 그 후, 동일한 방식으로 후속하는 각각의 스트라이프 영역(STP)에 대하여 순차적으로 빔 샷을 조사하여 노광 공정을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 방식으로 복수의 스트라이프 영역(STP)의 노광 공정을 수행하는 동안 기판(122)상의 필요한 위치에 빔 샷이 조사될 수 있도록 주 편향기(154), 부 편향기(156), 및 제3 편향기(558)를 이용하여 빔을 편향시킨다. 이 때, 빔 샷의 편향 거리에 따라 도 5 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 노광 공정들에 따라 설정한 세틀링 시간을 적용하여 노광 공정을 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1200)의 블록 다이어그램이다.
메모리 카드(1200)는 명령 및 어드레스 신호 C/A를 생성하는 메모리 콘트롤러(1220)와, 메모리 모듈(1210), 예를 들면 1 개 또는 복수의 플래시 메모리 소자를 포함하는 플래시 메모리를 포함한다. 메모리 콘트롤러(1220)는 호스트에 명령 및 어드레스 신호를 전송하거나 이들 신호를 호스트로부터 수신하는 호스트 인터페이스(1223)와, 명령 및 어드레스 신호를 다시 메모리 모듈(1210)에 전송하거나 이들 신호를 메모리 모듈(1210)로부터 수신하는 메모리 인터페이스(1225)를 포함한다. 호스트 인터페이스(1223), 콘트롤러(1224), 및 메모리 인터페이스(1225)는 공통 버스 (common bus)(1228)를 통해 SRAM과 같은 콘트롤러 메모리(1221) 및 CPU와 같은 프로세서(1222)와 통신한다.
메모리 모듈(1210)은 메모리 콘트롤러(1220)로부터 명령 및 어드레스 신호를 수신하고, 응답으로서 메모리 모듈(1210)상의 메모리 소자중 적어도 하나에 데이터를 저장하고 상기 메모리 소자중 적어도 하나로부터 데이터를 검색한다. 각 메모리 소자는 복수의 어드레스 가능한 메모리 셀과, 명령 및 어드레스 신호를 수신하고 프로그래밍 및 독출 동작중에 어드레스 가능한 메모리 셀중 적어도 하나를 억세스하기 위하여 행 신호 및 열 신호를 생성하는 디코더를 포함한다.
메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210)은 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 콘트롤러(1220)를 포함하는 메모리 카드(1200)의 각 구성품들, 메모리 콘트롤러(1220)에 포함되는 전자 소자들 (1221, 1222, 1223, 1224, 1225), 및 메모리 모듈(1210)은 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 방법에 따라 도 5 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 공정들을 이용하여 설정한 세틀링 시간을 적용하여 노광 공정을 수행함으로써 얻어진 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
도 19는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함하는 메모리 카드(1310)을 채용하는 메모리 시스템(1300)의 블록 다이어그램이다.
메모리 시스템(1300)은 공통 버스(1360)를 통해 통신하는 CPU와 같은 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함할 수 있다. 상기 각 소자들은 공통 버스(1360)를 통해 메모리 카드(1310)에 신호를 전송하고 메모리 카드(1310)로부터 신호를 수신한다. 메모리 카드(1310)와 함께 프로세서(1330), 랜덤 억세스 메모리(1340), 유저 인터페이스(1350) 및 모뎀(1320)을 포함하는 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 특히, 상기 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 집적회로 소자의 제조 방법에 의해 제조된 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메모리 시스템(1300)의 각 구성품들은 본 발명의 기술적 사상에 의한 노광 방법에 따라 도 5 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 공정들을 이용하여 설정한 세틀링 시간을 적용하여 노광 공정을 수행함으로써 얻어진 집적회로 소자를 포함할 수 있다.
메모리 시스템(1300)은 다양한 전자 응용 분야에 응용될 수 있다. 예를 들면, SSD (solid state drives), CIS (CMOS image sensors) 및 컴퓨터 응용 칩 세트 분야에 응용될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 메모리 시스템들 및 소자들은 예를 들면, BGA (ball grid arrays), CSP (chip scale packages), PLCC (plastic leaded chip carrier), PDIP (plastic dual in-line package), MCP (multi-chip package), WFP (wafer-level fabricated package), WSP (wafer-level processed stock package) 등을 포함하는 다양한 소자 패키지 형태들 중 임의의 형태로 패키지될 수 있으며, 상기 예시된 바에 한정되는 것은 아니다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
100, 500: 노광 시스템, 110: 빔 발생부, 120: 노광 스테이지, 122: 기판, 130: 빔 성형부, 140: 블랭킹부, 150, 550: 편향 및 축소투영부, 152: 대물 렌즈, 154: 주 편향기, 156: 부 편향기, 558: 제3 편향기, MF: 메인필드 영역, SF: 서브필드 영역, TF: 제3 필드 영역.

Claims (10)

  1. 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 부 편향기를 구비한 노광 시스템에서 상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사하는 단계와,
    상기 기판상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내인지 판별하는 단계와,
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 제1 거리 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)이 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계와,
    상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 편향기는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 편향 가능하고,
    상기 부 편향기는 상기 제1 필드 사이즈보다 작은 제2 필드 사이즈를 가지는 서브필드 영역 내에서 편향 가능하고,
    상기 제1 거리는 상기 제2 필드 사이즈와 같거나 더 크고 상기 제1 필드 사이즈보다 더 작은 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주 편향기는 제1 필드 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 편향 가능하고,
    상기 부 편향기는 상기 제1 필드 사이즈보다 작은 제2 필드 사이즈를 가지는 서브필드 영역 내에서 편향 가능하고,
    상기 메인필드 영역의 제1 방향을 따르는 길이는 상기 서브필드 영역의 상기 제1 방향을 따르는 길이의 적어도 50 배인 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리로부터 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 최대 거리까지의 구간에 해당할 때, 상기 세틀링 시간을 일정한 최대치로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 선형적으로 증가하도록 선형 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 편향 거리를 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간으로 분할하는 단계와,
    상기 복수의 편향 거리 구간 중에서 선택되는 연속되는 제1 구간 및 제2 구간에서 각각 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 선형적으로 증가하도록 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 상기 세틀링 시간을 설정하되, 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간에서 서로 다른 기울기를 가지는 일차 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 편향 거리를 상기 주 편향기에 의해 편향 가능한 거리 범위 내에서 복수의 편향 거리 구간으로 분할하는 단계와,
    상기 복수의 편향 거리 구간 각각의 경계에서 상기 편향 거리가 증가함에 따라 상기 세틀링 시간이 불연속적으로 변하는 계단 함수에 따라 결정되는 값으로 상기 세틀링 시간을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 상기 편향 거리가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하는 함수에 따라 결정되는 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  9. 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 부 편향기와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 이용하여 노광이 수행되는 노광 스테이지를 구비한 노광 시스템에서 상기 노광 스테이지에 포토레지스트막이 형성된 기판을 로딩하는 단계와,
    상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사하는 단계와,
    상기 포토레지스트막상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 부 편향기에 의해 편향 가능한 최대 편향 거리와 같거나 더 큰 제1 거리 이내인지 판별하는 단계와,
    상기 제2 위치까지의 편향 거리가 상기 제1 거리 이내일 때 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)이 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정되도록 상기 편향 거리에 따른 세틀링 시간을 설정하는 단계와,
    상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계와,
    상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
  10. 하전 입자 빔을 조사하는 빔 발생부와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 편향시켜 상기 기판상의 빔 샷의 위치를 결정하기 위한 주 편향기 및 부 편향기와, 상기 빔 발생부로부터 조사되는 빔을 이용하여 노광이 수행되는 노광 스테이지를 구비한 노광 시스템에서 상기 노광 스테이지에 포토레지스트막이 형성된 기판을 로딩하는 단계와,
    상기 빔 발생부로부터 하전 입자 빔을 조사하는 단계와,
    상기 포토레지스트막상의 노광 대상 영역 중 상기 주 편향기에 의해 정해지는 사이즈를 가지는 메인필드 영역 내에서 최종적으로 조사된 빔 샷의 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리에 따라 서로 다른 조건으로 상기 후속될 빔 샷의 안정화를 위한 세틀링 시간 (settling time)을 설정하는 단계와,
    상기 설정된 세틀링 시간에 의거하여 상기 주 편향기를 이용하여 상기 빔을 편향시켜 상기 제2 위치에 빔 샷을 조사하여 상기 포토레지스트막을 노광하는 단계와,
    상기 노광된 포토레지스트막을 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 세틀링 시간을 설정하는 단계는
    상기 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정한 제1 기준 거리보다 작을 때 상기 세틀링 시간을 0 (zero) 보다 큰 일정한 최소치로 설정하는 제1 구간 설정 단계와, 상기 제1 위치로부터 후속될 빔 샷의 제2 위치까지의 편향 거리가 미리 정한 제2 기준 거리보다 클 때 상기 세틀링 시간을 일정한 최대치로 설정하는 제2 구간 설정 단계 중 적어도 하나의 구간 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로 소자의 제조 방법.
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