KR100339140B1 - 전자빔 노출 장치 - Google Patents

Abstract

리드 시간을 요구하지 않으며 고효율의 처리량을 달성할 수 있는 전자빔 노출 장치가 개시된다. 전자빔 노출 장치는 전자빔을 발생시키기 위한 빔 소스, 상기 전자빔을 성형하기 위한 성형 수단, 상기 조사(irradiated)된 전자빔의 위치를 시료 상으로 변경하기 위한 편향 수단, 및 상기 성형된 전자빔을 상기 시료 상으로 초점 형성하기 위한 투사 수단을 포함하는데, 상기 성형 수단은 상기 전자빔을 분리함으로써 다수의 서브빔을 발생시키기 위한 분리 수단, 상기 다수의 각 서브빔을 희망하는 직사각형 모양으로 각각 성형하기 위한 직사각형 성형 수단, 및 상기 다수의 각 서브빔의 조사 위치를 각각 이동시키기 위한 서브빔 편향 수단을 포함한다. 전자빔 노출 장치는 단일 전자빔 소스에 의하여 발생된 상기 전자빔을 다수의 서브빔으로 분리하고, 가변 크기 직사각형 방법을 사용하여 각 서브빔에 대해 성형을 하고, 또 각 성형된 빔을 편향시킨다. 만약 상기 서브빔 사이의 축상 거리가 작다면, 상기 서브빔 사이의 변위의 효과는 작게 될 수 있고 결합시(joints) 변위의 문제는 일어나지 않는다. 더욱이, 모든 서브빔은 종래의 공지된 편향 수단을 사용하여 넓은 범위에 걸쳐 편향될 수 있다. 그 결과, 그 빔은 다수의 서브빔으로 분리될 수 있으며, 그 처리량은 크게 개선된다.

Description

전자빔 노출 장치{ELECTRON BEAM EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 전자빔 노출 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 전자빔 노출 장치에서 처리량을 개선시키기 위한 기술에 관한 것이다.

최근에, 반도체 기술은 급속한 진보를 하여 왔고 반도체 집적 회로(IC)의 더 높은 집적도(integration level)와 더 고도의 기능을 이루어 왔으며, 이제 컴퓨터와 통신 장비 제어를 포함하는 폭 넓은 산업계에 걸친 기술의 진보에서 핵심 기술로 주요한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. IC의 집적도는 2 내지 3 년마다 4의 인수만큼 증가하고 있으며 동적 랜덤 억세스 메모리(DRAM)의 경우에 그 저장 용량이 1M에서 4M, 16M, 256M, 및 그후 1G로 4배가 되어왔다. IC의 이러한 높은 집적도는 반도체 기술에서의 미세 기술(miniaturization techniques)의 진보로 대부분 가능하여 졌다.

현재, 미세 기술의 한계는 패턴 노출 기술(리소그라피 기술)에 의하여 결정된다. 오늘날 일반적으로 사용되는 이 패턴 노출 기술은 스테퍼(stepper)라고 불리우는 광 노출(광 리소그라피) 장치를 사용하고 있다. 광 리소그라피 장치에 있어서, 형성될 수 있는 패턴의 최소 선폭(linewidth)은 회절 현상으로 인하여 사용되는 노출 광원의 파장에 의하여 제한되어진다. 현재, 자외선을 방출하는 광원이 사용되지만, 더 짧은 파장의 광을 사용하는 것이 어렵고, 또 광 리소그라피 이외의 여러 가지 새로운 노출 방법이 보다 미세 구조의 처리를 달성하기 위하여 연구되고 있다. 여러 방법 중에서, 전자빔 노출은 광 리소그라피가 할 수 있는 것보다 훨씬 더 작은 구조와 패턴을 처리할 수 있다. 전자빔 노출 기술의 발달은 실제 기계에서 이미 이용가능한 다른 방법 보다 더 빠르게 진척되고 있으며, 또 광 리소그라피 기술을 대체할 수 있는 기술로서 전자빔 노출에 많은 관심이 모아지고 있다. 그러나, 전자빔 노출 기술은 스테퍼에 비하여 낮은 처리량으로 인하여 LSI를 대량 생산하는데 사용될 수 없는 것으로 생각되었다. 이 생각은 예를 들어 단일 전자빔이 연속적으로 노출에 대해 스캐닝되는 단일 스트로크 기록형(single-stroke writing type)의 전자빔 노출 예에 기초를 두고 있으며, 처리량의 개선에 대한 물리적 기술적인 장애에 관심을 집중함으로써 그 원인을 심각하게 분석하고 연구한 후에 도달된 결론이 아니었다. 다르게 말하면, 전자빔 노출이 낮은 처리량으로 인하여 LSI의 대량생산에 사용될 수 없다는 판단은 종래의 공지된 단일 빔 노출법을 사용하는 전자빔 노출의 생산성의 견지 면에서 단지 이루어진 것이다.

전자빔 노출의 처리량을 개선시키기 위한 여러 가지 방법이 최근에 제안되어왔다. 단일빔을 사용하는 전자빔 노출에 있어서, 패턴 이미지를 채우기 위해 패턴 부분을 가로질러 빔을 반복적으로 스캐닝함으로써 패턴이 기록된다. 이 패턴의 미세 코너(fine corner)를 정확하게 기록하기 위해, 빔은 더 작은 지점으로 초점 형성되어야 하며, 이에 따라 이미지를 채우는데 필요한 시간을 증가시키게 된다. 이러한 관점으로 볼 때, 다수의 배열되어 있는 애퍼처를 가지는 블랭킹 애퍼처 어레이(BAA : Blanking Aperture Array)라고 불리우는 장치에 의하여 서로 독립적으로 각각 온 및 오프 될 수 있는 다수의 전자빔이 패턴에 걸쳐 동시에 생성되고 스캐닝되는 블랭킹 애퍼처 어레이(BAA) 방법이 제안되어 왔다. 단일빔 방법과 같은 BAA 방법은 광 리소그라피에서 필요로 하는 마스크의 사용을 요구하지 않는다. 실제로, 다수의 전자빔은 이차원적으로 배열되고 있으며, 패턴 에지(pattern edge) 등에서 전반적인 전류 크기의 변화율을 감소시키는 반면 노출의 크기를 증가시킨다. BAA 방법에 따라 이미지를 채움(image filling)의 효과는, 스캔 방향에 대해 수직하게 측정된 폭이 큰 패턴의 경우에 단일 빔 방법에 대하여 크게 개선되지만, 예를 들어 스캔 방향에 평행인 방향으로 나아가는 미세 패턴이 있을 때는 크게 개선되지 않는다. 어떤 경우에는, BAA 방법이 전 노출 범위를 스캐닝 하는 것을 필요로 하고, 노출되는 패턴이 작을 때, 노출 시간이 그 의도된 목적과는 반대로 증가하고, 충분한 처리량이 현 기술 상태에서 달성될 수 없다. 더욱이, BAA 는 패턴 규칙의 70% 내지50%보다 더 작게 이루어져야 할 필요가 있으며, 모두가 적절하게 동작되도록 요구되는 다수의 애퍼처를 가진다. 그러므로, BAA 는 엄격히 관리되어야 하고, 이것은 오버헤드 시간을 증가시키며 처리량의 감소 문제를 일으킨다.

처리량의 개선을 위한 다른 방법은 가변 크기 직사각형 방법을 포함한다. 가변 크기 직사각형 방법에 있어서, 직사각형 애퍼처를 각각 구비하는 두 개의 기판이 서로 대향(opposite)되어 있는 애퍼처로 배열되어 있으며, 제 1 기판에 있는 애퍼처를 통과함으로써 직사각형으로 성형된 빔은 제 2 기판에 있는 애퍼처 상에 조사되기 위하여 편향되며, 그후 이 기판을 통과한 빔은 원래의 방향으로 다시 돌려지기 위하여 편향된다. 제 2 기판에 있는 애퍼처를 통하여 지나간 빔의 모양은 편향의 크기 즉 그 애퍼처와 제 2 기판에 조사되는 빔 사이의 중첩도(the degree of overlapping)에 의하여 결정되며, 이리하여, 이 빔은 편향의 크기를 제어함으로써 임의의 희망하는 직사각형 모양으로 성형될 수 있다. 노출 패턴은 직사각형으로 분해되고 직사형으로 성형된 후 그 빔은 노출을 위해 조사 위치를 향해 편향된다. 따라서, 가변 크기 직사각형 방법도 광 리소그라피에서 요구되는 마스크의 사용을 필요로 하지 않는다. 가변 크기 직사각형 방법으로는, 큰 직사각형 패턴이 한 번의 투사(a single shot)로 노출될 수 있으며, 따라서 큰 직사각형 모양으로 분해될 수 있는 패턴을 노출할 때 이 노출은 효과적으로 크게 개선되지만, 작은 이산 직사각형 모양을 노출할 때는, 충분한 처리량이 달성될 수 없다.

위에서 기술된 단일 빔 방법, BAA 방법, 및 가변 크기 직사각형 방법은 광 리소그라피에서 요구되는 마스크의 사용을 필요로 하지 않지만, 마스크를 사용하는블록 노출 방법이라고 불리우는 다른 전자빔 노출 방법이 제안되고 있다. 반도체 장치에 있어서, 특히 메모리나 그와 유사한 장치에서, 동일한 패턴이 반복되는 영역이 이 슬라이스(slice)의 실질적인 부분을 차지한다. 그 반복 패턴에 해당하는 애퍼처 패턴을 구비하는 블록 마스크가 준비된다면, 반복 패턴은 한번의 투사로 노출될 수 있다. 실제 반도체 장치에서, 여러 가지 종류의 반복 패턴이 있는데, 그리하여 여러 가지 반복 패턴에 해당하는 여러 가지 애퍼처 패턴이 준비되고 선택에 이용될 수 있다면, 대부분의 반도체 장치의 패턴은 이용 가능한 블록 마스크 패턴을 사용하여 노출될 수 있다. 해당 블록 마스크가 이용가능하지 않은 패턴에 대해서, 노출은 가변 크기 직사각형 방법 등과 조합하여 블록 마스크를 사용하여 수행된다. 블록 노출 방법으로는, 임의의 복잡한 패턴이 해당 블록 마스크가 이용가능 하기만 하면 한 번의 투사로 노출될 수 있기 때문에, 처리량이 크게 개선된다. 그러나, 논리 회로나 다른 목적을 위하여 랜덤 패턴을 갖는 반도체 장치(마이크로프로세서 등)에 대해서는, 블록 노출 방법이 적용될 수 있는 영역이 제한되고 그 처리량은 만족스럽게 증가될 수 없다. 더욱이, 광 리소그라피와 같은 블록 노출 방법이 마스크를 사용하기 때문에, 이 마스크는 분리되어 제작되어야 하므로, 노출이 실제 수행될 수 있기 전의 리드 시간(lead time)을 증가시킨다. 더욱이, 이 마스크는 엄격히 관리되어야 하는데, 그 이유는 마스크 상에 있는 먼지가 노출 패턴에 결함을 일으킬 수 있기 때문이다. 따라서, 마스크 관리에 요구되는 시간은 광 리소그라피의 경우에서와 같이 이 장치의 오버헤드 타임을 증가시키고 실제 처리량이 기대되는 만큼 개선되지 않는 문제를 일으킨다. 또 마스크 제조와 관리에 요구되는비용이 제조 비용에 추가되는 문제가 있다.

전자빔 노출의 처리량의 개선을 위하여 종래 기술에서 제안된 여러 가지 방법이 위에서 기술되었다. 이 처리량을 개선시키기 위하여, 투사 당 노출 될 수 있는 영역은 한 번의 투사에 요구되는 시간을 감소시키면서 증가되어야 한다. 투사 당 시간을 감소시키는 것은, 노출 패턴 성형과 편향과 같은 노출을 위해 준비된 빔을 설정하는데 요구되는 설정 시간을 감소시킴으로써, 또는 단위 영역 당 빔의 전류 밀도를 증가시킴으로써 투사 당 노출 시간을 단축시킴으로써 달성될 수 있다. 이 설정 시간은 방법마다 서로 다르고, 사용된 방법에 따라 처리되어야 한다. 빔의 전류 밀도가 증가될 때, 이 빔은 쿨롱 상호 작용에 의해 흐려지고 해상도가 떨어진다. 쿨롱 상호 작용의 영향은 빔의 크기에도 관여하는데, 빔의 전류 밀도를 일정하게 유지하는 동안 이 빔의 크기가 증가된다면, 쿨롱 상호 작용으로 인하여 해상도가 떨어지는 문제가 일어난다.

그러한 문제를 해결하기 위하여, 그루브와 켄달(T. R. Groves and R. A. Kendall)은, 제이.브이에이씨. 사이언스 테크놀러지 B16(6){J. Vac. Sci. Technol. B16(6)}(1998년, 11/12월, 3168 - 3173 페이지)에서 다수의 가변 직사각형 빔 투사 시스템(컬럼)이 장착된 전자빔 노출 장치를 제안한다. 이 장치에서, 각 컬럼은 독립적인 전자빔 소스, 가변 직사각형 성형 수단, 및 작은 편향 범위를 갖는 정전 편향 수단을 포함한다. 본 발명의 발명자는, 또한 심사 청구되지 않은 일본 특허 공보 번호(10-128795)와 기타 문헌에서 다수의 컬럼을 갖는 전자빔 노출 장치를 제안하였다. 다수의 독립적인 컬럼을 갖는 그 장치에 있어서, 위에서 기술된 쿨롱 상호 작용의 문제는 줄어든다. 그러나, 컬럼 사이의 축상 거리가 특정 제한 거리를 넘어 단축될 수 없으며, 하나의 장치에서 제공될 수 있는 컬럼의 수를 제한하고, 그리하여 그 처리량이 충분히 증가될 수 없다. 더욱이, 컬럼 사이의 축상 거리가 크기 때문에, 온도 분포에서 온도 변화나 변동으로 인한 컬럼 축상 거리의 변화가 노출되어지는 패턴의 최소 라인폭에 비하여 상대적으로 크게 되어, 패턴 결합시에 변위되는 문제를 일으킬 수 있다. 현재, 전자빔 노출은 쿨롱 상호 작용의 영향에도 불구하고 광 리소그라피에 비하여 충분히 우수한 해상도를 제공할 수 있으며, 실제 장치에서, 처리량의 개선은 보다 큰 관심사이다.

위에서 기술된 바와 같이, 전자빔 노출에서의 처리량을 개선시키는 여러 가지 방법이 제안되어 왔지만, 각 방법은 각자 고유한 문제를 가지고 있다. 현 기술 상태에서, 블록 마스크 노출 방법이 가장 높은 처리량은 제공하지만, 위에서 지적된 바와 같은 문제, 즉 마스크의 준비를 위한 리드 시간을 요구하는 문제와, 그 관리가 어려우며 오버헤드 시간이 증가되는 문제가 있어서, 그 결과 효과적인 처리량이 그 기대되는 만큼 개선되지 않는다. BAA 방법과 가변 크기 직사각형 방법의 경우에, 마스크 준비를 위한 리드 시간은 필요하지 않지만 그 처리량은 블록 노출 방법에 비하여 낮다. BAA 방법은 BAA의 관리가 오버헤드 시간을 증가시키는 다른 문제점을 가진다. 다른 한편으로, 다중 컬럼 방법으로는, 그 처리량을 자체적으로 충분히 개선시키는 것이 어려우며 패턴 결합시에 패턴 해상도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 리드 시간을 요구하지 않고 높은 효과적인 처리량을 달성할 수 있는 전자빔 노출 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전자빔 노출 장치는, 단일 전자빔 소스로부터 조사되는 전자빔을 다수의 서브빔으로 분리하고 그후 각 서브빔을 가변 크기의 직사각형 모양으로 각각 성형하기 위한 성형 수단을 포함하는데, 이 성형 수단은 각 서브빔을 작은 범위에 걸쳐 각각 편향시키기 위한 수단을 더 포함하며, 본 발명은 대체로 다수의 이 서브빔을 초점 형성하고 넓은 범위에 걸쳐 그 빔을 편향시키기 위하여 종래에 공지된 초점 수단과 편향 수단을 사용한다.

좀더 구체적으로, 본 발명의 전자빔 노출 장치는 전자빔을 생성시키는 빔소스, 이 전자빔을 성형하기 위한 성형 수단, 이 전자빔의 조사 위치를 시료 위로 변경하는 편향 수단, 및 이 성형된 전자빔을 이 시료 상으로 초점 형성하는 투사 수단을 포함하는데, 이 성형 수단은 이 전자빔을 분리함으로써 다수의 서브빔을 생성하는 분리 수단, 다수의 각 서브빔을 희망하는 직사각형 모양으로 각각 성형하기 위한 직사각형 성형 수단, 및 다수의 각 서브빔의 조사 위치를 이동시키기 위한 서브빔 편향 수단을 포함한다.

본 발명의 전자빔 노출 장치는 단일 전자빔 소스에 의하여 생성된 전자빔을 다수의 서브빔으로 분리하고, 가변 크기 직사각형 방법을 사용하여 각 서브빔에 성형을 가하고 또 각 성형된 빔을 편향시킨다. 만약 이 서브빔 사이의 축상 거리가 작다면, 이 서브빔 사이의 변위의 효과는 작게 될 수 있고, 결합시 변위의 문제는 일어나지 않는다. 더욱이, 모든 서브빔은 종래의 편향 수단을 사용하여 넓은 범위에 걸쳐 편향될 수 있다. 그 결과, 이 빔은 다수의 서브빔으로 분리될 수 있고, 그 처리량은 크게 개선된다. 다수의 전자빔 소스를 제공하고 각 전자빔 소스에 위에서 기술된 구조, 즉 전자빔 소스에 의하여 생성된 전자빔을 다수의 서브 빔으로 분리하고 그후 가변 크기 직사각형 방법을 사용하여 각 서브빔으로 성형을 가하고 또 각 성형된 서브빔을 편향시키기 위한 시스템을 제공하는 것 또한 가능하다.

더욱이, 다수의 각 서브빔은 서로 독립적으로 성형되고 편향되는 것이 바람직하다. 그러나, 다수의 서브빔이 동일한 전자빔을 분할함으로써 생성될지라도 상기 다수의 서브빔이 서로 다른 전류 분포를 각각 가질 때는, 시료 상의 동일 영역의 조사가 서로 다른 서브빔의 다수의 노출로 분할되는 복수 노출(a redundancy)을 사용하는 것이 필요할 수 있다. 그 경우에, 동일한 빔 제어 신호가 원하는 지연 시간을 부가함으로써 동일 패턴을 노출하는 각 그룹에서의 서브빔에 공급된다. 더욱이, 이 경우에, 다수의 분할에 따라 각 서브빔의 조사량(a quantity of dose)을 감소시키는 것이 필요하다.

더욱이, 모든 서브빔이 함께 시료 상에 조사되는지 조사되지 않는지에 관하여 모든 서브빔에 대해 동시에 제어를 수행하는 블랭커 수단(blanker means)이 제공될 수 있고 또는 각 서브빔이 시료 상에 조사되는지 조사되지 않는지에 관하여 서로 독립인 각 서브빔을 제어하는 서브빔 블랭커 수단이 제공될 수 있으며, 대안적으로 두 수단 모두가 조합하여 제공되고 사용될 수 있다. 서브빔 블랭커가 제공된다면, 각 서브빔은 독립적으로 조사될 수 있다. 두 수단 모두를 조합하여 사용할 때 공동 블랭커 수단이 사용되는데, 예를 들어, 편향 수단을 이루는 주 편향기와부 편향기와 같은 큰 편향의 범위를 가지는 편향기의 편향의 크기를 변경할 때에 사용되며, 또 다른 경우에 서브빔 블랭커 수단이 사용된다.

이 빔을 조밀하게 떨어져 있는 서브빔으로 분리하는 분리 수단은 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 제 1 성형 애퍼처를 가지는 기판을 사용하여 실현된다. 이 기판을 사용하여, 미리 규정된 직사각형 모양을 가지며, 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 다수의 서브빔이 생성된다. 직사각형 성형 수단은 다수의 각 서브빔을 각각 편향시키기 위한 제 1 성형 편향 수단, 미리 규정된 피치에 대응하여 배열되어 있는 직사각형 모양의 다수의 제 2 성형 애퍼처를 가지는 성형 애퍼처 어레이, 및 다수의 제 2 성형 애퍼처를 통과한 다수의 서브빔을 다시 편향시키기 위한 제 2 성형 편향 수단을 포함하며, 이 제 1 성형 편향 수단을 사용하여, 다수의 서브빔이 성형 애퍼처 어레이에 있는 대응하는 제 2 성형 애퍼처 위에 조사되며, 또 각 서브빔은 이 서브빔과 이 서브빔이 조사되는 제 2 성형 애퍼처 사이의 중첩 영역으로 정의되는 모양으로 성형된다. 제 1 및 제 2 성형 편향 수단 각각은 두 개의 성형 편향 기판을 포함하고 각 기판은 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하는 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한쌍의 편향 전극, 및 한쌍의 편향기 전극이 형성되는 위치가 아닌 각 애퍼처의 측면에 있는 다른 위치에 형성된 실드 전극(shield electrodes)을 포함하는데, 여기서 하나의 성형 편향 기판 상에 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 정전계의 방향은 다른 성형 편향 기판 위에 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 정전계의 방향과 90˚위치에 배향되며, 또 두 개의 성형 편향 기판은 서로 가까운위치에 배열되어 있다.

서브빔 편향 수단은 두 개의 편향 기판을 포함하며, 각 기판은 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하는 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한쌍의 편향 전극, 및 한쌍의 편향기 전극이 형성된 위치가 아닌 각 애퍼처의 측면에 있는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 포함하는데, 하나의 편향 기판 상에 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 정전계의 방향은 다른 편향 기판 상에 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 정전계의 방향과 90˚의 위치에 배향되며, 또 두 개의 편향 기판은 서로 가까운 위치에 배열되어 있다.

본 발명에 있어서, 조밀하게 떨어져 있는 다수의 서브빔은 서로 독립적으로 성형된 이후에 정확하게 편향되어야 하는 것이 요구되며, 이것을 달성하기 위한 직사각형 성형 수단과 서브빔 편향 수단이 위에서 기술된 바와 같이 단일 기판 상에 집적 형태로 수행되어 왔다는 사실이 본 발명에서 효과적인 처리량을 증가시키게 해준다고 볼 수 있다.

서브빔 블랭커 수단은 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위해 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 한쌍의 편향기 전극이 형성되는 위치가 아닌 각 애퍼처의 측면에 있는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 포함하는 블랭커 편향 기판과 편향 전극 쌍에 의하여 편향된 다수의 서브빔을 차단하는 실드 플레이트를 포함한다.

분리 수단의 기판은 다수의 제 1 성형 애퍼처를 각각 구성하는 다수의 성형 애퍼처 세트를 포함하는 것이 바람직하며, 다수의 세트 중 임의의 한 세트가 전자빔 경로로 선택적으로 이동 가능하다. 분리 수단의 기판에서, 다수의 제 1 성형 애퍼처를 형성하는 것만이 요구되고, 배선 등은 제공될 필요가 없으므로 다수의 성형 애퍼처 세트가 제공될 수 있다. 분리 수단의 기판이 전자빔의 조사에 의하여 손상되기 때문에, 다수의 성형 애퍼처 세트를 제공하며 그 세트를 선택적으로 사용하는 것은 서비스 성능을 개선시키는 역할을 한다.

일반적으로 더 큰 편향 범위를 갖는 편향기는 더 긴 설정 시간을 요구한다. 그러므로, 종래의 공지된 장치에서 주 편향기, 부 편향기, 또 필요하다면, 서브 부 편향기는 사실상 빔이 넓은 편향 범위에 걸쳐 고속으로 편향될 수 있도록 조합된다. 또 본 발명의 장치에서, 여러 편향 범위를 가지고 여러 가지 설정 시간을 요구하는 편향기가 조합하여 사용되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명에 있어서, 각 서브 빔이 각각 편향될 수 있고 또 주 편향기, 부 편향기, 서브 부 편향기 등이 동일한 크기만큼 함께 모든 서브 빔을 편향시키기 때문에, 편향 방법은 서브빔 편향의 범위에 따라서 다르게 된다.

제 1 경우에서, 서브빔 편향 범위는 서로 인접하거나 중첩된다. 이 경우에, 모든 배열된 서브 빔의 편향 범위는 가장 낮은 순서인 편향 수단의 편향 범위로 설정되고 이 편향은 종래 공지된 장치에서 시행했던 바와 같이 더 큰 편향 범위를 갖는 더 높은 순서인 편향 수단을 조합하여 수행된다. 모든 서브 빔의 편향 범위에서 패턴 노출이 완료된 후에, 편향 수단의 편향 위치는 그 다음 편향 위치로 이동되고 또 동일한 과정이 반복된다.

서브 빔의 편향 범위가 서로 인접하지 않은 경우에, 편향 수단을 구성하는다른 편향기(가장 낮은 순서의 편향기)의 편향 위치는 서브빔 어레이의 전 범위를 노출하기 위하여 서브빔의 편향 범위의 폭과 같은 크기만큼 이동된다. 이 나머지 과정은 종래 공지된 장치에서의 과정과 동일하다. 예를 들어, 서브빔 편향 범위의 중심이 서브빔 범위 폭의 4 배와 같은 거리만큼 서로에 대하여 떨어져 있을 때, 인접하여 있는 각 서브빔 편향 범위 사이의 영역은 중심 위치를 4번 변위시킴으로써 모두 노출될 수 있다. 서브빔 편향 범위의 중심이 X 및 Y 축 방향으로 모두 서브빔 범위 폭의 4 배와 같은 거리만큼 서로 떨어져 위치된다면, 노출은 중심위치를 총 16번 변위시킴으로써 수행되어야 한다. 일반적으로, 편향 수단은 부 편향기와 주 편향기를 결합시킴으로써 구성되고, 이 경우에 각 인접한 서브 빔 편향 범위 사이의 영역을 노출하기 위한 편향은 부 편향기를 사용하여 수행될 수 있지만, 편향 범위가 부 편향기의 범위보다 더 작지만 편향의 설정 시간이 더 짧은 서브 부 편향기가 편향을 수행하기 위해 제공되어야 하는 것이 바람직하다.

각 서브 빔 편향 범위가 최대 편향 범위보다 더 작게 설정되는 것이 바람직하며, 분리 편향 범위 사이의 경계에 걸쳐 이어지는 패턴은 한 번의 투사로 노출된다. 이것은 결합시 변위를 방지하는 기능을 한다.

더욱이, 서브 빔 편향 범위가 서로 중첩되어 배열될 때, 특정 서브빔 편향 범위의 패턴 노출이 완료될 때, 인접 서브 빔 편향 범위에서의 노출이 아직 완료 되지 않았다면, 노출이 완료된 서브빔이 그 인접 서브빔의 편향 범위에서 패턴을 노출하는데 사용되도록 설비가 이루어진다. 이것은 그 처리량을 개선시킨다.

본 발명의 다른 특성, 목적 및 이점은 도면을 참조하여 바람직한 실시예의이하 상세한 설명으로부터 명료해질 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따라 전자빔 노출 장치의 전체 구성도.

도 2 는 이 실시예의 전자빔 노출 장치에서 전자 광학 시스템의 전자빔 경로를 도시하는 도면.

도 3a 및 도 3b 는 이 실시예의 전자빔 노출 장치에서 전자 광학 시스템에서의 하나의 서브빔의 경로를 도시하는 도면.

도 4a 및 도4b 는 이 실시예의 전자빔 노출 장치에서 제 1 및 제 2 성형 애퍼처 어레이(aperture array)의 구조화 예를 도시하는 도면.

도 5 는 이 실시예의 전자빔 노출 장치의 편향기 어레이 기판을 도시하는 도면.

도 6 는 편향기 어레이 기판의 평면도.

도 7 은 편향기 어레이 기판에서 하나의 애퍼처 유닛에 있는 전극에 의하여 형성된 애퍼처, 전극 모양, 및 전계를 도시하는 도면.

도 8 은 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 및 서브빔 편향기 어레이(9)의 측면도와 확대 횡단면도.

도 9a 내지 도 9d 는 이 실시예에 따라 편향 범위를 분리하는 것을 설명하는 도면.

도 10a 및 도 10b 는 이 실시예에 따라 편향 범위를 분리하는 것을 설명하는 도면.

도 11은 변경된 예에서 편향기 어레이 기판에 있는 하나의 애퍼처 유닛에 있는 전극에 의하여 형성된 애퍼처, 전극 모양, 및 전계를 도시하는 도면.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전자총 10-1 내지 10-9 : 자기 렌즈

12 : 주 편향기 13 : 부 편향기

28 : 전자 광학 시스템 제어기 29 : 컴퓨터

30 : 저장 장치 31 : 인터페이스

32 : 네트워크 어댑터 36 : 서브 부 편향기

도 1 은 본 발명의 실시예에 따라 전자빔 노출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2 는 도 1에 있는 전자 광학 시스템의 전자빔 경로를 설명하는 도면이고 도 3a 및 도 3b 는 중앙에 있는 하나의 서브빔의 경로를 설명하는 도면이다.

도 1에 있어서, 참조 번호(1)는 전자총이고, 3 은 제 1 성형 애퍼처 어레이, 4 는 제 1 성형 편향기 어레이, 5 는 제 2 성형 편향기 어레이, 6 은 제 2 성형 애퍼처 어레이, 7 은 서브 빔 블랭커, 8 은 아이리스(iris), 9 는 서브 빔 편향기 어레이, 10-1 내지 10-9 는 자기 렌즈, 11 은 공통 블랭커, 12 는 주 편향기, 13 은 부 편향기, 14 는 수차/쿨롱 흐림 정정기, 15 는 웨이퍼, 16 은 진공으로 스테이지 상에 웨이퍼를 클램핑(clamping)함으로써 웨이퍼(15)를 이동시키기 위한 스테이지 기구, 17 은 스테이지 기구를 위한 제어기, 18 은 초점 형성 상태와 기준 마크의 위치를 검출하는데 사용되는 편향 전자 검출기, 19 는 검출 신호 처리 회로, 20 은 주 편향기 제어기, 21 은 부 편향기 제어기, 22 는 수차/쿨롱 흐림 정정기 제어기, 23 은 서브빔 편향기 어레이 제어기, 24 는 공동 블랭커 제어기, 25 는 서브빔 블랭커 제어기, 26 은 제 2 성형 편향기 어레이 제어기, 27 은 제 1 성형 편향기 어레이 제어기, 28 은 전자 광학 시스템 제어기, 29 는 제어 컴퓨터, 30 은 대용량 저장 장치, 31 은 제어 컴퓨터와 본 장치의 여러 부품과의 인터페이스를 위한 인터페이스, 32 는 호스트 컴퓨터에 연결하기 위한 네트워크 어댑터, 33 은 컴퓨터 버스, 34 는 제어 버스, 35 는 패러데이 컵, 및 36 은 서브 부 편향기이다. 이 도면에서, 전자총(1)에서 나와서 웨이퍼(15)로 가는 실선과 파선은 전자총의 양 에지로부터 방출된 전자빔의 외부 경로와 광학 축을 각각 나타낸다.

본 실시예의 전자빔 노출 장치의 기본 구조는 종래 장치의 구조와 동일하며, 또 여기에서 도시되지 않은 상세한 구조도 종래의 장치에 있는 구조와 동일하다. 예를 들어, 전자빔 경로, 웨이퍼(15), 스테이지 기구(16), 편향기, 및 정정기는 모두 실린더형 진공 챔버 내에 포함되어 있다. 이하의 상세한 설명은 본 발명을 특징지우는 이들 부품만을 취급한다.

본 실시예의 전자 광학 시스템에 있는 전자빔 경로는 도 2 및 도 3a 및 도 3b를 참조로 하여 기술될 것이다. 참조 번호(2-1 내지 2-8)는 각 자기 렌즈(10-1 내지 10-8)에 의하여 발생된 자계의 축을 나타낸다. 전자총(1)으로부터 방출된 전자빔은 먼저 자계(2-1)에 의해 수렴되고 그후 제 1 성형 애퍼처 어레이(3) 상에 조사된다. 제 1 애퍼처 어레이(3)는 이후에 기술되는 바와 같이 어레이로 배열되어 있는 많은 직사각형 애퍼처를 포함하며, 이 어레이를 통과하는 전자빔은 많은 서브빔으로 분리된다. 중심에 있는 애퍼처(42)를 통과하는 전자빔은 도 3 에 도시된 바와 같은 서브빔으로 나타난다. 서브빔의 그룹은 자계(2-2)에 의하여 수렴되고 수렴과정을 통과하는 중간에 제 1 성형 편향기 어레이(4)에 입사한다. 제 1 성형 편향기 어레이(4)는 전자빔의 배율비가 제 1 성형 애퍼처 어레이(3)의 경우와 동일한 위치에 장착된다. 동일하게 제 2 성형 편향기 어레이(5), 제 2 성형 애퍼처 어레이(6), 서브빔 블랭커(7), 및 서브빔 편향기 어레이(9)에도 적용된다. 제 1 성형 편향기 어레이(4)는 또한 제 1 성형 애퍼처 어레이(3)에서와 같이 애퍼처를 포함하고 또 편향 전극은 그 빔이 광축(z축)에 수직인 x 및 y 축 방향으로 희망하는 크기 만큼 편향될 수 있도록 각 애퍼처의 양쪽에 형성될 수 있다. 도 3a 는 서브빔이 대응하는 제 1 성형 편향기(4-1)에 의하여 편향되지 않는 경우를 도시하고, 또 도 3b는 대응하는 제 1 성형 편향기(4-1)에 의하여 편향되는 경우를 도시한다. 수렴되어진 이후에, 서브빔의 그룹은 자계(2-3)를 통과하여 제 2 성형 편향기 어레이(5)에 입사한다. 제 2 성형 편향기 어레이(5)에 있어서, 각 서브빔에 대응하는 편향기는 제 1 성형 편향기 어레이(4)에서 대응하는 편향기에 의하여 수행되는 편향을 역으로 하여, 원래의 배향으로 그 경로를 다시 되돌린다. 제 2 성형 편향기 어레이(5)에 이어서 바로, 각 서브빔과 그 대응하는 애퍼처 사이의 중첩 정도가 제 1 성형 편향기 어레이(4)에 있는 대응하는 편향기에 의하여 가해지는 편향의 크기에 따라 변경되는 제 2 성형 애퍼처 어레이(6)가 존재한다. 도 3a에서 도시된 바와 같이, 서브빔이 제 1 성형 편향기(4-1)에 의하여 편향되지 않을 때, 서브 빔의 절반은 애퍼처를 통과한다. 다른 한편으로, 서브빔이 도 3b에 도시된 바와 같이 제 1 성형 편향기(4-1)에 의하여 편향될 때, 대부분의 서브빔이 애퍼처를 통과한다. 참조 번호(5-2)는 제 2 성형 편향기 어레이(5-1)에 의하여 편향이 가해지는 것을 도시한다. 도시될 수 있는 바와 같이, 그 편향의 방향은 제 1 성형 편향기(4-1)에 의하여 가해지는 편향의 방향과는 반대 방향이다. 만약 편향의 방향이 도 3b에 도시된 방향과 반대 방향이라면, 이 애퍼처를 통과하는 빔은 더 좁아진다. 그러한 편향은 그 빔을 여러 가지 직사각형 모양으로 성형하기 위하여 x 및 y 축 방향으로 가해진다.

서브 빔의 그룹은 그후 자계(2-4)에 의하여 수렴되고 서브빔 블랭커(7) 상에 도달한다. 서브빔이 서브빔 블랭커(7)에 있는 대응하는 편향기에 의하여 편향될 때, 도 3a에서 도시된 바와 같이 서브빔은 아이리스(8)에 의하여 차단된다. 다른 한편으로, 서브빔이 서브빔 블랭커(7)에 있는 편향기에 의하여 편향되지 않을 때, 서브빔은 도 3b에 도시된 바와 같이 아이리스를 통과한다. 이러한 방식으로, 온/오프 제어가 그 서브빔을 웨이퍼(15) 상에 조사하거나 조사하지 않기 위하여 각 개별 서브빔 상에서 수행될 수 있다. 자계(2-5)를 통과한 후에, 서브빔의 그룹은 서브빔 편향기 어레이(9)에 입사한다. 도 3a 및 3b 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(15) 상의 조사 위치는 편향이 서브 빔 편향기 어레이(9)에 있는 대응하는 편향기에 의하여 가해지는지 가해지지 않는지에 따라 변경된다. 서브빔의 그룹은 그후 자계(2-6, 2-7, 및 2-8)를 통하여 웨이퍼(15) 상에 초점이 형성된다.

도 4a 및 도 4b 는 제 1 및 제 2 성형 애퍼처 어레이(3 및 6)의 구조화 예를 도시한다. 도 4a 에 도시된 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이는 실리콘 웨이퍼 등의 박판으로부터 형성될 수 있다. 애퍼처 어레이가 형성되어지는 애퍼처 영역(41)는 에칭 등과 같은 기술에 의하여 그 두께가 감소되고, 또 정사각형 애퍼처(square aperture)(42)는 에칭에 의하여 애퍼처 영역(41)에서 개방된다. 본 실시예에 있어서, 예를들어, 20×20, 즉 총 400 애퍼처를 가지고, 각 애퍼처가 15㎛ 정사각형(square)인 애퍼처는 그 피치가 60㎛로 형성된다. 성형 애퍼처 어레이의 60:1 축소 이미지가 웨이퍼(15)의 평면에 투사되기 때문에, 만약 이 이미지가 변형되지 않고 투사된다면, 0.25㎛ 정사각형 모양(square shape)으로 각각 초점 형성되는 서브빔은 웨이퍼(15) 상에 그 피치가 1.0㎛으로 배열될 것이다.

도시된 바와 같이, 5 ×5, 즉 총 25 애퍼처 영역(41)이 제공된다. 애퍼처(42)가 간단히 개방되고 배선이 요구되지 않기 때문에, 다수의 애퍼처 영역(41)이 성형 애퍼처 어레이 기판 상에 제공될 수 있다. 성형 애퍼처 어레이 기판, 특히 전 표면에 걸쳐 전자빔을 수신하는 제 1 성형 애퍼처 어레이(3)는 사용 상태에 따라 교체나 다른 유지 작업을 필요로하는데, 그 이유는 오랜 사용 기간 후에는 가열 등으로 인하여 변형될 수 있기 때문이다. 다수의 애퍼처 영역(41)을 제공하고, 또 애퍼처 영역(41)의 각각의 하나가 도시되지 않은 이동 기구에 의하여 전자빔의 경로에 선택적으로 위치될 수 있도록 이 시스템을 구조화시킴으로써, 교체 사이클이 연장될 수 있어서, 유지 보수를 용이하게 한다.

도 4b 는 성형 애퍼처 어레이의 횡단면도 구조를 도시하는 도면으로, 이 예에서, 하나의 애퍼처 어레이 영역(41)이 도시되어 있다. 참조 번호(43)는 실리콘(Si) 기판이고, 44는 보론 확산된 절연층이고, 46 은 실리콘이며, 또 47은 보호 금속막이다. 이 애퍼처(42)는 에칭에 의하여 애퍼처 영역(41)의 두께를 더 감소시킨 후에 형성된다

도 5 는 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 서브빔 블랭커(7), 및 서브빔 편향기 어레이(9)를 구성하는데 사용되는 편향기 어레이 기판(50)이다. 이 기판(50)은 실리콘 웨이퍼 등의 박판으로 형성되며, 편향기 어레이가 형성되는 편향기 어레이 영역(51)은 성형 애퍼처 어레이의 애퍼처 영역(41)의경우에서와 같이 그 두께가 감소된다. 참조 번호(52)는 편향기 어레이 영역(51)에 형성되는 편향기 전극에 가해지는 신호를 공급하는 신호 전극 패드를 도시하며, 또 53은 GND 전극 패드를 나타낸다.

도 6 은 편향기 어레이 영역(51)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 정사각형 애퍼처(56)은 성형 애퍼처 어레이에 있는 애퍼처(42)의 배열에 대응하여 배열되어 있다. 각 애퍼처(56)의 두 개의 대향 면을 따라 양의 전극(53)과 음의 전극(54)이 배열되어 있으며, 실드 접지 전극(55)은 다른 두 개의 면 각각 위에 형성된다. 따라서, 본 실시예에서, 20 ×20, 즉 총 400 개의 정사각형 애퍼처(56)는 그 피치가 60㎛로 형성된다. 각 애퍼처(56)는 약 25㎛정사각형이며, 성형 애퍼처 어레이에 있는 각 애퍼처(42)보다 약간 더 크다.

도 7 은 하나의 애퍼처 유닛(57)에 있는 전극에 의하여 형성된 애퍼처, 전극 모양, 및 전계를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 양의 전극(53), 음의 전극(54)은 서로 대칭이고, 양 단부를 가지며 평행한 전극을 형성하는 중심부는 약간 휘어져 있다. 실드 접지 전극(55)은 각 인접하는 애퍼처 유닛과 공유된다. 중심부에 있는 힘의 전계선이 평행하고 등거리인 균일한 전계가 위에서 기술된 모양을 가지는 전극에 의하여 형성되는 것이 도시되어 있다. 편향기 어레이 기판(50)에 의하여 제공되는 편향의 크기가 정확하지 않다면, 희망하는 모양의 빔이 달성되지 않거나 노출 위치가 변위될 수 있으므로, 고도로 높은 정밀도가 편향기가 제공하는 편향의 크기 면에서 편향기 어레이 기판(50)에 요구된다. 이 관념에 의하여, 각 애퍼처(56)는 균일한 전계의 형성을 보장하기 위하여 정사각형 모양으로 형성된다.성형 애퍼처 어레이에 있는 각 애퍼처(42)는 참조 번호(58)로 도시된 모양을 가지며, 그리하여 비교적 용이하게 이 애퍼처(42)를 통해 형성된 서브빔은 애퍼처(56)를 통과하고 균일한 전계에 의하여 정밀하게 편향된다.

도 5 로 다시 돌아가면, 신호 전극 패드(52)와 GND 전극 패드(53)를 편향기 어레이 영역(51)에 있는 양의 전극(53)과 음의 전극(54)에 연결하기 위해 많은 배선 라인이 중심에 있는 편향기 어레이 영역(51)과 주변 신호 전극 패드(52)와 GND 전극 패드(53) 사이의 영역에 있는 다수층으로 형성된다.

서브빔 블랭커(7)는 도 5 내지 도 7 에 도시된 하나의 편향기 어레이 기판(50)만을 사용하여 구성될 수 있는데, 그 이유는 그 기능이 한 방향으로만 그 빔을 편향하여야 하고, 다른 한편으로 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 및 서브빔 편향기 어레이(9)에 대하여, 두 개의 편향기 어레이 기판(50)이 사용되는데, 그 빔이 전자 광학 시스템의 축에 수직인 두 방향으로 편향되어야 하기 때문이다.

도 8 은 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 및 서브빔 편향기 어레이(9)의 구조를 도시하는 도면이다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 두 개의 편향기 어레이 기판(50)은 서로 인접하게 배열되어 있다. 하나의 기판(50)의 편향기 어레이 영역(51)에 있어서, 애퍼처(56)는 이 기판에 형성되고, 또 양의 전극(53), 음의 전극(54), 및 실드 접지 전극(55)은 이 기판의 한쪽에 형성된다. 신호 전극 패드(52)와 GND 전극 패드는 이 기판의 한쪽에 유사하게 형성된다. 다른 기판(50')의 편향기 어레이 영역(51')에 있어서, 애퍼처(56')는 이 기판에 형성되고, 양의 전극(53'), 음의 전극(54'), 및 실드 접지 전극(55')은 이 기판의 타측에 형성된다. 신호 전극 패드(52')와 GND 전극 패드는 이 기판의 한쪽에 유사하게 형성된다. 두 개의 기판(50 및 50')은 도면에 도시된 바와 같이 전극 아닌 측면이 서로 마주보며 애퍼처(56)가 대응하는 애퍼처(56')와 정렬되게 배열되어 있다. 전극 등은 마주보는 측에 형성되지 않기 때문에, 두 기판이 서로에 대하여 아주 인접하게 위치될 수 있다.

양의 전극(53)과 음의 전극(54)은 양의 전극(53')과 음의 전극(54')에 대하여 90° 위치에 배향된다. 그러므로, 양 및 음의 전극(53 및 54) 사이와 양 및 음의 전극(53' 및 54') 사이에 전압을 가함으로써, 참조 번호(61 및 61')로 도시된 방향으로 전계가 형성되어, 대응하는 애퍼처(56 및 56')를 통과하는 서브빔이 서로에 대하여 90°로 배향된 방향으로 편향될 수 있다. 즉, 광축에 대하여 수직인 두 개의 방향, 즉 x 및 y 축 방향으로 독립적으로 서브빔을 편향시킬 수 있는 편향기가 실현된다.

본 실시예에 있어서, 애퍼처(56 및 56')의 수와 그 피치는 x 및 y 방향 모두에서 동일하다. 그러므로, 각 편향기는 동일한 제조 과정을 사용하여 두 개의 편향기 어레이 기판(50)을 가공하고, 또 그 기판을 서로에 대하여 90°로 배향된 축을 갖게 등을 맞대게 배열함으로써 구성된다.

앞서 기술된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 서브빔 편향기 어레이(9), 및 서브빔 블랭커(7)는 각각 전자빔의 확대 비(magnification ratio)가 제 1 성형 애퍼처 어레이(3)의 비와동일하게 되는 위치에 배열되어 있다. 이것은 편향기를 구성하는데 사용되는 각 기판에 대하여 동일한 애퍼처의 배열을 사용하는 것을 가능하게 해준다. 그러므로, 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 및 서브빔 편향기 어레이(9)는 각각 동일한 제조 과정을 사용하여 제조된 두 개의 편향기 어레이 기판(50)을 사용하여 각각 구성되며, 서브빔 블랭커(7) 또한 동일한 기판을 사용하여 구성된다. 이것은 제조 과정에 나타나는 에러의 영향을 감소시키는 기능을 한다.

다시 도 1 로 돌아가면, 제 1 성형 편향기 어레이 제어기(27), 제 2 성형 편향기 어레이 제어기(26), 서브빔 편향기 어레이 제어기(23), 및 서브빔 블랭커 제어기(25)는 제 1 성형 편향 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 서브빔 블랭커(7), 및 서브빔 편향기 어레이(9)에 대하여 신호 전극에 가해지는 구동 신호를 각각 발생시킨다.

본 실시예의 장치에 있어서, 전자기 편향기와 같은 주 편향기(12), 정전 편향기와 같은 부 편향기(13), 및 전자기 편향기와 같은 서브 부 편향기(36)는 함께 공동 편향 수단을 구성한다. 그 편향 범위의 크기는 주 편향기(12), 부 편향기(13), 및 서브 부 편향기(36)의 순서로 감소하며, (편향 설정 시간의 길이를 나타내는)편향 속도는 서브 부 편향기(36), 부 편향기(13), 및 주 편향기(12)의 순서로 감소한다. 예시된 구성에 있어서, 서브 부 편향기(36)는 부 편향기(13)의 외부에 배치되지만, 서브 부 편향기(36)는 부 편향기(13)의 위에 배치될 수 있으며, 그 경우에 서브 부 편향기(36)는 정전 편향기로 구성될 수 있다.

위의 상세한 설명은 본 실시예에 따라 전자빔 노출 장치의 구성으로 취급하였으며, 위에서 구체적으로 기술되지 않은 다른 부분은 종래의 장치에 있는 부분과 기본적으로 동일하다.

그 다음으로 도 9a 내지 도 9d 및 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 상세한 설명은 편향 범위가 본 발명에 따라 어떻게 분리되는지가 제공될 것이다.

위에서 기술된 바와 같이, 종래의 전자빔 노출 장치에 있어서, 여러 가지 특성의 편향기는 빔이 넓은 편향 범위에 걸쳐 고속으로 사실상 편향될 수 있게 조합된다. 실제로, 스테이지가 이동되면서, 부 편향기 등을 사용하여 스테이지 움직임의 크기를 정정하면서 연속적으로 노출을 수행하여 그 처리량이 더 증가된다. 본 실시예는 기본적으로 동일한 방법을 사용한다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 각 서브 빔은 독립적으로 편향될 수 있으며 주 편향기, 부 편향기, 서브 부 편향기, 등은 동일한 크기만큼 함께 모든 서브빔을 편향시키기 때문에, 편향의 방법은 서브빔 편향의 범위에 따라 다르다. 편향의 방법은 인접 서브빔의 편향 범위가 서로로부터 떨어져 있을 때보다 서로 중첩되거나 서로 연속적으로 있을 때 또한 다르다. 본 실시예는 인접한 서브빔의 편향 범위(79)는 도 10 에 도시된 바와 같이, 서로로부터 떨어져 있다고 가정함으로써 기술될 것이다.

도 9a 는 웨이퍼(15) 상에 형성된 칩(다이)(70)의 배열을 도시한다. 각 칩(70)은 전자빔 노출 장치의 편향 범위보다 더 크기 때문에, 스테이지는 전 칩(70)을 노출하기 위해 이동되어야 한다. 두 방법이 사용될 수 있다: 스테이지가 이동되어 편향 범위 내에서 패턴을 노출하기 위해 정지하며, 노출이 완료되는 즉시스테이지는 다시 이동되어 인접 영역을 노출하기 위해 정지하는 단계 반복(step-and-repeat)이라고 불리우는 방법과, 패턴의 일부가 스테이지가 이동되는 동안, 부 편향기 등을 사용하여 스테이지 움직임의 크기를 정정하면서 편향 범위 내에 이동 되었을 때 노출되는 연속 움직임(continuous movement) 방법이 있다. 어느 방법이든 본 발명에 사용될 수 있지만, 설명의 편의를 위해, 한 예로서 단계 반복 방법을 취하여 이하의 상세한 설명을 한다.

도 9a 에 도시된 바와 같이, 동일 컬럼에 있는 칩은 전자빔 노출 장치의 주 편향 범위에 대응하는 (최대 편향 범위 내에 적절히 세팅된) 제 1 편향 범위의 폭만큼 (x 방향으로는 고정되고 y 방향으로만 단계별로 이동되는)한 방향으로만 이 스테이지의 움직임의 크기를 변경함으로써 순차적으로 노출된다. 이때 노출된 위 폭의 영역은 프레임(71)이라고 부른다. 한 프레임(71)의 노출이 완료되었을 때, 그 다음 프레임이 도 9b 에 도시된 바와 같이, 반대 방향으로 스테이지를 이동시켜서 노출된다. 참조 번호(72)는 스테이지 이동의 방향을 나타낸다. 도시된 예에서, 전자빔 장치의 제 1 편향 범위(73)의 폭은 각 정사각형 칩의 한쪽의 1/3이며, 그리하여 한 칩 전 영역은 9 번의 단계 반복 동작으로 노출될 수 있으며, 한 프레임으로, 한 칩이 3 단계로 노출된다.

도 9c 에 도시된 바와 같이, 제 1 편향 범위(73)는 부 편향 범위에 각각 대응하는 (도시된 예에서 36 개의 범위)제 2 편향 범위(75)로 분리된다. 주 편향기(12)의 편향 위치는 하나의 제 2 편향 범위(75)의 중심에 고정되므로, 부 편향기(13), 서브 부 편향기(36), 및 서브빔 편향기 어레이(9)에 있는 편향의 크기는제 2 편향 범위(75) 내의 패턴을 노출하기 위해 변경된다. 그 제 2 편향 범위(75) 내의 패턴의 노출이 완료되는 때에, 주 편향기(12)의 편향 위치는 이동되고 그 다음 제 2 편향 범위(75)의 중심에 고정되며, 동일한 과정이 반복된다. 이 과정은 제 1 편향 범위(73) 내의 모든 제 2 편향 범위(75)에 대해 수행되었을 때 그 제 1 편향 범위(73)의 노출이 완료되고 그 노출 과정은 도 9b에 있는 그 다음 제 1 편향 범위(73)에 대해서 반복된다. 참조 번호(74)는 주 편향 위치의 변경을 도시하는 궤적이다.

도 9d 에 도시된 바와 같이, 각 제 2 편향 범위(75)는 (도시된 예에서 16개의 범위에 있는)제 3 편향 범위로 분리된다. 부 편향기(13)의 편향 위치가 하나의 제 3 편향 범위(77)의 중심에 고정되므로, 서브 부 편향기(36)와 서브빔 편향기 어레이(9)에 있는 편향의 크기는 제 3 편향 범위(77) 내의 패턴을 노출하기 위해 변경된다. 그 제 3 편향 범위(77) 내의 패턴의 노출이 완료되는 때에, 부 편향기(13)의 편향 위치가 이동되고 그 다음 제 3 편향 범위(77)의 중심에 고정되며, 동일한 과정이 반복된다. 이 과정이 제 2 편향 범위(75) 내의 모든 제 3 편향 범위(77)에 대해 수행되었을 때, 그 제 2 편향 범위(75)의 노출이 완료되고, 노출 과정은 도 9c 에 있는 그 다음 제 2 편향 범위(75)에 대해 반복된다. 참조 번호(76)는 부 편향 위치의 변경을 도시하는 궤적이다.

도 10a 및 도 10b 는 각 제 3 편향 범위(77)에서 노출이 어떻게 진행되는가를 도시하는 도면이다. 참조 번호(79)는 서브빔 편향 어레이(9)의 각 서브빔 편향 범위를 나타낸다. 앞서 진술된 바와 같이 여기에는 20 ×20 = 400 개의 서브빔이 있고, 서브빔의 편향 범위는 웨이퍼 상에서 각 0.25㎛ 정사각형(square)이고 서로로부터 1.0㎛ 떨어져 있다. 각 제 3 편향 범위(77)는 400 개의 제 4 편향 범위(82)로 분리되는데, 이 제 4 편향 범위 각각은 개개가 하나의 서브빔 편향 범위에 해당하는 16 개의 제 5 편향 범위로 더 분리된다. 도 10b에 도시된 바와 같이 각 제 5 편향 범위(83)의 중심에 위치되기 위하여 서브 서브빔 편향기(36)의 편향의 크기를 변경한 후에, 400 개의 제 5 편향 범위(83)는 서브빔 편향기 어레이(9)를 사용하여 노출된다. 이 노출이 완료되는 때에, 서브 서브빔 편향기(36)의 편향의 크기는 도 10b 에 있는 궤적으로 나타나 있는 바와 같이 그 다음 제 5 편향 범위(83)의 중심으로 위치되기 위하여 변경되며, 동일한 과정이 반복된다. 16 개의 제 5 편향 범위가 각 서브빔에 대해 노출되었을 때, 모든 제 4 편향 범위(82)의 노출, 즉 제 3 편향 범위(77)의 노출이 완료된다.

이 예에서, 서브 부 편향기(36)의 편향 범위는 적어도 4 ×4의 제 5 편향 범위(83), 즉 {하나의 제 2 편향 범위(75)에 대응하는} 부 편향기(13)의 편향 범위의 1/80을 포함하도록 하여야 한다.

각 서브빔 편향 범위(79)에 있어서, 각 서브빔은 제 1 성형 편향기 어레이(4)와 제 2 성형 편향기 어레이(5)에 의하여 직사각형(81)으로 독립적으로 성형되며, 노출 위치에 따라 참조 번호(80)으로 도시된 바와 같이 서브빔 편향기 어레이(9)에 의하여 편향되어진 후에 노출을 위해 조사된다. 하나의 서브빔 편향 범위(79) 내에서 직사각형 모양을 다수배 노출하기 위하여, 동일한 과정이 동등한 횟수로 반복된다. 예를 들어, 왼쪽에 있는 예에서, 직사각형 모양은 한 번 노출되고, 중앙에서, 직사각형 모양은 두 번 노출되고, 오른 쪽에서, 직사각형 모양은 4 번 노출된다. 도시된 바와 같이 직사각형의 좌하 코너는 참조 위치로 세팅되며, 성형된 이후에도, 직사각형의 좌하 코너는 동일한 위치에 유지되며, 이 상태에서, 빔은 직사각형의 좌하 코너가 희망하는 위치로 이동되도록 편향된다.

위에서 전술된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 스테이지는 제 1 편향 범위(73)의 중심이 광축과 정렬되도록 이동되어, 주 편향기(12)의 편향 위치가 하나의 제 2 편향 범위(75)의 중심에 세팅되며, 부 편향기(13)의 편향 위치는 하나의 제 3 편향 범위(77)의 중심에 세팅되며, 또 서브 부 편향기(36)의 편향 위치는 제 3 편향 범위(77)를 구성하는 제 4 편향 범위(82) 각각이 세부 분할된 제 5 편향 범위(83) 중 하나와 각 서브빔 편향 범위가 정렬되게 세팅되는데, 이 상태에서, 제 1 성형 편향기 어레이(4)와 제 2 성형 편향기 어레이(5)에 의하여 성형된 직사각형 서브빔은 노출을 위해 서브빔 편향기 어레이(9)에 의하여 편향된다. 각 서브빔 편향 범위의 노출이 완료될 때, 서브 부 편향기(36)의 편향 위치는 그 다음 제 5 편향 범위(83)로 이동되고, 동일한 과정이 반복된다. 이 과정은 제 3 편향 범위(77)의 노출을 완료하기 위해 16 번 반복된다. 그 다음으로, 부 편향기(13)의 편향 위치는 그 다음 제 3 편향 범위(77)의 중심으로 이동되며 동일한 과정이 반복된다. 이 과정은 제 2 편향 범위(75)의 노출을 완료하기 위해 16 번 반복된다. 더욱이, 주 편향기(12)의 편향 위치는 그 다음 제 2 편향 범위(75)의 중심으로 이동되며, 동일한 과정이 반복된다. 이 과정은 제 1 편향 범위(73)의 노출을 완료하기 위하여 36 번 반복된다. 그후 스테이지는 동일한 방식으로 그 다음 제 1 편향 범위(73)의 노출을 수행하기 위해 Y 방향으로 이동되며, 노출 과정은 한 프레임의 노출이 완료되기 까지 반복된다. 그 다음으로, 스테이지는 그 다음 프레임에 대해 동일한 과정을 수행하기 위해 x 방향으로 이동된다. 이러한 방식으로 웨이퍼(15) 상에 있는 모든 패턴이 노출된다.

그 다음으로, 본 실시예의 전자빔 노출 장치에서 수행되어야 하는 노출 과정이 기술될 것이다.

첫째, 각 유닛은 조정된다. 이 조정에서, 각 유닛은 최적 상태에 세팅되며, 동시에 서브빔 관련 유닛에서의 서브빔들 사이의 차이에 관한 데이터가 수집된다. 전자총(1)과 자기 렌즈(10-1 내지 10-9)는 전자 광학 시스템 제어기(28)를 사용하여 조정된다. 더욱이, 주 편향기(12), 부 편향기(13), 및 서브 부 편향기(36)가 조정되며, 그 편향 크기에 관한 데이터가 수집된다. 이들 조정은 종래 장치에서 수행된 바와 동일하다. 제 1 성형 애퍼처 어레이(3)와 제 2 성형 애퍼처 어레이(6)는 앞서 기술된 바와 같이 다수의 애퍼처 영역(41)으로 각각 제공되며, 애퍼처 영역(41) 중 하나가 선택된다. 제 1 성형 애퍼처 어레이(3), 제 2 성형 애퍼처 어레이(6), 제 1 성형 편향기 어레이(4), 제 2 성형 편향기 어레이(5), 서브빔 블랭커(7), 서브빔 편향기 어레이(9), 및 아이리스(8)는 조정 지그(jig) 등을 사용하여 조정을 위하여 조정된다. 이 때에 서브 빔 편향에 대한 각 개별 편향기의 특성에 관한 데이터가 또한 수집되고 저장된다. 더욱이, 수차/쿨롱 흐림 정정기(14) 등이 조정되고 그 데이터가 수집된다. 상기의 조정과 데이터 수집에 대해 반사 전자 검출기(18), 패러데이 컵(36) 등이 사용된다.

이렇게 수집된 데이터에 기초하여, 정정 데이터는 주 편향기 제어기(20), 부 편향기 제어기(21), 수차/쿨롱 흐림 정정기 제어기(22), 서브빔 편향기 어레이 제어기(23), 공통 블랭커 제어기(24), 서브빔 블랭커 제어기(25), 제 2 성형 편향기 어레이 제어기(26), 제 1 성형 편향기 어레이 제어기(27), 전자 광학 시스템 제어기(28) 등에 세팅된다.

제어 컴퓨터(29)는 대규모 저장 장치(30)에 저장되어 있는 "LSI 칩 기록 데이터"와 "웨이퍼 레이아웃 및 노출 상태 정보"로부터 프레임을 각각 기록하기 위한 노출 정보를 만들어낸다. 이 때에, 노출 정보는 도 9a 내지 9d 및 도 10a 및 도10b를 참조하여 기술된 바와 같이 각 분리 노출 범위에 대해 만들어진다.

노출을 위해, 공통 블랭커(11)가 전체 빔을 차단하기 위해 설정되고 서브빔 블랭커도 차단 위치에 설정되므로, 웨이퍼(15)는 스테이지(16) 상에 죄여지고, 스테이지(16)가 주 편향기(12)와 부 편향기(13)의 편향 위치를 세팅하기 위하여 도 9a 내지 도 9d 및 도 10a 및 도 10b를 참조하여 기술된 바와 같이 이동된다. 이 상태에서, 공통 블랭커(11)의 차단 상태가 해제된다. 그때, 서브 부 편향기(36)의 편향 위치가 세팅되고 노출이 시작된다.

각 서브빔은 그 모양과 편향 위치에 대해 독립적으로 제어 가능하며, 각 범위에서 패턴을 순차적으로 노출하지만 앞서 지적된 바와 같이, 빔의 흐림(blurring) 현상이 쿨롱 상호 작용으로 인하여 일어난다. 이 흐림은 수차/쿨롱 흐림 정정기(14)를 사용하여 정정되지만, 전류의 크기가 대체로 서브빔에 대해 커지거나 이 전류가 넓게 변화하게 되면 바람직하지 못할 수 있다. 몇몇 서브빔 기록범위는 다수의 패턴을 포함하고, 몇몇은 다만 수 개의 패턴을 포함하거나 전혀 패턴을 포함하지 않는다. 기본적으로, 투사의 수는 노출되는 범위에 포함된 패턴의 수에 의하여 결정되며, 투사의 수는 노출되는 범위에 따라 크거나 작을 수 있다. 이 관점으로 볼 때, 투사의 수가 작은 범위에서, 투사의 순서는 투사당 최대 전류 크기를 가능한 한 작게 만들기 위해 또한 투사 사이의 전류 크기의 변화를 감소시키기 위하여 조정된다.

예를 들어, 도 10a 의 좌측에 있는 범위(3,1)는 한 번의 투사의 큰 패턴을 포함하며, 중앙에 있는 범위(5,1)는 두 번의 투사의 상대적으로 작은 패턴을 포함하며, 좌측에 있는 범위(m,1)는 4 번의 투사의 작은 패턴을 포함한다. 도시된 예에서, 노출은 예를 들어 첫번째 투사에서 (m,1)에 있는 하나의 패턴만, 두번째 투사에서 (m,1)에 있는 하나의 패턴, 세 번째 투사에서 (5,1)에 있는 나머지 하나의 패턴과 (m,1)에 있는 하나의 패턴, 및 네 번째 투사에서 (3,1)에 있는 패턴과 (m,1)에 있는 나머지 하나의 패턴을 노출시킴으로써 다수의 단계로 수행된다. 실제로 그러한 노출은 400개의 서브 빔의 노출 범위에 대해 수행된다. 이것은 투사 사이의 전류 크기의 변화도 감소시키면서 투사 당 최대 전류 크기를 감소시키는 역할을 한다.

위에서 기술된 바와 같이 노출이 수행되고, 400 개의 제 5 편향 범위(83)에 있는 패턴의 노출이 완료된다. 그후, 동일한 노출 과정이 스테이지를 이동시키고 웨이퍼(15) 상의 모든 패턴이 노출되기 까지 서브 부 편향기(36), 부 편향기(13), 및 주 편향기(12)의 편향 위치를 변경시키면서 반복적으로 수행된다.

전자빔 노출 장치는 본 발명의 실시예에 따라 위에서 기술되어졌지만, 여러 가지 변경이 또 가능하다.

예를 들어, 본 실시예의 편향기 어레이 기판(50)에 형성된 양의 전극(53)과 음의 전극(54)은 도 7에서 도시된 모양을 갖는 것으로 기술되었지만 이들은 도 11에서 도시된 것들과 같이 평행 전극으로서 형성될 수 있다. 그러나, 이 변경에서, 균일한 전계가 형성될 수 있는 범위가 더 작아지기 때문에, 애퍼처 유닛(57)의 크기, 그리하여 서브빔의 피치는 동일한 서브빔의 크기가 여기에 또한 사용되어야 한다면 증가되어야 한다. 도 7 의 예에서, 애퍼처 피치는 빔크기의 1/4이고, 서브빔의 이용 효율은 1/16인데, 도 11의 예에서, 애퍼처 피치는 빔 크기의 1/6이고 서브빔의 이용 효율은 1/36이다. 서브빔의 이용 효율이 약 절반으로 떨어질지라도, 실제 목적으로 충분하다.

본 실시예에서, 서브서브빔 편향기(36)는 주 편향기(12)와 부 편향기(13)에 추가하여 제공되며, 이산적으로 배열되어 있는 서브빔 편향 범위(79)는 이동되지만 서브서브빔 편향기(36)는 생략될 수 있고 서브빔 편향기(13)는 이 편향을 수행하기 위하여 구성될 수 있다.

더욱이 이 실시예에서, 서브빔 편향 범위(79)는 도 10a 에 도시된 바와 같이 서로 일정 거리만큼 떨어져 있는 것으로 기술되었지만, 서브빔 편향 범위(79)는 서브빔 편향기 어레이(9)에 있는 각 편향기의 세트의 편향의 크기를 증가시킴으로써 서로 연속적으로 이루어질 수 있다. 그 경우에, 도 10b에 도시된 바와 같은 서브서브빔 편향기에 의하여 수행되는 위치 변경은 수행될 필요가 없지만 제 3 편향 범위(77)는 각 서브빔의 편향 위치만을 변경시킴으로 노출된다.

더욱이, 각 서브빔 편향 범위(79)는 한 번의 투사로 분리 편향 범위 사이의 경계에 걸쳐 이어지는 패턴을 노출시키도록 준비된 설비를 통해서, 그 최대 편향 범위보다 더 작게 세팅될 수 있다. 이것은 결합시 변위의 가능성을 줄여준다.

서브빔 편향 범위가 서로 중첩되어 배열될 때, 특정 서브빔 편향 범위에 있는 패턴의 노출이 완료 될 때, 그 인접 서브빔 편향 범위에서의 노출이 아직 완료되지 않았다면, 노출이 완료된 서브빔이 그 인접 서브빔 편향 범위에 있는 패턴을 노출하는데 사용되는 것이 가능하도록 준비된다. 이것은 그 처리량을 개선시킨다.

더욱이, 몇몇 서브빔의 투사를 사용하여 다수의 단계로 노출을 수행할 때, 대체로 서브빔의 총 전류 크기에 대해 그 상한이 미리 세팅될 수 있으며, 또 전류값이 이 상한을 초과할 때는, 비록 노출 과정이 다수의 단계로 분리되어 있다할지라도, 투사의 수는 서브빔 편향 범위에 있는 패턴의 가장 큰 수보다 더 크게 세팅될 수 있다. 이 경우에, 노출 시간은 투사의 수의 증가로 인하여 증가되지만, 그러한 상황이 자주 일어나지 않기 때문에, 효과적인 처리량의 감소는 무시 가능하다.

본 발명에 따라 위에서 설명된 바와 같이, 가변 크기의 직사각형 방법으로 수행되는 여러 가지 많은 노출이 동시에 진행되므로, 그 처리량이 크게 개선되며, 블록 노출 방법으로 달성되는 처리량에 상당하거나 그 보다 더 높은 처리량이 달성 될 수 있다. 더욱이, 블록 노출 방법에서 요구되었던, 블록 마스크 준비를 위한 리드 시간이 필요하지 않고 블록 마스크 관리도 필요하지 않기 때문에 오버헤드 시간이 감소되고 효과적인 처리량이 더욱 증가된다.

이것은 LSI의 대량 생산 과정에 사용될 수 있는 전자빔 노출 장치를 달성시켜 고도로 집적된 LSI가 저가로 대량 생산되게 해준다.

Claims (23)

1. 전자빔 노출 장치에 있어서,

   전자빔을 발생시키기 위한 빔소스와,

   상기 전자빔을 성형시키기 위한 성형 수단과,

   상기 전자빔의 조사 위치(irradiation position)를 시료 위로 변경시키기 위한 편향 수단, 및

   상기 성형된 전자빔을 상기 시료 위에 초점 형성하기 위한 투사 수단을 포함하는데, 상기 성형 수단은 상기 전자빔을 분리하여 다수의 서브빔을 발생시키기 위한 분리 수단과,

   상기 다수의 서브 빔 각각을 희망하는 직사각형 모양으로 성형시키기 위한 직사각형 성형 수단, 및

   상기 다수의 서브빔 각각의 조사 위치를 이동시키기 위한 서브빔 편향 수단을 포함하는 전자빔 노출 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 직사각형 성형 수단은 서로 독립인 상기 다수의 서브빔 중 적어도 일부의 서브빔을 원하는 직사각형 모양으로 성형하며, 상기 서브빔 편향 수단은 서로 독립인 상기 다수의 서브빔 중 적어도 일부의 상기 서브빔의 상기 조사 위치를 이동시키는, 전자빔 노출 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 전자빔이 상기 시료 위에 조사되는지 조사되지 않는지에 관하여 상기 전자빔을 제어하기 위한 블랭커 수단(blanker means)을 더 포함하는 전자빔 노출 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 각 서브빔이 상기 시료 위에 조사되는지 조사되지 않는지에 관하여 서로 독립인 상기 다수의 서브빔 각각을 제어하기 위한 서브빔 블랭커 수단을 더 포함하는 전자빔 노출 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 각 서브빔이 상기 시료 위에 조사되는지 조사되지 않는지에 관하여 서로 독립인 상기 다수의 서브빔 각각을 제어하기 위한 서브빔 블랭커 수단을 더 포함하는 전자빔 노출 장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 분리 수단은 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 제 1 성형 애퍼처(shaping aperture)를 구비하는 기판이고,

   상기 다수의 서브빔은 상기 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 빔이며,

   상기 직사각형 성형 수단은 서로 독립적인 상기 다수의 서브빔 각각을 편향시키기 위한 제 1 성형 편향 수단과,

   상기 미리 규정된 피치에 대응하여 배열되어 있는 직사각형 모양의 다수의제 2 성형 애퍼처를 구비하는 성형 애퍼처 어레이로서, 상기 제 1 성형 편향 수단에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔 각각은 상기 다수의 제 2 성형 애퍼처 중 하나에 대응하는 애퍼처 상에 조사되는, 상기 성형 애퍼처 어레이와,

   상기 다수의 제 2 성형 애퍼처를 통하여 성형된 상기 다수의 서브빔을 다시 편향시키기 위한 제 2 성형 편향 수단을 포함하는 전자빔 노출 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 분리 수단은 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 제 1 성형 애퍼처를 구비하는 기판이고,

   상기 다수의 서브빔은 상기 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 빔이며,

   상기 직사각형 성형 수단은 서로 독립적인 상기 다수의 각 서브빔을 편향시키기 위한 제 1 성형 편향 수단과,

   상기 미리 규정된 피치에 대응하여 배열되어 있는 직사각형 모양의 다수의 제 2 성형 애퍼처를 구비하는 성형 애퍼처 어레이로서, 상기 제 1 성형 편향 수단에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔 각각은 상기 다수의 제 2 성형 애퍼처 중 하나에 대응하는 애퍼처 상에 조사되는, 상기 성형 애퍼처 어레이, 및

   상기 다수의 제 2 성형 애퍼처를 통하여 성형된 상기 다수의 서브빔을 다시 편향시키기 위한 제 2 성형 편향 수단을 포함하는 전자빔 노출 장치.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 분리 수단은 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 제 1 성형 애퍼처를 구비하는 기판이고,

   상기 다수의 서브빔은 상기 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 빔이며,

   상기 직사각형 성형 수단은 서로 독립적인 상기 다수의 서브빔 각각을 편향시키기 위한 제 1 성형 편향 수단과,

   상기 미리 규정된 피치에 대응하여 배열되어 있는 직사각형 모양의 다수의 제 2 성형 애퍼처를 구비하는 성형 애퍼처 어레이로서, 상기 제 1 성형 편향 수단에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔 각각은 상기 다수의 제 2 성형 애퍼처 중 하나에 대응하는 애퍼처 상에 조사되는, 상기 성형 패퍼처 어레이, 및

   상기 다수의 제 2 성형 애퍼처를 통하여 성형된 상기 다수의 서브빔을 다시 편향시키기 위한 제 2 성형 편향 수단을 포함하는 전자빔 노출 장치.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 분리 수단은 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 제 1 성형 애퍼처를 구비하는 기판이고,

   상기 다수의 서브빔은 상기 미리 규정된 피치로 배열되어 있는 미리 규정된 직사각형 모양의 다수의 빔이며,

   상기 직사각형 성형 수단은 서로 독립적인 상기 다수의 서브빔 각각을 편향시키기 위한 제 1 성형 편향 수단과,

   상기 미리 규정된 피치에 대응하여 배열되어 있는 직사각형 모양의 다수의 제 2 성형 애퍼처를 구비하는 성형 애퍼처 어레이로서, 상기 제 1 성형 편향 수단에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔 각각은 상기 다수의 제 2 성형 애퍼처 중 하나에 대응하는 애퍼처 상에 조사되는, 상기 성형 패퍼처 어레이, 및

   상기 다수의 제 2 성형 애퍼처를 통하여 성형된 상기 다수의 서브빔을 다시 편향시키기 위한 제 2 성형 편향 수단을 포함하는 전자빔 노출 장치.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 성형 편향 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위한 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 상기 각 애퍼처의 측면에 위치(flanking)시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극(shield electrode)을 각각 포함하는 두 개의 성형 편향 기판을 각각 포함하는데,

    하나의 성형 편향 기판 상에 상기 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향은 상기 다른 성형 편향 기판 상의 상기 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향에 비해 90°위치로 배향되며, 상기 두 개의 성형 편향 기판은 서로 인접하게 위치되어 있는 전자빔 노출 장치.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 성형 편향 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위한 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 상기 각 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 각각 포함하는 두 개의 성형 편향 기판을 각각 포함하는데,

    하나의 성형 편향 기판 상에 상기 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향은 상기 다른 성형 편향 기판 상의 상기 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향에 비해 90°위치로 배향되며, 상기 두 개의 성형 편향 기판은 서로 인접하게 위치되어 있는 전자빔 노출 장치.
12. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 성형 편향 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위한 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 상기 각 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 각각 포함하는 두 개의 성형 편향 기판을 각각 포함하는데,

    하나의 성형 편향 기판 상에 상기 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향은 상기 다른 성형 편향 기판 상의 상기 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향에 비해 90°위치로 배향되며, 상기 두 개의 성형 편향 기판은 서로 인접하게 위치되어 있는 전자빔 노출 장치.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 성형 편향 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위한 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 상기 각 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 각각 포함하는 두 개의 성형 편향 기판을 각각 포함하는데,

    하나의 성형 편향 기판 상에 상기 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향은 상기 다른 성형 편향 기판 상의 상기 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향에 비해 90°위치로 배향되며, 상기 두 개의 성형 편향 기판은 서로 인접하게 위치되어 있는 전자빔 노출 장치.
14. 제 6 항에 있어서, 상기 분리 수단의 상기 기판은 상기 다수의 제 1 성형 애퍼처를 각각 구성하는 다수의 성형 애퍼처 세트를 포함하고,

    상기 다수의 세트 중 어느 하나는 상기 전자빔의 경로 상에 선택적으로 이동 가능한 전자빔 노출 장치.
15. 제 7 항에 있어서, 상기 분리 수단의 상기 기판은 상기 다수의 제 1 성형 애퍼처를 각각 구성하는 다수의 성형 애퍼처 세트를 포함하고,

    상기 다수의 세트 중 어느 하나는 상기 전자빔의 경로 상에 선택적으로 이동 가능한 전자빔 노출 장치.
16. 제 8 항에 있어서, 상기 분리 수단의 상기 기판은 상기 다수의 제 1 성형 애퍼처를 각각 구성하는 다수의 성형 애퍼처 세트를 포함하고,

    상기 다수의 세트 중 어느 하나는 상기 전자빔의 경로 상에 선택적으로 이동 가능한 전자빔 노출 장치.
17. 제 9 항에 있어서, 상기 분리 수단의 상기 기판은 상기 다수의 제 1 성형 애퍼처를 각각 구성하는 다수의 성형 애퍼처 세트를 포함하고,

    상기 다수의 세트 중 어느 하나는 상기 전자빔의 경로 상에 선택적으로 이동 가능한 전자빔 노출 장치.
18. 제 2 항에 있어서, 상기 서브빔 편향 수단은 각각 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위한 각 애퍼처의 양쪽에 형성된 한 쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 상기 각 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 포함하는 두 개의 편향 기판을 각각 포함하는데,

    하나의 편향 기판 상에 상기 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향은 상기 다른 편향 기판 상의 상기 대응하는 편향 전극 쌍에 의하여 형성된 상기 정전계의 방향에 비해 90°위치로 배향되며, 상기 두 개의 편향 기판은 서로 인접하게 위치되어 있는 전자빔 노출 장치.
19. 제 4 항에 있어서, 상기 서브빔 블랭커 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위해 각 애퍼처의 양쪽 상에 형성된 한쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 각 상기 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 포함하는 블랭커 편향 기판과,

    상기 편향 전극 쌍에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔을 차단시키기 위한 실드판을 포함하는 전자빔 노출 장치.
20. 제 5 항에 있어서, 상기 서브빔 블랭커 수단은 상기 다수의 서브빔의 배열에 대응하여 배열되어 있는 다수의 애퍼처, 정전계를 형성하기 위해 각 애퍼처의 양쪽 상에 형성된 한쌍의 편향 전극, 및 상기 한쌍의 편향기 전극이 형성되어 있는 위치보다 각 상기 애퍼처의 측면에 위치시키는 다른 위치에 형성된 실드 전극을 포함하는 블랭커 편향 기판과,

    상기 편향 전극 쌍에 의하여 편향된 상기 다수의 서브빔을 차단시키기 위한 실드판을 포함하는 전자빔 노출 장치.
21. 제 2 항에 있어서, 상기 편향 수단은 주 편향 수단과 상기 주 편향 수단의 편향 범위보다 더 작은 편향 범위를 갖는 부 편향 수단을 포함하고,

    상기 주 편향 수단의 편향 가능한 범위에 대응하는 주 편향 범위는 상기 부 편향 수단의 편향 가능한 범위에 각각 대응하는 다수의 부 편향 범위로 분리되며,

    상기 부 편향 범위 각각은 상기 서브빔 편향 수단의 편향 가능한 범위에 각각 대응하는 다수의 서브빔 편향 범위로 분리되고,

    상기 주 편향 수단과 상기 부 편향 수단의 상기 편향 위치는 고정되어 있고, 상기 서브빔 편향 수단의 편향 위치를 변경시킴으로써 상기 각 서브빔 편향 범위내에서 노출이 수행되며,

    상기 부 편향 수단의 편향 위치를 변경하면서 상기 각 서브빔 편향 범위 내에서 노출을 반복함으로써 상기 각 부 편향 범위 내에서 노출이 수행되고, 또한

    상기 주 편향 수단의 편향 위치를 변경하면서 상기 각 주 편향 범위 내에서 노출을 반복함으로써 상기 각 부 편향 범위 내에서 노출이 수행되는 전자빔 노출 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 다수의 서브빔 편향 범위는 서로로부터 일정 간격 떨어져 있는 전자빔 노출 장치.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 편향 수단은 상기 부 편향 수단의 편향 범위보다 더 작고 상기 다수의 서브빔 편향 범위가 배열되어 있는 피치보다 더 넓은 편향 범위를 갖는 서브 부 편향 수단을 더 포함하며,

    상기 부 편향 범위 각각은 상기 배열된 다수의 편향 범위 밖의 범위에 각각 해당하는 다수의 총 서브 빔 편향 범위로 분리되며,

    상기 주 편향 수단, 상기 부 편향 수단, 및 상기 서브 부 편향 수단의 편향 위치는 고정되어 있고, 또 상기 서브 빔 편향 수단의 편향 위치를 변경함으로써 상기 각 서브빔 편향 범위 내에서 노출이 수행되며,

    상기 서브 부 편향 수단의 편향 위치를 변경하면서 상기 각 서브빔 편향 범위 내에서 노출을 반복함으로써 상기 총 서브빔 편향 범위 각각에서 노출이 수행되고, 또

    상기 부 편향 수단의 편향 위치를 변경하면서, 상기 총 서브빔 편향 범위 각 각에서 노출을 반복함으로써 상기 각 부 편향 범위 내에서 노출이 수행되는 전자빔 노출 장치.