KR20170036595A

KR20170036595A - 노광 장치 및 노광 방법

Info

Publication number: KR20170036595A
Application number: KR1020160095783A
Authority: KR
Inventors: 쇼지 코지마; 아키오 야마다; 마사히로 세야마
Original assignee: 가부시키가이샤 어드밴티스트
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-04-03
Also published as: TW201721698A; TWI623015B; US9977337B2; US20170090298A1; JP2017063101A; EP3147930B1; CN106556975A; EP3147930A1; CN106556975B

Abstract

(과제) 복수의 하전 입자빔을 이용해 빔 마다의 조사 타이밍의 오차를 저감 시켜 복잡하고 미세한 패턴을 형성한다.
(해결 수단) 시료 상에 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서, 복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극과, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어부와, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측부를 포함하는 노광 장치를 제공한다.

Description

노광 장치 및 노광 방법{EXPOSURE APPARATUS AND EXPOSURE METHOD}

본 발명은 노광 장치 및 노광 방법에 관한 것이다.

종래, 선폭이 수십 nm 정도인 광 노광 기술로 형성한 단순한 라인 패턴에, 전자빔 등의 하전 입자빔을 이용한 노광 기술을 이용하여 가공함으로써, 미세한 배선 패턴을 형성하는 컴플리멘터리·리소그래피가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2 참조). 또한, 하전 입자빔을 복수개 이용한 멀티빔 노광 기술도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 및 4 참조).

일본특허공개 2013-16744호 공보 일본특허공개 2013-157547호 공보 미국특허 제7276714호 명세서 일본특허공개 2013-93566호 공보

종래 기술에 있어서는, 복수의 하전 입자빔의 ON/OFF 상태를 개별적으로 스위칭하여 패턴을 노광하는 멀티빔 노광 기술을 이용하는 경우에 있어서, 각각의 하전 입자빔이 시료를 조사하는 타이밍을 계측하여 조정하는 것은 곤란하였다. 그러나 실제로는, 제조 프로세스 상의 불균일 등에 의존하여, 하전 입자빔의 조사의 유무를 스위칭하기 위한 블랭킹 전극 및 배선의 치수 정밀도 및 배치 정밀도 등에 실장 오차가 생겨 버린다. 배선 패턴의 미세화에 수반하여, 이러한 실장 오차의 영향이 표면화하고 있어, 빔 마다의 조사 타이밍이 불규칙하여, 노광 위치 및 노광량의 오차의 요인이 될 수 있다.

본 발명의 제1 태양에 있어서는, 시료 상에 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서, 복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극과, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어부와, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측부를 구비하는 노광 장치를 제공한다.

계측부는, 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부와, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출하는 지연량 검출부를 가질 수도 있다.

기준 전압 발생부는, 기준 전압을 순차적으로 변경하여 발생하고, 지연량 검출부는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 기준 전압이 변경된 것에 따라, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출할 수도 있다.

조사 제어부는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대한 스위칭 신호의 출력 타이밍을, 개별적으로 조정하는 타이밍 조정부를 가질 수도 있다.

타이밍 조정부는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 블랭킹 전압이, 미리 정해진 타이밍에 미리 정해진 임계값 전압에 이르도록, 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정할 수도 있다.

복수의 블랭킹 전극에 대응하여 설치되어 각각의 블랭킹 전극에 대한 스위칭 신호에 따른 블랭킹 전압을 각각 출력하는 복수의 구동 회로를 구비할 수도 있다.

복수의 구동 회로는, 복수의 구동 회로의 각각이 출력하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정하는 시간 조정부를 가질 수도 있다.

본 발명의 제2 태양에 있어서는, 시료 상에 패턴을 노광하는 노광 장치에서 이용하는 방법에 있어서, 복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어 단계와, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측 단계를 구비하는 방법을 제공한다.

계측 단계는, 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 단계와 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출하는 검출 단계를 가질 수도 있다.

기준 전압 발생 단계는, 기준 전압을 순차적으로 변경하여 발생하고, 검출 단계는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 기준 전압이 변경된 것에 따라, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출할 수도 있다.

복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 블랭킹 전압이, 미리 정해진 임계값 전압이 되는 시간을 조정하는 조정 단계를 더 구비할 수도 있다.

조정 단계는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정하는 타이밍 조정 단계를 가질 수도 있다.

노광 장치는, 복수의 블랭킹 전극에 대응하여 설치되어 각각의 블랭킹 전극에 대한 스위칭 신호에 따른 블랭킹 전압을 각각 출력하는 복수의 구동 회로를 구비하고, 조정 단계는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 복수의 구동 회로의 각각이 출력하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정하는 시간 조정 단계를 가질 수도 있다.

한편, 상기 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 또한, 이들 특징군의 서브콤비네이션 또한 발명이 될 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성예를 나타낸다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)가 어레이빔을 주사하여, 시료(10)의 표면의 일부에 형성하는 조사 가능 영역(200)의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 동작 플로우를 나타낸다.
도 4는 시료(10)에 형성해야 하는 커트 패턴의 정보의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 주사 제어부(190)가 어레이빔의 조사 위치를 프레임의 개시점으로 이동한 경우의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 선택부(160)의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 노광 제어부(140)가, 블랭킹 전극(64)에 출력하는 제어 신호의 타이밍 차트의 일례를 나타낸다.
도 8은 시료(10)의 표면에 형성된 라인 패턴(802)의 일례를 나타낸다.
도 9는 시료(10)의 표면에 형성된 배선 패턴(900)의 일례를 나타낸다.
도 10은 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성된 시료(10)의 일례를 나타낸다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 전자빔의 조사 영역(502)을, 그리드(800)에 대응시켜 배치한 예를 나타낸다.
도 12는 본 실시 형태에 따른 블랭킹부(60)의 일례를 나타낸다.
도 13은 블랭킹 전극(64)에 공급되는 블랭킹 전압의 일례를 나타낸다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성예를 나타낸다.
도 15는 본 실시 형태에 따른 계측부(1100)의 구성예를 나타낸다.
도 16은 본 실시 형태에 따른, 블랭킹 전압 파형의 계측 플로우의 일례를 나타낸다.
도 17은 본 실시 형태에 따른, 노광 장치(100)의 조정 플로우의 일례를 나타낸다.
도 18은 전자빔 B1 및 전자빔 B2에 대한, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건과 블랭킹 전압의 과도 시간의 관계의 일례를 나타낸다.
도 19는 본 실시 형태에 따른, 타이밍 조정부(1710)의 조정을 적용한 블랭킹 전압의 일례를 나타낸다.
도 20은 본 실시 형태에 따른, 타이밍 조정부(1710) 및 시간 조정부(1720)의 조정을 적용한 블랭킹 전압의 일례를 나타낸다.

이하, 발명의 실시의 형태를 통해 본 발명을 설명하나, 이하의 실시 형태는 특허청구범위에 따른 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태에서 설명되고 있는 특징의 조합이 모두 발명의 해결수단에 필수라고는 할 수 없다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성예를 나타낸다. 노광 장치(100)는, 미리 정해진 그리드에 기초하여 상이한 선폭 및 상이한 피치로 형성된 시료 상의 라인 패턴에 따른 위치에, 해당 그리드에 따른 조사 영역을 갖는 하전 입자빔을 조사하여, 해당 라인 패턴을 노광한다. 노광 장치(100)는, 스테이지부(110)와, 검출부(114)와, 컬럼부(120)와, CPU(130)와, 노광 제어부(140)를 구비한다.

스테이지부(110)는, 시료(10)를 재치하여 이동시킨다. 여기서, 시료(10)는, 반도체, 유리 및/또는 세라믹 등으로 형성된 기판일 수 있으며, 일례로서, 실리콘 등으로 형성된 반도체 웨이퍼이다. 시료(10)는, 금속 등의 도전체로 라인 패턴이 표면에 형성된 기판이다. 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 해당 라인 패턴을 절단하여 미세한 가공(전극, 배선 및/또는 비아 등의 형성)을 행하기 위하여, 해당 라인 패턴 상에 형성된 레지스트를 노광한다.

스테이지부(110)는, 시료(10)를 탑재하고, 해당 시료(10)를 도 1에 나타낸 XY 평면 상에서 이동시킨다. 스테이지부(110)는, XY 스테이지일 수 있고, 또한, XY 스테이지에 더하여, Z 스테이지, 회전 스테이지 및 틸트 스테이지 중 1개 이상과 조합될 수도 있다.

스테이지부(110)는, 시료(10)에 형성된 라인 패턴의 길이 방향을, 미리 정해진 방향으로 하여 이동시킨다. 스테이지부(110)는, 라인 패턴의 길이 방향이, 예를 들어 X 방향 또는 Y 방향과 같은 스테이지의 이동 방향과 실질적으로 평행해지도록 시료(10)를 탑재한다. 본 실시 형태에 따른 스테이지부(110)는, 도 1에 있어서, X 방향 및 Y 방향으로 이동하는 XY 스테이지이고, 라인 패턴의 길이 방향이 X 방향과 실질적으로 평행해지도록 시료(10)를 탑재하는 예를 설명한다.

검출부(114)는, 스테이지부(110)의 위치를 검출한다. 검출부(114)는, 일례로서, 레이저광을 이동하는 스테이지에 조사하고, 반사광을 검출함으로써 해당 스테이지의 위치를 검출한다. 검출부(114)는, 대략 1 nm 이하의 정밀도로 스테이지의 위치를 검출하는 것이 바람직하다.

컬럼부(120)는, 스테이지부(110)에 재치된 시료(10)에, 전자 및 이온을 갖는 하전 입자빔을 조사한다. 본 실시 형태에 있어서, 컬럼부(120)가 전자빔을 조사하는 예를 설명한다. 본 실시 형태의 컬럼부(120)는, 시료(10)에 형성된 라인 패턴의 폭 방향으로 조사 위치가 상이한 복수의 하전 입자빔을 발생하는 빔 발생부이다. 컬럼부(120)는, 전자총(20), 어퍼처 플레이트(30), 빔 형상 변형부(40), 어퍼처 어레이(50), 블랭킹부(60), 스토핑 플레이트(70) 및 편향부(80)를 갖는다.

전자총(20)은, 전자를 전계 또는 열에 의해 방출시키고, 해당 방출한 전자에 미리 정해진 전계를 인가하여, 도 1의 -Z 방향이 되는 시료(10)의 방향으로 가속하여 전자빔으로서 출력한다. 전자총(20)은, 미리 정해진 가속 전압(일례로서, 50 keV)을 인가하여, 전자빔을 출력할 수 있다. 전자총(20)은, XY 평면과 평행한 시료(10)의 표면으로부터 Z축과 평행한 수선 상에 마련될 수 있다.

어퍼처 플레이트(30)는, 전자총(20) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 전자총(20)이 방출하는 전자빔의 일부를 차폐한다. 어퍼처 플레이트(30)는, 일례로서, 원형의 개구(32)를 가지며, 해당 개구(32)에서 전자빔의 일부를 차폐하고, 나머지를 통과시킨다. 개구(32)의 중심은, 전자총(20)과 시료(10)를 잇는 수선과 교차하도록 형성될 수 있다. 즉, 어퍼처 플레이트(30)는, 전자총(20)으로부터 방출된 전자빔 중, 미리 정해진 방출 각도 이내의 전자빔을 통과시킨다.

빔 형상 변형부(40)는, 어퍼처 플레이트(30) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 어퍼처 플레이트(30)를 통과한 전자빔의 실질적으로 원형인 단면 형상을 변형시킨다. 빔 형상 변형부(40)는, 예를 들어, 정전 4중극 전극 등의 전자 렌즈일 수 있고, 전자빔의 단면 형상을 타원 등의 일방향으로 신장하는 단면 형상으로 변형시킨다. 빔 형상 변형부(40)는, 도 1의 예에 있어서, 전자빔의 단면 형상을 Y축과 평행한 방향으로 신장되는 단면 형상으로 변형시킨다.

어퍼처 어레이(50)는, 빔 형상 변형부(40) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 빔 형상 변형부(40)에 의해 변형된 단면 형상의 전자빔의 일부를 차폐한다. 어퍼처 어레이(50)는, 일방향으로 나열된 복수의 개구(52)를 가지며, 해당 복수의 개구(52)에서 전자빔의 일부를 차폐하고, 나머지를 통과시킨다.

복수의 개구(52)는, 도 1의 예에 있어서, Y축과 평행한 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나열되어, Y축과 평행한 방향으로 신장되는 단면 형상의 전자빔으로부터 복수의 전자빔을 형성하도록 잘라낸다. 어퍼처 어레이(50)는, 입력되는 전자빔을 복수의 개구(52)에 따른 어레이 형상의 전자빔군(본 실시예에서 어레이빔이라 함)으로서 출력한다.

블랭킹부(60)는, 어퍼처 어레이(50) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 어퍼처 어레이(50)가 출력하는 복수의 하전 입자빔 각각을 시료(10)에 조사시킬지의 여부를 스위칭한다. 즉, 블랭킹부(60)는, 어레이빔 각각을, 시료(10)의 방향과는 상이한 방향으로 편향시킬지의 여부를 각각 스위칭한다. 블랭킹부(60)는, 어레이빔 각각에 대응하여, 일방향으로 나열된 복수의 개구(62)와, 해당 복수의 개구(62) 내에 전계를 인가하는 복수의 블랭킹 전극(64)을 갖는다.

복수의 개구(62)는, 도 1의 예에 있어서, Y축과 평행한 방향으로 미리 정해진 간격을 두고 나열되어, 어레이빔 각각을 개별적으로 통과시킨다. 예를 들어, 블랭킹 전극(64)에 전압이 공급되지 않는 경우, 대응하는 개구(62) 내에는 전자빔에 인가하는 전계가 발생하지 않으므로, 해당 개구(62)에 입사하는 전자빔은 편향되지 않고 시료(10)의 방향을 향해 통과한다(빔 ON 상태라 함). 또한, 블랭킹 전극(64)에 전압이 공급되는 경우, 대응하는 개구(62) 내에 전계가 발생하므로, 해당 개구(62)에 입사하는 전자빔은 시료(10)의 방향으로 통과하는 방향과는 상이한 방향으로 편향된다(빔 OFF 상태라 함).

스토핑 플레이트(70)는, 블랭킹부(60) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 블랭킹부(60)가 편향한 전자빔을 차폐한다. 스토핑 플레이트(70)는, 개구(72)를 갖는다. 개구(72)는, 일방향으로 신장되는 실질적인 타원 또는 실질적인 직사각형 형상을 가질 수 있고, 개구(72)의 중심이 전자총(20)과 시료(10)를 잇는 직선과 교차하도록 형성될 수 있다. 개구(72)는, 도 1의 예에 있어서, Y축과 평행한 방향으로 연장되는 형상을 갖는다.

개구(72)는, 블랭킹부(60)가 편향시키지 않고 통과시킨 전자빔을 통과시키고, 블랭킹부(60)가 편향한 전자빔의 진행을 저지한다. 즉, 컬럼부(120)는, 블랭킹부(60) 및 스토핑 플레이트(70)를 조합하여, 블랭킹 전극(64)에 공급되는 전압을 제어함으로써, 어레이빔에 포함되는 각각의 전자빔을 시료(10)에 조사할 지(빔 ON 상태) 또는 조사하지 않을 지(빔 OFF 상태)를 스위칭(블랭킹 동작)할 수 있다.

편향부(80)는, 스토핑 플레이트(70) 및 시료(10) 사이에 마련되어, 복수의 하전 입자빔을 편향하고, 시료(10)에 조사하는 어레이빔의 조사 위치를 조정한다. 편향부(80)는, 통과하는 전자빔에 입력되는 구동 신호에 따른 전계를 인가하여 해당 전자빔을 편향하는 편향기를 가지며, 어레이빔을 편향하여 해당 어레이빔의 조사 위치를 조정할 수 있다. 또한, 편향부(80)는, 1 또는 복수의 전자 코일을 가지며, 어레이빔에 자계를 인가하여 해당 어레이빔의 조사 위치를 조정할 수도 있다.

이상의 본 실시 형태에 따른 컬럼부(120)는, 미리 정해진 방향으로 배열된 복수의 전자빔을 생성하고, 각각의 전자빔을 시료(10)에 조사할지의 여부를 스위칭한다. 컬럼부(120)에 있어서, 복수의 전자빔의 배열 방향은, 빔 형상 변형부(40)가 빔 단면 형상을 변형하는 방향, 어퍼처 어레이(50)의 복수의 개구(52)의 배열 방향, 블랭킹부(60)의 복수의 개구(62) 및 대응하는 블랭킹 전극(64)의 배열 방향 등에 따라 결정된다.

컬럼부(120)는, 이들 방향을 스테이지부(110)의 이동 방향과 직교하는 라인 패턴의 폭 방향으로 실질적으로 일치시키면, 스테이지부(110)가 해당 이동 방향과 시료(10) 상의 라인 패턴의 길이 방향을 실질적으로 일치시키도록 시료(10)를 탑재하므로, 해당 라인 패턴의 폭 방향으로 조사 위치가 상이한 복수의 전자빔을 발생시키게 된다. 본 실시 형태에 있어서, 컬럼부(120)는, X 방향에 실질적으로 평행한 라인 패턴에 대하여 수직 방향인, Y 방향으로 배열하는 어레이빔을 조사하는 예를 설명한다.

CPU(130)는, 노광 장치(100) 전체의 동작을 제어한다. CPU(130)는, 유저로부터의 조작 지시를 입력하는 입력 단말의 기능을 가질 수 있다. CPU(130)는, 컴퓨터 또는 워크스테이션 등일 수 있다. CPU(130)는, 노광 제어부(140)에 접속되어, 유저의 입력에 따라, 노광 장치(100)의 노광 동작을 제어한다. CPU(130)는, 일례로서, 버스(132)를 통해 노광 제어부(140)가 갖는 각 부와 각각 접속되어, 제어 신호 등을 주고 받는다.

노광 제어부(140)는, 스테이지부(110) 및 컬럼부(120)에 접속되어, CPU(130)로부터 수취하는 제어 신호 등에 따라, 스테이지부(110) 및 컬럼부(120)를 제어하여 시료(10)의 노광 동작을 실행한다. 또한, 노광 제어부(140)는, 버스(132)를 통해 외부 기억부(90)와 접속되어, 외부 기억부(90)에 기억된 패턴의 데이터 등을 주고 받을 수 있다. 이를 대신하여, 외부 기억부(90)는, CPU(130)에 직접 접속될 수 있다. 이를 대신하여, 노광 제어부(140)는, 내부에 패턴 데이터 등을 기억하는 기억부를 가질 수도 있다. 노광 제어부(140)는, 기억부(150)와, 선택부(160)와, 조사 제어부(170)와, 편향량 결정부(180)와, 주사 제어부(190)를 갖는다.

기억부(150)는, 시료(10)에 형성된 라인 패턴을 절단하기 위하여, 노광 장치(100)가 노광하는 패턴인 커트 패턴을, 또한, 시료(10)에 비아를 형성하기 위하여, 노광 장치(100)가 노광하는 패턴인 비아 패턴을, 각각 기억한다. 기억부(150)는, 예를 들어, 외부 기억부(90)로부터 커트 패턴 및 비아 패턴의 정보를 수취하여 기억한다. 또한, 기억부(150)는, CPU(130)를 통해, 유저로부터 입력되는 커트 패턴 및 비아 패턴의 정보를 수취하여 기억할 수도 있다.

또한, 기억부(150)는, 시료(10)의 배치 정보와 시료(10)에 형성된 라인 패턴의 배치 정보를 기억한다. 기억부(150)는, 노광 동작에 들어가기 전에, 미리 측정된 측정 결과를 배치 정보로서 기억할 수 있다. 기억부(150)는, 예를 들어, 시료(10)의 축률(縮率)(제조 프로세스에 의한 변형 오차), (반송 등에 의한) 회전 오차, 기판 등의 뒤틀림 및 높이 분포 등과 같은 위치 결정 오차의 요인이 되는 정보를, 시료(10)의 배치 정보로서 기억한다.

또한, 기억부(150)는, 어레이빔의 조사 위치와, 라인 패턴의 위치 사이의 위치 어긋남에 관한 정보를, 라인 패턴의 배치 정보로서 기억한다. 기억부(150)는, 시료(10)의 배치 정보 및 라인 패턴의 배치 정보를, 스테이지부(110) 상에 재치된 시료(10)를 계측함으로써 취득한 정보를 배치 정보로 하는 것이 바람직하다. 이를 대신하여, 기억부(150)는, 시료(10)의 과거의 측정 결과, 또는 동일 로트의 다른 시료의 측정 결과 등을 기억할 수도 있다.

선택부(160)는, 기억부(150)에 접속되어, 커트 패턴 및 비아 패턴의 정보를 읽어내고, 라인 패턴 상의 길이 방향에 있어서의 조사 위치의 지정을 판별한다. 선택부(160)는, 라인 패턴 상의 길이 방향의 지정된 조사 위치에 있어서, 컬럼부(120)가 발생시키는 복수의 하전 입자빔 중 시료(10)에 조사해야 하는 적어도 1개의 하전 입자빔을 선택한다. 선택부(160)는, 커트 패턴 및 비아 패턴의 정보에 기초하여, 어레이빔 중 조사해야 하는 전자빔을 선택하고, 선택 결과를 조사 제어부(170)에 공급한다.

조사 제어부(170)는, 선택부(160)에 접속되어 선택부(160)의 선택 결과를 수취한다. 조사 제어부(170)는, 선택부(160)로 선택된 적어도 1개의 하전 입자빔에 대해서, ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 신호를 발생하여, 구동 회로(172)에 설정한다. 구동 회로(172)는, 조사 제어부(170)로부터의 스위칭 신호를 수취하여, 블랭킹부(60)의 블랭킹 전극(64)에, 빔 블랭킹을 위한 편향 전압(블랭킹 전압)을 공급한다. 조사 제어부(170)에 의한 전자빔의 ON 상태/OFF 상태의 스위칭과, 구동 회로(172)가 블랭킹 전극(64)에 출력하는 블랭킹 전압과의 관계에 대해서는, 나중에, 도면을 이용하여 설명한다.

편향량 결정부(180)는, 기억부(150)에 접속되어, 시료(10)의 배치 정보 및 라인 패턴의 배치 정보를 읽어내고, 시료(10)의 위치 오차 및 어레이빔의 조사 위치 오차의 정보에 따라, 어레이빔의 조사 위치를 조정해야 할 조정값을 산출하고, 해당 조정값에 대응하는 편향량을 결정한다. 편향량 결정부(180)는, 컬럼부(120)에 접속되어, 결정한 편향량에 기초하여 어레이빔의 조사 위치를 조정한다. 편향량 결정부(180)는, 편향부 구동 회로(182)를 통해, 결정한 편향량에 따라 어레이빔을 편향시키는 제어 신호를 편향부(80)에 공급한다. 여기서, 편향부 구동 회로(182)는, 편향량 결정부(180)로부터 출력되는 편향량에 따른 제어 신호를, 편향부(80)에 입력하는 구동 신호로 변환한다.

주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)에 접속되어, 복수의 하전 입자빔의 조사 위치를, 라인 패턴의 길이 방향을 따라 주사시킨다. 본 실시 형태에 있어서의 주사 제어부(190)는, 시료(10)를 탑재하는 스테이지부(110)를 X 방향으로 실질적으로 평행하게 이동시킴으로써, 어레이빔을 라인 패턴의 길이 방향을 따라 주사시킨다. 주사 제어부(190)는, 스테이지 구동 회로(192)를 통해, 스테이지부(110)를 이동시키는 제어 신호를 공급한다. 스테이지 구동 회로(192)는, 주사 제어부(190)로부터 출력되는 이동 방향 및 이동량에 따른 제어 신호를, 스테이지부(110)의 대응하는 구동 신호로 변환한다.

주사 제어부(190)는, 검출부(114)에 접속되어, 스테이지부(110)의 스테이지 위치의 검출 결과를 수취한다. 주사 제어부(190)는, 검출 결과에 기초하여, 스테이지부(110)가 실제로 이동한 이동량 및 스테이지의 위치 오차(즉, 이동 오차) 등을 취득하여, 스테이지부(110)의 이동 제어로 피드백시킬 수 있다. 또한, 주사 제어부(190)는, 편향량 결정부(180)에 접속되어, 스테이지부(110)에 의한 시료(10)의 이동 오차에 따라 하전 입자빔의 통과 경로를 조정할 수 있다.

또한, 주사 제어부(190)는, 선택부(160) 및 조사 제어부(170)에 각각 접속되어, 스테이지부(110)의 위치 정보를 선택부(160) 및 조사 제어부(170)에 공급한다. 조사 제어부(170)는, 스테이지부(110)의 위치 정보에 기초하여, 시료(10)의 라인 패턴에 어레이빔을 조사하는 타이밍을 취득한다.

또한, 주사 제어부(190)는, 라인 패턴의 폭 방향으로도 어레이빔의 조사 위치를 이동시켜, 시료(10)의 표면 상의 미리 정해진 영역을 어레이빔의 조사 가능 영역이 되도록 주사시킨다. 주사 제어부(190)가 어레이빔을 주사하는 일례를, 도 2를 이용하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)가 어레이빔을 주사하여, 시료(10)의 표면의 일부에 형성하는 조사 가능 영역(200)의 일례를 나타낸다. 도 2는, XY 면과 실질적으로 평행한 시료(10)의 표면을 나타내고, 노광 장치(100)가 조사하는 어레이빔의 Y 방향(라인 패턴의 폭 방향)으로 나열된 복수의 전자빔의 전체의 빔 폭을 fw로 나타낸다. 여기서, 빔 폭 fw는, 일례로서 대략 30μm이다.

주사 제어부(190)는, 하전 입자빔의 통과 경로를 유지한 상태에서 스테이지부(110)에 의해 시료(10)를 라인 패턴의 길이 방향으로 이동시킨다. 도 2는, 주사 제어부(190)가 스테이지부(110)를 -X 방향으로 이동시키는 예를 나타낸다. 이에 따라, 어레이빔의 조사 위치(210)는 시료(10)의 표면 상을 +X 방향으로 주사하고, 해당 어레이빔은, 띠 형상의 영역(220)을 전자빔의 조사 가능 영역으로 한다. 즉, 주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)를 미리 정해진 거리만큼 X 방향으로 이동시켜, 제1 프레임(232)을 조사 가능 영역으로 한다. 여기서, 제1 프레임(232)은, 일례로서, 30mm×30μm의 면적을 갖는다.

다음으로, 주사 제어부(190)는, -Y 방향으로 스테이지부(110)를 빔 어레이의 빔 폭 fw만큼 이동시키고, 다음으로, 전회 -X 방향으로 이동한 미리 정해진 거리만큼 스테이지부(110)를 복귀시키도록 +X 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 어레이빔의 조사 위치(210)는, 제1 프레임(232)과는 상이한 시료(10)의 표면 상을 -X 방향으로 주사하여, 제1 프레임(232)과 실질적으로 동일한 면적이고 +Y 방향으로 인접하는 제2 프레임(234)을 조사 가능 영역으로 한다. 마찬가지로, 주사 제어부(190)는, -Y 방향으로 스테이지부(110)를 빔 어레이의 빔 폭 fw만큼 이동시키고, 다시, 해당 미리 정해진 거리만큼 -X 방향으로 스테이지부(110)를 이동시켜 제3 프레임(236)을 조사 가능 영역으로 한다.

이와 같이, 주사 제어부(190)는, 라인 패턴의 길이 방향인 X 방향에 있어서, 스테이지부(110)를 왕복 동작시켜, 시료(10)의 표면에 있어서의 미리 정해진 영역을 어레이빔의 조사 가능 영역(200)으로 한다. 여기서, 주사 제어부(190)는, 일례로서, 30×30mm의 정사각형 영역을 조사 가능 영역(200)으로 한다.

한편, 본 실시 형태에 있어서, 주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)를 왕복 동작시킴으로써, 정사각형 영역을 어레이빔의 조사 가능 영역(200)으로 하는 것을 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 주사 제어부(190)는, 어레이빔의 조사 방향을 편향하여 주사시킬 수도 있다. 이 경우, 주사 제어부(190)는, 편향량 결정부(180)에 주사하는 거리에 따른 편향량을 공급하여, 어레이빔을 주사할 수 있다. 또한, 주사 제어부(190)는, 어레이빔의 조사 가능 영역(200)을 직사각형 형상으로 하는 것을 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 어레이빔의 주사에 의해 형성되는 미리 정해진 영역을 어레이빔의 조사 가능 영역(200)으로 할 수 있다.

이상의 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 라인 패턴의 길이 방향인 X 방향에 있어서, 스테이지부(110)를 왕복 동작시키면서, 라인 패턴 상의 조사 위치에 대응하는 어레이빔을 조사하여, 시료(10)를 노광한다. 즉, 노광 장치(100)는, 어레이빔의 조사 가능 영역(200) 내의 라인 패턴에 대하여, 형성해야 하는 커트 패턴 및 비아 패턴에 대응하는 노광 위치에 하전 입자빔을 조사하여 노광한다. 노광 장치(100)의 노광 동작에 대해서는, 도 3을 이용하여 설명한다.

도 3은 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 동작 플로우를 나타낸다. 본 실시 형태에 있어서, 노광 장치(100)는, S300부터 S370의 처리를 실행함으로써, 시료(10) 표면의 라인 패턴에 커트 패턴을 노광하는 예를 설명한다.

먼저, 스테이지부(110)는, 라인 패턴이 형성되고, 레지스트가 도포된 시료(10)를 재치한다(S300). 다음으로, 노광 장치(100)는, 재치한 시료(10)의 배치 정보 및 라인 패턴의 배치 정보를 취득한다(S310). 노광 장치(100)는, 취득한 배치 정보를 기억부(150)에 기억시킨다.

노광 장치(100)는, 일례로서, 시료(10) 상에 복수개 마련된 위치 결정 마커 등을 관찰함으로써, 시료(10)의 배치 정보 및/또는 라인 패턴의 배치 정보를 취득한다. 이 경우, 노광 장치(100)는, 전자빔을 해당 위치 결정 마커에 조사하여, 이차 전자 또는 반사 전자 등을 검출함으로써 얻어지는 시료(10)의 표면 화상으로부터, 해당 위치 결정 마커의 위치와 전자빔의 조사 위치를 검출하여, 라인 패턴의 배치 정보 등을 취득할 수 있다.

또한, 노광 장치(100)는, 레이저광 등을 해당 위치 결정 마커에 조사하여, 반사광 또는 산란광 등을 검출함으로써, 시료(10)의 배치 정보 등을 취득할 수도 있다. 이와 같이, 노광 장치(100)가 시료(10)의 배치 정보 및 라인 패턴의 배치 정보를 측정에 의해 취득하는 경우, 노광 장치(100)는, 이차 전자 또는 반사 전자 등을 검출하는 전자 검출부, 레이저광 조사 장치 및 광 검출부 등을 추가로 구비할 수 있다.

다음으로, 주사 제어부(190)는, 어레이빔의 조사 위치가 노광해야 하는 프레임의 개시점에 위치하도록, 스테이지부(110)를 해당 개시점에 대응하는 위치로 이동시킨다(S320). 주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)를 +X 방향으로 이동시켜(어레이빔의 조사 위치를 -X 방향으로 이동시켜) 프레임을 노광하는 경우, 해당 프레임의 +X 방향 측의 단부를 프레임의 개시점으로 한다. 이와 같이, 스테이지부(110)는, 시료(10)를 탑재하고, 해당 시료(10)를 빔 발생부에 대하여 상대적으로 이동시킨다.

또한, 주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)를 -X 방향으로 이동시켜(어레이빔의 조사 위치를 +X 방향으로 이동시켜) 프레임을 노광하는 경우, 해당 프레임의 -X 방향 측의 단부를 프레임의 개시점으로 한다. 주사 제어부(190)는, 라인 패턴의 길이 방향인 X 방향에 있어서, 프레임마다 스테이지부(110)를 왕복 동작시키는 경우, 해당 왕복 동작에 따라, 해당 프레임의 개시점으로서 -X 방향의 단부 및 +X 방향의 단부를 교대로 스위칭한다.

주사 제어부(190)는, 노광 동작의 개시 단계에 있어서, 프레임의 개시점을 미리 정해진 위치로 할 수 있다. 주사 제어부(190)는, 일례로서, 가장 -Y 방향 측에 위치하는 프레임의 -X 방향 측의 단부를, 프레임의 개시점으로 한다.

다음으로, 선택부(160)는, 노광해야 하는 프레임 내의 커트 패턴의 정보를 기억부(150)로부터 취득한다(S330). 도 4는, 시료(10)에 형성해야 하는 커트 패턴의 정보의 일례를 나타낸다. 커트 패턴의 정보는, 직사각형으로 표시되는 커트 패턴의 크기 및 위치의 데이터를 가질 수 있다. 도 4는, 커트 패턴의 2변의 길이 및 미리 정해진 부분(-X 방향 측 및 -Y 방향 측의 정점, 도면에서는 왼쪽 아래의 정점)의 좌표를, 커트 패턴 데이터로 하는 예를 나타낸다.

보다 구체적으로는, 제1 패턴(410)의 커트 패턴 데이터의 {(위치), 크기}를 {(Xc1, Yc1), Sx1, Sy1}로 나타낸다. 마찬가지로, 제2 패턴(420)의 커트 패턴 데이터의 {(위치), 크기}를, {(Xc2, Yc2), Sx2, Sy2}로, 제3 패턴(430)의 커트 패턴 데이터의 {(위치), 크기}를, {(Xc3, Yc3), Sx3, Sy3}으로 나타낸다.

한편, 도 4의 X 방향은, 커트 패턴을 겹치는 대상인 라인 패턴의 길이 방향과 실질적으로 일치한다. 또한, 도 4에 있어서, Y 방향으로 간격 g마다 나열되어, X 방향과 평행한 복수의 선분을, 라인 패턴 및 커트 패턴의 설계에 이용하는 그리드(400)로 하여 점선으로 나타낸다. 예를 들어, 간격 g는 그리드 폭이고, 해당 그리드 폭 g는, 라인 패턴의 폭 방향(Y 방향)의 라인 폭의 최소값과 실질적으로 동일하다. 또한, 라인 패턴이 복수 종류의 라인 폭을 갖는 경우, 복수의 라인 폭은, 모두 그리드 폭 g의 n배의 값이 이용된다(여기서 n은 1 이상의 자연수). 또한, 인접하는 라인 패턴의 Y 방향의 패턴 간격은, 그리드 폭 g의 m배의 값이 이용된다(여기서 m은 1 이상의 자연수).

마찬가지로, 커트 패턴의 Y 방향의 길이 및 Y 방향의 패턴 간격은, 그리드 폭 g의 (1 이상의) 자연수배의 값이 이용된다. 예를 들어, 제1 패턴(410)의 Y 방향의 길이는 4g와 실질적으로 동일하고, 제2 패턴(420)의 Y 방향의 길이는 2g와 실질적으로 동일하며, 또한, 제1 패턴(410) 및 제2 패턴(420)의 Y 방향의 패턴 간격은, 2g와 실질적으로 동일하다. 또한, 도 4의 예는, 커트 패턴의 Y 좌표가, 그리드(400) 상에 실질적으로 동일해지도록 설계된 예를 나타낸다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 커트 패턴 및 라인 패턴은, Y 좌표가 그리드(400)의 좌표값을 기준으로 설계되어 있는 것으로 한다.

도 5는 본 실시 형태에 따른 주사 제어부(190)가 어레이빔의 조사 위치를 프레임의 개시점(프레임의 -X 방향 측의 단부)으로 이동한 경우의 일례를 나타낸다. 즉, 도 5는, 시료 표면에 형성된 라인 패턴(402)과, 어레이빔(500)의 조사 위치의 위치 관계의 일례를 나타내는 XY 평면도이다. 또한, 도 5는, 라인 패턴(402)과 도 4에 나타낸 커트 패턴의 위치 관계의 일례를 나타내는 XY 평면도이기도 하다.

도 5의 예는, 1개의 프레임이 4개의 라인 패턴(402)을 가지며, 각각의 라인 패턴(402)의 라인 폭 및 인접하는 라인 패턴(402) 사이의 간격이, 모두 그리드(400)의 그리드 폭 g와 실질적으로 동일한 경우를 나타낸다. 또한, 도면에 있어서, 제1 패턴(410)은, 최상부로부터 2개의 라인 패턴(402)을 동시에 커트하는 패턴이고, 제2 패턴(420)은, 최하부의 라인 패턴(402)을 커트하는 패턴이며, 제3 패턴(430)은, 중앙의 2개의 라인 패턴(402)을 동시에 커트하는 패턴이다.

또한, 도 5에 있어서, 어레이빔(500)은, B1 내지 B8의 합계 8개의 전자빔을 갖는 예를 설명한다. 어레이빔(500)은, 시료(10) 상의 복수의 조사 영역(502) 각각에 전자빔을 조사한다. 전자빔 B1 내지 B8의 라인 패턴의 폭 방향(즉, Y 방향)의 빔 폭은, 그리드 폭 g와 실질적으로 동일한 빔 폭을 각각 갖는다. 또한, 전자빔 B1 내지 B8의 시료(10) 상의 각각의 조사 위치는, Y 방향에 있어서 각각 그리드 폭 g씩 어긋나게 배열되어, 합계 대략 8g의 폭을 가지며, 프레임 내에서 대략 8g의 폭을 갖는 범위를 노광한다. 즉, 어레이빔(500)은, Y 방향에 있어서, 해당 어레이빔(500)이 갖는 전자빔의 개수에 그리드 폭 g을 곱한 값의 빔 폭을 가지며, 해당 빔 폭에 실질적으로 동일한 Y 방향의 폭을 갖는 프레임을 노광한다.

여기서, 컬럼부(120)는, 복수의 전자빔의 조사 위치를 그리드 폭 g씩 어긋나게 일렬로 배열할 수 있는 경우, 해당 일렬로 나열된 어레이빔(500)을 시료(10)에 조사할 수 있다. 이를 대신하여, 컬럼부(120)는, 복수의 전자빔의 조사 위치가 복수의 열을 갖는 어레이빔(500)을 시료(10)에 조사할 수도 있다.

도 5는, 어레이빔(500)이 라인 패턴의 길이 방향으로 간격 δ만큼 이간되어 나열된 2열의 전자빔을 갖는 예를 나타낸다. 또한, 각 열에 포함되는 복수의 전자빔에 의한 조사 위치는, 그리드 폭 g와 실질적으로 동일한 거리로 이간되고, 라인 패턴의 폭 방향으로 배열한다. 따라서, 전자빔 B1, B3, B5 및 B7의 홀수 번호의 전자빔을 갖는 열(제1 열이라 함)은, 합계 대략 7g의 Y 방향의 폭을 갖는다. 마찬가지로, 짝수 번호의 전자빔을 갖는 열(제2 열이라 함)도, 합계 대략 7g의 Y 방향의 폭을 갖는다.

또한, 주사 제어부(190)가 프레임의 개시점으로 어레이빔(500)의 조사 위치를 이동한 단계 S320에 있어서, 복수의 전자빔의 조사 위치는, 대응하는 그리드 사이에 각각 배치된다. 도 5는, -Y 방향 측으로부터 1번째에 배치하는 전자빔 B1의 조사 위치가, -Y 방향 측으로부터 1번째와 2번째의 그리드 사이에 위치하고, 마찬가지로, -Y 방향 측으로부터 n번째에 배치하는 전자빔 Bn의 조사 위치가, -Y 방향 측으로부터 n번째와 n+1번째의 그리드 사이에 위치하는 예를 나타낸다.

이상과 같이, 그리드(400)의 좌표값을 기준으로 설계된 커트 패턴을 노광하기 위하여, 주사 제어부(190)는, 어레이빔(500)의 조사 위치를 해당 그리드(400)에 기초하는 위치로 이동시킨다. 이에 따라, 주사 제어부(190)는, n개의 전자빔을 갖는 어레이빔(500)의 조사 위치를 라인 패턴의 길이 방향으로 주사함으로써, 대응하는 1번째 내지 n+1번째의 그리드 사이의 n×g의 폭을 갖는 프레임을 노광할 수 있다.

다음으로, 선택부(160)는, 노광에 이용하는 하전 입자빔을 선택한다(S340). 선택부(160)는, 주사 제어부(190)로부터 수취한 어레이빔의 조사 위치의 정보에 기초하여, 노광해야 하는 커트 패턴을 판단할 수 있다. 커트 패턴의 Y 좌표가, 그리드(400) 상에 실질적으로 동일해지도록 설계되어 있으므로, 선택부(160)는, 예를 들어, 어레이빔(500)의 조사 위치를 라인 패턴의 길이 방향으로 주사하면서, 전자빔 B5 내지 B8의 4개의 전자빔을 조사함으로써, 4g의 폭을 갖는 제1 패턴(410)을 노광할 수 있다.

즉, 선택부(160)는, 제1 패턴(410)을 노광하기 위하여, 전자빔 B5 내지 B8의 4개를 노광에 이용하는 전자빔으로서 선택한다. 그리고, 전자빔 B5는 제1 패턴(410)의 일부의 패턴(418)을, 전자빔 B6은 제1 패턴(410)의 일부의 패턴(416)을, 전자빔 B7은 제1 패턴(410)의 일부의 패턴(414)을, 전자빔 B8은 제1 패턴(410)의 일부의 패턴(412)을 각각 노광한다.

여기서, 선택부(160)는, 커트 패턴의 Y 좌표의 값에 따라, 노광에 이용하는 전자빔을 선택할 수 있다. 예를 들어, 선택부(160)는, 제2 패턴(420)의 Y 좌표의 값이, -Y 방향 측으로부터 1번째와 3번째 사이에 위치함에 따라, 해당 영역이 조사 위치가 되는 전자빔 B1 및 B2를 선택한다. 또한, 선택부(160)는, 제3 패턴(430)의 Y 좌표의 값이, -Y 방향 측으로부터 3번째와 7번째 사이에 위치함에 따라, 해당 영역이 조사 위치가 되는 전자빔 B3 내지 B6을 선택한다.

이에 따라, 전자빔 B1은 제2 패턴(420)의 일부의 패턴(422)을, 전자빔 B2는 제2 패턴(420)의 일부의 패턴(424)을 노광한다. 또한, 전자빔 B3은 제3 패턴(430)의 일부의 패턴(432)을, 전자빔 B4는 제3 패턴(430)의 일부의 패턴(434)을, 전자빔 B5는 제3 패턴(430)의 일부의 패턴(436)을, 전자빔 B6은 제3 패턴(430)의 일부의 패턴(438)을, 각각 노광한다.

또한, 선택부(160)는, 선택한 전자빔을 조사해야 하는 조사 위치를 검출한다. 선택부(160)는, 커트 패턴에 따라 조사해야 하는 조사 위치를, 지정된 조사 위치로서 검출한다. 선택부(160)는, 복수의 하전 입자빔의 조사 위치가 라인 패턴의 길이 방향에 있어서의 미리 정해진 기준 위치를 경과하고 나서의 경과 시간에 따라, 지정된 조사 위치를 검출한다.

도 5는, 라인 패턴의 길이 방향에 있어서, 제1 기준 위치 및 제2 기준 위치의 2개의 기준 위치를 미리 정한 예를 나타낸다. 즉, 제1 기준 위치 및 제2 기준 위치 사이의 영역을 노광 범위로 하고, 선택부(160)는, 어레이빔(500)의 조사 위치가 제1 기준 위치를 경과하고 나서의 경과 시간에 따라, 복수의 전자빔의 지정된 조사 위치를 각각 검출한다.

이에 더하여, 라인 패턴의 길이 방향에 있어서, 3 이상의 기준 위치를 미리 정할 수도 있다. 즉, 1개의 프레임을 복수의 노광 범위로 분할하고, 선택부(160)는, 노광 범위마다, 복수의 전자빔의 지정된 조사 위치를 각각 검출할 수 있다. 이 경우, 선택부(160)는, 복수의 하전 입자빔의 조사 위치가 라인 패턴의 길이 방향에 있어서의 복수의 기준 위치 중 최후에 경과한 기준 위치와, 해당 기준 위치를 경과하고 나서의 경과 시간에 따라, 지정된 조사 위치를 검출한다. 선택부(160)에 의한 전자빔의 선택과, 조사 위치의 검출에 대하여, 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.

도 6은, 본 실시 형태에 따른 선택부(160)의 일례를 나타낸다. 선택부(160)는, 데이터 변환 회로(162)와, 빔 선택 회로(164)와, 경과 시간 연산 회로(166)를 포함한다.

데이터 변환 회로(162)는, 기억부(150)로부터 커트 패턴 데이터를 취득하고, 해당 커트 패턴 데이터를 시료(10) 상의 라인 패턴의 배치에 관한 좌표계로 변환한다. 데이터 변환 회로(162)는, 예를 들어, 기억부(150)로부터 커트 패턴 데이터로서 (Xci, Yci), Sxi, Syi(i = 1, 2, 3, ···)를 취득하고, 시료(10) 상의 좌표계의 노광 데이터 (Xcbi, Ycbi), Sxbi, Sybi(i = 1, 2, 3, ···)로 변환한다. 여기서, 커트 패턴 데이터의 Y 좌표의 값 Yci, Syi는, 그리드 폭 g의 정수배의 값이므로, 변환 후의 Ycbi, Sybi도 이산적인 값이 된다.

한편, 데이터 변환 회로(162)가 실행하는 데이터 변환은, 시료(10)를 스테이지부(110)에 로딩할 때에 발생하는 회전 오차 및 시료(10)가 에칭이나 성막 등의 디바이스 제조 프로세스를 거침에 따른 시료(10)의 변형 오차 등을 보정하기 위한 것이다. 즉, 스테이지부(110)의 정밀도 및 제조 프로세스의 정밀도 등이 충분히 높은 것이라면, 해당 보정은, 예를 들어, 거리에 대하여 10 ppm 정도 이하, 각도에 대하여 1 mrad 정도 이하를 보정하는 데이터 변환이 된다.

예를 들어, 패턴 폭 Sxi, Syi가 수 10 ~ 100 nm인 경우, 해당 데이터 변환을 실행하여도 0.1 nm 이상의 변화는 일어나지 않는다. 즉, 이 경우, 0.1 nm 이하를 버림처리하면, Sxi = Sxbi, Syi = Sybi가 성립된다. 따라서, 시료(10)에 발생하는 회전 오차 및 변형 오차 등이 미리 정해진 범위 내인 경우, 선택부(160)는, 데이터 변환 회로(162)의 Sxi, Syi에 관한 데이터 변환을 생략할 수도 있다.

빔 선택 회로(164)는, 노광 데이터 (Xcb, Ycb), Sxb, Syb에 기초하여, 노광에 이용하는 전자빔을 선택한다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 그리드(400)의 Y 방향의 좌표가, -Y 방향 측으로부터 Yc1, Yc2, ···, Yc8인 경우, 빔 선택 회로(164)는, 좌표 Yc1 내지 Yc2의 범위의 노광에 이용하는 전자빔으로서, 전자빔 B1을 선택한다. 즉, 빔 선택 회로(164)는, 좌표 Ycb 내지 좌표 Ycb + Syb에 위치하는 커트 패턴에 대하여, 해당 좌표의 범위에 대응하는 전자빔을, 노광에 이용하는 전자빔 B1, B2, ···, Bn으로서 선택한다.

경과 시간 연산 회로(166)는, 빔 선택 회로(164)가 선택한 전자빔 B1 내지 Bn의 각각에 대하여, 전자빔을 ON 상태 또는 OFF 상태로 스위칭하는 타이밍을 검출한다. 경과 시간 연산 회로(166)는, 해당 타이밍을 노광 데이터의 X 좌표에 기초하여 검출하고, 일례로서, 경과 시간으로서 출력한다. 여기서, 경과 시간이란, 어레이빔(500)이 기준 위치를 통과한 시간을 기점으로, 어레이빔에 포함되는 각 전자빔을 ON 상태 및 OFF 상태로 할 때까지의 시간을 말한다.

주사 제어부(190)는, 어레이빔(500)을 라인 패턴의 길이 방향인, +X 방향 또는 -X 방향으로 주사한다. 커트 패턴이 노광 데이터 (Xcb, Ycb), Sxb, Syb로 표시되고, 또한, 주사 제어부(190)가 +X 방향으로 어레이빔(500)을 주사하는 경우, X축 좌표에 있어서 대응하는 전자빔의 조사 위치가 Xcb의 위치에 도달한 시점에서 해당 전자빔을 ON 상태로 하고, Xcb + Sxb의 위치에 도달한 시점에서 OFF 상태로 함으로써, 해당 전자빔은 해당 커트 패턴의 패턴 영역 내를 노광할 수 있다. 즉, 경과 시간 연산 회로(166)는, 노광 범위의 -X측의 제1 기준 위치를 어레이빔(500)이 통과한 시점으로부터, 전자빔을 ON 상태 및 OFF 상태로 스위칭할 때까지의 시간을, 경과 시간으로서 검출한다.

한편, 주사 제어부(190)가 -X 방향으로 어레이빔(500)을 주사하는 경우, X축 좌표에 있어서 대응하는 전자빔의 조사 위치가 Xcb + Sxb의 위치에 도달한 시점에서 해당 전자빔을 ON 상태로 하고, Xcb의 위치의 위치에 도달한 시점에서 OFF 상태로 함으로써, 해당 전자빔은 해당 커트 패턴의 패턴 영역 내를 노광할 수 있다. 이 경우, 경과 시간 연산 회로(166)는, 노광 범위의 +X측의 제2 기준 위치를 어레이빔(500)이 통과한 시점으로부터, 전자빔을 ON 상태 및 OFF 상태로 스위칭할 때까지의 시간을, 경과 시간으로서 검출한다.

또한, 경과 시간 연산 회로(166)는, 프레임 내에 복수의 기준 위치가 설정되어 있는 경우, 복수의 기준 위치 중 최후에 기준 위치를 통과한 시점으로부터, 전자빔을 ON 상태 및 OFF 상태로 스위칭할 때까지의 시간을, 경과 시간으로서 검출할 수 있다. 경과 시간 연산 회로(166)는, 일례로서, 주사 제어부(190)가 라인 패턴의 길이 방향으로 어레이빔(500)을 주사하는 속도에 따라, 경과 시간을 산출한다. 이 경우, 주사 제어부(190)는, 어레이빔(500)을 프레임 내에서 연속하여 이동시키면서 노광하는 것이 바람직하고, 라인 패턴의 길이 방향으로 주사하는 경우에, 어레이빔(500)의 속도 V가 적어도 0이 되는 일 없이, 속도 V가 순조롭게 변하도록 제어할 수 있다.

주사 제어부(190)가 어레이빔(500)을 +X 방향으로 주사하고, 제1 기준 위치의 X 좌표를 S, 노광해야 하는 커트 패턴의 패턴 개시 위치를 Xcb, 패턴의 폭(X축 방향의 패턴 폭)을 Sxb로 할 때, 경과 시간 연산 회로(166)는, 전자빔을 ON 상태로 할 때까지의 경과 시간(DLa)을, 이하의 관계식을 통해 산출할 수 있다. 한편, 경과 시간 연산 회로(166)는, 속도 V의 정보를 주사 제어부(190)로부터 수취할 수 있다.

(수학식 1)

DLa = (Xcb - S)/V

또한, 경과 시간 연산 회로(166)는, 패턴 종료 위치 Xcb + Sxb에 있어서 전자빔을 OFF 상태로 할 때까지의 경과 시간(DLb)을, 이하의 관계식을 통해 산출할 수 있다.

(수학식 2)

DLb = (Xcb + Sxb - S)/V

경과 시간 연산 회로(166)는, 빔 선택 회로(164)에서 선택한 전자빔 B1, B2, ···, Bn의 각각에 대하여, 전자빔을 ON 상태로 할 때까지의 경과 시간을, DL1a, DL2a, ···, DLna로서 산출한다. 또한, 경과 시간 연산 회로(166)는, 전자빔을 OFF 상태로 할 때까지의 경과 시간을, DL1b, DL2b, ···, DLnb로서 산출한다.

이상과 같이, 빔 선택 회로(164) 및 경과 시간 연산 회로(166)는, 노광해야 하는 커트 패턴에 대응하여, 노광해야 하는 전자빔의 선택과 경과 시간의 검출을 각각 실행한다. 선택부(160)는, 빔 선택 회로(164)의 선택 결과 및 경과 시간 연산 회로(166)의 검출 결과를, 조사 제어부(170)에 공급한다.

다음으로, 노광 제어부(140)는, 어레이빔(500)의 조사 위치를 주사하면서, 하전 입자빔의 조사를 제어한다(S350). 즉, 주사 제어부(190)는, 스테이지부(110)를 이동하여 어레이빔(500)의 조사 위치를 속도 V로 주사시키고, 검출부(114)의 위치 검출 결과에 기초하는 어레이빔(500)의 조사 위치를 조사 제어부(170)에 공급한다. 조사 제어부(170)는, 어레이빔(500)의 조사 위치와 경과 시간에 따라, 선택된 전자빔의 조사를 제어하기 위하여, 빔의 ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 신호를 발생하여, 구동 회로(172)에 설정한다. 구동 회로(172)는, 조사 제어부(170)로부터의, 선택된 전자빔의 ON 상태/OFF 상태의 스위칭 신호를 수취하여, 블랭킹부(60)의 대응하는 블랭킹 전극(64)에 빔 블랭킹을 위한 블랭킹 전압을 공급한다.

도 7은 빔의 ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 신호의 타이밍 차트의 일례를 나타낸다. 도 7은, 예를 들면, 도 5에 나타내는 노광 범위의 커트 패턴을 노광하는 전자빔 B1 내지 B8에 대한 블랭킹 동작의 타이밍을 나타낸다. 도 7의 가로축은 시간축을 나타낸다.

도 7에 나타내는 8개의 신호는, 전자빔 B1 내지 B8에 대응하는 블랭킹 동작의 타이밍 신호의 일례이다. 즉, 조사 제어부(170)는, 해당 신호 레벨이 하이 상태인 경우, 하이 상태인 신호 레벨에 따른 블랭킹 전압을 블랭킹 전극(64)에 공급하여 전자빔을 편향시키므로, 해당 전자빔을 빔 OFF 상태로 한다. 또한, 조사 제어부(170)는, 해당 신호 레벨이 로우 상태인 경우, 로우 상태인 신호 레벨에 대응하여 블랭킹 전극(64)에 공급하는 블랭킹 전압을 0 V로 하여 전자빔을 통과시키므로, 해당 전자빔을 빔 ON 상태로 한다.

여기서, 시간축 상에 있어서, T1로 나타내는 시점은, 전자빔 B2, B4, B6 및 B8을 갖는 제2 열이 제1 기준 위치를 통과하는 시점을 나타낸다. 또한, T2로 나타내는 시점은, 전자빔 B1, B3, B5 및 B7을 갖는 제1 열이 제1 기준 위치를 통과하는 시점을 나타낸다. 즉, T2 - T1 = δ/V가 된다.

도 7의 B1 및 B2로 나타내는 신호는, 전자빔 B1 및 B2를 이용하여 도 5에 나타내는 커트 패턴의 제2 패턴(420)을 노광하는 타이밍 신호이다. 즉, 제2 패턴(420)의 커트 패턴 데이터에 기초하여, 선택부(160)는, 전자빔 B1 및 B2를 선택하고, 경과 시간을 검출한다. 그리고, 조사 제어부(170)가, 경과 시간에 따라 블랭킹 동작의 타이밍 신호 B1 및 B2를 생성하는 예를 도 7에 나타낸다.

조사 제어부(170)는, 전자빔 B1의 조사 위치가 제1 기준 위치를 통과한 시점 T2의 후, 경과 시간 DL1a가 경과한 시점 T4에 있어서, 해당 전자빔 B1을 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭한다. 그리고, 조사 제어부(170)는, 시점 T2의 후, 경과 시간 DL1b가 경과한 시점 T6에 있어서, 해당 전자빔 B1을 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭한다.

또한, 조사 제어부(170)는, 전자빔 B2의 조사 위치가 제1 기준 위치를 통과한 시점 T1의 후, 경과 시간 DL2a가 경과한 시점 T3에 있어서, 해당 전자빔 B2를 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭한다. 그리고, 조사 제어부(170)는, 시점 T1의 후, 경과 시간 DL2b가 경과한 시점 T5에 있어서, 해당 전자빔 B2를 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭한다.

이와 같이, 조사 제어부(170)는, 선택부(160)의 선택 결과 및 경과 시간과, 주사 제어부(190)에 의해 주사되는 조사 위치의 위치 정보에 따라, 전자빔의 조사를 제어하는 타이밍 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 조사 제어부(170)가 생성한 타이밍 신호에 기초하여 블랭킹 전극(64)에 동작시키는 것으로, 컬럼부(120)는, 커트 패턴의 제2 패턴(420)을 시료(10)에 노광할 수 있다.

마찬가지로, 조사 제어부(170)는, 선택부(160)에서 선택된 전자빔 B3 내지 B8의 제어 신호를 생성하여, 제1 패턴(410) 및 제3 패턴(430)을 시료(10)에 노광한다. 이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 조사 제어부(170)는, 전자빔의 ON 상태 및 OFF 상태의 스위칭 동작을, 조사 위치가 기준 위치를 통과하는 시점으로부터의 경과 시간에 기초하여 제어한다. 그러므로, 제1 기준 위치로부터 제2 기준 위치까지의 사이의 노광 범위의 길이는, 경과 시간을 카운트하는 클록의 비트 수에 따라 규정되는 경우가 있다.

여기서, 클록의 최소 주기는, 미리 정해지는 위치 분해능 및 스테이지 속도에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 노광 위치의 데이터 스텝이 0.125 nm인 경우에는, 위치 분해능을 그 절반인 0.0625 nm로 하여, 스테이지의 최대 이동 속도를 50 mm/sec로 할 때, 클록의 주기는 최소 1.25ns가 요구된다. 여기서, 클록 카운터의 카운트 비트 수를 12 비트(= 4096)로 하면, 약 5 μs의 경과 시간까지 카운트할 수 있다. 이 경과 시간 내에 스테이지는 최대 이동 속도 50 mm/sec로 0.25 μm 이동한다.

이와 같이, 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 클록 주기에 기초하여 노광 범위의 길이를 미리 설계할 수 있다. 그리고, 노광 장치(100)는, 복수의 기준 위치를 마련하고, 각각의 기준 위치로부터의 경과 시간에 기초하여 전자빔의 조사를 제어함으로써, 해당 노광 범위보다 긴 노광 범위를 갖는 프레임을 노광할 수 있다.

즉, 노광 제어부(140)는, 1개의 프레임에 포함되는 전체 노광 범위에 대하여, 어레이빔(500)의 조사 위치를 주사시키고, 통과하는 기준 위치마다 해당 기준 위치로부터의 경과 시간에 기초하여 전자빔의 조사를 제어한다. 즉, 노광 제어부(140)는, 도 5의 예에 나타내는 제1 기준 위치로부터 다음 제2 기준 위치까지의 노광 범위를, 어레이빔(500)의 조사 위치를 주사시키면서, 복수의 전자빔의 조사를 제어함으로써 노광한다.

그리고, 해당 프레임에, 추가적인 기준 위치가 존재하는 경우, 노광 제어부(140)는, 해당 프레임의 노광을 속행시키고(S360: 아니오), 제2 기준 위치로부터 제3 기준 위치까지의 다음 노광 범위를 노광하기 위하여, 하전 입자빔의 선택의 단계 S340으로 되돌아간다. 노광 제어부(140)는, 해당 프레임에, 어레이빔(500)의 조사 위치가 통과하는 기준 위치가 없어질 때까지, S340에서부터 S350의 동작을 반복한다. 한편, 주사 제어부(190)가 어레이빔(500)의 조사 위치가 최후에 통과한 기준 위치로부터 다음 기준 위치까지의 노광 범위를 주사하고 있는 동안에, 선택부(160)는, 해당 다음 기준 위치 이후에 계속되는 다음 노광 범위에 대응하는 전자빔의 선택과 경과 시간의 검출을 실행할 수 있다. 이에 따라, 노광 제어부(140)는, 인접하는 노광 범위를 시간적으로 연속하여 노광할 수 있다.

노광 제어부(140)는, 해당 프레임에, 추가적인 기준 위치가 존재하지 않는 경우, 해당 프레임의 노광을 종료시킨다(S360: 예). 그리고, 다음에 노광해야 하는 프레임이 존재하는 경우(S370: 아니오), S320으로 돌아가, 어레이빔(500)의 조사 위치를 다음 프레임의 개시점으로 이동시키고, 해당 다음 프레임의 노광을 실행한다. 노광 제어부(140)는, 노광해야 하는 프레임이 없어질 때까지 S320에서부터 S360의 동작을 반복한다. 노광 제어부(140)는, 노광해야 하는 프레임이 없어진 경우, 해당 프레임의 노광을 종료시킨다(S370: 예).

이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 어레이빔의 조사 가능 영역(200)을 프레임으로 분할하고, 프레임마다, 라인 패턴의 길이 방향으로 어레이빔(500)의 조사 위치를 주사하면서, 복수의 전자빔의 조사를 제어하는 노광 동작을 반복하여, 해당 조사 가능 영역(200)을 노광한다. 노광 장치(100)는, 스테이지부(110)에 의해 시료(10)를 이동시킴으로써, 시료(10)의 표면 상에 상이한 복수의 조사 가능 영역(200)을 형성할 수 있으므로, 시료(10)의 표면에 형성된 라인 패턴 전체에 대하여, 1개의 컬럼부(120)로 노광할 수도 있다.

도 8은 시료(10)의 표면에 형성된 라인 패턴(802)의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 이러한 라인 패턴(802) 상에 형성된 레지스트에 있어서의 커트 패턴(810)으로 표시되는 영역을, 도 3에서 설명한 동작을 실행하여 노광한다. 해당 노광에 의해, 커트 패턴(810)의 영역의 레지스트를 제거할 수 있으므로, 해당 커트 패턴에 위치하는 라인 패턴(802)을 노출시키고, 해당 노출시킨 라인 패턴(802)을 에칭하여 미세한 배선 패턴 등을 형성할 수 있다.

도 9는 시료(10)의 표면에 형성된 미세한 배선 패턴(900)의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)를 이용하면, 미리 라인 패턴이 형성된 시료(10)를 노광함으로써, 보다 미세한 배선 패턴(900)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 나타내는 라인 패턴(802)은, 단순한 라인 앤 스페이스 패턴이므로, 광노광 기술 등을 이용함으로써, 대략 10 nm 정도의 라인 폭 및 라인 간격으로 형성할 수 있다. 그리고, 전자빔을 이용하는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)를 이용함으로써, 해당 라인 패턴(802)을 가공할 수 있으므로, (예를 들어 게이트 전극 등의) 광 노광 기술만으로는 실행할 수 없는 미세한 배선 패턴(900)을 형성할 수 있다. 또한, 라인 패턴(802)의 형성을, 광노광 기술 등으로 실행함으로써, 미세한 배선 패턴(900)을 형성할 때까지의 토탈 가공 시간을 저감시킬 수 있다.

또한, 라인 패턴(802)의 설계에 이용하는 그리드에 기초하여, 커트 패턴의 좌표 및 어레이빔(500)의 조사 위치를 배치하므로, 노광 제어부(140)는, 복잡한 피드백 제어를 하는 일 없이, 간편한 제어 동작으로 미세한 노광을 실행할 수 있다. 한편, 이상의 설명에 있어서, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 전자빔을 이용한 전자빔 노광 장치로서 설명하였으나, 실시 형태는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 하전 입자빔을 이용한 노광 장치에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 커트 패턴의 노광을 예로 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 비아 패턴의 노광에도 동일하게 적용할 수 있다.

이상의 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)에 있어서, 실질적으로 동일한 라인 폭 및 라인 간격의 라인 패턴이 형성된 시료(10)를 노광하는 것을 설명하였다. 이를 대신하여, 노광 장치(100)는, 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성된 시료(10)를 노광할 수도 있다. 그리드에 기초하여, 이러한 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성되어 있는 경우, 노광 장치(100)는, 해당 그리드에 대응시켜 라인 패턴의 지정된 조사 위치에 노광할 수 있다.

도 10은 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성된 시료(10)의 일례를 나타낸다. 시료(10)는, 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 가지며, 각각의 부분에 있어서 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성된 것이다. 이와 같이, 복수의 종류의 라인 패턴이 1개의 시료에 형성되는 경우여도, 각각의 라인 패턴은, 공통의 그리드를 이용하여 설계된 것으로 한다.

본 예에 있어서, 제1 부분의 라인 패턴(802)은, 라인 폭 및 라인 간격이 g이고, 제2 부분의 라인 패턴(804)은, 라인 폭이 2g, 라인 간격이 g이며, 제3 부분의 라인 패턴(806)은, 라인 폭이 3g, 라인 간격이 2g인 예이다.

이와 같이, 라인 패턴의 폭 및 간격이 상이하면, 각각의 라인 패턴에 대응하는 커트 패턴(810, 820, 830)의 크기도 각각 상이해진다. 본 예에 있어서는, 라인 패턴 각각이, 동일한 그리드(800)에 기초하여 설계되므로, 각각의 커트 패턴의 Y 좌표는, 도 4 및 도 5에 관련하여 설명한 바와 같이, 해당 그리드(800)의 이산된 좌표로 표시할 수 있다. 본 실시 형태의 노광 장치(100)에 있어서는, 전자빔의 조사 위치를 간격 g의 그리드에 대응시키고 있으므로, 이러한 상이한 라인 폭 및 라인 간격에 대응하는 커트 패턴이어도 노광할 수 있다.

도 11 본 실시 형태에 따른 전자빔의 조사 영역(502)을, 그리드(800)에 대응시켜 배치한 예를 나타낸다. 즉, 도 11은, 도 5에 관련하여 설명한 바와 같이, -Y 방향 측으로부터 세었을 때 n 번째에 배치하는 전자빔 Bn의 조사 영역이, -Y 방향 측으로부터 세었을 때 n 번째와 n+1 번째의 그리드 사이에 위치하는 예를 나타낸다. 이에 따라, 예를 들어, 커트 패턴이 k 번째와 l(엘) 번째의 그리드 사이에 위치하는 경우, 노광 장치(100)는, k 번째부터 (l-1) 번째까지의 전자빔을 이용함으로써, 해당 커트 패턴을 노광할 수 있다.

즉, 이 경우, 선택부(160)는, 지정된 조사 위치에 있어서의 라인 패턴의 폭에 따라, 복수의 하전 입자빔 중 폭 방향으로 연속하는 적어도 1개의 하전 입자빔을 선택한다. 선택부(160)는, 예를 들어, 제1 부분의 라인 패턴(802)의 라인 폭 g에 따라, 해당 라인 패턴(802)을 커트하는 패턴 폭 2g의 커트 패턴(810)을 노광하기 위하여, 어레이빔 중 폭 방향으로 나열된 2개의 전자빔을 선택한다.

또한, 선택부(160)는, 예를 들어, 제2 부분의 라인 패턴(804)의 라인 폭 2g에 따라, 해당 라인 패턴(804)을 커트하는 패턴 폭 3g의 커트 패턴(820)을 노광하기 위하여, 어레이빔 중 폭 방향으로 나열된 3개의 전자빔을 선택한다. 마찬가지로, 선택부(160)는, 제3 부분의 라인 패턴(806)의 라인 폭 3g에 따라, 해당 라인 패턴(806)을 커트하는 패턴 폭 4g의 커트 패턴(832) 등의 커트 패턴(830)을 노광하기 위하여, 어레이빔 중 폭 방향으로 나열된 4개의 전자빔을 선택한다. 이와 같이, 선택부(160)는, m×g의 라인 폭에 따라, (m+1)개의 전자빔을 선택한다.

또한, 선택부(160)는, 도 6 및 도 7에 관련하여 설명한 바와 같이, 선택한 전자빔에 대응하는 경과 시간을 결정하여 조사 위치를 각각 검출한다. 이에 따라, 노광 제어부(140)는, 어레이빔(500)의 조사 위치를 주사하면서, 전자빔의 조사를 제어함으로써, 커트 패턴(810, 820 및 830)을 각각 노광할 수 있다. 한편, 도 11의 예에 있어서도, 노광 장치(100)는, 전자빔의 수 n에 따른 빔 폭 n×g의 어레이빔을 주사하고, 해당 빔 폭 n×g에 상당하는 프레임 폭을 갖는 프레임마다 시료(10)를 노광할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 시료(10)에 상이한 라인 폭 및 상이한 라인 간격의 라인 패턴이 형성되어도, 조사 위치에 대응하여 적절한 전자빔을 선택함으로써, 대응하는 커트 패턴을 노광할 수 있다.

도 12는 본 실시 형태에 따른 블랭킹부(60)의 일례를 나타낸다. 블랭킹부(60)는, 복수의 개구(62)와, 제1 블랭킹 전극(64a)과, 제2 블랭킹 전극(64b)과, 공통 전극(66)과, 전극 배선(68)을 가진다.

복수의 개구(62)는, 복수의 하전 입자빔의 각각을 개별적으로 통과시킨다. 즉, 복수의 개구(62)는, 빔 어레이로서 출력하는 복수의 전자빔에 대응한 수가 블랭킹부(60)에 설치되는 것이 바람직하다. 복수의 개구(62)는, 라인 패턴의 길이 방향에 대응하는 방향인 X 방향에 있어서, 복수의 제1 개구(62a) 및 복수의 제2 개구(62b)가 오프셋되어 배치되어 있다. 복수의 제1 개구(62a)는, -X 방향 측으로 오프셋되어 Y 방향으로 나열하여, 예를 들면, 도 5에 있어서의 전자빔 B1, B3, B5 및 B7 등에 대응하여 형성된다. 복수의 제2 개구(62b)는, +X방향 측으로 오프셋되어 Y 방향으로 나열하여, 예를 들면, 도 5에 있어서의 전자빔 B0, B2, B4, 및 B6등에 대응하여 형성된다.

제1 블랭킹 전극(64a)은, 제1 개구(62a)에 있어서의 공통 전극(66)과는 반대측의 벽면을 이루도록 마련된다. 제2 블랭킹 전극(64b)은, 제2 개구(62b)에 있어서의 공통 전극(66)과는 반대측의 벽면을 이루도록 마련된다. 공통 전극(66)은, X 방향에 있어서, 제1 개구(62a) 및 제2 개구(62b)의 사이의 벽면을 이루도록 마련된, 제1 개구(62a) 및 제2 개구(62b)에 공통인 전극이다. 또한, 공통 전극(66)은, Y 방향으로 나열된 복수의 개구(62) 중 인접하는 개구(62)의 사이에도 각각 마련될 수 있다.

전극 배선(68)은, 제1 블랭킹 전극(64a) 및 제2 블랭킹 전극(64b)의 각각과 대응하는 구동 회로(172)를 접속한다. 구동 회로(172)는, 선택부(160)에 의한 선택에 따라 변화하는 조사 제어부(170)의 스위칭 신호를 수취하여, 제1 블랭킹 전극(64a) 또는 제2 블랭킹 전극(64b)에 블랭킹 전압을 공급하고, 전자빔의 ON 상태 및 OFF 상태를 각각 스위칭한다.

이상과 같이, 블랭킹부(60)는, Y 방향으로 2열로 나열된 복수의 개구(62)를 가지므로, 공통 전극(66)에서 복수의 개구(62)의 각각을 분리하면서, 해당 복수의 개구(62)를 Y 좌표 방향에 있어서 간극이 없거나 또는 겹치게끔 연속하여 배치시킬 수 있다. 그리고, 조사 제어부(170)는, 복수의 개구(62)의 각각에 대응하는 블랭킹 전극에, 전자빔의 ON 상태 및 OFF 상태를 각각 스위칭하는 신호를 개별적으로 공급하여 개별적으로 제어할 수 있어, 2 이상의 개구(62)를 통과하는 2 이상의 전자빔에 의해, 조사 영역의 Y 좌표의 방향으로 연속한 어레이 빔을 형성할 수 있다. 즉, 노광 장치(100)는, 이러한 어레이 빔을 이용한 1회의 주사에 의해, Y 좌표에 있어서의 연속한 2 이상의 전자빔 조사의 범위를 프레임 폭으로 하여 X 축 방향으로 연신하는 프레임을, 시료(10)에 조사할 수 있다.

이상의 본 실시 형태에 따른 블랭킹부(60)는, 2열로 Y 방향으로 나열된 복수의 개구(62)를 가지는 것을 설명하였지만, 이를 대신하여, 블랭킹부(60)는, 3 열 이상으로 Y 방향으로 나열된 복수의 개구(62)를 가질 수도 있다. 이 경우에 있어서도, 컬럼부(120)는, 공통 전극(66)에서 복수의 개구(62)의 각각을 분리하면서, 해당 복수의 개구(62)의 Y 좌표에 있어서의 배치를 연속하여 배치시킬 수 있으므로, 프레임마다 어레이 빔을 주사하여 시료(10)의 표면을 노광할 수 있다. 덧붙여 이상의 예에 있어서는, 각 열에 마련한 복수의 개구(62a) 및 복수의 개구(62b)가, Y 방향과 평행하게 배열된 예를 나타냈지만, 복수의 개구(62a) 및 복수의 개구(62b)는, 예를 들면 Y 방향에 대해서 비스듬하게 배치되는 등, X 방향에 대하여 매 개구에 어긋난 위치에 배열될 수도 있다.

도 13은 구동 회로(172)에 의해 출력되는 블랭킹 전압의 출력 파형을 나타낸다. 본 도면에 있어서는, 전자빔 B1 및 B2에 대응하는 2개의 블랭킹 전극(64)에 공급되는 블랭킹 전압을 나타낸다. 도면 중, 세로축은 블랭킹 전압의 크기를 나타내, 가로축은 시간을 나타낸다.

이미 설명한 바와 같이, 노광 장치(100)는, 도 2의 프레임을 따라 어레이 빔을 주사하면서, 도 7에 일례를 나타내는 타이밍 차트에 기초하여 전자빔 각각의 ON 상태 및 OFF 상태를 스위칭한다. 즉, 예를 들면, 도 5의 제2 패턴(420)을 노광하는 경우, 노광 장치(100)는, 도 5의 노광 범위의 라인 방향을 따라 어레이 빔을 주사한다. 선택부(160)가 선택한 전자빔 B1 및 B2의 각각에 대하여, 조사 제어부(170)는, 도 7의 T4 및 T6으로 나타내는 시점 및 T3 및 T5로 나타내는 시점에 있어서 빔 상태를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력한다. 또한, 본 예에 있어서는, 전자빔 B2를 통과시키는 개구(62b)가 전자빔 B1를 통과시키는 개구(62a)보다 X 방향에 있어서 선행하므로, 그만큼 스위칭 신호의 타이밍을 빠르게 한다.

조사 제어부(170)는, 전자빔 B1 및 B2와 대응하는 블랭킹 전극에 접속된 구동 회로(172)에, 이러한 스위칭 신호를 출력한다. 구동 회로(172)는, 스위칭 신호의 변화(전자빔의 ON 상태/OFF 상태의 스위칭에 대응하는 신호의 변화)를 수취하여, 블랭킹 전극에 공급하는 블랭킹 전압을 변화시킨다. 전자빔 B1 및 B2와 대응하는 블랭킹 전극은, 구동 회로(172)로부터 공급된 블랭킹 전압의 변화에 따라 전자빔의 진행 방향을 변화시켜, 전자빔 B1 및 B2를 시료 상에 조사하는지 여부를 각각 스위칭하여, 도 5의 제2 패턴(420)을 노광한다.

여기서, 실제로 빔 상태를 스위칭하기 위하여, 조사 제어부(170)가 블랭킹 전압의 스위칭 신호를 출력한 뒤, 구동 회로(172)가 스위칭 신호에 따라 블랭킹 전압을 출력하여, 블랭킹 전극(64)의 블랭킹 전압을, 전자빔을 OFF 상태로 하는 전압값으로 하거나 0 V로 되돌리거나 해야 하며, 블랭킹 전극(64)의 각각에서, 블랭킹 전압의 천이에 따른 과도 시간이 발생한다. 본 도면은, 이러한 블랭킹 전압의 천이에 따른 과도 시간을 구체적으로 설명한다.

세로축의 블랭킹 전압에 있어서, Voff로 나타난 전압값은, 빔 OFF 상태로 블랭킹 전극(64)에 공급되는 전압값이다. 블랭킹 전극(64)에 Voff가 공급되면, 전자빔은, 거기에 따라 편향되어 스토핑 플레이트(70)에 의해 진행이 저지된다(빔 OFF 상태). 또한, 세로축의 0 V로 나타난 전압값은, 빔 ON 상태에 있어서, 블랭킹 전극(64)에 공급되는 전압값이다. 블랭킹 전극(64)에 0 V가 공급되면, 전자빔은, 블랭킹 전극(64)에 의한 편향을 받지 않고, 스토핑 플레이트(70)의 개구(72)를 통과한다(빔 ON 상태).

세로축의 Vth로 나타난 전압값은, 전자빔의 OFF 상태와 빔 ON 상태가 스위칭되는 경계에 있어서, 블랭킹 전극(64)에 공급되는 임계값 전압이다. 즉, 블랭킹 전극(64)의 전압값이 0 V ~ Vth일 때, 전자빔의 적어도 일부는, 스토핑 플레이트(70)의 개구(72)를 통과한다. 블랭킹 전극(64)의 전압값이 Vth ~ Voff일 때, 전자빔은, 완전하게 스토핑 플레이트(70)의 개구(72)로부터 벗어나 개구(72)를 통과하지 않는다.

본 도면에 나타낸 바와 같이, 전자빔 B1의 스위칭 신호는, 조사 제어부(170)에 의해, 전자빔 B1의 조사 위치가 제1 기준 위치를 통과한 시점 T2의 후, 시간 DL1a가 경과한 시점 T4에 있어서 OFF 상태에서 ON 상태로 변화된다. 그러나, 블랭킹 전극(64)에 공급되는 블랭킹 전압은, 블랭킹 전압의 천이에 따른 과도 시간 때문에 지연이 발생한다. 전자빔 B1의 블랭킹 전압은, T4의 시점으로부터 하강하기 시작하여 T8의 시점에서 임계값 전압 Vth를 가로지른다. 전자빔 B1은, T8의 시점에서, 적어도 그 일부가 스토핑 플레이트(70)의 개구(72)를 통과하기 시작한다. 그리고, 전자빔 B1은, T8의 시점 이후에, 시료 상에 조사되어 빔 ON 상태가 된다.

또한, 전자빔 B1의 스위칭 신호는, 조사 제어부(170)에 의해, 시점 T2로부터 시간 DL1b가 경과한 시점 T6에 있어서 ON 상태에서 OFF 상태로 변화된다. 전자빔 B1의 블랭킹 전압은, T6의 시점으로부터 상승하기 시작하여 T10의 시점에서 임계값 전압 Vth를 가로지른다. 전자빔 B1은, T10의 시점 이후에 빔 OFF 상태가 된다.

한편, 전자빔 B2의 스위칭 신호는, 조사 제어부(170)에 의해, 전자빔 B2의 조사 위치가 제1 기준 위치를 통과한 시점 T1의 후, 시간 DL2a가 경과한 시점 T3에 있어서 OFF 상태에서 ON 상태로 변화된다. 전자빔 B2의 블랭킹 전압은, T3의 시점으로부터 하강하기 시작하여 T7의 시점에서 임계값 전압 Vth를 가로지른다. 전자빔 B2는, T7의 시점 이후에 빔 ON 상태가 된다.

더하여, 전자빔 B2의 스위칭 신호는, 조사 제어부(170)에 의해, 시점 T1로부터 시간 DL2b가 경과한 시점 T5에 있어서 ON 상태에서 OFF 상태로 변화된다. 전자빔 B2의 블랭킹 전압은, T5의 시점으로부터 상승하기 시작하여 T9의 시점에서 임계값 전압 Vth를 가로지른다. 전자빔 B2는, T9의 시점 이후에 빔 ON 상태가 된다.

즉, 전자빔 B1은, 빔 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭되는 타이밍에 T8 - T4의 시간 지연이 발생해, 빔 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭되는 타이밍에 T10 - T6의 시간 지연이 발생한다. 또한, 전자빔 B2는, 빔 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭되는 타이밍에 T7 - T3의 시간 지연이 발생하고, 빔 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭되는 타이밍에 T9 - T5의 시간 지연이 발생한다. 여기서, 빔 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭될 때의 상기의 시간 지연을, 하강 시간이라 하고, 빔 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭될 때의 상기의 시간 지연을, 상승 시간이라고 한다.

본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)에 있어서, 하강 시간 및 상승 시간의 값은 각각 일례로서 대략 5 ns이다. 그리고, 이 하강 시간 및 상승 시간은, 어레이 빔에 속하는 전자빔에 대한, ON 상태/OFF 상태의 스위칭 타이밍의 지연을 일으켜, 노광 패턴의 빔 조사 위치에 최대 0.5 nm정도, 빔 조사량에 최대 5% 정도의 오차를 발생한다.

또한, 이 하강 시간 및 상승 시간의 값은, 어레이 빔에 속하는 전자빔마다 불균일할 가능성이 있다. 구동 회로(172)가 구동하는 부하의 크기가, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 따라 다른 것이 원인이다. 즉, 도 12의 구조를 가지는 블랭킹부(60)는, 제조 공정으로 발생하는 프로세스적인 요인 때문에, 블랭킹 전극(64), 공통 전극(66) 및 전극 배선(68)의 완성 치수 그리고 전극 사이 및 배선 사이의 간격 등에, 블랭킹 전극(64)마다 불균일이 존재할 수 있다. 이에 의해, 구동 회로(172)가 구동하는 부하의 저항값 및 커패시턴스값에도, 블랭킹 전극(64)마다 차이가 발생할 수 있다.

도 14는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성예를 나타낸다. 다른 도면에 기재되어 있는 구성 요소와 같은 동작을 하는 구성 요소에는, 같은 부호를 부여하여 나타내고, 상세한 설명을 생략한다. 본 도면에 나타내는 구성예는, 도 1에 나타난 노광 장치(100)의 일부분과 대응한다. 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 어레이 빔에 속하는 전자빔 각각에 대해, 빔 상태의 스위칭에 대한 블랭킹 전압의 시간적 변화를 계측하는 기능을 가진다. 또한, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 구동 회로(172)가 구동하는 부하에 불균일이 있어도, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여 블랭킹 전압이 소정의 임계값 전압이 되는 시간을 조정하는 기능을 가진다. 노광 장치(100)는, 블랭킹부(60), 복수의 구동 회로(172) 및 조사 제어부(170) 외에, 계측부(1100)를 구비한다.

계측부(1100)는, 일방에서 조사 제어부(170)와 접속하고 있어, 전자빔 각각의 ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 스위칭 신호를 취득한다. 계측부(1100)는, 타방에서, 중계 단자(69)를 경유하여, 블랭킹 전극(64)의 각각에 전기적으로 연결되어 있다. 중계 단자(69)는, 블랭킹 전극(64)과 구동 회로(172)의 출력의 사이에 존재한다. 계측부(1100)는, 중계 단자(69)로부터, 블랭킹 전극(64)에 인가된 블랭킹 전압을 취득한다.

계측부(1100)는, 조사 제어부(170)로부터 얻은 전자빔의 ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 신호(스위칭 신호)의 변화를 트리거로 하여, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측한다. 또한, 계측부(1100)는, 계측한 지연량을 토대로, 블랭킹 전압이 임계값 전압에 이를 때까지의 시간, 즉 하강 시간 및 상승 시간을 결정한다.

조사 제어부(170)는, 타이밍 조정부(1710)를 가진다. 타이밍 조정부(1710)는, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정한다. 복수의 구동 회로(172)의 각각은, 시간 조정부(1720)를 가진다. 시간 조정부(1720)는, 복수의 구동 회로(172)의 각각이 출력하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정한다.

도 15는 계측부(1100)의 구성예를 나타낸다. 계측부(1100)는, 기준 전압 발생부(1120)와, 1 또는 복수의 비교부(1140)와, 1 또는 복수의 지연량 검출부(1160)를 가진다. 기준 전압 발생부(1120)는, 블랭킹 전압과의 비교에 이용하는 기준 전압을 발생한다. 기준 전압 발생부(1120)는, 블랭킹 전압의 변화폭 내의 임의의 전압값을 기준 전압으로 하여 발생 가능하다. 일례로서 기준 전압 발생부(1120)는, 빔의 OFF 상태와 빔 ON 상태가 스위칭되는 경계의 임계값 전압을 기준 전압으로 하여 발생할 수 있다. 기준 전압 발생부(1120)는, 기준 전압을 복수의 비교부(1140)에 공급한다. 복수의 비교부(1140)는, 기준 전압 발생부(1120) 및 블랭킹부(60) 내의 복수의 블랭킹 전극(64)에 접속되는 복수의 중계 단자(69)에 접속된다. 복수의 비교부(1140)는, 각각, 대응하는 블랭킹 전극(64)에 인가된 블랭킹 전압값과 기준 전압 발생부(1120)로부터 얻은 기준 전압값을 비교하여, 양자의 차분에 따른 전압값을 지연량 검출부(1160)에 출력한다.

복수의 지연량 검출부(1160)의 각각은, 대응하는 비교부(1140)로부터, 블랭킹 전압과 기준 전압의 차분에 따른 전압값을 취득한다. 또한, 복수의 지연량 검출부(1160)의 각각은, 조사 제어부(170)로부터, 대응하는 전자빔의 ON 상태/OFF 상태를 스위칭하는 스위칭 신호를 취득한다. 복수의 지연량 검출부(1160)의 각각은, 대응하는 전자빔 상태를 스위칭하는 스위칭 신호의 변화(즉, 전자빔을 OFF 상태에서 ON 상태로 그리고 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭하는 스위칭 신호의 변화)로부터, 블랭킹 전압과 기준 전압의 차이의 절대값이, 예를 들면, 20 mV(블랭킹 전압 폭 5 V에 대해서 256(=2＾8) 등분한 1 LSB에 상당하는 전압값) 이내에 들어갈 때까지의 시간을 검출한다.

또한, 지연량 검출부(1160)는, 스위칭 신호의 변화 이후의, 블랭킹 전압과 기준 전압의 차분의 전압값을, 예를 들면, 1 ns 마다 샘플링하고, 시간적으로 인접한 2회의 샘플 점으로 차이의 전압값의 부호가 반전될 때까지의 시간을 검출할 수도 있다. 이에 의해, 지연량 검출부(1160)는, 전자빔의 OFF 상태에서 ON 상태로의 스위칭 및 ON 상태에서 OFF 상태로의 스위칭에 수반하여, 조사 제어부(170)의 출력인 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이, 기준 전압 발생부(1120)가 공급하는 기준 전압에 이를 때까지 필요로 하는 시간, 즉 지연량을 검출한다.

또한, 지연량 검출부(1160)가 검출하는 지연량은, 중계 단자(69)로부터 계측부(1100)까지의 배선에 의한 신호의 시간 지연 및 계측부(1100)의 내부 회로에 의한 신호의 시간 지연을 포함하고 있다. 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 이에 기인하는 시간 지연이 조사 제어부(170)의 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량과 비교하여 충분히 작아지도록, 노광 장치(100)의 제조자는, 중계 단자(69)로부터 계측부(1100)까지의 배선의 굵기 및 배선의 배치 간격 및 계측부(1100)의 내부 회로를 설계·제작 할 수 있다. 이에 의해, 지연량 검출부(1160)는, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출하는 것이 가능해진다.

계측부(1100)는, 기준 전압의 값을 바꾸어 상기의 지연량 검출을 반복하는 것으로, 스위칭 신호의 변화로부터의 시간과 블랭킹 전압의 값의 관계, 즉 과도 파형을 계측할 수 있다. 계측부(1100)는, 이와 같이 하여 계측한 과도 파형을 토대로, 스위칭 신호의 변화로부터, 소정의 블랭킹 전압인 임계값 전압에 이를 때까지의 시간을 검출하여, 하강 시간 및 상승 시간을 결정할 수 있다.

도 16은 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 블랭킹 전압의 과도 파형을 계측하는 계측 플로우의 일례를 나타낸다. 본 계측 플로우는, 복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어 단계와, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측 단계를 구비한다. 계측부(1100)는, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, S1600 내지 S1670의 처리를 실행함으로써, 블랭킹 전압의 과도 파형을 계측한다.

본 도면을 이용하여, 계측부(1100)에 의한, 블랭킹 전압의 과도 파형의 계측 플로우를 설명한다. 우선, 기준 전압 발생부(1120)는, 0 V의 기준 전압값을 발생한다(S1600). 다음으로, 조사 제어부(170)는, 계측 대상의 전자빔에 대한 구동 회로(172)에, 전자빔의 ON 상태 및 OFF 상태를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력한다. 조사 제어부(170)는, 이와 동시에, 계측부(1100)의 해당 구동 회로(172)에 대응하는 지연량 검출부(1160)에, 스위칭 신호의 변화를 출력한다. 이에 따라, 지연량 검출부(1160)는, 계측 타이머를 시동한다(S1610).

또한, 지연량 검출부(1160)는, 비교부(1140)로부터, 블랭킹 전압과 기준 전압의 차분 전압을 취득한다. 일례로서 지연량 검출부(1160)는, 차분 전압의 절대값이, 소정값 델타(예를 들면, 델타 = 20 mV)보다 클 때는, 그대로 타이머를 진행시키고, 차이 전압이 소정값 델타 이내에 들어갔을 때에, 타이머를 정지한다(S1620 ~ S1640). 이에 의해, 지연량 검출부(1160)는, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압의 값이 기준 전압의 값에 이를 때까지의 시간, 즉 지연량을 검출한다. 검출 단계의 처리의 일례로서 지연량 검출부(1160)는, 타이머 정지시의 기준 전압의 값과 타이머가 나타내는 시간을 기록한다(S1650).

다음으로, 기준 전압 발생부(1120)는, 기준 전압을 δ만큼 증가시킨다(S1660). 기준 전압의 값이 블랭킹 전압의 최대값 Voff 미만이면, 계측부(1100)는, 처리를 단계 S1610로 진행하여 새로운 기준 전압에 대하여 S1610에서 S1660까지의 처리를 실시한다(S1670: 예). 한편으로, 스위칭 신호 S1670에 있어서 새로운 기준 전압이 블랭킹 전압의 최대값 Voff보다 커지고 있었을 경우에는, 계측 플로우를 종료한다(S1670: 아니오).

즉, 본 계측 플로우는, 기준 전압을 순차적으로 변경하여 발생하는 기준 전압 발생 단계와, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 기준 전압이 변경된 것에 따라, 스위칭 신호의 변화로부터, 블랭킹 전압이 기준 전압에 이를 때까지의 지연량을 검출하는 검출 단계를 구비한다. 계측 플로우 종료 후, 단계 S1650에서 기록된 기준 전압값과 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 값이 기준 전압값에 이를 때까지의 시간, 즉 지연량과의 관계는, 스위칭 신호의 변화 이후의 블랭킹 전압의 과도 파형을 나타낸다. 계측부(1100)는, 어레이 빔에 속하는 복수의 전자빔의 각각과 대응하는 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, S1600 내지 S1670의 처리를 실행함으로써, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화 이후의 블랭킹 전압의 과도 파형을 계측한다.

계측부(1100)는, 계측한 과도 파형이, 미리 결정된 임계값 전압을 가로지를 때까지의 지연량으로부터, 블랭킹 전압의 하강 시간 및 상승 시간을 결정한다. 또한, 계측부(1100)는, 미리 결정된 임계값 전압을, 기준 전압 발생부(1120)의 기준 전압으로서 발생하고, 블랭킹 전압이 임계값 전압에 도달하는 지연량을 직접 계측하여 블랭킹 전압의 하강 시간 및 상승 시간을 결정할 수도 있다.

또한, 계측부(1100)는, 노광 장치(100)가 전자빔을 출력하여 전자빔을 블랭킹시키면서 본 계측 플로우를 실행할 수도 있고, 전자빔을 출력하지 않는 상태로, 본 계측 플로우를 실행할 수도 있다. 후자에 의하면, 노광 장치(100)는, 전자빔을 출력하지 않는 상태로, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 과도 파형과, 하강 시간 및 상승 시간을 미리 결정해 둘 수 있다.

이상의 처리에 의해, 노광 장치(100)는, 구동 회로(172)가 구동하는 블랭킹 전극의 부하에 불균일이 있어도, 계측부(1100)의 계측 결과를 기초로 타이밍 조정부(1710)에 의해 스위칭 신호를 출력하는 타이밍을 조정하고, 시간 조정부(1720)에 의해 블랭킹 전압이 소정의 임계값 전압이 될 때까지의 시간을 조정하는 것이 가능해진다.

여기서, 타이밍 조정부(1710)는, 경과 시간 연산 회로(166)(도 6 참조)가 산출한 경과 시간에 대해서, 전자빔마다 그리고 전자빔의 하강 및 전자빔의 상승의 각각마다, 오프셋 시간을 가감산하여 경과 시간을 보정하는 기능을 가진다. 이에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정한다.

또한, 시간 조정부(1720)는, 복수의 구동 회로(172)의 각각에 편입되어 있어, 구동 회로(172)의 구동 능력을 바꾸는 것으로, 구동 회로(172)가 공급하는 블랭킹 전압의 변화의 속도, 즉 과도 시간을 바꾼다.

도 17은 노광 장치(100)의 타이밍 조정부(1710) 및 시간 조정부(1720)의 조정 플로우의 일례를 나타낸다. 본 조정 플로우는, 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 블랭킹 전압이, 소정의 임계값 전압이 되는 시간(즉 블랭킹 전압의 과도 시간)을 조정하는 조정 단계의 일례이다. 노광 장치(100)는, S1700 내지 S1750의 처리를 실행함으로써, 타이밍 조정 단계의 일례로서 구동 회로(172)가 구동하는 부하의 불균일도 포함하여, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대하여, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정하고, 시간 조정 단계의 일례로서 구동 회로(172)가 공급하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정한다. 전반의 S1710 내지 S1730의 처리는, 시간 조정부(1720)에 의해 블랭킹 전압의 과도 시간을 조정하는 처리 플로우이며, 후반의 S1740의 처리는, 타이밍 조정부(1710)에 의해, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 조정하는 처리 플로우이다.

본 조정 플로우는, 조정 대상인 전자빔을 순서대로 선택하고(S1700), 선택한 각 전자빔에 대해서, 블랭킹 전압의 과도 시간의 조정(S1710 내지 S1730)과 스위칭 신호의 출력 타이밍의 조정(S1740)을 실시한다.

우선 본 조정 플로우 전반의 S1710 내지 S1730의 처리에 대하여 설명한다. CPU(130)의 지령에 의해, 계측부(1100) 및 시간 조정부(1720)는, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 순차적으로 변경하면서(S1710), 예를 들면 도 16에 나타낸 계측 플로우에 의해, 각각의 시간 조정 조건에 대한 블랭킹 전압의 과도 파형을 계측한다(S1720). 그리고, 계측부(1100)는, 과도 파형으로부터, 블랭킹 전압의 과도 시간을 산출한다. CPU(130)의 지령에 의해, 계측부(1100) 및 시간 조정부(1720)는, 과도 시간이 미리 결정한 소정의 값에 일치 또는 실질적으로 일치(미리 정해진 오차의 범위내에서의 일치)하지 않을 때는(S1730: 아니오), 시간 조정 조건을 변경하면서 S1710 내지 S1730를 반복한다. 그리고, 계측부(1100)는, 과도 시간이 소정의 값에 일치하면(S1730: 예), 그 상태에 있어서의 시간 조정 조건에 따른 설정값을 구동 회로(172)의 시간 조정부(1720)에 설정한다.

이상에 있어서, 구동 회로(172)는, 일례로서, 가중된 다른 구동 능력을 가지는 복수의 스위치 회로를 병렬로 접속한 구성을 취한다. 구동 회로(172)의 시간 조정부(1720)는, 일례로서 시간 조정 조건에 상당하는 7 비트의 디지털 값으로, 7개 종류의 상이한 구동 능력을 가지는 스위치 회로(즉, 예를 들면 구동 능력이 순서대로 2배가 되어 가는 7개의 스위치 회로) 중에서, 사용하는 스위치 회로의 조합을 선택할 수 있다. CPU의 지령에 의해, 시간 조정부(1720)는, 7 비트의 디지털 값에 의해 각 스위치 회로의 선택 유무를 지정함으로써, 선택한 각 스위치 회로의 구동 능력을 합계한 구동 효율을 128 단계로 설정할 수 있다.

다음으로 본 조정 플로우 후반의 S1740의 처리에 대하여 설명한다. 이 부분은, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 조정하는 타이밍 조정 단계의 처리의 일례이다. CPU(130)의 지령에 의해, 조사 제어부(170)에 포함되는 타이밍 조정부(1710)는, 스위칭 신호의 타이밍을 조정하는 것에 의해, 복수의 블랭킹 전극에 블랭킹 전압이 인가되는 타이밍을 조정한다.

다음으로, CPU(130)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대하여 조정을 완료하였는지를 판단한다(S1750). 완료되어 있지 않으면(S1750: 아니오), 조정 대상의 전자빔을 바꾸어(S1700), S1710 내지 S1740까지의 조정을 반복한다. 그리고, CPU(130)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대하여 조정을 완료하면(S1750: 예), 조정 플로우 전체를 종료한다.

도 18은 도 17의 S1710 내지 S1730에 있어서의 블랭킹 전압의 과도 시간의 조정에 관하여, 일례로서 전자빔 B1 및 전자빔 B2에 대한 구동 회로(172)에 대하여, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건과 블랭킹 전압의 과도 시간의 관계를 나타낸다. 시간 조정부(1720)는, 본 도면의 가로축의 시간 조정 조건으로 나타내는7 비트의 디지털 값(0 ~ 127)으로, 블랭킹 전압을 출력하는 스위치 회로를 선택한다. 본 도면의 세로축은, 10 - 90% 과도 시간을 나타낸다. 10 - 90% 과도 시간은, 블랭킹 전압이, 변화폭의 10%의 높이로부터 90%의 높이까지 변화하는데 필요로 하는 시간을 나타낸다. 10 - 90% 과도 시간은, 블랭킹 전압의 변화의 속도를 나타내는 지표이다. 10 - 90% 과도 시간은, 계측부(1100)가 계측하는 블랭킹 전압의 과도 파형을 기초로 결정된다. 10 - 90% 과도 시간은, 예를 들면, 블랭킹 전압의 변화폭이 5 V인 경우, 블랭킹 전압이 0.5 V에서 4.5 V까지 상승하는 시간을 나타낸다. 이 10 - 90% 과도 시간은, 통상은, 블랭킹 전압이 4.5 V로부터 0.5 V까지 하강하는 시간과 실질적으로 일치한다.

전자빔 B1에서는, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 40 ~ 65 범위로 설정함으로써, 블랭킹 전압의 10 - 90% 과도 시간을 약 6 ns 내지 약 3.5 ns의 범위로 설정할 수 있다. 또한, 전자빔 B2에서는, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 14 ~ 24 범위로 설정함으로써, 블랭킹 전압의 10 - 90% 과도 시간을 약 6 ns 내지 약 3.5 ns의 범위로 설정할 수 있다. 전자빔 B1 및 전자빔 B2에 대해, 같은 10 - 90% 과도 시간, 예를 들면 과도 시간 5.0 ns가 되는 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건이 다른 것은, 구동 회로(172)가 구동하는 블랭킹 전극의 부하가, 전자빔 B1과 B2로 차이가 나기 때문이다.

이러한 경우이어도, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 각각 적절히 취하면, 전자빔 B1과 B2에 대한 과도 시간을, 실질적으로 일치시킬 수 있다. 일례로서 전자빔 B1에 대한 구동 회로(172)의 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 47로 하면, 전자빔 B1의 블랭킹 전압의 10 - 90% 과도 시간은 약 5.0 ns가 된다. 또한, 전자빔 B2에 대한 구동 회로(172)의 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 17로 하면, 전자빔 B2의 블랭킹 전압의 10 - 90% 과도 시간은 약 5.0 ns가 된다. 블랭킹 전압의 10 - 90% 과도 시간이 실질적으로 일치할 때, 빔 상태의 스위칭에 대한 블랭킹 전압의 과도 파형도 실질적으로 일치한다. 즉, 그러한 블랭킹 전압은, 빔 상태의 스위칭에 대해서, 실질적으로 일치하는 하강 시간 및 상승 시간을 가지게 된다.

이상과 같이, CPU의 지령 하에서, 계측부(1100) 및 시간 조정부(1720)는, 구동 회로(172)가 구동하는 부하가 차이가 나도, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을 적절히 설정함으로써, 블랭킹 전압의 과도 시간을 소정의 값으로, 예를 들면 5 ns로, 조정할 수 있다.

도 19는 도 17의 S1740에 있어서의 스위칭 신호의 타이밍의 조정에 관하여. 타이밍 조정부(1710)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 본 도면은, 전자빔 B1 및 B2에 대해서, 블랭킹 전극(64)에 공급되는 블랭킹 전압의 예를 나타낸다. 본 도면의 세로축의 블랭킹 전압 Voff, Vth 및 0 V는, 각각, 도 13으로 설명한 전압값에 대응한다. 또한, 본 도면의 가로축의 타이밍 T1, T2, T3, T4, T5 및 T6는, 각각 도 7 및 도 13에서 설명한 타이밍에 대응한다.

본 도면은, 계측부(1100)가, 측정한 블랭킹 전압의 하강 시간 및 상승 시간을 고려하여, 타이밍 조정부(1710)에 의한 전자빔의 스위칭 신호의 출력 타이밍을 조정한 예를 나타낸다.

전자빔 B1을 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭할 때, 조사 제어부(170)는, 전자빔 B1의 조사 위치가 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T2의 후, 시간 DL1aa가 경과한 시점 T44에서 스위칭 신호를 출력한다. 여기서, 시간 DL1aa는, 경과 시간 연산 회로(166)가 산출한 경과 시간 DL1a로부터, 전자빔 B1의 블랭킹 전압의 하강 시간을 공제한 경과 시간이다. 이 블랭킹 전압의 하강 시간은, 계측 단계에서 검출된, 전자빔 B1에 대한 조사 제어부(170)의 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압이 임계값 전압에 이를 때까지의 지연량이다. 따라서, 이 하강 시간에는, 조사 제어부(170)로부터 블랭킹 전극까지의 모든 회로 및 배선에 의한 블랭킹 전압 신호의 시간 지연이 포함되어 있다. CPU(130)의 지령에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 경과 시간 DL1a로부터 전자빔 B1의 블랭킹 전압의 하강 시간을 공제하는 조정을 실시한다. 이에 의해, 본 도면에 나타내는 바와 같이, 전자빔 B1의 블랭킹 전압은, 기준 위치 통과로부터 DL1a가 경과한 T4의 시점에서 임계값 전압 Vth가 되어, T4의 시점에서 빔 조사 상태로 스위칭한다. 노광 장치(100)는, 노광의 기준 위치, 설계 패턴의 위치 및 사이즈 그리고 스테이지 속도로부터 정해지는 경과 시간 DL1a(수학식 1, 2 참조) 후에, 전자빔 B1의 조사를 개시할 수 있게 된다.

또한, 전자빔 B1을 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭할 때, 조사 제어부(170)는, 전자빔 B1의 조사 위치가 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T2의 후, 시간 DL1bb가 경과한 시점 T66에서 스위칭 신호를 출력한다. 여기서, 시간 DL1bb는, 경과 시간 연산 회로(166)가 산출한 경과 시간 DL1b로부터, 전자빔 B1의 블랭킹 전압의 상승 시간을 공제한 경과 시간이다. 이 블랭킹 전압의 상승 시간은, 계측 단계에서 검출된, 전자빔 B1에 대한 조사 제어부(170)의 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압이 임계값 전압에 이를 때까지의 지연량이다. CPU(130)의 지령에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 경과 시간 DL1b로부터 전자빔 B1의 블랭킹 전압의 상승 시간을 공제하는 조정을 실시한다. 이에 의해, 본 도면에 나타내는 바와 같이, 전자빔 B1의 블랭킹 전압은, 기준 위치 통과로부터 DL1b가 경과한 T6의 시점에서 임계값 전압 Vth가 되어, T6의 시점에서 빔 비조사 상태로 스위칭된다. 노광 장치(100)는, 노광의 기준 위치, 설계 패턴의 위치 및 사이즈 그리고 스테이지 속도로부터 정해지는 경과 시간 DL1b(수학식 1, 2 참조) 후에, 전자빔 B1의 조사를 종료할 수 있게 된다.

마찬가지로, 전자빔 B2를 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭할 때, 조사 제어부(170)는, 전자빔 B2의 조사 위치가 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T1의 후, 시간 DL2aa가 경과한 시점 T33에서 스위칭 신호를 출력한다. 여기서, 시간 DL2aa는, 경과 시간 연산 회로(166)가 산출한 경과 시간 DL2a로부터, 전자빔 B2의 블랭킹 전압의 하강 시간을 공제한 경과 시간이다. 이 블랭킹 전압의 하강 시간은, 계측 단계에서 검출된, 전자빔 B2에 대한 조사 제어부(170)의 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압이 임계값 전압에 이를 때까지의 지연량이다. CPU(130)의 지령에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 경과 시간 DL2a로부터 전자빔 B2의 블랭킹 전압의 하강 시간을 공제하는 조정을 실시한다. 이에 의해, 본 도면에 나타내는 바와 같이, 전자빔 B2의 블랭킹 전압은, 기준 위치 통과로부터 DL2a가 경과한 T3의 시점에서 임계값 전압 Vth가 되어, T3의 시점에서 빔 조사 상태로 스위칭된다. 노광 장치(100)는, 노광의 기준 위치, 설계 패턴의 위치 및 사이즈 그리고 스테이지 속도로부터 정해지는 경과 시간 DL2a(수학식 1, 2 참조) 후에, 전자빔 B2의 조사를 개시할 수 있게 된다.

또한, 전자빔 B2를 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭할 때, 조사 제어부(170)는, 전자빔 B2의 조사 위치가 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T1의 후, 시간 DL2bb가 경과한 시점 T55에서 스위칭 신호를 출력한다. 여기서, 시간 DL2bb는, 경과 시간 연산 회로(166)가 산출한 경과 시간 DL2b로부터, 전자빔 B2의 블랭킹 전압의 상승 시간을 공제한 경과 시간이다. 이 블랭킹 전압의 상승 시간은, 계측 단계에서 검출된, 전자빔 B2에 대한 조사 제어부(170)의 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압이 임계값 전압에 이를 때까지의 지연량이다. CPU(130)의 지령에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 경과 시간 DL2b로부터 전자빔 B2의 블랭킹 전압의 상승 시간을 공제하는 조정을 실시한다. 이에 의해, 본 도면에 나타내는 바와 같이, 전자빔 B2의 블랭킹 전압은, 기준 위치 통과로부터 DL2b가 경과한 T5의 시점에서 임계값 전압 Vth가 되어, T5의 시점에서 빔 비조사 상태로 스위칭된다. 노광 장치(100)는, 노광의 기준 위치, 설계 패턴의 위치 및 사이즈 그리고 스테이지 속도로부터 정해지는 경과 시간 DL2b(수학식 1, 2 참조) 후에, 전자빔 B1의 조사를 종료할 수 있게 된다.

CPU의 지령에 의해, 타이밍 조정부(1710)는, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 하강 시간 및 상승 시간을 경과 시간의 보정량으로서 설정을 수취하여, 조사 제어부(170)가 출력하는 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정할 수 있다. 이에 의해, 노광 장치(100)는, 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 하강 시간 및 상승 시간이 불균일한 경우에서도, 시료 상의 목표로 하는 위치에 설계 대로의 폭으로 전자빔을 조사할 수 있다.

이상에 있어서, 노광 장치(100)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대한 구동 회로(172)에 대해, 시간 조정부(1720)의 시간 조정 조건을, 동일한 과도 시간이 되도록 조정할 수 있다. 이 때, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔의 블랭킹 전압은, 실질적으로 동일한 하강 시간이 된다. 또한, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔의 블랭킹 전압은, 실질적으로 동일한 상승 시간이 된다. 이에 의해, 도 17에 나타내는 조정 플로우 전체를 실행한 후, 타이밍 조정부(1710)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대해서, 전자빔을 OFF 상태에서 ON 상태로 스위칭하는 경우의 경과 시간에 대해서 하나의 타이밍 조정값 및 전자빔을 ON 상태에서 OFF 상태로 스위칭하는 경우의 경과 시간에 대해서 하나의 타이밍 조정값을 가지면 좋게 되게 된다. 노광 장치(100)는, 타이밍 조정부(1710)의 조정값을 결정하는 수고를 덜 수 있게 되는 동시에, 타이밍 조정부(1710)의 조정값의 기억 용량을 절약하는 것이 가능해진다.

도 20은 도 17에 나타내는 조정 플로우의 전체를 적용한 후, 전자빔 B1 및 B2의 블랭킹 전극(64)에 공급되는 블랭킹 전압의 시간 변화의 예를 나타낸다. 본 도면의 세로축 및 가로축은 각각, 도 13 및 도 19의 세로축 및 가로축과 같은 내용을 나타낸다. 본 도면의 세로축에 화살표로 지시된 전압값 및 본 도면의 가로축에 화살표로 지시된 타이밍 T1, T2, T3, T4, T5 및 T6는, 각각, 도 13 및 도 19의 같은 기호로 나타난 전압값 및 타이밍과 같은 내용을 지시한다.

조정 플로우의 전체를 적용한 후, 전자빔 B1 및 전자빔 B2는, 블랭킹 전압의 하강 측에서, 타이밍 조정부(1710)에 같은 스위칭 신호의 출력 타이밍의 조정값을 적용하게 된다. 즉, 전자빔 B1 및 전자빔 B2의 조사 위치가, 각각의 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T2 및 T1의 후 같은 경과 시간, 예를 들면 DLaa가 경과한 타이밍에 스위칭 신호를 출력하면, 전자빔 B1 및 전자빔 B2는 각각, T4 및 T3의 시점에서 임계값 전압에 이르러, 빔 조사를 개시할 수 있게 된다.

또한, 전자빔 B1 및 전자빔 B2는, 블랭킹 전압의 상승 측에서도, 타이밍 조정부(1710)에 같은 스위칭 신호의 출력 타이밍의 조정값을 적용하게 된다. 전자빔 B1 및 전자빔 B2의 조사 위치가, 각각의 노광의 기준 위치를 통과한 시점 T2 및 T1의 후, 같은 경과 시간, 예를 들면 DLbb가 경과한 타이밍에 스위칭 신호를 출력하면, 전자빔 B1 및 전자빔 B2는 각각, T6 및 T5의 시점에서 임계값 전압에 이르러, 빔 조사를 종료할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 실시의 형태를 이용하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시의 형태에 기재된 범위에는 한정되지 않는다. 상기 실시의 형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있음이 당업자에게 분명하다. 이러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이, 특허청구범위의 기재로부터 분명하다.

예를 들면, 도 17에 나타내는 조정 플로우는, 노광 장치(100)가 전자빔을 출력하여 실제로 전자빔을 블랭킹시키면서 실행될 수도 있고, 전자빔을 출력하지 않는 상태로 실행될 수도 있다. 후자에 의하면, 노광 장치(100)는, 복수의 블랭킹 전극(64)의 각각에 대하여, 블랭킹 전압의 과도 시간과 스위칭 신호의 출력 타이밍을 조정한 상태로, 전자빔을 출력할 수 있다.

또한, 노광 장치(100)는, 도 3에 동작 플로우를 나타내는 노광 동작이 개시되기 전에, 도 17에 나타내는 조정 플로우를 실행할 수 있다. 이에 의해, 노광 장치(100)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대하여, 블랭킹 전압의 과도 시간과 스위칭 신호의 출력 타이밍을 조정한 상태로, 노광 동작을 개시할 수 있다.

아울러, 노광 장치(100)는, 도 3에 동작 플로우를 나타내는 노광 동작의 전체(도 3의 개시로부터 종료까지)가 반복되어 운용되고 있을 때, 도 3의 노광 동작 전체를 미리 정해진 횟수 또는 미리 정해진 기간 실행한 후, 다음의 노광 동작이 개시되기 전에, 도 17에 나타내는 조정 플로우를 실행하여도 된다. 이에 의해, 노광 장치(100)는, 어레이 빔에 속하는 모든 전자빔에 대하여, 블랭킹 전압의 과도 시간과 스위칭 신호의 출력 타이밍을 정기적으로 조정할 수 있다.

노광 장치(100)는, 정기적으로 조정되는 타이밍 조정부(1710) 및 시간 조정부(1720)의 각각의 조정 조건의 경시 변화를 검출함으로써, 컬럼부(120)에 탑재된 블랭킹 전극(64) 상태를, 정기적으로 모니터할 수 있다. 이 조정 조건의 경시 변화에 따른 모니터 정보는, 노광 장치(100)의 운용 상태를 감시하기 위한 정보로서 이용될 수 있다. 즉, 노광 장치(100) 또는 관리자는, 블랭킹 전압의 과도 시간과 스위칭 신호의 출력 타이밍에 큰 변화가 없을 때에는, 블랭킹 전극(64)을 포함하는 블랭킹부(60)의 운용 상태에는 큰 변화가 발생하고 있지 않다고 판단할 수 있다. 한편, 노광 장치(100) 또는 관리자는, 블랭킹 전압의 과도 시간과 스위칭 신호의 출력 타이밍에 일정 이상의 변화가 발생한 경우는, 블랭킹 전극(64)을 포함하는 블랭킹부(60)에 어떠한 변화가 발생한 것이라고 생각하고, 노광을 일시 정지하여, 장치를 점검하는 것을 판단할 수 있다. 이와 같이 하여, 노광 장치(100) 또는 관리자는, 이러한 모니터 정보를, 노광 장치(100)의 가동 신뢰성을 보장하기 위해서 이용할 수 있다. 또한, 노광 장치(100)는, 이상의 처리의 각 단계에 있어서, CPU(130)가 처리의 지령을 내리는 대신에, 그 이외의, 예를 들면, 계측부(1100)가 처리의 지령을 내리도록 구성되어 있을 수도 있다.

특허청구범위, 명세서 및 도면 중에서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램 및 방법에 있어서의 동작, 순서, 스텝 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 앞에」, 「앞서」 등으로 명시하고 있지 않고, 또한 전의 처리의 출력을 후의 처리에서 이용하는 것이 아닌 한, 임의의 순서로 실현 가능하다는 것에 유의해야 한다. 특허청구범위, 명세서 및 도면 중의 동작 플로우에 관해, 편의상 「우선,」, 「다음으로,」 등을 이용하여 설명했더라도, 반드시 이 순서대로 실시해야만 한다는 것을 의미하는 것은 아니다.

10 시료
20 전자총
30 어퍼처 플레이트
32 개구
40 빔 형상 변형부
50 어퍼처 어레이
52 개구
60 블랭킹부
62 개구
62a 제1 개구
62b 제2 개구
64 블랭킹 전극
64a 제1 블랭킹 전극
64b 제2 블랭킹 전극
66 공통 전극
68 전극 배선
69 중계 단자
70 스토핑 플레이트
72 개구
80 편향부
90 외부 기억부
100 노광 장치
110 스테이지부
114 검출부
120 컬럼부
130 CPU
132 버스
140 노광 제어부
150 기억부
160 선택부
162 데이터 변환 회로
164 빔 선택 회로
166 경과 시간 연산 회로
170 조사 제어부
172 구동 회로
180 편향량 결정부
182 편향부 구동 회로
190 주사 제어부
192 스테이지 구동 회로
200 조사 가능 영역
210 조사 위치
220 영역
232 제1 프레임
234 제2 프레임
236 제3 프레임
400 그리드
402 라인 패턴
410 제1 패턴
412, 414, 416, 418 패턴
420 제2 패턴
422, 424 패턴
430 제3 패턴
432, 434, 436, 438 패턴
500 어레이빔
502 조사 영역
800 그리드
802, 804, 806 라인 패턴
810, 820, 830, 832 커트 패턴
900 배선 패턴
1100 계측부
1120 기준 전압 발생부
1140 비교부
1160 지연량 검출부
1710 타이밍 조정부
1720 시간 조정부

Claims

시료 상에 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서,
복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극;
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어부; 및
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측부
를 포함하는,
노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 계측부는,
기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부; 및
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 스위칭 신호의 변화로부터, 상기 블랭킹 전압이 상기 기준 전압에 이를 때까지의 상기 지연량을 검출하는 지연량 검출부
를 포함하는,
노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 기준 전압 발생부는, 상기 기준 전압을 순차적으로 변경하여 발생하고,
상기 지연량 검출부는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 기준 전압이 변경된 것에 따라, 상기 스위칭 신호의 변화로부터, 상기 블랭킹 전압이 상기 기준 전압에 이를 때까지의 상기 지연량을 검출하는,
노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 조사 제어부는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대한 상기 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정하는 타이밍 조정부를 포함하는,
노광 장치.
제4항에 있어서,
상기 타이밍 조정부는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 블랭킹 전압이, 미리 정해진 타이밍에 미리 정해진 임계값 전압에 이르도록, 상기 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정하는,
노광 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 블랭킹 전극에 대응하여 설치되어 각각의 블랭킹 전극에 대한 스위칭 신호에 따른 블랭킹 전압을 각각 출력하는 복수의 구동 회로를 포함하는,
노광 장치.
제6항에 있어서,
상기 복수의 구동 회로는, 상기 복수의 구동 회로의 각각이 출력하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정하는 시간 조정부를 포함하는,
노광 장치.
시료 상에 패턴을 노광하는 노광 장치로 이용하는 방법에 있어서,
복수의 하전 입자빔에 대응하여 설치되어 입력 전압에 따라 시료 상에 대응하는 하전 입자빔을 조사하는지 여부를 각각 스위칭하는 복수의 블랭킹 전극의 각각에 공급되는 블랭킹 전압을 스위칭하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 조사 제어 단계; 및
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 스위칭 신호의 변화로부터 블랭킹 전압의 변화까지의 지연량을 계측하는 계측 단계
를 포함하는,
방법.
제8항에 있어서,
상기 계측 단계는,
기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생 단계; 및
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 스위칭 신호의 변화로부터, 상기 블랭킹 전압이 상기 기준 전압에 이를 때까지의 상기 지연량을 검출하는 검출 단계
를 포함하는,
방법.
제9항에 있어서,
상기 기준 전압 발생 단계는, 상기 기준 전압을 순차적으로 변경하여 발생하고,
상기 검출 단계는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 기준 전압이 변경된 것에 따라, 상기 스위칭 신호의 변화로부터, 상기 블랭킹 전압이 상기 기준 전압에 이를 때까지의 상기 지연량을 검출하는,
방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 블랭킹 전압이, 미리 정해진 임계값 전압이 되는 시간을 조정하는 조정 단계를 더 포함하는,
방법.
제11항에 있어서,
상기 조정 단계는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 스위칭 신호의 출력 타이밍을 개별적으로 조정하는 타이밍 조정 단계를 포함하는,
방법.
제11항에 있어서,
상기 노광 장치는, 상기 복수의 블랭킹 전극에 대응하여 설치되어 각각의 블랭킹 전극에 대한 스위칭 신호에 따른 블랭킹 전압을 각각 출력하는 복수의 구동 회로를 포함하고,
상기 조정 단계는, 상기 복수의 블랭킹 전극의 각각에 대하여, 상기 복수의 구동 회로의 각각이 출력하는 블랭킹 전압의 과도 시간을 개별적으로 조정하는 시간 조정 단계를 포함하는,
방법.