KR930001493B1 - 반도체 장치 패터닝용 광전자 전사장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 장치 패터닝용 광전자 전사장치
제1도는 종래 광전자 전사장치의 일반적인 구조를 도시한 개략 단면도.
제2도는 본 발명의 광전자 전사장치에 관한 제1실시예를 도시한 단면도.
제3도는 본 발명의 수정단면도를 도시한 제2도와 유사한 단면도.
제4도는 제2도 및 제3도의 장치에 사용된 스크린 전극판을 도시하는 사시도.
제5도는 제2도 및 제3도의 장치에 사용된 플랫전자비임을 발생하는 또 다른 수단을 도시하는 사시도.
제6도는 제1실시예의 광전자 전사장치의 전체 구조도.
제7도는 제2도의 장치의 수정부를 도시하는 단면도.
제8도는 제1실시예의 장치에 관한 문제를 도시하는 단면도.
제9도는 제1실시예의 장치에서 발생된 전계의 방해로 인한 영상 왜곡에 관한 설명도.
제10도는 제8도 및 제9도에 문제가 제거된 본 발명의 제2실시예를 도시한 사시도.
제11도는 본 발명의 제2실시예 장치에 관한 전체의 상세한 구조도.
제12도는 제11도의 장치에서 광전자의 일부를 도시한 도면.
제13a도 내지 제13c도는 제11도의 장치의 경우에 웨이퍼상에 투사된 영상 왜곡을 도시한 그래프.
제14a도 내지 제14d도는 대응파라미터와 함께 다양한 왜곡부품을 도시한 그래프.
제15도는 본 발명의 장치의 제3실시예에 관한 일반적인 구조도.
제16a도 및 제16b도는 행으로 배열된 다수의 패턴에 대응하는 마스크상에 구비된 일련의 위치설정마크를 도시한 평면도.
제17a도 및 제17b도는 웨이퍼상에 많은 패턴의 연속노출에 대한 웨이퍼상에 전사된 영상 조정용 마스크상에 구비된 위치설정 마크의 정렬를 도시한 도면, 및
제18도는 제15도의 장치의 수정도로서 제15도와 유사한 도면.
본 발명은 일반적으로 집적회로의 조립에 관한 것이며, 특히 집적회로 조립에서 반도체 디바이스를 패터닝하기위해 사용되는 광전자 전사장치에 관한 것이다.
초대규모 집적회로(VLSI)와 같은 다수의 반도체 디바이스를 구비한 반도체 집적회로의 조립에 있어서, 일정 영역내에 가능한한 많은 반도체 디바이스를 구비하기 위하여 극히 미세한 패터닝이 필요하다. 통상적으로, 자외선방사를 사용하는 포토리소그래피 기술이 이 목적을 위해 사용된다. 자외선 조사에 응하여, 소망하는 디바이스의 광영상은 적당한 마스크를 통해 웨이퍼 또는 기판상에 침전된 포토레지스트에 집속되며, 포토레지스트는 반도체 디바이스의 소망하는 패턴에 따라 자외선 조사에 노출된다. 비록 높은 처리량을 제공할 수 있다 하더라도, 자외선 또는 가시 및 비가시광선을 사용하는 그러한 패터닝은, 패터닝에서 얻을 수 있는 라인의 최소두께가 일반적으로 4000Å인 광의 비교적 큰 파장으로 인하여 제한된다는 근본적인 한계를 가지고 있다. 포토리소그래피에 의해 얻어진 것보다 더욱 미세한 패터닝을 얻기위해, 다른 형태의 방사기술을 사용하여 다양한 기술이 개발되었다. 방사선으로서 전자비임을 사용하는 전자비임 리소그래피, 방사선으로서 X-레이 비임을 사용하는 X-레이 비임 리소그래피, 및 방사선으로서 광비임에 의해 적당한 물질의 조사에 응하여 방사된 광전자를 사용하는 광전자 전사노광기술들 간에 폭넓게 연구되었다.
전자비임조사 기술에서, 원형 또는 사각형의 단면을 가진 전자비임이 포토레지스트를 노출시키는데 사용된다. 패터닝할때 전자비임은 소정패턴에 따라 웨이퍼의 표면위로 굴절되고 이동한다. 동시에, 웨이퍼 자체가 움직인다. 전자비임의 집속, 형성 및 굴절용으로 전자기 렌즈와 가속시스템을 구비한 컬럼시스템이 사용된다. 게다가, 스테이지시스템은 바람직한 영상 패턴이 전자비임의 이동과 함께 웨이퍼 상에 기록되도록 하는 방향으로 웨이퍼를 지지하고 이동시키는데 이동된다. 적당한 가속전압을 사용하여 상당히 미세한 영상 패턴이 마스크를 사용하지 않고도 기록될 수 있다. 그러나, 이러한 전자비임 조사기술은 전자비임이 웨이퍼 표면에 패턴을 "한번에"기록하는데 상당한 노출시간을 가지며, 이것은 전자비임이 전체패턴에 대한 인터럽션없이 웨이퍼 표면위로 이동하는 것을 의미한다. 그래서, 이 방법에 의해 얻어진 처리량은 비교적 낮으며, 그러므로 이 기술은 대량 생산에 적당하지 않다.
X-레이 비임 리소그래피는 마스크와 포토레지스터가 미소한 갭에 의해 분리되는 근접 프린트 기술이고, 1 내지 10Å의 파장을 가진 X-레이가 조사용으로 사용된다. 이 기술은 비록 종래의 포토리소그래피 기술과 비교하여 개선된 해상도를 제공할 수 있었으나, 부피가 큰 X-레이 발생기가 X-레이원으로 사용되야 한다는 문제가 있다. 게다가, 웨이퍼, X-레이원, 및 마스크가 극히 고정밀도로 정열되어야 한다는 문제가 있다.
이러한 목적때문에, 특별히 설계된 정열기가 사용되어야 한다. 그럼에도 불구하고, 마스크와 웨이퍼간의 갭이 실체 웨이퍼의 구경이 증가할때 액면치 즉 설계치로부터 변하는 경향이 있다. 그러한 경우에, 갭을 가로지르는 마스크와 웨이퍼 표면간의 갭은 마스크의 변형 또는 웨이퍼의 편평하지 않은 표면으로 인하여 일위치와 다른 위치에서 변화되는 경향이 있다. 갭에서의 그러한 변화는 웨이퍼상의 영상 패턴을 선명하지 않게 한다. 게다가, 마스크용으로 사용될 수 있는 물질이 마스크가 X-레이를 흡수해야 한다는 제한을 받는다는 문제가 있었다. 게다가, 통상적으로 유용한 X-레이 발생기로부터 얻어진 X-레이 비임의 강도는 효과적인 패터닝 동작에 충분하지 않다. 달리말하면, X-레이 비임 리소그래피에 의해 얻어진 처리량은 집적회로의 대량생산용으로는 매우 적다. 물론, 이러한 목적을 위해 싱크로트론 오비트 방사링(SOR)에 의해 발생된 강한 X-레이 비임의 사용을 생각할 수 있다. 그러나, 이러한 시설은 상당한 크기를 가지며 집적회로를 조립하는데 실제적인 시설로는 매우 값이 비싸다.
광전자 전사기술은 포토리소그래피의 처리량에 비교될 수 있는 높은 처리량과 함께 전자비임 리소그래피와 비교될 수 있는 높은 해상도를 제공하는데 이점이 있다. 이 기술에서는, 광이 조사될때 광전자를 방사하는 물질과 광전자를 방사하지 않는 또 다른 물질이 원하는 패턴을 따라 마스크상에 패터닝되고, 마스크로부터 방사된 광전자는 포토레지스트로 코팅된 웨이퍼 표면에 집속된다. 마스크로부터 방사된 광전자는 마스크와 웨이퍼간에 구성된 전계와 전자장에 의해 가속되어 집속되며, 마스크상에 형성된 패턴에 대응하는 반도체 패턴의 영상이 웨이퍼의 표면을 덮는 포토레지스트에 전달된다.
그래서, 일반적인 광전자 전사장치는, 사람이 이미 그려놓은 마스크, 포토레지스트로 침전된 웨이퍼를 지지하는 스테이지, 웨이퍼상에 광전자를 집속시키는 집속코일, 광전자의 가속을 위해 마스크와 스테이지간에 고전압을 공급하는 고전압원, 및 마스크와 스테이지를 수용하는 배출 챔버로 구성된다.
그러한 장치에서, 마스크와 웨이퍼간의 높은 가속전압때문에 스테이지 상에 유지되는 마스크와 웨이퍼간에서 전기 방전이 발생하는 경향이 있다. 그러한 전기방전이 발생할 때, 웨이퍼상의 포토레지스트의 일부가 증발되고 챔버내에서 흩어진다. 그래서, 그렇게 흩어져 버린 포토레지스트의 일부가 마스크를 오염시키는 본질적인 위험이 있다. 이러한 것이 발생할 때, 마스크 상의 패턴이 손상되고 결합이 마스크상의 패턴으로 주입된다. 마스크상의 패턴으로 주입된 결함은 그후 웨이퍼상에 패턴 형성된 모든 반도체 디바이스에 전달된다.
게다가, 마스크의 기판간에 높은 가속전압이 존재하는 결과, 위치설정 목적으로 전자비임에 의해 웨이퍼를 조사함으로써 웨이퍼로부터 백-스케터링된 반대로 흩어진 전자의 일부가 웨이퍼로 다시 돌아오는 또다른 문제가 있다. 백-스케터링된 흩어진 전자가 돌아오고 포토레지스트에 도달될때, 전자에 노출되지 않아야 할 포토레지스트의 일부는 원치않게 노출된다. 더우기, 웨이퍼의 표면이 완전히 평편하지 않을때는 웨이퍼 부근의 전계는 심각하게 방해를 받는다는 문제가 있다. 이것은 웨이퍼 자체가 높은 가속전압이 공급되는 전극양단의 하나로서 사용되기 때문이다. 이러한 웨이퍼 부근에서의 전계의 방해는 웨이퍼상의 반도체 패턴 영상에서의 중대한 왜곡을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 제1목적은 상기 문제들이 제거된 신규의 유용한 광전자 전사장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은, 스테이지 상에 구비된 웨이퍼 표면에서, 광 조사에 응하는 광전자를 방출하는 물질로 패터닝된 마스크로부터 방사된 광전자를 집속하는 광전자 전사노광장치를 제공하는 것으로서, 여기서 광전자를 통과시키는 슬리트를 구비한 스크리닝 전극판이 전극판과 스테이지가 동일한 전기적 전위레벨에 있는 상태에서 마스크와 스테이지 간에 위치한다. 본 발명에 따라, 웨이퍼와 마스크간의 높은 가속전압으로 인한 웨이퍼와 마스크간의 전기 방전이 스크리닝 전극판에 의해 제거되고 마스크상의 패턴이 포토레지스트의 흩어짐으로 인하여 손상되는 위험이 실질적으로 없어진다. 만약 전기방전이 발생하더라도, 흩어진 포토레지스트의 거의 모든 것은 스테이지와 마스크간에 위치한 전극판에 의해 정지되고, 마스크가 흩어진 포토레지스트에 의해 오염되는 것이 방지된다. 게다가, 사실상 전계가 전극판과 스테이지간에 없기때문에, 광전자의 입사에 응하는 웨이퍼로부터 방사된 백-스케터링된 전자들이 웨이퍼로 복귀해서 포토레지스트의 불필요한 노출을 발생하는 기회는 거의 없다.
본 발명의 제3목적은, 광 조사에 응하여 광전자를 방출하는 물질로 패터닝된 광전자마스크로부터 방사된 광전자 비임에 의하여 반도체 웨이퍼의 표면을 조사시킴으로서 반도체 웨이퍼 상에 반도체장치 패터닝 방법을 제공하는 것으로서, 여기서, 광전자 비임은 상기 광전자 마스크 선형부에 대응하여 제1방향으로 연장되는 얇은 선형 단면부를 가지도록 형성된다. 상기 제1방향으로 연장되고 광전자비임이 광조사에 응하여 발생되는 마스크 부분에 대응하는 마스크의 선형부는, 광전자 마스크에 관련하여 광조사를 이동시켜 웨이퍼를 노출시키는동안 연장방향에 수직방향으로 마스크를 따라 이동되고, 그것에 응하여 광전자비임은 제2방향으로 이동된다. 게다가, 웨이퍼는 광전자 비임의 이동속도에 소정의 관련속도로 상기 제2방향과 평행하게 이동한다. 본 발명에 따라, 반도체 장치의 전체 패턴의 영상은 전극판내의 얇은 슬리트를 통해 반도체 웨이퍼 상에 전사되고, 전극판은 광전자 마스크와 웨이퍼간에 전기방전없이 광전자 마스크의 전계로부터 반도체 웨이퍼를 차폐시킨다. 게다가, 반도체 장치의 패턴 영상은, 비임과 웨이퍼의 비교 이동속도를 변화시킴으로써 상기 제2방향에서 원하는데로 확장 또는 압축된다.
본 발명의 제4목적은, 스테이지의 레벨과 동일한 전기적 전위레벨에서 고정되며 마스크로부터 방사된 광전자일부를 통과시키는 슬리트를 구비한 스크리닝 전극판을 통해 스테이지상에 고정되는 웨이퍼의 표면에서, 높은 가속전압이 공급되고 광조사에 응하여 광전자를 방출시키는 물질로 패터닝된 마스크로부터 방사된 광전자를 집속시키는 광전자 전사장치를 제공하는 것이며, 여기서, 부가전극수단은 웨이퍼에 도달하는 광전자 경로를 조정하기 위해 스테이지와 전극판간에 구비된다. 본 발명에 따라, 전극판의 가늘고 긴 슬리트에서 왜곡된 전기장으로 인한 광전자의 경로에서의 변화는 부가적인 전극수단에 의해 조정된다. 그래서, 광전자의 경로에서의 변화로 인한 웨이퍼상에서 패턴영상의 왜곡은 쉽게 조정되고 반도체 디바이스의 적절한 패터닝이 이루어진다.
본 발명의 제5목적은, 광전자 마스크와 웨이퍼 간에 배치된 스크리닝 전극을 통해 스테이지에 고정되고 그위에서 제1방향으로 가늘고 긴 슬리트를 구비한 웨이퍼의 표면에서, 광조사에 응하여 광전자를 방출하는 물질에 의해 원하는 패턴에 따라 패터닝된 마스크로부터 방사된 광전자를 집속시키는 광전자 전사장치를 제공하는 것이며, 여기서 스테이지는 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 상기 스트리닝 전극에 대하여 이동되며, 웨이퍼상에 전사된 패턴 영상의 왜곡은 위처설정 목적으로 마스크상에 위치설정된 마크에 대응하여 구비되는 웨이퍼상의 기준부를 검출하여 조정된다. 본 발명에 따라 웨이퍼에 전사된 영상의 왜곡은 자동으로 조정되고 웨이퍼상에 많은 수의 패턴의 연속적이 노출은 광전자 비임의 위치설정함에 따라 웨이퍼에 기준부를 사용하여 이루어진다.
본 발명의 또다른 목적 및 이점은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
제1도는 종래의 광전자 전사노광장치의 일예를 도시한다. 제1도를 참고하면, 집속코일(1)은 설명된 바와 같이 수직으로 확장되는 평행 자계
Figure kpo00001
를 발생하고, 반도체 웨이퍼상에 전사되는 패턴을 갖는 광전자 마스크(2)와 반도체 웨이퍼를 지지하는 스테이지(3)는 마스크(2)와 스테이지(3)가 서로 인접하는 상태에서 자계
Figure kpo00002
의 방향에 수직으로 배치된다. 더우기, 마스크(2)는 가속전압을 발생하는, d.c. 전압원(11)에 의해 스테이지(3)에 대한 네가티브 전기적 전위레벨에 고정되므로 마스크(2)에서 방사된 광전자는 스테이지(3) 쪽으로 가속된다. 스테이지(3)로부터 반대인 마스크(2)의 측면은 자외선을 발생하는 광원(4)으로부터의 광에 의해 조사되고, 조사에 응하여 광전자는 스테이지(3)와 인접하는 마스크 측면으로부터 방사된다. 그렇게 방사된 전자는 집속코일(1)에 의해 집속되고 집속된 전자비임의 적당한 위치설정에 사용되는 또 다른 코일(5)에 의해 굴절된다.
광전자 마스크(2)는 약 500-600㎛의 두께를 가진 수정판과 같은 투명기판을 포함하며, 자외선광을 흡수하는 크롬과 같은 물질(6)에 의해 원하는 반도체 패턴이 형성된다. 게다가, 요오드화 세슘 또는 백금과 같이 자외선광의 조사에 대응하여 광전자를 방출하는 또다른 물질(7)이 물질(4) 위에 입혀진다. 또한 스테이지(3)는 포토레지스트(9)가 입혀진 반도체 물질의 웨이퍼(8)를 지지한다.
자외선 광(4a)이 광전자 마스크(2) 위에서 광원(4)으로부터 조사될때, 광은 물질(6)이 구비되지 않은 부분에서 물질(7)에 도달한다. 이에 대하여, 물질(7)은 광전자(10)를 방출한다. 이 광전자(10)는 d.c. 전압원(11)에 의해 마스크(2)와 스테이지(3)간에 공급된 가속전압에 의해 마스크(2)에서 스테이지(3) 방향으로 가속된다. 아래 방향으로 자계
Figure kpo00003
가 형성됨에 따라, 광전자는 가속되는 동안 나선경로를 따라 이동하여 웨이퍼(8)에 집속된다. 결과적으로, 마스크(2)상에 패턴 영상은 웨이퍼(8)상의 포토레지스트(9) 위로 전사된다.
이러한 종래의 광전자 전사노광장치에서, 웨이퍼(8) 상의 포토레지스트(9)의 일부가 스테이지(3) 상에서 마스크(2)와 웨이퍼(8)간에 전기방전을 발생시킬때 흩어질 수 있다. 그러한 전기방전은 특히 마스크(2)와 웨이퍼(3)를 포함하는 챔버(도시되지 않음)의 진공도가 낮아질때 마스크(2)의 스테이지(3)간의 높은 가속전압의 결과로 발생되는 경향이 있다. 그러한 전기방전이 발생할 때, 흩어진 포토레지스트(9)의 일부가 마스크(2)를 오염시키는 실질적인 위험이 있다. 특히, 흩어진 포토레지스트의 일부는 웨이퍼(8)와 접해있는 마스크(2)에 도달하고, 마스크(2) 상의 물질(7)의 패턴은 그러한 포토레지스트에 의해 가려진다. 그와 같이 결함이 마스크(2)의 패턴에 한번 발생되면, 그 결합은 마스크에 의해 패턴형성된후 모든 반도체 장치에 전달된다.
그러한 종래의 광전자 전사노광장치에서는, 광전자(10)에 의해 웨이퍼의 조사결과 웨이퍼(8)의 일부에 의해 반사된 백-스케터링된 전자가 웨이퍼(8)로 다시 돌아오고 웨이퍼(8)상의 포토레지스트(9)는 백-스케터링된 전자에 노출된다는 문제를 가지고 있다. 웨이퍼(8)로부터 백-스케터링된 전자의 반사는, 특히 웨이퍼(3)상에 한정된 대응영역에서, 마스크(2) 패턴의 특수한 위치설정 마크 영역으로부터 방사된 광전자를 방사시킴으로서 스테이지(3)상의 마스크(2)와 웨이퍼(8)간에 적당한 위치 배열을 체크할때 발생한다. 반대로 흩어진 전자로의 포토레지스트(9)의 그러한 노출은 물론 해로우며, 전자비임조사에 노출되지 않는 포토레지스트의 부분이 노출된다.
제2도는 본 발명의 광전자 전사노광장치의 제1실시예를 도시한다. 도면을 참고하면, 광원(20)은 가늘고 긴 창(21)을 통해 통과되는 자외선 광(20a)을 발생하며 플랫 광비임(20b)으로서 마크스 스테이지(23)에 의해 지지된다. 광전자 마스크(22)는 제1도의 장치의 광전자 마스크(2)와 비슷하게 구성되며 광전자 비임(22a)을 방사한다. 광전자 마스크(22)가 제1도의 마스크(2)와 동일하기 때문에, 설명은 생략한다. 웨이퍼(8)와 비슷한 반도체 웨이퍼(24)는 스테이지(25)상에 고정되고 광전자 마스크(22)로부터 방사된 광전자는 웨이퍼의 표면에 집속되며, 웨이퍼위에는 포토레지스트(도시되지 않음)가 입혀져 있다. 그래서, 광전자 마스크(22)상의 패턴 영상은 웨이퍼(24)에 전사된다. 이러한 목적을 위해, 자계
Figure kpo00004
를 발생하는 제1도의 코일(1)과 유사한 집속코일(26)이 사용된다. 자계
Figure kpo00005
는 광전자 비임의 일반적인 방향과 평행하게 확장된다는 것에 특히 유의해야 한다. 본 실시예에서, 광전자 마스크(22)와 웨이퍼(24)간에 스크리닝 전극(27)이 구비되고, 가속전압은 광전자 마스크(22)와 전극(27)간에 공급된다. 이 목적을 위해, 제1도의 d.c. 전압원(11)과 유사한 d.c. 전압원(28)이 공급된다. 전극(27)은 그라운드 전위레벨로 유지되고 광전자 마스크(22)는 매우 큰 네가티브 전위 레벨에 고정된다는 것에 유의해야 한다. 전극(27)을 통하여 광전자 마스크(22)로부터 방사된 광전자를 통과시키기 위하여 전극(27)은 가늘고 긴 창(21)과 평행하게 가늘고 긴 슬리트(27a)가 구비되고 이 슬리트(27)를 통과하는 광전자 비임(22a)은 얇은 선형 단면을 가진 플랫 전자비임으로서 웨이퍼(24)에 도달한다. 코일(29)은 웨이퍼(24)상에 전사된 패턴 영상의 미세한 조정에 사용되고 자계(B)에 평행 또는 수직의 자기장을 발생한다. 스테이지(25)상의 광전자 마스크(22), 전극(27) 및 웨이퍼(24)는 배출구(31)에서 배출되는 배출챔버(30)에 수용된다.
동작에서, 광전자 마스크(22)는 전극(27)과 접한 측면으로부터 반대인 측면에서 광원(20)으로부터의 자외선광(20a)에 의해 조사된다. 거기에 대응하여, 광전자가 광전자물질의 패턴에 따라 마스크(22)로부터 방출된다.
광전자는 광전자 마스크(22)를 교차하는 가속전압에 의해 가속되고, 전극(27)은 웨이퍼(24)로 향하며 가늘고 긴 슬리트(27a)를 통과한 후 선형 또는 가늘고 긴 단면부를 가진 전자비임(22a)의 형태로 웨이퍼(24)에 도달한다.
광전자 전사노광장치의 이러한 구조에서, 전극(27)의 전기적 전위레벨과 스테이지(25)상의 웨이퍼(24)의 전위는 동일하다. 그래서, 웨이퍼(24)와 광전자 마스크(22)간의 전기방전이 제거되고 방전과 함께 포토레지스트의 흩어짐으로 인한 광전자 마스크(22)의 오염문제가 제거된다. 게다가, 웨이퍼(24)로부터 방사된 반대로 흩어진 전자에 의해 포토레지스트의 불필요한 노출문제가 웨이퍼(24)와 전극(27)간의 전위 기울기가 존재하지 않으므로 해결된다.
광원(20)은 자외선광(20a)을 방사하는 수은-크세논 램프가 될 수 있으며, 자외선광(20a)은 얇은 선형 단면을 가진 플랫광 비임(20b)으로 이미 설명된 가늘고 긴 창(21)을 통해 광전자 마스크(22)에 조사된다. 광전자 마스크(22)의 조사에 응하여, 광전자는 마스크(22)로부터 방사되고 그렇게 방사된 광전자는 광전자 비임(22a)의 형태로 가늘고 긴 창(21)과 평행하게 연장된 가늘고 긴 슬리트(27a)를 통과한다. 여기서, 창(21)의 크기와 슬리트(27a)의 크기는, 가늘고 긴 창(21)을 통과하는 플랫 광비임(20b)의 선형 단면부의 폭과 두께가 사실상 슬리트(27a)를 통과하는 플랫 전자비임(22a)의 단면부의 폭과 두께보다 작도록 선택된다는 것을 유의해야 한다. 더 자세히 말해서, 평편한 광비임(20b)은 다음 관계를 만족하는 폭(l1)과 두께(d1) (제4도)로 규정되는 선형 즉 가늘고 긴 단면부를 갖도록 창(21)에 의해 형성된다.
l1〈l2및
d1〈d2
여기서, l2및 d2는 제4도에 표시된 슬리트(27a)의 폭과 두께를 각각 규정한다.
그와 같이 광비임(20b)의 폭과 두께를 선택함으로서, 마스크(22)로부터 방사되고 전극(27)의 슬리트(27a)를 통과하는 광전자 비임(22a)은 슬리트(27a)의 모서리 부근에서 국부 전계에 의해 영향을 받지 않는다. 즉, 광전자 비임(22a)은 슬리트(27a)의 모서리 영역 부근을 피하여 그 중심부에서 슬리트(27a)를 통과하며 그러한 모서리 영역에서 교란된 전기적 전위로 인하여 웨이퍼(24)상의 전사된 영상 왜곡이 최소화된다. 바람직하게는, 전극(27)의 슬리트(27a) 두께(d2)는 두께(d2)의 방향에서 바라본 광전자 마스크(22)의 패터닝 영역의 길이의 약 1/10 내지 1/20로 선택된다. 광전자 마스크(22)의 패터닝 영역의 길이는 물론 마스크(22) 자체의 대응 길이보다 작다. 두께(d2)가 상기 값보다 크게 선택될 때, 슬리트(27a)를 통과하는 광전자 비임의 왜곡은 국부 전계에서 슬리트(27a)를 통하여 전극(27)과 스테이지(25)간의 영역으로 누설되는 결과 매우 뚜렷해진다. 그러한 국부전계는 본 발명의 다른 실시예를 참고하여 설명되는 바와 같이 강하게 왜곡되며 실질적으로 광전자의 경로를 수정한다. 반대로 두께(d2)가 매우 작을때, 패터닝 효과는 감소된다. 전극(27)의 슬리트(27a)의 두께(l2)를 광전자 마스크(22)의 패터닝 영역폭처럼 약 1.2 내지 2배로 선택하는 것이 바람직하다.
제4도의 구조에서는 더우기, 광원(20)으로부터 방사되고 창(21)을 통과하는 자외선광(20a)이 광전자 마스크(22)를 비스듬히 비추도록 광원(20)과 창(21)의 위치를 선택하는 것이 가능하다. 이러한 구조에서는, 광원(20), 창(21) 및 슬리트(27a)는 똑바로 정렬되지 않으며 창(21)과 슬리트(27a)를 통과한후 웨이퍼(24)에 직접 도달하는 자외선에 의해 불필요한 포토레지스트의 노출이 제거된다.
제5도는, 레이저(31)에 의해 발생된 레이저 비임(32)이 회전축(35)주위로 회전된다면 유리에 의해 굴절된다. 결과적으로, 창(21)을 통해 자외선(20a)을 통과시켜 얻어진 광비임과 유사한 플랫 광비임(20b)이 얻어지고 이 광비임(20b)은 광전자 마스크(22)상에 조사된다. 이런 목적을 위해, 257.25㎚ 또는 244㎚의 반파장을 가진 아르곤 레이저의 제2고조파가 사용될 수 있다.
제3도는 영구자석(26')이 자계
Figure kpo00006
를 발생하는데 사용되는 제2도 장치의 수정도이다. 도면에서, 제2도의 대응부품과 동일하게 구성된 부품은 동일한 부재번호가 주어지고 그것에 대한 설명은 생략할 것이다.
이러한 구성에서, 광비임(20a')은 챔버(30)의 외곽으로부터 비스듬하게 안내되며 그곳에는 광전자 마스크(22)뒤에 영구자석(26')이 구비되며 광비임(22a)의 경로를 위한 공간이 이 영역에서는 이용가능하지 않다. 광비임(20a')은 전극(27)의 미러 표면에 의해 반사된다. 이러한 구성에서, 부피가 큰 집속코일(26)의 사용은 생략될 수 있으며 그 구성은 간단하게 된다.
제6도는 제2도의 여러 부품을 제어하기 위한 제어부품과 함께 제2도의 장치의 전구성을 도시한 것이다. 도면에서, 제2도의 대응부품과 동일하게 구성된 부품들은 동일한 부재번호가 주어지며 그 설명은 생략될 것이다.
도면을 참고하면, 중앙처리장치(CPU)(601)는 자기 디스크 메모리(602) 및 제어 데이타를 기억하기위한 자기 테이트 메모리(603)와 상호동작하여 인터페이스(604)를 통하여 제도의 장치를 제어한다.
더 상세하게는, CPU(601)는 광원(20) 및 인터페이스(604)를 통하여 광비임(20b)의 경로에 구비된 셔터(36)를 제어한다. CPU(601)는 더우기 마스크 스테이지(23) 및 전극(27)을 Z방향으로 각각 상하운동시키기 위한 모터(607a, 607b), 코일(29)을 에너가이징하기 위한 구동기(608), 및 마스크 스테이지(23)를 경유하여 마스크(22)에 가속전압을 인가하기 위한 구동기(609)를 차례로 제어한다. 더우기, CPU(601)는 자기 편향기(37) 및 정전편향기(38)를 에너가이징하기 위한 구동기(611)를 제어하는 편향제어기(601)를 제어한다. 이들 편향기는 전극(27)과 스테이지(25)사이에 구비되어서 광전자 비임(22a)의 경로를 둘러싸서 제6도에 정의된 X 및 Y방향으로 전자 비임을 편향시킨다. 더우기, CPU(601)는 마스크 스테이지(23)용 모터(614) 및 스테이지(25)용 모터(615)를 차례로 구동시키는 스테이지 제어기(613)를 제어한다. 이 스테이지 제어기(613)는 마스크 스테이지(23) 및 스테이지(25)의 X-Y 위치를 검출하는 X-Y 위치 검출기(616)의 출력에 응하는 모터(614, 615)를 구동시킨다. X-Y 위치 검출기는 레이저 간섭계일 수 있다.
다음, 제6도의 제어부의 동작이 설명될 것이다.
먼저, 광원(20)이 온되고 셔터(36)가 열려진다. 이 스테이지에서, 마스크(22)와 웨이퍼(24)간의 정렬을 이루기 위한 동작이 수행된다. 웨이퍼(24)에 접하는 전극(27)의 측면에 위치한 PIN 다이오드 일수있는 후향산란 전자검출기(39)를 이용하여 정렬된다.
먼저, 광전자비임(22a)이 Z방향으로 마스크 스테이지(23) 혹은 전극 모두 혹은 어느 하나의 위치를 조절함에 의하여 전극(37)이 슬리트(27a)에 집속된다. 더우기, 슬리트(27a)에서 형성된 영상의 왜곡, 확대 및 회전이 코일(29)을 이용하여 교정된다.
다음, 광전자 마스크(22) 및 웨이퍼(24)는 대응 스테이지(23, 25)를 이동시켜서 X 및 Y축에 의해 정의된 X-Y평면에서 평행이동된다. 마스크 및 웨이퍼의 이동 속도는 웨이퍼(24)상의 포토레지스트의 감도에 근거하여 결정되며, 예를 들어 10㎜/sec로 선택될 수 있다. 광원(20) 및 전극(27)은 고정임을 명심하자. 이 과정에 따르면 광전자 마스크(22)상의 패턴은 확대나 압축없이 웨이퍼(24)상의 포토레지스트로 전송된다.
광전자 마스크(22) 및 웨이퍼(24)의 이동속도는 광전자 마스크 및 웨이퍼가 동일한 속도로 움직이는한 반드시 일정한 필요는 없다.
더우기, 포토레지스트에 전송된 영상을 광전자 마스크(22)의 이동속도를 웨이퍼(24)의 이동속도로 변경시켜서 확대 혹은 압축시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 광전자비임(22a)에 의해 웨이퍼(24)상의 포토레지스터(24)에 조사된 영상은 웨이퍼(24)의 이동속도를 광전자 마스크(22)의 이동속도의 1/5로 감소시킴에 의하여 마스크 및 웨이퍼의 이동방향으로 광전자 마스크(22)상에서의 패턴의 크기의 1/5로 압축될 수 있다. 이러한 경우에, 광전자 마스크(22)상의 패턴은 광전자 마스크(22)의 이동의 방향으로 5배 확대된 패턴일 수 있다.
광전자 마스크(22) 및 웨이퍼(24)의 이동은 CPU(601)의 제어하에 동시에 이루어진다. 그러나, 이들 부품의 이동에 있어서 작은 에러도 피해야 한다. 이런 에러를 교정하기 위하여, 본 발명은 마스크 스테이지(23) 및 웨이퍼용 스테이지(25)의 위치 검출을 위하여 레이저 간섭계(616)를 사용한다. 간섭계(616)는 전술한 에러를 나타내는 출력신호를 발생하여, 출력신호에 응하여 CPU(601)는 평향제어기(610)를 통하여 전자기 편향기(37) 및 정전 편향기(38)를 에너가이즈하여 전자비임은 에러에 대응하는 소량만큼 편향되며, 에러는 보상된다. 예를 들면, 광전자비임(22a)은 마스크(22)의 이동속도가 웨이퍼(24)의 이동속도에 비해 상대적으로 늦을때 마스크(22) 및 웨이퍼(24)의 이동 방향에 대해 앞선 방향으로 편향된다.
광전자 마스크(22)의 이동속도가 웨이퍼(24)의 속도에 비해 상대적으로 빠를때, 광전자비임(22a)은 마스크(22) 및 웨이퍼(24)의 이동방향에 대해 후방방향으로 편향된다.
제7도는 본 발명의 장치를 확대한 변경된 것이다. 도면에서, 제2도의 대응 부품과 동일하게 구성된 부품들은 동일한 부재번호가 주어졌으며 그 설명은 생략될 것이다.
제6도를 참고하면, 챔버(30)를 광전자 마스크(22) 및 전극(27)을 포함하는 제1챔버 영역(30A)과 스테이지(25) 및 웨이퍼(24)를 포함하는 제2챔버영역(30B)로 분할하는 분할벽(40)이 구비되었다. 분할벽(40)은 전극(27)을 따라 연장되며, 잔기 편향기(37), 정전 편향기(38) 및 후향산란 전자 검출기(39)가 벽(40)과 웨이퍼(24)사이에서 이송되는 플레이트(41)를 보유한다. 더우기, 분할벽(40)은 전극(27)의 슬리트(27a)와 맞추어진 뻗어있는 개구(40a)를 갖는다. 이 도면에서, 웨이퍼(24)상의 포토레지스트는 부재번호(24B)에 의해 도시되며, 웨이퍼(24)는 웨이퍼 홀더(24a)에 의해 스테이지(25)에 고정된다.
이러한 변경에서, 챔버영역(30A)은 펌프(42)에 의하여 진공되며, 챔버 영역(30B)은 전극(27)을 따라 연장된 벽(40)을 구별하여 가로질러 펌프(43)에 의해 진공된다. 결과적으로, 광전자 마스크(22) 및 전극(27)을 포함한 챔버영역(30A)은 스테이지(25)의 웨이퍼(24)의 존재 혹은 비존재에 무관하게 10-8Torr의 높은 진공도로 유지된다. 고압이 인가되는 광전자 마스크(22)와 스테이지(25)를 포함하는 챔버영역(30A)의 진공도가 이러한 고레벨에 유지될때, 본 변경된 장치는 광전자 마스크와 전극사이의 전기 방전을 성공적으로 방지한다.
지금까지 기술된 실시예에서, 광전자 마스크(22) 및 웨이퍼(24)는 광원(20) 및 전극(27)이 정지되어 있는 동안 움직인다. 그러나, 광전자 마스크(22) 및 스테이지(25)가 정지된채로 광원(20) 및 전극(27)이 이동되도록 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 목적을 위하여 모터(614)는 마스크 스테이지(23)를 이동시키는 대신에 광원(20)을 이동시켰으며 모터(615)는 제6도의 파선으로 도시된 스테이지(24)를 이동시키는 대신에 전극(27)을 이동시켰다. 더우기, 광원(20) 및 전극(27)의 X-Y위치는 도면에서 도시된 간섭계(616)에 의해 검출된다. 이러한 변경에 따르면, 높은 가속전압이 인가되는 광전자 마스크(22)를 보유하기 위한 스테이지(23)는 정지된채 유지되며 이러한 장치가 웨이퍼(24)상에 영상을 확대 혹은 압축시킬 수 없지만 장치의 설계 및 구성은 더 용이하게 된다.
다음, 본 발명의 제2실시예가 제8도 내지 제17도를 참고하여 서술될 것이다. 도면에서, 전술한 도면들의 대응하는 부품과 동일하게 구성된 부품들은 동일한 부재번호가 주어지며 그 설명은 생략될 것이다.
지금까지 서술된 본 발명의 제1실시예에서, 광전자 마스크(22)와 스테이지(25)상의 웨이퍼(24)간의 전기 방전은 전극(27)의 사용결과 성공적으로 제거된다. 그러나, 슬리트(27a)로 정의된 전극(27)의 그러한 사용은 광전자 마스크(22)와 전극(27)사이에서 높은 가속전압에 의해 이루어진 전계가 슬리트(27a) 근처에서 상당하게 혼란된다는 문제점을 야기시킨다.
제8도는 전계
Figure kpo00007
의 평행 전위표면이 슬리트(27a)의 영역에서 혼란되어 전극(27)과 스테이지(25)에 의해 정의된 공간으로 누설 혹은 침입하는 전형적인 상태를 도시하는 것이다. 이러한 전계
Figure kpo00008
가 혼란되는 영역에서, 전계는 더이상 평행이 아니며 슬리트(27a)를 통과하는 전자비임(22a)은 도시된 것처럼 편향된다. 결과적으로, 전자는 소망위치(B1)대신 위치(B2)에서 웨이퍼를 히트시킨다. 전자비임에서의 그러한 디플렉션은 웨이퍼(24)상에서의 포토레지스트에 전송될 영상을 왜곡되게 한다.
제9a도 및 제9b도는 웨이퍼(24)상의 포토레지스트에 투사된 영상의 왜곡을 전형적인 예를 보여주며, 여기서 제9a도는 슬리트(27a)의 근처에서의 광전자비임의 여러 집속상태를 보여주며, 제9b도는 평면도로써 제9a도의 집속상태에 대응하는 왜곡을 보여준다. 제9b도에서, 왜곡을 포함하지 않는 조사된 영상은 파선으로 나타나 있다.
백터
Figure kpo00009
로 나타내어진 왜곡성분은 각각
Figure kpo00010
에 의해 나타내어진 "이득성분" 및 벡터
Figure kpo00011
에 의해 표현된 조사된 영상의 "회전성분"으로 불리우는 조사된 영상의 변경의 중첩에 의해 표현됨을 유의하자.
전자비임(22a)이 제9a도의 점
Figure kpo00012
에 의해 도시된 전극(27)의 평면보다 높은 레벨로 접속될때, 벡터
Figure kpo00013
에 의해 표현된 왜곡의 이득성분은 네가티브이며, 영상은 케이스(a)에 도시된 슬리트(27a)의 연장방향에 직각방향으로 압축된다. 반대로, 광전자비임(22a)이 전극(27)의 평면보다 낮은 레벨일때, 이득 성분은 포지티브이며, 웨이퍼(24)상의 조사된 영상은 케이스(c)에 도시된 바와 같이 확대된다. 더우기, 전극(27)의 평면상에 정확히 있는 점(b)에 의해 도시된 전자비임(22a)의 집속점의 레벨을 선택함에 의하여 왜곡의 이득 성분은 제로가 될 수 있으며 웨이퍼(24)에 전송된 영상은 변경은 제9b도의 케이스(b)와 같이 동일하게 된다. 즉, 웨이퍼(24)상의 전사된 영상은 광전사비임(22a)이 전극(27)의 평면상에 정확히 집속되어 그 다음에 웨이퍼(24)상에 전사될때 이상적인 영상의 영역과 동일한 영역을 갖는다.
영상의 변경 혹은 압축에 대응하는 이득성분
Figure kpo00014
과는 반대로, 왜곡의 회전 성분
Figure kpo00015
은 광전자비임(22a)이 제9b도에 명확히 도시된 바와 같이 전극(27)의 평면에 정확히 집속될때 조차도 사라진다. 이러한 왜곡의 회전성분은 제8도에 도시된 전극(27)과 웨이퍼(24)사이의 영역으로의 전계의 침입결과로서 인한 것이며 전극(27)의 레벨의 조정이외의 수단을 사용하여 소멸될 수 있다.
제10도는 본 발명의 광전자 전사장치의 제2실시예에 따른 웨이퍼(24)상에서의 전사된 영상의 회전 왜곡 성분의 소멸원리를 보여준다. 도면에서, 전술한 도면의 대응 부품에 동일하게 구성된 부품은 동일한 부재번호가 주어지며 그 설명은 생략될 것이다.
도면은 참고하면, 전극(42)이 광전자비임(22a)의 경로를 따라 Z방향으로 이동될 수 있도록 전극(27)과 웨이피(24)사이에 보조 전극(42)이 제공된다. 보조전극(42)은 플레이너 광전자비임(22a)의 양측에 구비되어 적당한 교정 전압이 공급되는 한쌍의 막대형 전극(42a, 42b)으로 구성된다. 결과적으로, 전극(42)주위에 지역적인 전계가 형성되며 전극(27)과 웨이피(24)사이의 공간으로 전계의 누설 혹은 침입이 이 한정된 전계에 의해 소멸된다. 결과적으로, 광전자비임(22a)은 전계에 혼란이 없는것처럼 전극(27)의 슬리트(27a)를 통과한다.
제11도는 본 발명의 제2실시예의 더 상세한 도면이다. 도면에서, 대응 부품과 동일하게 구성된 부품은 동일한 부재번호가 주어지며 그 설명은 생략될 것이다.
도면을 참고하면, 전극(42)은 제어기(620)로부터 d.c. 전압이 인가되며 다른 제어기(621)에 의해 수직이동된다. 제어기(620, 621)는 인터페이스(604)를 통하여 CPU(601)에 접속되며, CPU(601)에 의해 제어된다. 전술한 바와 같이, 보조전극(42)은 웨이퍼(24)위에서 약 1㎝레벨로 약 1㎝ 상호간격에 의해 떨어져있는 한쌍의 막대형 전극(42a, 42b)으로 구성된다. 더우기, 전극(27)은 약 1㎝ 떨어져서 전극(42)위에 구비된다. 전극(27)은 약 1㎝간격으로 광전자 마스크(22) 아래에 위치된다. 즉, 보조전극(42)은 전극(27)과 웨이퍼(24)를 지탱하는 스테이지(25)사이의 통상 중간위치에 구비된다.
더우기, 후향 산란 전자용 전자 검출기(39)는 제6도의 예에서와 같이 전극(27)상에 구비되지 않으나 보조전극(42)과 웨이퍼(24)사이의 중간 위치에 유지된다. 검출기(39)의 출력은 프로세서(622)에서 처리되며 CPU(601)에 공급된다.
다음, 보조 전극(42)을 이용하여 웨이퍼(24)상의 전사된 영상의 왜곡을 교정하기 위한 과정이 제11도를 참고하여 설명될 것이다. 먼저, 위치설정을 위해 구비된 웨이퍼(24)상의 특정부분은 광전자비임(20a)에 의해 조사된다. 이러한 웨이퍼의 특정부분은 웨이퍼(24)의 소정부상에서 약간 전사되거나 약화될 수 있다.
이를 위하여, 마스트(22)상의 패턴의 특정 표시부분에서 방사된 작은 크로스 섹션을 갖는 광전자비임이 본 발명의 다른 실시예를 참고하여 설명될 바와 같이 사용된다.
다음, 광전자비임의 조사에 응하여 웨이피(24)에서 방사된 후향산란전자는 전자 검출기(39)에 의해 검출되며, 검출기(39)는 검출된 후향 산란 전자의 강도를 나타내는 출력신호를 발생한다.
다음, 검출기(39)의 출력은 프로세서(622)에 의해 처리되며, 위치설정 목적을 위한 웨이퍼의 특정부분의 검출을 나타내는 데이타가 발생된다. 다음, 기술한 웨이퍼(24)상의 특정부분의 검출에 응하여, CPU(601)는 마스크(22)상의 패턴의 표시 영역에서 측정된 광전자비임의 기대위치로부터 집속된 광전자비임 혹은 비임 스폿의 위치의 편의를 계산한다.
더우기, CPU(601)는 각 제어기를 통하여 광전자 마스크(22), 극(27), 및 보조전극(43)을 제어하여 비임 스폿의 예측위치와 위치설정을 위해 사용되는 광전자비임의 비임 스폿의 실제위치를 일치시킨다.
다음, 전극(42)의 기능뿐만 아니라 광전자비임(22a)의 경로를 교하기 위한 보조전극(42)이 전극(27)과 웨이퍼(24)사이의 중간위치 근처에 구비되는 이유가 상세히 설명될 것이다.
광전자 마스크(22)에서 방사되어 가속하에 웨이퍼(24)의 표면에 도달하는 광전자의 궤도 및 전계 및 자계
Figure kpo00016
의 집속 동작을 도시한 제12도를 참고하면, 광전자는 나선궤도를 따라 웨이퍼(24)를 향하여 -Z방향으로 이동한다. 즉, 광전자는 자계
Figure kpo00017
하에서 X-Y평면에서 원운동을 하며, 동시에 전계
Figure kpo00018
에 의한 가속하에 -Z방향으로 이동한다.
전자는 공전자 마스크(22)와 전극(27)의 슬리트(27a)사이 영역에서 가속되지만, 이후에는 전극(27)과 웨이퍼(24)사이에 가속전계가 없을때 일정한 속도로 움직인다. 그러한 궤로를 따라 이동하는 광전자의 X- 및 Y-좌표는 다음식에 의해 표현될 수 있다 :
Figure kpo00019
여기서
Figure kpo00020
는 상수이며,
Figure kpo00021
는 각 속도이며,
Figure kpo00022
는 전자가 광전자 마스크(22)로부터 방사한 후의 시간이며,
Figure kpo00023
은 전자질량이다.
Figure kpo00024
는 관계식
Figure kpo00025
을 만족시킨다.
더우기, 광전자의 Z-좌표는 광전자 마스크(22)와 슬리트(27a) 사이에서의 일정한 가속 영역에 대해서는,
X=e.E/2m.t2+Vo.t
슬리트(27a)와 웨이퍼(24)사이의 일정 속도 운동의 영역에 대해서는
Z=v.t
로 표현된다.
이식에서, Vo는 광전자가 마스크(22)로부터 방사될때 Z-방향으로의 광전자의 초기 속도를 나타내며
Figure kpo00026
는 광전자가 슬리트(27a)를 통과할때 Z-방향으로의 광전자의 속도를 나타낸다.
제13a도 및 제13b도는 전술한 세트의 식에 의해 명시된 광전자의 궤도의 X- 및 Y-좌표를 보여준다. 이 궤도로부터, Y-방향으로 뻗어있는 슬리트(27a)의 근처의 한정적으로 혼란된 전계로 인한 광전자상에서의 혼란의 효과는 레벨(M2)에 슬리트(27a)에 의해 야기된 한정된 전계(N1)가 광전자마스크(22)에서 방사된 광전자가 X-Y평면의 원점(X=0, Y=0)으로 복귀하는 광전자 궤도의 제1집속점(M1)과 일치하도록 전극(27)이 이동되면 최소화될 수 있음이 명확하다.
웨이퍼(24)의 표면의 패턴의 영상의 왜곡 성분( )은 다음식에 의해 계산될 수 있다 :
Figure kpo00027
및
Figure kpo00028
여기서, fs(Z)는 슬리트(27a) 근처의 전계의 분포함수이며,
Figure kpo00029
는 광전자마스크와 전극판(27)간의 거리이며, 2d는 광전자 마스크(22)와 보조전극(42)사이의 거리이며, 3d는 광전자 마스크(22)와 웨이퍼(24)간의 거리이다.
제14a도-제14d도는 광전자 전사장치의 여러 세팅을 위한 왜곡(Δ)의 이득성분에 대응하는 사인항 및 회전성분에 대응하는 코인사항을 도시한 것이며, 여기서 제14a도는 거리
Figure kpo00030
가 10㎜로 선택되고 슬리트 두께(d2)(제4도)가 400㎛로 선택된 경우를 보여주며, 제14b도는 거리
Figure kpo00031
가 10㎜로 선택되고 슬리트 두께(d2)가 500㎛로 선택된 경우를 보여주며, 제14c도는 또는 거리
Figure kpo00032
가 10㎜로 선택되고, 슬리트 두께(d2)가 666㎛로 선택되는 경우를 보여주며, 제14d도는 거리(d)가 10㎜로 선택되고 슬리트 두께(d2)가 1000㎛로 선택된 경우를 보여준다. 이들 도면에서, 좌표(d-c)는 전극(27)과 광전자 마스크(22)간의 레벨차를 나타내며, 가로좌표는 사인 및 코사인항으로 인한 왜곡을 나타낸다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 왜곡의 사인항은 화살표(A-D)로 나타난 전극(27)의 Z-좌표를 최적화함에 의하여 제거될 수 있다. 그러나, 왜곡의 코사인항은 그러한 조정에 의해 제거되지않는다.
왜곡의 사인항은 벡터
Figure kpo00033
에 대응하며, 코사인항은 제9b도의 왜곡성분의 벡터
Figure kpo00034
에 해당함을 유의하자.
전극판(27)의 위치 조정에 의해 제거되지 않는 그러한 왜곡을 교정하기 위하여, 본 실시예는 대략 전극(27)과 웨이퍼(24) 사이의 중간위치인 2d의 레벨에서 전계(N1)와 반대 극성을 갖는 전계(N2)를 발생하는 제10도에 도시된 보조 전극(42)을 이용한다. 다라서, 네가티브 극성의 전압이 제어기(620)를 통하여 보조전극(42)에 인가된다.
제10도에 도시된 광전자비임(22a)의 경로의 양측의 슬리트(27a)에 대해 평행하게 위치된 한쌍의 막대형 전극(42a, 42b)에 의해 전극(42)을 구성하는 것이 바람직하다.
보조전극(42)에 의한 전계(N2)는 왜곡(Δ)의 사인항에는 영향을 미치지 않으며 오직 왜곡의 코사인항에만 영향을 미치며 웨이퍼(24)상의 전송된 영상을 회전시킴을 유의하자.
보조전극(42)에 의한 영상의 형태의 그러한 변경은 전극판(27)에 의해 야기된 회전 왜곡 성분을 소멸시킨다. 따라서 제9도의 벡터
Figure kpo00035
로 표현된 이득성분에 대응하는 왜곡의 사인항은 전극(27)의 레벨 조정에 의하여 교정되어, 제9도의 벡터
Figure kpo00036
로 표현된 회전성분에 대응하는 왜곡의 코사인항은 보조전극(42)에 의해 교정된다. 결과적으로, 웨이퍼(24)에 조사된 영상은 왜곡되지 않는다. 더우기, 본 발명은 광전자마스크(22)와 웨이퍼(24)간의 전기방전을 방지한다.
지금까지 기술한 실시예에서, 보조전극(42)은 광전자 비임(22)의 양측에 위치한 한쌍의 막대형 전극으로 이루어져 있으므로 전극은 제어기(621)에 의해 Z-방향으로 이동할 수 있다. 그러나, 보조전극(42)은 그러한 실시예에 국한되지 않으며 실선 및 파선의 제10도에 도시된 다수의 전극쌍으로 이루어질 수 있다. 다수의 전극쌍의 각각은 적당한 전압이 인가되며 따라서 전계(N2)의 최대강도의 위치는 조정된다. 이 변경에 따르면, Z-방향으로의 전극(42)의 이동을 위한 제어기(621)에 관련된 복잡한 기구는 제거될 수 있으며 따라서 장치의 구성은 간단하게 된다.
더우기, 보조전극(42)은 서술된 막대형전극에만 제한되지 않으며, 광전자비임을 위한 개구로 한정된 플랫 패널전극이 유사하게 사용될 수 있다.
더우기, 보조전극(42)에 인가된 전압은 서술된 네가티브 전압에 제한되지 않으며, 포지티브 전압이 네가티브 전압과 조합하여 사용될 수 있다. 이 경우에, 광전자비임(22a)은 균일하게 편향될 수 있다.
지금까지 서술된 광전자 전사장치에서, 광비임(20b)에 의하여 한번에 웨이퍼(24)에서 얻어진다. 따라서, 광전자 마스크(22)상에 전패턴을 전송하기 위하여, 광전자비임(22a)이 웨이퍼(24)의 표면위로 대응하여 이동되도록 광전자 마스크(22)의 표면을 가로질러 광비임(2b)을 이동시키는 것이 필요하다.
그러한 장치에서, 광전자비임의 집속이 광전자비임(22a)이 웨이퍼(24)의 비플랫 표면으로 인하여 웨이퍼(24)의 표면위에서 움직일 때 변화되는 다이나믹 집속이라는 문제점이 있다. 더우기, 광전자비임 스폿이 광전자비임이 웨이퍼(24)의 여백부분을 조사할 때 웨이퍼 상의 방사상방향으로 뻗어있는 "스티그"라는 문제점이 있다.
광전자 비임 조사에 대한 웨이퍼의 실제적 노출에서, 웨이퍼(24)상의 다수의 영역을 위해 광전자마스크(22)상의 패턴 영상을 연속적으로 전송하는 것이 유익하다. 그러한 연속 노출을 수행할때, 영상이 조사될 웨이퍼(24)의 한 영역에 대해 얻어진 왜곡성분은 전술한 영역으로부터 떨어진 다른 영역에서의 왜곡과 다를 수 있다. 따라서, 그러한 왜곡을 계속 자동적으로 교정하는 것이 바람직하다.
제15도는 전술한 문제가 제거되는 본 발명의 제3실시예를 도시한 것이다. 도면에서, 전술한 도면에서의 대응 부품과 동일하게 구성된 부품들은 동일한 부재번호가 주어지며 그 설명은 생략될 것이다.
제15도를 참고하면, 본 발명의 광전자 전사장치는 위치 기준 목적을 위해 웨이퍼(24)상에 구비된 웨이퍼 마크에 대하여 정의된 예견된 위치로부터 웨이퍼(24)상의 광전자 비임의 위치의 편의를 검출하는 웨이퍼 표시 검출기(630)로 구성된다. 웨이퍼 마크의 제16b도에서 볼 수 있으며, aN-1-dN-1, aN-dN, aN ∞ 1-dN ∞ 1, aN ∞ 2, bN+2…로 표시된 작은 직각 조사 혹은 디프레션은 웨이퍼 마크이다.
웨이퍼 마크 검출기(630)는 예를 들어 스테이지 제어기(613)로부터 이러한 웨이퍼 마크의 중심을 나타내는 정보가 공급되며, 웨이퍼 마크를 포함하는 웨이퍼 영역으로부터 후향 산란된 전자의 강도를 나타내는 후향 산란 전자 검출기(39)로부터의 신호를 근거하여 웨이퍼 마크의 중심으로부터의 광전자비임의 편의의 검출한다. 웨이퍼 마크검출기(630)는 그다음에 그 예견된 위치로부터의 광전자비임의 편의를 나타내는 데이타를 발생하며 따라서 발생된 데이타는 프로세서(601b)와 상호 동작하는 메모리(601a)에 기억된다. 더우기, 스테이지 제어기(613)는 웨이퍼 마크의 검출을 위해 웨이퍼 마크(aN-dN)에 대응하는 위치로 광전자 비임을 이동시키는 편향 제어기(610)를 제어한다.
그 다음에 웨이퍼 마크 메모리(601a)에 기억된 데이타 CPU(601)의 일부일 수 있는 프로세서(601b)에 의해 판독된다. 프로세서(601b)는 제어신호
Figure kpo00037
를 인가하여 집속 제어기(606)를 제어신호
Figure kpo00038
를 인가하여 편향 제어기(610)를 제어하며, 웨이퍼(24)상의 광전자비임의 위치는 제어신호
Figure kpo00039
의 값에 따라 움직이며 따라서 기대되는 영상의 왜곡은 제거된다.
제16a도는 웨이퍼 마크(aN-d6)에 대응하는 광전자 마스크(22)에 구비된 마스크 마크
Figure kpo00040
를 보여준다. 이들 마스크 마크는 웨이퍼 마크(aN-dN)를 조사하기 위하여 사용된 광전자비임을 발생하기 위한 소스 영역으로써 사용된다.
광전자 마스크(22)상의 패턴의 영역(22b)의 앞쪽에는 마스크 마크(A와 B)가 위치되어 있고 영역(22b)의 뒤쪽에는 마스크 마크(C와 D)가 위치되어 있다. 여기서 앞쪽이란 광전자 마스크가 이동되는 방향을 마주보는 영역(22b)의 측면을 말하며 뒤쪽은 앞쪽의 반대인 영역(22b)의 측면으로 규정된다. 더우기 마스크 마크(A와 B) 사이의 떨어진 거리는 제16a도에 도시된 바와 같이 마스크 마크(C와 D) 사이의 떨어진거리보다 더 크게 되어 있다.
웨이퍼(24)는 연속적으로 광전자 마스크(22)상의 패턴(22b)에 따라 광전자 비임조사에 노출되며 제16b도에 도시된 바와 같이 한줄의 이송패턴(N-1, N, M+1, …)이 형성된다. 웨이퍼 상의 이러한 패턴 각각에 대해, 패턴(N-1)에 대해 웨이퍼 마크(aN-1-dN-1), 패턴(N)에 대해 웨이퍼 마크(aN-dN) 및 패턴(N+1)에 대해 웨이퍼 마크(aN+1-dN+1)와 같은 웨이퍼 마크가 설치된다.
다음에 본 실시예의 광전자 전사장치의 동작을 제17a도 및 제17b도를 참고하여 설명한다. 도면에서 앞의 도면에서와 대응하는 부분과 동일하게 구성된 부분들은 동일한 부재번호를 부여하였으며 그들의 설명은 생략한다.
제17a도를 참고하면 광전자 마스크(22)와 웨이퍼(24)가 방향(X)으로 함께 이동되는 동안 광비임(20b)이 광전자 마스크(22)위에 조사된다. 광비임(20b)에 의한 마스크 마크(A와 B)의 조사에 따라 광전자 비임(22c와 22d)이 마스크 마크(A와 B)로부터 발생되며 광전자 비임(22c와 22d)은 대응하는 웨이퍼 마스크(bN와 aN)에 부딪친다.
이에 응답하여 웨이퍼 마크 검출장치(630)는 웨이퍼(24)위 광전자 비임(22c와 22d)의 위치에서 편이를 검출하며 이렇게 얻어진 위치가 메모리(601a)에 기억된다. 동시에 광전자 마스크(22)와 웨이퍼(24)가 일정 속도로 X방향으로 이동되며, 소정시간후, 제18b도에 표시된 바와 같이 광비임(20b)이 마스크 마크(C와 D)를 조사한다. 이에 응하여 광전자 비임(22c와 22d)이 웨이퍼 마크(CN과 dN)에 부딪치며 광전자 비임(22c와 22d)의 위치에서 편이가 웨이퍼 마크(CN와 dN)로부터 방출된 후산란 전자에 기초하여 웨이퍼 마크 검출장치(630)에 의해 결정된다. 이렇게 얻어진 광전자 비임의 편이는 웨이퍼 마크(aN과 bN)의 경우와 유사하게 메모리(601a)에 기억된다. 결국 광전자 비임의 편이를 나타내는 4데이타가 얻어지며 프로세서는 집속제어기(606)와 편향 제어기(610)를 제어하여 웨이퍼(24)상의 전사의 왜곡을 교정한다. 더욱이 프로세서(601b)는 후술되는 바와 같이 광전자 비임의 스티그(stig) 및 다이나믹 집속을 제거하기 위한 광전자 비임의 제어를 수행한다.
다음에 프로세서(601b)가 스티그 및 다이나믹 집속의 문제를 제거하는 동작을 설명한다. 우선 프로세서(601b)는 광전자 비임(22c와 22d)이 예를 들어 웨이퍼 마크(aN과 bN)를 포함하는 웨이퍼 영역의 웨이퍼(24)위에 적절히 집속되도록 제어신호(f)에 의해 집속제어기(606)를 제어한다. 동시에 프로세서(601b)는 동일 영역의 웨이퍼(24)상에 광전자 비임이 적당한 구형비임 스포트를 갖도록 제어신호(g)에 의해 편향 제어기(610)를 제어한다. 더욱이 프로세서(601b)는 그와 같이 결정된 집속 제어기(606)와 편향제어기(610)를 제어하기위해 제어신호(f와 g)의 값을 기억한다.
다음에 프로세서는 웨이퍼 마크(cN과 dN)를 포함하는 웨이퍼(24)영역에 대해 기술된 동작을 반복하며 그와같이 결정된 집속제어기(606)와 편향제어기(610)를 제어하기 위한 제어신호(f와 g)의 값을 기억한다. 그후 프로세서(601b)는 다음식에 따라 웨이퍼 마크(aN, bN)와 웨이퍼(cN, dN) 사이의 임의의 점(x)에 대한 신호(g와 g)의 값을 계산한다 :
T(x)=(1-x)·T1+x·T2…… (1)
여기서 T(x)는 제16b도에 표시된 바와같이 웨이퍼 마크(aN과 bN) 쌍에 근접해 있는 웨이퍼(24)상의 패턴(N)과 같은 패턴의 측면 또는 모서리로부터 거리(x)만큼 떨어진 위치에서 웨이퍼(24)위의 광전자 비임(22a)의 적절한 집속과 정형을 수행하기 위한 제어신호(f와 g)의 값을 나타내며, T1은 웨이퍼 마크(aN과 bN) 쌍에서 광전자 비임(22c와 22d)의 적절한 집속과 정형을 이루기위해 제어기(606과 610)에 공급될 제어 신호의 크기를 나타내며, T2는 cN과 dN와 같은 다른 쌍의 웨이퍼 마크에서 광전자 비임(22c와 22d)의 적절한 집속과 적절한 정형을 이루기위해 제어기(606와 610)에 공급될 제어신호의 크기를 표시한다.
상기식을 사용하는 보간에 따라 제어기에 공급될 제어신호(f와 g)를 제어함에 의해 웨이퍼 마크 사이에 위치된 웨이퍼 영역에서 비임 스폿의 집속 및 변형(deformation)에 있어서의 편이 문제를 성공적으로 제거할 수 있다. 이 절차를 반복 수행함에 의해 오퍼레이터의 조종을 받지않고 제17b도에 표시된 바와 같이 많은 패턴(N-1, N, N+1, …)에 대해 광전자 비임의 제어를 연속적으로 수행할 수 있다.
더욱이 제어신호(f와 g)의 보간에 대한 식은 선형식에 제한되지 않으며 많은 웨이퍼 마크(aN-1-dN-1, aN-dN, aN+1-dN+1, …)가 광전자 비임의 교정에 사용될때 다음과 같은 포물선 식이 사용될 수도 있다.
T(x)=(1-x)·T1+x·T2+x·(1-x)·T3…… (2)
이 식에서 T1은 예를들면 제17b도에 표시된 바와같이 광전자 비임(22c와 22d)이 웨이퍼 마크(aN-1과 bN-1)를 포함하는 웨이퍼(24)의 일부를 때릴때 제어신호(f와 g)를 표시하며, T2는 광전자 비임(22c와 22d)이 웨이퍼 마크(aN+1과 bN+1)를 포함하는 웨이퍼의 일부를 때릴때 제어신호(f와 g)를 나타낸다. 더욱이 T3는 상기한 2차식에 의해 모든 웨이퍼 마크(aN-1-dN-1, aN-dN, aN+1-dN+1, …)에 대해 결정된 제어신호(f와 g)값을 맞춤에 의해 얻어진 파라미터를 표시한다.
식(2)은 제어신호(f와 g)의 보간에만 제한되지 않으며 이득성분과 회전성분과 같은 왜곡 성분으로 표시되는 웨이퍼(24)상의 영상의 왜곡에 대한 교정에 적용할 수도 있다는 점을 유의해야 한다. 일반적으로 영상의 왜곡은 또한 웨이퍼 위의 영상의 이동을 나타내는 오프셋 성분과 웨이퍼(24)위에 패턴내에서 영상 크기의 변화를 나타내는 사다리꼴형 왜곡성분을 포함한다. 이러한 왜곡성분을 교정할때 웨이퍼 마크(aN-1-dN-1, aN-dN, 및 aN+1-dN+1, …)를 사용하여 제17b도에 표시된 패턴(N-1, N 및 N+1)에 대해 4왜곡 성분 각각이 얻어지며, 이들 패턴(N-1, N 및 N+1)에 대한 왜곡성분의 값은 식(2)에 따라 맞추어진다. 결국 패턴(N-1, N, N+1, …) 영역과 같은 넓은 영역에 대해 웨이퍼(24)위에 영상의 왜곡을 초고정밀도로 교정할 수 있다.
끝으로 제18도는 제15도 장치의 변형을 나타내며, 여기에서 대응하는 부분과 동일하게 구성된 이들 부분은 동일한 부재번호를 부여하였으며 그들의 설명은 생략한다. 이 변형에 있어서는 집속 코일(26)이 영구자석(26')으로 대체되었으며 광원(20)으로 부터의 광비임(20b)은 도시된 바와같이 비스듬히 광전자 마스크(22)에 입사된다. 이 장치의 다른 구성은 제15도와 관련하여 설명된 장치와 거의 동일하며 그 설명은 생략한다.
더욱이 본발명은 상기한 이들 실시예에 제한되지 않고 다양한 변화와 수정이 본발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (26)

  1. 집속된 광전자 비임(22a, 22c, 22d)에 의해 목적물(24)상에 소망하는 패턴을 전사하기위한 광전자 전사장치에 있어서 : 광 비임을 발생하기위한 광원수단(20, 21, 31, 32); 광원으로부터 광 비임에 의해 조사되도록 배치되며, 상기 소망하는 패턴에 따라 패턴되고 상기 광 방사에 의해 조사에 응답하여 광전자를 방사하는 재료를 갖춘 광전자 마스크(22)를 포함하는 광전자 마스크 수단(22, 23); 상기 광전자 비임이 상기 목적물에 집속되도록 상기 집속된 광전자 비임을 형성하기 위해 광전자 마스크로부터 방사되는 광전자를 집속하기 위한 집속수단(26, 26'); 광전자 비임의 경로를 차단하도록 배치되어 광전자 비임의 광전자를 가속시키기 위한 가속전극수단(27); 상기 가속전극수단내에 형성되어 이를 통해 광전자 비임의 일부를 통과시키기 위한 가늘고 긴 통로 수단(27a); 가늘고 긴 통로수단을 통과한 광전자 비임의 목적물에 집속되도록 상기 목적물을 지지하기 위해 배치된 스테이지 수단(25); 및 광전자 마스크와 가속전극수단 사이에 가속전압을 인가하기 위한 전압원수단(28)으로 구성되며; 상기 가속전극수단은 스테이지 수단의 전기 전위레벨과 동일한 전기전위레벨로 유지되어 스테이지 수단위에 지지되는 목적물이 가속전극수단에 의해 상기 광전자 마스크로 부터 전기적으로 시일드되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원수단(20, 21)은 그 폭(ℓ1)이 가속전극수단(27)에서의 가늘고 긴 통로수단(27a)에 대해 평행하게 뻗어있고 상기 가늘고 긴 통로 수단의 길이 방향으로 측정될때 대응하는 상기 가늘고 긴 통로수단의 폭(ℓ2)보다 실질적으로 더 작으며, 그 두께(d1)가 상기 가늘고 긴 통로수단의 길이 방향에 대해 수직으로 측정될때 대응하는 상기 가늘고 긴 통로수단의 두께(d2)보다 실질적으로 더 작은 선형 단면을 갖는 광 비임을 발생하기 위한 수단(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원 수단은 상기 광 비임으로서 레이저 비임을 발생하기 위한 레이저원(31)과 레이저 비임이 광전자 마스크(22) 위에 걸쳐서 주사하도록 발생된 레이저비임을 편향시키기 위한 편향수단(34)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광원 수단(20, 21)은 광전자 마스크의 주 평면에 비스듬히 광전자 마스크(22)를 조사하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  5. 제1항에 있어서, 더욱이 광전자 비임의 전체방향에 수직하고 또한 통로수단의 가늘고 긴 방향에 수직인 방향으로 상기 가속전극수단(27)에 상대적으로 소정속도로 상기 광전자 마스크 수단(22, 23)과 상기 스테이지 수단(25)을 이동시키기 위한 구동수단(614, 615)을 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구동수단(614, 615)은 광전자 마스크 수단과 가속전극수단(27)사이의 상대속도가 광전자 마스크 수단과 스테이지 수단 사이의 상대속도와 다르도록 광전자 마스크 수단(22, 23)과 스테이지 수단(25)을 이동시키는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  7. 제5항에 있어서, 광전자 마스크 수단(22, 23)의 위치를 검출하여 광전자 마스크 수단의 위치를 표시하기 위한 출력신호를 발생하기 위한 마스크 위치 검출수단(616); 스테이지 수단(25)의 위치를 검출하여 스테이지 수단(25)의 위치를 표시하는 출력신호를 발생하기 위한 스테이지 위치 검출수단(616); 상기 마스크 위치 검출수단과 스테이지 위치 검출수단으로부터의 상기 출력신호를 공급받아 광전자 마스크 수단과 스테이지 수단 사이의 위치의 편이를 표시하는 출력신호를 발생하기 위한 제어수단(601, 604, 613); 및 상기 출력신호에 응답하여 광전자 비임(22a)을 편향시키기 위한 제1편향수단(37, 38, 610)을 추가로 포함함으로서 광전자 마스크(22)상의 소망 패턴에 해당하는 화상이 목적물(24)상에 정확히 전사되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 가속전극수단(27)과 스테이지 수단(25)상의 상기 목적물(24) 사이에 상기 광전자 비임(22a)에 의한 조사에 응답하여 상기 목적물로 부터 방사되는 백-스케터링된 전자를 검출하여 상기 스테이지 수단에 대해 상기 광전자 마스크 수단(22, 23)의 정렬에 있어 편이를 나타내는 제2출력신호를 발생하기 위한 백-스케터링된 전자 검출수단(39, 630); 및 백-스케터링된 전자 검출수단의 상기 제2출력신호에 응답하여 광전자 비임을 편향시키기 위한 편향수단(29, 37, 38, 606, 610)을 추가로 포함함으로서 광전자 마스크와 스테이지 수단의 정렬에 있어 편이로 인해 목적물 위의 영상의 위치의 편이가 교정되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 백-스케터링된 전자 검출수단은 광전자 비임(22c, 22d)에 의해 상기 목적물(24)에 제공되는 위치 기준 마크 수단(aN-1-dN-1, aN-dN, aN+1-dN+1)의 조사에 기초하여 편이를 검출하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광원수단(20, 21)과 상기 가속전극수단(27) 상호간에 동기하여 이동시키기 위한 수단(614, 615)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  11. 제1항에 있어서, 광전자 비임이 상기 가속전극수단 위에 집속되도록 광전자 비임(22a)의 전체 방향에 평행하게 가속전극수단(27)을 이동시키기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광전자 마스크 수단(22, 23) 가속전극수단(27) 및 스테이지 수단(25)은 진공챔버내(30)에 수용되어 있으며, 상기 챔버는 광전자 마스크 수단과 가속전극수단을 포함하는 제1부분(30A)과 스테이지 수단을 포함하는 제2부분(30B)으로 나뉘어져 있고, 상기 챔버의 제1 및 제2부분은 제1부분의 진공도가 제2부분의 진공도와 같거나 또는 더 크도록 분리되어 진공되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  13. 제1항에 있어서, 스테이지 수단(25)과 가속전극수단(27) 사이의 중간점에 구비되어 목적물(24)에 도달하는 광전자 비임(22a)의 경로를 교정하기 위한 부가전극수단(42)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 전사수단.
  14. 제13항에 있어서, 상기 부가전극수단은 가속전극수단(27)의 방향으로 그리고 그로부터 이동가능한 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 부가전극수단은 통로수단(27a)을 통과하여 스테이지 수단(25)위의 목적물(24)에 도달하는 광전자 비임(22a)을 따라 정렬되는 다수의 전극(42a-42d)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 광전자 전사장치.
  16. 광조사에 응답하여 소망패턴에 따라 광전자 비임을 통과시키기 위한 가늘고 긴 슬리트(27a)로 형성된 전극 플레이트(27)를 통하여 광전자를 방사하는 재료로 패턴된 광전자 마스크(22)로 부터 방사되는 광전자 비임(22a, 22c, 22d)에 목적물(24)을 노출시키는 방법에 있어서: 상기 광전자 마스크로부터 방출되는 광전자가 상기 목적물상에 집속되도록 전계 및 상기 광전자 마스크 사이에 상기 전계와 자계를 인가하는 단계; 전극내의 가늘고 긴 슬리트와 일치하는 대응하는 가늘고 긴 단면을 가지며 목적물을 향하는 전체방향으로 이동하는 광전자 비임이 광전자 마스크로부터 방출되는 광전자로 부터 발생되도록 가늘고 긴 단면을 갖는 광 비임에 의해 광전자 마스크를 조사하는 단계; 목적물의 전기적 전위 레벨이 광전자 마스크의 전기적 전위레벨과 동일하도록 목적물을 상기 전기적 전위 레벨로 유지하는 단계; 전극 플레이트 내의 가늘고 긴 슬리트를 통하여 광전자 비임을 통과시키는 단계; 및 광전자 비임의 단면의 가늘고 긴 방향(Y)에 수직 방향으로 광전자 비임의 전체방향에 수직인 평면을 따라 전극 플레이트와 광 비임에 상대적으로 광전자 마스크와 목적물을 이동시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광전자 비임을 통과시키는 단계는 목적물(24)상에 집속하기 전에 상기 전극 플레이트(27)위에 광전자 비임을 집속하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전극 플레이트(27)와 광 비임(20b)에 상대적으로 광전자 마스크(22)와 목적물(24)을 이동하는 상기 단계는 일정속도로 슬리트의 가늘고 긴 방향(Y)에 수직인 방향(X)으로 광전자 마스크와 목적물을 이동시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광전자 마스크(22)와 목적물(24)은 서로 다른 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 전극 플레이트(27)와 광 비임(22a)에 상대적으로 광전자 마스크(22)와 목적물(24)을 이동하는 상기 단계는 동일속도로 슬리트의 가늘고 긴 방향에 수직인 방향으로 전극 플레이트와 광비임(20b)을 이동하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제16항에 있어서, 목적물의 상대운동 방향(X)을 따라 목적물 위에 구비된 위치설정 기준 마크(aN-1-dN-1, aN-dN, aN+1-dN+1)를 사용하여 목적물(24) 상에서 광전자 비임의 위치 편이를 검출하는 단계; 광전자 비임(22c, 22d)의 위치편이가 위치설정 기준 마크가 제공된 목적물의 영역에 대해 제거되도록 광전자 비임의 위치를 교정하는 단계; 위치설정 기준 마크가 제공되는 목적물의 상기 영역에 대해 광전자 비임의 상태를 최적화하는 단계; 및 보간에 의해 위치설정 마크사이의 영역에 광전자 비임(22a)의 상태를 최적화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 편이를 검출하는 단계는 위치설정 기준마크(aN-1-dN-1, aN-dN, aN+1-dN+1)에 대응하여 광전자 마스크(22)위에 구비된 소오스 영역(A 내지 D)에 광전자 마스크로부터 방사되는 광전자 비임에 의해 목적물(24)위에 있는 위치설정 기준마크를 조사하고, 위치설정 기준 마크의 위치로 부터 목적물 위에 조사되는 광전자 비임의 위치편이를 검출하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 보간이 식
    T(x)=(1-x)·T1+x·T2
    에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
    (단, T(x)는 제1위치 설정 기준 마크세트(aN-1, bN-1, aN, bN, aN+1, bN+1)로 부터 제2위치 설정 기준 마크세트(cN-1, dN-1, cN, dN, cN+1, dN+1)로 향하여 거리(x)만큼 떨어져 있는 목적물 위의 한 위치에서 광전자 비임(22a)의 최적상태이며, T1은 제1위치 설정 기준 마크에서 광전자 비임의 최적상태이고, T2는 제2위치설정 기준 마크에서 광전자 비임의 최적상태이다.)
  24. 제21항에 있어서, 상기 광전자 비임(22a, 22c, 22d)의 상태는 목적물(24)위에 광전자 비임의 위치 편이인 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 광전자 비임(22a, 22c, 22d)의 상태는 목적물(24)위에 광전자 비임의 스티그인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제21항에 있어서 상기 광전자 비임(22a, 22c, 22d)의 상태는 목적물(24)위에 광전자 비임의 집속상태인 것을 특징으로 하는 방법.
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