KR20180041617A - 노광 장치 및 노광 데이터 구조 - Google Patents

Abstract

(과제) 복수의 하전 입자빔을 발생하는 복수의 컬럼부에 빔 제어 데이터를 분배하는 노광 장치 및 노광 데이터 구조를 제공한다.
(해결 수단) 제1 방향으로 배열한 복수의 하전 입자빔을 발생하는 복수의 컬럼부와, 하전 입자빔의 조사 타이밍을 개별적으로 제어하는 컬럼 제어부와, 디바이스 패턴의 배치 좌표를 기술한 설계 데이터를 토대로, 1개의 하전 입자빔의 폭을 가지고 제2 방향으로 연신한 띠 모양의 영역으로 분할되어 이루어지는 제2 데이터와 제1 방향의 위치에 기초하여 해당 제2 데이터를 특정하는 제1 데이터로 이루어지는 노광 데이터로 변환하는 변환부와, 노광 데이터를 격납하는 제1 보존부와, 노광 순서에 따라 노광 데이터를 재구성하여 컬럼부의 각각에 분배하는 분배부를 구비하는 노광 장치 및 그러한 노광 장치용의 노광 데이터 구조 및 빔 제어 데이터의 작성 방법을 제공한다.

Description

노광 장치 및 노광 데이터 구조

본 발명은, 노광 장치 및 노광 데이터 구조에 관한 것이다.

종래, 선폭이 10nm 정도의 광 노광 기술로 형성한 단순한 라인 패턴에, 전자빔 등의 하전 입자빔을 이용한 노광 기술을 이용해 가공하는 것으로, 미세한 회로 패턴을 형성하는 컴플리멘터리·리소그래피가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 복수의 하전 입자빔을 이용하는 멀티빔 노광 기술도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 더하여, 복수의 하전 입자 컬럼을 구비한 멀티 컬럼 노광 기술도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

일본특허공개 2013-157547호 공보 일본특허공개 2015-133400호 공보 일본특허공개 2015-012035호 공보

컴플리멘터리·리소그래피에 있어서, 하전 입자빔이 노광하는 패턴은, 라인 패턴과 조합되기 때문에, 그 위치 및 크기 등에 제한을 받는다. 이러한 제한 하에서, 디바이스의 설계 데이터는, 예를 들어, 해당 디바이스로 설정된 좌표계를 토대로 개개의 디바이스 패턴의 정점(頂点) 위치의 좌푯값을 기술한다. 디바이스의 설계 데이터에 있어서의 데이터의 정렬은, 디바이스의 설계에 사용한 설계 툴에 의존 한 것이며, 반드시 노광 장치에 의한 노광 순서를 반영한 것으로 되어 있지는 않다. 디바이스의 설계 데이터로부터, 복수의 하전 입자 컬럼의 복수의 하전 입자빔을 개별적으로 제어하는 제어 데이터를 작성하는 것은 곤란하였다.

본 발명의 제1 태양에 있어서, 시료에 미리 형성된 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향으로 시료를 이동시키면서, 라인 패턴의 길이 방향에 직교하는 제1 방향으로 늘어선 복수의 하전 입자빔을 조사하여, 라인 패턴이 형성된 시료에 컷 패턴을 형성하는 노광 장치에 있어서, 제1 방향으로 배열한 복수의 하전 입자빔을 발생하는 복수의 컬럼부와, 하전 입자빔의 조사 타이밍을 개별적으로 제어하는 컬럼 제어부와, 디바이스 패턴의 배치 좌표를 기술한 설계 데이터를 토대로, 1개의 하전 입자빔의 폭을 가지고 제2 방향으로 연신한 띠 모양의 영역으로 분할되어 이루어지는 제2 데이터와 제1 방향의 위치에 기초하여 해당 제2 데이터를 특정하는 제1 데이터로 이루어지는 노광 데이터로 변환하는 변환부와, 노광 데이터를 격납하는 제1 보존부와, 노광 순서에 따라 노광 데이터를 재구성하여 컬럼부의 각각에 분배하는 분배부를 구비하는 노광 장치를 제공한다.

본 발명의 제2 태양에 있어서, 노광 장치의 노광 데이터의 구조에 있어서, 라인 패턴의 최소 폭과 동일한 폭을 가지고 제2 방향으로 연신하는 그리드에 포함되는 패턴 중, 제2 방향으로 일정한 길이의 서브 그리드에 포함되는 패턴의 배치 좌표를 지정하는 서브 그리드 데이터와, 한 개의 그리드에 포함되는 서브 그리드 데이터를 지정하는 그리드 데이터와, 제1 방향으로 일정한 범위마다 구분된 그리드 그룹에 속하는 그리드 데이터를 지정하는 그리드 그룹 데이터에 의해 구성되는 노광 데이터 구조를 제공한다.

본 발명의 제3 태양에 있어서, 디바이스 패턴의 배치 좌표를 기술한 설계 데이터를 노광 데이터로 변환하는 방법 및 컬럼부의 노광 순서에 따라 노광 데이터를 재구성하여, 컬럼부의 하전 입자빔을 제어하는 빔 제어 데이터로서 분배하는 방법을 제공한다.

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)가 어레이빔(500)을 주사하여, 패턴(410, 420, 430)을 노광하는 동작의 일례를 나타낸다.
도 4는 디바이스(600)에 포함되는 노광 패턴(610)의 일례를 나타낸다.
도 5의 (A), (B)는, 노광 패턴(610)을, 그리드 구조와 대응시키는 일례를 나타낸다.
도 6은 노광 데이터(162)를 구성하는 제1 데이터(164)의 구성예를 나타낸다.
도 7은 노광 데이터(162)를 구성하는 제2 데이터(166)의 구성예를 나타낸다.
도 8은 설계 데이터(150)로부터 노광 데이터(162)를 작성하는 변환 플로우의 예이다.
도 9는 시료(10)에 배치한 복수의 디바이스(600)와 조사 가능 영역(200)의 위치 관계의 예를 나타낸다.
도 10은 빔 제어 데이터(184)의 구성예를 나타낸다.
도 11은 프레임 노광의 일부를 나타내는 노광 플로우의 예이다.
도 12는 이력 데이터(194)의 구성예를 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 시료 상에 형성된 라인 패턴에 따른 위치에, 해당 그리드에 대응한 조사 영역을 가지는 하전 입자빔을 조사하여, 컷 패턴 또는 비아 패턴 등의 디바이스 패턴을 형성한다.

노광 장치(100)는, 도 1에 나타난 시료(10)에 가까운 측에, 하나의 스테이지부(110) 및 복수의 컬럼부(120)를 구비한다. 또한, 노광 장치(100)는, 이들 하나의 스테이지부(110)와 복수의 컬럼부(120)를 제어하기 위해서, 하나의 스테이지 제어부(140)와 복수의 컬럼 제어부(130)를 구비한다. 복수의 컬럼 제어부(130)의 각각은, 대응하는 컬럼부(120)를 개별적으로 제어한다. 스테이지 제어부(140)는, 스테이지부(110)의 위치를 검출함과 함께, 스테이지부(110)의 위치의 검출 결과를 토대로, 스테이지부(110)의 이동을 제어한다.

스테이지부(110)에 재치되는 시료(10)는, 일례로서 실리콘 등으로 형성된 반도체 웨이퍼이고, 그 표면에 금속 등의 도전체로 서로 평행한 복수의 라인 패턴이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 해당 라인 패턴에 대해서 미세한 가공(커팅에 의한 전극이나 배선의 형성 및/또는 비아 홀에 의한 컨택의 형성)을 할 수 있도록, 라인 패턴 상에 도포된 레지스트에 하전 입자빔을 조사한다. 이하의 명세서에서는, 노광 장치(100)를 제어하는 제1 방향이 해당 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향을 나타내고, 노광 장치(100)를 제어하는 제2 방향이 해당 라인 패턴의 길이 방향을 나타내는 것으로서 기재한다.

시료(10)는, 도 1에 나타내는 XY 평면 내에서, 시료(10) 표면에 형성된 라인 패턴의 길이 방향이 X 축 방향과 실질적으로 평행하게 되도록, 스테이지부(110) 상에 재치된다. 또한, 노광 중에 있어서 스테이지부(110)는 X 축 방향으로 이동한다. 이에 의해, 노광 중의 스테이지부(110)는, 시료(10) 표면에 형성된 라인 패턴의 길이 방향과 실질적으로 평행한 방향으로 시료(10)를 이동시킨다.

복수의 컬럼부(120)의 각각은, 전자 또는 이온 등을 가지는 하전 입자빔을 발생하여, 스테이지부(110) 상에 재치된 시료(10)를 조사한다. 본 실시 형태에 있어서, 컬럼부(120)가 전자빔을 발생하는 예를 설명한다. 컬럼부(120)의 개수는, 일례로서 88개이다. 복수의 컬럼부(120)는, XY 평면 내에서, 예를 들면 약 30 mm 피치로 배치되어 있다. 스테이지부(110)에 재치된 직경이 약 300 mm인 반도체 웨이퍼인 시료(10)의 표면은, 스테이지부(110)의 가동 범위에 있어서, 적어도 하나의 컬럼부(120)로부터 발생된 전자빔에 의해 조사된다.

복수의 컬럼부(120)의 각각은, 일정한 간격을 두고 일렬로 늘어선 복수의 전자빔으로 이루어지는 어레이빔을 발생한다. 각각의 컬럼부(120)는, Z 축 둘레로, 어레이빔의 배열 방향이 노광 중의 스테이지부(110)의 이동 방향과 직교하는 방향으로 실질적으로 일치하도록 설치된다. 노광 중의 스테이지부(110)의 이동 방향과 시료(10)의 표면에 형성된 라인 패턴의 길이 방향이 실질적으로 일치하도록 시료(10)는 스테이지부(110) 상에 탑재되고 있으므로, 각각의 컬럼부(120)는, 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 라인 패턴의 폭 방향으로, 조사 위치가 다른 복수의 전자빔으로 이루어지는 어레이빔을 발생하게 된다.

어레이빔 전체의 빔폭은, 예를 들면 60μm이다. 어레이빔에 포함되는 전자빔의 개수는, 예를 들면 4098개이다. 노광 장치(100)는, 어레이빔을 라인 패턴의 길이 방향로 이동하면서, 라인 패턴의 폭 방향으로 조사 위치가 다른 복수의 전자빔의 각각을 시료(10)에 조사하는지(ON 상태), 아닌지(OFF 상태)를 개별적으로 스위칭하여, 시료(10)에 패턴을 노광한다.

도 1에 드러내어 기재하고 있지 않지만, 노광 장치(100)는, 노광 장치(100) 전체를 통합하여 제어하는 중앙 연산 처리 유닛(CPU) 및 중앙 연산 처리 유닛과 장치를 구성하는 각 유닛의 사이에 명령이나 데이터의 수수를 행하기 위한 버스를 구비한다. 중앙 연산 처리 유닛은, 예를 들면 워크스테이션이며, 유저로부터의 조작 지시를 입력하는 단말의 기능도 가진다.

도 1의 왼쪽으로부터 오른쪽으로 향하는 노광 데이터의 처리의 흐름에 따른 노광 장치(100)의 구성을 다음에 설명한다. 설계 데이터(150)는, 노광 장치(100)에 입력되는 디바이스 패턴의 데이터이다. 설계 데이터(150)는, CAD(Computer-Aided Design) 툴을 이용하여 설계된 디바이스 패턴의 위치, 크기 및/또는 형상을 나타내는 데이터이다. 설계 데이터(150)는, 디바이스에 설정된 좌표계로, 일례로서 개개의 디바이스 패턴의 정점 위치의 좌푯값인 디바이스 패턴의 배치 좌표를 기술한 것이다.

노광 장치(100)에 입력된 설계 데이터(150)는, 변환부(152)에 의해 노광 데이터(162)로 변환된다. 변환부(152)는, 설계 데이터(150)로부터 노광 데이터(162)로의 데이터 변환을 행하는 데이터 변환 장치이다. 또한, 변환부(152)는, 설계 데이터(150)로부터 노광 데이터(162)로의 데이터 변환 기능을 가지는 소프트웨어이어도 된다. 노광 데이터(162)는, 설계 데이터(150)와 동등한 패턴 내용을 나타내는 데이터이지만, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 빔 제어 데이터를 구성하기 위해서 적절한 데이터 형식으로 변환된 데이터이다.

노광 데이터(162)는, 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 제1 방향의 노광 데이터를 지정하는 제1 데이터와, 라인 패턴의 길이 방향과 평행한 제2 방향의 노광 데이터를 지정하는 제2 데이터로 구성된다. 제1 데이터는, 어레이빔이 배열하는 방향의 노광 데이터를 지정한다. 제2 데이터는, 노광 중에 스테이지부(110)가 이동하는 방향의 노광 데이터를 지정한다. 제1 데이터 및 제2 데이터는 함께, 노광 장치(100)의 노광 동작에 있어서, 특징적인 방향과 대응하는 데이터이다.

제1 데이터 및 제2 데이터는 데이터 내부에 계층 구조를 가지며, 디바이스의 상대적으로 넓은 영역을 지정하는 데이터가, 그 중에 포함되는 상대적으로 좁은 영역을 지정한다. 노광 데이터(162)는, 노광에 앞서 작성되어 노광 장치(100)의 제1 보존부(160)에 보존된다. 본 명세서의 후반에 나중에, 노광 데이터(162)의 구성예 및 변환부(152)에 의한 노광 데이터(162)의 작성 방법의 예에 대하여 설명한다.

도 1에 나타나는 배치 데이터(172)도 노광에 앞서 결정되어 노광 장치(100)의 배치 데이터 보존부(170)에 보존된다. 배치 데이터(172)는, 시료(10)의 표면에 형성되는 디바이스의 크기, 디바이스의 배치 피치 및 디바이스의 배치 위치 등에 관한 데이터이다. 배치 데이터(172)는, 디바이스의 설계 데이터(150) 및 시료(10)인 반도체 웨이퍼 표면의 유효 노광 범위 등에 따라 결정된다. 또한, 배치 데이터(172)의 데이터 용량은 노광 데이터(162)의 데이터 용량과 비교하면 충분히 작기 때문에, 노광 장치(100)는, 배치 데이터(172)에 대한 전용의 배치 데이터 보존부(170)를 가지지 않아도 된다. 배치 데이터(172)는, 예를 들면 중앙 연산 처리 유닛(CPU)의 기억부에 보존해도 된다.

분배부(180)는, 배치 데이터(172)에 기초하여 디바이스의 노광 데이터(162)의 위치를 결정하는 것으로, 시료(10) 상의 패턴의 위치가 확정된다. 그 후, 분배부(180)는, 상기의 디바이스의 배치 데이터(172) 및 복수의 컬럼부(120)의 각각이 생성하는 전자빔과 시료(10)의 위치 관계의 측정 결과 등을 이용하여, 노광 데이터(162)로부터, 복수의 컬럼부(120)의 각각에 대한 빔 제어 데이터(184)를 작성한다. 분배부(180)는, 노광 데이터(162)를 구성하는 상기의 제1 데이터 및 제2 데이터로부터 각 컬럼부(120)의 조사 가능 영역과 중복하는 부분의 데이터를, 노광의 순서에 따라 추출하여 재구성하는 것으로, 컬럼부(120)의 각각에 대한 빔 제어 데이터(184)를 작성한다. 복수의 컬럼부(120)가, 시료(10) 표면의 다른 위치에 다른 패턴을 실질적으로 동시에 노광하는 것과 대응하여, 분배부(180)는, 컬럼부(120)의 각각에 대해 다른 빔 제어 데이터(184)를 분배한다. 또한, 제1 데이터 및 제2 데이터는 개개의 패턴의 위치 좌표 데이터를 직접적으로 포함하는 것이 아니고, 후술하는 소정의 영역에 포함되는 패턴의 데이터 군을 호출하는 포인터로서 규정된 것이다. 이에 의해, 직접 패턴의 위치 좌표 데이터를 수집하여 재구성하는 것보다도 고속으로 빔 제어 데이터(184)를 작성할 수 있게 되어 있다.

컬럼부(120)의 각각에 분배되는 빔 제어 데이터(184)는, 컬럼부(120)의 각각과 대응하는 제2 보존부(182)에 보존된다. 제2 보존부(182)는, 시료(10)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 노광 전에 미리 모두 구하여 보존해 두어도 된다. 이에 대신해, 제2 보존부(182)는, 각각의 컬럼부(120)가 노광하는 시료(10) 상의 일부의 영역에 대한 빔 제어 데이터(184)를 일시적으로 보존하여도 된다. 빔 제어 데이터(184)를 일시적으로 보존하는 경우, 제2 보존부(182)의 각각은, 적어도 2개의 보존 부분을 구비하여도 된다. 2개의 보존 부분은, 컬럼부(120)의 각각이 연속하여 노광하는 시료(10) 상의 2개의 영역(나중에 설명하는 2 프레임에 상당한다)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 교대로 보존하여도 된다.

제2 보존부(182)의 일방의 보존 부분이, 각각의 컬럼부(120)가 1회의 X 축 방향으로의 스테이지 이동에 의해 노광하는 영역인 제1 프레임의 빔 제어 데이터(184)를 일시 보존하고, 컬럼 제어부(130)에 출력하여 노광하고 있는 동안에, 제2 보존부(182)의 타방의 보존 부분은, 해당 컬럼부(120)의 다음 회의 X 축 방향으로의 스테이지 이동에 의해 노광되는 영역인 제2 프레임에 대한 빔 제어 데이터(184)를 분배부(180)로부터 수취하여 읽어들여도 된다.

시료(10)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 미리 모두 구하여 보존하는 경우에 비해, 시료(10)의 일부의 영역에 대한 빔 제어 데이터(184)를 일시적으로 보존하는 경우는, 제2 보존부(182)에 보존해야 할 데이터 용량이 삭감된다. 본 명세서의 후반에 나중에, 빔 제어 데이터(184)의 구성예 및 분배부(180)에 의한 빔 제어 데이터(184)의 작성 방법의 예에 대해 설명한다. 컬럼 제어부(130)는, 제2 보존부(182)로부터 출력된 빔 제어 데이터(184)에 따라, 조사 위치가 지정된 위치에 도착한 타이밍으로, 일정 시간 전자빔을 출력시켜 패턴의 노광을 행한다.

수집부(190)는, 제2 보존부(182)와 컬럼 제어부(130)의 접속부로부터, 컬럼부(120)의 각각에 대한 이력 데이터(194)를 수집한다. 수집부(190)는, 제2 보존부(182)로부터 컬럼 제어부(130)에 출력되는 빔 제어 데이터(184)의 일부를, 컬럼부의 각각이 노광하는 순서에 따라 수집한다. 수집부(190)는, 복수의 컬럼부(120)의 각각에 대응시켜, 수집한 이력 데이터(194)를 제3 보존부(192)에 보존한다. 제3 보존부(192)에 보존되는 이력 데이터(194)는, 시료(10)의 표면에 노광된 패턴에 대하여, 어느 컬럼부(120)가, 어떠한 순서로 노광한 것인지를 노광 중에 기록하는 데이터이다. 본 명세서의 후반에 나중에, 이력 데이터(194)의 구성예를 설명한다.

이상과 같은, 도 1에 나타내는 노광 장치(100)는, 설계 데이터(150)의 입력부로부터, 변환부(152)를 거쳐 노광 동작을 행하는 스테이지부(110) 및 컬럼부(120)까지의 구성을 포함하고 있다. 이에 대신하여, 노광 장치(100)는, 변환부(152)를 제외한 구성으로 하여도 된다. 이 경우에는, 노광 장치(100)는, 노광 데이터(162)를 보존하는 제1 보존부(160)로부터, 노광 동작을 행하는 스테이지부(110) 및 컬럼부(120)까지의 구성으로 하면 된다. 후자의 경우, 변환부(152)는, 노광 장치(100)와는 떼어내 설치하면 된다. 변환부(152)는, 디바이스의 설계 공정에 있어서 설계 데이터(150)가 작성된 후의 적절한 시기에, 노광에 앞서, 설계 데이터(150)를 노광 데이터(162)로 변환한다. 이 경우에 변환부(152)는, 예를 들어, 노광 장치(100)가 설치된 시설의 근거리 통신망(LAN)에 접속해 두고, 근거리 통신망을 통해서 노광 데이터(162)를 노광 장치(100)의 제1 보존부(160)에 전송하면 된다.

노광 데이터(162)의 구성예 및 작성 방법의 예, 빔 제어 데이터(184)의 구성예 및 작성 방법의 예, 및 이력 데이터(194)의 구성예 등을 설명하기 전에, 그 전제가 되는, 컬럼부(120)의 노광 동작에 대하여 다음에 설명한다.

도 2는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)가 하나의 컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔을 주사하여, 시료(10)의 표면의 일부에 형성하는 조사 가능 영역(200)의 일례를 나타낸다. 스테이지 제어부(140)가 스테이지부(110)를 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향과 실질적으로 평행한 X 축 방향으로 이동시키는 예를 나타낸다. 즉, 노광에 앞서, 시료(10)는 라인 패턴의 길이 방향을 스테이지부(110)의 연속 이동 방향인 X 축 방향으로 가지런히 하여 설치한다. 여기서, 스테이지부(110)는, 스테이지 제어부(140)의 제어 하에, 연속 이동 방향에 대하여 매우 높은 위치 정밀도 및 속도 안정성을 유지하면서 시료(10)를 이동시킬 수 있다.

하나의 컬럼부(120)가 발생하는 어레이빔의 조사 위치(210)는, 도시된 바와 같이 Y 축 방향의 가늘고 길게 연신하는 영역이다. 그 조사 위치(210)는, 스테이지부(110)의 이동에 수반하여 시료(10)의 표면을 +X 방향으로 이동한다. 이에 의해 어레이빔은, 띠 모양의 영역(220)을 전자빔으로 조사한다. 스테이지 제어부(140)는, 스테이지부(110)를 미리 정해진 거리만큼 -X 방향으로 이동시켜, 제1 프레임(232)을 조사 가능 영역으로 한다. 제1 프레임(232)은, 일례로서 스테이지부(110)의 이동 방향인 X 축 방향으로 30 mm의 길이, 어레이빔의 빔폭 방향인 Y 축 방향으로 60μm의 폭(fw)을 가지며, 30 mm×60μm의 면적을 가진다.

스테이지 제어부(140)는, 다음에, -Y 방향으로 스테이지부(110)를 어레이빔의 빔폭(도 2의 fw로 나타내는 폭)만큼 이동시키고, 더하여, 스테이지부(110)를 되돌리도록 +X 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 어레이빔의 조사 위치(210)는, 시료(10)의 표면을 제1 프레임(232)과는 다른 경로를 지나 -X 방향으로 이동하고, 제1 프레임(232)과 실질적으로 동일한 면적으로 +Y 방향으로 인접한 제2 프레임(234)을 조사한다. 마찬가지로, 스테이지 제어부(140)는, -Y 방향으로 스테이지부(110)를 어레이빔의 빔폭만큼 이동시키고, 다시, 해당 미리 정해진 거리만큼 -X 방향으로 스테이지부(110)를 이동시켜 제3 프레임(236)을 조사한다.

스테이지 제어부(140)는, 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향과 실질적으로 평행한 X 축 방향에 있어서 스테이지부(110)를 왕복 동작시켜, 시료(10)의 표면에 있어서의 미리 정해진 영역인 조사 가능 영역(200)을, 하나의 컬럼부(120)로 조사한다. 조사 가능 영역(200)은, 예를 들면 약 30×30 mm의 정사각형 형상의 영역으로 할 수 있다. 이 조사 가능 영역(200)의 사이즈는, 스테이지 제어부(140)의 제어 동작에 의해 결정되지만, 컬럼부(120)의 배치 간격과 동일한 정도로 해 두면, 모든 컬럼부(120)와 동시 병행하여 노광을 행하는 것으로 시료(10) 표면의 전체의 노광을 행할 수 있으므로 호적하다.

각각의 컬럼부(120) 및 이를 제어하는 컬럼 제어부(130)는, 프레임마다 노광을 진행시킨다. 즉, 컬럼 제어부(130)는, 해당 컬럼 제어부(130)에 접속된 제2 보존부(182)의 일방의 보존 부분에 일시적으로 보존된 제1 프레임(232)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 취득하여, 컬럼부(120)를 제어함으로써, 제1 프레임(232)을 노광한다. 컬럼 제어부(130)가 제1 프레임(232)의 노광 동작을 제어하고 있는 동안에, 같은 컬럼부(120)의 제2 보존부(182)의 타방의 보존 부분은, 제2 프레임(234)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 분배부(180)로부터 수취하여 보존한다.

컬럼 제어부(130)가, 제2 프레임(234)의 노광 동작을 제어하고 있는 동안에, 같은 컬럼부(120)의 제2 보존부(182)의 일방의 보존 부분은, 제3 프레임(236)에 대한 빔 제어 데이터(184)를 분배부(180)로부터 수취하여 보존한다. 제2 보존부(182)의 일방의 보존 부분과 타방의 보존 부분이, 적어도 2 프레임 분의 빔 제어 데이터(184)의 입력과 출력을 반복하는 것으로, 컬럼부(120) 및 컬럼 제어부(130)는, 복수의 프레임에 대해서 빠짐없이 노광 동작을 진행시킨다.

도 3은 하나의 컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔이, 도 2의 하나의 프레임에 포함되는 컷 패턴을 노광하는 동작을, 보다 상세하게 나타낸 도면이다. 도 3은, 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향이 X 축 방향이고, 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향인 제1 방향이 Y 축 방향이다.

X 축 방향으로 평행하고, Y 축 방향으로는 간격 g를 가지는 복수의 파선은, 그리드 라인(400)으로 불린다. 그리드 라인(400)에 끼워진 Y 축 방향으로 폭 g를 가지는 X 축 방향으로 가늘고 긴 구획은, 그리드(401)로 불린다. 폭 g는 그리드 폭이다. 또한, 시료(10)의 표면에 미리 형성된 라인 패턴(402)은, 그리드(401)의 길이 방향인 X 축 방향과 일치하는 길이 방향을 가진다. 라인 패턴(402)의 Y 축 방향 폭의 최솟값은, 그리드 폭 g와 실질적으로 동일하다.

본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)가 노광하는 패턴은, 그리드 라인(400) 및 그리드(401)에 기초하여 설계된다. 도 3에 있어서, 제1 패턴(410), 제2 패턴(420) 및 제3 패턴(430)으로 기재한 직사각형은, 해당 노광 패턴의 예를 나타낸다. 노광 패턴의 Y 축 방향의 길이 및 패턴 사이의 Y 축 방향의 간격은, 그리드 폭 g의 (1 이상의) 정수 배의 값이 이용된다.

예를 들어, 도 3의 제1 패턴(410)의 Y 축 방향의 길이는 4g와 실질적으로 동일하고, 제2 패턴(420)의 Y 축 방향의 길이는 2g와 실질적으로 동일하고, 제3 패턴(430)의 Y 축 방향의 길이는 4g와 실질적으로 동일하다. 또한, 제1 패턴(410) 및 제2 패턴(420)의 Y 축 방향의 패턴 간격은 2g와 실질적으로 동일하다.

또한, 노광 패턴은, 그 제1 방향의 Y 좌푯값이 그리드 라인(400)의 제1 방향의 Y 좌푯값과 실질적으로 일치하도록 배치되어도 된다. 예를 들어, 제1 패턴(410)의 하단(-Y 방향의 단)의 Y 좌푯값은, 도면의 최하단의 그리드 라인으로부터 세어 5 번째의 그리드 라인의 Y 좌푯값과 실질적으로 일치하고, 제1 패턴(410)의 상단(+Y 방향의 단)의 Y 좌푯값은, 최하단의 그리드 라인으로부터 세어 9 번째의 그리드 라인의 Y 좌푯값과 실질적으로 일치한다. 제2 패턴(420)의 하단의 Y 좌푯값은, 최하단의 그리드 라인의 Y 좌푯값과 실질적으로 일치하고, 제2 패턴(420)의 상단의 Y 좌푯값은, 최하단의 그리드 라인으로부터 세어 3 번째의 그리드 라인의 Y 좌푯값과 실질적으로 일치한다.

도 3은, 시료(10)의 표면에 미리 형성된 라인 패턴(402)과, 노광 패턴의 예인 제1 패턴(410), 제2 패턴(420) 및 제3 패턴(430)의 위치 관계의 일례를 나타내는 XY 평면도이다. 제1 패턴(410)은, 최상부로부터 2개의 라인 패턴(402)을 동시에 컷하는 패턴이고, 제2 패턴(420)은, 최하부의 라인 패턴(402)을 컷하는 패턴이고, 제3 패턴(430)은, 중앙의 2개의 라인 패턴(402)을 동시에 컷하는 패턴이다.

도 3은, 시료(10)의 표면에 미리 형성되는 라인 패턴(402)과, 하나의 컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔(500)의 조사 영역(502)의 위치 관계의 일례를 나타내는 XY 평면도이기도 하다. 컬럼부(120)는, 제1 방향인 Y 축으로 일정한 간격을 두고 일렬로 늘어선 제1 전자빔 군(예를 들어, 왼쪽의 조사 영역(502)의 열에 대응하는 전자빔 군)과 제1 전자빔 군의 옆에 X 축 방향으로 거리 δ만큼 떨어져 병렬로 배치되어 제1 전자빔 군과 같은 사이즈 및 피치로 배치된 제2 전자빔 군(예를 들어, 오른쪽의 조사 영역(502)의 열에 대응하는 전자빔 군)을 생성한다.

컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔(500)의 조사 영역(502)이, 프레임의 개시점(프레임의 -X 방향 측의 단부)으로 이동한 경우의 예를 나타낸다. 컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔(500)은, 스테이지부(110)의 이동에 수반하여 시료(10) 표면 상을 이동하여 프레임을 형성한다. 도면에서는, 프레임은, 4개의 라인 패턴(402)을 가지고, 각각의 라인 패턴(402)의 라인폭 및 인접하는 라인 패턴(402)의 사이의 간격이, 모두 그리드 폭 g와 실질적으로 동일한 예를 나타낸다.

어레이빔(500)은, B1 내지 B8의 합계 8의 전자빔이 나타나고 있다. B1, B3, B5, B7이 제1 전자빔 군에 속하고, B2, B4, B6, B8이 제2 전자빔 군에 속한다. 어레이빔(500)은, 복수의 조사 영역(502)의 각각 전자빔을 조사한다. 전자빔(B1 내지 B8) 각각의 Y 축 방향 빔폭은 그리드 폭 g와 실질적으로 동일하다. 또한, 전자빔(B1 내지 B8)의 조사 위치는, Y 축 방향에 있어서 각각 그리드 폭 g씩 어긋나게 배열되고 있다. 어레이빔(500)은, 전체로 실질적으로 8g의 빔폭을 노광한다.

어레이빔(500)에 포함되는 복수의 전자빔의 조사 영역(502)은, 스테이지부(110)의 연속 이동에 수반하여, 대응하는 그리드(401)를 각각 이동한다. 도시된 예에서는, 전자빔 B1의 조사 영역은, -Y방향 측으로부터 첫 번째의 그리드를 이동하고, 전자빔 B2의 조사 위치는, -Y방향 측으로부터 두 번째의 그리드를 이동하는 예를 나타낸다.

컬럼 제어부(130)는, 제2 보존부(182)로부터 취득한 빔 제어 데이터(184)를 토대로, 노광하는 패턴의 제1 방향의 Y 좌표의 값을 검출한다. 컬럼 제어부(130)는, 패턴의 Y 좌푯값에 따라, 노광에 이용하는 전자빔을 선택한다. 도 3의 제2 패턴(420)을 예로 설명한다. 빔 제어 데이터(184)를 토대로 검출한 제2 패턴(420)의 Y 좌푯값이, -Y 방향 측으로부터 첫 번째 및 두 번째의 그리드(401)의 범위에 있는 것에 따라, 컬럼 제어부(130)는, 해당 Y 좌푯값의 범위가 조사 영역이 되는 전자빔 B1 및 B2를 선택한다. 전자빔 B1은 제2 패턴(420)의 일부인 패턴(422)을 노광하는데 이용되고, 전자빔 B2는 제2 패턴(420)의 일부인 패턴(424)을 노광하는데 이용된다.

또한, 컬럼 제어부(130)는, 제2 보존부(182)로부터 취득한 빔 제어 데이터(184)를 토대로, 노광하는 패턴의 제2 방향의 X 좌표의 값을 검출한다. 컬럼 제어부(130)는, 도 3의 조사 영역(502)을 구성하는 제1 전자빔 군 및 제2 전자빔 군에 포함되는 전자빔의 각각에 대해, 패턴의 X 좌표의 값에 따라 전자빔을 ON 상태 또는 OFF 상태로 스위칭하는 조사 타이밍을 설정한다.

즉, 컬럼 제어부(130)는, 패턴의 제2 방향의 X 좌푯값, 라인 패턴의 길이 방향으로 미리 설정한 기준 위치(도 3 참조)의 X 좌푯값 및 스테이지부(110)의 이동 속도를 이용하여, 어레이빔(500)의 조사 영역(502)이 기준 위치를 통과하고 나서 패턴의 X 좌푯값에 도달할 때까지의 경과 시간을 설정한다. 컬럼 제어부(130)는, 어레이빔(500)의 조사 영역(502)이 기준 위치를 통과하는 타이밍을 스테이지 제어부(140)로부터 취득한다. 컬럼 제어부(130)는, 기준 위치를 통과한 시점으로부터 해당 경과 시간 후에, 대응하는 전자빔의 ON/OFF 상태를 스위칭한다.

도 3의 제2 패턴(420)을 예로 설명한다. 컬럼 제어부(130)는, 제2 보존부(182)의 빔 제어 데이터(184)를 토대로, 제2 패턴(420)의 양단의 X 좌푯값 Xc 및 Xc+Sx를 검출한다. 어레이빔(500)의 조사 영역(502)은, 스테이지부(110)의 이동에 의해, 라인 패턴의 길이 방향인 +X 방향 또는 -X 방향으로 소정의 속도로 주사된다.

스테이지부(110)가 +X 방향으로 조사 영역(502)을 이동시키는 경우, 컬럼 제어부(130)는, 도 3의 제1 기준 위치로부터 제2 패턴(420)의 X 좌푯값 Xc에 스테이지부(110)가 도달할 때까지의 경과 시간 및 제1 기준 위치로부터 제2 패턴(420)의 X 좌푯값 Xc+Sx에 스테이지부(110)가 도달할 때까지의 경과 시간을 설정한다. 컬럼 제어부(130)는, 어레이빔(500)의 조사 영역(502)이 제1 기준 위치를 통과하는 타이밍을 스테이지 제어부(140)로부터 얻어, X 좌푯값 Xc에 도달하는 경과 시간 후에 전자빔 B1 및 B2를 OFF 상태로부터 ON 상태로 스위칭한다. 컬럼 제어부(130)는, X 좌푯값 Xc+Sx에 도달하는 경과 시간 후에 전자빔 B1 및 B2를 ON 상태로부터 OFF 상태로 스위칭한다. 이에 의해, 라인 패턴의 길이 방향으로 제2 패턴(420)의 범위에 전자빔이 조사된다.

스테이지부(110)가 -X 방향으로 조사 영역(502)을 이동시키는 경우, 컬럼 제어부(130)는, 도 3의 제2 기준 위치로부터 제2 패턴의 X 좌푯값 Xc+Sx에 스테이지부(110)가 도달할 때까지의 경과 시간 및 제2 기준 위치로부터 제2 패턴의 X 좌푯값 Xc에 스테이지부(110)가 도달할 때까지의 경과 시간을 설정한다. 컬럼 제어부(130)는, 어레이빔(500)의 조사 영역(502)이 제2 기준 위치를 통과하는 타이밍을 스테이지 제어부(140)로부터 얻어, X 좌푯값 Xc+Sx에 도달하는 경과 시간 후에 전자빔 B1 및 B2를 OFF 상태로부터 ON 상태로 스위칭한다. 컬럼 제어부(130)는, X 좌푯값 Xc에 도달하는 경과 시간 후에 전자빔 B1 및 B2를 ON 상태로부터 OFF 상태로 스위칭한다. 이에 의해, 라인 패턴의 길이 방향으로 제2 패턴(420)의 범위에 전자빔이 조사된다.

도 3은, 하나의 컬럼부(120)가, 합계 8개의 전자빔(B1 내지 B8)를 가지는 어레이빔을 출력하는 경우를 나타냈다. 하나의 컬럼부(120)가, 일반적으로 n개의 전자빔을 가지는 어레이빔을 출력하는 경우도 동일한 노광 동작을 실시해도 된다.

즉, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 제1 방향으로 늘어선 제1 전자빔 군 및 제2의 전자빔 군으로 구성되는 어레이빔의 조사 영역을 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향으로 주사하는 것으로, 첫 번째로부터 n 번째까지의 그리드(401)에 상당하는 n×g의 폭을 가지는 프레임에 존재하는 패턴을 노광한다. 어레이빔에 포함되는 전자빔 Bk(1≤k≤n)의 조사 영역은, k 번째의 그리드(401)를 이동하도록 설정되어, 컬럼 제어부(130)는, 패턴의 제1 방향의 Y 좌푯값을 토대로, 해당 패턴을 노광하는 전자빔을 선택하여도 된다. 또한, 컬럼 제어부(130)는, 선택한 전자빔의 각각에 대해, 패턴의 제2 방향의 X 좌푯값에 기초하여 전자빔을 ON 상태 또는 OFF 상태로 스위칭하는 조사 타이밍을 설정하여도 된다.

더욱이, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)는, 예를 들면 88개의 컬럼부(120)를 구비한다. 노광 장치(100)는, 88개의 컬럼부(120)의 각각이 도 2 및 도 3에 도시된 노광 동작을 행한다. 노광 장치(100)는, 88개의 컬럼부(120)가 시료(10)의 표면 전체를 병행하여 노광한다. 각각의 컬럼부(120)가, 예를 들면 약 30×30 mm의 정사각형의 조사 가능 영역(200)(도 2 참조)을 노광하는 시간으로, 88개의 컬럼부(120)를 구비한 노광 장치(100)는, 시료(10) 표면의 전체를 노광한다.

이에 의해, 복수의 컬럼부(120)를 구비하는 노광 장치(100)는, 단일의 컬럼부(120)를 가지는 노광 장치에 비해, 노광의 처리율을 큰 폭으로 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 노광 장치(100)는, 시료(10)가 직경 300 mm를 넘는 대구경의 반도체 웨이퍼 등이어도, 컬럼부(120)의 수를 증가시키는 것으로, 처리율이 현저하게 저하하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 노광 데이터(162), 빔 제어 데이터(184) 및 이력 데이터(194)의 구성예와, 노광 데이터(162) 및 빔 제어 데이터(184)의 작성 방법의 예를 설명한다.

(노광 데이터의 구성예 및 노광 데이터의 작성 방법의 예)

설계 데이터(150)를 변환한 노광 데이터(162)의 구성예에 대하여 설명한다.

도 4는 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)가 노광하는 노광 패턴(610)의 일례를 나타낸다. 노광 패턴(610)은, 복수의 직사각형을 디바이스(600)의 범위 내에 배치한 것이다. 노광 패턴(610)은, CAD 툴을 이용하여 설계된 설계 데이터(150)가 기술하는 디바이스 패턴의 일례이다. 설계 데이터(150)에 있어서의 데이터의 정렬은, 통상, 노광 장치(100)에 의한 노광 순서를 반영한 것에는 되지 않았다. 이 때문에, 노광 장치(100)는, 설계 데이터(150)를 복수의 컬럼부(120)와 복수의 전자빔을 가지는 노광 장치(100)를 제어하는 제어 데이터로 변환할 필요가 있다. 그러나, 이하의 이유에 의해, 설계 데이터(150)로부터 직접 제어 데이터를 작성하는 것은 곤란하다.

제1 이유는, 설계 데이터(150)의 데이터 용량의 문제이다. 설계 데이터(150)의 데이터 용량은, 디바이스(600)의 규모나 패턴의 복잡함에 의존하지만, 최근의 디바이스(600)에서는 예를 들면 1 ~ 2 TB(테라바이트)이다. 방대한 용량을 가지는 설계 데이터(150)를 개별적으로 읽어내 데이터의 순서를 재편성하는 작업을 노광 중에 실시하는 것은 곤란하다. 제2 이유는, 디바이스 사이즈의 문제이다. 노광해야 할 디바이스(600)의 사이즈는, 통상은 컬럼부(120)의 배치 피치와는 일치하고 있지 않다. 이 때문에, 디바이스(600)의 설계 데이터(150)를, 복수의 컬럼부(120)의 각각에 단순하게 배분할 수 없다.

한편, 컴플리멘터리·리소그래피에 적용되는 노광 패턴(610)은, 라인 패턴(소정의 폭 및 간격을 가지는 라인·앤드·스페이스 패턴)과 조합하는 것으로, 해당 라인 패턴을 절단하는 컷 패턴이나, 해당 라인 패턴과 컨택하는 비아 패턴을 형성한다. 이 때문에, 노광 패턴(610)을 구성하는 각각의 직사각형은, 라인 패턴의 길이 방향에 따라 배치된다. 노광 패턴(610)을 구성하는 각각의 직사각형의 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 방향의 폭 및 간격은, 라인 패턴의 폭 및 간격의 최솟값의 정수 배의 값이 되고 있다.

도 4에 있어서, 라인 패턴의 길이 방향과 평행한 제2 방향은, 디바이스(600)에 설정한 좌표계의 X 축 방향과 대응한다. 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 제1 방향은, 디바이스(600)에 설정한 좌표계의 Y 축 방향과 대응한다. 파선(620)은, X 축 방향으로 연신하고, Y 축 방향으로 간격 g를 가지는 직선이다. 인접한 파선(620)의 간격 g는, 노광 패턴(610)과 조합하는 라인 패턴의 최소 폭과 일치한다.

노광 패턴(610)을 구성하는 각각의 직사각형은, X 축 방향으로는, 파선(620)에 따라 배열되고 있다. 노광 패턴(610)을 구성하는 각각의 직사각형은, Y 축 방향으로는, 그 단부가 파선(620)의 Y 좌푯값과 일치하도록 배치하여도 된다. 즉, 도 4의 노광 패턴(610)과 파선(620)의 관계는, 그 일부를 확대하면, 도 3의 패턴(410, 420 및 430)과 그리드 라인(400)의 관계와 동등하다. 도 4의 파선(620)과 도 3의 그리드 라인(400)을 일치시키면, 도 4의 노광 패턴(610) 그리고 도 3의 패턴(410, 420 및 430)은 각각, 도 4의 파선(620) 및 도 3의 그리드 라인(400) 중 Y 축 방향으로 하나 걸쳐 나란한 파선 및 그리드 라인과 겹쳐 배치되는 라인 패턴을 절단하는 컷 패턴으로 되고 있다.

도 5는, 도 4에 나타내는 노광 패턴(610)의 배치를 토대로, 노광 패턴(610)을 그리드 구조에 대응시키는 일례를 나타낸다. 도 5의 (A)는, 디바이스(600)의 Y 축 방향의 전역을 그리드 라인에 의해 복수의 그리드로 분할한 것이다. 그리드의 Y 축 방향의 폭 g는, 노광 패턴(610)의 최소 폭과 동일한 정도이며, 예를 들면 약 10 nm이다. 각각의 그리드는, 그 범위 내에, X 축 방향을 따라 늘어서고, 노광 패턴(610)을 구성하는 직사각형 또는 적어도 그 일부분을 포함하고 있다. 즉, 각각의 그리드는, 그 그리드에 포함되는 노광 패턴(610)에 대응시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 노광 패턴(610)이라고 하는 용어는, 도 4에 나타내는 패턴 전체 및 그것을 구성하는 개개의 직사각형뿐만이 아니라, 그 일부분도 의미하는 것으로 한다.

도 5의 (A)는, Y 축 방향으로 인접하는 복수 개의 그리드가 그리드 그룹을 구성하는 예를 나타낸다. 그리드 그룹은, 예를 들면 100 ~ 1000개의 인접하는 그리드의 집합으로서 정의된다. 그리드 그룹의 Y 축 방향 폭은, 나중에 나타내는 이유에 의해, 예를 들면 1μm ~ 10μm이다. 임의의 그리드 그룹인 그리드 그룹_k는, 그 그리드 그룹에 속하는 복수의 그리드인 그리드_1, 그리드_2, ..., 그리드_m, ..., 그리드_M으로 구성된다.

도 4에 나타내는 노광 패턴(610)의 각각은, Y 축 방향에는, 그리드 그룹_1, 그리드 그룹_2, ..., 그리드 그룹_k, ..., 그리드 그룹_K의 어느 하나에 포함된다. 디바이스(600)의 노광 패턴(610)은, 이러한 그리드 그룹의 어느 하나에 대응될 수 있다.

한편, 도 5의 (B)는, 그리드 내부에 있어서의 노광 패턴(610)의 구성예를 나타낸다. 임의의 그리드인 그리드_m은, 그리드에 포함되어 X 축 방향으로 소정의 길이를 가지는 복수의 서브 그리드, 즉 서브 그리드_1, 서브 그리드_2, ..., 서브 그리드_n, ..., 서브 그리드_N으로 구성된다. 서브 그리드의 X 축 방향의 길이는, 나중에 나타내는 이유에 의해, 예를 들면 5μm ~ 50μm이다.

그리드 내부의 노광 패턴(610)은, 이러한 서브 그리드의 어느 하나에 대응시킬 수 있다. 도 5의 (B)는, 그리드 내부의 노광 패턴(610)인 패턴_1, 패턴_2, ..., 패턴_p, ..., 패턴_P가, 서브 그리드_n에 대응되는 예를 나타낸다.

그리드 그룹, 그리드 및 서브 그리드는, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 노광 동작과 관련되는 특징적인 영역에 대응한다. 제1 방향인 Y 축 방향에 연속하는 복수의 그리드 그룹이 차지하는 영역은, 컬럼부(120)로부터 출력되는 어레이빔의 빔폭을 가지는 프레임(도 2 참조)에 대응한다. 그리드 그룹을 구성하는 개개의 그리드는, 어레이빔에 포함되는 각각의 전자빔이 스테이지부(110)의 이동에 의해 조사 가능한 영역에 대응한다. 제2 방향인 X 축 방향으로 연신하는 그리드에 포함되는 서브 그리드는, 스테이지부(110)의 이동 중에 전자빔을 조사하는 노광 패턴을 지정한다.

도 6 및 도 7은, 도 5의 관계에 기초하여 구성한 노광 장치(100)용의 노광 데이터(162)의 구성예를 나타낸다. 노광 데이터(162)는, 어레이빔에 포함되는 1개의 전자빔의 폭을 가지고, 제2 방향인 X 축 방향으로 연신한 띠 모양의 영역으로 분할되어 이루어지는 제2 데이터(166)와, 제1 방향인 Y 축 방향의 위치에 기초하여 상기 제2 데이터(166)를 특정하는 제1 데이터(164)로 구성된다.

도 6은, 제1 데이터(164)의 구성예를 나타낸다. 제1 데이터(164)는, 제1 방향인 Y 축 방향으로 일정한 범위마다 디바이스(600)를 구분하는 그리드 그룹이며, 제2 방향인 X 축 방향으로 연신하는 복수의 그리드를 지정하는 그리드 그룹에 대응 하여, 예를 들어, 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_1 ~ Gridgroup_K(도 6의 부호 711 ~ 719)를 가진다.

임의의 그리드 그룹_k의 데이터 Gridgroup_k(부호 715)는, 디바이스(600)에 있어서의, Y 축 방향의 그리드 그룹_k의 위치 데이터 Position Y와 그리드 그룹_k를 구성하는 복수의 그리드를 지시하는 포인터 데이터 Pointer to Grid를 가진다.

그리드 그룹 데이터 Gridgroup_k(부호 715)의 포인터 데이터 Pointer to Grid는, 복수의 그리드 데이터 Grid_1 ~ Grid_M(부호 721 ~ 729)를 지정한다. 이에 의해 그리드 그룹_k는, 이 그리드 그룹의 Y 축 방향 폭을 보다 세밀하게 구분하는 그리드_1, 그리드_2, ..., 그리드_m, ..., 그리드_M에 대응될 수 있다.

임의의 그리드_m의 데이터 Grid_m(부호 725)은, 그리드 그룹_k 내에 있어서의, Y 축 방향의 그리드_m의 상대적인 위치 데이터 Position Y와 X 축 방향으로 그리드_m를 구성하는 복수의 서브 그리드를 지시하는 포인터 데이터 Pointer to Subgrid를 가진다.

도 7은, 제2 데이터(166)의 구성예를 나타낸다. 제2 데이터는, 그리드에 포함되는 노광 데이터의 구성예이다. 예를 들면 그리드_m의 데이터 Grid_m(도 7의 부호 725)는, 포인터 데이터 Pointer to Subgrid에 의해, 복수의 서브 그리드 데이터 Subgrid_1 ~ Subgrid_N(부호 731 ~ 739)를 지정한다. 이에 의해 그리드_m은, 그리드를 구성하는 복수의 서브 그리드인 서브 그리드_1, 서브 그리드_2, ..., 서브 그리드_n, ..., 서브 그리드_N에 대응될 수 있게 된다.

임의의 서브 그리드_n의 데이터 Subgrid_n(부호 735)은, 그리드_m 내에 있어서의, X 축 방향의 서브 그리드_n의 상대적인 위치 데이터 Position X와 서브 그리드_n를 구성하는 복수의 패턴을 지시하는 포인터 데이터 Pointer to Pattern를 가진다.

서브 그리드 데이터 Subgrid_n(부호 735)의 포인터 데이터 Pointer to Pattern은, 복수의 패턴의 데이터 Pattern_1 ~ Pattern_P(부호 741 ~ 749)를 지정한다. 서브 그리드 데이터는, X 축 방향으로 일정한 길이의 서브 그리드에 포함되는 패턴의 배치 좌표의 데이터를 적어도 1개 포함한다. 서브 그리드_n는, 서브 그리드 안에 배치되는 노광 패턴(610)인 패턴_1, 패턴_2, ..., 패턴_p, ..., 패턴_P에 대응될 수 있게 된다.

임의의 패턴_p의 데이터 Pattern_p(부호 745)는, 서브 그리드_n 내에 있어서의, X 축 방향의 패턴_p의 상대적인 위치 데이터 Position X와 X 축 방향의 패턴_p의 사이즈 데이터 Sx를 가진다. 또한, 데이터 Pattern_p(부호 745)는, 같은 패턴의 반복을 지정하는 Array Data를 가져도 된다.

즉, 노광 데이터(162)는, 라인 패턴의 길이 방향과 직교하는 제1 방향으로는, 제1 데이터(164)로 구성된다. 제1 데이터(164)는, 계층 구조를 가지고, 그리드 그룹 데이터 및 그리드 데이터를 가진다. 또한, 노광 데이터(162)는, 라인 패턴의 길이 방향과 평행한 제2 방향으로는, 제2 데이터(166)로 구성된다. 제2 데이터(166)는, 계층 구조를 가지고, 서브 그리드 데이터 및 패턴 데이터를 가진다. 상대적으로 넓은 영역인 그리드 그룹 데이터는, 상대적으로 좁은 영역인 그리드 데이터를 지정한다. 또한, 상대적으로 넓은 영역인 그리드 데이터는, 상대적으로 좁은 영역인 서브 그리드 데이터를 지정한다. 더하여, 상대적으로 넓은 영역인 서브 그리드 데이터는, 상대적으로 좁은 영역인 패턴 데이터를 지정한다.

변환부(152)가 설계 데이터(150)로부터 노광 데이터(162)를 작성하는 방법의 예를 설명한다.

도 8은 변환부(152)가 설계 데이터(150)로부터 노광 데이터(162)를 작성하는 방법을 나타내는 데이터 변환 플로우의 예이다. 변환부(152)는, 도 8에 나타내는 S800 내지 S850의 데이터 변환 플로우를 실행함으로써, 설계 데이터(150)를 토대로 노광 데이터(162)를 작성한다.

변환부(152)는, 노광 패턴(610)의 배치 좌표가 정의된 설계 데이터(150)를 취득한다(S800). 변환부(152)는, 라인 패턴의 최소 폭과 동일한 폭을 가지며, 제2 방향인 X 축 방향으로 일정한 길이의 영역으로 분할된 서브 그리드마다 패턴의 배치 좌표를 지정하는 서브 그리드 데이터를 생성한다(S810). 다음에 변환부(152)는, 제2 방향인 X 축 방향으로 연속한 그리드에 속하는 서브 그리드 데이터를 그리드 마다 지정하는 그리드 데이터를 생성한다(S820).

다음에 변환부(152)는, 설계 데이터(150)를 Y 축 방향으로 소정의 길이의 범위인 그리드 그룹으로 분할한 그리드 그룹마다, 그리드 데이터를 지정하는 그리드 그룹 데이터를 생성한다(S830). 더하여, 변환부(152)는, 설계 데이터(150)의 Y 축 방향의 전역에 걸쳐서 그리드 그룹 데이터를 생성한다(S840). 마지막으로, 변환부(152)는, 컷 패턴의 배치 좌표 데이터 및 그것을 계층적으로 지정하는 서브 그리드 데이터, 그리드 데이터 및 그리드 그룹 데이터를 제1 보존부(160)에 보존한다(S850).

제1 보존부(160)에 보존된 노광 데이터(162)는, 노광 장치(100)를 제어하는 제1 방향 및 제2 방향에 기초하여 설계 데이터(150)를 변환한 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)를 가진다. 노광 데이터(162)는, 개개의 노광 패턴(610)의 배치 좌표를 지정하는 패턴 데이터에 더하여, 그것을 계층적으로 지정하는 서브 그리드 데이터, 그리드 데이터 및 그리드 그룹 데이터를 포함하고 있다. 노광 데이터(162) 전체의 데이터 용량은, 설계 데이터(150)의 데이터 용량과 크게 다르지 않고, 최근의 디바이스(600)에서는 예를 들면 1 ~ 2 TB(테라바이트)이다.

(빔 제어 데이터(184)의 구성예 및 빔 제어 데이터(184)의 작성 방법의 예)

노광 데이터(162)를 재구성하여 얻을 수 있는 빔 제어 데이터(184)의 구성예에 대해, 다음에 설명한다.

도 9의 원형의 시료(10)는, 복수의 디바이스(600)를 시료(10)의 표면에 노광하는 예를 나타낸다. 복수의 디바이스(600)의 각각은, 모두 같은 노광 패턴(610)을 가지는 것으로 한다. 복수의 디바이스(600)는, XY 면과 실질적으로 평행한 시료(10)의 표면에, 미리 결정된 위치에 배치된다. 시료(10)의 표면 상에 있어서의 복수의 디바이스(600)의 배치 위치는, 배치 데이터 보존부(170)에 보존된 배치 데이터(172)(도 1 참조)에 기초하여 결정된다.

도 9의 영역(200)은, 임의의 컬럼부(120)에 대응하여, 시료(10) 표면의 일부로 설정되는 조사 가능 영역(200)(도 2 참조)의 일례를 나타낸다. 조사 가능 영역(200)의 X 축 방향의 크기는 약 30 mm, Y 축 방향의 크기는 약 30 mm이다. 복수의 컬럼부(120)를 가지는 노광 장치(100)에서는, 복수의 컬럼부(120)의 각각에 대응하는 조사 가능 영역(200)은, 시료(10)의 표면 상의 다른 영역을 차지한다. 시료(10)의 표면은, 복수의 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)으로 덮이게 된다. 도 9의 영역(200)은, 임의의 하나의 컬럼부(120)에 대한 조사 가능 영역(200)을 나타내는 것이다.

조사 가능 영역(200)의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 크기는, 디바이스(600)의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 크기와 일치하지 않아도 된다. 조사 가능 영역(200)의 크기는, 인접하는 컬럼부(120) 간의 간격에 의존하여 정해지고, 디바이스(600)의 크기는, 설계된 디바이스의 크기에 의존하여 정해지기 때문이다. 따라서, 통상, 조사 가능 영역(200)의 좌우 상하의 4 모서리의 위치는 디바이스(600)의 내부에 존재한다. 또한, 복수의 컬럼부(120) 각각의 조사 가능 영역(200)과 디바이스(600)의 상대적인 위치 관계는, 조사 가능 영역(200)마다 다르게 된다.

도 9의 파선으로 둘러싸인 확대 도면은, 임의의 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)과 노광되는 디바이스(600)의 위치 관계의 예를 나타낸다. 임의의 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)은, 왼쪽 아래, 오른쪽 아래, 오른쪽 위 및 왼쪽 위의 모서리가 각각, 부호 600a, 600b, 600c 및 600d로 나타내는 디바이스(600)의 내부에 존재하는 예를 나타낸다. 이러한 디바이스(600)를, 디바이스(600a), 디바이스(600b), 디바이스(600c) 및 디바이스(600d)와 구별해 부르기로 한다.

노광 장치(100)는, Y 축 방향으로 약 60μm의 빔폭을 가지는 어레이빔을, X 축 방향의 프레임에 따라 왕복시키면서, -Y측으로부터 +Y측으로 프레임마다 노광 범위를 확대하여 조사 가능 영역(200)을 노광한다. 즉, 임의의 컬럼부(120)는, 최초의 프레임에서는, 예를 들어, 왼쪽 아래의 디바이스(600a)의 내부로부터 노광을 개시하고, 오른쪽 아래의 디바이스(600b)의 내부에서 노광을 종료한다. 임의의 컬럼부(120)는, 최종의 프레임에서는, 예를 들어, 오른쪽 위의 디바이스(600c)의 내부로부터 노광을 개시하고, 왼쪽 위의 디바이스(600d)의 내부에서 노광을 종료한다.

임의의 컬럼부(120)는, 프레임 도중에, 왼쪽의 디바이스(600a 및 600d)와 오른쪽의 디바이스(600b 및 600c)의 사이의 경계를 가로지른다. 또한, 임의의 컬럼부(120)는, 상하로 인접하는 프레임의 사이로, 아래쪽의 디바이스(600a 및 600b)와 위쪽의 디바이스(600d 및 600c)의 사이의 경계를 가로지른다.

도 9를 토대로, 노광의 순서와 노광 데이터(162)의 대응 관계에 대하여 설명한다. 노광 데이터(162)는, 노광 장치(100)를 제어하는 제1 방향인 Y 축 방향으로는 그리드 그룹 단위로 정리된 제1 데이터(164)를 가지고, 노광 장치(100)를 제어하는 제2 방향인 X 축 방향으로는 서브 그리드 단위로 정리된 제2 데이터(166)를 가진다.

도 9에 나타내는 그리드 그룹_k1, 그리드 그룹_K, 그리드 그룹_1 및 그리드 그룹_k2와, 서브 그리드_n1, 서브 그리드_N, 서브 그리드_1 및 서브 그리드_n2는, 임의의 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)의 4 모서리 및 디바이스의 경계에 대응하는 Y 축 방향의 그리드 그룹 및 X 축 방향의 서브 그리드를 나타낸다.

최초의 프레임에서는, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, 노광 데이터(162)를 다음과 같이 재구성하여 작성된다. 최초의 프레임의 -X 측의 단에 있어서, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, Y 축 방향으로는, 제1 데이터(164)로부터 추출된, 그리드 그룹_k1를 하단으로 하여 어레이빔의 빔폭(프레임폭 fw)의 범위에 상당하는 그리드 그룹 데이터와, 그 그리드 그룹 데이터가 지정하는 그리드 데이터에 의해 구성된다. 즉, Y 축 방향에 관해서, 그리드 그룹 단위로 조사 가능 영역(200)과 중복하는 데이터가 추출된다.

또한, 최초의 프레임의 -X 측의 단에 있어서, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, X 축 방향으로는, 제2 데이터(166)로부터 추출된, 서브 그리드_n1과 동등한 위치에 있는 프레임 내의 서브 그리드 데이터와, 그 서브 그리드 데이터가 지정하는 패턴 데이터에 의해 구성된다. 이와 같이, X 축 방향에 관해서 서브 그리드 단위로 조사 가능 영역(200)과 중복하는 데이터가 추출된다.

최초의 프레임에 있어서의 노광의 진행에 따라, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, Y 축 방향으로는, 프레임의 -X 측 단과 같은 그리드 그룹 및 그리드와 대응하는 제1 데이터(164)로 구성된다. 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, X 축 방향으로는, X 좌표에 따라 갱신되는 디바이스(600)의 서브 그리드 및 패턴과 대응하는 제2 데이터(166)로 구성된다.

최초의 프레임의 디바이스(600a 및 600b)의 경계에 있어서, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, Y 축 방향으로는, 프레임의 -X 측 단과 같은 그리드 그룹 및 그리드와 대응하는 제1 데이터(164)로 구성된다. 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, X 축 방향으로는, 디바이스(600)의 오른쪽 단의 서브 그리드_N과 동등한 위치에 있는 프레임 내의 서브 그리드 및 패턴과 대응하는 제2 데이터(166)로부터, 디바이스(600)의 왼쪽 단의 서브 그리드_1과 동등한 위치에 있는 프레임 내의 서브 그리드 및 패턴과 대응하는 제2 데이터(166)로 스위칭하도록 구성된다.

최초의 프레임의 +X 측의 단에 있어서, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, Y 축 방향으로는, 프레임의 -X 측 단과 같은 그리드 그룹 및 그리드와 대응하는 제1 데이터(164)로 구성된다. 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, X 축 방향으로는, 디바이스(600)의 서브 그리드_n2와 동등한 위치에 있는 프레임 내의 서브 그리드 및 패턴과 대응하는 제2 데이터(166)로 구성된다.

두 번째 이후의 프레임에 있어서도, 임의의 컬럼부(120)에 대한 빔 제어 데이터(184)는, 어레이빔에 의한 노광의 순서에 따라, Y 축 방향으로는, 그리드 그룹의 단위로 제1 데이터(164)에 포함되는 노광 데이터를 추출하고, X 축 방향으로는 서브 그리드의 단위로 제2 데이터(166)에 포함되는 데이터를 추출하여 구성된다.

도 10은 이와 같이 하여 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)로부터 그리드 그룹의 단위 및 서브 그리드 단위로 데이터를 추출하여, 재구성한 빔 제어 데이터(184)의 구성예를 나타낸다. 빔 제어 데이터(184a)는, 제1 프레임에 대한 빔 제어 데이터(184)의 예이며, 빔 제어 데이터(184b)는, 제2 프레임에 대한 빔 제어 데이터(184)의 예이다.

Gridgroup, Grid, Subgrid 및 Pattern 등은, 각각 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)에 포함되는 그리드 그룹 데이터, 그리드 데이터, 서브 그리드 데이터 및 패턴 데이터를 나타낸다. X 축 방향, Y 축 방향, 제1 프레임, 제2 프레임, 그리드 그룹, 그리드, 서브 그리드 및 패턴 등의 용어는, 데이터의 내용을 나타내는 코멘트이며 데이터 그 자체는 아니다. 도 11도 같다.

도 10의 제1 프레임에 대한 빔 제어 데이터(184a)에 대해 설명한다. 제1 프레임은, 그리드 그룹_k1을 하단으로 하여 어레이빔의 빔폭의 범위에 포함되는 그리드 그룹_k1 ~ 그리드 그룹_kf-1로 구성된다. 이때, 제1 프레임의 빔 제어 데이터(184a)는, Y 축 방향으로, 복수의 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_k1 ~ Gridgroup_kf-1을 가진다.

제1 프레임의 빔 제어 데이터(184a)는, 제1 프레임에 속하는 그리드 그룹과 그리드의 지정 및 피지정의 관계를 나타내는 데이터도 포함한다. 이에 의해, 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_k1 ~ Gridgroup_kf-1이 지정하는 그리드 데이터가 특정된다.

제1 프레임에 대한 빔 제어 데이터(184a)는, 스테이지의 이동과 대응하여 X 축 방향으로, 서브 그리드 데이터 Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1+1, k1, ... 등을 가진다. 여기서, 예를 들면 서브 그리드 데이터 Subgrid_n1, k1는, 데이터 Gridgroup_k1가 지정하는 그리드 데이터에 대한 n1 번째의 서브 그리드 데이터를 나타낸다.

도면의 굵은 선 화살표는, 제1 프레임의 빔 제어 데이터(184)가, 굵은 선 화살표의 순서의 서브 그리드 데이터로 구성되는 것을 나타낸다. 또한, 제1 프레임의 빔 제어 데이터(184a)는, 제1 프레임에 속하는 범위의 서브 그리드와 패턴과의 지정 및 피지정의 관계를 나타내는 데이터도 포함한다. 이에 의해, 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_k1 ~ Gridgroup_kf-1이 지정하는 그리드 데이터에 대해서, 서브 그리드 데이터 Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1+1, k1, ... 등이 지정하는 패턴 데이터가 특정된다.

제2 프레임의 빔 제어 데이터(184b)도 동일한 구성예를 가진다. 빔 제어 데이터(184b)는, Y 축 방향의 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_kf ~ Gridgroup_kff-1을 토대로, 제2 프레임에 포함되는 Y 축 방향의 그리드 데이터를 특정한다. 빔 제어 데이터(184b)는, X 축 방향의 서브 그리드 데이터 Subgrid_n2, kf, Subgrid_n2-1, kf, ... 등을 토대로, 제2 프레임에 포함되는 각각의 그리드에 대한 패턴 데이터를 특정한다.

굵은 선 화살표로 나타나고 있는 서브 그리드 데이터의 순서는, 제1 프레임의 빔 제어 데이터(184a)와 제2 프레임의 빔 제어 데이터(184b)에서 역방향이다. 스테이지부(110)의 이동에 의한 노광 순서가, 제1 프레임과 제2 프레임으로 X 축 방향으로 역방향이 되어 있는 것으로 대응한다. 빔 제어 데이터(184)의 구성은, 제3 프레임 이후에 대해서도 마찬가지이다. 빔 제어 데이터(184)는, 프레임마다 작성되어도 되고, 프레임마다 제2 보존부(182)에 보존되어도 된다.

조사 가능 영역(200)과 빔 제어 데이터(184)의 관계에 대하여 더 기재한다. 복수의 컬럼부(120)를 가지는 노광 장치(100)에 있어서, 조사 가능 영역(200)의 크기는, 인접하는 컬럼부(120)끼리의 간격보다 크게 취해도 된다. 인접하는 컬럼부(120)의 각각이 담당하는 조사 가능 영역(200)의 일부가 서로 중복하고 있어, 시료(10)의 표면 전체를 빠짐없이 덮을 수 있기 때문이다.

이 경우, 조사 가능 영역(200)의 중복 영역에 대한 빔 제어 데이터(184)를 구성하기 위해서, 제1 데이터(164)는, 조사 가능 영역(200)의 중복 영역보다 작은 영역의 그리드 그룹의 단위로 정리하는 것과 동시에, 제2 데이터(166)는 조사 가능 영역(200)의 중복 영역보다 작은 영역의 서브 그리드의 단위로 정리해도 된다. 즉, 그리드 그룹의 Y 축 방향의 사이즈 및 서브 그리드의 X 축 방향의 사이즈는, 인접하는 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)의 중복 영역의 폭과 동등 또는 그 이하의 사이즈로 설정되어도 된다.

이에 의해, 조사 가능 영역(200)의 중복 영역에 대한 빔 제어 데이터(184)는, 그리드 그룹 및 서브 그리드를 단위로 하여, 어느 하나의 컬럼부(120)의 빔 제어 데이터(184)에 포함하는 재구성을 행할 수 있다. 서브 그리드의 X 축 방향의 사이즈는, 예를 들면 5μm ~ 50μm로 하는 것이 바람직하다. 인접하는 컬럼부(120)의 조사 가능 영역(200)의 겹침 폭을 적절한 범위로 설정하기 때문이다.

또한, 빔 제어 데이터(184)는, 조사 가능 영역(200)에 있어서의 전자빔의 주사 방향과 라인 패턴의 길이 방향인 X 축 방향의 사이의 각도에 의존하여, 그리드 그룹 단위로 Y 축 방향의 빔 제어 데이터(184)의 재구성을 하여도 된다. 빔 제어 데이터(184)는, 그리드 그룹의 데이터를 프레임의 도중에 다른 그리드 그룹의 데이터로 스위칭하는 재구성을 하여도 된다. 이에 의해, 전자빔의 주사 방향과 라인 패턴의 길이 방향인 X 축 방향과의 사이의 각도가 큰 경우도, 조사 가능 영역(200)의 오른쪽 단으로부터 왼쪽 단까지를 1개의 프레임으로 노광할 수 있다.

그리드 그룹의 Y 축 방향 폭은, 예를 들면 1μm ~ 10μm로 하는 것이 바람직하다. 그리드 그룹의 Y 축 방향의 사이즈를, 컬럼부(120)에 구비한 편향기(도시하지 않음)에 의한 어레이빔의 편향 폭과 실질적으로 일치시키기 때문이다. 전자빔의 주사 방향과 라인 패턴의 길이 방향의 비평행성에 기인하는 어레이빔의 Y 축 방향 위치와 라인 패턴의 Y 축 방향 위치의 위치 어긋남이, 예를 들면 1μm ~ 10μm의 변경폭을 가지는 해당 편향기에 의한 편향으로 추종할 수 없는 경우이어도, 노광 장치(100)는, 그리드 그룹 단위로 Y 축 방향으로 데이터를 스위칭하는 것으로, 조사 가능 영역(200)의 오른쪽 단으로부터 왼쪽 단까지를 1개의 프레임으로 노광할 수 있다.

빔 제어 데이터(184)의 데이터 용량은, 1 프레임에 포함되는 노광 패턴(610)을 기술하는 설계 데이터(150)의 용량과 동일한 정도이다. 빔 제어 데이터(184)의 데이터 용량은, 예를 들면 2 ~ 4 GB(기가바이트)이다. 하나의 제2 보존부(182)가, 2 프레임 분의 빔 제어 데이터(184)를 보존하는 경우, 하나의 제2 보존부(182)가 보존해야 할 데이터의 용량은, 예를 들면 4 ~ 8 GB이다. 88개의 컬럼부(120)를 가지는 노광 장치(100)의 제2 보존부(182) 전체가 보존해야 할 데이터의 용량은, 예를 들면 350 ~ 700 GB이다.

분배부(180)가 노광 데이터(162)를 재구성하여 빔 제어 데이터(184)를 작성하는 방법의 예를 설명한다.

도 11은 노광 장치(100)가 프레임마다 시료(10)를 노광하는 노광 플로우의 일부를 나타낸다. 도 11은, 분배부(180)가, 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)로부터 각각 그리드 그룹 단위 및 서브 그리드 단위로 추출한 노광 데이터를 재구성하여 빔 제어 데이터(184)를 작성하는 플로우를 포함하고 있다. 분배부(180)는, 도 11에 나타내는 플로우 중에서, 노광 데이터(162)를 재구성한 빔 제어 데이터(184)를 각 컬럼부(120)에 분배한다. 노광 장치(100)는, 프레임마다, 노광과 빔 제어 데이터(184)의 분배를 병렬하여 실시한다.

노광 장치(100)는, 배치 데이터 보존부(170)에 보존된 배치 데이터(172)를 읽어내 시료(10) 상에 있어서의 디바이스(600)의 배치를 결정한다(S1100). 노광 장치(100)는, 각각의 컬럼부(120)가 생성하는 전자빔 군(어레이빔)과 시료(10)의 위치 관계를, 마크 측정 등의 빔위치 검출 수단을 사용하여 측정한다(S1110).

분배부(180)는, 제1 프레임(232)(도 2 참조) 및 인접 컬럼부(120)와의 제1 프레임의 중복 영역에 대하여, 컬럼부(120)가 제1 프레임을 노광하는 순서에 따라, 제1 방향인 Y 축 방향에 관해서는 제1 데이터(164)로부터 그리드 그룹 단위로 노광 데이터를 추출하고, 제2 방향인 X 축 방향에 관해서는 제2 데이터(166)로부터 서브 그리드 단위로 노광 데이터를 추출하고, 그러한 데이터가 지정하는 그리드 데이터 및 패턴 데이터와 함께, 제2 보존부(182)에 전송한다(S1120). 노광 장치(100)는, 노광 프레임 번호 fn과 전송 프레임 번호 ft에 대해, 초기값 fn←1, ft←fn+1을 설정한다(S1130).

노광 장치(100)는, 제fn 프레임을 노광한다. 이와 병행하여 분배부(180)는, 제ft 프레임 및 인접 컬럼부(120)와의 제ft 프레임의 중복 영역에 대하여, 컬럼부(120)가 제ft 프레임을 노광하는 순서에 따라, 제1 방향에 관해서는 제1 데이터(164)로부터 그리드 그룹 단위로 노광 데이터를 추출하고, 제2 방향에 관해서는 제2 데이터(166)로부터 서브 그리드 단위로 노광 데이터를 추출하고, 그리드 데이터 및 패턴 데이터와 함께 제2 보존부(182)에 제ft 프레임의 데이터를 전송한다(S1140).

노광 장치(100)는, 모든 프레임을 노광 종료했는지를 판단한다(S1150). 모든 프레임을 노광하고 끝난 경우(S1150; 예) 노광 동작을 종료한다. 모든 프레임을 다 노광하지 않았으면(S1150; 아니오), 다음의 프레임의 시점에 스테이지를 이동하는 동시에, 노광 프레임 번호 fn와 전송 프레임 번호 ft에 대해, fn←fn+1, ft←fn+1을 설정한다(S1160). 제fn 프레임을 노광하고, 제ft 프레임의 데이터를 전송하는 스텝(S1140)으로 돌아온다.

분배부(180)는, 컬럼부(120)가 프레임 노광 중에, 노광 데이터의 추출, 노광 데이터의 재구성에 의한 빔 제어 데이터의 작성 및 제2 보존부(182)에의 데이터의 전송을 행한다. 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)는 노광 전에 미리 작성되고 있기 때문에, 분배부(180)는, 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)로부터 그리드 그룹 단위 및 서브 그리드 단위로 데이터를 추출하고, 추출된 데이터에 대하여 노광 순서에 따른 데이터의 재구성과 데이터의 전송을 행하면 된다. 방대한 설계 데이터(150)를 재편성할 필요는 없어져, 노광 장치(100)는, 노광의 진행에 맞추어 빔 제어 데이터(184)를 작성할 수 있다.

또한, 분배부(180)는, 노광해야 할 디바이스(600)의 사이즈가 컬럼부(120)의 배치 피치와 일치하고 있지 않은 경우에서도 빔 제어 데이터(184)를 작성할 수 있다. 분배부(180)는, 조사 가능 영역(200)의 경계가 노광 디바이스(600)의 내부에 있는 경우에도, 사이즈 1μm ~ 10μm의 그리드 그룹 단위 및 사이즈 5μm ~ 50μm의 서브 그리드 단위로, 제1 데이터(164) 및 제2 데이터(166)로부터 노광 데이터를 추출할 수 있기 때문이다.

(이력 데이터의 구성예)

이력 데이터(194)의 구성예에 대해 설명한다.

빔 제어 데이터(184)는, 프레임마다 제2 보존부(182)에 일시적으로 덮어 쓰기로 보존된다. 노광 종료 시점에서 제2 보존부(182)에, 컬럼부(120)를 제어한 빔 제어 데이터(184)의 모든 것은 남아 있지 않다.

도 12는 컬럼부(120)에서 노광에 사용된 빔 제어 데이터(184)를 노광 순서의 이력으로서 남기는 이력 데이터(194)의 구성예이다. 이력 데이터(194)는, 컬럼부(120)를 구별하는 데이터(195)와 각각의 컬럼부(120)가 노광한 순서의 그리드 그룹 데이터 및 서브 그리드 데이터(196)만을 포함하고 있다.

데이터(195)가 CN1인 컬럼부(120)의 이력 데이터(194)에 대해 설명한다. 데이터(196)는, 제1 프레임의 제1 방향으로는, 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_k1 ~ Gridgroup_kf-1 등을 가지는 그리드 그룹에 의해 지정된 데이터가 노광된 것을 나타낸다. 데이터(196)는, 제1 프레임의 제2 방향으로는, 서브 그리드 데이터 Subgrid_n1, k1, Subgrid_n1+1, k1, ... 등을 가지는 서브 그리드에 의해 지정된 패턴이 굵은 선 화살표의 방향으로 노광된 것을 나타낸다.

또한, 데이터(196)는, 제2 프레임의 제1 방향으로는, 그리드 그룹 데이터 Gridgroup_kf ~ Gridgroup_kff-1 등을 가지는 그리드 그룹에 의해 지정된 데이터가 노광된 것을 나타낸다. 데이터(196)는, 제2 프레임의 제2 방향으로는, 서브 그리드 데이터 Subgrid_n2, kf, Subgrid_n2+1, kf, ... 등을 가지는 서브 그리드에 의해 지정된 패턴이 굵은 선 화살표의 방향으로 노광된 것을 나타낸다.

이력 데이터(194)는, 시료(10) 상의 노광 패턴(610)을, 그 패턴을 노광한 컬럼부(120) 및 컬럼부(120)의 노광 순서에 대응시킨다. 즉, 이력 데이터(194)는, 노광한 순서의 그리드 그룹 데이터 및 서브 그리드 데이터(196)를 기록하고 있기 때문에, 원래의 노광 데이터(162)를 대비하는 것에 의해, 시료(10)에 형성된 복수의 디바이스(600)의 각각의 노광 패턴(610)이, 어느 컬럼부(120)를 사용해 어느 노광 순서로 노광되었는지를 노광 후에 알 수 있다. 이력 데이터(194)에 남는 그리드 그룹 데이터 및 서브 그리드 데이터(196)는, 그리드 그룹 데이터 사이의 관계를 나타내는 제1 데이터(164) 및 서브 그리드 데이터와 패턴과의 관계를 나타내는 제2 데이터(166)를 참조하면, 어느 노광 패턴(610)을 지정하고 있는지를 추적할 수 있기 때문이다.

이력 데이터(194)는, 노광 패턴(610)을 노광 후에 검사할 경우에 유용한 정보를 제공한다. 이력 데이터(194)는 그리드 그룹 데이터 및 서브 그리드 데이터(196)뿐이기 때문에, 그 데이터 용량은, 예를 들면 50 ~ 100 MB(메가바이트)이다. 이력 데이터(194)의 데이터 용량은, 노광 데이터(162)의 데이터 용량과 비교하면 충분히 작다.

이력 데이터(194)는, 노광 순서로 늘어선 그리드 그룹 데이터 및 서브 그리드 데이터(195)를 보존할 뿐만 아니라, 컬럼부(120)의 상태에 따른 데이터를 보존하여도 된다. 컬럼부(120)의 상태에 따른 데이터는, 예를 들어, 각각의 컬럼부(120)가 생성하는 전자빔의 전류 밀도, 빔 사이즈, 및/또는 빔의 결상 상태 등에 관한 데이터이다. 컬럼부(120)의 상태에 따른 데이터는, 프레임 노광과 프레임 노광의 사이의 프레임의 스위칭 시에 정기적으로 검출하여도 된다. 이에 의해, 이력 데이터(194)는, 노광 패턴(610)의 검사에 있어서 한층 더 유용한 정보를 제공한다.

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.

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
100 노광 장치
110 스테이지부
120 컬럼부
130 컬럼 제어부
140 스테이지 제어부
150 설계 데이터
152 변환부
160 제1 보존부
162 노광 데이터
164 제1 데이터
166 제2 데이터
170 배치 데이터 보존부
172 배치 데이터
180 분배부
182 제2 보존부
184, 184a, 184b 빔 제어 데이터
190 수집부
192 제3 보존부
194 이력 데이터
195, 196 데이터
200 조사 가능 영역
210 조사 위치
220 영역
232 제1 프레임
234 제2 프레임
236 제3 프레임
400 그리드 라인
401 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
600, 600 a, 600 b, 600 c, 600 d 디바이스
610 노광 패턴
620 파선
711, 712, 715, 719 그리드 그룹 데이터
721, 722, 725, 729 그리드 데이터
731, 732, 735, 739 서브 그리드 데이터
741, 742, 745, 749 패턴 데이터

Claims (12)

1. 라인 패턴이 형성된 시료에 컷 패턴을 형성하는 노광 장치에 있어서,
   제1 방향으로 일정 간격을 두고 일렬로 늘어선 제1 하전 입자빔 군과, 상기 제1 하전 입자빔 군의 옆에 병렬해 배치되어 상기 제1 하전 입자빔 군과 같은 사이즈 및 피치로 배치된 제2 하전 입자빔 군을 생성하는 컬럼부;
   상기 제1 하전 입자빔 군 및 제2 하전 입자빔 군에 포함되는 각 하전 입자빔의 조사 타이밍을 개별적으로 제어하는 컬럼 제어부;
   상기 시료 상에 형성되는 디바이스 패턴의 배치 좌표를 기술한 설계 데이터를 토대로, 1개의 하전 입자빔의 폭을 가지고 제2 방향으로 연신한 띠 모양의 영역으로 분할되어 이루어지는 제2 데이터와, 제1 방향의 위치에 기초하여 상기 제2 데이터를 특정하는 제1 데이터로 이루어지는 노광 데이터로 변환하는 변환부;
   상기 노광 데이터를 격납하는 제1 보존부; 및
   상기 스테이지 상의 시료의 위치와 상기 컬럼부의 상대적인 위치 관계에 기초하여, 상기 제1 데이터 및 제2 데이터로 이루어지는 노광 데이터를, 상기 컬럼부가 시료에 노광하는 순서에 따라 재구성하여 상기 각 컬럼부에 대한 빔 제어 데이터를 작성하는 분배부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
2. 제1항에 있어서,
   추가로 상기 컬럼부를 복수 개 구비하고, 인접하는 컬럼부는 각각이 담당하는 조사 가능 영역의 일부가 서로 중복되어 있는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1 데이터는, 상기 컬럼부의 조사 가능 영역의 중복 영역 폭보다 작은 제1 방향의 사이즈를 가지는 그리드 그룹의 단위로 정리됨과 함께, 상기 제2 데이터는, 상기 컬럼부의 조사 가능 영역의 중복 영역 폭보다 작은 제2 방향의 사이즈를 가지는 서브 그리드마다 정리되고 있는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분배부는, 상기 컬럼부와 상기 시료의 위치 관계에 기초하여, 상기 제1 데이터를 상기 그리드 그룹 단위로 재구성함과 함께, 상기 제2 데이터를 상기 서브 그리드 단위로 재구성함으로써, 각 컬럼부에 대한 빔 제어 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컬럼부의 각각에 설치되어, 상기 분배부가 분배한 상기 빔 제어 데이터를 일시 보존하는 제2 보존부를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 보존부는, 적어도 2개의 보존 부분을 구비하고,
   일방의 상기 보존 부분은, 노광 중인 시료의 1회의 제2 방향으로의 이동에 의해 노광되는 영역의 상기 빔 제어 데이터를 일시 보존하여 노광을 행함과 함께, 타방의 상기 보존 부분은, 다음 회의 제2 방향으로의 이동에 의해 노광되는 영역의 상기 빔 제어 데이터를 읽어들이는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컬럼부의 각각에 대응시켜, 상기 컬럼부가 노광하는 순서로, 상기 그리드 그룹 및 상기 서브 그리드의 데이터로 이루어지는 이력 데이터를 수집하는 수집부; 및
   모든 컬럼부에 대한 상기 이력 데이터를 보존하는 제3 보존부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   노광 장치.
8. 시료에 미리 형성된 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향으로 시료를 이동시키면서, 상기 라인 패턴의 길이 방향에 직교하는 제1 방향으로 늘어선 복수의 하전 입자빔 군을 조사하여 컷 패턴을 형성하는 노광 장치용의 노광 데이터 구조에 있어서,
   상기 라인 패턴의 최소 폭과 동일한 폭을 가지며 상기 제2 방향으로 연신하는 그리드에 포함되는 패턴 중, 상기 제2 방향으로 일정한 길이의 서브 그리드에 포함되는 패턴의 배치 좌표를 지정하는 서브 그리드 데이터;
   한 개의 상기 그리드에 포함되는 서브 그리드 데이터를 지정하는 그리드 데이터; 및
   상기 제1 방향으로 일정한 범위마다 구분된 그리드 그룹에 속하는 그리드 데이터를 지정하는 그리드 그룹 데이터
   에 의해 구성되는,
   노광 데이터 구조.
9. 제8항에 있어서,
   상기 그리드의 상기 제2 방향의 사이즈 및 상기 그리드 그룹의 상기 제1 방향의 사이즈는, 인접하는 컬럼의 조사 가능 영역의 중복 영역의 폭과 동등 또는 그 이하의 사이즈로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는,
   노광 데이터 구조.
10. 시료에 미리 형성된 라인 패턴의 길이 방향인 제2 방향으로 시료를 이동시키면서, 상기 라인 패턴의 길이 방향에 직교하는 제1 방향으로 늘어선 복수의 하전 입자빔 군을 조사하여 컷 패턴을 형성하는 노광 장치용의 노광 데이터의 작성 방법에 있어서,
    패턴 배치가 정의된 설계 데이터를 취득하고, 라인 패턴의 최소 폭과 동일한 폭을 가지며, 상기 제2 방향으로 일정한 길이의 영역인 서브 그리드로 분할되어 상기 서브 그리드마다 컷 패턴의 배치 좌표를 지정하는 서브 그리드 데이터를 변환부 에서 생성하는 단계;
    상기 제2 방향으로 연속한 그리드에 속하는 서브 그리드 데이터를 그리드마다 지정하는 그리드 데이터를 변환부에서 생성하는 단계;
    상기 설계 데이터를 상기 제1 방향으로 소정의 길이의 범위마다 분할하는 그리드 그룹에 속하는 그리드 데이터를 그리드 그룹마다 지정하는 그리드 그룹 데이터를 변환부에서 생성하는 단계;
    상기 설계 데이터의 상기 제1 방향의 전역에 걸치는 그리드 그룹 데이터를 변환부에서 생성하는 단계; 및
    상기 서브 그리드 데이터, 그리드 데이터 및 그리드 그룹 데이터를 제1 보존부에 보존하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    노광 데이터 작성 방법.
11. 배치 데이터 보존부에 보존된 배치 데이터를 읽어내어 상기 시료의 위에 있어서의 노광 데이터의 배치를 결정하는 단계;
    상기 컬럼부가 생성하는 상기 하전 입자빔 군과 상기 시료의 위치 관계를 측정하는 단계;
    상기 분배부가, 상기 제2 방향으로의 1회의 스테이지 이동으로 상기 컬럼부가 노광하는 영역에 대하여 노광 데이터를 추출함과 함께, 상기 컬럼부가 노광하는 순서에 따라 상기 빔 제어 데이터로서 재구성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    빔 제어 데이터의 작성 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 분배부는, 상기 노광 데이터 중, 상기 제1 방향에 관해서는 상기 그리드 그룹 데이터 단위로 상기 제1 데이터의 추출을 행함과 함께, 상기 제2 방향에 대해서는 서브 그리드 데이터 단위로 상기 제2 데이터의 추출을 행하여, 상기 컬럼부가 담당하는 범위의 노광 데이터를 재구성하는 것을 특징으로 하는,
    빔 제어 데이터의 작성 방법.

Images