KR20140128237A - 묘화 장치 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

묘화 장치는, 제1 방향으로 피치를 가지고 배열되고, 각각 하전 입자선을 기판에 조사하도록 구성되는 복수의 하전 입자 광학계와, 기판을 유지하고, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 하전 입자 광학계에 대하여 이동되도록 구성되는 스테이지와, 샷 영역의 제1 방향에서의 어레이 피치를 Ps라고 하고, 하전 입자 광학계 각각에 의한 묘화 영역 각각의 제1 방향에서의 폭을 SW라고 하고, 묘화 영역의 제1 방향에서의 어레이 피치를 Pc라고 하고, α, β는 자연수라고 할 때에, SW=Pc/α=Ps/β로 주어지는 관계를 충족시키도록, 하전 입자 광학계 각각에 대하여 묘화를 위한 하전 입자선을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함한다.

Description

묘화 장치 및 물품의 제조 방법{DRAWING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 복수의 하전 입자선으로 기판에 묘화를 행하는 묘화 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제62-144323호 공보는, 반도체 집적 회로 등의 디바이스의 제조에 사용되는 묘화 장치로서, 생산성을 향상시키기 위해서 복수의 전자 광학계(하전 입자 광학계)를 사용해서 기판의 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행하는 묘화 장치를 제안한다. 복수의 전자 광학계를 사용해서 동시에 묘화를 행할 경우, 전자 광학계가 유지 및 핸들링하는 묘화 패턴 데이터의 총량은 전자 광학계의 수에 따라서 증가한다. 그러나, 대부분의 경우에 동일 형상의 패턴이 복수의 샷 영역에 묘화된다.
일본 특허 공개 제62-144323호 공보에 기재된 묘화 장치에서는, 복수의 전자 광학계에 의해 이용되는 묘화 데이터는 복수의 샷 영역에 의해 공유된다. 동일한 묘화 데이터를 이용하여 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행함으로써, 유지 및 핸들링되어야 할 묘화 데이터의 규모를 감소시킨다. 또한, 일본 특허 공개 제62-144323호 공보에 기재된 묘화 장치에서는, 각각 독립된 보정 기구를 포함하는 복수의 전자 광학계를 규칙적으로 배치한다. 이미 묘화된 기초층 패턴 상에 오버레이 묘화를 행할 경우, 기초층 패턴의 형상에 기초하여 오버레이될 묘화 패턴의 위치를 전자 광학계마다 보정한다.
이러한 복수의 전자 광학계를 사용해서 웨이퍼의 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행하는 상태를 도 1에 나타낸다. 도 1에서는, 웨이퍼(10) 상의 5(행)×5(열)=25개의 샷 영역에 3개의 전자 광학계를 사용해서 묘화를 행한다. 각각의 3개의 전자 광학계 Col_1, Col_2 및 Col_3은 5(행)×5(열)의 복수의 전자선을 웨이퍼(10)에 투영가능하다.
웨이퍼(10)를 재치한 스테이지(도시 생략)에 의해 웨이퍼(10)가 전자 광학계 Col_1, Col_2 및 Col_3에 대하여 도 1의 상측으로 이동하는 경우, 전자 광학계 Col_1 내지 Col_3이 스트라이프 형상의 영역 S1 내지 S3을 각각 묘화한다. 이러한 스트라이프 묘화에서, 전자 광학계의 웨이퍼(10)의 이동 방향(열 방향)으로 배열된 복수의 전자선에 의해 웨이퍼(10)에 다중 묘화가 행해진다. 전자선의 온/오프 제어 조사에 의해 웨이퍼(10) 상의 전자선의 조사량이 제어된다.
전자선의 조사량은 설계 데이터로부터 사전에 생성된 묘화 데이터를 되풀이해서 이용해서 제어된다. 전자 광학계 Col_1 내지 Col_3이 동시에 묘화를 행하는 데에 필요한 묘화 데이터는, 스트라이프 형상의 영역 S1 내지 S3의 폭의 묘화 데이터이다. 도 1에 도시된 바와 같이 샷 영역마다 묘화 위치가 변하기 때문에, 묘화 데이터는 전자 광학계마다 변한다. 따라서, 전자 광학계마다 변하는 묘화 데이터를 사전에 중복해서 생성하여 그 데이터를 유지할 필요가 있어, 묘화 데이터의 총량을 증가시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일본 특허 제4308504호 공보에는 복수의 전자 광학계의 광축 간의 거리를 기계적으로 조정가능하게 한 전자선 묘화가 기재되어 있다.
그러나, 전자 광학계에 의해 묘화 데이터를 공유하기 위해서 전자 광학계의 광축 간의 거리를 기계적으로 조정하는 일본 특허 제4308504호 공보에 기재된 방법은 기계적 조정 정밀도 및 묘화 정밀도의 문제를 가진다.
본 발명은, 예를 들면, 공통 묘화 데이터 및 묘화 정밀도의 점에서 유리한 기술을 제공한다.
본 발명은 제1 양태에서, 하전 입자선으로 기판에 묘화를 행하는 묘화 장치이며, 제1 방향으로 피치를 가지고 배열되어, 각각 복수의 하전 입자선을 상기 기판에 조사하도록 구성되는 복수의 하전 입자 광학계와, 상기 기판을 유지하고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 상기 복수의 하전 입자 광학계에 대하여 이동하도록 구성되는 스테이지와, 상기 기판 상의 샷 영역의 상기 제1 방향에서의 어레이 피치를 Ps라고 하고, 상기 복수의 하전 입자 광학계 각각에 의한 상기 기판 상의 복수의 묘화 영역 각각의 상기 제1 방향에서의 폭을 SW라고 하고, 상기 복수의 묘화 영역의 상기 제1 방향에서의 어레이 피치를 Pc라고 하고, α, β는 자연수라고 할 때에, SW=Pc/α=Ps/β로 주어지는 관계를 충족시키도록, 상기 복수의 하전 입자 광학계 각각에 대하여 상기 복수의 하전 입자선 중에서 상기 묘화에 사용되는 하전 입자선을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 묘화 장치를 제공한다.
본 발명은 제2 양태에서, 물품의 제조 방법이며, 제1 양태에 따른 묘화 장치를 사용해서 기판에 묘화를 행하는 단계와, 상기 묘화가 행해진 상기 기판을 현상하는 단계와, 현상된 기판을 가공해서 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는 물품의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 추가적인 양태는 첨부된 도면을 참조하여 아래의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 복수의 전자 광학계를 사용해서 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행하는 상태를 나타내는 도면.
도 2는 전자 광학계의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 묘화 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 묘화 장치의 묘화 방법을 설명하는 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 묘화 장치의 묘화 방법을 설명하는 도면.
도 6a 및 6b는 샷의 어레이 피치, 전자 광학계의 배치 피치 및 스트라이프 묘화 폭의 관계를 설명하는 도면.
이하, 제1 방향을 따라 배치되어, 각각 복수의 하전 입자선을 기판을 향해서 방출가능한 복수의 하전 입자 광학계를 사용해서 기판 상의 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행하는 묘화 장치의 실시 형태를 설명한다. 실시 형태를 설명하기 위한 도면 전체에서, 동일한 참조 부호는 동일한 부재 등을 나타내고, 그 반복되는 설명은 생략한다.
[묘화 장치]
도 2는 기판에 대하여 하전 입자선을 투영하는 하전 입자 광학계(전자 광학계)(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 전자원(101)은, 예를 들면 전자 방출 재료로서 LaB6 또는 BaO/W(디스펜서 캐소드)를 포함하는, 소위 열전자(thermal electron) 방출 전자원이다. 콜리메이터 렌즈(102)는, 예를 들면 전계에 의해 전자선을 수렴시키도록 구성되는 정전형의 렌즈이다. 전자원(101)에 의해 방출된 전자선은 콜리메이터 렌즈(102)를 통해 거의 평행한 전자선으로 변한다.
블랭킹 어퍼처 어레이(103)는 콜리메이터 렌즈(102)로부터의 거의 평행한 전자선을 2차원적으로 배열된 어퍼처(도시 생략)에 의해 복수의 전자선으로 분할한다. 분할된 복수의 전자선을 사용한 전자 광학계(100)의 묘화 영역 EA에의 조사는, 개별적으로 구동가능한 정전형의 블랭커(도시 생략)에 의해 온-오프가 제어된다. 전자선의 블랭킹(조사의 오프(irradiation off))은, 예를 들면 편향기를 포함하는 구성에 의해 행해질 수 있지만, 다른 구성에 의해 행해질 수도 있다. 정전형의 전자 렌즈(104)와 자계형의 전자 렌즈(105)는 그들의 렌즈 작용에 의해 블랭킹 어퍼처 어레이(103)의 복수의 어퍼처의 중간상을 형성한다. 자계형의 전자 렌즈(106)는 대물 렌즈로서 작용하고, 중간상을 묘화 영역 EA에 투영한다. 편향기(107)는 블랭킹 어퍼처 어레이(103)를 통과한 복수의 전자선을 일괄하여 소정의 방향으로 편향시켜서 묘화 위치를 이동시킨다.
도 3은 복수의 전자 광학계를 사용해서 기판의 복수의 샷 영역에 동시에 묘화를 행하는 묘화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 실시 형태에 따른 묘화 장치는 복수의 전자선에 의해 기판에 묘화를 행한다. 그러나, 예를 들면 이온 선과 같은 전자선 이외의 하전 입자선이 사용될 수도 있다. 묘화 장치는 복수의 하전 입자선에 의해 기판에 묘화를 행하는 묘화 장치로 일반화될 수 있다. 본 실시 형태에 따른 묘화 장치는 3개의 전자 광학계(100)를 포함한다. 스테이지(11)는 기판(웨이퍼)(10)을 유지하고, 묘화를 행할 때에, 제1 방향과, 제1 방향에 직교하는 제2 방향을 따라 복수의 전자 광학계(100)에 대하여 이동가능하다. 스테이지(11)는 웨이퍼(10)를 유지하도록 구성되는 정전 척(도시 생략)과, 전자선이 입사하는 개구 패턴을 포함하고, 전자선의 위치를 검출하도록 구성되는 전자선 검출기(도시 생략)를 포함한다. 검출기(12)는 웨이퍼(10) 상에 형성된 위치정렬 마크에 레지스트가 감광하지 않는 파장의 광을 조사하고, 이 마크로부터의 정반사 상을 촬상 소자에 의해 검출한다.
블랭킹 제어 회로(13)는 전자 광학계(100)의 블랭킹 어퍼처 어레이(103)를 개별적으로 제어한다. 버퍼 메모리 및 데이터 처리 회로(14)는 블랭킹 제어 회로(13)의 전자 광학계(100)에 대한 제어 데이터를 생성한다. 편향기 제어 회로(15)는 전자 광학계(100)의 편향기(107)의 편향량을 개별적으로 제어한다. 전자 렌즈 제어 회로(22)는 전자 렌즈(104 내지 106)를 제어해서 전자 광학계(100)의 투영 배율(축소율)을 조정한다. 위치 검출 처리 회로(16)는 검출기(12)로부터의 신호에 기초하여 웨이퍼(10)에 형성된 패턴(샷 영역)의 시프트 및 회전 등의 에러를 산출한다. 스테이지 제어 회로(17)는 스테이지(11)의 위치를 측량하도록 구성되는 레이저 간섭계(도시 생략)와 협동해서 스테이지(11)의 위치를 제어한다.
설계 데이터 메모리(18)는 묘화 장치에 의해 묘화될 패턴의 설계 데이터를 기억한다. 데이터 변환용 계산기(19)는 설계 데이터를 묘화 장치에 의해 설정된 폭을 가지는 스트라이프 단위(부분 영역)로 분할하여, 후속의 처리를 용이하게 하기 위해 이 데이터를 중간 데이터로 변환한다. 중간 데이터 메모리(스토리지)(20)는 각각의 부분 영역의 중간 데이터를 기억한다. 주 제어계(21)는, 묘화될 패턴에 따라서, 중간 데이터를 버퍼 메모리 및 데이터 처리 회로(14)의 버퍼 메모리에 전송하고, 상기의 복수의 제어 회로 및 처리 회로를 제어하여, 묘화 장치를 통괄적으로 제어한다. 데이터 변환용 계산기(19) 및 중간 데이터 메모리(20)는 묘화 장치에 의해 이용될 묘화 데이터를 생성하도록 구성되는 생성 장치(24)를 구성한다. 주 제어계(21), 블랭킹 제어 회로(13), 버퍼 메모리 및 데이터 처리 회로(14), 편향기 제어 회로(15), 전자 렌즈 제어 회로(22), 위치 검출 처리 회로(16) 및 스테이지 제어 회로(17)는 묘화 장치에 의한 묘화를 제어하도록 구성되는 컨트롤러(23)를 구성한다.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 묘화 장치의 묘화 방법을 설명하는 도면이다. 도 4a는 전자 광학계(100)의 묘화 영역 상의 전자선의 어레이의 예를 도시한다. 본 실시 형태에서는, 전자선은 5(행)×20(열)의 전자선을 포함한다. 행 피치는 열 피치보다 2배 더 크다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 스테이지(11)는 도면의 상측으로부터 하측으로 이동한다. 도 4a에 도시된 전자선이 도 4b에 도시된 것과 같은 웨이퍼(10) 상의 전자선의 행방향으로 배열되는 위치(1 내지 6)에서 지정된 노광량의 노광 패턴을 사용하여 묘화를 행하는 방법을 설명한다. 모든 전자선은 동일한 클럭에 의해 웨이퍼(10)를 조사하고, 대상 전자선 어레이의 5개의 행이 j 내지 n에 의해 표시된다. 스테이지(11)는 단위 클럭마다 행 피치만큼 이동하는 속도로 연속적으로 이동하는 것으로 가정한다.
이때, 도 4c에 도시된 바와 같이 단위 클럭마다 온/오프 제어 신호의 타임 테이블에 의해 대상 전자선 어레이의 행 j 내지 n의 전자선이 제어되면 도 4b와 같은 노광 패턴이 얻어진다. 도 4b를 참조하면, 파선(1 내지 6) 상에 위치하는 신호는 전술한 웨이퍼(10) 상의 전자선의 행 방향으로 배열된 위치(1 내지 6)에서 노광되는 행 j 내지 n의 전자선의 온/오프 제어 신호이다.
행 j 내지 n의 전자선의 웨이퍼(10) 상의 조사 위치는 단위 클럭마다 행 피치만큼 열 방향으로 이동하는 스테이지(11)에 의해 이동한다. 그 때문에, 소정의 행의 전자선의 웨이퍼(10) 상의 위치는, 2 클럭 후에 앞의 행의 묘화 위치에 도달하기 때문에, 각각의 행의 제어 신호가 2 클럭만큼 시간 방향으로 시프트한다. 즉, 도 4b에 도시된 노광 패턴은, j 내지 n의 5개의 전자선의 선량을 적산하여 얻어진다. 온 상태의 행의 수에 의해 노광 패턴의 계조가 제어되기 때문에, 모든 행의 전자선이 묘화를 종료하지 않으면 노광 패턴을 얻을 수 없다. 도 4a 내지 4c에 도시하는 방법에 의해 5(행)×20(열)=합계 100개의 전자선을 제어하면 1개의 전자 광학계(100)에 의해 스트라이프 형상의 영역을 묘화할 수 있다. 각각의 전자 광학계(100)에 의해 묘화되는 스트라이프 형상의 영역의 스테이지 이동 방향에 직교하는 방향에서의 폭을 묘화 가능 영역의 폭 SW0이라고 부른다.
도 5a 및 5b는 3개의 전자 광학계(100)를 사용해서 웨이퍼(10)에 묘화를 행하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 5a는 3개의 전자 광학계(100)를 사용하여 웨이퍼(10) 상에 종횡 방향으로 규칙적으로 정렬된 샷 영역 SH에 패턴을 묘화하는 상태를 나타내는 도면이다. 스테이지(11)의 1회의 스캔 이동 동안에 3개의 전자 광학계(100)는 각각 스트라이프 형상의 영역 EA1 내지 EA3을 묘화한다. 각각의 전자 광학계(100)가 1열의 스트라이프 묘화를 완료하면, 주 제어계(21)는 스테이지(11)를 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향으로 계단식으로 이동시키고, 다음 스트라이프 묘화를 행한다. 그 상태를 도 5b에 도시한다. 스테이지(11)의 스캔 이동, 전자 광학계(100)에 의한 스트라이프 묘화 및 스테이지(11)의 스텝 이동이 되풀이되면, 종횡 방향으로 규칙적으로 배열된 복수의 샷 영역의 전체에 묘화를 행할 수 있다.
도 6a 및 6b는 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향에서의 샷 영역 SH의 어레이 피치 Ps, 1개의 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 공통 폭 SW 및 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 어레이 피치 Pc의 관계를 설명하는 도면이다. 샷 영역 SH의 어레이 피치 Ps는 웨이퍼(10)에 형성된 샷 영역의 실제값 또는 계측값이 아니라, 정격값 또는 설계값(프로세스 설계상의 값)이다. 본 발명에서는, 전자 광학계(100)의 간격, 즉 피치를 변경하지 않고서 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 어레이 피치 Pc를 변경할 수 있다. 주로 전자 광학계(100)의 기계적인 배치 상의 제약에 의해, 복수의 전자 광학계(100)의 배치 피치는 소정의 거리 이상일 필요가 있다. 이러한 제약 하에, 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향에서의 배치 피치가 소정의 피치로 되도록 복수의 전자 광학계(100)를 배치한다. 샷 영역 SH에는 1개 이상의 칩 어레이가 구성된다. 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향에서의 샷 영역 SH의 피치 Ps는 제조될 디바이스의 설계에 따라 변한다.
각각의 전자 광학계(100)는 묘화 가능 영역의 폭 SW0의 범위 내의 임의의 폭으로 스트라이프 묘화를 행할 수 있다. 생산성의 관점에서, 각각의 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향에서의 폭 SW는, 그 최대폭, 즉, 묘화 가능 영역의 폭 SW0인 것이 이상적이다. 그러나, 각각의 전자 광학계(100)가 폭 SW0으로 스트라이프 묘화를 행할 경우에는, 도 6a에 도시한 바와 같이, 1개의 샷 영역 SH를 스트라이프에 의해 분할하는 경계선이, 샷 영역마다, 또는 전자 광학계마다 변한다. 이러한 상황에 대응하면서 묘화를 행하기 위해, 중간 데이터 메모리(20)에 유지된 중간 데이터는 샷 영역마다, 또는 전자 광학계마다 변한다. 그 결과, 스트라이프에 의해 샷 영역을 분할하는 경계선의 위치만이 변하는 데이터를 샷 영역마다, 또는 전자 광학계마다 중복해서 유지할 필요가 있어서, 메모리 등의 스토리지 규모를 증가시킨다.
도 6a에서, 스트라이프가 복수의 샷 영역 SH에 걸칠 수 있다. 이미 묘화된 기초층 패턴 상에 오버레이 묘화를 행할 경우, 우선, 검출기(12)는 기초층 패턴 상에 마련되어진 마크의 위치를 검출한다. 주 제어계(21)는, 위치 검출 처리 회로(16)가 검출기(12)의 출력에 기초하여 기초층 상에 형성된 샷 영역 및 그의 일부 중 하나의 위치(예를 들면, 시프트, 배율, 회전)에 관한 정보를 미리 취득한다. 그 후, 각각의 전자 광학계(100)의 독립한 편향기(107)가 상기 위치의 정보에 기초해서 기초층 패턴 상에 오버레이될 패턴의 묘화 위치를 개별적으로 보정, 즉, 스트라이프 단위로 묘화 위치를 보정한다. 묘화 위치의 보정량은 샷 패턴마다 변한다. 따라서, 스트라이프가 인접하는 샷 영역에 걸칠 경우, 양쪽 샷 영역에서 묘화 위치를 동시에 보정하고, 동일한 스트라이프에 의해 묘화를 행하는 것은 불가능하다.
본 발명에서는, 임의 사이즈, 즉, 임의의 피치를 가지는 복수의 샷 영역 SH에 대하여, 묘화에 사용되는 복수의 전자선의 그룹을 결정하고, 그 그룹의 전자선에 의해 묘화되는 스트라이프의 폭을 조정함으로써, 상술한 문제를 해소한다. 본 발명에서는, 스테이지 스캔 방향에 직교하는 방향에서의 샷 영역 SH의 피치 Ps, 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc 및 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 폭(스트라이프 폭) SW 간에 도 6b에 나타낸 관계가 유지된다. 즉, 스트라이프 폭 SW가 샷 영역 SH의 피치 Ps와 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc의 양쪽의 약수가 되도록 조정된다.
도 6b에 도시하는 배치 관계에서, 각각의 샷 영역 SH는 각각 폭 SW를 가지는 스트라이프에 의해 동일한 분할 위치와 폭으로 균등하게 분할된다. 샷 영역 간의 경계와 스트라이프에 의한 묘화 영역 간의 경계는 일치한다. 따라서, 중간 데이터 메모리(20)에 유지될 중간 데이터는 샷 영역 SH를 정수로 분할하는 스트라이프 단위로 공유될 수 있고, 데이터를 유지하는 스토리지의 규모가 감소될 수 있다. 또한, 스트라이프에 의한 묘화 영역이 인접 샷 영역에 걸치지 않기 때문에, 샷 영역에 따라 변하는 보정량을 이용해서 보정이 행해질 수 있다.
도 6b에 도시된 배치 관계가 성립하기 위한 조건은 아래 수학식을 모두 만족하는 것이다.
[수학식 1]
SW≤SW0
[수학식 2]
SW=Pc/α=Ps/β(α 및 β는 자연수)
스트라이프 폭 SW는, 생산성의 관점으로부터, 샷 영역의 피치 Ps에 기초하여 묘화 가능 영역의 폭 SW0에 가까운 양으로 설정될 수 있다. 보다 구체적으로는, 데이터 변환용 계산기(19)는, 우선 Ps/SW0의 값으로부터 샷 영역의 스트라이프에 의한 분할수에 대응하는 자연수 β를 결정하고, Ps/β를 스트라이프 폭 SW로서 결정한다. 스트라이프 폭 SW는 전자선의 열 피치(묘화 화소의 피치) 단위로 조정가능하다. 스트라이프 폭 SW는, 전자 렌즈 제어 회로(22)에 의해 전자 광학계(100)의 투영 배율(축소율)을 조정함으로써, 묘화 화소의 피치 이하의 단위에 기초하여 미세 조정될 수 있다. 투영 배율을 조정하면, 묘화 화소의 피치도 작은 양만큼 변한다. 이 경우, β를 재조정해서 스트라이프 폭 SW를 전자선의 열 피치의 배수와 일치하게 하거나, 투영 배율의 조정량이 더 작아지도록 조정한다.
스트라이프 폭 SW를 이와 같이 결정한 후, 데이터 변환용 계산기(19)는 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc를 스트라이프 폭 SW의 배수로 조정한다. 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc는 기본적으로는 기계적인 고정 위치에 의해 결정된다. 그러나, 각각의 전자 광학계(100)의 편향기(107)가 미세 조정을 행할 수 있다. 스트라이프 폭 SW를 묘화 가능 영역의 폭 SW0의 범위 이내로 조정할 경우에 발생하는 초과 영역 폭 (SW0-SW)를 이용하여 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc를 조정할 수도 있다. 스트라이프 폭 SW는 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc보다 훨씬 작다. 상기 조건을 만족시키는 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc는 스트라이프 폭 SW만큼 작은 양의 조정에 의해 결정될 수 있다.
전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc의 조정량이 크고, 편향기(107) 또는 초과 영역 폭 (SW0-SW)에 의한 조정가능한 범위 외부에 놓이는 경우, β로부터 조정이 다시 행해진다. 이것은 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc의 조정량이 조정가능한 범위 내에 놓이도록 조정할 수 있게 한다. 이상의 방법에 의해, 데이터 변환용 계산기(19)는 수학식 1 및 2를 모두 충족시키는 스트라이프 폭 SW와 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc를 결정한다. 본 발명에 따르면, 전자 광학계(100)를 기계적으로 조정해서 그들 간의 피치를 바꾸지 않아도, 1개의 전자 광학계(100)에 의한 묘화 영역이 2개의 샷 영역에 걸치는 것을 방지할 수 있다.
스트라이프 폭 SW는, 스트라이프 폭 SW가 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc와 샷 영역의 피치 Ps의 최대공약수가 되도록 조정을 행함으로써 결정될 수도 있다. 보다 구체적으로는, 데이터 변환용 계산기(19)는, 우선 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc와 샷 영역의 피치 Ps의 최대공약수 γ를 구한다. 그런 다음, 데이터 변환용 계산기(19)는 γ/SW0의 값으로부터 전자 광학계(100)의 묘화 영역의 피치 Pc와 샷 영역의 피치 Ps의 최대공약수의 폭을 스트라이프에 의해 분할해서 얻어진 수에 대응하는 자연수의 값을 결정하고, 그 후에 전술한 것과 동일한 방법에 의해 스트라이프 폭 SW를 결정한다.
본 실시 형태에 따른 스트라이프 묘화와 같이, 복수의 분할된 묘화 영역에 순차적인 묘화를 행할 경우, 전자 광학계(100)의 노후화 등에 의해 묘화 영역 간에 묘화 위치가 어긋난다. 특히, 묘화 영역 간의 경계를 가로지르는 묘화 패턴의 형상에 에러가 발생할 수 있다. 그러한 노후화 등에 의해 발생하는 묘화 위치의 어긋남에 대응하기 위해서, 묘화 영역의 경계부에 서로 인접하는 묘화 영역(대상 부분)에 다중 묘화가 행해지는 오버랩 영역이 마련될 수도 있다. 또한, 이미 묘화된 기초층 패턴 상에 오버레이 묘화를 행할 경우, 묘화 데이터가 보정될 수도 있다. 그러한 보정에 대응하기 위해서, 묘화 영역의 경계부에서 서로 인접하는 영역에 걸치는 오버랩 영역이 마련될 수도 있다. 오버랩 영역을 마련할 경우에는, 데이터 변환용 계산기(19)는 오버랩 영역의 폭 OW를 고려해서 스트라이프 폭 SW를 조정한다. 이 경우, 수학식 1은 다음과 같이 변경된다.
[수학식 3]
SW≤(SW0-OW)
[물품의 제조 방법]
전술한 묘화 장치를 사용하는 물품의 제조 방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스, 또는 미세 구조를 가지는 소자 등의 물품을 제조하는 데에 적합하다. 물품의 제조 방법은, 묘화 장치를 사용해서 위에 감광제가 도포된 기판에 잠상 패턴을 형성하는 단계(기판에 묘화를 행하는 단계)와, 상기 단계에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제조 방법은 다른 주지의 공정(예를 들면, 산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩 및 패키징)을 포함할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은 종래의 방법에 비해 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 비용 중 하나 이상에 있어서 유리하다.
본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 아래의 특허청구범위의 범위는 모든 변형과, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

Claims (10)

  1. 하전 입자선으로 기판에 묘화를 행하는 묘화 장치이며,
    제1 방향으로 피치를 가지고 배열되어, 각각 복수의 하전 입자선을 상기 기판에 조사하도록 구성되는 복수의 하전 입자 광학계와,
    상기 기판을 유지하고, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 상기 복수의 하전 입자 광학계에 대하여 이동하도록 구성되는 스테이지와,
    상기 기판 상의 샷 영역의 상기 제1 방향에서의 어레이 피치를 Ps라고 하고, 상기 복수의 하전 입자 광학계 각각에 의한 상기 기판 상의 복수의 묘화 영역 각각의 상기 제1 방향에서의 폭을 SW라고 하고, 상기 복수의 묘화 영역의 상기 제1 방향에서의 어레이 피치를 Pc라고 하고, α, β는 자연수라고 할 때에, SW=Pc/α=Ps/β로 주어지는 관계를 충족시키도록, 상기 복수의 하전 입자 광학계 각각에 대하여 상기 복수의 하전 입자선 중에서 상기 묘화에 사용되는 하전 입자선을 결정하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 기판 상의 샷 영역의 상기 제1 방향에서의 설계된 어레이 피치를 Ps로 규정함으로써 상기 결정을 행하도록 구성되는 묘화 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 관계를 충족시키도록 상기 복수의 하전 입자 광학계 중 하나 이상에서 상기 묘화에 사용되는 하전 입자선의 편향량을 결정하도록 구성되는 묘화 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 관계를 충족시키도록 상기 복수의 하전 입자 광학계에 의한 상기 복수의 하전 입자선의 투영 배율을 결정하도록 구성되는 묘화 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 결정에 관한 상기 폭 SW를 갖는, 상기 샷 영역 각각의 복수의 부분 영역 각각에 대하여 묘화 데이터를 생성하도룩 구성되는 생성 장치를 더 포함하는 묘화 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 생성 장치는 상기 묘화 데이터를 저장하도록 구성되는 스토리지를 포함하는 묘화 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 기판에 형성된 샷 영역 및 상기 샷 영역의 부분 중 하나 이상의 위치에 관한 정보에 기초해서, 상기 묘화에 사용되는 하전 입자선이 편향되도록, 상기 복수의 하전 입자 광학계를 제어하도록 구성되는 묘화 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기판에 형성된 마크를 검출하도록 구성되는 검출기를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 검출기의 출력에 기초해서 상기 정보를 얻도록 구성되는 묘화 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 하전 입자 광학계 각각은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라 배열된 복수의 하전 입자선으로 상기 기판을 조사하고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 복수의 하전 입자선으로 상기 기판 상의 대상 부분의 다중 조사(multiple irradiation)를 행하도록 구성되는 묘화 장치.
  10. 물품의 제조 방법이며,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 묘화 장치를 사용해서 기판에 묘화를 행하는 단계와,
    상기 묘화가 행해진 상기 기판을 현상하는 단계와,
    현상된 기판을 가공해서 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는 물품의 제조 방법.
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