KR20010040009A

KR20010040009A - 전자빔 묘화 방법, 전자빔 리소그래피 장치, 그러한 방법및 장치에 사용되는 마스크

Info

Publication number: KR20010040009A
Application number: KR1020000058532A
Authority: KR
Inventors: 나까지마겐
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-05-15
Also published as: NL1016333A1; JP3360662B2; US6503671B1; TW460936B; CN1290960A; JP2001110700A; KR100389725B1; NL1016333C2

Abstract

(a) 전자빔(33)을 방출하는 전자빔 소스(31), (b) 수평으로 이동가능하며 웨이퍼(35)가 설치되는 웨이퍼 스테이지(38), 웨이퍼 스테이지(38)위에 위치되는 수평으로 이동가능한 마스크(2), 상기 마스크(2)를 거쳐 웨이퍼(35)에 도달하는 전자빔(33)을 포함하는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서,

마스크(2)는 각 영역에 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 영역들 (2a,2b,2c;3a,3b,3c)을 가지며, 상기 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)은 영역 밀도에 따라 묘화(描畵)될 패턴을 분할함에 의해 얻어지며, 전자빔 리소그래피 장치는 상기 영역 밀도에 따라 영역들(2a,2b,2c,3a,3b,3c)의 각각에 대하여 웨이퍼 스테이지(38)와 마스크(2)중 적어도 하나의 속도를 제어하는 제어기(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 전자빔 리소그래피 장치는 마스크의 영역들의 각각에서 근접 효과를 보정하는 것을 가능하게 하고, 높은 정밀도로 미세한 패턴을 묘화하는 것을 보증한다.

Description

전자빔 묘화 방법, 전자빔 리소그래피 장치, 그러한 방법 및 장치에 사용되는 마스크{ELECTRON BEAM WRITING METHOD, ELECTRON BEAM LITHOGRAPHY APPARATUS, AND MASK USED IN THE METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 전자빔 묘화(描畵) 방법, SCAPEL 장치로 불리는 전자빔 리소그래피 장치, 및 그러한 전자빔 묘화 방법과 전자빔 리소그래피 장치에 사용되는 마스크에 관한 것이다.

전자빔 리소그래피 시스템은 광-노광 시스템에 의해 묘화될 수 없는 0.2 ㎛ 또는 그 보다 작은 패턴을 묘화하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 전자빔 리소그래피 시스템은 더 작은 크기와 더 높은 성능의 반도체 디바이스를 성취하기 위한 기술로서 주목받아 왔다.

그러나, 전자빔으로 한 번에 다수의 웨이퍼들을 노광시키는 노광 시스템이 전자빔 리소그래피 시스템의 분야에서 지금까지 확립되지 않았었다. 따라서, 전자빔 리소그래피 시스템이 미세한 패턴을 묘화하는 것을 가능하게 하더라도, 한 번에 다량의 반도체 디바이스들을 제조할 수가 없었다.

최근에, 반도체 디바이스가 더 큰 영역을 가지도록 설계되며 더 높은 집적도로 제조됨에 따라, 처리량 향상을 위해 전자빔으로 한 번에 다수의 웨이퍼들을 노광시키는 장치가 사용되는 전자빔 리소그래피 장치가 제안되고 실용화되었다.

그러한 전자빔 리소그래피 시스템은 메모리 셀들의 패턴을 가지는 마스크를 준비하며 상기 마스크를 통해 전자빔을 조사함에 의해, 다수의 메모리 셀들을 포함하는 DRAM(dynamic random access memory)과 같은 LSI(large-scale integration circuit)의 제조율을 향상시키는 것을 가능하게 하였다.

상기 전자빔 리소그래피 시스템은 종래의 광-노광 시스템의 대체물로서 기대된다.

그러나, 종래의 광-노광 시스템에서와 같이 전자빔 리소그래피 시스템의 근접 효과가 발생한다. 본원에서, 상기 근접 효과는 임의의 패턴이 인접한 패턴들에 의해 크기 및 형상에 대하여 영향받는 효과로서 규정된다.

예를 들어, 수 ㎛의 패턴이 전자빔 리소그래피 시스템에 의해 형성될 때, 패턴 위에 조사된 전자빔은 레지스트 및 기판을 구성하는 분자들에 의해 후방 산란되고 그 후에 전자빔이 상기 레지스트위에 조사되는 위치로부터 멀리 떨어진 레지스트의 영역에 도달하여, 설계된 대로 패턴을 형성하는 것이 불가능하게 된다. 따라서, 후방 산란은 통상적으로 특성 길이 βb 로서 표시된다.

따라서, 패턴의 에지로 향하는 전자 에너지가 일정하게 유지되도록 전자빔 조사를 제어함에 의해 근접 효과를 보정하는 많은 시도들이 행해져왔다.

상기 근접 효과를 보정하는 방법들중 하나는 묘화될 패턴들 주변에 인접한 패턴들을 관찰하는 단계, 상기 인접한 패턴들에 의존하여 마스크 패턴의 변형에 대한 룰 테이블(rule table)을 규정하는 단계, 상기 룰 테이블을 참조하고 패턴의 배치에 대한 정보에 근거하여 묘화될 패턴들을 치수조정(sizing)하는 단계를 포함한다. 이 방법은 반도체 디바이스의 다양한 패턴들로 처리된다.

그러나, 이 방법은 다음과 같은 문제점이 수반된다. 이 방법에 있어서, 상기 마스크는 가능한한 높게 일정한 속도로 스캐닝되며, 모든 패턴들은 제조율을 향상시키기 위해 광에 노광된다. 즉, 전자 빔 조사의 같은 량이 모든 패턴들에 인가된다. 따라서, 상기 패턴들이 정확히 치수 조정되더라도, 단지 상기 패턴들을 치수조정함에 의해 높은 정밀도로 미세한 패턴을 묘화하는데에 제한이 존재한다.

상기 스캐닝 속도는 상기 문제점을 피하기 위해 더 작게 설정될 수 있다. 그러나, 제조율이 더욱 저하되는 또 다른 문제점이 발생한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 종래의 전자빔 리소그래피 시스템은 전자빔 조사 또는 스캐닝율이 변경되더라도, 상기 근접 효과가 보정될 수 없는 문제점이 수반되었다. 그러나, 미세한 패턴이 국부 영역내에 형성되더라도, 상기 근접 효과는 보정될 수 없으므로, 높은 정밀도로 패턴을 형성하는 것이 가능하지 않았다.

상술된 방법은 별도로 하고, 상기 근접 효과를 보정하기 위한 다양한 시도들이 행해졌다.

예를 들어, 일본 공개 특허공보 제 7-106216 호는 전자 빔들의 스캐닝 속도를 변경시키는 단계를 포함하는 근접 효과를 보정하는 방법이 제안되었다.

상기 제안된 방법에 있어서, 전자 빔들의 편향율이 변경되어 상기 근접 효과를 보정한다. 그러나, 상기 방법은 전자빔 리소그래피 시스템이 너무 복잡한 구조를 가지는 것을 피할 수 없게 하는 문제점을 수반한다.

종래의 전자빔 리소그래피의 문제점들을 고려할 때, 본 발명의 목적은 높은 정밀도로 미세한 패턴을 묘화하며 제조율을 향상시킬 수 있는 전자빔 묘화 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 같은 일을 행할 수 있는 전자빔 리소그래피 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술된 방법 및 장치에 적절한 마스크를 제공하는 것이다.

도 1 은 제 1 실시예에 따른 전자빔 묘화(描畵) 방법에 사용되는 마스크 패턴의 평면도.

도 2 는 제 1 실시예에 따른 전자빔 묘화 방법에 사용되는 마스크의 평면도.

도 3 은 제 1 실시예에 따른 전자빔 묘화 방법을 수행하기 위한 전자빔 리소그래피 장치의 측면도.

도 4 는 제 1 실시예의 변형에 따른 전자빔 묘화 방법에 사용되는 마스크의 평면도.

도 5 는 제 1 실시예의 변형에 따른 전자빔 묘화 방법을 수행하기 위한 전자빔 리소그래피 장치의 측면도.

도 6 은 제 1 실시예에 또 다른 변형에 따른 전자빔 묘화 방법에 사용되는 마스크의 평면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 패턴 2 : 전자빔 리소그래피 마스크

33 ; 전자빔 35 : 웨이퍼

본 발명의 한 특성에 있어서, (a) 각 영역에 분할 패턴이 형성되는 영역들을 가지는 마스크를 준비하는 단계로서, 상기 분할 패턴은 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어지는 상기 준비 단계와, (b) 전자 빔 조사의 다른 량이 상기 마스크의 영역들의 각각을 통해 인가되도록 상기 마스크를 통해 웨이퍼위에 전자빔을 조사하는 단계를 포함한다.

상술된 방법에 따라서, 상기 마스크의 영역들의 각각에서 형성되는 분할 패턴들의 각각에 대하여 전자빔 조사를 최적화하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 영역들의 각각에서 근접 효과를 보정하는 것이 가능하며, 이는 미세한 패턴이 높은 정밀도로 묘화될 수 있음을 보증한다.

부가적으로, 최적의 스캐닝율을 선택함에 의해, 스캐닝율은 몇몇의 영역들에서 증가될 수 있다. 결과적으로, 제조율은 그러한 영역들에서 향상될 수 있다.

또한, 상기 방법은 저 비용으로 수행될 수 있고, 실용화에 있어 용이하게 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특성에 있어서, (a) 전자빔을 방출하는 전자빔 소스,(b) 수평으로 이동가능하며 웨이퍼가 설치되는 웨이퍼 스테이지, (c) 상기 웨이퍼 스테이지위에 위치된 수평으로 이동가능한 마스크를 포함하고, 상기 전자빔은 상기 마스크를 거쳐 상기 웨이퍼에 도달하며, 상기 마스크는 각 영역에서 분할 패턴이 형성되는 영역들을 가지는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서,

상기 분할 패턴들은 영역 밀도에 따라, 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어지며, (d) 제어기는 상기 영역 밀도에 따른 영역들의 각각에 대하여 상기 마스크 및 상기 웨이퍼 스테이지중 적어도 하나의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특성에 있어서, 각 영역에서 분할 패턴이 형성되는 영역들을 가지며 전자빔 리소그래피에 사용되는 마스크가 제공되며, 상기 분할 패턴은 영역 밀도에 따라 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어진 패턴이다.

상술된 마스크에 따라서, 영역들의 각각에 형성된 분할 패턴들의 각각에 대하여 전자빔 조사를 최적화하는 것이 가능하다. 따라서, 영역들의 각각에서 상기 근접 효과를 보정하는 것이 가능하며, 이는 미세한 패턴이 높은 정밀도로 묘화될 수 있음을 보증한다.

상술된 본 발명에 의해 얻어지는 이점들은 아래에 기술될 것이다.

본 발명에 따라서, 마스크의 영역들의 각각에서 형성된 분할 패턴들의 각각에 대하여 전자빔 조사를 최적화하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 영역들의 각각에서 상기 근접 효과를 보정하는 것이 가능하며, 이는 미세한 패턴은 높은 정밀도로 묘화될 수 있음을 보증한다.

부가적으로, 본 발명은 마스크, 웨이퍼 또는 마스크 및 웨이퍼를 유효하게 이동시키는 것을 가능하게 하며, 제조율 향상을 보증한다.

또한, 본 발명은 저 비용으로 수행될 수 있으며 실용화에 있어 용이하게 수행될 수 있다.

아래에 제 1 실시예에 따른 전자빔 묘화 방법을 설명한다.

먼저, 아래에 상기 방법에 사용되는 마스크를 설명한다.

도 1 은 전자빔 리소그래피 마스크에 인가된 패턴을 도시한다.

도시된 패턴(1)은 DRAM(dynamic random access memory)내의 직사각형 패턴이다. 상기 패턴(1)은 패턴 영역 밀도에 따라 4 개의 라인(1a,1b,1c,1d)에 의해 다수의 분할 패턴으로 분할된다. 특히, 상기 패턴(1)은 내부 패턴들(A1,B1), 측 주변 패턴들(A2,B2), 코너 패턴들(A3,B3)로 분할된다.

상기 패턴(1)은 전자빔 리소그래피 장치내의 전자빔의 노광 스트라이프 (stripe) 영역 또는 유효 조사 영역의 제한에 의해, 중심선(1e)에 의해 상부 반 및 하부 반으로 추가로 분할된다.

상기 상부 반은 내부 패턴(A1)들, 측 주변 패턴(A2)들, 코너 패턴(A3)들을 포함한다. 유사하게도, 상기 하부 반은 내부 패턴(B1)들, 측 주변 패턴(B2)들, 코너 패턴(B3)들을 포함한다. 상기 패턴(1)은 먼저 상기 상부 반 및 하부 반중 하나가 전자 빔으로 노광된후에 또 다른 하나가 노광된다..

상기 패턴(1)이 노광 스트라이프 영역의 제한에 의해 영향받지 않는 경우에, 중심선(1e)에 의해 상기 상부 반 및 하부 반으로 패턴(1)을 분할할 필요가 없다.

상기 패턴(1)이 제 1 실시예에서 6 개 패턴(A1 내지 A3, B1 내지 B3)으로 분할되더라도, 상기 패턴(1)은 소망된 수의 분할 패턴들로 분할될 수 있음을 주목해야 한다. 부가적으로, 상기 패턴들(A1 내지 A3, B1 내지 B3) 모두는 제 1 실시예에서 직사각형이고, 이들은 임의의 소망된 형상을 가질 수 있다. 상기 패턴(1)이 패턴 영역 밀도에 따라 패턴들로 분할될 때만, 상기 패턴(1)은 소망된 수에 의해 분할 패턴들로 분할되며 임의의 소망된 형상으로 분할될 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, SCALPEL 마스크라고 불리는 전자빔 리소그래피 마스크(2)가 각 영역에서 분할 패턴(A1, A2, A3, B1, B2, B3)이 형성되는 영역들(2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c)을 포함하도록 설계된다.

부가적으로, 영역들(2a 내지 2c)은 스캐닝 방향과 일직선으로 수평으로 배치되며, 영역들(3a 내지 3c)은 상기 영역들(2a 내지 2c)아래에 스캐닝 방향과 일직선으로 수평으로 배치된다.

이러한 배치는 웨이퍼가 마스크(2)의 다음 영역을 통해 전자빔에 노광될 때 마스크(2)가 한 방향으로만 이동하도록 한다. 따라서, 사이클 시간을 짧게 하여 제조율 향상을 보증하는 것을 가능하게 한다.

분할 패턴들(A1,A2,A3)의 배치는 예로서 도시되며, 분할 패턴들(A1,A2,A3)은 다른 순서들로 배치될 수 있음을 주목해야 한다.

각각 패턴 영역 밀도에 따라 상기 패턴(1)을 분할 패턴들(A1 내지 A3, B1 내지 B3)로 분할함에 의해, 상기 마스크(2)내에 상기 영역들(2a 내지 2c, 3a 내지 3c)을 형성함에 의해 그리고 그러한 분할 패턴들(A1 내지 A3, B1 내지 B3)을 포함함에 의해, 최적의 스캐닝율로 분할 패턴들의 각각을 통해 웨이퍼를 전자빔으로 노광시키며 근접 효과가 높은 정밀도로 보상될 수 있음을 보증하는 것이 가능하다.

분할 패턴(A3)이 비교적 작은 패턴 영역 밀도를 갖는 경우에. 예를 들어, 근접 효과가 유효하게 보정될 수 있는 그러한 영역을 가지도록 분할패턴(A3)을 설계하는 것이 바람직하다.

특히, 상기 분할 패턴(A3)은 Y/2 의 측 길이를 가지는 정방형의 형상을 가지는 것이 바람직하며, 여기서 Y 는 더블 가우시안 분포 모델식(double Gaussian distribution model equation)의 후방산란 직경 βb 를 나타낸다. 예를 들어, 상기 후방산란직경 βb 가 30 ㎛와 같은 경우에, 분할 패턴(A3)은 약 15 ㎛ 의 측 길이를 가지는 정방형으로 설계되는 것이 바람직하다.

상술된 방식으로 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3) 각각의 영역을 결정함에 의해, 상기 근접 효과를 보정하는 것이 가능하다.

아래에 상술된 전자빔 리소그래피 마스크가 사용되는 전자빔 묘화 방법이 설명된다.

도 3 은 전자빔 묘화 방법을 수행하는 전자빔 리소그래피 장치를 도시한다.

도시된 장치는 전자빔(33)을 방출하는 전자빔 총(31), 수평으로 이동가능하며 웨이퍼(35)가 설치되는 웨이퍼 스테이지(38), 상기 전자빔 총(31)과 웨이퍼(35)사이에 위치된 상술된 전자빔 리소그래피 마스크(2), 상기 웨이퍼 스테이지(38)위에 수평으로 이동가능하며 마스크(2)가 설치된 마스크 스테이지(36), 패턴 영역 밀도를 포함하여 마스크 데이터(39)에 따라 마스크(2)의 분할 패턴들(A1 내지 A3 및 B1 내지 B3)의 각각에 대하여 마스크 스테이지(36)와 웨이퍼 스테이지(38) 양쪽의 속도를 제어하는 제어기(37)로 구성된다.

상기 전자빔 리소그래피 장치의 동작은 아래에 설명된다.

전자빔 총(31)으로부터 방출된 전자빔(33)은 상기 마스크(2)를 거쳐 웨이퍼(35)에 도달한다.

상기 마스크(2)와 상기 웨이퍼(35)는 먼저 소정의 위치에 위치된다. 상기 웨이퍼(35)가 전자빔(33)에 노광되는 동안에, 마스크(2)가 놓인 상기 마스크 스테이지(30)와 웨이퍼(35)가 놓인 웨이퍼 스테이지(38)는 각각 스캐닝 방향들(X1,X2)로 일정한 속도로 이동된다. 본 발명의 실시예에서, 제어기(37)는 마스크 데이터(39), 특히 패턴 영역 밀도에 따라 마스크(2)의 분할 패턴들(A1 내지 A3 및 B1 내지 B3)의 각각에 대하여 마스크 스테이지(36)와 웨이퍼 스테이지(38)의 스캐닝 속도를 제어한다.

도 2 에 명백하게 도시된 바와 같이, 상기 분할 패턴(A1)은 분할 패턴(A2,A3)의 영역 밀도보다 더 큰 밀도를 가지며, 상기 분할 패턴(A2)은 분할 패턴(A3)의 영역 밀도보다 더 큰 영역 밀도를 가진다.

웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴들(A1 내지 A3)사이에 가장 큰 영역 밀도를 가지는 분할 패턴(A1)을 통해 전자빔(33)에 노광되는 경우에, 제어기(37)는 최소 스캐닝율로 마스크 스테이지(36)와 웨이퍼 스테이지(35) 양쪽을 이동시킨다. 그러므로, 상기 분할 패턴(A1)이 큰 영역 밀도를 가지더라도, 상기 근접 효과를 보정 하는 것이 가능하다.

상술된 방식으로 상기 스테이지들(36,38)의 속도를 제어함에 의해, 상기 웨이퍼(35)의 제조율은 향상될 수 있다.

먼저, 웨이퍼(35)가 마스크(2)의 분할 패턴(A1)을 통해 전자빔(33)에 노광된다.

상기 웨이퍼 스테이지(38)을 상기 방향(X2)에 반대인 방향으로 뒤쪽으로 이동시킨후에, 상기 웨이퍼(35)는 상기 분할 패턴(A1)을 통해 전자빔(33)에 노광되는 스캐닝 속도보다 더 작은 스캐닝 속도로 상기 마스크(2)의 분할 패턴(A2)을 통해 상기 웨이퍼(35)는 전자빔(33)에 노광된다.

따라서, 상기 분할 패턴(A2)의 영역 밀도에 따라 근접 효과를 보정하는 것이 가능하다.

상기 웨이퍼 스테이지(38)를 상기 방향(X2)에 반대인 방향으로 뒤쪽으로 이동시킨 후에, 상기 웨이퍼(35)는 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A2)를 통하여 전자빔(33)에 노광되는 스캐닝 속도보다 더 작은 스캐닝 속도로 마스크(2)의 분할 패턴(A3)을 통해 전자빔(33)에 노광된다.

따라서, 상기 분할 패턴(A1)의 영역 밀도에 따라 상기 근접 효과를 보정하는 것이 가능하다. 부가적으로, 제조율의 저하를 보정하는 스캐닝 속도를 국부적으로 증가시키는 것이 가능하며, 이는 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴들(A1 내지 A3 및 B1 내지 B3)의 각각을 통해 상기 전자빔(33)에 노광되는 분할 노광에 의해 발생된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 분할 패턴(A3)은 상기 영역(2c)의 반대 코너들에 형성된다. 따라서, 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A3)을 통해 전자빔(33)에 노광되면서 상기 마스크 스테이지(36)와 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 제어기(37)에 의해 낮은 속도로 이동되더라도, 상기 마스크 스테이지(36)와 웨이퍼 스테이지(38)는 상기 스테이지들(36,38)이 상기 영역(2c)의 분할 패턴들(A3)사이에 위치되는 공간(2ca)위에 이동중일 때 상기 제어기(37)에 의해 고속으로 이동된다.

부가적으로, 상기 분할 패턴들(A1 내지 A3)이 상기 스캐닝 방향과 일직선으로 배치되므로, 상기 마스크 스테이지(36)가 소모적으로 이동하는 것이 불필요하며, 이는 사이클 시간의 증가를 피한다.

제조율의 관점으로부터, 상기 분할 패턴(A2)은 원래의 분할 패턴에 대하여 반사 화상으로서 형성되고, 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 상기 스캐닝 방향(X2)에 반대인 방향으로 뒤쪽으로 이동되는 경우에 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A2)을 통해 전자빔(33)에 노광되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 분할 패턴(A2)의 가상 원점(4)은 상기 마스크 스테이지(36)의 스캐닝 방향(X1)에 대하여 뒤쪽으로 이동된다. 결과적으로, 상기 웨이퍼 스테이지(38)은 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 통상 이동되는 방향(X2)에 반대인 방향(X3)으로 이동될 수 있고, 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 뒤쪽으로 이동하기 위해 필요한 시간 주기를 감소시키는 것이 가능함을 보증하고, 그에 따라 제조율의 향상을 보증한다.

상술된 동작은 아래에 상세히 설명된다.

웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A3)을 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 제어기(37)는 상기 방향(X1)으로 마스크 스테이지(36)를 이동시키며, 상기 제어기(37)는 상기 방향(X1)에 정확히 반대인 방향(X2)으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시키다.

그 후에, 상기 웨이퍼(35)는 상기 분할 패턴(A2)을 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 상기 제어기(37)는 상기 방향(X1)으로 상기 마스크 스테이지(36)를 이동시키며, 상기 제어기(37)는 상기 방향(X1)에 정확히 반대인 방향(X3)으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시킨다. 따라서, 상기 웨이퍼(35)는 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 뒤쪽으로 이동시키지 않고 전자빔(33)에 연속적으로 노광될 수 있다.

그 후에, 상기 웨이퍼(35)는 분할 패턴(A1)을 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 상기 제어기(37)는 상기 방향(X1)으로 상기 마스크 스테이지(36)를 이동시키며, 상기 제어기(37)는 상기 방향(X2)으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시킨다.

원래의 분할 패턴에 대한 반사 화상으로서 상기 마스크(2)의 영역들사이의 매 제 2 영역내의 분할 패턴을 형성시킴에 의해, 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 연속적으로 왕복운동하면서 전자빔(33)에 상기 웨이퍼(35)를 노광시키는 것을 가능하게 한다. 이는 상기 웨이퍼 스테이지(38)가 소모적으로 이동하는 시간을 제거할 수 있어 제조율이 향상될 수 있음을 보증한다.

상기 분할 패턴들(A1 내지 A3)이 상기 웨이퍼(35)위에 묘화될 때, 상기 마스크(2)는 전자빔 총(31)의 오른쪽으로 이동한다. 따라서, 상기 마스크 스테이지(36)는 상기 웨이퍼(35)의 다른 영역들상에 패턴을 형성하기 위해, 상기 마스크(2)가 전자빔 총(31)의 오른쪽에 위치되도록 왼쪽으로 이동되어야 한다.

이를 위해, 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(35)가 상기 마스크(2)가 왼쪽으로 즉, 방향(X1)으로 이동되면서 전자빔(33)에 노광되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼는 상기 마스크(2)가 도 4 에 도시된 상기 방향(X1)에 정확히 반대인 방향(X4)으로 이동하면서 전자빔(33)에 노출된다. 이는 전자빔 총(31)의 우측으로 상기 마스크(2)를 뒤쪽으로 이동시킬 필요가 없고, 상기 마스크 스테이지(36)를 이동시키는데 필요한 시간을 감소시킴을 보증한다는 것을 의미한다.

특히, 상기 웨이퍼(35)는 전자빔(33)이 상기 전자빔(33)에 노광될 다음 영역의 가상 원점의 반대 측에 조사되는 위치로 이동된다.

그 후에, 제어기(37)는 마스크 스테이지(36)를 이동시키며, 따라서 마스크(2)는 전자빔 총(31)의 우측에 그리고 전자빔 총(31)의 좌측에 위치된다. 상기 마스크(2)가 이동되는 동안에, 상기 전자빔(33)은 상기 마스크(2)를 통해 웨이퍼(35)로 조사된다.

즉, 웨이퍼(35)는 첫째로 분할 패턴(A1)을 통해, 둘째로 분할 패턴(A2)을 통해, 그 후에 분할 패턴(A3)을 통해 전자빔(33)에 노광된다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(35)는 상기 분할 패턴(A1)을 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 상기 웨이퍼 스테이지(38)는 오른쪽으로 즉, 방향(X5)으로 이동된다. 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A2)을 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 상기 웨이퍼 스테이지(38)는 왼쪽으로 즉, 방향(X6)으로 이동된다. 상기 웨이퍼(35)가 상기 분할 패턴(A3)를 통해 전자빔(33)에 노광될 때, 상기 웨이퍼 스테이지(38)은 오른쪽 즉, 방향(X5)으로 이동된다.

따라서, 웨이퍼(35)가 높은 제조율로 전자빔(33)에 노광된다.

상기 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3)이 형성되는 순서는 상술된 순서로 제한받지 않는다. 상기 분할 패턴들이 같은 스캐닝 방향으로 배치되지 않으면, 순서를 변경시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 마스크(2)는 한 세트의 상기 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3)을 포함한다. 그러나, 상기 마스크(2)는 2 개 또는 그 보다 많은 세트들의 분할 패턴들을 반복적으로 포함하도록 설계될 수 있음을 주목해야 한다. 예를 들어, 상기 마스크(2)는 2 세트의 분할 패턴들을 포함할 수 있으며, 이 경우에 상기 분할 패턴들(A1,A2,A3,B1,B2,B3)은 이러한 순서로 상기 마스크(2)내에 배치된다. 2 개 또는 그 보다 많은 세트들의 상기 분할 패턴들을 포함하도록 상기 마스크(2)를 설계함에 의해, 상기 전자빔(33)에 상기 웨이퍼(35)내의 2 개의 영역들을 연속적으로 노광시키는 것이 가능하다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라서, 각 영역에서 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3)이 형성되는 영역들(2a 내지 2c 및 3a 내지 3c)을 각각 가지는 마스크(2)가 준비된다. 상기 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3)의 각각은 영역 밀도에 따라 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어진다. 제어기(37)는 전자빔 조사의 다른 량이 마스크(2)의 분할 패턴들(A1 내지 A2 및 B1 내지 B3)의 각각을 통해 인가되도록 마스크(2)를 통해 전자빔(33)에 웨이퍼(35)를 노광시킨다.

본 발명에 따라서 마스크의 영역들의 각각에서 형성된 분할 패턴들의 각각에 대하여 전자빔 조사를 최적화하는 것이 가능하므로, 상기 영역들의 각각에서 상기 근접 효과를 보정하는 것이 가능하며, 미세한 패턴이 높은 정밀도로 묘화될 수 있음을 보증한다.

또한 본 발명은 마스크, 웨이퍼 또는 마스크 및 웨이퍼를 유효하게 이동시키는 것을 가능하게 하여 제조율을 향상시킨다..

Claims

전자빔 묘화 방법에 있어서,

(a) 각 영역에서 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)을 가지는 마스크(2)를 준비하는 단계로서, 상기 분할 패턴(A1,A2,A3 ;B1,B2,B3)은 영역 밀도에 따라 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어지는 상기 준비 단계와,

(b) 다른 조사량의 전자빔(33)이 상기 마스크(2)의 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)의 각각을 통해 인가되도록 상기 마스크(2)를 통해 웨이퍼(35)위에 전자빔(33)을 조사하는 단계를 포함하는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b) 는 상기 마스크(2)가 설치된 스테이지 (36)가 움직이게 되는 속도를 변화시킴에 의해 수행되는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)는 상기 웨이퍼(35)가 설치된 스테이지(38)가 이동하게 되는 속도를 변화시킴에 의해 수행되는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)와 일직선으로 배치되며, 상기 웨이퍼(35)는 상기 단계 (b)의 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각에 걸쳐 왕복운동되는 전자빔 묘화 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)사이에 매 제 2 영역내의 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대한 반사 화상으로 형성되는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)는 상기 단계(b)의 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각에서 왕복운동되는 전자빔 묘화 방법.
제 4 항에 있어서, 일직선으로 배치된 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 같은 방향으로 스캐닝되는 분할 패턴들(A1,A2,A3;B1,B2,B3)을 가지는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)의 각각은 Y/2 의 측 길이를 가지는 정방형의 형상이며, 상기 Y 는 더블 가우시안 분포 모델식의 후방산란 직경을 나타내는 전자빔 묘화 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 웨이퍼(35)는 상기 마스크(2)가 이동되는 방향에 반대인 방향으로 이동되는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)는 각 영역에서 제 1 내지 제 3 분할 패턴들(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 제 1 내지 제 3 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)을 각각 가지며, 상기 제 1 내지 제 3 영역들 (2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 이러한 순서로 일직선으로 배치되며, 상기 제 2 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대하여 반사 화상으로서 형성되며,

상기 단계(b)는,

(b1) 전자빔(33)으로 제 3 영역(2c,3c)을 노광하기 위해 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 제 2 방향으로 상기 웨이퍼(35)를 이동시키는 단계로서, 상기 제 1 및 제 2 방향들은 서로 반대인 이동 단계와,

(b2) 전자빔(33)으로 제 2 영역(2b,2b)을 노광하기 위해 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 상기 제 2 방향으로 상기 웨이퍼(35)를 이동시키는 단계와,

(b3) 전자빔(33)으로 상기 제 1 영역(2a,3a)을 노광하기 위해 상기 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 상기 제 2 방향으로 상기 웨이퍼(35)를 이동시키는 단계를 더 포함하는 전자빔 묘화 방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)의 그룹내에 반복적으로 배치되며, 상기 그룹내의 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 같은 세트의 분할 패턴들(A1,A2,A3;B1, B2,B3)을 가지는 전자빔 묘화 방법.
제 11 항에 있어서, 각 그룹내의 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)사이의 매 제 2 영역내의 분할패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대하여 반사 화상으로서 형성되는 전자빔 묘화 방법.
(a) 전자빔(33)을 방출하는 전자빔 소스(31)와,

(b) 수평으로 이동가능하며 웨이퍼(35)가 설치된 웨이퍼 스테이지(38)와,

(c) 상기 웨이퍼 스테이지(33)위에 위치되는 수평으로 이동가능한 마스크(2)를 포함하며, 상기 전자빔(33)은 상기 마스크(2)를 거쳐 상기 웨이퍼(35)에 도달하는 전자빔 리소그래피 장치에 있어서,

상기 마스크(2)는 각 영역에 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 영역들을 가지며, 상기 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)은 영역 밀도에 따라 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어지며,

상기 전자빔 리소그래피 장치는 상기 영역 밀도에 따라 상기 영역들 (2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각에 대하여 상기 웨이퍼 스테이지(38)와 상기 마스크(2)중 적어도 하나의 속도를 제어하는 제어기(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 제어기(37)는 더 큰 영역 밀도를 가지는 영역에 대하여 상기 웨이퍼 스테이지(38)와 상기 마스크(2)중 적어도 하나에 대해 더 작은 속도를 설정하는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)와 일직선으로 배치되며, 상기 제어기(37)는 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각에 걸쳐 왕복운동 하도록 상기 웨이퍼(35)를 이동시키는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)내의 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)사이의 매 제 2 영역내의 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대하여 반사 화상으로서 형성되는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(37)는 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각에서 왕복운동하도록 상기 마스크(2)를 이동시키는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)와 일직선으로 배치된 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 같은 방향으로 스캐닝된 분할 패턴들 (A1,A2,A3;B1,B2,B3)을 가지는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)내의 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)의 각각은 Y/2 의 측 길이를 가지는 정방형의 형상이며, 상기 Y 는 더블 가우시안 분포 모델식의 후방산란직경을 나타내는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기(37)는 상기 마스크(2)가 이동되는 방향에 반대인 방향으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시키는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크(2)는 각 영역에 제 1 내지 제 3 분할 패턴들(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 제 1 내지 제 3 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)을 각각 가지며, 상기 제 1 내지 제 3 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)은 이러한 순서로 일직선으로 배치되며, 상기 제 2 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대하여 반사 화상으로서 형성되며,

상기 제어기(37)는,

(d1) 상기 제 3 영역(2c,3c)이 전자빔(33)으로 노광될 때, 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 제 2 방향으로 상기 웨이퍼(38)를 이동시키고, 상기 제 1 및 제 2 방향들은 서로 반대이며,

(d2) 상기 제 2 영역(2b,2b)이 전자빔(33)으로 노광될 때, 상기 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 상기 제 2 방향으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시키며,

(d3) 상기 제 1 영역(2a,3a)이 전자빔(33)으로 노광될 때, 상기 제 1 방향으로 상기 마스크(2)를 그리고 상기 제 2 방향으로 상기 웨이퍼 스테이지(38)를 이동시키는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)의 그룹내에 반복적으로 배치되며, 상기 그룹내의 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 같은 세트의 분할 패턴들(A1,A2,A 3;B1,B2,B3)을 가지는 전자빔 리소그래피 장치.
제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 각 그룹내의 상기 영역들 (2a,2b,2c;3a,3b,3c)사이의 매 제 2 영역내의 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대한 반사 화상으로서 형성되는 전자빔 리소그래피 장치.
각 영역에 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)이 형성되는 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)을 가지는 전자빔 리소그래피에 사용되는 마스크(2)에 있어서,

상기 분할 패턴(A1,A2,A3;B1,B2,B3)은 영역 밀도에 따라 묘화될 패턴을 분할함에 의해 얻어지는 패턴인 마스크(2).
제 24 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)와 일직선으로 배치되는 마스크(2).
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)사이의 매 제 2 영역내의 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대한 반사 화상으로서 형성되는 마스크(2).
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,일직선으로 배치 되는 상기 영역들 (2a,2b,2c ;3a,3b,3c)은 같은 방향으로 스캐닝 되는 분할 패턴들(A1,A2,A3 ;B1,B2,B3)을 가지는 마스크(2).
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)의 각각은 Y/2 의 측 길이를 가지는 정방형의 형상이며, 상기 Y 는 더블 가우시안 분포 모델식의 후방산란직경을 나타내는 마스크(2)
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 상기 영역들(2a,2b,2c;3a,3b,3c)은 상기 마스크(2)의 그룹내에 반복적으로 배치되며, 상기 그룹내의 영역들(2a,2b,2c;3a,3b

,3c)은 같은 세트의 분할 패턴들(A1,A2,A3;B1,B2,B3)을 가지는 마스크(2).
제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,각 그룹내의 상기영역들(2a,2b,2c ;3a,3b,3c)사이의 매 제 2 영역내의 분할 패턴(A2,B2)은 원래의 분할 패턴에 대한 반사 화상으로서 형성되는 마스크(2).