KR20010052201A

KR20010052201A - 비임 형상을 제어하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010052201A
Application number: KR1020007009893A
Authority: KR
Inventors: 볼커 보글리; 스티븐 에이. 리쉬톤; 리 에이치. 베네클라센
Original assignee: 에텍 시스템즈, 인코포레이티드
Priority date: 1999-01-06
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-06-25
Also published as: US6259106B1; DE69928649D1; CA2322778A1; JP2002534793A; DE69928649T2; EP1060500A1; KR100416132B1; EP1060500B1; WO2000041208A1; IL138102A0

Abstract

본 발명은 전자 (또는 다른 에너지) 비임의 형상을 조절하는 신호들을 발생시키고 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하고, 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 트랜슬레이터를 포함하는 사진 평판술용 컨버터에 관한 것이다. 비임의 래스터 스캔 이동을 오프셋하기 위하여 위치 신호를 조절하는 역 신호를 제공하는 트랜슬레이터에 연결된 역스캔 회로를 또한 포함한다. 상기 형상 신호들은 비임의 상기 형상을 조정하고, 위치 신호가 기판위의 모양을 기록하는 비임의 위치를 특정하고, 지속 신호가 기판위에 비임의 노출 지속 시간을 특정한다.

Description

비임 형상을 제어하는 방법 및 장치 {AN APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A BEAM SHAPE}

패턴 발생 시스템들의 처리 능력을 증가시키는 것이 바람직하다는 것은 사진 평판술(패턴 발생)의 분야에서 잘 알려져 있다. 이런 패턴 발생 시스템들은 반도체 디바이스들를 형성하기 위해 와이퍼들 위에 패턴들을 전자 광선에 의한 직접 기록 방식 및 전자 비임 사진 평판술에 의한 반도체를 제조하는데 이용되는 마스크들의 제조에 주로 적용된다.

사진 평판술 시스템은 소스로부터 에너지 형성에 민감한 층으로 코팅된 기판으로의 에너지(비임) 흐름을 제어하여 패턴들을 발생시키거나 노출시킨다. 패턴 노출은 노출 시퀀스의 한 사이클 동안 노출된 패턴 부분인 플래쉬로서 주로 언급되는 분리 유닛으로 제어되고 차단된다. 플래쉬들은 광, 전자 또는 다른 입자 비임들과 같은 소스로부터 에너지가 선택된 패턴 영역들 내부의 코팅된 기판에 도달하게 함으로써 발생된다. 플래쉬 구성, 조사량 및 패턴을 발생시키는데 이용되는 노출 시퀀스, 및 사진 평판술 시스템의 제어에 관한 세부 사항들은 기록 방법(writing strategy)으로서 알려져 있다.

전형적인 래스터 스캔 기록 방법은 텔래비젼 래스터 스캐닝과 다소 유사한 균일 구간 래스터 스캔을 사용한다. 기계식 스테이지는 예를 들어 테이블에 위치한 기판을 에너지 비임의 균일한 스캔의 방향에 직교하는 방향으로 균일하게 이동시킨다. 이러한 방법으로 패턴은 스테이지와 비임의 직교된 이동에 의해 결과된 규칙적인 스캔 궤적을 갖는 규칙적인 눈금 지도(regular grid)로 구성된다. 비임이 노출을 요구하는 눈금 지도 사이트위에 위치될 때, 비임이 채워지고 그 하부 사이트가 노출된다. 각각의 사이트에서 오직 조사량(dose), 또는 에너지만이 요구에 따라 변화된다. 그러므로, 노출 데이터는 규칙적인 스캔 궤적에 대응하는 시간 순서에 따라 조직화되고, 오직 각각의 사이트에 대한 조사량만이 특정화된다. 전형적인 래스터 스캔 기록 방법의 구별되는 특징은 한번에 한 사이트를 노출시키는 작은 원형 비임과 각각의 눈금 지도 사이트로 연속적으로 이동하는 주기적인 스캔, 및 눈금 지도의 각각의 사이트 또는 "픽셀"에 요구되는 조사량에 대응하는 데이타의 래스터화된 데이터의 표시이다.

한편, 전형적인 벡터 스캔 기록 방법에서, 비임은 노출을 요구하는 사이트들의 바로 위에 위치되고 나서 그 사이트를 노출 시키기 위해 채워진다. 위치 잡기는 세미 랜덤 스캔으로 종종 지칭되는 스테이지와 비임 운동의 조합에 의해 달성된다. 그래서, 각각의 플래쉬 또는 노출된 사이트의 조사량과 위치를 모두 포함하는 데이터가 제공되어야 한다. 종종 벡터 스캔 방법들은 다양한 형상의 비임을 이용하고, 그 비임은 각각의 플래쉬에 대한 다른 크기 및/또는 형상을 갖을 수 있는 비임이다. 그때 패턴은 이러한 다양한 형상으로부터 구성된다. 형상화된 비임은 래스터 스캔 기록 방법에서와 같이 한번에 한 픽셀 사이트를 노출시키는 대신에, 다중 픽셀 사이트들을 동시에 노출시킬 수 있다. 다양한 형상의 비임이 이용되는 경우에는 플래쉬의 지역, 크기 및 모양에 관한 데이터를 더 포함하여야 한다. 그래서, 전형적인 벡터 스캔 기록 방법들의 구별되는 특성들은 단일 플래쉬로 다중 픽셀 사이트들을 노출시키는 다양한 형상과 크기를 갖는 비임과, 노출된 패턴의 상기 부분들만을 포함하는 세미-랜덤 스캔, 및 각각의 프래쉬의 지역, 크기, 모양 및 조사량을 포함하는 데이터를 벡터화하여 표시할수 있다는 점이다.

벡터와 래스터 스캔 기록 방법들은 장점들과 단점들을 가지고 있다. 벡터 스캔 방법은 미세한 패턴 정의를 제공할 수 있다. 그러나, 벡터 스캔 플래쉬 비율은 세미 랜덤 스캔 궤적의 상대적으로 큰 비임 편향들 사이에 필요한 설정 시간(settling time) 때문에 래스터 스캔 방법들보다 전형적으로 더 느리다. 미세하게 세분된 노출된 부분들을 가지는 패턴들에 대해, 벡터 스캔 방법은 넓은 범위의 차원에 걸쳐 비임을 형상화할 수 있는 전자 비임 형상화 구성요소들을 설정하는데에 따른 지연 때문에 상대적으로 느리다. 또한 전류 밀도(단위 면적당 전류)는 전자 소스가 동시에 더 큰 영역들을 커버해야 할 필요성 때문에, 벡터 스캔 방법에 있어서 보다 일반적으로 더 낮아서 낮은 처리능력을 초래한다. 래스터 스캔 기록 처리과정들의 결점은 상대적으로 거친 패턴 정의이다.

따라서, 패턴 발생 시스템들의 처리 능력을 증가시키기 위해서, 벡터 스캔 방법의 장점, 즉, 미세 패턴 정의의 장점들을 래스터 스캔 방법의 장점, 즉, 증가된 속도의 장점을 결합시키는 개선된 기록 방법을 발전시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 사진 평판술(패턴 발생법) 및 전자(또는 다른 에너지) 비임 칼럼(beam columns)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 다양한 형태의 비임들을 발생시키기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템(100)의 블록선도이다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 적합한 래스터라이저(102)의 블록선도이다.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 래스터라이저(102)에 실행된 적합한 처리 과정(200)의 순서도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패턴(306)을 포함하는 기판 표면부를 픽셀(310)들로 나누는 눈금 지도(302) 부분의 예를 도시한 도면이다.

도 4는 픽셀 안에 패턴 코너의 일 예를 도시한 도면이다.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 적합한 플래쉬 컨버터(108)의 블록선도이다.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 플래쉬 컨버터(108)의해 수행된 적합한 처리과정을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 각각의 4분면(quandrant, 304) 내부의 14개의 기본 형상들과, 그와 관계된 형상 코드들을 도시한 도면이다.

도 7은 4분면 내부의 패턴(306) 부분(308)의 확대도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 5b의 502 단계의 순서도를 더 상세히 도시한 도면이다.

도 9는 행렬 A와 행렬 B를 더 자세히 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 중간 형상 코드를 결정하는 처리과정을 도시한 도면이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 상태 B 내지 D에 대한 행렬 B의 미노출 부분들의 일 예를 도시한 도면이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전자 비임 칼럼(118)의 개략도이다.

도 13a는 본 발명의 실시예에 따른 상부 개구(1210) 부분의 세부 평면도이다.

도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 A-A선을 따라 도 13a의 상부 개구(1210)의 횡단면도이다.

도 14a는 본 발명의 실시예에 따른 하부 개구(1214A) 부분의 평면도이다.

도 14b는 본 발명의 실시예에 따라 B-B선을 따라 도 14a의 하부 개구(1214A)의 횡단면도이다.

도 15a는 본 발명의 실시예에 따른 하부 개구(1214B) 일부의 평면도이다.

도 15b는 본 발명의 실시예에 따라 C-C선을 따라 취한 도 15a의 하부 개구(1214B)의 횡단면도이다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따라 통상의 상부 편향기(1212)와 통상의 하부 편향기(1216)의 적합한 실행과 배열을 도시한 도면이다.

도 17a는 본 발명의 실시예에 따라 셰이퍼/블랭커(shaper/blanker) 드라이브(110)의 블록선도이다.

도 17b는 본 발명의 실시예에 따른 세이퍼/블랭커 드라이브(110)의 상세 블록선도이다.

도 18은 본 발명의 실시예에 따라 상부 개구(1210) 및 하부 개구(1214a)를 통과한 전자 비임(1222)의 경로의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 19a는 구멍들(1402A 내지 1402D)을 이용하여 발생된 차단(blanking) 위치(1904)와 형상(1908)을 갖는 하부 개구(1214A)의 상면도이다.

도 19b는 구멍들 (1402A 내지 1402D)을 이용하여 발생된 차단 위치(1904)와 형상(1910)을 갖는 하부 개구(1214a)의 상면도이다.

도 20a는 하부 개구(1214B)의 구멍(1502)을 이용하여 도 19a의 형상(1908)으로서 전자 비임(1222)의 횡단면을 형상화하는 일 예를 도시한 도면이다.

도 20b는 하부 개구(1214B)의 구멍(1502)을 이용하여 도 19b의 형상(1908)으로서 전자 비임(1222)의 횡단면을 형상화하는 일 예를 도시한 도면이다.

다른 도면들에서 동일 도면 부호는 같거나 유사한 구성 소자들을 나타낸다.

본 발명의 실시예는 기판과 충돌는 에너지 비임의 형상을 제어하는 신호를 발생시키는 컨버터로서, 수용된 입력 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하고, 입력 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 트랜슬레이터와, 역 신호를 출력하는 역스캔 회로와, 상기 형상 신호들, 상기 역 신호, 및 상기 위치 신호를 수용하도록 연결된 출력 회로, 및 상기 트랜슬레이터 회로로부터 상기 지속 시간 신호를 수용하도록 연결된 타이머 회로를 포함하며, 트랜슬레이터에서 상기 형상 신호들이 상기 비임의 형상을 제어하고, 상기 위치 신호들이 상기 기판위의 상기 비임의 위치를 특정하고, 상기 지속 시간 신호가 상기 기판상의 비임의 노출의 지속 시간을 특정하며, 상기 출력 회로는 상기 역 신호에 따라 상기 위치 신호를 제어하고 상기 형상 신호 및 제어된 위치 신호들을 출력하며, 상기 타이머 회로는 상기 출력 회로가 상기 형상 신호를 출력한 지속 시간을 제어하는 컨버터를 제공한다.

본 발명의 실시예는 기판에 충돌하는 에너지 비임의 형상을 제어하는 신호들을 발생시키는 방법으로서, 상기 비임의 형상을 한정하는 데이터를 수용하는 단계와, 상기 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하는 단계와, 상기 비임에 포함된 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 단계로서, 상기 형상 신호들이 상기 비임의 형상을 제어하고, 상기 위치 신호들이 상기 비임에 의해 기록될 상기 기판위의 비임의 위치를 특정하고, 상기 지속 시간 신호가 상기 기판위의 비임 노출의 지속 시간을 특정하는 변환 단계와, 상기 비임의 래스터 스캔 이동을 오프셋하는 상기 위치 신호에 역신호를 제공하는 단계, 및 상기 지속 시간 신호에 기초한 상기 형상 신호들을 출력하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본발명은 첨부된 도면들과 함께 기술된 다음의 상세한 설명으로서 더 완전하게 이해될 것이다.

시스템 개관

본 발명은 통상의 "규칙적 구간 궤적" 래스터 스캔에서 특정된 횡단면 형상들이 기판에 비춰지면서 전자(또는 다른 에너지) 비임들을 발생시키고 기록하는 시스템 및 처리 과정에 관한 것이다. 일 실시예는 가장 큰 횡단면 형상이 통상의 벡터 형상 비임 장치에 의해 발생된 전자 비임 횡단면의 것보다 더 작은 전자 비임들을 발생시킨다. 그래서 이런 실시예는 통상의 벡터 형상 비임 장치를 가지는 것보다 더 작은 패턴 정의를 고려한다.

도 1은 이 실시예에 따라 래스터라이저 회로(102), 버퍼 회로(104), 조사량값 회로부(106), 플래쉬 컨버터(108), 및 전자 비임 칼럼(112)을 포함하는 사진 평판술(이미징) 시스템(100)의 블록선도를 도시하고 있다. 플래쉬 컨버터(108) 및 세이퍼/블랭커 드라이버(110)는 클락(114)로부터 클락(타이밍) 신호를 수용하기 위해 각각 연결된다. 이러한 실시예에서, 클락(114)의 클락 신호 주파수는 800MHz이다. 래스터라이저 회로(102), 버퍼 회로(104), 조사량값 회로부(106), 플래쉬 컨버터(108), 셰이퍼/블랭커 드라이버(110), 및 전자 비임 칼럼(112)의 세부 사항에 대해 아래와 같다. 본 발명에서 모든 차원들과 매개 변수들은 예제적인 것이다.

이러한 실시예에서, 래스터라이저 회로(102)는 기판에(소위 "벡터 포멧") 패턴의 형상 지역에 의해 특정된 기판(118)에 기록될 패턴을 (예로 통상의 사진 평판술 데이터 구조로부터) 처음으로 수용한다. 래스터라이저 회로(102)는 그때 기판(118)의 표면을 한 눈금 지도의 픽셀들로 나누고 각각의 픽셀을 패턴의 부분을 포함하는 픽셀 영역의 단편을 특정하는 "그레이 레벨 값"으로 표현한다. 래스터라이저(102)는 각각의 그레이 레벨 값을 버퍼 회로(104)와 조사량값 회로부(106)에 출력한다. (도 1의 점선안의 연결선들은 전형적으로 다중선 데이터 버스들를 나타낸다.) 버퍼(104)는 그레이 레벨 값들을 플래쉬 컨버터(108)에 제공한다. 이러한 실시예에서, 플래쉬 컨버터(108)는 한 프래쉬 사이클(이후로 용어"플래쉬 필드"는 전자 비임 칼럼(112)이 기판(118)에 기록하는 차단(blank) 또는 형상을 나타낸다.)에 노출될 수 있는 플래쉬 필드로서 4개의 픽셀들("4분면")의 각각의 정방형 배열(2차원)을 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 플래쉬 컨버터(108)는 N 대 M 픽셀 직사각형, 더 크거나 더 작은 크기의 정방형 배열, 또는 다른 형상으로 플래쉬 필드를 나타낸다. 플래쉬 컨버터(108)는 각각의 플래쉬 필드를 형상 분류와 좌표(형상_x, 형상_y)에 의해 특정한다.(이후로 용어"형상 데이터"는 형상 분류 및 좌표를 참조한다.)조사량값 회로부(106)는 래스터라이저 회로(102)로부터 각각의 4분면에 관한 그레이 레벨 값들을 수용하고 각각의 플래쉬 필드에 관한 출력 조사량 값들을 출력한다.

셰이퍼/블랭커 드라이버(110)는 각각 플래쉬 컨버터(108) 및 조사량값 회로부(106)로부터 형상 데이터 및 대응하는 조사량 값들(이후로 형상 데이터 및 대응하는 조사량 값들은 "플래쉬 데이터"로서 함께 언급된다)을 요청한다. 일 실시예에서, 플래쉬 컨버터(108) 및 조사량값 회로부(106)는 플래쉬 데이터를 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 대략 매 10 ns로 제공한다. 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)는 각각의 데이터를 전압값으로 변환(convert)하고 기판(118)위의 적합한 위치에 특정된 플래쉬 필드를 기록하는 전자 비임 칼럼(112)을 제어하기 위해 전압을 제공한다. 일 실시예에서 전자 비임 칼럼(112)은 매 10 ns마다 새로운 플래쉬 필드를 기록한다.(이후로 "플래쉬 사이클") 블랭크 플래쉬 필드(blank flash field)에 대해, 전자 비임 칼럼(112)은 기판(118)위로 전자 비임을 기록하지 않는다. 이온 비임 칼럼 또는 다른 에너지(즉, 레이저)는 칼럼(112)에 대해 대용될 수 있다.

예컨대, 전자 비임 칼럼(112)은 플래쉬 필드를 예컨대 통상적인 "규칙적 구간 궤적" 래스터 스캔으로 기록한다. 일 실시예에서, 통상적인 "규칙적 구간 궤적" 래스터 스캔은 "단향성"의 형태 또는 "양방향성"의 형태일 수 있다. "규칙적 구간 궤적"은 스캔이 균일하고 규칙적으로 이동하고, 이동이 패턴 데이터에 의해 제어되지 않는다는 것을 의미한다. 예컨대, "단향성" 형태에서, 눈금 지도의 스캔은 기판의 일부분에 정의된 눈금 지도의 좌측 하단 코너에서 시작하여 눈금 지도의 좌측 상단 코너로 나가고, 차단된 비임을 가지고 다음 최좌측열의 바닥으로 되돌아오고, 처음과 같은 방향으로, 즉 바닥으로부터 위로, 다음 최좌측열을 계속하여 스캔한다. 스캐닝은 패턴된 전체의 눈금 지도가 커버될 때까지 같은 방법으로 계속된다. 예컨대, 통상적인 "양방향" 형태의 래스터 스캔에서, 눈금 지도의 스캔은 기판의 일부분에 정의된 눈금 지도의 좌측 하단 코너에서 시작하여 눈금 지도의 좌측 상단 코너로 진행하고 처음의 반대 방향, 즉 상부로부터 바닥으로 다음 최좌측열을 계속해서 스캔한다. 스캐닝은 그런 위 아래 순서로 전체 패턴된 눈금 지도가 스캔될 때까지 계속된다.

선행 기술 벡터 스캔 시스템들은 벡터 스캔된 패턴을 저장하는 큰 데이터 버퍼들을 요구한다. 패턴 크기들은 매우 다양해서 벡터 포멧으로 패턴 데이터를 저장하기 적합한 데이터 버퍼는 매우 큰 저장 수용력을 갖는다. 그러나, 큰 버퍼의 데이터 수용력은 비용을 증가시킨다. 본 실시예는 선행 기술의 큰 데이터 버퍼를 피하기 위해 플래쉬 필드 데이터의 실시간 프로세싱을 사용한다. 이런 실시예에서, 래스터라이저(102), 플래쉬 컨버터(108), 조사량값 회로부(106), 및 셰이퍼/블랭커 드라이버(110) 모두 전자 비임 칼럼(112)에 의한 플래쉬 필드 발생 전에 즉시 플래쉬 필드의 형상과 지속 시간을 처리한다.

래스터라이저(102)

본 발명의 실시예에 따라, 도 2a는 적합한 래스터라이저(102)를 개략적으로 도시한 것이다. 래스터라이저(102)는 픽셀라이저(210)와 회색 수준 특정기(212)를 포함한다. 일 실시예에서 래스터라이저(102)는 아래에 도 2b에 대하여 더 상세하게 기술된 처리 과정(200)을 수행하는 "배선에 의한" 로직 회로부이다. 다른 실시예에서, 래스터라이저(102)는 처리 과정(200)의 소프트웨어 형태를 실행하는 컴퓨터일 수 있다.

래스터라이저(102)는 기판위에 기록될 통상의 패턴을 표현하는 벡터 포멧으로 입력 신호 데이터를 수용한다. 예컨대, 패턴은 통상 집적회로 층을 정의하고, x-y좌표들로 표현된다. 래스터라이저(102)는 기판의 부분에 기록될 패턴 이미지를 눈금 지도의 픽셀들로 분해하고 각각의 픽셀을 패턴을 포함하는 픽셀의 조각들을 특정하는 그레이 레벨 값으로 표현한다.

도 2b는 그레이 레벨 값들로 기판에 기록될 패턴 이미지를 나타내기 위하여 래스터라이저(102)에 의해 수행된 적합한 처리 과정(200)의 블록선도를 도시한 것이다.

201단계에서 픽셀라이저(210)는 기판 표면의 부분을 눈금 지도로 나눈다. 픽셀라이저(210)는 눈금 지도 안에 특정된 어떤 패턴도 더 위치시킨다. 예컨대, 이러한 실시예에서, 각각의 눈금 지도는 8,192 픽셀 대 1,440,000 픽셀이하이다. 200 nm의 최소의 특징 크기를 필요로 하는 마스크를 만들기 위해, 다른 픽셀들 형상들이 이용될 수 있어도 각각의 픽셀이 정방형 모양이고 대략 한쪽면에 100nm이다. 도 3은 기판 표면의 부분을 분해하는 눈금 지도(302) 일부의 일예이고, 상기 표면위에 패턴(306)으로 이미지되고 픽셀(310)로 분해된다.

도 2의 202단계에서 픽셀라이저(210)는 각각 픽셀(310)을 그레이 레벨 값에 의해 표시하는 그레이 레벨 특정기(gray level specifier, 212)로 눈금 지도를 통과시킨다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 그레이 레벨 값들은 0에서 16까지이다. 예컨대, 패턴(306)을 포함하지 않는 픽셀은 0의 그레이 레벨 값을 갖는다. 도 4는 픽셀 안의 패턴 코너의 일 예를 도시한 것이다. 예컨대, 256 서브 픽셀에서 64(어두운 부분의 에지에 있는 픽셀들)은 4의 그레이 레벨 값을 표시하면서 중첩된다. 이러한 실시예에서, 회색 수준 특정기(212)는 32 회색 수준까지 허용하는 5 비트 값으로 각각의 그레이 레벨 값을 특정한다.

203단계에서, 래스터라이저(102)는 버퍼(104)의 눈금 지도와 관련된 그레이 레벨 값들을 저장한다.

연속적으로, 래스터라이저(102)는 기판에 기록될 대략 모든 이미지들이 픽셀로 표현될 때까지 도 2b의 처리 과정(200)을 반복한다.

통상의 벡터 스캔 장치들에서, 오직 기판에 기록된 패턴들이 코드화된다. 이러한 실시예에서, 래스터라이저는 기판 표면의 부분을 눈금 지도로 나누고 기판위에 모든 픽셀을 나타낸다. 전체 기판 이미지의 표시는 특히 패턴을 포함하는지에 관계없이 각각의 픽셀이 표시되기 때문에, 패턴의 통상의 벡터 포멧 표시들에 대해 많은 장점들을 제공한다.

예컨대, 통상의 근접 오류 보정들은 각각의 픽셀이 노출되는지 않되는지 표시되기 때문에 더 쉽게 계산될 수 있다. 근접 오류 보정은 그 영역 근처의 픽셀들에 노출을 고려하여 과대 노출을 피하도록 특별한 기판 영역에 전자 비임 노출의 수준을 제어하는 것을 포함한다. 만약 패턴들이 벡터 포멧이면, 패턴들의 근접을 결정하는 것은 수많은 계산들을 필요로 한다.

중첩(overlap) 결정은 이러한 실시예에서 더 쉽게 계산될 수 있다. 중첩 결정은 다중 패턴들이 중첩되는 지역의 과대 노출을 억제하기 위해 요구된다. 벡터 포멧의 패턴과 함께, 각각의 포멧이 중첩된 패턴조차 분해되어 코드화된다. 그래서 중첩을 결정하는 것은 많은 계산들을 요구한다. 본 실시예에서 모든 픽셀이 그레이 레벨 값들에 의해 표시되기 때문에, 중첩을 결정하기 훨씬 더 쉽다.

때때로 패턴들은 "반대 톤(tone reversed)" 이어야 하는데, 즉, 정상적인 기판의 노출되지 않은 부분들이 노출되고 정상적으로 노출된 부분들이 노출되지 않는다. 본 실시예에서, 정상적으로 노출되지 않은 픽셀들이 표시되기 때문에 픽셀들은 쉽게 반대 톤일 수 있다. 벡터 포멧에서 패턴들에 대해, 오직 노출된 영역들이 코드화되서, 노출되지 않는 영역들을 반대 톤하기는 어렵다.

벡터 포멧 패턴들과 함께, 패턴에서 플래쉬 필드들의 수는 많을 수 있어서 실행 불가능하게 큰 버퍼 공간을 필요로 한다. 본 실시예에서 각각의 픽셀이 개별적으로 표시되어서 패턴을 나누기까지 하면서 불연속적 단계들로 버퍼 공간에 로딩된다. 본 실시예에서, 래스터라이저(102)는 연속적인 비율로 버퍼 디바이스에 그레이 레벨 값들을 출력하고, 버퍼 (104)가 선행 기술에서 보다 더 적은 저장 공간을 포함하도록 한다.

플래쉬 컨버터(108)

플래쉬 컨버터(108)은 픽셀들의 그레이 레벨 값들을 플래쉬 필드의 형상을 특정하는 형상 데이터로 변환한다. 도 5a는 블록선도로 적합한 플래쉬 컨버터(108)를 도시한다. 도시된 대로, 플래쉬 컨버터(108)는 리포멧터(reformatter, 510), 형상 코드 결정 로직(512), 제 1 순람표(LUT,514), 및 제 2 LUT(516).을 포함한다. 제 1 및 제 2 순람표(514, 516)의 적합한 도구는 정적 랜덤 엑세스 메모리(SRAM)이다. 플래쉬 컨버터(108)는 버퍼(104)로부터 그레이 레벨 값 및 클락(114)으로부터 클락 신호를 수용하도록 연결되어 있다. 플래쉬 컨버터(108)는 클락(114)로부터 클락 신호에 따라 형상 데이터를 세이퍼/블랭커 드라이버(110)에 출력한다.

본 실시예에서, 플래쉬 컨버터(108)는 도 5b에 따라 아래에 연결된 처리 과정(500)을 수행하는 배선으로 연결된 로직이다. 다른 실시예들에서, 플래쉬 컨버터(108)는 처리 과정(500)의 소프트웨어 형태를 실행하는 컴퓨터일수 있다. 부록 B는 플래쉬 컨버터(108)의 배선으로 연결된 로직 실행에 의해 수행되는 처리 과정(500)의 파스칼 컴퓨터 언어 시뮬레이션이다. 본 명세서의 모든 매개 변수는 예이다.

예컨대, 501 단계에서, 버퍼(104)는 적어도 16 그레이 레벨 값을 갖는 신호를 리포멧터 로직(510)에 제공한다. 이러한 실시예에서 그레이 레벨 값들은 중심에 관계된 4분면을 갖는 4 대 4 픽셀(이후로 "행렬 A")의 정방형 형태에 대응한다. 관계 4분면은 픽셀 a22, a23, a32, 및 a33에 대응하고 나머지 픽셀들은 "주위 픽셀들"이다. 눈금 지도 에지(edge)의 4분면에 대해, 눈금 지도 안에 있지 않은 4분면들 주위의 픽셀들은 0의 그레이 레벨 값을 갖는다. 플래쉬 컨버터(108)는 형상 데이터로서 4분면을 표시한다.

501 단계의 제 1 실행에서, 버퍼(104)는 처음으로 좌측 바닥 4분면에 관한 데이터를 출력한다. 501의 연속적인 실행에서, 버퍼(104)는 전에 기술된 래스터 스캔의 4분면에 관한 데이터를 출력한다.

502 단계에서, 리포멧터 로직(510)은 형상 데이터, 즉, 형상 코드 및 좌표(형상_x, 형상_y)에 의한 4분면를 표시한다. 형상 코드는 비임에 의해 노출되지 않은 4분면(non-exposed quandrant)에 완전히 노출된 4분면로부터 정렬된 기본 형상을 표시한다. 좌표는 변경된 변경된 형상이 4분면안에 패턴의 부분에 비슷하도록 서브 픽셀들에 의해 기본 형상들을 변경한다. 각각의 플래쉬 필드의 형상은 형상 및 좌표들에 의해 특정된다.

도 6은 각각 4분면(304) 안에 있는 14개 기본 형상들을 도시하고, 본 실시예에 따라 할당된 형상 코드들과 관계된다. 각각의 형상의 어두운 부분은 (전자) 비임("노출 영역")에 의해 노출될 영역을 표시한다. 가장 큰 노출 영역은 완전한 4분면이고 형상 코드 16에 대응한다. 형상 코드 1에서 4는 4개의 다른 회전을 갖는 직사각형 형상의 노출 영역들을 특정한다. 형상 코드 5에서 8은 4개의 다른 회전을 갖고 정방형이나 직사각형일 수 있는 노출된 영역을 특정한다. 형상 코드 9에서 12는 4개의 다른 회전을 갖는 L모양의 노출된 영역들을 표시한다. 다른 실시예에서, 형상 코드들은 다른 형상들을 표시할 수 있다.

좌표들은 서브 픽셀들에 의해 형상 코드 1에서 12에 대응하는 형상들을 변경한다. 이러한 실시예에서, 형상_x 및 형상_y는 각각 0에서 31값을 갖는다. 예컨대, 도 7은 4분면 안의 패턴(306)의 부분(308)의 확대도를 도시한다. 부분(308)은 형상 코드 12에 대응한다. 예컨대, 형상 코드 12의 형상 변경은 좌표 형상_x 및 형상_y(19,20)를 특정하는 것에 의해 이루어진다. 예컨대, 좌표는 형상의 코너 부분을 특정한다.

도 8은 502 처리 단계의 더 상세한 순서도이다. 801단계에서 리포멧터 로직(510)은 행렬 A를 로드한다.

802단계에서 리포멧터 로직(510)은 픽셀 a22가 1)회전, 2)플립핑, 또는 3)역 토닝(reverse toning)의 세가지 작동중 모두 또는 어느 하나에 의해 관계된 4분면 사이에서 가장 높은 그레이 레벨 값을 가지도록 행렬 A를 변형한다. 변수 "회전"은 0, 1, 2, 또는 3의 값을 가지고, 행렬 A가 각각 0。, 90。, 180。, 또는 270。로 회전하였는지를 표시한다. 변수 "플립"은 행렬 A가 "플립"되었는지 즉, 각각의 픽셀에 대해 좌표 형상_x 및 형상_y를 교환하지만 그레이 레벨 값을 보유하는지를 특정한다. 변수 "역"은 각각의 그레이 레벨 값을 16 빼기 그것의 그레이 레벨 값으로서 표시하는지를 특정한다. 리포멧터 로직(510)변수를 저장하고 후의 사용에 대한 작동의 순서를 기록한다. 결과 행렬은 도 9에 도시된 행렬 B이다. 그리고나서 리포멧터 로직(510)은 형상 코드 결정 로직(512)에 행렬 B 및 변수들 및 작동 순서를 출력한다.

803단계에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 도 10에 도시된 처리과정을 행렬 B의 중심 4개 픽셀들에 적용하여 중간 형상 코드를 결정한다. 1002단계에서 처음으로 형상 코드 결정 로직(512)는 픽셀 b23이 그레이 레벨 값 16을 갖는지 결정한다. 만약 갖지 않으면, 1003단계에서, 중간 형상 코드는 5, 1, 또는 11(상태 D)중 하나이다. 만약 그렇다면, 그때, 1004단계에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 픽셀 b32가 회색 값 16을 갖는지를 결정한다. 만약 아니라면, 1005에서, 중간 형상 코드는 1 또는 11(상태C)이다. 만약 그렇다면, 그때 1006단계에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 픽셀 b33이 회색 값 16을 갖는지를 결정한다. 그리고나서 만약 아니면 1007단계에서, 중간 형상화 코드는 11(상태 B)이다. 그리고나서, 만약 그렇다면, 1008단계에서 중간 형상 코드는 16(상태 A)이다.

그래서 상태가 C 또는 D이면, 형상 코드 결정 로직(512)는 연속적으로 중간 좌표들과 중간 형상 코드를 결정한다. 상태 B에 대해, 형상 코드 결정 로직(512)는 연속적으로 중간 형상 코드 11에 대응하여 형상을 변형하는 유일한 중간 좌표축을 결정한다.

이러한 실시예에서, 상태 B에 대해, 중간 좌표를 결정하기 위해서, 형상 코드 결정 로직(512)은 표 1의 픽셀들의 그레이 레벨 값들을 순서대로 대응하는 중간 좌표를 출력하는 제 1 순람표(514)에 제공한다. 상태 C 내지 D에 대해, 중간 좌표와 중간 형상 코드를 결정하기 위해서, 형상 코드 결정 로직(512)은 표 1의 픽셀들의 값들을 순서대로 중간 좌표와 중간 형상 코드를 출력하는 제 1 순람표(514)에 제공한다.

상태	고려된 픽셀
B	b33, b34, b43, 및 b44
C	b31, b32, b33, b34, 및 b42
D	b22, b23, b32, b33, 및 b42

상태 B에서, 제 1 순람표 (514)에 있는 중간 좌표 항목은 다음과 같이 유추된다. 픽셀 b33의 그레이 레벨 값은 특정되나 노출된 서브 픽셀들은 특정되지 않는다. 그래서 단일의 그레이 레벨 값은 다양한 노출된 서브 픽셀들에 대응할 수 있다. 이러한 실시예에서 코너는 픽셀 b33의 에지점(1118)에서 코너의 측면들을 교차하여 픽셀 b34, b33, 및 b43(도 11의 행렬 1102에서 빗금친 선)을 통해 형성된다. 코너(1108)의 내부 그늘진 지역은 노출되지 않는다. 에지점(1118)을 교차하는 면들 사이의 각은 반드시 90。일 필요는 없다. 이러한 실시예에서, 에지점 (1118)의 좌표 및 향흐 픽셀 b33의 노출된 부분은 최소 회색 수준 오류에 대응하는 b34, b33, 및 b43을 통해 코너(1108)를 결정하여 평가된다. 특히, 제 1 순람표(514)의 각각의 좌표는 1) 플래쉬 필드의 특정된 그레이 레벨 값들 및 픽셀 b34, b43, 및 b44 및2)결과적인 플래쉬 필드의 그레이 레벨 값 및 좌표에 세팅된 에지점을 갖는 픽셀 b34, b43, 및 b44사이에서 최소 오류에 대응한다.

이러한 실시예에서, 아래의 주어진 공식은 모든 가능한 그레이 레벨 값들에 대한 (16,16)에서 (31,31)까지 각각의 좌표에 대해 계산된다. 제 1 순람표(514)에 있는 각각의 중간 좌표는 다음의 공식으로부터 최소 오류값에 대응한다.

(1)Error = K(F)+L(PE)+M(T)

변수 F는 특정된 플래쉬 필드의 전체 회색 수준값과 좌표에 의해 얻어진 플래쉬 필드의 전체 그레이 레벨 값의 차의 절대값을 나타낸다.

변수 PE는 상태 B에 대한 표1의 각각의 픽셀의 각각 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 얻어진 상태 B에 대한 표1의 픽셀들의 그레이 레벨 값들의 최대 오류를 나타낸다.

변수 T는 변수 F의 합과, 상태 B에 대한 표1의 각각의 픽셀의 각각 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 얻어진 상태 B에 대한 표1의 픽셀들의 그레이 레벨 값들의 절대차의 합을 나타낸다.

일 실시예에서, 가중 변수 K, L, 및 M은 각각 8, 4, 및 1이다. 이것은 변수 F에서 가장 가중된다.

상태 C에 대해, 제 1 순람표(514)의 중간 좌표 항목은 다음으로 유추된다. 픽셀 b22 및 b23은 그레이 레벨 16을 갖는다. 픽셀 b32및 b33의 그레이 레벨은 특정되나 노출된 서브 픽셀들은 아니다. 4분면의 노출된 부분이 형상 코드 1 또는 11에 대응할 수 있기 때문에, 코너가 픽셀 b32, b33, b34 및 b42를 통해 형성되거나 직선 에지가 픽셀 b32, b33, b34, 및 b31(도 11의 행렬 1104에서 빗금친 선들)통해 형성된다. 코너 측면들 사이의 각은 90。가 아닐 수 있다. 형상 코드 11에 대응하는 코너에 대해 중간 좌표는 픽셀 b32의 에지점 (1120)에서 측면 교차를 특정한다. 코너의 노출되지 않은 부분은 지역 1110으로 보여지고 직선 에지의 노출되지 않은 검은 지역 1110 및 1112가 함께 보여진다.

상태 C에 대해, 순람표에 특정된 픽셀 b31, b32, b33, b34, 및 b42의 그레이 레벨 값들의 각각의 결합에 대한 중산 형상 코드들과 중간 좌표들은 공식으로부터의 최소 오류값에 대응한다. 전에 설명된 공식은 각각의 형상 코드 1 및 11과 (0,16)에서 (31,31) 범위의 좌표에 대해 계산된다. 공식에서, 변수 PE는 상태 C에 대한 표 1의 각각의 픽셀의 저마다의 그레이 레벨 값 과 좌표로 얻어진 상태 C에 대한 표 1에서 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 오류를 나타낸다. 변수 T는 변수 F의 합과 상태 C에 대한 표 1에서 각각의 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 얻어진 상태 C에대한 표 1에서 펙셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 절대차의 합을 나타낸다.

상태 D에서, 순람표(514)에서 중간 좌표 항목은 다음으로서 유추된다. 픽셀 b22, b23, b32, 및 b33의 그레이 레벨 수준은 특정되나 노출된 서브 픽셀들은 그렇지 않다. 4분면의 노출된 부분은 형상 코드 1, 5, 또는 11에 대응함으로, 코너는 픽셀 b42, b32, b22, b23, 및 b24를 통해 형성되거나 픽셀 b21, b22, b23, 및 b24(도 11의 행렬1106에 빗금친 선들)를 통해 형성된다. 노출되지 않은 코너의 부분은 지역 1116으로 보여지고 노출되지 않은 직선 에지의 부분은 지역 1114및 1116과 함께 보여진다. 형상 코드 11 또는 5에 대응하는 코너에 대해, 좌표들은 퀀드펀트의 어떤 픽셀을 통해서도 에지점 1122에 있는 측면 교차점을 특정한다. 에지점 1122의 측면들 사이의 각은 90。가 아닐수 있다. 예컨대, 형상 코드 5는 90。이상의 코너 측면 사이의 각에 대응할 수 있다.

상태 D에 대해, 제 1 순람표(514)에서 특정된 픽셀 b22, b23, b32, b33, 및 b42에 대한 그레이 값들의 각각 결합에 대한 중간 형상 코드들과 중간 좌표들은 공식으로부터 최소 오류 값들에 대응한다. 초기에 언급된 공식은 각각의 형상 코드 1, 5, 및 11과 (0,0)부터 (31,31)까지의 좌표값에 대해 계산된다. 공식에서, 변수 PE는 상태 D에 대한 표 1의 각각의 픽셀의 저마다의 그레이 레벨 값 과 좌표로 얻어진 상태 D에 대한 표 1에서 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 오류를 나타낸다. 변수 T는 변수 F의 합과, 상태 D에 대한 표 1에서 각각의 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 얻어진 상태 D에 대한 표 1에서 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 절대차의 합을 나타낸다.

도 8의 804단계에서, 모든 상태에 대해, 형상 코드 결정 로직(512)은 형상 코드에 의해 특정된 형상과 803단계에서 결정된 좌표들의 역순서로 802단계에 있는 리포멧터 로직(510)에 의해 수행된 어떤 변형도 반전시킨다. 이러한 실시예에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 모든 가능한 중간 형상 코드 및 중간 좌표들 즉, 형상코드 1, 5, 또는 11 및 좌표들(0,0)에서 (31,31)까지 역 변형 작동의 모든 결합에 대한 좌표들과 형상 코드들을 포함하는 제 2 순람표(516)에 접근한다. 805단계에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 제 2 순람표 (516)로부터 적합한 형상 코드 및 좌표들을 판독한다.

도 5b의 503단계에서, 형상 코드 결정 로직(512)은 형상 데이터를 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 제공한다. 일한 실시예에서, 플래쉬 컨버터(108)는 형상 데이터를 대략 매 10 ns로 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 제공한다.

플래쉬 컨버터(108)는 도 2b의 202단계에서 특정된 눈금 지도의 모든 4분면들이 형상 데이터에 의해 표시될 때까지 눈금 지도의 각각의 4분면에 대해 501에서 503의 단계들을 반복한다.

이러한 실시예는 유리하게 룩업 데이블 항목들의 감소된 수와 로드 작동에 필요한 회로부를 고려한다. 제 1 순람표(514)는 3개의 형상 코드들 즉, 1, 5, 및 11에 대한 좌표 항목들을 포함한다. 이러한 실시예에서, 17⁴값은 상태 B에 대한 순람표에서 필요하고 17⁵값은 상태 C와 D 각각을 위한 순람표에서 필요하다. 그렇지 않으면, 순람표들은 각각의 형상 코드들 1내지 12에 대해 요구된다. 그래서 이러한 실시예는 값비싼 순람표들의 수를 줄인다.

이러한 실시예에서, 각각의 순람표 값은 2 바이트를 필요로 해서, 5 비트 형상_x 좌표와 5 비트 형상_y 좌표값 및 5 비트 형상 코드를 포함한다. 이러한 실시예에서 제 1 순람표(514)와 제 2 순람표(516) 각각은 대략 6메가바이트를 필요로 한다.

조사량값 회로부(106)

일 실시예에서, 조사량값 회로부(106)는 래스터라이저(102)로부터 플래쉬 필드 사이와 주위의 그레이 레벨 값들을 수용하고, 프로그램 가능한 순람표로부터 3개의 조사량 값 "조사량1", "조사량2", 및 "조사량3"을 선택하고, 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 조사량 값을 출력한다. 형상 데이터와 관련된 조샤량 값 항목들은 형상 데이터에 의해 표시된 플래쉬 필드 사이의 그레이 레벨 값들의 배열과 크기에 좌우된다. 다른 실시예에서, 더 많거나 더 적은 값들은 플래쉬 필드와 관계된다. 변수 "조사량 1"은 통상의 긴 범위 보정의 수준을 특정한다. 변수 "조사량 2"는 통상의 짧은 범위 보정의 수준을 특정한다. 변수 "조사량 3"은 보정을 잇는 그레이 레벨의 수준을 특정한다. 각각의 플래쉬 필드와 관계된 조사량 값들을 발생시키는 적합한 기술은 97년 1월 28에 출원된 미국 특허 출원 시리얼 번호 08/789,246에 기술되고, 통상 양도된 현재 미국 특허 번호 __, 및 부록 A "래스터 스캔 패턴 발생기 시스템에서 근접 효과의 런타임 ㅂ보정(Run-Time Correction of Proximity Effects in Raster Scan Pattern Generator Systems)"( 엘. 베네클라센, 유. 호프만, 엘. 존슨, 브이. 보에글리, 및 알. 인네스,)은 1998 9월 22 내지 24에 벨기에 루벤 Micro- 및 Nano- Engineering 98에 제출되었고 양자 모두 그대로 본 명세서에서 참조한다.

적합한 조사량값 회로부(106)은 배선으로 연결된 로직과 정적 랜덤 엑세스 메모리와 같은 통상의 메모리를 포함한다. 다른 실시예들에서, 조사량값 회로부(106)는 적합한 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터일 수 있다. 여기서 모든 매개 변수는 예이다.

이러한 실시예에서, 조사량값 회로부(106)는 각각의 형상 데이터와 관련된 조사량 값들을 매 10 ns로 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 제공한다. 아래에 더 자세하게 기술된 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)는 각각의 형상 데이터와 관련한 조사량 값들을 플래쉬의 지속 시간 즉, 기판의 영역이 비임에 노출되는 시간을 특정하는 노출 시간으로 변환한다.

전자 비임 칼럼(112)

도 12는 래스터 스캔에서 형상 데이터로 특정된 플래쉬 필드를 발생시키는 적합한 새로운 전자 비임 칼럼(112)을 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예에서, 전자 비임 칼럼(112)은 아래에 더욱 상세하게 논의된 "세도우 프로젝션(shadow projection)"기술에 의해 플래쉬 필드를 발생시킨다. 전자 비임 칼럼(112)은 통상의 열 필드 방출(thermal field emission, TFE) 전자 소스(1204), 통상의 전자 비임 전달 렌즈(1206), 상단 개구(1210), 통상의 하단 편향기(1212), 하단 개구(1214), 통상의 하단 편향기(1216), 통상의 자기 편향 코일(1218), 및 통상의 전자 비임 대물 렌즈(1220)를 포함한다. 전자 비임 칼럼(112)는 기판(118)에 플래쉬 필드를 기록한다.

본 명세서에서 모든 차원과 매개 변수는 예이다. 다른 실시예에서, 전자 비임 칼럼(112)은 충전된 입자 비임 또는 다른 에너지 비임들을 발생시킬 수 있다.

도 12는 마스크에 200nm의 최소 특징 차원(feature dimension)으로 패턴들을 기록하기 위해 이용된 장치를 설명한다. 진로(course)의 장치는 다른 최소 모양 크기로 변경될 수 있다. 전자 비임 칼럼(112)에 의해 발생된 최대의 횡단면 비임 크기는 결과적인 패턴의 최소 특징 크기에 대응한다.

통상의 열 필드 방출(TFE) 전자 소스(1204)는 전자 비임(1222)를 출력한다. TFE 전자 소스(1204)는 단위 솔리드 앵글당 전류 ,dI/dΩ을 제공하고, 그렇지 않으면 적어도 1.0 mA./스테라디안 각 밀도로 공지되어 있다. TFE 전자 소스(1204)는 기판(118)의 표면 위에서 대략 420mm로부터 전자 비임(1222)을 출력한다.

통상의 전달 렌즈(1206)은 TFE 전자 소스(1204)로부터 전자 비임 방향에 대해 하부에(downstream) 위치된다(이후로"하부에"는 TFE 전자 소스(1204)로부터 전자 비임 방향에 관해 하부에를 의미한다). 전달 렌즈(1206)은 기판(118)의 표면으로부터 대략 320mm 상부에 있다. 통상의 전달 렌즈(1206)은 후에 더 상세히 기술된 하부 개구(1214)의 교차점(1230), 대략 1mm중심으로부터 아래의, C점에 전자 비임(1222)을 초점 맞춘다.

상부 개구(1210)은 전달 렌즈(1206)로부터 하부에 위치된다. 상부 개구(1210)은 기판(118)의 대략 290mm 상부에 위치된다. 상부 개구(1210)은 대략 135μm 대 135μm의 정방형 개구(1302)를 한정한다. 상부 개구(1210)가 TFE 전자 소스(1204)에 의해 조명될 때, 전자 비임(1222)의 횡단면에 대응하는 정방형 개구(1302)의 잘 해상된 음영이 상부 개구(1210)로부터 아래로 투영된다. 도 12에 도시된 대로, 전자 비임(1222) 음영의 횡단면 크기는 상부 개구(1210)으로부터 교차점(1230)으로 아래로 감소한다.

도 13A는 상부 개구(1210) 부분의 평면도를 더 상세하게 도시한 것이다. 이러한 실시예에서, 상부 개구(1210)는 대략 135μm 대 135μm의 정방형 개구(1302)를 한정한다. 정방형 개구(1302)는 전자 비임(1222)와 같은 축을 갖는다. 도 13B는 선 A-A를 따라 도 2A의 상면 개구(1210)의 횡단면도를 도시한다. 상부 개구(1210)의 두께는 대략 10μm이다.

이러한 실시예에서, 상부 개구(1210)는 실리콘 막에 텅스텐-티타늄 합금과 같은 낮은 응력 굴절 금속을 쌓고나서 촛점 맞춰진 이온 비임의 이용에 의해 합금과 실리콘막 양쪽을 통해 135μm 대 135μm 정방형 개구(1302)를 패턴화한다. 또다른 실시예에서, 상부 개구(1210)는 오염 문제를 줄이기 위해 전기 전류에 의해 열을 받을 수 있는 몰리브덴, 텡스텐과 같은 금속, 또는 몰리브덴-레늄과 같은 합금의 대략 10μm 두께의 포일로 만들어져 있다.

도 12에서, 통상의 상부 편향기(1212)는 상부 개구(1210)로부터 아래에 위치된다. 상부 편향기(1212)의 작동과 적합한 구조는 아래에 더 자세히 기술된다.

하부 개구(1214)는 상부 편향기(1212)로부터 아래에 위치된다. 하부 개구(1214)가 전자 비임(1222)에 의해 조명될 때, 잘 해상된 형상의 비임이 하부 개구(1214)를 통해 통과하는 상부 개구(1210)에 한정된 개구의 음영의 부분에 의해 더 한정된다. 도 12에 도시된 대로, 전자 비임(1222)의 음영의 단면의 크기는 하부 개구(1214)로부터 교차점(1230)에 아래로 줄어들고나서 교차점(1230)으로부터 아래로 증가한다.

전자 비임(1222)은 하부 개구(1214) 가까이의 교차점(1230)에 수렴한다. 전자 비임(1222)이 하부 개구(1214)에 충돌할 때, 전자 비임(1222)의 횡단면의 크기는 매우 작다. 순서대로 작은 횡단면 크기는 하부 개구(1214)에 있는 작은 셰이퍼 개구들의 이용을 포함한다. 전자 비임(1222)이 하부 개구(1214)에 충돌하면서 전자 비임(1222)의 횡단면 크기는 전달 렌즈(1206)의 강도를 변화하는 것을 포함하는 교차점(1230)을 이동하는 것에 의해 조절될 수 있다.

예컨대, 이러한 실시예에서, 하부 개구(1214)는 하부 개구(1214A, 도 14A) 또는 하부 개구(1214B, 도 15A)이다. 도 14a는 하부 개구(1214A)의 부분의 평면도를 도시한다. 도시된 대로, 하부 개구(1214A)는 4개의 개구 1402A 내지 1402D를 포함한다. 각각의 개구 1402A 내지 1402D의 각각의 짧은 면(1412)는 대략 3μm의 길이 A를 갖는다. 도시된 대로, 각각의 짧은 면(1412) 사이의 각은 90。이다. 각각의 개구(302) 사이의 좁은 거리 X는 대략 3μm이다. 도 14b는 라인 B-B를 따라 도 14a의 하부 개구(1214A) 횡단면도를 도시한다. 하부 개구(1214A)의 두께 T는 대략 10μm이다.

이러한 실시예에서, 하부 개구(1214A)는 실리콘 막에 텅스텐-티타늄 합금과 같은 낮은 응력 굴절 금속을 쌓고나서 촛점 맞춰진 이온 비임의 이용에 의해 금속과 실리콘막 양쪽을 통해 4개의 개구 섹션(1402A 내지 1402D)를 패턴화한다. 또다른 실시예에서, 하부 개구(1214A)는 오염 문제를 줄이기 위해 전기 전류에 의해 열을 받을 수 있는 몰리브덴, 텡스텐과 같은 금속, 또는 몰리브덴-레늄과 같은 합금의 대략 10μm 두께의 포일로 제조되어 있다.

도 15a는 선택적인 하부 개구(1214B) 부분의 상면도를 도시한다. 도시된 대로, 하부 개구(1214b)는 십자 모양의 개구(1502)를 포함한다. 십자 모양 개구의 각각의 12 면(1508)은 대략 3μm이다. 도시된 대로, 각각의 면(1508) 사이의 각도는 90。이다. 도 4b는 C-C선을 따라 도 4a의 하부 개구(1214b)에 대한 횡단면을 도시한 것이다. 하부 개구(1214B)의 두께는 대략 10μm이다.

이러한 본 발명의 실시예에서, 하부 개구(1214B)는 실리콘 막에 텅스텐-티타늄 합금과 같은 저응력 내화 금속을 증착시키고 나서 금속과 실리콘막을 통해 십자 형 개구(1502)를 패턴화한다. 또다른 실시예에서, 하부 개구(1214B)는 오염 문제를 줄이기 위해 전기 전류에 의해 열을 받을 수 있는 몰리브덴, 텡스텐과 같은 금속, 또는 몰리브덴-레늄과 같은 합금의 대략 10μm 두께의 포일로 만들어진다.

도 13a에 도시된 대로, 상부 개구(1210) 및 도 14a의 하부 개구(1214A) 또는 도 15a의 하부 개구(1214B)는 도 13a, 14a, 및 15a에서 도시된 대로 중심점 C를 통해 전자 소스(1204)의 끝으로부터 내려오는 축을 따라 같은 축으로 정렬된다.

하부 개구(1214)의 L모양 또는 십자 모양의 개구는 전자 비임(1222)이 에지, 외부 코너, 또는 내부 코너, 플래쉬 필드 안의 어느 곳이든 한정하도록 한다. 그래서, 패턴의 에지들과 코너는 반도체 디바이스 제조에서 요구되는 대로 훨씬 더 작은 증분으로 위치될 수 있다.

통상의 하단 편향기(1216)은 하단 개구(1214)로부터 아래에 위치된다. 하단 편향기(1216)의 작동과 적합한 구조는 후에 더 자세히 기술된다.

도 16은 통상의 상단 편향기(1212) 및 통상의 하단 편향기(1216)의 적합한 실행 및 배열을 도시한다. 통상의 상단 편향기(1212)는 노드(1606, 1608, 1604, 및 1610)에서 전압을 수용하기 위해 연결된 사각형 모양의 대형에 배열된 4개의 금속 판(1602)을 포함한다. 유사하게, 통상의 하단 편향기(1216)는 노드(1618,1614, 1616, 및 1612)에서 전압을 수용하기 위해 연결된 사각형 모양의 대형에 배열된 4개의 평판(1602)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상단 편향기(1212) 및 하단 편향기(1216)는 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)으로부터 전압을 수용하도록 연결된다. 상단 편향기(1212) 및 하단 편향기(1216)의 작동이 후에 상세하게 기술된다.

통상의 편향 코일(1218)은 하단 편향기(1216)로부터 아래에 위치된다. 통상의 편향 코일들은 통상의 래스터 스캔에서 기판(118)을 가로지르는 전자 비임(1222)을 스캔한다. 이러한 실시예에서 스캔의 길이는 1mm까지이다.

통상의 래스터 스캔에 따라, 기판(118)은 래스터 스캔의 방향에 직교하는 방향으로 기판(118)의 평면 안에서 기판(118)을 움직이는 통상의 스테이지에 위치된다.통상의 대물렌즈(1220)은 편향 코일(1218)들 옆, 즉, 대략 전자 비임의 방향과 직교하는 같은 평면안에 위치된다. 대물렌즈(1220)는 하부 개구(1214)로부터 기판(118)위에 기록된 전자 비임 음영의 크기를 효과적으로 조절할 수 있다. 대물렌즈(1220)의 작동은 아래에 더 자세하게 논의된다.

이러한 실시예에서, 음영 돌출부는 상기 음영에 높은 전류 밀도 예컨대, 작은 교차점과 마찬가지로 형상 비임에서 평방 센티미터당 3000 암페어까지를 얻기 위해서 작고 높은 밝기 TFE 소스의 이용을 포함한다. 즉, 비임 단면은 평면(1806)의 형상 음영의 크기와 비교되는 교차점(1230)에서 작다. 하부 개구(1214)에 있는 작은 개구들의 이용은 순서대로 상대적으로 낮은 편향 전압을 고려하는 상단 편향기(1212)에 의해 작은 편향 각들을 고려한다. 낮은 편향 전압들은 형상 비임 발생의 높은 비율을 고려한다. 상기 작은 형상 크기 및 작은 요구 편향 전압들은 또한 각각의 형상 플래쉬의 짧은, 예로, 3ns보다 더 적은, 고정 시간을 고려하고, 이는 통상의 벡터 모양 비임 장치들이 가능한 것보다 더 높게 처리 능력을 더 촉진시킨다.

음영 돌출부 형상은 또한 없으면 기판(118)에 형상화 비임의 흐른 이미지의 원인이 되는 전자-전자 상호작용을 감소시키는 상대적으로 짧은 비임 경로의 이용을 허용한다.

TFE 전자 소스는 요구되는 더 큰 형상에 대해 충분한 비임 전류를 공급할 수 없기 때문에 통상의 벡터 형상 비임장치에서 이용하기 덜 적합하다.

셰이퍼/블랭커 드라이버(110)

셰이퍼/블랭커 드라이버(110)는 전자 비임 칼럼(112)의 상단 편향기(1212) 및 하단 편향기(1216)에 전압을 제공하는 것에 의해 전자 비임 칼럼(112)이 기판(118)안에 기록하는 플래쉬 필드의 형상 및 지속 시간을 제어한다.

도 17a는 변환기(1720), 출력 드라이버(1722), 타이머(1708), 및 역스캔 디바이스(1710)을 포함하는 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)의 블록선도를 도시한다. 위에서 설명된 대로, 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)는 플래쉬 데이터, 즉, 플래쉬 컨버터(108) 및 조사량 값 회로부(106)로부터 형상 데이터 및 대응하는 조사량값을 요구하고 수용한다. 변환기(1720)는 플래쉬 데이터를 수용하고 형상 데이터 및 대응하는 조사량 값들을 각각의 전압 값들 및 노출 시간으로 변환한다. 트랜슬레이터(1720)는 노출 시간을 타이머(1708)에 제공하고 전압 값들을 출력 디바이스(1722)에 제공한다. 출력 드라이버(1722)는 전압 값들을 전압 신호들로 변환하고 전압 신호들을 전자 비임 칼럼(112)의 편향기들에 제공한다. 타이머(1708)는 출력 드라이버(1722)가 노출 시간에 따라 전압신호들을 출력하도록 지속 시간을 제어한다. 역 스캔 디바이스(1710)는 하단 편향기(1216)에 인가된 전압 신호에 아래에 자세하게 설명된 역 스캔을 적용한다.

도 17b는 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)의 더 상세한 블록선도를 도시한 것이다. 도 17b에서, 트랜슬레이터(1720)는 형상 순람표(1702) 및 조사량 순람표(1704)를 포함한다;출력 드라이버(1722)는 멀티플렉서(MUXs)1706A 내지 1706D, 디지탈-아날로그 변환기(DACs) 1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 1712B-2,1712C-1, 1712C-2, 1712D-1, 및 1712D-2, 증폭기 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 1714B-2, 1714C-1, 1714C-2, 1714D-1, 및 1714D-2, 및 차단 전압레지스터(1724)를 포함한다.

각각의 입력 형상 데이터에 대해, 형상 순람표(1702)는 4개의 전압 값들을 멀티플렉서 1706A 내지 1706D에 출력한다. 멀티플렉서 1706A 및 1706B에 제공된 두개의 전압 값들은 전자 비임이 하부 개구(1214)를 교차시키는 지역을 제어하여 전자 비임 횡단면의 모양을 효과적으로 제어하는 상단 편향기(1212)에 의해 2차원의 전기장 편향을 특정한다. 멀티플렉서 1706C 및 1706D에 제공된 두개의 전압 값들은 상단 편향기(1212)에 의한 어느 편향이든 오프셋시키고 기판(118)의 의도된 부분에 형상 전자 비임을 위치시키는 하단 편향기(1216)의 2차원적 전기장 편향을 특정한다.

이러한 실시예에서, 전자 비임이 하부 개구(1214)를 교차시키는 지역은 하부 개구(1214)의 평면 안에 수평 또는 수직 방향으로 4096 증가 거리 유닛(incremental distance units)에 의해 조절된다. 이러한 실시예에서, 각각의 증가 유닛은 대략 12/4096μm이다. 미세한 증가 위치결정은 예를 들어 시간이 지나서 하부 개구(1214)에 의해 한정된 개구에서 편차들에 기인한 미세한 오류들을 오프셋하는 것을 허용한다. 일 실시예에서, 각각의 전압값은 12 비트 값이다.

형상 순람표(1702)의 대표적인 실행은 통상의 정적 랜덤 엑세스 메모리를 포함한다. 이러한 실시예에서, 형상 순람표(1702)는 쉽게 프로그램 가능하다. 이것은 적합한 형상 순람표 항목들, 즉, 바라는대로 전자비임 횡단면을 형상화하는 전압 값들이 다양하기 때문에 필요하다. 형상 순람표(1702)의 전압 값들은 전자 비임 칼럼(112)의 특징이 시간이 지나 변하는 것이기 때문에 전자 비임 칼럼에 대해 시간이 지나서 변화되는 것이 필요해질 수 있다. 예컨대, 개구들에 의해 한정된 구멍들이 마모 때문에 시간이 지나서 변할 수 있다. 또한, 특별환 플래쉬 필드에 대한 전압 값들은 다양한 전압 비임 칼럼들 사이에서 다양할 수 있다.

조사량 순람표(1704)의 대표적인 실행은 통상의 정적 랜덤 엑세스 메모리를 포함한다. 조사량 순람표(1704)은 조사량 값에 관한 노출 시간을 타이머(1708)에 출력한다. 위에서 진술된 대로, 노출 시간은 전자 비임 칼럼(112)의 편향기들이 전자 비임을 노출시키도록 시간을 특정한다. 이러한 실시예에서 노출 시간 값은 9 비트 값이고 10ns이하를 특정할 수 있다. 이러한 실시예에서, 조사량 순람표(1704)는 형상 순람표(1702)에 관해 설명된 대로 유사한 이유들로 쉽게 프로그램 가능하다.

타이머(1708)은 조사량 순람표(1704)로부터 노출 시간 값들을 수용하고 도 1의 시스템 클락(114)의 클락 신호를 더 많이 수용한다. 타이머(1708)는 멀티플렉서 1706A 내지 1706D의 출력을 토글하는 이진 출력 신호를 출력한다. 타이머(1708)는 각각의 노출 시간 값에 의해 특정된 클락 사이클의 수에 대한 멀티플렉서 1706A 내지 1706D에 양의 이진 신호를 출력하고 그렇지 않으면 멀티플렉서 1706A 내지 1706D에 음의 이진 신호를 출력한다. 타이머(1708)의 적합한 설치는 로직 회로에 연결된 이미터이다.

이러한 실시예에서, 타이머(1708)는 플래쉬 데이터, 즉, 형상 데이터 및 조사량 값들을 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 제공하기 시작하도록 플래쉬 컨버터(108) 및 조사량 값 회로부(106)를 더 요구한다. 이러한 실시예에서, 타이머(1708)는 버퍼(1204)로부터 한 열의 플래쉬 데이터 흐름을 시작하도록 제 1 요청을 제공하고 타이머가 한 열의 플래쉬 데이터를 수용한 후에 그런 요구를 반복한다. 이러한 실시예에서 한 열은 4096 플래쉬 데이터에 대응하고, 타이머(1708)는 대략 40.96 ms마다 요청을 제공한다.

타이머(1708)의 더 많은 작동은 위치 조절기(116)에 관해 기술된다.

멀티플렉서 1706A 내지 1706D는 다중 입력 신호를 수용하고 제어 신호에 반응하여 단일 출력 신호를 제공하는 각각의 통상 멀티플렉서이다. 멀티플렉서 1706A 내지 1706D에 대한 제 1의 입력 신호는 형상 순람표(1702)로부터의 한 세트의 4개 전압 값들이다. 제 2의 입력 신호는 차단 전압 레지스터(1724)로부터 전자 차단 위치에 대응하는 한 세트의 4개 전압 값들이다. 타이머(1708)의 이진 출력 신호는 멀티플렉서 1706A 내지 1706D의 출력 신호를 제어한다. 그래서, 이러한 실리예에서, 노출시간에 의해 특정된 시간에 대한, 10 ns 플래쉬 사이클동안, 멀티플렉서 1706A 내지 1706D는 형상 순람표(1702)로부터 4개 전압 값들을 출력하고 남은 시간동안 멀티플렉서는 전자 비임을 블랭크하는 전압값들을 출력한다. 대부분의 경우에 전자 비임을 블랭크하는 전압 값들은 차단 작동으로 조사량 오류를 최소화하도록 조절되어도 0이다. 도 17b에 도시된 대로, 멀티플렉서 1706A 내지 1706D 각각의 "셰이퍼" 디지탈-아날로그 변환기(DACs) 1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 1712B-2,1712C-1, 1712C-2, 1712D-1, 및 1712D-2에 그것의 출력값을 제공한다.

통상의 디지탈-아날로그 변환기(DACs) 1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 1712B-2,1712C-1, 1712C-2, 1712D-1, 및 1712D-2는 전압 값들을 아날로그 전압 신호들로 변환한다. 이러한 실시예에서, 이런 디지탈-아날로그 변환기는 본래 0.5V/2¹²의 변환 비율에 의해 각각의 12 비트 이진 전압 값을 곱한다. 이러한 실시예에서, 디지탈-아날로그 변환기의 최대 전압 출력은 대략 0.5 피크-피크이다. 디지탈-아날로그 변환기(DACs) 1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 및 1712B-2는 상단 편향기(1212)에 전압을 제공하는 각각의 통상의 증폭기 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 1714B-2에 아날로그 전압을 제공한다. 디지탈-아날로그 변환기 1712C-1, 1712C-2는 하단 편향기(1216)에 전압들을 제공하는 각각의 통상의 증폭기 1714C-1 및 1714C-2에 아날로그 전압들을 제공한다. 디지탈-아날로그 변환기 1712D-1, 및 1712D-2는 아래에 더 상세하게 기술된 역 스캔 디바이스(1710)로부터의 신호에 의해 변경되면서, 하단 편향기(1216)에 전압들을 제공하는 각각의 통상의 전압 가산기 1716A 및 1716B에 아날로그 전압들을 제공한다.

역 스캔 디바이스(1710)는 위에서 설명된(소위 "역 스캔") 래스터 스캔 동안 기판(118) 위의 비임의 위치의 이동을 오프셋하도록 하단 편향기(1216)에 제공된 전압들을 조절한다. 역스캔은 전자 비임 칼럼(112)이 그것의 의도된 영역 아래에 플래쉬 필드를 확장하는 것을 억제한다. 이러한 실시예에서, 역스캔 디바이스(1710)는 통상의 디지탈-아날로그 변환기 1712E-1 및 1712E-2 계단형(stair case) 방법으로 값에 있어 증가하거나 감소하는 이진 값들을 출력한다. 이러한 실시예에서 각각의 계단형은 기판의 플래쉬 필드 위치에 대한 오프셋의 대략 200/8 nm에 대응한다. 이러한 실시예에서, 역 스캔 디바이스(1710)는 플래쉬 사이클 즉, 10ns마다 8단계를 제공한다. 이진 값들이 증가하는지 감소하는지는 래스터 스캔 스위프(sweep) 방향에 의존한다. 계단형 신호는 제 3의 조파(homonic)를 제거하기 위해 연속적으로 여파되어 계단형 신호로서 같은 구간을 갖는 대략 톱니파형을 발생시킨다. 역 스캔 디바이스(1710)는 열, 즉, 선에 배열된 4096 플래쉬 필드, 위로 래스터 스캔을 위한 값들을 가산하고, 열 아래로 가면서 값들을 감산한다.

디지탈-아날로그 변환기 1712E-1 및 1712E-2는 차례로 각각의 전압 가산기 1716A 및 1716B에 이진 값들의 아날로그 전압을 출력한다. 전압 가산기 1716A 및 1716B는 디지탈-아날로그 변환기(DACs) 1712D-1, 1712D-2, 1712E-1, 및 1712E-2에 의해 제공되는 전압들을 가산하고, 각각의 통상의 증폭기 1714D-1 및 1714D-2에 제공된 전압의 합을 출력한다.

이러한 실시예에서, 통상의 증폭기 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 1714B-2, 1714C-1, 1714C-2, 1714D-1, 1714D-2, 1712E-1, 및 1712E-2는 출력 신호의 양의 각각의 10배인 신호를 출력한다. 증폭기 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 및 1714B-2는 상단 편향기(1212)의 각각의 노드들(1606, 1608, 1604, 및 1610)에 전압을 출력한다. 증폭기 1714C-1, 1714C-2, 1714D-1, 및 1714D-2은 하단 편향기(1216)의 각각의 노드(1618, 1614, 1612, 및 1616)에 전압을 출력한다.

선행기술에서, 역스캔 회로부는 편향기들에 전압을 발생기키는 회로부로부터 분리된다. 이러한 실시예에서, 역 스캔 능력을 셰이퍼/블랭커 드라이버에 결합하는 것에 위해, 전자 비임 칼럼(118)의 길이는 선행 기술의 전자 비임 칼럼의 것보다 짧아질수 있다. 더 짧은 전자 비임 칼럼은 플래쉬 필드의 더 빠른 발생을 허용하는 플래쉬 필드를 생산하기 위해서 더 적은 전류의 이용을 허용한다.

위치 조절기(116)

위에서 기술된 통상의 래스터 스캔에서, 기판(118)은 래스터 스캔의 방향에 직교하는 방향으로 평면안에 기판(118)를 움직이는 통상의 스테이지에 위치된다. 통상의 위치 조절기 회로(116)는 통상의 스테이지에서 기판(118)의 수평 이동을 보상한다. 위치 조절 회로는 전자 비임 칼럼(112)이 적합한 지역에서 플래쉬 필드를 기록하도록 전기장를 이용하여 입사 전자 비임의 방향을 편향시킨다. 조절은 위의 기술된 역 스캔과 유사하다.

셰이퍼/블랭커 드라이버(110)의 타이머(1708)는 위치 조절기(116)에 기판(118)의 대략적인 이동을 전달한다. 타이머(1708)는 전자 비임 칼럼(112)이 한 열의 플래쉬 필드의 기록을 완성할 때를 지시하는 신호를 제공한다. 일 실시예에서, 기판은 매 40.96 ms당 수평으로 대략 200 nm, 즉, 한 칼럼의 폭을 이동한다.

전자 비임 칼럼(112)의 작동예

다음은 단일 플래쉬 사이클 동안 전자 비임 칼럼(112)의 작동예이다. 도 18은 전자 비임(1222)이 상부 개구(1210) 및 하부 개구(1214)를 통과할 때 형상을 만드는 단계의 일 예이다. TFE 전자 소스(1204)는 전자 비임(1222, 도시되지 않음)을 발산한다. 전달 렌즈(1206, 도시되지 않음)는 전자 비임(1222)을 교차점(1230), 하부 개구(1214)로부터 대략 1 mm 아래에 촛점 맞춘다. 상단 개구(1210)는 TFE 전자 소스(1204)에 의해 조명되고, 전자 비임(1222)의 횡단면에 대응하는 정방형 개구(1302)의 잘 해상된 음영은 상단 개구(1210)으로터 아래에 돌출된다. 초기에는, 상단 편향기(1212)에 어떤 전압도 없어서 전자 비임(1222)는 하부 개구의 솔리드 부분을 교차시킨다(소위 "비임 차단 작동").

연속적으로 플래쉬 컨버터(108) 및 조사량 값 회로부(106)는 결과적으로 생기는 전압을 상단 편향기(1212) 및 하단 편향기(1216)에 인가하는 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)에 플래쉬 데이터, 즉 형상 데이터 및 조사량 값들을 제공한다. 그리고나서 상단 편향기(1212)는 형상 데이터에 의해 특정된 전자 비임 횡단면을 형상화하도록 하부 개구(1214)에 한정된 개구에 충돌하게 하기 위하여 전자 비임(1222)의 방향을 바꾼다. 전자 비임 횡단면의 음영이 하부 개구(1214)로부터 아래에 평면(1806)의 사이트(1804)에 나타난다. 평면(1806)은 하부 개구(1214)의 평면에 평행하고 하부 개구(1214)로부터 대략 0.6mm 아래에 있다.

하단 편향기(1216)는 사이트(1804)의 음영이 기판(118, 도시되지 않음)으로부터 보이는 대로 사이트(1808)에 위치된 것처럼 보이도록 형상화된 전자 비임(1222)의 방향을 변경하는 전기장을 인가한다. 그래서 하단 편향기(1216)는 기판(118)위에 비임의 위치의 실재의 이동없이 형상 만들기를 허용한다. 초기에 설명된 대로, 하단 편향기(1216)는 또한 위에서 기술된 역 스캔을 제공하는 전기장을 인가한다. 대물렌즈(1220, 도시되지 않음)는 사이트(1808)에서 전자 비임(1222)의 음영을 기판(118)에 집중시킨다. 플래쉬 필드의 노출 지속 시간은 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)의 타이머(1708)에 의해 특정된다. 플래쉬 필드의 노출 시간이 완성되면, 비임은 차단된 위치, 예컨대, 하부 개구(1214A)의 중심으로 되돌아온다.

이러한 실시에서, 상부 편향기가 비임의 중심 축(1808, θ_deflection)의 방향을 변화시키는 각도는 전자 비임의 발산 각(θ_perture)보다 훨씬 더 작다.

다음은 하부 개구(1214A)에 의해 전자 비임(1222)의 횡단면을 만드는 일 예를 기술한다. 도 19a 및 19b 각각은 하부 개구(1214A)의 개구들 1402A 내지 1402D 및 하부 개구(1214A)의 솔리드 부분에 위치된 차단 위치(1904)의 상면도를 도시한다. 도 19a 및 도 19b 각각은 하부 개구(1214A)의 각각의 개구들 1402A 및 1402C를 이용하여 발생되는 전자 비임 형상(횡단면에서)을 더 도시한다. 전자 비임(1222)은 처음에는 차단 위치(1904)를 교차한다("비임 차단 작동"). 분류 5 및 좌표 (20,25)를 형성하는 예에 대응하는 형상(1908)을 발생시키기 위해서, 상단 편향기(1212)의 하부 개구(1214B)를 통과하는 전자 비임(1222)의 부분의 횡단면이 형상(1908)에 필적하도록 하기 위하여 차단 위치(1904)로부터 정방형 형상의 전자 비임(1222)을 영역(1902)에 충돌하도록 지시한다. 분류 10 및 좌표 (15,25)를 형성하는 예에 대응하는 형상(1910)을 발생시키기 위해서, 상단 편향기(1212)는 하부 개구(1214B)를 통과하는 전자 비임(1222)의 부분의 횡단면이 형상(1910)에 필적하도록 하기 위하여 차단 위치(1904)로부터 정방형 형상의 전자 비임(1222)를 영역(1906)에 충돌하도록 지시한다.

도 20a 및 도 20b 각각은 하부 개구(1214B)의 개구(1502)를 이용하는 형상 (1908 및 1910)으로서 전자 비임(1222)의 횡단면의 형상의 예를 도시한 것이다. 형상(1908)을 발생시키기 위해서, 상단 편향기(1212)는 하부 개구(1214B)를 통과하는 전자 비임(1222)의 횡단면의 부분이 형상(1908)에 필적하도록 하기 위하여 정방형 형상의 전자 비임(1222)을 영역(2002)에 충돌하도록 지시한다. 형상(1910)을 발생시키기 위해서, 상단 편향기(1212)는 하부 개구(1214B)를 통과하는 전자 비임(1222)의 횡단면의 부분이 형상(1910)에 필적하도록 하기 위하여 정방형 형상의 전자 비임(1222)을 영역(2004)에 충돌하도록 지시한다.

위에서 설명된 대로, 전자 비임 칼럼(112)은 전자 비임(122)을 하부 개구(1214A)의 차단 위치(1904)위로 비추어 비임 차단 작동을 수행한다. 이러한 실시예에서, 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)가 상단 편향기(1212)의 노드 1606, 1608, 1604, 및 1610에 대략 어떤 전압도 인가하지 않으면, 전자 비임(1222)은 차단 위치(1904)에 입사한다. 그래서 비임 차단은 전자 비임(1222)이 하부 개구(1214A)의 열린 영역을 통과하는 것 없이 발생한다. 그러나, 하부 개구(1214B)에 대해, 전자 비임(1222)은 셰이퍼/블랭커 드라이버(110)가 상단 편향기(1212)에 어떤 전압도 인가하지 않으면 개구(1502)를 통과한다. 전자 비임(122)을 차단 위해, 상단 편향기(1212)는 하부 개구(1214B)의 속이찬 부분(특정된 차단 부분은 도시되지 않음)이 전자 비임(1222)의 경로를 차단하도록 전자 비임(1222)의 경로를 편향시킨다. 그러나, 전자 비임(1222)은 하부 개구(1214B)의 속이찬 부분에 의한 차단전에 하부 개구(1214B)의 개구(1502)를 통과하여야 한다. 비임 차단에서의 개구의 통과는 바람직하지 않은 조사량 오류를 끌어 들인다. 그래서 하부 조사량 오류는 하부 개구(1214B)보다 하부 개구(1214A)와 관계된다. 하부 개구(1214A)는 또한 비임 차단의 원인이 되는 전자 비임(1222)의 경로를 변경하도록 유도하는 어떤 지연(delay)도 없기 때문에 하부 개구(1214B)보다 더 빠른 비임 차단을 허용한다.

개구의 전자 비임 가열을 분배하기 위하여 하부 개구(1214)의 다른 부분들은 전자 비임(1222)을 형상화하도록 이용되는 것이 바람직하다. 예컨대 완전한 정방형 모양의 플래쉬 필드의 노출은 매우 통상적이다. 도 14a를 참조하면, 완전한 플래쉬 필드를 발생시킬 때 하부 개구(1214A)의 가열을 분배하기 위하여, 전자 비임(1222)의 정방형 모양의 횡단면은 예컨대 코너 1404, 1406, 1408, 또는 1410을 이용하여 만들어 진다. 유사하게, 도 15a를 참조하면, 완전한 플래쉬 필드를 발생시키길 때, 전자 비임(1222)의 횡단면은 예컨대 1504, 1506, 또는 1512를 이용하여 만들어진다. 유사한 열 분배 설계는 다른 전자 비임 횡단면 형상들에 적용될 수 있다.

위에 기술된 실시예는 예증하는 것이고 한정되지 않는다. 그래서 다양한 변화들과 변형들이 이것의 더 넓은 일면으로 이러한 발명에서 벗어나지 않고 많들어질 수 있다는 것이 기술 분야의 기술자들에게 명백하다. 예컨대, 상단 개구(1210) 하부 개구(1214A), 또는 하부 개구(1214B)와 같은 전자 비임 칼럼(112)안의 구성요소들의 차원과 사이의 거리는 더 크거나 더 작은 최소의 디바이스 형태로 최적화될 수 있다. 상단 개구(1210), 하부 개구(1214A), 하부 개구(1214B)에 의해 한정된 개구들은 변경될 수 있다. 플래쉬 필드들은 2 픽셀 대 2 픽셀과 다를 수 있다. 하단 편향기(1216) 및 상단 편향기(1212)의 평면들은 얇은 금속 막대들일 수 있다. 그래서, 첨부된 청구범위들은 이러한 발명의 범위 안에서 모든 변화와 변형들을 포함한다. 본 발명의 부분인 부록 A 및 B는 내용과 저작권 등록된 컴퓨터 프로그램 리스트를 포함한다. 저작권 소유자 에텍 시스템 인코퍼레이티드는 특허상표청에 특허 파일이나 기록들이 나타나기 때문에 특허 문서 또는 본 발명의 발표에 의해 팩시밀리 재생산에 어떤 반대도 없다. 그렇지 않으면 모든 저작권들은 무엇이든지 보유한다.

Claims

기판과 충돌는 에너지 비임의 형상을 제어하는 신호를 발생시키는 컨버터로서,

수용된 입력 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하고, 입력 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 트랜슬레이터와,

역 신호를 출력하는 역스캔 회로와,

상기 형상 신호들, 상기 역 신호, 및 상기 위치 신호를 수용하도록 연결된 출력 회로, 및

상기 트랜슬레이터 회로로부터 상기 지속 시간 신호를 수용하도록 연결된 타이머 회로를 포함하며,

트랜슬레이터에서 상기 형상 신호들이 상기 비임의 형상을 조절하고, 상기 위치 신호들이 상기 기판위의 상기 비임의 위치를 특정하고, 상기 지속 시간 신호가 상기 기판상의 비임의 노출의 지속 시간을 특정하며, 상기 출력 회로는 상기 역 신호에 따라 상기 위치 신호를 조절하고 상기 형상 신호 및 조절된 위치 신호들을 출력하며, 상기 타이머 회로는 상기 출력 회로가 상기 형상 신호를 출력한 지속 시간을 제어하는 컨버터.
제 1항에 있어서 상기 트랜슬레이터가

상기 형상 데이터에 관한 상기 형상 및 위치 신호들의 항목들을 저장하는 제 1 순람표, 및

상기 지속 시간 정보에 관한 상기 지속 신호들의 항목들을 저장하는 제 2의 순람표를 더 포함하는 컨버터.
제 1항에 있어서, 상기 출력 회로가

비임 차단 신호들을 발생시키는 차단 신호 발생기, 및

상기 트랜슬레이터 및 상기 비임 차단 신호들로부터 상기 형상 신호들을 수용하도록 연결된 멀티플렉서를 더 포함하며,

상기 타이머 회로는 상기 지속 시간 신호에 기초하여 상기 형상 신호들 및 상기 비임 차단 신호들로부터 상기 멀티플랙서의 출력을 선택하는 컨버터.
제 3항에 있어서, 상기 출력 회로가

상기 역 신호를 상기 위치 신호에 가산하는 가산기를 더 포함하는 컨버터.
기판에 충돌하는 에너지 비임의 형상을 조절하는 신호들을 발생시키는 방법으로서,

상기 비임의 형상을 한정하는 데이터를 수용하는 단계와,

상기 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하는 단계와,

상기 비임에 포함된 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 단계로서, 상기 형상 신호들이 상기 비임의 형상을 조절하고, 상기 위치 신호들이 상기 비임에 의해 기록될 상기 기판위의 비임의 위치를 특정하고, 상기 지속 시간 신호가 상기 기판위의 비임 노출의 지속 시간을 특정하는 변환 단계와,

상기 비임의 래스터 스캔 이동을 오프셋하는 상기 위치 신호에 역신호를 제공하는 단계, 및

상기 지속 시간 신호에 기초한 상기 형상 신호들을 출력하는 단계를 포함하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 형상 데이터를 형상 및 위치 신호들로 변환하는 단계가,

제 1 순람표로부터 상기 형상 데이터에 관한 형상과 위치 신호들을 찾는 단계를 더 포함하는 방법.
제 5항에 있어서, 상기 지속 시간 정보를 지속 시간 신호로 변환하는 단계가,

제 2 순람표로부터 상기 지속 시간 정보에 관한 지속 시간 신호를 찾는 단계를 더 포함하는 방법.
제 5항에 있어서,

비임 차단 신호들을 발생시키는 단계, 및

상기 지속 시간 신호에 기초한 상기 형상 신호들 또는 상기 비임 차단 신호들을 출력하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 8항에 있어서

상기 형상 신호들 또는 상기 비임 차단 신호들을 제 1 신호로 변환하는 단계, 및

상기 위치 신호를 제 2 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 9항에 있어서,

상기 역 신호로부터 제 3 신호를 발생시키는 단계, 및

상기 제 3 신호와 상기 제 2 신호를 조합하는 단계를 더 포함하는 방법.