KR20010012701A - 마이크로컬럼 어레이를 이용한 반도체 다이의 직기입 방법및 장치 - Google Patents

Abstract

전자 빔 리소그래피에서, 리소그래피 시스템은 어레이 내에 다중 마이크로컬럼을 이용하여 반도체 웨이퍼의 직기입을 위한 스루풋을 증가시킨다. 마이크로컬럼 어레이와 반도체 다이 주기성 간의 미스매치는 각 개별 다이를 주사하는 하나의 마이크로컬럼만을 이용함으로써 해결된다. 이것은 반도체 웨이퍼를 운반하는 스테이지를 X, Y 각 방향으로 인접 다이간 피치보다 큰 총거리로 이동시킴으로써 달성된다. 따라서, 각 다이는 총 스테이지 이동동안 가능한 다른 시간에서도 단일 마이크로컬럼에 의해서만 주사된다.

Description

마이크로컬럼 어레이를 이용한 반도체 다이의 직기입 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DIRECT WRITING OF SEMICONDUCTOR DIE USING MICROCOLUMN ARRAY}

현재 반도체 소자를 가공하기 위해 이용되는 대부분의 리소그래피는 기판 상의 감광성 레지스트층에 전사될 이미지를 갖는 마스크를 관통하는 빛을 이용한다. 널리 공지된 제2 유형의 리소그래피는 전자 빔 리소그래피로서, 빛을 이용하는 대신 전자 빔(마스크 없음)을 이용하여 기판 상에 이미지를 형성한다. 기판은 입사되는 전자 빔에 민감한 레지스트층으로 도포되어 있다. 이후, 각 경우에서 레지스트가 현상되고. 노출된 영역은 잔류되거나 또는 제거되어 웨이퍼의 표면 상에 패턴이 형성된다. 이어서, 스텝이 웨이퍼 표면의 노출된 부분을 에치하여 반도체 특성을 형성한다.

최근 전자 빔 리소그래피는 반도체 웨이퍼보다는 마스크를 가공하는 데 이용되어왔으며, 이후 마스크는 상기한 바와 같이 그 자체가 포토리소그래피에 이용된다. 그러나, 전자 빔 리소그래피가 반도체 웨이퍼 상에 기입 특성을 나타내는 데 이용되는 것이 알려져 있다. 통상적으로, 직기입 접근이 상대적으로 느리기때문에 전자 빔 리소그래피는 소수의 반도체 칩이 필요로 되는 낮은 스루풋 시스템에만 이용된다. 물론, 포토리소그래피에 이용된 훨씬 긴 파장의 빛에 비해 전자 빔의 특성에 기인하여 마스크를 줄일 수 있고, 또한 매우 작은 외형 크기(더 우수한 해상도)를 제공하는 이점이 있다. 따라서, 전자 빔 리소그래피의 낮은 스루풋 및 고가의 장비로 인하여 고해상도의 전자 빔 리소그래피를 실제 적용하는 것은 통상적으로 상당히 특수한 집적 회로의 마스크 제작 및 제조에 한정된다.

그러나, 반도체 가공의 일반적인 경향이 최소 외형 크기를 줄여 향후 10년 내에 100㎚ 이하가 되도록 하기 때문에, 포토리소그래피는 점차 고가가 되고 충분한 해상력을 제공할 수 없게 된다. 통상적으로, 최소 외형 크기는 트랜지스터의 전체 크기 및 단일 집적 회로 상에 제공될 수 있는 트랜지스터의 수 또는 반도체 소자를 차례로 형성하는 리소그래피 프로세스로 정의되는 바와 같이 트랜지스터의 최소 폭을 말한다.

통상적으로, 집적 회로가 칩으로 불리우는 반면, 웨이퍼 레벨 및 패킹 이전에는 흔히 다이로 불리운다. 이 용어는 후에 반도체 집적 회로가 되는 단일 반도체 기판으로 언급된다. 통상적인 반도체 웨이퍼는 그리드에 배열된 다이와 같은 것을 다수 개(예를 들면, 수백 또는 수천) 포함한다.

따라서, 지금까지 상업적으로 실행가능하지 않았지만, 전자 빔 리소그래피는 대량 생산 반도체 웨이퍼의 직기입을 할 수 있는 가능성을 갖고 있는 것으로 널리 인식되어왔다.

전자 빔 리소그래피 분야에서 알려진 바와 같이, 마이크로컬럼이라 불리우는 기술이 있다. 통상적인 전자 빔 리소그래피 기술은 단일 전자 소스, 전자를 가속하기 위한 연관된 가속기(정전) 장치 및 통상적으로 빔을 기판에 포커싱하기 위한 동축의 전자석인 구성 요소 세트를 구비한다. 그러나, 이것은 이른바 마이크로컬럼 어레이를 제공하는 것으로 알려져 있고(IBM의 미국 특허 번호 제 5,155,412 호 및 제 5,122,663호 및 "리소그래피용 전자 빔 마이크로컬럼 및 관련 응용" 참조, 이하에 참조함), 각 독립적인 마이크로컬럼은 전자 빔 소스, 가속기 또는 추출기 전극, 빔 주사용 편향기 전극 및 빔 포커싱용 정전 렌즈를 포함한다. 이러한 마이크로컬럼은 대략 1 내지 2㎝의 통상적인 지름을 갖는다. 이러한 마이크로컬럼의 2차원 어레이는 리소그래피를 위해 제안되었다.

또한, 본 명세서에 개시되는 것은 대부분 전자 빔 리소그래피에 관한 것이지만, 물론 전자는 대전 입자의 단 한가지 타입이다. 또한, 전자를 방출하는 대신 다른 대전 입자를 방출하는 이온 빔 소스도 알려져 있다. 이것은 전자 빔 시스템과 달리, 단지 소스에 대한 전기 전류 소스를 필요로 하는 대신 원자(가스) 소스가 제공되어야 한다. 이러한 장치는 일반적으로 기입 속도에 있어서 전자 빔 장치보다 더 느리고 더 복잡하기 때문에 지금까지 상업적으로 리소그래피용으로 이용되지 않았다.

어느 경우에나 고용량의 집적 회로용 반도체 웨이퍼의 직기입이 가능하도록 하기 위해 전자 빔 또는 이온 빔을 이용하는 반도체 가공에서 스루풋(생산율)을 증가시키는 방법을 제공하는 것이 바람직하지만, 지금까지 실행 가능하지 않았다.

본 발명은 리소그래피에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 상에 이미지를 직기입하기 위해 마이크로컬럼을 이용하는 대전 입자(예를 들면, 전자 빔) 리소그래피에 관한 것이다.

도 1은 본 발명 및 해결책에 의해 해결되는 기술적 문제를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 배열을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 마이크로컬럼과 스테이지의 데이터 프로세싱 및 제어를 개략적으로 나타낸 도면이다.

반도체 소자의 직기입용 전자 빔 마이크로컬럼 어레이의 이용이 제안되면서, 현재의 발명자는 여기에 어떤 문제가 있음을 발견하였다. 널리 알려진 바와 같이, 일반적인 생각은 다중 전자 빔 마이크로컬럼을 이용하여 단 하나의 컬럼을 구비한 전자 빔 장치에 비해 스루풋을 증가시키는 것이다. 각 마이크로컬럼이 빔 형성, 빔 편향 및 종래 단일 컬럼의 빔 블랭킹 능력을 완전히 수행하기 때문에, 잘 확립된 주사 전자 빔 기입 기술이 이러한 마이크로컬럼 장치에 이용될 수 있다. 통상적으로, 패턴은 폭이 100㎛ 이하의 상대적으로 폭이 좁은 스트라이프에 기입되고, 반도체 웨이퍼를 운반하는 이동 스테이지를 연속적으로 이용하면서 인접(접속)된다. 스테이지 부분은 종래와 같이 레이저 간섭계에 의해 제어된다.

마이크로컬럼 어레이를 이용하는 이러한 기입 형태는 최근 단일 전자 빔 컬럼으로 마스크를 만드는 데 이용되는 공지된 MEBES 라스터 주사 기입법을 이용할 수 있다. 예를 들면, IBM의 미국 특허 번호 제 4,818,885호 및 벨 연구소의 미국 특허 번호 제 4,668,083호 및 제 3,900,737호를 참고한다. 따라서, 본 발명에 따른 기본 시스템 구조는 기본 데이터 경로 및 다중 경로와 MEBE용으로 개발된 다중 픽셀 기술과 같은 다른 많은 진보된 기술을 포함할 수 있다. IBM의 미국 특허 번호 제 5,621,216호 및 Etec 시스템 회사의 미국 특허 번호 제 5,393,987호 및 제 5,103,101호를 참고한다. 또한, 그레이 스케일 또는 성형 빔과 같은 다른 공지된 전자 빔 리소그래피 방법이 이용될 수 있다; IBM의 미국 특허 번호 제 5,213,916호, 제 5,334,467호, 제 4,568,861호, 제 4,423,305호를 참고한다.

그러나, 본 발명자는 반도체 웨이퍼 상에 반도체 다이를 직기입하는 마이크로컬럼 어레이를 이용하는 데 중요한 문제가 있다는 것을 판단하였다. 이것은 마이크로컬럼 어레이 피치와 다이 레이아웃 피치 사이의 불일치치 문제이다.

이 부적합 문제는 마이크로컬럼 어레이가 예를 들면, 각 마이크로컬럼의 하우징을 포함하는 개별적인 마이크로컬럼의 통상적인 지름인 1㎝의 어레이의 양 영역내 인접한 마이크로컬럼 사이의 피치(중심간 거리)를 갖는다는 점이다. 물론, 이러한 전자 빔 리소그래피 장치의 어느 것에서나 서로에 대해 확고히 고정된 개별적인 마이크로컬럼을 구비하여 최적의 정렬 및 정확성을 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 통상적으로 이러한 장치에 의해 기입되는 개별적인 다이는 다이 상의 회로의 복잡성 및 다른 요인에 좌우되어 크기가 변화된다. 따라서, 마이크로컬럼 어레이의 고정된 배치 및 다이 크기의 변화를 조정할 필요성은 확실치 않다.

이에 대한 한 가지 확실한 해결책은 기계적으로 조정 가능한 마이크로컬럼 어레이를 제공하는 것이며, 각 마이크로컬럼은 서로에 대해 X 및 Y의 양방향(기입되는 기판에 의해 형성되는 평면)으로 이동될 수 있다. 이것이 이론상 가능하지만 매우 정확한 측정 및 정확성을 요하기 때문에 바람직하지는 않다.

그러나, 본 발명에 따른 발명자는 특별한 기입 방법을 이용하는 것 외에 어떤 특별한 기구 또는 외형상 조정없이 이 문제를 해결할 수 있는 기입 방법 및 장치를 개발하였다. 이 방법에 따라, 다이는 1.5㎝의 피치를 갖고 마이크로컬럼 어레이는 1㎝의 피치(중심간 거리)를 갖는 것이 제안된다. 웨이퍼를 운반하는 스테이지를 다이 피치와 동일한 거리로만 이동시키기보다는 양방향(X,Y)으로 다이 피치보다 큰 총거리(왕래)를 이동시킴으로써, 이후 각 다이는 항상 단일 마이크로컬럼에 의해서만 주사(기입)되어 완전히 커버될 것이다.

물론, 각각의 특별한 다이는 전체 웨이퍼를 주사하는 총 스테이지 움직임동안 다른 시간에서 커버될 수 있다. 따라서, 때때로 모든 마이크로컬럼은 다이 피치와 마이크로컬럼 피치와의 차이에 좌우되어 특정한 웨이퍼를 주사하는 데 이용되지는 않을 것이다. 이에 의해, 본 발명에 따라 마이크로컬럼의 상당한 과잉 및 프린팅 시간의 일정한 증가가 있게 된다. 그러나, 어떤 추가적인 스루풋 감소시 특정한 다이 사이즈를 기입하기 위해 마이크로컬럼 어레이의 다른 서브셋을 선택하는 것이 항상 가능해질 것이기 때문에, 상기 과잉은 마이크로컬럼 어레이의 추가적인 신뢰성을 제공하는 데 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법과 이 방법이 해결하는 문제는 어레이 내에 굵은 블랙 라인으로 도시된 많은 개별 다이가 있는 웨이퍼 기판(10 : 평면도에서)이 도시된 도 1을 참고하여 설명된다. 물론, 통상적인 기판은 도 1에 도시된 9개라기보다는 수백 또는 수천의 다이를 포함한다. 도 1은 개념적인 설명을 위한 도면이다. 상기 다이는 기판 상의 특정 영역이고 여기에 형성되는 반도체 소자에 의해 형성된다. 상기 기판은 통상 어두운 선을 따라 그어진다(분리되도록).

이 예에서, 상기 개별 다이는 1.5㎝의 피치(P)를 갖기 때문에 X축 및 Y축 방향으로 1.5㎝ X 1.5㎝로 측정되는 정사각형이다. 반대로, 마이크로컬럼 어레이(16 :여기서는 각 마이크로컬럼에 의해서만 이미지되는 영역으로 도시)는 1㎝ 피치(C) 상에 위치되도록 배열된 다수의 마이크로컬럼(점선)을 포함한다. 점선으로 도시된 각 개별 마이크로컬럼 영역은 1㎝ X 1㎝로 측정된다. 따라서, 상기 마이크로컬럼 어레이(16)와 웨이퍼의 다이 어레이(10) 간의 주기성에는 분명히 불일치가 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로컬럼 어레이(16)는 각 개별 다이가 단 하나의 마이크로컬럼에 의해 주사되도록 하면서 웨이퍼(10) 상에 다른 크기로 만들어진 다이 어레이에 걸쳐 주사될 수 있다. 이것은 웨이퍼(10)를 운반하는 스테이지가 단지 1.5㎝보다는 각 스테이지 움직임에 대한 X 및 Y의 각 방향에서 다이 피치(P)보다는 큰 총거리(D : 왕래, 예를 들면 2㎝)를 이동하도록 함으로써 이루어진다. 따라서, 각 다이 영역 및 모든 다이 영역은 항상 주사용인 단 하나의 마이크로컬럼에 의해 완전히 커버된다. 물론, 각 개별 다이 부분도 총 스테이지 이동동안 다른 시간에서 주사될 수 있을 것이다.

따라서, 이 경우 상기 마이크로컬럼은 1㎝의 전형적인 피치(C)를 갖게 되고, 다이 피치(P)는 1.5㎝가 되며, 상기 스테이지의 각 이동에 대한 각 방향에서의 총 스테이지 이동(D)은 2㎝가 된다. 물론, 이들 치수는 단지 일반적인 것이다. 주요한 요소는 X 및 Y의 각 방향에서 상기 스테이지의 총 이동 범위(D)가 X 및 Y의 각 방향에서 마이크로컬럼 피치보다 크다는 점이다. 따라서, 본 발명에 따라 각 개별 다이 영역은 상기 스테이지의 이동 범위가 다른 경우에서와 같이 다중 마이크로컬럼보다는 단일 마이크로컬럼에 의해서만 기입된다는 결과를 얻게 된다. 이 방법은 모든 마이크로컬럼이 다이 크기와 마이크로컬럼 어레이 주기성 간의 차이에 따라 이러한 주사법에 사용되지는 않을 것이라는 불리한 점을 갖고 있다. 또한, 상기 마이크로컬럼의 상대적으로 비효율적인 이용에 의한 스루풋 상의 상당한 감소가 있다.

상기 마이크로컬럼 어레이와 다이 주기성과의 차이를 조정하기 위해 이 방법을 이용함으로써, 고정된 마이크로컬럼 어레이 크기가 이용될 수 있다. 따라서, 마이크로컬럼 어레이가 고정된 하나의 리소그패피 장치("도구")는 다양한 다이 크기를 갖는 웨이퍼를 패터닝하는 데 이용될 수 있다.

그러나, 실제 패터닝 프로세스 전에 각 컬럼 및 주사 폭(또는 스트라이프 폭) 내의 빔 위치의 정확한 측정이 이루어진다. 이것은 고정된 컬럼 어레이(16)의 주기성을 일치시키는 주기성을 갖는 도 2에 도시된 매우 정확한 측정 그리드(18)의 도움으로 달성된다. 상기 그리드(18)는 웨이퍼(10)와 동일한 높이에 위치하고, 웨이퍼(10)를 운반하는 스테이지(도시 생략)로 통합되거나 또는 필요에 따라 시스템내에 삽입될 수 있다. 상기 그리드(18)는 적당한 제 2의 또는 반사된 전자 신호가 발생되도록 하는 적합한 토포그래피 및/또는 재료로 가공된다. 상기 측정 프로세스는 그리드(18)를 주사하는 각 컬럼(16) 및 상기 각 컬럼(16)의 빔 위치와 주사 폭이 적당히 조정되도록 하는 파생된 신호를 포함한다.

다시 도 1을 참조하면, 보통의 경우 동일한 패턴이 각 개별 다이 상에 이미지된다. 이 경우, 기입 방법은 각 다이에 대한 각 필드(다이 패턴 부분)가 도 1의 개별 다이 영역에 공급되는 데이터의 타이밍을 제외하고는 정확히 동일한 방법으로 기입되도록 한다. 도 3은 마이크로컬럼마다 하나의 다이를 기입하는 마이크로컬럼 어레이 직기입 수단을 위한 데이터 경로를 간략화한 도면이다. 실제 리소그래피 수단은 기본적으로 종래 공지된 형태의 다중 마이크로컬럼 전자 빔 리소그래피 수단이다. 여기서, 바뀐 하나의 구성 요소는 개별 마이크로컬럼에 데이터(기입될 패턴을 형성한다)를 공급하고, 상기 스테이지 이동을 제어하기 위한 제어 프로그램이다.

이하, 본 발명의 일실시예가 리소그래피 수단을 제어하기 위해 이용되는 프로그램의 일부분이 되는 컴퓨터 소프트웨어에서 부분적으로 실현된다. 상기 리소그래피 수단은 마이크로컬럼 어레이를 갖는 점을 제외하고는 MEBES 형태일 수 있다. 도 3은 리소그래피 수단을 제어하는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서(도시 생략)를 실행하는 통상적인 전자 하드웨어 또는 컴퓨터 프로그램인 래스터라이저(rasterizer : 24)에 공급되는 단일 다이(칩)를 위한 패턴 데이터를 나타낸 도면이다. 상기 래스터라이저(24)의 처리 자체는 본질적으로 공지된 MEBES 기술에 이용되는 통상적인 형태이다. 상기 래스터라이저(24)는 래스터화된 패턴 데이터를 다양하고 독립적으로 제어되며 가변 가능한 시간 지연 버퍼(B1-BN)의 각각에 공급한다. 상기 마이크로컬럼 어레이(16)내에 각 마이크로컬럼을 위한 이러한 버퍼가 하나 있으며, 상기 마이크로컬럼은 도 3의 M1-MN으로 설계된다. 실제의 마이크로컬럼은 통상적으로 2차원 어레이로 배치되지만 이에 한정되지는 않는다.

상기 가변 가능한 시간 지연 버퍼(B1-BN)는 각 버퍼에 공급된 시간 지연이 래스터라이저(24)와 관계없이 시스템에 의해 설정되도록 한다. 이에 의해, 상기 래스터라이저(24)는 모든 마이크로컬럼(M1-MN)을 구동하고, 각 개별 다이 상에 기입될 소정 패턴인 단일 패턴만을 래스터화한다. 또, 상기 각 마이크로컬럼(M1-MN)에 공급된 데이터 스트림은 상기 버퍼(B1-BN)에 의해 제공된 것처럼 타이밍 차이외에는 상기 마이크로컬럼 정렬에 독립적이다.

따라서, 이 데이터 경로는 모든 웨이퍼 베이시스보다는 개별 다이 베이시스 상에 설계된다. 이것은 마이크로컬럼 패턴간 스티칭(stitching)이 고유한 마이크로컬럼 시스템에 지금 사용되는 것에 비해 상당한 단순화된 것이다(여기서, 스티칭은 하나 이상의 컬럼이 단일 다이를 기입하는 처리이다). 본 발명에 따르면, 이러한 스티칭은 각 개별 다이가 단일 마이크로컬럼에 의해서만 패터닝되기 때문에 필요치않게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 각 마이크로컬럼(M1-MN)은 정확히 동일한 데이터를 받지만, 상기 버퍼(B1-BN)는 각 마이크로컬럼에 의한 기입 실행을 위해 타이밍 변화를 허여한다. 이 지연은 도 1에 도시된 주기성의 차이를 보상하고, 하나의 특정 마이크로컬럼이 그 다이의 특정 부분을 오버할 때, 인접한 마이크로컬럼은 그 다이의 다른 부분을 오버할 것이다. 이에 의해, 상기 지연 버퍼(B1-BN)는 이것을 수정한다. 상기 전자 빔(E1,…,EN)은 마이크로컬럼(M1,…,MN) 각각에서 방출되고, 각 마이크로컬럼의 통상적인 요소에 의해 블랭크되며, 편향된다. 또한, 각 마이크로컬럼은 1버전내에 통상적인 전자석 렌즈(L1,…,LN)를 포함한다. 상기 전자 빔은 이동 가능한 스테이지(28)에 공급되는 웨이퍼(10) 상에 투사된다. X, Y ,Z축 내에서 스테이지(28)의 이동은 상기한 바와 같이 래스터라이저(24)에 접속되는 컴퓨터(또는 컨트롤러)에 의해 제어된다. 도 3은 고레벨 블록도이다. 그러나, 이미 설명한 바와 같이 설명된 방법을 실행하기 위해 종래의 보통 기술로 적합한 컴퓨터 프로그램을 기입할 수 있거나 또는 적합한 하드웨어 래스터라이저를 설계할 수 있다.

본 설명은 이해를 위한 것으로 한정을 의미하는 것은 아니고, 추가적인 변형이 상기한 설명으로부터 당업자에 대해 명백하며 추가된 청구 범위의 사상 내에 속한다.

Claims (24)

1. 기판 상에 인접 다이간의 피치가 P인 다수의 다이를 형성하는 패턴을 대전 입자 빔 컬럼 어레이를 이용하여 기판 상에 그리는 방법에 있어서,

   대전 입자 빔을 온 및 오프로 블랭킹하면서 기판을 2개의 직교 방향으로 이동시켜 상기 패턴을 기판 상에 스캐닝하는 단계를 포함하고, 2방향으로 각각의 이동에 대해 2방향 중의 각각의 방향으로 기판이 이동되는 총거리 D가 상기 피치 P보다 커서 하나의 컬럼만이 패턴내의 각각의 다이를 그리는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 각 컬럼에 대해 빔을 개별적으로 형성하고, 상기 빔을 편향시키며, 상기 빔을 온 및 오프로 블랭킹하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 입자 빔을 복수의 강도로 동작시키는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 빔을 성형화하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 입자 빔을 이동시키는 단계는 다중 경로 또는 다중 픽셀 포멧으로 패턴을 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 어레이는 P보다 작은 인접 마이크로컬럼간 피치 "C"를 갖는 방법
7. 제1항에 있어서, 상기 기판 표면의 각 컬럼으로부터의 빔 폭이 100㎛ 이하인 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 D가 2C와 동일한 것인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 컬럼 어레이의 주기성에 일치시키는 주기성을 갖는 그리드를 제공하는 단계와, 상기 그리드를 이용하여 기판에 대해 상기 컬럼 어레이를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 기판 상에 패턴을 주사하는 동안 적어도 하나의 컬럼이 이용되지 않는 방법.
11. 제2항에 있어서, 상기 각 컬럼은 전자 빔 마이크로컬럼인 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 각 컬럼에 대한 패턴을 형성하는 데이터의 공급을 가변적으로 지연하는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 기판 상에 인접 다이 간의 피치가 P인 다수의 다이를 형성하는 패턴을 상기 기판 상에 그리기 위한 리소그래피 장치에 있어서,

    상기 패턴을 형성하기 위해 대전 입자 빔을 기판 상에 지향시키도록 배열되며, 개별적으로 제어되는 빔 블랭커를 포함하는 대전 입자 빔 컬럼의 어레이와;

    상기 기판 상에 패턴을 주사하기 위해 2개의 직교 방향으로 이동할 수 있는 기판 지지 수단과;

    스테이지 이동을 제어하기 위해 스테이지에 접속되고, 스테이지를 2개의 방향으로의 각각의 이동에 대해 2방향 중의 각각의 방향으로 총거리 "D"만큼 이동시키며, 총거리 D가 P보다 커서 하나의 컬럼만이 상기 패턴 내의 각각의 다이를 그리도록 하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 각 컬럼은 개별적으로 제어된 빔 편향기를 더 포함하는 것인 리소그래피 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 각 컬럼은 그레이 스케일 빔 강도 제어 수단을 더 포함하는 것인 리소그래피 장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 각 컬럼은 빔 성형기를 포함하는 것인 리소그래피 장치.
17. 제13항에 있어서, 상기 제어 수단은 다중 경로 또는 다중 픽셀 포멧으로 패턴을 주사하기 위해 스테이지를 이동시키고 빔을 제어하는 것인 리소그래피 장치.
18. 제13항에 있어서, 상기 컬럼 어레이는 P보다 작은 인접 컬럼간 피치 "C"를 갖는 것인 리소그래피 장치.
19. 제13항에 있어서, 상기 기판에서의 각 컬럼으로부터의 빔 폭은 100㎛ 이하인 리소그래피 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 D가 2C와 동일한 것인 리소그래피 장치.
21. 제13항에 있어서, 상기 컬럼 어레이와 동일한 주기성을 갖고, 상기 지지 수단에 위치된 그리드와, 상기 그리드를 이용하여 기판에 대해 컬럼 어레이를 정렬하는 수단을 더 포함하는 것인 리소그래피 장치.
22. 제13항에 있어서, 상기 패턴을 주사하는 동안 상기 컬럼의 적어도 하나가 이용되지 않는 리소그래피 장치.
23. 제13항에 있어서, 상기 각 컬럼이 전자 빔 마이크로컬럼인 리소그래피 장치.
24. 제13항에 있어서, 상기 각 컬럼에 대한 패턴을 형성하는 데이터를 제공하기 위해 접속된 가변 가능한 지연 버퍼를 더 포함하는 리소그래피 장치.