KR20020084291A - 다축전자렌즈를 이용한 멀티빔 노광장치, 복수의 전자빔을집속하는 다축전자렌즈, 반도체소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 렌즈부 자성 도체부, 및 당해 복수의 렌즈부 자성 도체부의 사이에 설치되어 복수의 관통부를 포함하는 비자성 도체부를 포함하며, 복수의 개구부와 복수의 관통부가 복수의 빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 다축전자렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치를 제공한다.

Description

다축전자렌즈를 이용한 멀티빔 노광장치, 복수의 전자빔을 집속하는 다축전자렌즈, 반도체소자 제조방법{Multibeam exposure apparatus comprising multiaxis electron lens, multiaxis electron lens for focusing multiple electron beam, and method for manufacturing semiconductor device}

웨이퍼에 반도체 디바이스 등을 형성하기 위한 패턴을 노광하는 전자빔 노광장치로서, 복수의 전자빔을 이용한 전자빔 노광장치가 있다. 예를 들면, 평행으로 배치된 2장의 자성판에 복수의 개구부를 마련해 당해 개구부의 각각에 전자빔을 통과시킴으로써, 각 전자빔을 집속시키는 전자빔 노광장치(특허공고 소51－16754호 공보, 특허공개 소54－23476호 공보)가 알려져 있다.

근래에 반도체 디바이스의 미세화가 급속히 진행되고 있어, 반도체 디바이스에 포함되는 배선 등을 형성하기 위한 패턴을 노광하는 노광 장치는, 상당히 높은 노광 정밀도가 요구되고 있다. 이러한 패턴을 노광하는 노광 장치로서 복수의 전자빔을 이용해 노광 처리를 실시하는 전자빔 노광장치를 양산 디바이스에 실용화하는 것이 기대되고 있다.

그렇지만 종래의 전자빔 노광장치는, 전자렌즈에 설치된 복수의 개구부에서 형성되는 자계가 개구부마다 다르다. 따라서, 당해 개구부를 통과하는 전자빔이, 당해 개구부에 형성된 자계에서 받는 힘이 전자빔마다 다르기 때문에, 복수의 전자빔의 웨이퍼에 대한 초점 등을 균일하게 하는 것이 상당히 곤란하다. 그러하기 때문에, 종래의 전자빔 노광장치에서는, 복수의 전자빔을 이용하여 정밀도 높게 웨이퍼에 패턴을 노광하는 것이 어려워, 전자빔 노광장치의 실용화에 있어서 큰 장벽이 되고 있다.

그리하여 본 발명은, 이러한 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 멀티빔 노광장치, 다축전자렌즈의 제조방법, 반도체소자 제조방법에 관한 것이다. 또한 본 출원은, 아래와 같은 일본 특허 출원에 관련된다. 문헌의 참조에 의한 편입이 인정되는 지정국에 대하여는, 아래와 같은 출원에 기재된 내용을 참조하여 본 출원에 편입하고, 본 출원의 기재의 일부로 한다.

　　특허출원 제2000－102619호　　　출원일 2000년 4월 4일

　　특허출원 제2000－251885호　　　출원일 2000년 8월 23일

　　특허출원 제2000－342655호　　　출원일 2000년 10월 3일

도1은 본 발명의 일실시형태와 관련되는 전자빔 노광장치 100의 구성을 나타낸다.

도2는 전자빔 발생부 10에 소정의 전압을 인가하는 전원 제어 수단 520을 나타낸다.

도3은 전자빔 성형수단의 다른 실시예를 나타낸다.

도4는 블랭킹 전극 어레이 26의 구성을 나타낸다.

도5는 블랭킹 전극 어레이 26의 단면도를 나타낸다.

도6은 전자빔을 편향하는 제1 성형편향부 18의 구성을 나타낸다.

도7은 편향기 184의 구성을 나타낸다.

도8은 본 발명의 일실시형태와 관련되는 전자 렌즈인 제1다축전자렌즈 16의 평면도를 나타낸다.

도9는 제1다축전자렌즈 16의 다른 실시예를 나타낸다.

도10은 제1다축전자렌즈 16의 다른 실시예를 나타낸다.

도11은 제1다축전자렌즈 16의 다른 실시예를 나타낸다.

도12는 제1다축전자렌즈 16의 단면도를 나타낸다.

도13은 다축전자렌즈의 다른 실시예를 나타낸다.

도14는 렌즈부 202의 다른 실시예를 나타낸다.

도15는 렌즈부 202의 다른 실시예를 나타낸다.

도16은 렌즈부 202의 다른 실시예를 나타낸다.

도17은 다축전자렌즈의 렌즈 강도를 조정하는 렌즈강도조정부의 일례를 나타낸다.

도18은 다축전자렌즈의 렌즈 강도를 조정하는 렌즈강도조정부의 다른 예를 나타낸다.

도19는 제1 성형편향부 18및 차폐부 600의 구성을 나타낸다.

도20은 제1 차폐전극 604및 제2 차폐전극 610의 구성을 나타낸다.

도21은 제1 성형편향부 18및 차폐부 600의 구성의 다른 예를 나타낸다.

도22는 제1 성형편향부 18의 구성의 다른 실시예를 나타낸다.

도23은 편향부 60, 제5다축전자렌즈 62, 및 차폐부 900의 구성의 일례를 나타낸다.

도24는 차폐부(600, 900)에 의해 차폐된 전계(電界)를 나타낸다.

도25는 제1 성형 부재 14및 제2 성형 부재 22의 일례를 나타낸다.

도 26은 제2 성형 부재 22에 있어서의 성형부재조사영역 560의 다른 예를 나타낸다.

도27은 도 1에서 설명한 제어계 140의 구성의 일례를 나타낸다.

도28은 개별제어계 120에 포함되는 각 구성의 상세를 나타낸다.

도29는 반사전자검출장치 50의 구성을 일례를 나타낸다.

도30은 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 실시예를 나타낸다.

도31은 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 실시예를 나타낸다.

도32는 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 실시예를 나타낸다.

도33은 본 발명에 의한 전자빔 노광장치 100의 다른 실시예를 나타낸다.

도34는 전자빔 발생부 10의 구성을 나타낸다.

도35는 블랭킹 전극 어레이 26의 구성을 나타낸다.

도36은 전자빔을 편향하는 제1 성형편향부 18의 구성을 나타낸다.

도37은 본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 웨이퍼 44상의 노광 동작을 나타낸다.

도38은 주편향부 42및 부편향부 38의 노광 처리중의 편향 동작을 모식적으로 나타낸다.

도39는 제1다축전자렌즈 16의 일례를 나타낸다.

도40은 제1다축전자렌즈 16의 단면의 일례를 나타낸다.

도41은 본 발명에 의한 전자빔 노광장치 100의 다른 실시예를 나타낸다.

도42는　BAA 디바이스 27의 구성을 나타낸다.

도43은 제3다축전자렌즈 34의 평면도를 나타낸다.

도44는 편향부 60의 평면도를 나타낸다.

도45는 본 발명의 일실시형태와 관련되는 다축전자렌즈에 포함되는 렌즈부 202의 제조방법의 공정의 일례를 나타낸다.

도46은 돌출부 218을 형성하는 공정의 일례를 나타낸다.

도47은 렌즈부 202의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸다.

도48은 코일부 200과 렌즈부 202를 고정하는 고정공정을 나타낸다.

도49는 웨이퍼로부터 반도체소자를 제조하는 본 발명의 일실시형태와 관련되는 반도체소자 제조 공정의 플로우차트(flow chart)이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1의 형태에 따르면, 복수의 전자빔에 의하여, 웨이퍼를 노광하는 전자빔 노광장치로서, 복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 렌즈부 자성 도체부, 및 당해 복수의 렌즈부 자성 도체부의 사이에 설치되어 복수의 관통부를 포함하는 비자성 도체부를 포함하고, 복수의 개구부와 복수의 관통부가, 복수의 빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를형성하는 다축전자렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치를 제공한다.

또한, 다축전자렌즈는 렌즈부 자성 도체부의 주위에 설치되어 자계를 발생하는 코일과, 코일의 주위에 설치된 코일부 자성 도체부를 포함하는 코일부를 더 가져도 좋다.

또한, 코일부 자성 도체부와 복수의 렌즈부 자성 도체부는 각각 다른 투자율을 포함하는 재료에 의하여 형성되어도 좋다.

또한, 복수의 전자빔을 발생하는 복수의 전자총과, 전자총에 전기적으로 접속되어 복수의 전자총에 대하여 다른 전압을 인가하는 전압제어수단을 더 갖추어도 좋다.

또한, 전압제어수단은 다축전자렌즈에 의하여 복수의 전자빔이 받는 자장강도에 대응하여, 복수의 전자총에 대하여 다른 전압을 인가하는 수단을 가져도 좋다.

또한, 전압제어수단은 웨이퍼에 조사되는 복수의 전자빔의 단면에 포함되는 주변이, 대략 평행이 되도록 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 가져도 좋다.

또한, 전압제어수단은 웨이퍼에 조사되는 복수의 전자빔의 초점위치가 균등해지도록 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 가져도 좋다.

또한, 전압제어수단은 소정의 전압을 생성하는 수단과, 소정의 전압을 승압 또는 강압하여, 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 가져도 좋다.

또한, 전자빔의 단면을 축소시키는 적어도 한 단의 다축전자렌즈를 더 갖추어도 좋다.

또한, 복수의 전자빔을 성형하는 복수의 제1 성형 개구부를 포함하는 제1 성형부재와, 제1 성형부재를 통과한 복수의 전자빔을 독립적으로 편향하는 제1 성형편향수단과, 제1 성형편향부를 통과한 복수의 전자빔을 원하는 형상으로 성형하는 복수의 제2 성형 개구부를 포함하는 제2 성형부재를 포함하는 전자빔 성형수단을 더 갖추어도 좋다.

또한, 제1 성형편향부에서 편향된 복수의 전자빔을, 독립적으로, 또한 웨이퍼에 있어서 전자빔이 조사되는 면에 대하여 대략 수직방향으로 편향하는 제2 성형편향부를 더 갖추고, 성형수단은 제2 성형편향부에서 편향된 복수의 전자빔이 제2 성형부재를 통과함으로써 원하는 형상으로 성형해도 좋다.

또한, 제2 성형부재는 제1 성형편향부 및 제2 성형편향부가 각각의 전자빔을 편향하여, 제2 성형부재에 조사하는 영역인 성형부재 조사영역을 포함하며, 제2 성형부재는 성형부재 조사영역에 있어서, 제2 성형 개구부 및 제2 성형 개구부와 다른 형상을 포함하는 개구부를 가져도 좋다.

또한, 복수의 전자빔을 발생하는 복수의 전자총과, 발생한 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 제1 성형부재에 조사하는 다축전자렌즈를 더 갖추고, 제1 성형부재는 다축전자렌즈를 통과한 전자빔을 분할해도 좋다.

또한, 다축전자렌즈를 복수 단 갖추어도 좋다.

본 발명의 제2의 형태에 따르면, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하는 전자렌즈로서, 복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 자성 도체부와, 복수의 자성 도체부의 사이에 설치되어 복수의 관통부를 포함하는 비자성 도체부를 갖추고, 복수의 개구부와 복수의 관통부가 복수의 빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자렌즈를 제공한다.

본 발명의 제3의 형태에 따르면, 웨이퍼에 반도체소자를 제조하는 반도체소자 제조방법으로서, 복수의 개구부를 포함하는 대략 평행으로 배치된 복수의 자성 도체부를 포함하며, 복수의 자성 도체부에 각각 포함되는 개구부가 복수의 전자빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 다축전자렌즈를 이용하여, 복수의 전자빔의 초점 조정을 독립적으로 실시하는 초점 조정 공정과, 웨이퍼에 복수의 전자빔을 조사하여, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법을 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태의 일례를 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일실시형태와 관련되는 전자빔 노광장치 100의 구성을 나타낸다. 전자빔 노광장치 100은, 전자빔에 의해 웨이퍼 44에 소정의 노광 처리를 실시하기 위한 노광부 150과, 노광부 150에 포함되는 각 구성의 동작을 제어하는 제어계 140을 구비한다.

노광부 150은, 복수의 배기공 70이 설치된 케이스 8과, 복수의 전자빔을 발생시켜 전자빔의 단면 형상을 원하는대로 성형하는 전자빔 성형수단과, 복수의 전자빔을 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를, 전자빔마다 독립적으로 절체(切替)하는 조사절체수단과, 웨이퍼 44에 전사되는 패턴의 상(像)의 방향 및 크기를 조정하는 웨이퍼용 투영계를 포함한 전자 광학계를 구비한다. 또한, 노광부 150은, 패턴을 노광해야 할 웨이퍼 44를 재치(載置)하는 웨이퍼 스테이지 46과, 웨이퍼 스테이지 46을 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 포함한 스테이지계를 구비한다.

전자빔 성형수단은, 복수의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부 10과, 발생한 전자빔을 방출시키는 어노드(anode) 13과, 전자빔을 통과시킴으로써 전자빔의 단면 형상을 성형하는 복수의 개구부를 가지는 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14, 및 제2 성형 부재 22와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속 해 전자빔의 초점을 조정하는 제1다축전자렌즈 16과, 제1다축렌즈 16의 각 렌즈개구부에서 형성된 자계가 당해 렌즈개구부를 통과하는 전자빔에 부여하는 힘인 렌즈 강도를 조정하는 제1 렌즈강도조정부 17과, 어노드 13을 통과한 전자빔을 독립하여 편향하는 슬릿 편향부 15와, 제1 성형 부재 14를 통과한 복수의 전자빔을 독립적으로 편향하는 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20을 가진다.

전자빔 발생부 10은, 애자 106과 열전자를 발생시키는 캐소드(Cathode) 12와, 캐소드(Cathode) 12를 둘러싸듯이 형성되어, 캐소드(Cathode) 12로 발생한 열전자를 안정시키는 그리드(grid) 102를 가진다. 캐소드(Cathode) 12와 그리드 102는 전기적으로 절연 되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서 전자빔 발생부 10은, 소정의 간격을 두고 애자 106에 설치된 복수의 전자총 104를 가짐으로써 전자총 어레이를 형성한다.

슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 전자빔이 조사되는 면에 접지된 백금 등의 금속막을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 각각 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22를 냉각하는 냉각부를 가지는 것이 바람직하다. 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 냉각부를 가짐으로써, 조사된 전자빔의 열에 의한 온도 상승을 억제할 수 있다.

슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22에 포함되는 복수의 개구부의 단면 형상은, 전자빔을 효율적으로 통과시키기 위해서 전자빔의 조사 방향을 따라 넓어져도 좋다. 또한, 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22에 포함되는 복수의 개구부는 사각형에 형성되는 것이 바람직하다.

조사절체수단은, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 전자빔의 초점을 조정하는 제2 다축전자렌즈 24와, 제2 다축전자렌즈 24의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 독립하여 조정하는 렌즈강도조정부 25와, 복수의 전자빔을 전자빔마다 독립적으로 편향시킴으로써 전자빔을 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를, 전자빔마다 독립적으로 절체하는 블랭킹 전극 어레이 26과, 전자빔을 통과시키는 복수의 개구부를 포함하여 블랭킹 전극 어레이 26에서 편향된 전자빔을 차폐하는 전자빔 차폐 부재 28을 가진다. 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 복수의 개구부의 단면 형상은, 전자빔을 효율 좋게 통과시키기 위해서, 전자빔의 조사 방향을 따라 넓어져도 좋다.

웨이퍼용 투영계는, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔상의 회전을 조정하는 제3 다축전자렌즈 34와, 제3 다축전자렌즈 34의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 독립하여 조정하는 제3 렌즈강도조정부 35와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 축소율을 조정하는 제4 다축전자렌즈 36과, 제4 다축전자렌즈 36의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 독립하여 조정하는 제4 렌즈강도조정부 37과, 복수의 전자빔을 웨이퍼 44의 원하는 위치에 전자빔마다 독립적으로 편향하는 편향부 60과, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 대한 대물렌즈로서 기능하는 제5 다축전자렌즈 62를 가진다. 본 실시예에 있어서 제3 다축전자렌즈 34및 제4 다축전자렌즈 36은 일체로 형성되어 있지만, 다른 예에 있어서는 별개로 형성되어도 좋다.

제어계 140은, 총괄제어부 130과, 다축전자렌즈 제어부 82와, 반사 전자 처리부 99와, 웨이퍼 스테이지 제어부 96과, 복수의 전자빔에 대한 노광 파라미터를 각각 독립적으로 제어하는 개별제어부 120을 구비한다. 총괄제어부 130은, 예를 들면 워크스테이션으로, 개별제어부 120에 포함되는 각 제어부를 총괄 제어한다. 다축전자렌즈 제어부 82는, 제1 다축전자렌즈 16, 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34및 제4 다축전자렌즈 36에 공급하는 전류를 제어한다. 반사 전자 처리부 99는, 반사전자검출장치 50에 있어서 검출된 반사 전자나 2차 전자 등의 전자의 양에 근거하는 신호를 받아, 총괄제어부 130에 통지한다. 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 제어하고, 웨이퍼 스테이지 46을 소정의 위치로 이동시킨다.

개별제어부 120은, 전자빔 발생부 10을 제어하는 전자빔 제어부 80과 제1 성형편향부 18및 제2 성형편향부 20을 제어하는 성형 편향 제어부 84와, 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)를 제어하는 렌즈 강도 제어부 88과, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 편향 전극에 인가하는 전압을 제어하는 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과, 편향부 60이 가지는 복수의 편향기에 포함되는 전극에 인가하는 전압을 제어하는 편향 제어부 98을 가진다.

본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 동작에 관하여 설명한다. 우선, 전자빔 발생부 10이, 복수의 전자빔을 발생시킨다. 전자빔 발생부 10에 있어서 발생된 전자빔은 어노드 13을 통과해 슬릿 편향부 15에 입사한다. 슬릿 편향부 15는, 어노드 13을 통과한 전자빔의 슬릿 커버 11에 대한 조사 위치를 조정한다.

슬릿 커버 11은, 제1 성형 부재 14에 조사되는 전자빔의 면적을 작게 하기 위해, 슬릿 커버 11에 조사된 각 전자빔의 일부를 차폐하여 전자빔의 단면을 소정의 크기로 성형한다. 슬릿 커버 11에 있어서 성형된 전자빔은, 제1 성형 부재 14에 조사되어 추가로 성형된다. 제1 성형 부재 14를 통과한 전자빔은, 제1 성형 부재 14에 포함되는 개구부의 형상에 대응하는 사각형의 단면 형상을 각각 가진다.

제1 다축전자렌즈 16은, 제1 성형 부재 14에 있어서 사각형으로 성형된 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하고 제2 성형 부재 22에 대한 전자빔의 초점을 전자빔마다 독립적으로 조정한다. 또한, 제1 렌즈강도조정부 17은, 제1다축전자렌즈 16의 렌즈개구부에 입사된 각 전자빔의 초점 위치를 보정하기 위하여, 제1 전자 렌즈 16의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다.

제1 성형편향부 18은, 제1 성형 부재 14에 있어서 사각형으로 성형된 복수의 전자빔을 제2 성형 부재에 대해서 원하는 위치에 조사하기 위하여 전자빔마다 독립하여 편향한다. 제2 성형편향부 20은, 제1 성형편향부 18에서 편향된 복수의 전자빔을, 제2 성형 부재 22에 대해서 대략 수직 방향으로 조사하기 위하여 전자빔마다 독립적으로 편향한다. 그 결과, 전자빔이, 제2 성형 부재 22의 원하는 위치에 제2 성형 부재 22에 대해서 대략 수직으로 조사된다.

사각형 형상을 가지는 복수의 개구부를 포함하는 제2 성형 부재 22는, 각 개구부에 조사된 사각형의 단면 형상을 가지는 복수의 전자빔을, 웨이퍼 44에 조사되어야 하는 원하는 사각형의 단면 형상을 가지는 전자빔으로 추가로 성형한다. 또한, 본 실시예에 있어서 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20은 동일한 기판에 설치되어 있지만, 다른 예에 있어서는 각각 별개로 설치되어도 좋다.

제2 다축전자렌즈 24는, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여, 블랭킹 전극 어레이 26에 대한 전자빔의 초점을, 전자빔마다 독립적으로 조정한다. 또한, 제2 렌즈강도조정부 25는, 제2 다축전자렌즈 24의 렌즈개구부에 입사된 각 전자빔의 초점 위치를 보정하기 위하여, 제2 전자 렌즈 24의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다. 제2 다축전자렌즈 24에 의해 초점이 조정된 전자빔은, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 복수의 애퍼쳐(aperture)로 입사한다.

블랭킹 전극 어레이 제어부 86은, 블랭킹 전극 어레이 26에 형성된 각 애퍼쳐의 근방에 설치된 편향 전극에 전압을 인가할 것인지 아닌지를 제어한다. 블랭킹 전극 어레이 26은, 편향전극에 인가되는 전압에 근거해, 전자빔을 웨이퍼 44에 조사시킬 것인지 아닌지를 절체한다. 전압이 인가되었을 때는, 블랭킹 전극 어레이 26의 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향되어 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 개구부를 통과하지 못하고, 웨이퍼 44에 조사되지 않는다. 전압이 인가되지 않을 때에는, 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향 되지 않고, 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 개구부를 통과할 수 있어서, 전자빔은 웨이퍼 44에 조사된다.

제3 다축전자렌즈 34는, 블랭킹 전극 어레이 26을 통과한 전자빔의 회전을 조정한다. 구체적으로는, 제3 다축전자렌즈 34는, 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 상(像)의 당해 전자빔의 광축에 대한 회전을 조정한다. 또한, 제3 렌즈강도조정부 35는, 제3 다축전자렌즈의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다. 구체적으로는, 제3 렌즈강도조정부 35는, 제3 다축전자렌즈 34에 입사된 각 전자빔의 상의 회전을 한결같게 하기 위해, 제3다축전자렌즈 36의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다.

제4 다축전자렌즈 36은, 입사된 전자빔의 조사반경을 축소한다. 또한, 제4 렌즈강도조정부 37은, 각 전자빔의 축소율이 대략 동일하게 되도록 제4 다축전자렌즈 36의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다. 그리고 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36을 통과한 전자빔 가운데, 블랭킹 전극 어레이 26에 의해 편향되지 않는 전자빔이 전자빔 차폐 부재 28을 통과하여 편향부 60으로 입사 한다.

편향 제어부 98은, 편향부 60에 포함되는 복수의 편향기를 독립적으로 제어한다. 편향부 60은, 복수의 편향기에 입사되는 복수의 전자빔을 전자빔마다 독립적으로 웨이퍼 44의 원하는 위치로 편향한다. 또한, 제5 다축전자렌즈 62는 편향부 60으로 입사된 전자빔의 웨이퍼 44에 대한 초점을 각각 독립적으로 조정한다. 그리고, 편향부 60 및 제5 다축전자렌즈 62를 통과한 전자빔은 웨이퍼 44에 조사된다.

노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 일정 방향으로 웨이퍼 스테이지 48을 움직인다. 블랭킹 전극 어레이 제어부 86은 노광패턴 데이터에 근거하여 전자빔을 통과시키는 애퍼쳐를 정하고, 각 애퍼쳐에 대한 전력 제어를 수행한다. 웨이퍼 44의 이동에 맞추어, 전자빔을 통과시키는 애퍼쳐를 적당히 변경하고, 나아가 주편향부 42및 편향부 60에 의해 전자빔을 편향함으로써, 원하는 회로 패턴을 웨이퍼 44에 노광할 수 있다.

본 발명에 있어서, 다축전자렌즈는 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하기때문에, 각 전자빔 자신에게는 크로스오버가 발생하지만, 복수의 전자빔 전체로서는 크로스오버가 발생하지 않는다. 그 때문에 각 전자빔의 전류 밀도를 올렸을 경우라도, 쿨롱(coulomb) 상호작용에 의한 전자빔의 초점 어긋남이나 위치 어긋남의 원인이 되는 전자빔 오차를 큰폭으로 축소할 수 있다. 따라서, 각 전자빔의 전류 밀도를 크게 할 수 있기 때문에, 웨이퍼에 패턴을 노광하는 노광 시간을 큰폭으로 단축할 수 있다.

도2는, 전자빔 발생부 10에 소정의 전압을 인가하는 전원 제어 수단 520을 나타낸다. 전압제어수단 520은, 소정의 전압을 생성하는 베이스 전원 522와, 당해 소정의 전압을 승압 또는 강압해 각 캐소드(Cathode) 12에 인가하는 조정 전원 524를 가진다.

전압제어수단 520은, 전자빔 제어부 80으로부터의 지시에 근거해, 캐소드(Cathode) 12에 인가하는 전압을 제어함으로써, 각 전자빔의 가속 전압을 제어한다. 전압제어수단 520은, 다축전자렌즈(16, 24, 34, 36, 62)에 의해 각 전자빔이 받는 자계 강도에 따라, 각 전자빔이 생성되는 전자총에 포함되는 캐소드(Cathode) 12에 대해 다른 전압을 인가하여 각 전자빔의 가속전압을 제어하는 것이 바람직하다.

전압제어수단 520은, 웨이퍼 44에 조사되는 복수의 전자빔의 초점 위치가 동일해지도록 복수의 전자총에 포함되는 캐소드(Cathode)에 다른 전압을 인가하여 각 전자빔의 가속 전압을 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 전압제어수단 520은, 웨이퍼 44에 조사되는 각 전자빔의 단면에 포함되는 소정의 부분이, 대략 평행이 되도록 복수의 전자총에 포함되는 캐소드(Cathode) 12에 다른 전압을 인가함으로써, 각 전자빔의 가속 전압을 추가로 제어해도 좋다.

본 실시예에 있어서, 베이스 전원 522는 50 kV의 전압을 생성하고, 각 조정 전원 524는 다축전자렌즈(16, 24, 34, 36, 62)에 있어서, 각 캐소드(Cathode) 12가 생성한 전자빔이 통과하는 렌즈개구부에서 생성되는 자계 강도에 따라 베이스 전원이 생성한 전압을 승압 또는 강압함으로써, 캐소드(Cathode) 12에 조정된 전압을 인가한다. 예를 들면, 다축전자렌즈의 중심부에 있어서의 렌즈개구부의 자계 강도가 다축전자렌즈의 외주(외부둘레)부에 있어서의 렌즈개구부의 자계 강도보다 3%정도 약한 경우에는, 당해 중심부에 있어서의 렌즈개구부를 통과하는 전자빔을 생성하는 캐소드(Cathode) 12의 가속 전압을 3%정도 증가시키면 좋다.

전압제어수단 520이, 조정 전원 524를 가짐으로써, 다축전자렌즈에 포함되는 렌즈개구부의 자계 강도가 다른 경우에도, 각 전자빔의 가속 전압을 제어하여 각 전자빔이 렌즈개구부를 통과하는 시간을 조정할 수 있기 때문에, 각 전자빔이 렌즈개구부에 대해 자계로부터 받는 영향을 제어할 수 있다. 그리고, 각 전자빔의 웨이퍼 44에 대한 초점 및 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 상의 회전을 조정할 수 있다.

도3은, 전자빔 성형수단의 다른 예를 나타낸다. 전자빔 성형수단은, 전자빔 발생부 10에서 발생한 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 제1 성형 부재 14에 조사하는 다축전자렌즈인 제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축전자렌즈 512를 추가로 구비한다. 제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축전자렌즈 512는, 전자빔 발생부 10과 제1 성형 부재 14와의 사이에 설치된다.

제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축렌즈 512가 가지는 렌즈개구부의 수는, 제1 다축전자렌즈 16이 가지는 렌즈개구부의 수보다 적은 것이 바람직하다. 또한, 제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축렌즈 512가 가지는 렌즈개구부의 개구경은, 제1 다축전자렌즈가 가지는 렌즈개구부의 개구경보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축전자렌즈 512가 가지는 렌즈개구부의 수는, 전자빔 발생부 10이 가지는 캐소드(Cathode) 12의 수와 같은 수여도 좋다. 나아가, 제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축전자렌즈 512는, 노광 처리중에 있어서도 전자빔이 통과하지 않는 렌즈개구부인 더미(dummy) 개구부를 가져도 좋다.

제1 조사다축전자렌즈 510은, 전자빔 발생부 10에서 발생한 전자빔의 초점을 조정한다. 구체적으로는, 제1 조사다축전자렌즈 510은, 제1 조사다축전자렌즈 510과 제2 조사다축전자렌즈 512와의 사이에 있어서, 제1 조사다축전자렌즈 510을 통과한 각 전자빔이 크로스오버를 형성하도록 각 전자빔의 초점을 조정하는 것이 바람직하다. 그리고, 제2 조사다축전자렌즈 512는, 제1 조사다축전자렌즈 510을 통과한 전자빔을, 제1 성형 부재 14로 조사하기 위하여 전자빔의 초점을 조정한다. 이 경우에서 제2 조사다축전자렌즈 512는, 입사한 전자빔을 제1 성형 부재 14에 대략 수직으로 조사하도록 전자빔의 초점을 조정하는 것이 바람직하다.

제1 조사다축전자렌즈 510 및 제2 조사다축전자렌즈 512의 렌즈개구부를 통과하여 제1 성형 부재 14에 조사된 전자빔은, 제1 성형 부재 14에서 분할된다. 분할된 각각의 전자빔은, 제1 다축전자렌즈 16에 있어서 독립적으로 집속된다. 그리고, 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20에 있어서 편향된 당해 전자빔은 제2 성형 부재 22의 원하는 위치에 조사되고 원하는 단면형상으로 성형된다. 또한 전자빔 성형수단은 전자빔 발생부 10과 제1 성형 부재 14와의 사이에 슬릿 커버 11(도 1 참조)을 더 포함하여도 좋다.

본 실시예에 있어서 전자빔 성형수단 110은, 전자빔 발생부 10에서 발생한 전자빔을, 조사다축전자렌즈를 이용해 제1 성형부재 14에 조사하여 분할할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 전자총 어레이인 전자빔 발생부 10에 포함되는 캐소드(Cathode) 12가 배치되는 간격이 넓은 경우에도 효율적으로 복수의 전자빔을 생성할 수 있다. 또한, 캐소드(Cathode) 12를 설치하는 간격을 넓게 할 수 있기 때문에, 전자빔 발생부 10을 용이하게 형성할 수 있다.

도4는, 블랭킹 전극 어레이 26의 구성을 나타낸다. 블랭킹 전극 어레이 26은, 전자빔이 통과하는 복수의 애퍼쳐 166을 가지는 애퍼쳐부 160과, 도 1에 있어서의 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과의 접속부가 되는 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164를 가진다. 애퍼쳐부 160은, 블랭킹 전극 어레이 26의 중앙부에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 블랭킹 전극 어레이 26은 애퍼쳐부 160의 주위에 전자빔이 통과하지 않는 더미(dummy) 개구부(도 1 참조)를 가지는 것이 바람직하다. 블랭킹 전극 어레이 26이 더미(dummy) 개구부를 가짐으로써, 케이스 8 내부의 배기(排氣)의 인덕턴스(inductance)를 낮게 할 수 있기 때문에, 효율적으로 케이스 8 내부를 감압할 수 있다.

도5는, 블랭킹 전극 어레이 26의 단면도를 나타낸다. 블랭킹 전극 어레이 26은, 전자빔이 통과하는 복수의 애퍼쳐 166과, 통과하는 전자빔을 편향하는 편향 전극 168 및 접지전극 170과, 블랭킹 전극 어레이 제어부 86(도 1 참조)과의 접속부가 되는 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164를 가진다.

편향전극 168 및 접지전극 170은, 전자빔이 통과하는 애퍼쳐 166마다 설치된다. 편향전극 168은, 배선층을 통해서 편향전극패드 162에 전기적으로 접속된다. 또한, 접지 전극 170은, 도전층을 통해서 접지전극패드 164에 전기적으로 접속된다. 블랭킹 전극 어레이 제어부 86은, 예를 들면 프로브 카드나 포고핀 어레이 등의 접속수단을 통해서, 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164에 블랭킹 전극 어레이 26을 제어하는 제어신호를 공급한다.

다음으로, 블랭킹 전극 어레이 26의 동작에 대해 설명한다. 블랭킹 전극 어레이 제어부 86으로부터 편향전극 168에 전압이 인가되어 있지 않을 때는, 편향전극 168과 접지전극 170의 사이에 전계(電界)는 형성되지 않고, 애퍼쳐 166에 입사한 전자빔은, 전계(電界)의 영향을 실질적으로 받는 일없이 애퍼쳐 166을 통과한다. 그리고, 애퍼쳐 166을 통과한 전자빔은, 전자빔 차폐부재(도 1 참조)의 개구부를 통과해, 웨이퍼 44에 도달한다.

블랭킹 전극 어레이 제어부 86으로부터 편향전극 168에 전압이 인가되면, 편향전극 168과 접지전극 170과의 사이에 인가된 전압에 근거하는 전계(電界)가 형성된다. 애퍼쳐 166에 입사한 전자빔은, 편향전극 168과 접지전극 170의 사이에 형성된 전계(電界)의 영향을 받아 편향된다. 구체적으로는, 전자빔은, 전자빔 차폐부재에 포함되는 개구부의 외측에 해당되도록 편향된다. 편향된 전자빔은, 애퍼쳐 166을 통과하지만, 전자빔 차폐부재 28에 포함되는 개구부를 통과할 수 없기 때문에, 웨이퍼 44에 도달할 수 없다. 블랭킹 전극 어레이 26 및 전자빔 차폐수단 28은 상기한 편향동작을 수행하여, 웨이퍼 44에 전자빔을 조사할 것인지 아닌지를 전자빔마다 독립적으로 절체할 수 있다.

도 6은, 전자빔을 편향하는 제1 성형편향부 18의 구성을 나타낸다. 또한, 전자빔 노광장치 100에 포함되는 제2 성형편향부 20 및 편향부 60도 제1 성형편향부 18과 같은 구성을 가져도 좋고, 이하에 있어서, 대표로 제1 성형편향부 18의 구성에 대해 설명한다.

제1 성형편향부 18은, 기재(基材) 186과 편향기 어레이 180과 편향전극패드182를 가진다. 편향기 어레이 180은, 기재 186의 중앙부에 설치되고, 편향전극패드 182는, 기재 186의 주변부에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 기재 186은, 편향기 어레이 180이 설치된 영역의 주위에, 전자빔이 통과하지 않는 더미(dummy) 개구부(도 1 참조)를 추가로 가지는 것이 바람직하다.

편향기 어레이 180은, 복수의 편향 전극 및 개구부에 의해 형성되는 복수의 편향기 184를 가진다. 편향전극패드 182는, 예를 들면, 프로브카드나 포고핀 어레이 등의 접속수단을 통해서 접속되는 것으로, 성형편향제어부 84(도 1 참조)와 전기적으로 접속된다. 도 4를 참조하여, 편향기 어레이 180에 설치된 복수의 편향기 184는, 블랭킹전극어레이 26에 설치된 복수의 애퍼쳐에 대응하여 각각 설치된다.

도7은, 편향기 184의 구성을 나타낸다. 도 7(a)에서 나타낸 바와 같이, 편향기 184는, 기재 186에, 전자빔이 통과하는 개구부 194와, 통과하는 전자빔을 편향하는 복수의 편향전극 190과, 편향전극 190과 편향전극패드 182(도 6 참조)를 전기적으로 접속하는 배선 192를 가진다. 복수의 편향전극 190은 개구부 194의 주위에 설치된다. 편향기 184는, 전계(電界)를 이용해 고속으로 전자빔을 편향할 수 있는 정전형 편향기인 것이 바람직하고, 대향하는 4조의 전극을 가지는 원통형 균등 8극형 구성을 가지는 것이 또한 바람직하다.

편향기 184의 동작에 대해 설명한다. 복수의 편향전극 190의 각각에 소정의 전압을 인가함으로써, 개구부 194에 전계(電界)가 형성된다. 개구부 194에 입사한 전자빔은, 형성된 전계(電界)의 영향을 받아 전계(電界)의 방향에 대응하는 소정의 방향 및 전기장 강도에 대응하는 소정의 양만큼 편향된다. 그 때문에, 전자빔을 원하는 방향 및 편향량만큼 편향하는 전계(電界)를 형성하도록 편향전극 190의 각각에 전압을 인가함으로써, 전자빔을 원하는 위치로 편향할 수 있다.

도7(b)에서 나타낸 바와 같이, 편향기 180은 대향하는 소정의 편향전극 190에 소정의 전압을 인가하고, 대향하는 다른 전극에 당해 소정의 전압과 다른 전압을 인가함으로써, 개구부 194를 통과하는 전자빔에 대해서 비점보정(非点補正)을 실시할 수 있다. 또한, 도 7(c)에서 나타낸 바와 같이, 모든 편향전극 190에 대략 같은 전압을 인가함으로써, 개구부 194를 통과하는 전자빔에 대해서 초점보정(焦点補正)을 실시할 수 있다.

도8은, 본 발명의 일실시형태와 관련되는 전자렌즈인 제1 다축전자렌즈 16의 평면도를 나타낸다. 또한, 전자빔노광장치 100에 포함되는 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34, 제4 다축전자렌즈 36 및 제5 다축전자렌즈 62도, 제1 다축전자렌즈 16과 같은 구성을 가지고 있어서, 이하에서는, 다축전자렌즈의 구성에 관하여, 대표로 제1 다축전자렌즈 16의 구성에 근거하여 설명한다.

제1 다축전자렌즈 16은, 전자빔이 통과하는 렌즈개구부 204를 가지는 렌즈부 202와, 렌즈부 202의 주위에 설치되어 자계를 발생하는 코일부 200을 구비한다. 또한, 렌즈부 202는, 복수의 렌즈개구부 204가 설치되는 영역인 렌즈영역 206을 가진다. 각 전자빔이 통과하는 렌즈개구부 204는, 도 4 및 도 6을 참조하여, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 애퍼쳐 166 및 편향기 어레이 180에 포함되는 편향기 184의 위치에 대응해 배치되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 렌즈개구부 204는, 각 전자빔 성형부재, 각 편향부 및 블랭킹 전극 어레이 26에 설치된 전자빔이 통과하는 개구부와 대략 동축이 되도록 설치된다.

렌즈부 202는, 전자빔이 통과하지 않는 개구부인 더미(dummy) 개구부 205를 추가로 가지는 것이 바람직하다. 더미(dummy) 개구부 205는, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈 강도가 대략 같아지도록, 렌즈부 202의 소정의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 제1 다축전자렌즈 16은, 렌즈부 202에 있어서 더미(dummy) 개구부 205를 가지는 것으로, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈 강도가 대략 같아지도록, 즉 렌즈개구부 204에 있어서의 자계 강도를 대략 균일하게 하도록 조정할 수 있다.

본 실시예에 있어서 더미(dummy) 개구부 205는, 렌즈 영역 206의 외주(외부둘레)에 설치된다. 이 경우에 있어서 렌즈개구부 204 및 더미(dummy) 개구부 205는, 각 렌즈개구부 204 및 각 더미(dummy) 개구부 205가 격자점을 형성하도록 격자모양으로 설치되어도 좋다. 또한, 더미(dummy) 개구부 205는, 렌즈 영역 206의 외주(외부둘레)에 원형으로 설치되어도 좋다. 또한, 더미(dummy) 개구부 205는, 렌즈부 202에 있어서 렌즈영역 206의 내부에 설치되어도 좋다. 더미(dummy) 개구부 205가 설치되는 위치를 조정함으로써, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈강도를 보다 세밀하게 조정할 수 있다.

또한, 렌즈부 202는, 렌즈개구부 204와 다른 크기 및/또는 형상을 가지는 더미(dummy) 개구부 205를 가져도 좋다. 더미(dummy) 개구부 205의 크기 및/또는 형상을 조정함으로써, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈강도를 추가로 세밀하게 조정할 수 있다.

도9는, 제1 다축전자렌즈 16의 다른 예를 나타낸다. 렌즈부 202는, 렌즈 영역 206의 외주(외부둘레)에, 더미(dummy) 개구부 205를 다중(多重)으로 가져도 좋다. 이 경우에 있어서, 렌즈개구부 204 및 더미(dummy) 개구부 205는, 각 렌즈개구부 204 및 각 더미(dummy) 개구부 205가 격자점을 형성하도록 격자모양으로 설치되어도 좋으며, 또한, 더미(dummy) 개구부 205는, 렌즈영역 206의 외주(외부둘레)에 원형으로 설치되어도 좋다. 추가로 렌즈부 202는, 렌즈영역 206의 외주(외부둘레)에, 격자모양으로 설치된 복수의 더미(dummy) 개구부 205 및 원형으로 설치된 복수의 더미(dummy) 개구부 205를 가져도 좋다. 제1 다축전자렌즈 16은, 더미(dummy) 개구부 205를 다중(多重)으로 가짐으로써, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈강도를 추가로 세밀하게 조정할 수 있다.

도10은, 제1 다축전자렌즈 16의 다른 예를 나타낸다. 렌즈부 202는, 렌즈 영역 206의 외주(외부둘레)에, 상이한 크기를 가지는 복수의 더미(dummy) 개구부 205를 가져도 좋다. 예를들면, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계강도가, 렌즈부 자성도체부 210의 중심부보다 외주(외부둘레)부가 강한 경우에는, 렌즈부 자성도체부 210에 설치된 소정의 렌즈개구부 204는, 당해 소정의 렌즈개구부 204보다 안쪽에 설치된 다른 렌즈개구부 204보다 크게 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈개구부 204의 크기는, 렌즈부 자성도체부 210에 있어서의 복수의 렌즈개구부 204가 설치되는 영역인 렌즈영역 206의 중심축에 대해 대략 대칭인 것이 바람직하다.

또한, 렌즈부 202는, 렌즈영역 206의 외주(외부둘레)에 다른 크기를 가지는 더미(dummy) 개구부 205를 다중(多重)으로 가져도 좋다. 이 경우에 있어서 렌즈개구부 204및 더미(dummy) 개구부 205는, 각 렌즈개구부 204및 각 더미(dummy) 개구부 205가 격자점을 형성하도록 격자모양으로 설치되어도 좋고, 또한, 더미(dummy) 개구부 205는, 렌즈영역 206의 외주(외부둘레)에 원형으로 설치되어도 좋다. 제1 다축전자렌즈 16은, 다른 크기를 가지는 더미(dummy) 개구부 205를 다중(多重)으로 가짐으로써, 각 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈강도를 추가로 세밀하게 조정할 수 있다.

도11은, 제1 다축전자렌즈 16의 다른 예를 나타낸다. 렌즈부 202는, 렌즈개구부 204와 더미(dummy) 개구부 205와의 간격이, 렌즈 영역 206에 인접하는 렌즈개구부 204 사이의 간격과 다르도록 설치된 더미(dummy) 개구부 205를 가져도 좋다. 또한, 렌즈부 202는, 다른 간격으로 다중(多重)으로 설치된 더미(dummy) 개구부 205를 추가로 가져도 좋다. 제1 다축전자렌즈 16은, 렌즈개구부 204와의 간격이 조정된 더미(dummy) 개구부 205를 가짐으로써, 렌즈개구부 204에 있어서의 렌즈 강도를 추가로 세밀하게 조정할 수 있다.

도12는, 제1 다축전자렌즈 16의 단면도를 나타낸다. 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34, 제4 다축전자렌즈 36 및 제5 다축전자렌즈 62도, 제1 다축전자렌즈 16과 같은 구성을 가져도 좋고, 이하에 있어서, 다축전자렌즈의 구성에 관해서, 대표로 제1 다축전자렌즈 16의 구성에 근거해 설명한다.

도12(a)에서 나타낸 바와 같이, 제1 다축전자렌즈 16은, 자계를 발생시키는 코일 214, 코일 214의 주위에 설치된 코일부 자성도체부 212, 및 코일 214와 코일부 자성도체부 212의 사이에 설치되고 코일 214를 냉각하는 냉각부 215를 가진다.또한, 렌즈부 202는, 복수의 렌즈부 자성도체부 210, 및 렌즈부 자성도체부 210에 설치된 복수의 개구부를 가진다. 복수의 렌즈부 자성도체부 210에 포함되는 복수의 당해 개구부가 전자빔을 통과시키는 렌즈개구부 204를 형성한다.

본 실시예에 있어서 렌즈부 202는, 복수의 개구부가 설치된 제1 렌즈부 자성도체부 210a와, 복수의 개구부가 설치된 제2 렌즈부 자성도체부 210b를 가진다. 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b는, 비자성도체부 208을 사이에 두고 대략 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 설치된 복수의 개구부에 의해 형성된 렌즈개구부 204에 있어서, 전자빔의 초점 및/또는 회전을 조정하는 자계가 형성된다. 그리고, 렌즈개구부 204로 입사한 전자빔은, 복수의 렌즈부 자성도체부 210사이에 있어서 발생하는 자계의 영향을 받아, 서로 크로스오버를 형성하는 일 없이 각각 독립적으로 초점 등이 조정된다.

또한, 코일부 자성도체부 212와 렌즈부 자성도체부 210과는 상이한 투자율(透磁率)을 가지는 자성도체재료에 의해 형성되어도 좋다. 바람직하게는, 코일부 자성도체부 212를 형성하는 재료는, 렌즈부 자성도체부 210을 형성하는 재료보다 높은 투자율(透磁率)을 가진다. 예를 들면, 코일부 자성도체부 212는 순철(純鐵)에 의해 형성되고, 렌즈부 자성도체부 210은 퍼멀로이(permalloy)에 의해 형성된다. 코일부 자성도체부 212 및 렌즈부 자성도체부 210을 투자율(透磁率)이 다른 재료로 형성함으로써, 복수의 렌즈개구부 204에 형성되는 자계 강도를 균일하게 할 수 있다. 나아가서는, 웨이퍼 44에 조사되는 각 전자빔의 초점등을 균일하게 할 수 있다.

도12(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 202는, 렌즈부 자성도체부 210에 있어서의 렌즈개구부 204가 설치된 곳 이외의 영역에 있어서 복수의 렌즈부 자성도체부 210의 사이에 비자성도체부 208을 가지는 것이 바람직하다. 비자성도체부 208은, 렌즈부 자성도체부 210에 있어서의 렌즈개구부 204가 설치된 곳 이외의 영역에 있어서 복수의 렌즈부 자성도체부 210의 사이를 충전(充塡)하도록 설치되어도 좋다. 이 때, 비자성도체부 208은, 관통부를 가지며, 당해 관통부와 렌즈부 자성도체부 210이 가지는 개구부가 렌즈개구부 204를 형성한다.

렌즈부 202가 비자성도체부 208을 가짐으로써, 각 렌즈개구부 204를 통과하는 복수의 전자빔 사이에 활동하는 쿨롱(coulomb)력을 차폐할 수 있다. 또한, 렌즈부 202가 비자성도체부 208을 가짐으로써, 제1 렌즈부자성도체부 210a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b와의 간격을 균일하게 할 수 있다. 나아가서는, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계 강도를 균일하게 할 수 있으며, 나아가서는, 웨이퍼 44에 조사되는 각 전자빔의 초점등을 균일하게 할 수 있다. 또한, 비자성도체부 208은, 렌즈부 202를 형성할 경우에, 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 스페이서(spacer)로서의 기능도 가진다.

도13은, 다축전자렌즈의 다른 예를 나타낸다. 다축전자렌즈는 복수의 다축전자렌즈가 일체로 형성되어도 좋다. 본 실시예에 있어서 다축전자렌즈는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 대략 평행하게 배치된 제3 렌즈부 자성도체부 210c를 추가로 가진다. 또한, 코일부 200은, 복수 코일 200을가진다.

각각의 자성도체부에 설치된 개구부가, 렌즈개구부 204를 형성한다. 그리고, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b 사이, 및 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 제3 렌즈부 자성도체부 210c와의 사이에 각각 자계를 형성한다. 또한, 각 자성도체부 210을 다른 간격으로 배치함으로써, 각 자성도체부 210간에 있어서 상이한 렌즈 강도를 갖게할 수 있다. 본 실시예에 있어서의 다축전자렌즈는, 복수의 다축전자렌즈를 일체로 설치함으로써, 복수의 렌즈기능을 가지는 다축전자렌즈를 컴팩트하게 형성할 수 있다. 나아가서는 전자빔 노광장치 100을 소형화할 수 있다.

도14는, 렌즈부 202의 다른 예를 나타낸다. 도 14(a)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 자성도체부 210 가운데 적어도 1개의 렌즈부 자성도체부 210이, 렌즈부 자성도체부 210에 포함되는 개구부의 외주(외부둘레)에 절흠부절흠부(切欠部) 216을 가져도 좋다. 이 때, 절흠부 216은, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 대향하는 면에, 각각 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 렌즈부 자성도체부 210은, 크기가 다른 절흠부 216을 가지는 것이 바람직하다. 이 때, 절흠부 216은, 렌즈부 자성도체부 210의 깊이 방향으로 다른 크기를 가져도 좋으며, 또한, 렌즈부 자성도체부 210에 있어서의 개구가 다른 크기여도 좋다.

예를 들면, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계강도가, 렌즈부 자성도체부 210의 중심부보다 외주(외부둘레)부가 강한 경우에는, 렌즈부 자성도체부 210에 설치된 소정의 절흠부 216은, 당해 소정의 절흠부 216보다 안쪽에 설치된 다른 절흠부 216보다 크게 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 절흠부 216의 크기는, 렌즈부 자성도체부 210에 있어서의 복수의 렌즈개구부 204가 설치되는 영역인 렌즈영역 206의 중심축에 대해 대략 대칭인 것이 바람직하다.

렌즈부 자성도체부 210은, 절흠부 216을 가짐으로써, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계강도를 조정할 수 있다. 또한, 도 14(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 자성도체부 202는, 렌즈부 자성도체부 210의 표면에 있어서의 소정의 개구부와 당해 소정의 개구부에 인접하는 다른 개구부와의 사이에, 표면보다 돌출하고 자성 및 도전성을 가지는 돌출부 218을 가져도 좋다. 돌출부 218을 포함함으로써, 절흠부 216과 같은 효과를 얻을 수 있다.

도15는, 렌즈부 202의 다른 예를 나타낸다. 도 15(a)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 202는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 설치된 개구부의 주위에 전자빔의 조사방향으로 대략 평행한 방향으로 돌출하도록 설치된 복수의 제1 부자성도체부 240a와, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 설치된 개구부의 주위에 전자빔의 조사방향으로 대략 평행한 방향으로 돌출하도록 설치된 복수의 제2 부자성도체부 240b를 가진다.

제1부자성도체부 240a 및 제2부자성도체부 240b는, 전자빔의 조사 방향으로 대략 수직인 단면이 원통 형상인 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 설치된 개구부의 안쪽으로 제1 부자성도체부 240a가 설치되고, 또한 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 설치된 개구부의 안쪽으로 제2 부자성도체부 240b가 설치된다. 그리고, 제1 부자성도체부 240의 안쪽에 형성된 개구부 및 제2 부자성도체부 240b의 안쪽에 형성된 개구부가, 전자빔을 통과시키는 렌즈개구부 204를 형성한다.

렌즈개구부 204에 있어서, 제1 부자성도체부 240a 및 제2 부자성도체부 240b에 의해 자계가 형성된다. 렌즈개구부 204에 입사한 전자빔은, 제1 부자성도체부 240a와 제2 부자성도체부 240b와의 사이에서 발생하는 자계의 영향을 받아, 각각 독립적으로 집속된다.

소정의 제1 부자성도체부 240a와, 당해 소정의 제1 부자성도체부 240a와 대향하는 제2 부자성도체부 240b와의 간격은, 다른 제1 부자성도체부 240a와, 당해 다른 제1 부자성도체부 240a와 대향하는 제2 부자성도체부 240b와의 간격과 달라도 좋다. 도 15(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 202는, 간격이 다른 제1 부자성도체부 240a와 제2 부자성도체부 240b를 가짐으로써, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계 220의 강도를 조정할 수 있다. 즉, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계 200의 강도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 렌즈축을, 전자빔의 조사방향으로 대략 평행한 방향으로 향할 수 있다. 게다가, 각 렌즈개구부 204를 통과하는 복수의 전자빔을 대략 같은 면에서 집속시킬 수 있다.

예를들면, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계강도가, 렌즈부 자성도체부 210의 중심부보다 외주(외부둘레)부에서 강한 경우에는, 소정의 제1 부자성도체부 240a와 당해 소정의 제1 부자성도체부 240a에 대향하는 제2 부자성도체부 240b와의 간격은, 당해 소정의 제1 부자성도체부 240a보다 코일부 200으로부터 먼 위치에 설치된다른 제1 부자성도체부 240a와, 당해 다른 제1 부자성도체부 240a에 대향하는 제2부자성도체부 240b와의 간격보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 제1 부자성도체부 240a의 각각과, 제2 부자성도체부 240b의 각각과의 간격은, 제2 주자성도체부 210b에 관한 복수의 제2 개구부 204b가 설치된 영역의 중심축에 대해 대략 대칭인 것이 바람직하다.

도16은, 렌즈부 202의 다른 예를 나타낸다. 도 16(a)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 202는, 제1 부자성도체부 240a와, 당해 제1 부자성도체부 240a와 대략 동일축상에 설치된 제2 부자성도체부 240b와의 주위에 설치된 비자성도체부인 고정부 242를 가져도 좋다. 고정부 242를 제1 부자성도체부 240a 및 제2 부자성도체부 240b의 주위에 마련함으로써, 제1 부자성도체부 240a의 개구부와 제2 부자성도체부 240b의 개구부와의 동축도를 매우 정밀하게 제어할 수 있다.

또한, 고정부 242는, 제1 부자성도체부 240a와 제2 부자성도체부 240b에 끼워지도록 설치되는 것이 바람직하다. 고정부 242를 제1 부자성도체부 240a와 제2 부자성도체부 240b에 끼워지도록 설치함으로써, 제1 부자성도체부 240a와 제2 부자성도체부 240b와의 간격을 매우 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 고정부 242는, 제1 주자성도체부 210a와 제2 주자성도체부 210b에 끼워지도록 설치되어도 좋다. 고정부 242를 제1 주자성도체부 210a와 제2 주자성도체부 210b에 끼워지도록 설치함으로써, 고정부 242는, 제1 주자성도체부 210a와 제2 주자성도체부 210b와의 스페이서로서의 기능을 가진다.

도16(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 202는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a및 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 어느 한편에 부자성도체부 240을 가져도 좋다. 이 때, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 설치된 개구부 및 제1 부자성도체부 240a의 개구부가, 전자빔을 통과시키는 렌즈개구부 204를 형성한다. 또한, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 설치된 개구부와 제1 부자성도체부 240a의 개구부는, 대략 같은 크기인 것이 바람직하다.

또한, 렌즈부 202는, 제2 렌즈부 자성도체부 210b와의 간격이 다른 복수의 제1 부자성도체부 240a를 가져도 좋다. 제1 렌즈부 자성도체부 210a와의 간격이 상이한 복수의 제1 부자성도체부 240a가, 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 설치됨으로써, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계의 강도를 조정할 수 있다. 즉, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계의 강도를 균일하게 할 수 있다. 또한, 각 렌즈개구부 204에 형성되는 자계를, 렌즈개구부 204의 중심축에 대해 대략 대칭으로 분포시킬 수 있다. 게다가, 각 렌즈개구부 204를 통과하는 복수의 전자빔을 대략 같은 면에서 집속시킬 수 있다.

예를들어, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계 강도가, 렌즈부 자성도체부 210의 중심부보다 외주(외부둘레)부에서 강한 경우에는, 소정의 제1 부자성도체부 240a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 간격은, 당해 소정의 제1 부자성도체부 240a보다 코일부 200에서 먼 위치에 설치된 다른 제1 부자성도체부 240a와 제2 주자성도체부 210b의 간격보다 큰 것이 바람직하다. 게다가 제1 부자성도체부 240a의 각각과 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 간격은, 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 개구부가 설치된 영역의 중심축에 대해 대략 대칭인 것이 바람직하다.

도16(c)에서 나타낸 바와 같이, 제1 부자성도체부 240a는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 있어서의 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 대향하는 면에 설치되어 제2 부자성도체부 240b는, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 있어서의 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 대향하는 면에 설치되어도 좋다. 이 때, 제1 부자성도체부 240a 및 제2 부자성도체부 210b의 개구부는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b의 개구부와 대략 같은 것이 바람직하다.

도17은, 다축전자렌즈의 렌즈강도를 조정하는 렌즈강도조정부의 일례를 나타낸다. 제1 렌즈강도조정부 17, 제2 렌즈강도조정부 25, 제3 렌즈강도조정부 35 및 제4 렌즈강도조정부 37은, 각각 같은 구성 및 기능을 가져도 좋다. 이하, 대표로 제1 렌즈강도조정부 17을 예로 들어 설명한다.

도17(a)은, 제1 렌즈강도조정부 17 및 다축전자렌즈에 포함되는 렌즈부 202의 단면도를 나타낸다. 제1 렌즈강도조정부 17은, 다축전자렌즈에 대하여 대략 평행하게 설치된 기재 530과, 기재 530에 설치되어 다축전자렌즈의 렌즈 강도를 조정하는 렌즈강도조정기의 일례인 조정전극 532를 구비한다.

제1 렌즈강도조정부 17은, 조정전극 532에 소정의 전압을 인가함으로써 원하는 전계(電界)를 발생시킨다. 그리고, 발생한 전계(電界)에 의해, 렌즈개구부 204에 입사되는 전자빔은 감속 또는 가속된다. 감속되어 렌즈개구부 204에 입사된 전자빔은, 감속되지 않고 입사되었을 경우와 비교해, 렌즈개구부 204를 통과하는 시간이 길다. 즉, 입사된 전자빔에 대해서, 렌즈개구부 204에 형성된 자계가 가하는 렌즈 강도를 조정할 수 있다. 따라서, 감속되지 않고 입사되었을 경우가 아니라면,다른 렌즈개구부 204에 입사된 전자빔보다 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 의해 렌즈개구부 204에 형성되는 자계의 영향을 길게 받기 때문에, 전자빔의 초점 위치 및 전자빔의 노광된 상(像)의 회전을 조정할 수 있다. 각 렌즈개구부 204에 대해서 조정전극 532를 설치함으로써, 렌즈개구부 204를 통과하는 각 전자빔에 대해서 독립적으로 초점위치나 노광된 상(像)의 회전 등을 조정할 수 있다.

조정전극 532는, 기재 530으로부터 렌즈개구부 204에 걸쳐 렌즈부 자성도체부 210과 절연되도록 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서 조정전극 532는, 원통형의 전극이며, 렌즈개구부 204를 통과하는 전자빔에 대해 주설(周設)된다. 또한, 본 실시예에 있어서 기재 530은, 다축전자렌즈와 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부 10과의 사이에, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 대향하도록 설치된다. 또한, 조정전극 532는, 전자빔의 조사방향에 있어서 조정전극 532의 내경보다 길게 설치된다. 또한, 조정전극 532는, 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 상이한 다른 렌즈부 자성도체부인 제1 렌즈부 자성도체부 210a보다 전자빔의 조사 방향에 비해 돌출되도록 설치된다. 다른 예에 있어서, 기재 530은, 다축전자렌즈와 웨이퍼 44와의 사이이며 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 대향하도록 설치되어도 좋다.

도17(b)은, 제1 렌즈강도조정부 17의 조정전극 532가 설치된 면의 평면도를 나타낸다. 제1 렌즈강도조정부 17은, 각 조정전극 532에 대해서 원하는 전압을 인가하는 조정전극 제어부 536을 더 포함한다. 조정전극 532는, 기재 530에 설치된 배선 538을 통해서 조정전극 제어부 536과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.또한, 제1 렌즈강도조정부 17은, 복수의 조정전극 제어부 536을 구비하여 각 조정전극 532에 인가하는 전압을 개별적으로 제어하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 각 조정전극 532는, 복수의 전극을 가지는 구조인 것이 좋고, 예를 들면, 도 8(a)에서 나타낸 바와 같이, 대향하는 8극의 전극을 가져도 좋다. 당해 복수의 전극은, 전자빔의 조사 방향에 대해서 실질적으로 수직 방향으로 전계(電界)를 형성하도록 설치되면 좋다. 이 때, 제1 렌즈강도조정부 17은, 당해 8극의 전극에 다른 전압을 인가하는 수단을 추가로 가지는 것이 바람직하다. 조정전극 532에 포함되는 각 전극에 다른 전압을 인가함으로써, 추가로 전자빔의 비점보정이나 편향을 실시할 수 있다. 또한, 전자빔의 편향위치나 단면크기에 기인하는 초점어긋남을 보정할 수 있다.

도18은, 다축전자렌즈의 렌즈 강도를 조정하는 렌즈강도조정부의 다른 예를 나타낸다. 도 18(a)은, 제1 렌즈강도조정부 17 및 다축전자렌즈에 포함되는 렌즈부 202의 단면도를 나타낸다. 제1 렌즈강도조정부 17은, 다축전자렌즈에 대해서 대략 평행하게 설치된 기재 540과 기재 540에 설치되어 다축전자렌즈의 렌즈강도를 조정하는 렌즈강도조정기의 일례인 조정코일 542를 구비한다. 제1 렌즈강도조정부 17은, 조정전극 532에 소정의 전류를 공급함으로써 원하는 자계를 발생시켜, 렌즈개구부 204에 대해 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈 자성도체부 210b가 형성하는 자계 강도를 조정할 수 있다. 즉, 렌즈개구부 204에 형성된 자계가, 당해 렌즈개구부를 통과하는 전자빔에 대해서 가하는 힘인 렌즈강도를 조정할 수 있다. 그리고, 렌즈개구부 204에 입사된 전자빔은, 제1 렌즈부 자성도체부 210a 및 제2 렌즈 자성도체부 210b가 형성하는 자계와, 조정코일 542가 형성하는 자계의 영향을받기 때문에, 전자빔의 초점위치 및 전자빔 노광상(露光像)의 회전을 조정할 수 있다. 또한, 각 렌즈개구부 204에 대해서 조정코일 532를 구비함으로써, 렌즈개구부 204를 통과하는 각 전자빔에 대해서 독립적으로 초점, 및/또는 상의 회전등을 조정할 수 있다.

조정 코일 542는, 기재 530으로부터 렌즈개구부 204에 걸쳐, 렌즈부 자성도체부 210과 절연되도록 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서, 조정코일 542는 솔레노이드 코일이며, 렌즈개구부 204를 통과하는 전자빔에 대해 주설(周設)된다. 또한, 본 실시예에 있어서 기재 540은, 다축전자렌즈와 전자빔을 발생하는 전자빔 발생부 10과의 사이에, 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 대향하도록 설치되어 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 상이한 다른 렌즈부 자성도체부인 제1 렌즈부 자성도체부 210a보다 전자빔의 조사방향에 비해 돌출되도록 설치된다. 다른 예에 있어서, 조정코일 532는 렌즈개구부 204의 외부에 있어서 렌즈개구부 204에 형성되는 자계에 영향을 주도록 전자빔의 광축에 대해서 주설(周設)되어도 좋다. 또한, 제1 렌즈강도조정부 17은, 조정코일 542의 근방 혹은 조정코일 542에 접촉하도록 설치되고, 조정코일 542에서 발생한 열을 유도하는 방열부재를 추가로 포함하여도 좋다. 방열부재는, 예컨데 통 모양의 비자성 도체부재인 것이 좋고, 조정코일 542의 주위에 설치된다.

도18(b)은, 제1 렌즈강도조정부 17의 조정코일 542가 설치된 면의 평면도를 나타낸다. 제1 렌즈강도조정부 17은, 각 조정코일 542에 대해서 원하는 전류를 공급하는 조정코일 제어부 546을 추가로 가진다. 조정코일 542는, 기재 540에 설치된배선 548을 통해서 조정코일제어부 546과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 렌즈강도조정부 17은, 복수의 조정코일 제어부 546을 포함하여, 각 조정코일 542에 공급하는 전압을 개별적으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

도19는, 제1 성형편향부 18및 차폐부 600의 구성을 나타낸다. 도 19(a)는, 제1 성형편향부 18및 차폐부 600의 단면도이다. 도 19(b)는, 제1 성형편향부 18및 차폐부 600의 평면도이다. 이하, 제1 성형편향부 18을 가지고 설명하지만, 제2 성형편향부 20 및 블랭킹전극어레이 26도, 제1 성형편향부 18과 같은 구성을 가져도 좋다.

제1 성형편향부 18은, 전자빔의 조사방향에 대략 수직으로 설치된 기재 186과, 기재 186에 설치된 개구부 194와, 개구부 194의 각각에 전자빔의 조사 방향을 따라 설치된 편향기 190을 가진다. 또한, 차폐부 600은, 전자빔의 조사 방향에 대략 수직으로 설치된 제1 차폐기판 602와, 제1 차폐기판 602에 전자빔의 조사 방향을 따라 설치된 제1 차폐전극 604와, 기재 186을 사이에 두고 제1 차폐 기판 602와 대향하는 위치에서 전자빔의 조사방향과 대략 수직으로 설치된 제2 차폐 기판 608과, 제2 차폐 기판 608에 전자빔의 조사 방향을 따라 설치된 제2 차폐전극 610을 가진다.

제1 차폐전극 604는, 복수의 편향기 190의 사이에, 전자빔의 조사 방향을 따라, 편향기 190의 일단보다 전자빔 발생부 10(도 1 참조)에 가까운 위치로부터, 편향기 190의 일단보다 웨이퍼 44(도 1 참조)에 가까운 위치까지 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 차폐전극 604는 접지되는 것이 바람직하다. 제2 차폐전극 610은, 기재 186을 사이에 두고 제1 차폐전극과 대향하는 위치에서, 전자빔의 조사방향을 따라 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 차폐전극 610은 접지되는 것이 바람직하다. 또한, 도 19(b)에서 나타낸 바와 같이, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 복수의 편향기 190의 각각의 사이에 격자모양으로 설치되는 것이 바람직하다.

도20은, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610의 구성을 나타낸다. 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 전자빔의 조사방향과 대략 수직인 방향으로 복수의 개구부를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 도 20에서 나타낸 바와 같이, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 그물코 모양인 것이 더욱 바람직하다. 케이스 8 내부에 설치된 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610에 개구부를 마련함으로써, 배기공 708으로부터 케이스 8을 진공배기하는 경우에 있어서, 배기의 컨덕턴스를 내리는 일 없이, 복수의 편향기에 의해 생성되는 전계(電界)에 의한 전자빔에의 간섭을 막고, 전자빔을 정밀도 높게 조사시킬 수 있다.

도21은, 제1 성형편향부 18 및 차폐부 600의 구성의 다른 예를 나타낸다. 도 21(a)은, 제1 성형편향부 18 및 차폐부 600의 단면도를 나타낸다. 도 21(b)은, 제1 성형편향부 18 및 차폐부 600을 웨이퍼 44의 방향에서 본 도면을 나타낸다.

도21(a) 및 도 21(b)에서 나타낸 바와 같이, 제1 차폐전극 606은, 복수의 편향기 190의 각각의 주위에 원통 형상으로 설치되어도 좋다. 또한, 차폐전극은, 소정의 제1 성형편향부 18에 의해 생성된 전계(電界)가, 당해 소정의 제1 성형편향부 18의 개구부 194를 통과하는 전자빔 이외의 전자빔에 영향을 미치지 않게, 소정의제1 성형편향부 18과 다른 제1 성형편향부 18에 의해 생성되는 전계(電界)를 차폐하는 형상이면 좋다.

도22는, 제1 성형편향부 18의 구성의 다른 예를 나타낸다. 도 22(a)에서 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 제1 성형편향부 18은, 전자빔의 조사방향과 대략 수직으로 설치된 기재 186과, 기재 186에 설치된 개구부 194와, 개구부 194의 각각에 전자빔의 조사방향에 따라 설치된 편향기 190과, 복수의 개구부 194의 각각의 사이에 설치된 제1 차폐전극 604와, 기재 186을 사이에 두고 제1 차폐전극 604와 대향하는 위치에서, 기재 186과 대략 수직인 방향을 따라 설치된 제2 차폐전극 610을 가진다.

편향기 190은, 기재 186에서, 기재 186과 대략 수직방향인 제1의 방향을 따라 설치되어 있고, 제1 차폐전극 604는, 기재 186에서, 당해 제 1의 방향을 따라 편향기 190보다 길게 설치되는 것이 바람직하다. 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은 복수의 개구부 194의 각각의 사이에 격자모양으로 설치되어도 좋다. 또한, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은 복수의 개구부 194의 각각의 주위에 설치되어도 좋다.

또한, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 기재 186에 대략 수직인 방향으로 복수의 개구부를 가져도 좋다. 또한, 제1 차폐전극 604및 제2 차폐전극 610은, 그물코 모양인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 기재 186의 표면 및 아래쪽 면의 각각에, 복수 개구부의 각각의 사이에 설치되어 있으면 좋다.

도23은, 편향부 60, 제5 다축전자렌즈 62 및 차폐부 900의 구성의 일례를 나타낸다. 도 23(a)에서 나타낸 바와 같이, 편향부 60은, 기재 186과 제5 다축전자렌즈 62의 렌즈개구부의 내부에 설치된 복수의 편향기 190을 가진다. 또한, 제5 다축전자렌즈 62는, 복수의 전자빔이 통과하는 복수의 제1 개구부를 포함한 제1 렌즈부 자성도체부 210a와, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 대략 평행하게 설치되고 제1 개구부의 각각을 통과한 복수 전자빔의 각각이 통과하는 복수의 제2 개구부를 포함하는 제2 렌즈부 자성도체부 210b를 가진다.

또한, 차폐부 900은, 제1 렌즈부 자성도체부 210a로부터 전자빔 발생부 10의 방향으로 설치된 제1 차폐전극 902와, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 대략 평행하게 설치되어 제1 차폐전극을 보관, 유지하는 제1 차폐기판 904와, 제2 렌즈부 자성도체부 210b로부터 웨이퍼 44의 방향으로 설치된 제2 차폐전극 910과, 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 대략 평행하게 설치되어 제2 차폐전극 910을 보관, 유지하는 제2 차폐 기판 908과, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b와의 사이에 설치된 제3 차폐전극 906을 가진다.

제1 차폐전극 902, 제2 차폐전극 910 및 제3 차폐전극 906은, 복수의 렌즈개구부의 각각의 사이에 격자모양으로 설치되어도 좋다. 또한, 제1 차폐전극 902, 제2 차폐전극 910 및 제3 차폐전극 906은 복수의 렌즈개구부의 각각의 주위에 설치되어도 좋다. 또한 제1 차폐전극 902, 제2 차폐전극 910 및 제3 차폐전극 906은 기재 186에 대략 수직인 방향으로 복수의 개구부를 가져도 좋다. 또한, 제1 차폐전극 902, 제2 차폐전극 910 및 제3 차폐전극 906은 그물코 모양인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 차폐부 900은, 제1 차폐 기판 904를 포함하지 않고, 제1 차폐전극 902는 기재 186에 보관, 유지되어도 좋다. 또한, 차폐부 900은, 제2 차폐 기판 908을 포함하지 않고, 제2 차폐전극 910은 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 보관 유지되어도 좋다. 또한, 도 23(b)에서 나타낸 바와 같이, 편향기 190이 제2 렌즈부 자성도체부 210b보다 웨이퍼 44의 방향으로 돌출하지 않은 경우에, 차폐부 900은, 제2 차폐전극 910을 가지지 않아도 좋다.

도24는, 차폐부(600, 900)에 의해 차폐된 전계(電界)를 나타낸다. 여기에서는 차폐부(600, 900)에 의해 차폐되는 전계(電界)의 일례로서 제1 성형편향부 18에서 복수의 편향기 190에 의해 형성되는 전계(電界)를 나타낸다. 전극간에 차폐부(600, 900)를 마련함으로써, 소정의 편향기에 의해 생성된 전계(電界)가, 당해 소정의 편향기를 통과하는 전자빔 이외의 전자빔에 미치는 영향을 큰폭으로 감소시킬 수 있다.

구체적인 예로서, 개구부 194a를 통과하는 전자빔을 편향하기 위하여 편향기 190a가 가지는 편향전극에 부(負)의 전압을 인가하고, 또한 개구부 194c를 통과하는 전자빔을 편향하기 위하여 편향기 190c가 가지는 편향전극에 정(正)의 전압을 인가해, 개구부 194b를 통과하는 전자빔을 직진시킬 수 있도록 편향기 190b가 가지는 편향 전극에는 전압을 인가하지 않는 경우이다. 이 때, 도 24에서 나타낸 바와 같이, 제1 차폐전극 604 및 제2 차폐전극 610은, 편향기 190a 및 편향기 190c에 의해 생성되는 전계(電界)를 차폐해, 편향기 190a 및 편향기 190c가 편향기 190b를통과하는 전자빔에의 영향을 큰폭으로 감소시킬 수 있어, 복수의 전자빔을 정밀도 높게 웨이퍼에 조사시킬 수 있다.

도25는, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22의 일례를 나타낸다. 제1 성형 부재 14는, 전자빔 발생부 10이 발생한 각각의 전자빔이 조사되는 복수의 성형부재 조사영역 560을 가진다. 제1 성형 부재 14는, 각각의 성형부재 조사영역 560에 대해, 조사된 각각의 전자빔을 성형하는 제1 성형 개구부를 가진다. 당해 제 1 성형 개구부는, 사각형 형상을 가지는 것이 바람직하다.

마찬가지로, 제2 성형 부재 22는, 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20이, 제1 성형 부재 14에서 성형된 각각의 전자빔을 편향하고, 제2 성형 부재 22에 조사하는 영역인 복수의 성형부재 조사영역 560을 가진다. 제2 성형 개구부재 22는, 성형부재 조사영역 560에 있어서, 조사된 각각의 전자빔을 성형하는 제2 성형 개구부를 가진다. 제2 성형 개구부는, 사각형 형상을 가지는 것이 바람직하다.

도26은, 제2 성형 부재 22에 있어서의 성형부재 조사영역 560의 다른 예를 나타낸다. 도 26(a)에서 나타낸 바와 같이, 성형부재 조사영역 560은, 도 25에서 설명한 제2 성형 개구부 562 및 제2 성형 개구부 562와 다른 형상을 가지는 패턴 개구부가 설치되는 영역인 복수의 패턴 개구부 영역 564를 가진다. 패턴 개구부 영역 564의 크기는, 제1 성형 부재 14에서 성형되는 전자빔의 최대의 크기와 실질적으로 같은, 또는 당해 최대의 크기보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 패턴 개구부 영역 564의 형상은, 제1 성형 부재 14에서 성형된 전자빔의 단면 형상과 같은 형상, 또는 상사형(닮은꼴)인 것이 바람직하다.

도26(b) 내지 도 26(e)는, 패턴 개구부 566의 일례를 나타낸다. 도 26(b) 및 도 26(c)에서 나타낸 바와 같이, 패턴 개구부 566은, 예컨대 웨이퍼에 설치되는 트랜지스터와 배선을 전기적으로 접속하기 위한 컨택트홀이나, 배선끼리 전기적으로 접속하기 위한 쓰루홀 등의 일정한 간격이나 일정한 주기로 설치된 구멍형상을 노광하기 위한 개구부인 것이 바람직하다. 또한, 도 26(d) 및 도 26(e)에서 나타낸 바와 같이, 패턴 개구부 566은, 예를 들면 트랜지스터의 게이트 전극이나 배선등의 일정한 간격이나 일정한 주기로 설치된 라인·및·공극(line-and-space)의 패턴을 노광하기 위한 개구부라도 좋다.

제1 성형 부재 14에서 성형된 각각의 전자빔이, 대응하는 각각의 성형부재 조사영역 560이 가지는 패턴 개구부 영역 564의 전면에 조사됨으로써, 당해 전자빔이 조사된 패턴 개구부 영역 564에 포함되는 복수의 패턴 개구부 566을 통과한 각각의 전자빔이 형성하는 패턴을 일괄적으로 웨이퍼 44의 원하는 영역에 조사할 수 있다.

도27은, 도 1에서 설명한 제어계 140의 구성의 일례를 나타낸다. 제어계 140은, 총괄제어부 130, 개별제어부 120, 다축전자렌즈 제어부 82 및 웨이퍼 스테이지 제어부 96을 구비한다. 총괄제어부 130은, 제어계 140을 총괄 제어하는 중앙 처리부 220과, 웨이퍼 44에 대해서 노광해야 할 노광패턴을 격납하는 노광패턴 격납부 224와, 노광패턴 격납부 224에 격납된 노광패턴에 근거하여 각 전자빔이 노광해야 할 영역에 관한 노광패턴인 노광데이터를 생성하는 노광패턴 생성부 222와, 노광데이터를 기억하는 기억부인 노광데이터 기억부 226과, 노광데이터를 다른 제어부에대해서 공유시키는 노광데이터 공유부 228과, 노광데이터 및 웨이퍼 스테이지 46의 위치 정보를 산출하는 위치정보산출부 230을 가진다.

개별제어부 120은, 전자빔 발생부 10을 제어하는 전자빔 제어부 80과, 성형편향부(18, 20)를 제어하는 성형 편향 제어부 84와, 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)를 제어하는 렌즈 강도 제어부 88과, 블랭킹 전극 어레이 26을 제어하는 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과, 편향부 60을 제어하는 편향 제어부 98을 가진다. 또한, 다축전자렌즈 제어부 82는, 중앙 처리부 220으로부터의 지시에 근거해, 다축전자렌즈(16, 24, 34, 36, 62)에 설치된 코일에 공급하는 전류를 제어한다.

다음으로, 본 실시예에 있어서의 제어계 140의 동작에 대해 설명한다. 노광패턴 데이터 생성부 222는, 노광패턴 격납부 224에 격납된 노광패턴에 근거하여 노광데이터를 생성하고 노광데이터 기억부 226에 격납한다. 노광데이터 공유부 228은, 노광데이터 기억부 226에 격납된 노광데이터를 읽어내고 기억하여, 위치정보산출부 230 및 개별전자빔제어부 122에 공급한다. 노광데이터 기억부 226은, 노광데이터를 일시적으로 기억하는 버퍼 기억부인 것이 바람직하고, 노광데이터 공유부가 가지는 노광데이터에 대응되는 노광 영역으로서 다음으로 노광해야 할 노광 영역에 대응하는 노광데이터를 격납하는 것이 바람직하다. 그리고, 개별전자빔제어부 122는, 수취한 노광데이터에 근거하여 각 전자빔을 제어한다. 또한, 위치정보산출부 230은, 수취한 노광데이터에 근거하여 웨이퍼 스테이지 46이 이동해야 할 위치를 조정하는 정보를 웨이퍼 스테이지 제어부 96에 공급한다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 당해 정보 및 중앙 처리부 220으로부터의 지시에 근거하여 웨이퍼 스테이지 46을 소정의 위치에 이동시킬 수 있도록 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 제어한다.

도28은, 개별제어계 120에 포함되는 각 구성의 상세를 나타낸다. 블랭킹 전극 어레이 제어부 126은, 기준 클락을 발생하고, 수취한 노광데이터에 근거해, 당해 전자빔에 대응하는 편향 전극 168에 전압을 인가하는지 아닌지를, 당해 클락에 따라 전극마다 제어하는 개별 블랭킹 전극 제어부 126과, 개별 블랭킹 전극 제어부 126으로부터 출력된 신호를 증폭해 블랭킹 전극 어레이 26에 공급하는 증폭부 146을 가진다.

성형 편향 제어부 84는, 받은 노광데이터에 근거해, 성형편향부(18, 20)가 가지는 각 편향 전극에 대해서 인가하는 전압을 나타내는 전압 데이터를 각각 출력하는 복수의 개별 성형 편향 제어부 124와 개별 성형 편향 제어부 124로부터 수취한 디지탈 데이터인 당해 전압 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 출력하는 디지탈-아날로그 변환기(이하, “DAC”라 함) 134와, DAC 134로부터 받은 아날로그 데이터를 증폭해 성형편향부(18, 20)에 공급하는 증폭부 144를 가진다.

렌즈 강도 제어부 88은, 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)에 인가하는 전압 및/또는 공급하는 전류를 제어하는 데이터를 출력하는 개별 렌즈 강도 제어부 125와, 개별 렌즈 강도 제어부 125로부터 받은 당해 데이터를 아날로그 데이터로 변환해 출력하는 DAC 135와, DAC 135로부터 받은 아날로그 데이터를 증폭해 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)에 공급하는 증폭부 145를 가진다.

렌즈강도조정부 88은, 중앙 처리부 220으로부터의 지시에 근거하여, 각 다축전자렌즈에 있어서의 렌즈개구부 204의 렌즈 강도가 균일하게 되도록, 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)에 인가하는 전압 및/또는 공급하는 전류를 제어한다. 본 실시예에 있어서, 렌즈강도조정부 88은 노광 처리중에 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)에 일정한 전압 및/또는 전류를 공급한다. 이 경우에 있어서, 렌즈강도조정부 88은, 노광 처리를 실시하기 전에 취득한 각 전자빔의 웨이퍼 44에 대한 초점 및/또는 회전을 교정하는 데이터에 근거해 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)를 제어한다. 즉, 렌즈 강도 제어부 88은, 노광 처리중, 노광데이터에 근거하지 않고 각 렌즈강도조정부(17, 25, 35, 37)를 제어해도 좋다.

편향 제어부 98은, 수취한 노광데이터에 근거하여, 편향부 60이 가지는 편향 전극에 대하여 인가하는 전압을 나타내는 전압 데이터를 출력하는 개별 편향 제어부 128과, 개별 편향 제어부 128로부터 수취한 디지탈 데이터인 당해 전압 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 출력하는 DAC 138과, DAC 138로부터 받은 아날로그 데이터를 증폭해 편향부 38에 공급하는 증폭기(AMP) 148을 가진다. 편향 제어부 98은, 편향부 60이 가지는 각각의 편향전극에 대해서, 개별 편향 제어부 128, DAC 138 및 AMP 148을 가지는 것이 바람직하다.

성형 편향 제어부 84, 블랭킹 전극 어레이 제어부 86 및 편향 처리부 88의 동작에 대해 설명한다. 우선, 개별 블랭킹 전극 제어부 126이, 노광데이터 및 기준 클락에 근거해, 블랭킹 전극 어레이 26이 가지는 각 편향 전극 168에 대하여 전압을 인가할 타이밍을 정한다. 본 실시예에 있어서 개별 블랭킹 전극 제어부 126은, 복수의 전자빔을 상이한 타이밍에 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를 제어한다.즉, 각 전자빔에 대해서 각각 독립하여 전자빔을 웨이퍼 44에 대해 조사할 타이밍을 발생시키고, 블랭킹 전극 어레이 26을 통과하는 각 전자빔을, 각각 당해 타이밍에 따라 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를 제어한다. 또한, 개별 블랭킹 전극 제어부 126은, 수취한 노광데이터 및 기준 클락에 근거해 각 전자빔을 웨이퍼 44에 대해서 조사할 시간을 정하는 것이 바람직하다.

개별 성형 편향 제어부 124는, 개별 블랭킹 전극 제어부 126이 생성한 타이밍에 따라, 수취한 노광데이터에 근거해 전자빔의 단면형상을 성형하기 위하여 성형 편향 제어부(18, 20)가 가지는 편향 전극에 대하여 인가할 전압을 나타내는 전압 데이터를 출력한다. 또한, 개별 편향 제어부 128은, 개별 블랭킹 전극 제어부 126이 생성한 타이밍에 따라 수취한 노광데이터에 근거해, 웨이퍼 44에 대해서 전자빔이 조사되어야 할 위치로 당해 전자빔을 제어하기 위하여, 편향부 60이 가지는 편향 전극에 대해서 인가할 전압을 나타내는 전압데이터를 출력한다.

도29는, 반사전자검출장치 50의 구성을 일례를 나타낸다. 반사전자검출장치 50은, 복수의 전자빔이 통과하는 복수의 개구부 704가 설치된 기판 702와 웨이퍼 44 또는 웨이퍼 스테이지 46에 설치된 마크부(도시하지 않음)로부터 방사된 전자를 검출하고, 검출된 전자량에 근거하는 검출신호를 출력하는 전자 검출부 700을 구비한다. 본 실시예에 있어서의 전자 검출부 700은, 기판 702에 설치된 복수의 개구부 704의 사이에 설치된다. 즉, 전자 검출부 700은, 인접하는 2개의 개구부 704를 각각 통과하는 2개의 전자빔 사이에 설치된다.

또한, 전자 검출부 700과 당해 전자 검출부에 인접하는 2개의 개구부 704를통과하는 2개의 전자빔의 광축은, 실질적으로 동일 직선상에 설치되는 것이 바람직하다. 그리고 전자빔 발생부 10은, 3개 이상의 전자빔을 대략 같은 간격을 두고 발생시키고, 전자 검출부 700은, 3개 이상의 개구부 704를 각각 통과하는 3개 이상의 전자빔의 각각의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 개구부 704는, 격자모양으로 설치되는 것이 바람직하고, 전자 검출부 700은, 격자모양으로 설치된 개구부 704의 각각의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 전자 검출부 700은, 최외주(외부둘레)에 설치된 개구부 704의 외주(외부둘레)에 추가로 설치되어도 좋다.

도30은, 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 예를 나타낸다. 반사전자검출장치 50은, 복수의 전자빔이 통과하는 복수의 개구부 704가 설치된 기판 702와, 웨이퍼 44 또는 웨이퍼 스테이지 46에 설치된 타겟 마크로부터 방사된 전자를 검출해, 검출된 전자량에 근거하는 검출 신호를 출력하는 전자 검출부 700을 구비한다. 본 실시예에 있어서의 전자 검출부 700은, 기판 702에 설치된 복수의 개구부 704의 사이에 복수 개 설치된다. 즉, 전자 검출부 700은, 인접하는 2개의 개구부 704를 각각 통과하는 2개의 전자빔 사이에 복수 개 설치되어 있고, 2개의 개구부 704의 각각에 대응해 설치된다. 또한, 전자 검출부 700은, 기판 702에 설치된 복수의 개구부 704의 각각의 주위에 설치된다.

복수의 전자 검출부 700과, 당해 전자 검출부에 인접하는 2개의 개구부 704를 통과하는 2개의 전자빔의 광축은, 실질적으로 동일 직선상에 설치되는 것이 바람직하다. 게다가 전자빔 발생부 10은, 3개 이상의 전자빔을 대략 같은 간격을 두고 발생시키고, 전자 검출부 700은, 3개 이상의 개구부 704를 각각 통과하는 3개 이상의 전자빔 각각의 사이에 복수 개 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 개구부 704는, 격자모양으로 설치되는 것이 바람직하고, 전자 검출부 700은, 격자모양으로 설치된 개구부 704의 각각의 사이에 복수 개 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 전자 검출부 700은, 최외주(외부둘레)에 설치된 개구부 704의 외주(외부둘레)에 추가로 설치되어도 좋다.

도31은, 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 예를 나타낸다. 반사전자검출장치 50은, 복수의 전자빔이 통과하는 복수의 개구부 704가 설치된 기판 702와, 웨이퍼 44 또는 웨이퍼 스테이지 46에 설치된 타겟 마크로부터 방사된 전자를 검출해, 검출된 전자량에 근거하는 검출 신호를 출력하는 전자 검출부 700과, 복수의 개구부 사이에 설치된 차폐판 706을 구비한다. 본 실시예에 있어서, 전자 검출부 700은, 기판 702에 설치된 복수의 개구부 704의 사이에 복수 개 설치된다. 또한, 복수의 전자 검출부 700은, 복수의 개구부 704의 각각에 대응해 설치된다.

전자 검출부 700은, 기판 702에 설치된 복수의 개구부 704의 각각의 주위에 추가로 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 소정의 전자빔과, 당해 소정의 전자빔과 인접해 조사되는 전자빔과의 사이에, 차폐판 706이 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 차폐판 706은, 소정의 개구부 704의 주위에 설치된 전자 검출부 700과 당해 소정의 개구부 704에 인접하는 개구부의 주위에 설치된 전자 검출부 700과의 사이에 설치된다.

차폐판 706은, 소정의 전자빔과 전자 검출부와의 사이에 설치되어 있으면 좋다. 또한, 차폐판 706은, 전자빔의 웨이퍼가 재치(載置)되는 면에 있어서의 조사 위치와, 제2 전자빔에 설치된 전자 검출부와의 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 차폐판 706은, 비자성 도체 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 게다가 차폐판 706은, 기판 702에 전기적으로 접속됨으로써 접지되는 것이 바람직하다.

도32는, 반사전자검출장치 50의 구성의 다른 예를 나타낸다. 차폐판 708은, 격자모양으로 설치된 복수의 개구부 704의 각각의 주위에 설치된 전자 검출부 700의 각각의 사이에, 격자모양으로 설치되어도 좋다. 또한, 차폐판 708은, 소정의 타겟 마크로부터 방사된 전자가, 당해 소정의 타겟 마크에 대응해 설치된 소정의 전자 검출부 이외의 다른 전자 검출부에 방사되지 않도록, 소정의 전자 검출부와 다른 전자 검출부를 차폐하는 형상이면 좋다.

도 33은, 본 발명과 관련되는 전자빔 노광장치 100의 다른 예를 나타낸다. 본 실시예에 있어서 각 전자빔은 인접하는 다른 전자빔에 비해서 좁은 간격으로 설치된다. 예를 들면, 모든 전자빔이, 웨이퍼에 설치되어야 할 1개의 칩의 영역에 들어가는 정도의 간격인 것이 좋다. 또한, 도 1에 있어서의 전자빔 노광장치 및 도 33에 있어서의 전자빔 노광장치에서, 동일한 부호를 교부한 구성은, 같은 구성 및 기능을 가져도 좋다. 이하, 주로 도 1에서 설명한 전자빔 노광장치의 구성 및 기능과 다른 구성, 동작 및 기능에 대해 설명한다.

전자빔 성형수단은, 복수의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부 10과, 발생한 전자빔을 방출시키는 어노드 13과, 전자빔을 통과시킴으로써 전자빔의 단면 형상을 성형하는 복수의 개구부를 가지는 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 전자빔의 초점을 조정하는 제1 다축전자렌즈 16과, 어노드 13을 통과한 전자빔을 독립하여 편향하는 슬릿 편향부 15와, 제1 성형 부재 14를 통과한 복수의 전자빔을 독립적으로 편향하는 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20을 포함한다.

슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 전자빔이 조사되는 면에 접지된 백금 등의 금속막을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 각각 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22를 냉각하는 냉각부를 가지는 것이 바람직하다. 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22는, 냉각부를 가짐으로써, 조사된 전자빔의 열에 의한 온도상승을 억제할 수 있다.

슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22에 포함되는 복수 개구부의 단면 형상은, 전자빔을 효율적으로 통과시키기 위해서, 전자빔의 조사 방향에 따라 넓어져도 좋다. 또한, 슬릿 커버 11, 제1 성형 부재 14 및 제2 성형 부재 22에 포함되는 복수의 개구부는, 사각형으로 형성되는 것이 바람직하다.

조사절체수단은, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 전자빔의 초점을 조정하는 제2 다축전자렌즈 24와, 복수의 전자빔을 전자빔마다 독립적으로 편향시킴으로써, 전자빔을 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를, 전자빔마다 독립적으로 절체하는 블랭킹 전극 어레이 26과, 전자빔을 통과시키는 복수의 개구부를 포함하고 블랭킹 전극 어레이 26에서 편향된 전자빔을 차폐하는 전자빔 차폐 부재 28을 포함한다. 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 복수의 개구부의 단면 형상은, 전자빔을 효율적으로 통과시키기 위해서, 전자빔의 조사 방향을 따라 넓어져도 좋다.

웨이퍼용 투영계는, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 회전을 조정하는 제3 다축전자렌즈 34와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 축소율을 조정하는 제4 다축전자렌즈 36과, 복수의 전자빔을 웨이퍼 44의 원하는 위치로 전자빔마다 독립적으로 편향하는 독립 편향부인 부편향부 38과, 대물렌즈로서 기능해 전자빔을 집속하는 제1 코일 40 및 제2 코일 50을 포함하는 동축 렌즈 52와, 복수의 전자빔을 대략 동일한 방향으로 원하는 양만큼 편향시키는 공통 편향부인 주편향부 42를 포함한다. 부편향부 38은, 제1 코일 54와 제2 코일 40과의 사이에 설치되어도 좋다.

주편향부 42는, 전계(電界)를 이용해 고속으로 복수의 전자빔을 편향할 수 있는 정전형 편향기인 것이 바람직하고, 대향하는 4조의 전극을 가지는 원통형 균등 8극형의 구성, 혹은 8극이상의 전극을 포함하는 구성을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 동축 렌즈 52는, 웨이퍼 44에 대해서, 다축전자렌즈보다 근방에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36은 일체로 형성되어 있지만, 다른 예에 있어서는 별개로 형성되어도 좋다.

제어계 140은, 총괄제어부 130과 다축전자렌즈 제어부 82와, 동축 전자 렌즈 제어부 90과, 주편향 제어부 94와, 반사 전자 처리부 99와, 웨이퍼 스테이지 제어부 96과, 복수의 전자빔에 대한 노광 파라미터를 각각 독립적으로 제어하는 개별제어부 120을 구비한다. 총괄제어부 130은, 예를 들면 워크스테이션이며, 개별제어부120에 포함되는 각 제어부를 총괄 제어한다. 다축전자렌즈 제어부 82는, 제1 다축전자렌즈 16, 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36에 공급하는 전류를 제어한다. 동축 전자 렌즈 제어부 90은, 동축 렌즈 52를 구성하는 제1 코일 40 및 제2 코일 54에 공급하는 전류량을 제어한다. 주편향 제어부 94는, 주편향부 42에 인가하는 전압을 제어한다. 반사 전자 처리부 99는, 반사전자검출장치 50에 대해 검출된 반사 전자나 2차 전자 등의 양에 근거하는 신호를 받아, 총괄제어부 130에 통지한다. 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 제어해, 웨이퍼 스테이지 46을 소정의 위치로 이동시킨다.

개별제어부 120은, 전자빔 발생부 10을 제어하는 전자빔 제어부 80과, 제1 성형편향부 18 및 제2 성형편향부 20을 제어하는 성형 편향 제어부 84와, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 편향 전극에 인가하는 전압을 제어하는 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과, 부편향부 38이 가지는 복수의 편향기에 포함되는 전극에 인가하는 전압을 제어하는 부편향 제어부 98을 가진다.

본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 동작에 대해 설명한다. 우선, 전자빔 발생부 10이 복수의 전자빔을 생성한다. 전자빔 발생부 10에서 발생된 전자빔은 어노드 13을 통과하여 슬릿 편향부 15에 입사한다. 슬릿 편향부 15는, 어노드 13을 통과한 전자빔의 슬릿 커버 11에의 조사 위치를 조정한다.

슬릿 커버 11은, 제1 성형 부재 14에 조사되는 전자빔의 면적을 작게 하기 위하여 각 전자빔의 일부를 차폐하고, 전자빔의 단면을 소정의 크기로 성형한다. 슬릿 커버 11에 대해 성형된 전자빔은, 제1 성형 부재 14에 조사되고 추가로 성형된다. 제1 성형 부재 14를 통과한 전자빔은, 제1 성형 부재 14에 포함되는 개구부의 형상에 대응하는 사각형의 단면형상을 각각 가진다. 또한, 제1 다축전자렌즈 16은, 제1 성형 부재 14에서 사각형으로 성형된 복수의 전자빔을 독립적으로 집속해, 제2 성형 부재 22에 대한 전자빔의 초점을, 전자빔마다 독립적으로 조정한다.

제1 성형편향부 18은, 사각형으로 성형된 복수의 전자빔을, 제2 성형 부재에 대해서 원하는 위치에 조사하기 위하여 전자빔마다 독립하여 편향한다. 제2 성형편향부 20은, 제1 성형편향부 18로 편향된 복수의 전자빔을, 제2 성형 부재 22에 대하여 대략 수직 방향으로 조사하기 위하여, 전자빔마다 독립적으로 편향한다. 그 결과, 전자빔이, 제2 성형 부재 22의 원하는 위치에, 제2 성형 부재 22에 대하여 대략 수직으로 조사된다. 사각형 형상을 가지는 복수의 개구부를 포함한 제2 성형 부재 22는, 각 개구부에 조사된 사각형의 단면 형상을 가지는 복수의 전자빔을, 웨이퍼 44에 조사되어야 하는 원하는 사각형의 단면 형상을 가지는 전자빔으로 추가적으로 성형한다.

제2 다축전자렌즈 24는, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여, 블랭킹 전극 어레이 26에 대한 전자빔의 초점을 전자빔마다 독립적으로 조정한다. 제2 다축전자렌즈 24에 의하여 초점이 조정된 전자빔은, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 복수의 애퍼쳐를 통과한다.

블랭킹 전극 어레이 제어부 86은, 블랭킹 전극 어레이 26에 형성된 각 애퍼쳐의 근방에 설치된 편향전극에 전압을 인가할 것인지 아닌지를 제어한다. 블랭킹 전극 어레이 26은, 편향전극에 인가되는 전압에 근거해, 전자빔을 웨이퍼 44에 조사시킬 것인지 아닌지를 절체한다. 전압이 인가되었을 때는, 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향되어 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 개구부를 통과하지 못하고, 웨이퍼 44에 조사되지 않는다. 전압이 인가되지 않을 때에는, 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향되지 않고, 전자빔 차폐 부재 28에 포함되는 개구부를 통과할 수 있어서 전자빔은 웨이퍼 44에 조사된다.

블랭킹 전극 어레이 26에 의해 편향되지 않는 전자빔은, 제3 다축전자렌즈 34에 의해 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔 상(像)의 회전을 조정한다. 제4 다축전자렌즈 36은, 입사된 전자빔의 조사반경을 축소한다. 그리고, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36을 통과한 전자빔 가운데, 블랭킹 전극 어레이 26에 의해 편향되지 않는 전자빔이, 전자빔 차폐 부재 28을 통과하여 부편향부 38에 입사한다.

부편향 제어부 92가, 부편향부 38에 포함되는 복수의 편향기를 독립적으로 제어한다. 부편향부 38은, 복수의 편향기에 입사되는 복수의 전자빔을, 전자빔마다 독립적으로 웨이퍼 44의 원하는 위치에 편향한다. 부편향부 38을 통과한 복수의 전자빔은, 제1 코일 40 및 제2 코일 50을 가지는 동축렌즈 52에 의해, 웨이퍼 44에 대한 초점이 조정되어 웨이퍼 44에 조사된다.

노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 일정방향으로 웨이퍼 스테이지 48을 움직인다. 블랭킹 전극 어레이 제어부 86은 노광패턴 데이터에 근거해, 전자빔을 통과시키는 애퍼쳐를 정하고 각 애퍼쳐에 대한 전력 제어를 수행한다. 웨이퍼 44의 이동에 맞추어, 전자빔을 통과시키는 애퍼쳐를 적당하게 변경하고, 추가로 주편향부 42 및 부편향부 38에 의해 전자빔을 편향함으로써, 웨이퍼 44에 원하는 회로 패턴을 노광하는 것이 가능해진다. 전자빔의 조사방법에 대해서는, 도 37 및 도 38에 관련해 상술한다.

본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100은, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하기 위해, 각 전자빔 자신에게 크로스오버는 발생하지만, 복수의 전자빔 전체적으로는 크로스오버가 발생하지 않는다. 그 때문에 각 전자빔의 전류 밀도를 올렸을 경우에도, 쿨롱(coulomb) 상호작용에 의한, 전자빔의 초점 어긋남이나 위치 어긋남의 원인이 되는 전자빔 오차를 큰폭으로 축소할 수 있다.

도34는, 도 33에 있어서의 전자빔 발생부 10의 구성을 나타낸다. 도 34(a)는, 전자빔 발생부 10의 단면도를 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 전자빔 발생부 10은, 애자 106과 예를 들면, 텅스텐이나 란탄-헥사-보란(Lanthane-hexa-Borane) 등의 열전자 방출 재료 등에 의해 형성된 캐소드(Cathode) 12와, 캐소드(Cathode) 12를 둘러싸도록 형성된 그리드 102와, 캐소드(Cathode) 12에 전류를 공급하기 위한 캐소드(Cathode) 배선 500과, 그리드 102에 전압을 인가하기 위한 그리드 배선 502와, 절연층 504를 가진다. 본 실시예에 있어서, 전자빔 발생부 10은, 애자 106에 복수의 전자총 104를 소정의 간격으로 포함함으로써 전자총 어레이를 형성한다.

전자빔 발생부 10은, 예를 들면 출력전압이 50kV 정도인 각 캐소드(Cathode) 12에 대해서 공통의 베이스 전원(도시하지 않음)을 가지는 것이 바람직하다. 캐소드(Cathode) 12는, 캐소드(Cathode) 배선 500을 통해서, 베이스 전원에 전기적으로 접속된다. 캐소드(Cathode) 배선 500은, 예를 들면 텅스텐 등의 고융점 금속에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 다른 예에 있어서는, 전자빔 발생부 10이, 각 캐소드(Cathode) 12에 대해서 개별적으로 베이스 전원을 가져도 좋다. 이 때, 캐소드(Cathode) 배선 500은, 각 캐소드(Cathode) 12에 대응하는 각 전원을 개별적으로 접속하도록 형성된다.

본 실시예에 있어서, 전자빔 발생부 10은, 예를 들면 출력전압이 200V정도인 개별 전원(도시하지 않음)을 복수의 그리드 102마다 가진다. 각 그리드 102는, 그리드 배선 502를 통해서, 대응하는 개별전원에 접속된다. 그리드 배선 502는, 예컨대 텅스텐 등의 고융점 금속에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 그리드 102 및 그리드 배선 502는, 캐소드(Cathode) 12 및 캐소드(Cathode) 배선 500과 절연층 504에 의해 전기적으로 절연되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서, 절연층 504는, 예를 들면 산화알루미늄 등의 절연성 및 내열성을 가지는 세라믹 재료로 형성된다.

도34(b)는, 전자빔 발생부 10의, 웨이퍼 44(도 33 참조)로부터 본 도면을 나타낸다. 본 실시예에 있어서, 전자빔 발생부 10은, 애자 106에, 복수의 전자총 104를 소정의 간격으로 설치함으로써 전자총 어레이를 형성한다. 그리드 배선 502는 절연층 504의 대전(帶電)을 억제하도록 절연층 504에 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 그리드 102와 절연층 504를 묶는 직선상에 그리드 배선 502가 형성되는 것이 바람직하다. 각 그리드 배선 502를, 각 그리드 배선간이 합선되지 않도록 설치해도 좋고, 바람직하게는, 도 34(b)에서 나타낸 바와 같이, 각 그리드 배선간이, 합선되지 않는 범위에서, 가능한 한 근접한 거리에 설치한다.

본 실시예에 있어서, 전자빔 발생부 10은, 캐소드(Cathode) 12에 전류를 공급함으로써 캐소드(Cathode) 12를 가열하여 열전자를 발생시킨다. 캐소드(Cathode) 12와 캐소드(Cathode) 배선 500과의 사이에, 예를 들면 탄소 등의 발열 부재를 설치해도 좋다. 추가로, 캐소드(Cathode) 12에 50kV의 부전압을 인가함으로써, 캐소드(Cathode) 12와 어노드 13(도 33 참조)과의 사이에 전위차를 발생시킨다. 그리고, 당해 전위차를 이용해, 발생한 열전자를 인출하여 가속함으로써 전자빔을 얻는다.

그리고, 그리드 102에, 캐소드(Cathode) 12의 전위에 대해서 수백 V의 부전압을 인가하여 어노드 13의 방향으로 열전자를 밀어 내는 양을 조정함으로써 전자빔을 안정화 시킨다. 전자빔 발생부 10은, 복수의 개별 전원에 의해 그리드 102마다 독립적으로 전압을 인가하여, 캐소드(Cathode) 12에서 발생한 열전자를 어노드 13의 방향으로 밀어내는 양을 조정함으로써, 생성되는 복수의 전자빔마다 전자빔량을 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 예에 있어서 슬릿 커버 11(도 33 참조)을 어노드로서 이용해도 좋다.

다른 예에 있어서는, 전자빔 발생부 10은, 전계(電界) 방사 디바이스를 포함함으로써 전자빔을 발생시켜도 좋다. 또한, 전자빔 발생부 10은 안정된 전자빔을 발생하는데 소정의 시간이 걸리므로, 전자빔 발생부 10은 노광 처리 기간에 있어 항상 전자빔을 발생시키는 것이 바람직하다.

도35는, 도 33에 있어서의 블랭킹 전극 어레이 26의 구성을 나타낸다. 도 35(a)는, 블랭킹 전극 어레이 26의 전체도를 나타낸다. 블랭킹 전극 어레이 26은,전자빔이 통과하는 복수의 애퍼쳐를 가지는 애퍼쳐부 160과 도 33에 있어서의 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과의 접속부가 되는 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164를 가진다. 애퍼쳐부 160은, 블랭킹 전극 어레이 26의 중앙부에 배치되는 것이 바람직하다. 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164는, 프로브 카드나 포고핀 어레이 등을 통해서, 블랭킹 전극 어레이 제어부 86으로부터 전기신호를 받는다.

도 35(b)는, 애퍼쳐부 160의 평면도를 나타낸다. 도면에서, 애퍼쳐부 160의 횡방향을 x축으로 표현하고 세로 방향을 y축으로 표현한다. x축은, 노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 46(도 33 참조)이 웨이퍼 44를 단계적으로 이동시킬 방향을 나타내며, y축은, 노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 46이 웨이퍼 44를 연속적으로 이동시킬 방향을 나타낸다. 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지 46에 관해서, y축은, 웨이퍼 44를 주사(走査) 노광시킬 방향이며, x축은, 주사(走査) 노광 종료후, 웨이퍼 44의 미노광 영역을 노광하기 위해서 웨이퍼 44를 단계적으로 이동시킬 방향이다.

애퍼쳐부 160은, 복수의 애퍼쳐 166을 가진다. 복수의 애퍼쳐 166은, 주사(走査) 영역의 모두를 노광하도록 배치된다. 도시되는 예에 있어서는, 복수의 애퍼쳐가, x축방향의 양단에 위치하는 애퍼쳐 166a와 166b의 사이의 영역 전면을 가리도록 형성된다. x축방향으로 근접하는 애퍼쳐 166끼리는, 서로 일정한 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 도 33을 참조해, 애퍼쳐 166 끼리의 간격은, 주편향부 42가 전자빔을 편향하는 최대 편향량 이하로 정해지는 것이 바람직하다.

도 36은, 전자빔을 편향하는 제1 성형편향부 18의 구성을 나타낸다. 도 36(a)은, 제1 성형편향부 18의 전체도이다. 또한, 전자빔 노광장치 100에 포함되는제2 성형편향부 20 및 부편향부 38도, 제1 성형편향부 18과 같은 구성을 가지고 있으므로, 이하에 있어서, 편향부의 구성에 관해, 대표적으로 제1 성형편향부 18의 구성에 근거해 설명한다.

제1 성형편향부 18은, 기재 186에, 편향기 어레이 180 및 편향전극패드 182를 가진다. 편향기 어레이 180은 기재 186의 중앙부에 설치되고, 편향전극패드 182는 기재 186의 주변부에 설치된다. 편향기 어레이 180은, 복수의 편향 전극 및 개구부에 의해 형성되는 복수의 편향기를 가진다. 편향전극패드 182는, 프로브 카드 등에 접속됨으로써, 성형 편향 제어부 84(도 33 참조)와 전기적으로 접속된다.

도36(b)은, 편향기 어레이 180을 나타낸다. 편향기 어레이 180은, 전자빔을 편향하는 복수의 편향기 184를 가진다. 도면에서는, 편향기 어레이 180의 횡방향을 x축으로 표현하고, 세로 방향을 y축으로 표현한다. x축은, 노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 46(도 33 참조)이 웨이퍼 44를 단계적으로 이동시킬 방향을 나타내고, y축은, 노광 처리중, 웨이퍼 스테이지 46이 웨이퍼 44를 연속적으로 이동시킬 방향을 나타낸다. 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지 46에 관해서, y축은, 웨이퍼 44를 주사(走査) 노광시킬 방향이며, x축은, 주사(走査) 노광 종료후, 웨이퍼 44의 미노광 영역을 노광하기 위해서 웨이퍼 44를 단계적으로 이동시킬 방향이다.

x축 방향으로 근접하는 편향기 184끼리는 서로 일정한 간격으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 도 33을 참조하면, 편향기 184끼리의 간격은, 주편향부 42가 전자빔을 편향하는 최대 편향량 이하로 정해지는 것이 바람직하다. 도 35(b)를 참조해, 편향기 어레이 180에 설치된 복수의 편향기 184는, 블랭킹 전극어레이 26에 설치된 복수의 애퍼쳐에 대응해 각각 설치된다.

종래 기술에 있어서는, 빔을 축소하기 위해, 동축 렌즈가 사용되고 있었다. 축소계 동축 렌즈는, 전자빔지름을 축소하며, 또한 복수의 전자빔을 집속하여 전자빔 간격도 축소한다. 그 때문에, 종래에는, 특히 부편향부 38에 있어서, 도달하는 전자빔 간격이 매우 조밀하기 때문에, 전자빔을 편향하는 편향기 184를, 전자빔마다 형성하는 것은 곤란했다.

본 발명에 있어서는, 다축전자렌즈를 사용함으로써, 전자빔을 축소하는 다축전자렌즈를 전자빔이 통과한 후에도, 전자빔지름은 축소되지만, 전자빔 간격은 축소되지 않는다. 그 때문에, 전자빔이 축소된 후에도, 각 전자빔의 간격에는 여유가 있기 때문에, 전자빔을 원하는 양만큼 편향시킬 수 있는 편향 능력을 가지는 편향기 184를 용이하게, 그리고 또한 편향기 어레이 180 상의 편향능률이 좋은 위치에 배치할 수 있다.

도 37은, 본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 웨이퍼 44 상에서의 노광동작을 나타낸다. 우선, 웨이퍼 스테이지 46의 노광처리중의 동작에 대해 설명한다. 도면에서, 웨이퍼 44의 횡방향을 x축으로 표현하고, 세로 방향을 y축으로 표현한다. 노광폭 A1은, x축 방향으로 웨이퍼 스테이지 46을 이동하지 않고도 노광할 수 있는 폭이며, 도 35를 참조하면, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 애퍼쳐 166의 x축 방향의 배치폭에 대응한다. 도 33을 참조하면, 노광 처리중에 성형편향부 84가 조사되는 빔형상을 제어하여, 블랭킹 전극 어레이 제어부 86이, 전자빔을 조사할 것인지 아닌지를 제어한다. 주편향부 94 및 부편향부 92가, 웨이퍼 44에의 전자빔의 조사 위치를 제어하면서, 웨이퍼 스테이지 제어부 96이, 웨이퍼 스테이지 46을 y축 방향으로 이동시킴으로써, 노광폭 A1을 가지는 제1 노광 영역 400을 노광할 수 있다. 제1 노광 영역 400을 노광한 후, 웨이퍼 스테이지 46을 x축 방향으로 노광폭 A1만큼 이동시키고, 웨이퍼 스테이지 46을 역방향으로 이동시킴으로써 제2 노광 영역 402를 노광할 수 있다. 이상의 노광 동작을 웨이퍼 44의 전면에 대해서 반복 실시함으로써, 웨이퍼 44의 전면에 원하는 노광패턴을 노광할 수 있다. 도 37의 예에 있어서는, 1회의 주사(走査)로, 웨이퍼 44의 구석에서 구석까지를 노광하고 있지만, 다른 예에 있어서는, 웨이퍼 44의 일부영역을 노광 주사(走査)해도 좋다.

도38은, 주편향부 42및 부편향부 38의 노광 처리중의 편향동작을 모식적으로 나타낸다. 도 38(a)은, 각 전자빔이, 주로 주편향부 42의 편향동작에 의해, 웨이퍼 44를 노광하는 주편향 범위 410을 나타낸다. 주편향 범위 410의 한 변 A2는, 주편향부 42가 노광 처리중에 전자빔을 편향하는 양에 대응한다. 각 전자빔 편향범위 310은, x좌표에 있어서 근접하는 전자빔 편향범위 310에 접하도록 배치되어 있는 것이 바람직하지만, x좌표상에서 겹쳐지도록 배치되어도 좋다.

도38(b)은, 각 전자빔이, 전자빔 편향 범위 310을 노광하는 동작을 모식적으로 나타낸다. 부편향부 38의 편향동작에 의해, 웨이퍼 44를 노광하는 부편향 범위 412의 한 변 A3는, 부편향부 38이, 노광 처리중에 전자빔을 편향할 수 있는 양에 대응한다. 본 실시예에 있어서, 주편향 범위 410은, 부편향 범위 412의 8배 정도의 편향 범위를 가진다.

부편향부 38의 편향 동작에 의해, 부편향 범위 412a에 원하는 노광패턴을 노광한다. 부편향 범위 412a의 노광이 완료한 후, 주편향부 42가, 전자빔을 부편향 범위 412b로 이동한다. 그리고, 부편향부 38의 편향 동작에 의해, 부편향 범위 412b에 원하는 노광패턴을 노광한다. 마찬가지로, 도면에서의 화살표 방향에 따르도록 주편향부 42 및 부편향부 38의 편향 동작을 반복하고, 원하는 노광패턴을 노광함으로써, 주편향 범위 410의 노광이 완료된다.

도39는, 제1 다축전자렌즈 16의 일례를 나타낸다. 또한, 전자빔 노광장치 100에 포함되는 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36도, 제1 다축전자렌즈 16과 같은 구성을 가지고 있으므로, 이하에 있어서, 다축전자렌즈의 구성에 관해, 대표로 제1 다축전자렌즈 16의 구성에 근거해 설명한다.

제1 다축전자렌즈 16은, 자계를 발생하는 코일부 200 및 렌즈부 202를 구비한다. 렌즈부 202는, 전자빔이 통과하는 렌즈개구부 204 및 렌즈개구부가 포함되는 소정의 영역인 렌즈 영역 206을 가진다. 렌즈 영역 206에 있어서는, 웨이퍼 스테이지 46(도 33 참조)이 주사(走査)하는 방향이 y축 방향에 대응하고, 웨이퍼 스테이지 46이 단계적으로 이동하는 방향이 x축 방향에 대응한다.

전자빔이 통과하는 렌즈개구부 204는, 각 렌즈개구부 204의 중심점의 x좌표가, 일정한 간격을 가지도록 배치되고, 바람직하게는, 도 33을 참조하면, 전자빔이 웨이퍼 44를 노광할 경우에, 주편향부 42가 전자빔을 편향하는 편향량에 대응하는 간격을 가지고 배치된다. 구체적으로는, 도 35 및 도 36을 참조하면, 블랭킹 전극 어레이 26에 포함되는 애퍼쳐 166 및 편향기 어레이 180에 포함되는 편향기 184의위치에 대응해 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈부 202가, 도 8 내지 도 11에 있어서 설명한 더미(dummy) 개구부 205를 가지는 것이 바람직하다.

도40은, 제1 다축전자렌즈 16의 단면의 일례를 나타낸다. 도 40(a)는, 제1 다축전자렌즈 16의 단면도를 나타낸다. 렌즈부 202는, 비자성도체부 208의 사이에 렌즈부 자성도체부 210이 위치하도록 포함하여도 좋다. 또한, 렌즈부 202는, 도 40(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 자성도체부 210을 두껍게 포함하여도 좋다. 이 때, 렌즈개구부 204를 통과하는 복수의 전자빔에 대해, 인접하는 각 전자빔 사이에 일하는 쿨롱(coulomb)력은 추가로 차폐된다. 이 예에서는, 렌즈부 202의 표면이, 코일부 200에 대략 대략 동일 면상이 되도록, 렌즈부 자성도체부 210을 형성해도 좋다. 또한, 렌즈부 202의 두께가 코일부 200의 두께보다 두꺼워지도록 렌즈부 자성도체부 210을 형성해도 좋다.

도41은, 본 발명에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 다른 예를 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100은, 조사제어수단으로서 도 1에서 설명한 전자빔 노광장치에 있어서의 블랭킹 전극 어레이 26에 대신하여 블랭킹 애퍼쳐 어레이(이하, “BAA”라 함) 디바이스 27을 구비한다. 또한, 본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100은, BAA 디바이스 27에 있어서, 분할된(성형부재로 분할된) 전자빔을, 도 33에서 설명한 전자빔 노광장치가 가지는 전자렌즈 및 편향부와 같은 구성 및 기능을 가지는 전자 렌즈 및 편향부를 갖춤으로써, 웨이퍼에 대해 전자빔을 조사한다. 도 41에 있어서의 전자빔 노광장치와 도 1 및/또는 도 33에서 설명한 전자빔 노광장치에서, 대략 동일한 부호를 교부한 구성은, 같은 구성 및 기능을 가져도 좋다. 이하, 주로 도 1 및 도 33에서 설명한 전자빔 노광장치의 구성 및 기능과 다른 구성, 동작, 및 기능에 대해 설명한다.

전자빔 노광장치 100은, 전자빔에 의해 웨이퍼 44에 소정의 노광처리를 실시하기 위한 노광부 150과 노광부 150에 포함되는 각 구성의 동작을 제어하는 제어계 140을 구비한다.

노광부 150은, 복수의 배기공 70이 설치된 케이스 8과 복수의 전자빔을 발생시켜 전자빔의 단면형상을 성형하는 전자빔 성형수단과, 복수의 전자빔을 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를, 전자빔마다 독립적으로 절체하는 조사절체수단과, 웨이퍼 44에 전사되는 패턴 상(像)의 방향 및 크기를 조정하는 웨이퍼용 투영계를 포함한 전자 광학계를 구비한다. 또한, 노광부 150은, 패턴을 노광해야 할 웨이퍼 44를 재치(載置)하는 웨이퍼 스테이지 46과, 웨이퍼 스테이지 46을 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 포함한 스테이지계를 포함한다.

전자빔 성형수단은, 복수의 전자빔을 발생시키는 전자빔 발생부 10과, 발생한 전자빔을 방출시키는 어노드 13과, 어노드 13을 통과한 전자빔을 독립하여 편향하는 슬릿 편향부 15와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 전자빔의 초점을 조정하는 제1 다축전자렌즈 16과, 제1 다축전자렌즈 16의 렌즈개구부에 형성된 자계가 당해 렌즈개구부를 통과하는 전자빔에 대해서 가하는 힘을 독립하여 조정하는 제1 렌즈강도조정부 17과, 제1 다축전자렌즈 16을 통과한 전자빔을 분할하는 BAA 디바이스 27을 가진다.

조사절체수단은, 전자빔을 웨이퍼 44에 조사할 것인지 아닌지를, 전자빔마다독립적으로 절체하는 BAA 디바이스 27과, 전자빔을 통과시키는 복수의 개구부를 포함하여 BAA 디바이스 27에서 편향된 전자빔을 차폐하는 전자빔 차폐 부재 28을 가진다. 본 실시예에 있어서 BAA 디바이스 27은, 조사된 전자빔의 단면형상을 성형하는 전자빔 성형수단으로서의 기능과 조사절체수단으로서의 기능을 가진다. 전자빔 차폐부재 28에 포함되는 복수의 개구부의 단면형상은, 전자빔을 효율적으로 통과시키기 위해 전자빔의 조사 방향에 따라 넓어져도 좋다.

웨이퍼용 투영계는, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 회전을 조정하는 제3 다축전자렌즈 34와, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔의 축소율을 조정하는 제4 다축전자렌즈 36과, 복수의 전자빔을 웨이퍼 44의 원하는 위치에 전자빔마다 독립적으로 편향하는 편향부 60과, 대물렌즈로서 기능하여 전자빔을 집속하는 제1 코일 40 및 제2 코일 50을 포함하는 동축 렌즈 52를 포함한다. 동축 렌즈 52는, 웨이퍼 44에 대하여, 다축전자렌즈보다 근방에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에 있어서 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36은 일체로 형성되어 있지만, 다른 예에 있어서는 별개로 형성되어도 좋다.

제어계 140은, 총괄제어부 130과, 다축전자렌즈 제어부 82와, 동축전자렌즈 제어부 90과, 반사 전자 처리부 99와, 웨이퍼 스테이지 제어부 96과, 복수의 전자빔에 대한 노광 파라미터를 각각 독립적으로 제어하는 개별제어부 120을 구비한다. 총괄제어부 130은, 예를 들면 워크스테이션으로서, 개별제어부 120에 포함되는 각 제어부를 총괄제어한다. 다축전자렌즈 제어부 82는, 제1 다축전자렌즈 16, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36에 공급하는 전류를 제어한다. 동축 전자렌즈제어부 90은, 동축렌즈 52를 구성하는 제1 코일 40 및 제2 코일 54에 공급하는 전류량을 제어한다. 반사전자처리부 99는, 반사전자검출장치 50에 대해 검출된 반사전자나 2차 전자 등의 양에 근거하는 신호를 받아, 총괄제어부 130에 통지한다. 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 웨이퍼 스테이지 구동부 48을 제어하여 웨이퍼 스테이지 46을 소정의 위치로 이동시킨다.

개별제어부 120은, 전자빔 발생부 10을 제어하는 전자빔 제어부 80과, 렌즈강도조정부 17을 제어하는 렌즈강도제어부 88과, BAA 디바이스 27에 포함되는 편향전극에 인가하는 전압을 제어하는 BAA 디바이스 제어부 87과, 편향부 60이 가지는 복수의 편향기에 포함되는 전극에 인가하는 전압을 제어하는 편향 제어부 98을 가진다.

본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100의 동작에 대해 설명한다. 우선, 전자빔 발생부 10이, 복수의 전자빔을 생성한다. 전자빔 발생부 10에서 발생된 전자빔은 어노드 13을 통과해, 슬릿 편향부 15에 입사한다. 슬릿편향부 15는, 어노드 13을 통과한 전자빔의 BAA 디바이스 27에의 조사위치를 조정한다.

제1 다축전자렌즈 16은 슬릿편향부 15를 통과한 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 BAA 디바이스 27에 대한 전자빔의 초점을 전자빔마다 독립적으로 조정한다. 또한, 제1 렌즈강도조정부 17은 제1 다축전자렌즈 16의 렌즈개구부에 입사된 각 전자빔의 초점 위치를 보정하기 위하여, 제1 전자 렌즈 16의 각 렌즈개구부에 있어서의 렌즈 강도를 조정한다. 제1 다축전자렌즈 16에 의하여 초점이 조정된 전자빔은 BAA 디바이스 27에 설치된 복수의 애퍼쳐부에 각각 조사된다.

BAA 디바이스 제어부 87은 BAA 디바이스 27에 형성된 각 애퍼쳐의 근방에 설치된 편향전극에 전압을 인가하는지 아닌지를 제어한다. BAA 디바이스 27은, 편향전극에 인가되는 전압에 근거하여 전자빔을 웨이퍼 44에 조사시킬 것인지 아닌지를 절체한다. 전압이 인가되었을 때는 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향되고, 전자빔차폐부재 28에 포함되는 개구부를 통과하지 못하여 웨이퍼 44에 조사되지 않는다. 전압이 인가되지 않을 때에는, BAA 디바이스 27에서 성형되어 애퍼쳐를 통과한 전자빔은 편향되지 않고, 전자빔 차폐부재 28에 포함된 개구부를 통과할 수 있어, 전자빔은 웨이퍼 44에 조사된다.

BAA 디바이스 27에 의해 편향되지 않는 전자빔은, 전자빔차폐부재 28을 통과하여 제3 다축전자렌즈 34에 입사된다. 그리고, 제3 다축전자렌즈 34는, 웨이퍼 44에 조사되는 전자빔 상(像)의 회전을 조정한다. 또한, 제4 다축전자렌즈 36은, 입사된 전자빔의 조사반경을 축소한다.

편향 제어부 98이, 편향부 60에 포함되는 복수의 편향기를 독립적으로 제어한다. 편향부 60은, 복수의 편향기에 입사되는 복수의 전자빔을, 전자빔마다 독립적으로 웨이퍼 44의 원하는 노광 위치에 편향한다. 편향부 60을 통과한 복수의 전자빔은 제1 코일 40 및 제2 코일 50을 가지는 동축렌즈 52에 의해, 웨이퍼 44에 대한 초점이 조정되어 웨이퍼 44에 조사된다.

노광처리중, 웨이퍼 스테이지 제어부 96은, 일정방향으로 웨이퍼 스테이지 48을 움직인다. BAA 디바이스 제어부 87은 노광패턴 데이터에 근거해, 전자빔을 통과시킬 애퍼쳐를 정하고 각 애퍼쳐에 대한 전력제어를 수행한다. 웨이퍼 44의 이동에 맞추어, 전자빔을 통과시킬 애퍼쳐를 적당히 변경하며 추가로 편향부 60에 의해 전자빔을 편향함으로써, 웨이퍼 44에 원하는 회로패턴을 노광할 수 있게 된다.

본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치 100은, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하기 때문에, 각 전자빔 자신에게는 크로스오버가 발생하지만, 복수의 전자빔 전체적으로는, 크로스오버가 발생하지 않는다. 그 때문에 각 전자빔의 전류밀도를 올렸을 경우여도, 쿨롱(coulomb) 상호작용에 의한 전자빔의 초점 어긋남이나 위치 어긋남의 원인이 되는 전자빔 오차를 큰폭으로 감소시킬 수 있다.

도42는, BAA 디바이스 27의 구성을 나타낸다. 도 42(a)에서 나타낸 바와 같이, BAA 디바이스 27은 전자빔이 통과하는 복수의 애퍼쳐 166을 가지는 복수의 애퍼쳐부 160과, 도 41에 있어서의 블랭킹 전극 어레이 제어부 86과의 접속부가 되는 편향전극패드 162 및 접지전극패드 164를 가진다. 각 애퍼쳐부 160은 제1 다축전자렌즈 16이 가지는 렌즈개구부와 동축에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, BAA 디바이스 27은 애퍼쳐부 160의 주위에 전자빔이 통과하지 않는 더미(dummy) 개구부(도 1 참조)를 가지는 것이 바람직하다. BAA 디바이스 27이 더미(dummy) 개구부를 가짐으로써, 케이스 8 내부의 배기 인덕턴스를 낮게 할 수 있기 때문에, 효율적으로 케이스 8 내부를 감압할 수 있다.

도42(b)는, 애퍼쳐부 160의 평면도를 나타낸다. 애퍼쳐부 160은 복수의 애퍼쳐 166을 가진다. 애퍼쳐 166은 사각형 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 각 애퍼쳐부 160에 조사된 전자빔은 각각 애퍼쳐 166의 형상으로 성형된다. 본 실시예에 있어서의 전자빔 노광장치는 BAA 디바이스 27을 가짐으로써, 전자빔 발생부 10에서 발생한 전자빔을 추가로 분할해 웨이퍼 44에 조사할 수 있다. 따라서, 다수의 전자빔을 웨이퍼에 조사할 수 있어 극히 단시간에 웨이퍼에 패턴을 노광할 수 있다.

도43은, 제3 다축전자렌즈 34의 평면도를 나타낸다. 또한, 제4 다축전자렌즈 36도 제3 다축전자렌즈 34와 같은 구성을 가져도 좋으며, 대표로 제3 다축전자렌즈 34의 구성에 대해 설명한다.

도43(a)에서 나타낸 바와 같이, 제3 다축전자렌즈 34는 자계를 발생하는 코일부 200 및 렌즈부 202를 구비한다. 렌즈부 202는, 전자빔이 통과하는 개구부인 복수의 렌즈개구부가 설치되는 영역인 복수의 렌즈영역 206을 가진다. 렌즈부 202에 있어서 렌즈영역 206은, 제1 다축전자렌즈 16이 가지는 렌즈개구부 및 BAA 디바이스 27이 가지는 복수의 애퍼쳐부 160과 동축으로 설치되는 것이 바람직하다.

도43(b)은, 렌즈영역 206을 나타낸다. 렌즈영역 206은 복수의 렌즈개구부 204를 가진다. 각 렌즈개구부 204는 BAA 디바이스 27에 있어서의 애퍼쳐부 160에 설치된 복수의 애퍼쳐 166 및 편향기 어레이 180에 포함되는 편향기 184와 동축에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈부 202가 도 8 내지 도 11에서 설명한 더미(dummy) 개구부 205를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서 렌즈부 202는, 당해 렌즈부 202에서 복수의 렌즈영역 206이 설치된 영역의 외주(외부둘레)에, 더미(dummy) 개구부 205를 가지는 것이 바람직하다.

도 44는, 편향부 60의 평면도를 나타낸다. 편향부 60은, 기재 186과 복수의편향기 어레이 180과, 편향전극패드 182를 가진다. 복수의 편향기 어레이 180은, 기재 186의 중앙부에 설치되어 편향전극패드 182는 기재 186의 주변부에 설치되는 것이 바람직하다. 각 편향기 어레이 180은 BAA 디바이스 27에 있어서의 애퍼쳐부 160 및 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36에 있어서의 렌즈 영역 206과 동축에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 편향전극패드 182는, 예를 들면 프로브 카드나 포고핀 어레이 등의 접속수단을 통해서 접속되는 것으로, 편향 제어부 98(도 41 참조)과 전기적으로 접속된다.

도 44(b)는, 편향기 어레이 180을 나타낸다. 편향기 어레이 180은 복수의 편향전극 및 개구부에 의해 형성되는 복수의 편향기 184를 가진다. 편향기 184는 BAA 디바이스 27에 있어서의 애퍼쳐부 160에 설치된 복수의 애퍼쳐 166 및 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36에 있어서의 렌즈 영역 206에 설치된 렌즈개구부 204과 동축에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

도45는 본 발명의 일실시형태와 관련되는 다축전자렌즈에 포함되는 렌즈부 202의 제조방법 공정의 일례를 나타낸다. 우선, 도전성 기판 300을 준비한다. 도 45(a)는 도전성 기판 300에 감광성막 302를 도포하는 도포공정을 나타낸다. 감광성막 302는, 예를 들면 스핀 코트(spin coat)법이나 소정의 두께를 가지는 후막레지스터를 붙이는 등의 방법으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 감광성막 302는 제조되는 렌즈부 202의 두께 이상의 두께를 가지도록 형성된다.

도45(b)는 감광성막 302에, 소정의 패턴을 노광함으로써 형성하는 노광공정 및 감광성막 302의 소정의 영역을 제거하는 제1 제거 공정을 나타낸다. 소정의 패턴은, 도 8 내지 도 11, 도 39 및 도 43을 참조하여 렌즈부 202의 지름 및 복수의 빔이 통과하는 복수의 렌즈개구부 204의 패턴에 근거하여 형성된다. 구체적으로는, 소정의 패턴은 렌즈부 202의 지름과, 렌즈개구부 202의 지름 및 위치에 의해 정해진다. 그리고, 노광 공정 및 제1 제거 공정에 의해, 후술하는 전주(電鑄)공정에 있어서, 렌즈부 202의 지름에 근거하여 렌즈부 202를 형성하기 위한 성형틀이 되는 렌즈부 성형틀 304와, 렌즈개구부 204에 근거하여 렌즈개구부 204를 형성하기 위한 성형틀이 되는 렌즈개구부 성형틀 306이 형성된다.

소정의 패턴은 전자빔이 통과하지 않는 더미(dummy) 개구부의 패턴에 추가로 근거하여 형성되어도 좋다. 이 때, 노광공정 및 제1 제거공정에 의해, 더미(dummy) 개구부를 형성하기 위한 성형틀이 되는 더미(dummy) 개구부 성형틀을 추가로 가지도록 형성되어도 좋다. 더미(dummy) 개구부 성형틀은, 렌즈개구부 성형틀 306과 상이한 지름을 가지도록 형성되어도 좋다.

노광공정은, 렌즈개구부 204의 개구경과 개구 깊이의 비(比)인 애스펙트비(aspect ratio)에 대응하는 노광방법을 이용하는 것이 바람직하다. 렌즈개구부 204의 개구경은 0. 1 내지 2mm인 것이 바람직하고, 또한, 개구 깊이는, 5 내지 50mm인 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서는, 렌즈개구부 204의 개구경은 약 0.5mm이고, 개구 깊이는 약 20mm이며, 애스펙트비는 약 40이 된다. 그 때문에, 감광성막에 대한 투과율이 높고, 애스펙트비가 높은 패턴이 용이하게 형성될 수 있는 X선 노광방법에 의해 노광하는 것이 바람직하다. 이 때, 감광성막 302는, 포저티브형 혹은 네가티브형을 가지는 X선 노광용의 포토레지스트(photoresist)인 것이바람직하고, 렌즈부 성형틀 304 및 렌즈개구부 성형틀 306의 패턴에 대응하는 패턴을 가지는 X선 노광용 마스크를 이용하여 노광된다. 그리고 감광성막 302가 포지티브형이면 감광성막 302의 노광 부분을, 감광성막 302가 네가티브형이면 감광성막 302의 미노광 부분을 제거함으로써, 렌즈부 성형틀 304 및 렌즈개구부 성형틀 306을 형성한다.

도45(c)는 제1 렌즈부 자성도체부 210a를 전주(電鑄)에 의해 형성하는 제1 자성도체부 형성공정을 나타낸다. 제1 렌즈부 자성도체부 210a는 예를 들면 니켈 합금이며, 도전성 기판 300을 전극으로 하는 전해 도금등에 의해 약 5mm 정도 형성한다.

도45(d)는 비자성도체부 208을 전주에 의해 형성하는 비자성도체부 형성공정을 나타낸다. 비자성도체부 208은 예를 들면 동으로, 제1 렌즈부 자성도체부 210a를 전극으로 하는 전해 도금등에 의해 약 5 내지 20mm 정도 형성한다.

도45(e)는 제2 렌즈부 자성도체부 210b를 전주에 의해 형성하는 제2 자성도체부 형성공정을 나타낸다. 제2 렌즈부 자성도체부 210b는 예를 들면 니켈 합금이며, 비자성도체부 208을 전극으로 하는 전해 도금등에 의해 약 5 내지 20mm 정도 형성한다.

도45(f)는, 감광성막 302를 제거하는 제2 제거 공정을 나타낸다. 제2 제거 공정에서 감광성막 302의 잔존하는 렌즈부 성형틀 304 및 렌즈개구부 성형틀 306을 제거한다. 그리고, 제1 렌즈부 자성도체부 210a에 포함되는 복수의 제1 개구부와, 비자성도체부 208에 포함되는 복수의 제1 개구부와, 대략 동축인 복수의 관통부와,제2 비자성도체부 210b에 포함되는 복수의 제1 개구부와, 복수의 관통부에 대략 동축인 복수의 제2 개구부를 가지는 렌즈개구부 204가 형성된다.

도45(g)는 도전성 기판 300을 박리하는 기판박리공정을 나타낸다. 도전성 기판 300을 박리함으로써 렌즈부 202를 얻는다. 도전성 기판 300은 제1 렌즈부 자성도체부 210a, 비자성도체부 208 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 대략 반응하지 않고, 도전성 기판 300을 제거할 수 있는 물약을 이용해 제거해도 좋다.

도46은 돌출부 218을 형성하는 공정의 일례를 나타낸다. 도 46(a)은 도 45(c)에 나타내는 공정에 있어서, 형성된 도전성 기판 300 및 제1 렌즈부 자성도체부 210a를 나타낸다. 제1 렌즈부 자성도체부 210a에, 도 14에서 설명한 돌출부 218이 설치되어야 할 위치에 대응하도록 렌즈개구부 성형틀 306을 형성한다. 계속하여, 도 46(c)에서 나타낸 바와 같이, 도 45에서 설명한 공정과 같이, 제1 돌출부 218a, 비자성도체부 208 및 제2 돌출부 218b를 형성한다.

계속하여, 렌즈개구부 성형틀 306을 제거하고, 렌즈개구부 성형틀 306이 제거된 개구 영역에 충전부재 314를 충전한다. 충전부재 314는, 자성도체부 210, 돌출부 218 및 비자성도체부 208을 형성하는 재료에 대해서 선택적으로 제거할 수 있는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 충전부재 314는, 제2 돌출부 218b와 대략 같은 높이에 형성되는 것이 바람직하다. 충전부재 314를 형성한 후, 도 45에 있어서 설명한 공정과 같이, 재차, 렌즈개구부 성형틀 306을 형성하고 제2 렌즈부 자성도체부 210b를 형성한다. 그리고, 도 46(e)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈개구부 성형틀 306, 충전부재 314 및 도전성 기판 300을 제거하여 렌즈부 202를 얻는다.

제1 돌출부 218a 및 제2 돌출부 218b는 렌즈부 자성도체부 210을 형성하는 재료와 다른 투자율(透磁率)을 가지는 재료에 의해 형성되어도 좋다. 또한, 도 46(b)에 나타내는 렌즈개구부 성형틀 306으로 반전한 패턴을 가지는 렌즈개구부 성형틀을 렌즈부 자성도체부 210에 형성하고, 당해 렌즈개구부 성형틀을 마스크로서 렌즈부 자성도체부 210을 에칭 함으로써, 절흠부를 형성해도 좋다.

도47은 렌즈부 202의 제조방법의 다른 예를 나타낸다. 제2 자성도체부 형성공정이 완료한 후, 추가로 제1 자성도체부 형성공정과 비자성도체부 형성공정과 제2 자성도체부 형성공정을 여러 차례 행한 후, 제2 제거공정과 기판박리공정을 실시하는 것으로, 도 47(a)에 나타낸 바와 같이, 복수개의 렌즈부 202를 가지는 렌즈부 덩어리 320을 형성한다. 그리고, 렌즈부 덩어리 320을 잘라냄으로써, 복수의 렌즈부 202를 얻어도 좋다. 또한, 도 47(b)에서 나타낸 바와 같이, 렌즈부 덩어리 320에 포함되는 복수의 렌즈부 202의 사이에, 각 렌즈부를 분리하는 분리부재 322를 가지도록 렌즈부 덩어리 320을 형성한 후, 렌즈부 202에 포함되는 비자성도체부 208 및 제2 렌즈부 자성도체부 210b와 대략 반응하지 않고 분리부재 322만을 제거할 수 있는 약물 등을 이용해 제거함으로써, 복수의 렌즈부 202를 얻어도 좋다. 이 때, 도포공정에 있어서, 감광성막 302는 제조되는 렌즈부 덩어리 320의 두께 이상의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

도48은 코일부 200과 렌즈부 202를 고정하는 고정공정을 나타낸다. 도 48(a)은, 자계를 발생하는 코일부 200을 나타낸다. 코일부 200은 렌즈부 202의 지름에 대응하는 내경을 가지며, 환상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 코일부 200은, 자계를 발생하는 코일 214의 주위에 코일부 자성도체부 212 및 공극 310을 가진다. 공극 310은 비자성도체부를 가져도 좋으며, 또한, 비자성도체부에 의해 메워져도 좋다. 코일부 자성도체부 212 및 코일 214는, 예를 들면 정밀 기계 가공에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 코일부 자성도체부 212 및 코일 214가, 예를 들면 나사결합(또는 나감(螺嵌))이나 용접 혹은 접착 등의 정밀 기계 가공에 의해 접합되는 것에 의해, 코일부 200이 형성된다. 코일부 자성도체부 212는, 렌즈부 자성도체부 210을 형성하는 재료와 다른 투자율(透磁率)을 가지는 재료에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

도48(b)은, 코일부 200에, 렌즈부 202를 고정하기 위한 지지부 312를 형성하는 지지부 형성공정을 나타낸다. 코일부 200을 형성한 후, 비자성 도체인 지지부 312를 나사결합이나 용접 혹은 접착 등의 정밀기계가공에 의해 코일부 200에 접합한다. 뒤에서 설명하는 고정공정에 있어서, 코일부에 포함되는 공극 310과 렌즈부에 포함되는 비자성도체부 208이 맞도록, 지지부 312에 의해 렌즈부 202가 지지받는 위치에 지지부 312가 설치되는 것이 바람직하다. 지지부 312는, 단일의 환상 부재여도 좋고, 또는 렌즈부 202를 복수의 지점으로서 지지하는 복수의 볼록형상부재를 가져도 좋다. 또한, 자성도체부 212를 형성할 경우에, 지지부 312를 일체로 형성해도 좋다. 구체적으로는, 자성도체부 212가, 지지부 312인 볼록부를 포함하도록 형성된다. 이 때, 지지부 312는, 제1 렌즈부 자성도체부 210a와 제2 렌즈부 자성도체부 210b에 의해, 렌즈개구부 204에 형성되는 자계에 영향을 주지 않는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

도48(c)은, 지지부 312를 이용해, 코일부 200과 렌즈부 202를 고정하는 고정공정을 나타낸다. 렌즈부 202는, 코일부에 포함되는 공극 310과 렌즈부에 포함되는 비자성도체부 208을 맞추도록 접착이나 감합(嵌合) 혹은 교합(咬合)에 의해 코일부 200과 접합하여 고정하는 것이 바람직하다. 또한, 렌즈부 202는, 지지부 312를 이용해, 코일부 200에 고정해도 좋다. 지지부 312는, 렌즈부 202를 코일부 200에 고정한 후, 제거되어도 좋다.

도 49는 웨이퍼로부터 반도체소자를 제조하는, 본 발명의 일실시형태에 관련되는 반도체소자 제조공정의 플로우차트(flow chart)이다. S10에서, 본 플로우차트(flow chart)가 개시된다. S12에서, 웨이퍼의 표면에, 포토레지스트(photoresist)를 도포한다. 그리고나서, 도 1 및 17을 참조하면, 포토레지스트(photoresist)가 도포된 웨이퍼 44가, 전자빔 노광장치 100에 있어서의 웨이퍼 스테이지 46으로 재치(載置)된다. 웨이퍼 44는, 도 1, 도 33 및 도 41과 관련해 설명한 것처럼, 제1 다축전자렌즈 16, 제2 다축전자렌즈 24, 제3 다축전자렌즈 34 및 제4 다축전자렌즈 36에 의해 복수의 전자빔의 초점을, 전자빔마다 독립적으로 조정하는 초점조정공정과 블랭킹 전극 어레이 26에 의해, 웨이퍼 44에, 복수의 전자빔을 조사하는지 아닌지를, 전자빔마다 독립적으로 변환하는 조사절체공정에 의해, 전자빔을 웨이퍼 44에 대해서 조사함으로써, 패턴상이 노광되어 전사된다.

그리고, S14에서 노광된 웨이퍼 44는, 현상액에 담그어져 현상되며 여분의 레지스터가 제거된다(S16). 그 다음에, S18에서 웨이퍼상의 포토레지스트(photoresist)가 제거된 영역에 존재하는 실리콘기판, 절연막 혹은 도전막이, 플라즈마를 이용한 이방성 에칭에 의해 에칭된다. 또한 S20에서, 트랜지스터나 다이오드등의 반도체소자를 형성하기 위해서, 웨이퍼에 붕소나 비소등의 불순물을 주입한다. 또한 S22에서, 열처리를 베풀어 주입된 불순물의 활성화를 수행한다. 또한 S24에서, 웨이퍼상의 유기 오염물이나 금속 오염물을 없애기 위해서, 약물로 웨이퍼 64를 세정한다. 또한, S26에서 도전막이나 절연막을 형성하여, 배선층 및 배선간의 절연층을 형성한다. S12 내지 S26의 공정을 조합해 반복하여 실시함으로써, 웨이퍼에 소자분리영역, 소자영역 및 배선층을 가지는 반도체소자를 제조할 수 있다. S28에서, 필요한 회로가 형성된 웨이퍼를 절단하여 칩의 조립을 수행한다. S30에서 반도체소자 제조 플로우가 종료된다.

이상 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 출원과 관련되는 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시의 형태에 여러 가지의 변경을 가하여, 특허청구범위에 기재의 발명을 실시할 수 있다. 그러한 발명이 본 출원과 관련되는 발명의 기술적 범위에 속하는 것도 또한, 특허청구범위의 기재로부터 분명하다.

이상의 설명으로부터 분명한 것과 같이, 본 발명에 의하면 다축전자렌즈 및 조사절체수단을 갖춤으로써, 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 독립적으로 웨이퍼에 조사할 것인지 아닌지를 제어할 수 있다. 그 때문에, 복수의 전자빔에 의한 크로스오버를 발생시키지 않고, 각각 독립적으로 제어 가능하도록 되기 때문에, 쓰루풋(throughput)을 큰폭으로 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

1. 복수의 전자빔에 의하여, 웨이퍼를 노광하는 전자빔 노광장치에 있어서,

   복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 렌즈부 자성 도체부, 및 당해 복수의 렌즈부 자성 도체부의 사이에 설치되며 복수의 관통부를 포함하는 비자성 도체부를 포함하고, 상기 복수의 개구부와 상기 복수의 관통부가 상기 복수의 빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 다축전자렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다축전자렌즈는, 상기 렌즈부 자성 도체부의 주위에 설치되어 자계를 발생하는 코일과, 상기 코일의 주위에 설치된 코일부 자성 도체부를 포함하는 코일부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 코일부 자성 도체부와 상기 복수의 렌즈부 자성 도체부는 각각 다른 투자율을 포함하는 재료에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 전자빔을 발생하는 복수의 전자총과,

   상기 전자총에 전기적으로 접속되어 상기 복수의 전자총에 대하여 다른 전압을 인가하는 전압제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전압제어수단은, 상기 다축전자렌즈에 의하여 상기 복수의 전자빔이 받는 자장강도에 대응하여, 상기 복수의 전자총에 대하여 다른 전압을 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 전압제어수단은, 상기 웨이퍼에 조사되는 상기 복수의 전자빔의 단면에 포함되는 주변이, 대략 평행이 되도록 상기 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 전압제어수단은, 상기 웨이퍼에 조사되는 상기 복수의 전자빔의 초점위치가 동일해지도록 상기 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
8. 제4항에 있어서,

   상기 전압제어수단은,

   소정의 전압을 생성하는 수단과,

   상기 소정의 전압을 승압 또는 강압하여, 상기 복수의 전자총에 다른 전압을 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 전자빔의 단면을 축소시키는 적어도 한 단(段)의 다축전자렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 복수의 전자빔을 성형하는 복수의 제1 성형 개구부를 포함하는 제1 성형부재와,

    상기 제1 성형부재를 통과한 상기 복수의 전자빔을 독립적으로 편향하는 제1 성형편향수단과,

    상기 제1 성형편향부를 통과한 상기 복수의 전자빔을, 원하는 형상으로 성형하는 복수의 제2 성형 개구부를 포함하는 제2 성형부재를 포함하는 전자빔 성형수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 제1 성형편향부에서 편향된 상기 복수의 전자빔을, 독립적으로, 또한 상기 웨이퍼에 있어서 상기 전자빔이 조사되는 면에 대하여 대략 수직방향으로, 편향하는 제2 성형편향부를 더 포함하고,

    상기 성형수단은, 상기 제2 성형편향부에서 편향된 상기 복수의 전자빔이, 상기 제2 성형부재를 통과함으로써 원하는 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
12. 제10항에 있어서,

    상기 제2 성형부재는, 상기 제1 성형편향부 및 상기 제2 성형편향부가 각각의 상기 전자빔을 편향하여, 상기 제2 성형부재에 조사하는 영역인 성형부재 조사영역을 포함하고,

    상기 제2 성형부재는, 상기 성형부재 조사영역에 있어서, 상기 제2 성형 개구부 및 상기 제2 성형 개구부와 다른 형상을 포함하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
13. 제10항에 있어서,

    상기 복수의 전자빔을 생성하는 복수의 전자총과,

    생성된 상기 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하여 상기 제1 성형부재에 조사하는 다축전자렌즈를 더 포함하고,

    상기 제1 성형부재는 상기 다축전자렌즈를 통과한 상기 전자빔을 분할하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
14. 제1항에 있어서,

    상기 다축전자렌즈를 복수 단 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치.
15. 복수의 전자빔을 독립적으로 집속하는 전자렌즈에 있어서,

    복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 자성 도체부와,

    상기 복수의 자성 도체부의 사이에 설치되어 복수의 관통부를 포함하는 비자성 도체부를 포함하되,

    상기 복수의 개구부와 상기 복수의 관통부가 상기 복수의 빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 전자렌즈.
16. 웨이퍼에 반도체소자를 제조하는 반도체소자 제조방법에 있어서,

    복수의 개구부를 포함하며 대략 평행으로 배치된 복수의 자성 도체부를 포함하고, 상기 복수의 자성 도체부에 각각 포함되는 개구부가 상기 복수의 전자빔을 통과시키는 복수의 렌즈 개구부를 형성하는 다축전자렌즈를 이용하여, 상기 복수의 전자빔의 초점 조정을 독립적으로 실시하는 초점 조정 공정과,

    상기 웨이퍼에 상기 복수의 전자빔을 조사하여, 상기 웨이퍼에 패턴을 노광하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.