KR20040005951A - 2 차원 다중 픽셀 플래시 필드를 이용한 래스터 형상 빔,전자 빔 노광 방법 - Google Patents

2 차원 다중 픽셀 플래시 필드를 이용한 래스터 형상 빔,전자 빔 노광 방법 Download PDF

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Abstract

본 장치는, 기판을 표면을 기판의 표면을 픽셀로 래스터링하고, 패턴과 중첩되는 픽셀의 비율을 특정하는 그레이 레벨 값을 산출하는 래스터라이저 (rasterizer); 래스터라이저로부터 그레이 레벨 값을 수신하고 저장하도록 커플링된 버퍼; 이 버퍼로부터 그레이 레벨 값을 수신하도록 커플링되고, 플래시 필드를 정의하는 형상 데이타를 산출하는 플래시 컨버터;
래스터라이저에 커플링되고, 형상 데이타와 관련된 도즈 값을 계산하는 도즈 값 회로;
플래시 컨버터로부터의 형상 데이터 및 도즈 값 회로로부터의 관련 도즈 값을 수신하도록 커플링되고, 플래시 필드의 형상, 플래시 필드의 지속시간 및 기판 상의 플래시 필드의 위치를 지정하는 신호를 출력하는 컨버터; 및
컨버터로부터 신호를 수용하도록 커플링되고, 컨버터로부터의 신호에 의해 지정된 대로 플래시 필드를 생성하는 하전 입자 빔 컬럼을 포함한다.

Description

2 차원 다중 픽셀 플래시 필드를 이용한 래스터 형상 빔, 전자 빔 노광 방법 {RASTER SHAPED BEAM, ELECTRON BEAM EXPOSURE STRATEGY USING A TWO DIMENSIONAL MULTIPLEXEL FLASH FIELD}
리소그래피 (패턴 생성) 분야에서, 패턴 생성 시스템의 처리량을 증가시키는 것이 바람직하다는 것은 잘 알려져 있다. 이러한 패턴 생성 시스템 대한 2 가지 주된 응용은, 전자 빔 리소그래피에 의해 반도체 제조시 사용되는 마스크를 제조하는 것과 웨이퍼 상에 패턴의 전자 빔 직화 (direct writing) 에 의해 반도체 장치를 형성하는 것이다.
리소그래피 시스템은 소스로부터 에너지의 형태에 민감한 층으로 도포된 기판으로의 에너지 (빔) 의 흐름을 제어함으로써 패턴을 형성하거나 노광시키는 것이다. 패턴 노광은 제어되고, 플래시라고 통상 지칭되는 이산 유닛 (discrete unit) 으로 분해되며, 여기서 플래시란 노광 시퀀스의 1 주기 동안 노광된 패턴의 부분이다. 플래시는 에너지, 예컨대, 빛, 전자 또는 다른 입자 빔을 소스로부터 선택된 패턴 영역 내의 코팅된 기판으로 도달하게 함으로써 생성된다. 패턴을 형성하는 플래시 조성, 도즈 및 노광 시퀀스의 상세 그리고, 그에 따른 리소그래피 시스템의 제어는 기록 전략 (writng strategy) 이라 알려진 것을 구성한다.
종래 래스터 스캔 기록 전략은 다소 텔레비젼 레스터 스캐닝과 유사한 단일 주기 래스터 스캔 (uniform periodic raster scan) 을 이용한다. 기계적 전략은 예를 들면, 테이블 상에 배치된 기판을 에너지 빔의 균일한 스캔 방향에 직교하는 방향으로 균일하게 이동시킨다. 이와 같은 방식으로, 스테이지와 빔의 상호 직교 운동에 기인하는 정규 스캔 트레젝토리 (regular scan trajectory) 를 가진 정규 그리드 상에 임의의 패턴이 합성된다. 빔이 노광을 요구하는 그리드 사이트 (grid site) 상에 배치될 때, 빔은 켜지고 하부 사이트가 노광된다. 단지 도즈 또는 에너지 양이 필요에 따라 각 사이트마다 달라진다. 따라서, 노광 데이타는 정규 스캔 트래젝토리에 대응하는 시간 시퀀스 상태로 조직화될 수 있으며, 각 사이트에 대한 도즈만이 특정될 필요가 있다. 종래 래스터 스캔 묘화 전략의 독특한 특성은 한번에 한 사이트를 노광시키는 소형 라운드 빔, 그리드의 각 사이트로 순차적으로 이동하는 주기적 스캔 및 각 사이트에 필요한 도즈, 즉 그리드의 "픽셀" 에 상응하는 데이터의 래스터 표현이다.
한편, 종래 벡터 스캔 기록 전략에서, 빔은 단지 노광을 요구하는 사이트 상에 배치되고, 다음으로 각 사이트를 노광하도록 켜진다. 배치는 종종 세미-랜덤 스캔 (semi-randum scan) 이라 지칭되는 스테이지와 빔 이동의 조합에 의해 달성된다. 따라서, 도즈와 각 플래시의 위치 즉 노광될 사이트의 양자 모두를 포함하는 데이터가 제공되어야 한다. 빈번하게, 벡터 스캔 전략은 형상 가변빔, 즉, 각 플래시에 대해 다른 크기 및/또는 형상을 가질 수 있는 빔을 이용한다. 다음으로, 패턴은 이러한 가변 형상으로부터 합성된다. 형상화된 빔은 래스터 스캔 기록 전략에서처럼 한번에 1 개의 픽셀 사이트 대신에 다중 픽셀 사이트를 동시에 노광시킬 수 있다. 가변 형상 빔이 사용되는 경우, 데이타는 각 플래시에 대한 위치, 크기 및 형상을 더 포함해야 한다. 따라서, 종래 벡터 스캔 기록 전략의 독특한 특징은 단일 플래시에서 다중 픽셀 사이트를 노광시키는 형상과 크기가 가변인 빔, 단지 노광될 패턴의 부분만 처리하는 세미-랜덤 스캔, 그리고, 각 플래시에 대한 위치, 크기, 모양 및 도즈를 포함하는 데이터의 벡터화된 표현이다.
벡터와 래스터 스캔 기록 전략은 모두 이점 및 단점을 가지고 있다. 벡터 스캔 전략은 미세 패턴 정의를 제공할 수 있다. 그러나, 벡터 스캔 플래시 속도는 세미-랜덤 스캔 트래젝토리의 상대적으로 큰 빔 굴절들 사이에 요구되는 세틀링 타임 (settling time) 때문에 일반적으로 래스터 스캔 전략보다 느리다. 넓은 치수 범위상에서 빔을 형상화 할 수 있는 전자 빔 형성 구성부를 세틀링함에 있어서의 지연으로 인하여, 미세하게 상세한 노광 부분을 가진 패턴에 대하여, 넓은 벡터 스캔 전략은 상대적으로 더 느리다. 또한, 전자 소스가 보다 넓은 면적을 동시에 커버할 수 있어야 하는 필요성 때문에, 전류 밀도 (단위 면적당 전류) 는 일반적으로 벡터 스캔 전략에서 더 낮으며, 다시, 더 낮은 처리량을 초래한다. 래스터 스캔 기록 공정의 결점은 상대적으로 거친 패턴 정의이다.
따라서, 패턴 생성 시스템의 처리량을 증가시키기 위해서는, 벡터 스캔 전략의 이점, 즉, 미세 패턴 정의를 래스터 스캔 전략의 이점, 즉, 증가된 속도와 결합시키는 향상된 기록 전략을 개발하는 것은 바람직하다.
본 발명은 리소그래피 및 전자 (또는, 다른 에너지) 빔 컬럼에 관한 것이며, 특히, 다양한 형상의 빔을 발생하는 구조체 및 방법에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 시스템 (100) 의 블록 다이어그램을 나타낸다.
도 2A 는 본 발명의 실시형태에 따른 적합한 래스터라이저 (102) 의 블록 다이어그램을 나타낸다.
도 2B 는 본 발명의 실시형태에 따른 래스터라이저 (102) 에서 실행되는 적합한 프로세스 (200) 의 순서도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 기판의 표면 부분을 픽셀들 (310) 로 분할하고, 패턴 (306) 을 포함하는 그리드 (302) 의 예시적 부분을 나타낸다.
도 4 는 예시적인 픽셀 내 패턴의 코너를 나타낸다.
도 5a 는 본 발명의 실시형태에 따른 블록 다아아그램 형태의 적합한 플래시 컨버터 (108) 를 나타낸다.
도 5b 는 본 발명의 실시형태에 따른 플래시 컨버터 (108) 에 의해 실행되는 적합한 프로세스를 나타낸다.
도 6a 는 본 발명의 실시형태에 따른 각 쿼드런트 (304) 내의 14 개의 기본 형상과 관련 형상 코드들을 나타낸다.
도 6b 는 본 발명에 따른 18 개의 기본 형상과 관련 형상 코드를 나타낸다.
도 7 은 임의의 쿼드런트 내의 패턴 (306) 의 부분 (308) 의 확대도를 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 실시형태에 따른 도 5B 의 (502) 를 더욱 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 9 는 매트릭스 A 와 매트릭스 B 를 더욱 상세하게 나타내는 상세도이다.
도 10a 는 본 발명의 실시형태에 따라 즉각적인 순간 코드를 결정하는 프로세스를 나타낸다.
도 10b 는 본 발명에 따라 즉각적인 형상 코드를 결정하는 프로세스를 나타낸다.
도 11 은 본 발명에 따른 스테이트 (B - D) 용 매트릭스 B 의 노광되지 않은 부분의 예를 나타낸다.
도 12 는 본 발명의 실시형태에 따른 전자 빔 컬럼 (118) 의 개략도를 나타낸다.
도 13a 는 본 발명의 실시형태에 따른 상부 애퍼쳐(1210) 부분의 평면도를 보다 상세하게 나타낸다.
도 13b 는 본 발명의 실시형태에 따른 도 13A 의 상부 애퍼쳐 (1210) 의 선 A - A 의 단면도를 나타낸다.
도 14a 는 본 발명의 실시형태에 따른 하부 애퍼쳐 (1214A) 의 부분의 평면도를 나타낸다.
도 14b 는 본 발명의 실시형태에 따른 도 14A 의 하부 애퍼쳐 (1214A) 의 선 B - B 의 단면도를 나타낸다.
도 15a 는 본 발명의 실시형태에 따른 하부 애퍼쳐 (1214B) 의 부분의 평면도를 나타낸다.
도 15b 는 본 발명의 실시형태에 따른 도 15A 의 하부 애퍼쳐 (1214B) 의 선 C - C 의 단면도를 나타낸다.
도 16 은 본 발명의 실시형태에 따른 종래 상부 편향기 (1212) 및 종래 하부 편향기 (1216) 의 적합한 구성 및 배치를 나타낸다.
도 17a 는 본 발명의 실시형태에 따른 성형기 (shaper) / 블랭커 (blanker) 드라이버 (110) 의 블록 다이아그램을 나타낸다.
도 17b 는 본 발명의 실시형태에 따른 성형기 / 블랭커 드라이버 (110) 의 보다 상세한 블록 다이아그램을 나타낸다.
도 18 은 본 발명의 실시형태에 따른 상부 애퍼쳐 (1210) 및 하부 애퍼쳐 (1214A) 를 통한 전자 빔 (1222) 의 예시적인 경로를 개략적으로 나타낸다.
도 19a 는 블랭킹 위치(1904) 와 함께 하부 애퍼쳐 및 개구 (1402A - 1402D) 를 이용하여 생성된 형상 (1908) 의 상부 평면도를 나타낸다.
도 19b 는 블랭킹 위치(1904) 와 함께 하부 애퍼쳐 및 개구 (1402A - 1402D) 를 이용하여 생성된 형상 (1910) 의 상부 평면도를 나타낸다.
도 20a 는 하부 애퍼쳐 (1214B) 의 개구 (1502) 를 이용하여 도 19A 의 형상 (1908) 대로 전자 빔 (1222) 을 형상화한 예를 나타낸다.
도 20b 는 하부 애퍼쳐 (1214B) 의 개구 (1502) 를 이용하여 도 19B 의 형상 (1908) 대로 전자 빔 (1222) 을 형상화한 예를 나타낸다. 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 사용함은 동일하거나 유사한 엘리먼트를 나타내기 위함이다.
도 21 은 본 발명의 실시형태에 따른 하부 애퍼쳐 (1214C) 의 부분의 평편도이다.
도 22 는 도 21 의 형상 애퍼쳐를 이용하여 전자빔의 단면 부를 형상화한 것을 예시적으로 나타낸다.
본 발명의 실시형태는 래스터 스캔으로 기판 상에 플래시 필드를 쓰는 장치를 제공하며, 플래시 필드가 패턴을 정의하고, 이 장치는,
기판의 표면을 픽셀로 래스터링하고, 패턴과 중첩되는 픽셀의 비율을 지정하는 그레이 레벨 값을 산출하는 래스터라이저 (rasterizer);
래스터라이저로부터 그레이 레벨 값을 수신하고 저장하도록 커플링되는 버퍼;
버퍼로부터 그레이 레벨 값을 수신하도록 커플링되고, 플래시 필드를 정의하는 형상 데이타를 산출하는 플래시 컨버터;
래스터라이저에 커플링되고, 형상 데이타와 관련된 도즈 값을 계산하는 도즈 값 회로;
플래시 컨버터로부터 형상 데이터 및 도즈 값 회로로부터 관련된 도즈 값을 수신하도록 커플링되고, 플래시 필드의 형상, 플래시 필드의 지속시간 및 기판 상의 플래시 필드의 위치를 특정하는 신호를 출력하는 컨버터; 및
컨버터로부터 신호를 수용하도록 커플링되고, 컨버터로부터의 신호에 의해 특정된 대로 플래시 필드를 생성하는 하전 입자 빔 컬럼을 포함한다.
본 발명의 실시형태는 기판상에 쓰여지는 플래시 필드를 계산하고 생성하는 방법을 제공하며, 이 방법은,
기판을 픽셀로 이루어진 그리드로 나타내는 단계;
각 픽셀을 하전 입자 빔에 의해 노출되는 각 픽셀의 부분을 특정하는 그레이 레벨 값으로 나타내는 단계;
픽셀의 쿼드런트 (quadrant) 와 관련하여 노출 시간을 결정하는 단계;
쿼드런트를 형상 코드로 나타내는 단계; 및
플래시 필드를 생성하는 단계를 포함하며, 이 형상 코드와 노출 시간은 플래시 필드의 형상과 기판 상의 위치를 지정한다.
본 발명의 실시형태는 표면 상에 가변 형상 빔을 기록하기 위한 전자 (또는 다른 하전 입자) 빔 컬럼을 제공하며, 이것은,
하전 입자 빔의 소스;
소스의 하부스트림에 배치된 전사 렌즈 (transfer lense);
빔과 동축이고, 소스의 하부스트림에 배치되고 개구를 정의하는 제 1 차 애퍼쳐 엘리먼트;
빔과 동축이고, 제 1 차 애퍼쳐 엘리먼트의 하부 스트림에 배치되고 전계를 생성하는 제 1 차 편향기;
빔과 동축이고, 제 1 차 편향기의 하부스트림에 배치되고 1 이상의 개구를 정의하며, 전계가 1 이상의 개구 상에 빔을 조사하여 빔의 형상을 변화시키는 제 2 차 애퍼쳐 엘리먼트;
빔과 동축이고 제 2 차 애퍼쳐의 하부스트림에 배치되고 제 2차 전계를 생성하는 제 2 차 편향기;
제 2 차 편향기의 하부스트림에 배치되어 빔을 래스터 스캔하는 마그네틱 코일; 및
대물렌즈를 포함하며, 이 대물렌즈는 기판상에 변형된 빔을 포커싱하고 표면상의 변형된 빔의 최종 크기를 제어한다. 일 실시형태에서, 1 이상의 개구는 4 개의 개구를 포함하며, 4 개의 개구 각각은 L 형이고, 4 개의 개구는 사각형의 코너로서 배치된다. 일 실시형태에서, 서로에 대하여 각진 에지 (edge) 를 가지는 추가적 개구가 제공된다. 일 실시형태에서, 빔은 래스터 스캔 상태로 조사된다.
본 발명의 일 실시형태는 전자 (또는 다른 하전 입자) 빔을 형상화하는 방법을 제공하며, 이 방법은,
하전 입자 빔을 생성하는 단계;
제 1 차 개구를 통하여 빔을 형상화하는 단계;
제 1 차 개구와 공간적으로 분리되어 빔을 더 형상화하는 제 2 차 개구를 통하여 이 형상화된 빔을 편향시키는 단계; 및
래스터 스캔에서 더 형상화된 빔을 편향시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 첨부한 도면과 함께 이하 상세한 설명을 참고하면 더욱 완전히 이해될 것이다.
시스템 개요
본 명세서는 종래의 "정규 주기 트래젝토리(trajectory)" 래스터 스캔에서 기판상에 조사되는 특정 단면 형상을 가지는 전자 (또는 다른 에너지) 빔을 생성하고 쓰는 시스템 및 프로세스에 관한 것이다. 일 실시형태는 가장 큰 단면 형상이 종래 벡터 형 빔 장치에 의해 생성된 전자 빔 단면의 형상보다 더 작은 전자 빔을 생성한다. 따라서, 이 실시형태는 종래 벡터 형 빔 장치보다 더 작은 패턴을 정의하는 것을 허용한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따라 래스터라이저 회로 (102), 버퍼 회로 (104), 도즈 값 회로 (106), 플래시 컨버터 (108), 성형기 / 블랭커 드라이버 (110), 및 전자 빔 컬럼 (112)을 포함하는 리소그래피 (이미징) 시스템 (100) 의 블록 다이어그램을 나타낸다. 플래시 컨버터 (108) 및 성형기 / 블랭커 드라이버 (110) 는 시계 (114) 로부터 시간 (timing) 을 수신하기 위해 각각 커플링되어 있다. 이 실시형태에서, 시계 (114) 의 시간 신호 주파수는 800 MHz 이다. 래스터라이저 회로 (102), 버퍼 회로 (104), 도즈 값 회로 (106), 플래시 컨버터 (108), 성형기 / 블랭커 드라이버 (110) 및 전자 빔 컬럼 (112) 의 상세한 설명은 하기와 같다.
본 명세서의 모든 차원 및 파라미터는 예시적이다. 이 실시형태에서, 래스터라이저 회로 (102) 는 우선 (예컨대, 종래 리소그래피 데이타 구조로부터) 기판 상의 형상 위치에 의해 특정된 기판 (118) 상에 기록되어야 할 패턴 (소위 "벡터 형식") 을 수신한다. 다음으로, 래스터라이저 (102) 는 기판 (118) 의 표면을 픽셀의 그리드로 분할하고, 패턴 부분을 포함한 픽셀의 면적의 부분을 특정하는 "그래이 레벨 값"으로 각 픽셀을 나타낸다. 래스터라이저 (102) 는 버퍼 (104) 와 도즈 값 회로 (106) 에 각 그래이 레벨 값을 출력한다. (점선 내의 도 1 의 결선은 일반적으로 다중-라인 데이터 버스를 나타낸다). 버퍼 (104) 는 플래시 컨버터 (108) 에 그래이 레밸 값을 제공한다. 이 실시형태에서, 플래시 컨버터 (108) 는 4 개의 픽셀들 ("쿼드런트")로 이루어진 각 사각형 배열 (2 차원) 을, 1 플래시 사이클로 노광되는 플래시 필드를 지칭한다 (이하, "플래시 필드"라는 용어는 전자 빔 컬럼 (112) 이 기판 (118) 상에 기록하는 블랭크 또는 형상을 나타낸다). 다른 실시형태에서는, 플래시 컨버터 (108) 은 플래시 필드를 N × M 픽셀 사각형, 더 크거나 더 작은 크기의 사각형 배열 또는 다른 형태로 나타낼 수 있다. 플래시 컨버터 (108) 는 형상 클래스 및 코디네이트 (형상_x, 형상_y) (이하, "형상 데이터"란 용어는 형상 클래스 및 코디네이트 모두를 지칭한다) 에 의해 각 플래시 필드를 특정한다. 도즈 값 회로 (106) 는 래스터라이저 회로 (102) 로부터 각 쿼드런트와 관련된 그래이 레벨 값을 수용하고 각 플래시 필드와 관련된 도즈 값을 출력한다.
성형기 / 블랭커 드라이버 (10) 는 각각의 플래시 컨버터 (108) 과 도즈 값 회로 (106) 로부터 형상 데이타 및 대응되는 도즈 값 (이하 형상 데이타 및 대응되는 도즈 값은 함께 "플래시 데이타" 로 지칭한다) 을 요구한다. 일 실시형태에서, 플래시 컨버터 (108) 및 도즈 값 회로 (106) 는 대략적으로 매 10 ns 마다 성형기 / 블랭커 드라이버 (110) 에 플래시 데이타를 제공한다. 성형기 / 블랭커드라이버 (110) 는 각 플래시 데이타를 전압 값으로 변환하고, 기판 (118) 상의 적합한 위치에 특정된 플래시 필드를 기록하기 위해 전자 빔 컬럼 (112) 을 제어하는 전압을 제공한다. 이 실시형태에서, 전자 빔 컬럼 (112) 은 매 10 ns (이하 "플래시 사이클") 마다 새로운 플래시 필드를 기록한다. 블랭크 플래시 필드의 경우, 전자 빔 컬럼 (112) 은 기판 (118) 상에 전자 빔을 기록하지 않는다. 이온 빔 컬럼 또는 다른 에너지 빔 (예, 레이저) 이 컬럼 (112) 을 대체할 수 있다.
예를 들면, 종래 "정규 주기 트래젝토리" 래스터 스캔에서, 전자 빔 컬럼 (112) 은 플래시 필드를 기록한다. 이 실시형태에서, 종래 "정규 주기 트래젝토리" 래스터 스캔은 "단일방향성" 타입 또는 "양방향성" 타입일 수 있다. "정규 주기 트래젝토리" 는 스캔이 균일하고 주기적으로 이동하며, 그 이동은 패턴 데이타에 의해 제어되지 않는다. "단일방향성" 타입에서, 그리드 스캔은, 예컨대, 기판의 부분 상에 정의된 그리드의 하부 좌측 코너에서 시작해서 그리드의 상부 좌측으로 진행하며, 다음으로, 빔이 블랭크된채 다음 최좌측 컬럼의 저부로 복귀하고, 처음과 동일한 방향으로, 예컨대, 저부에서 상부로 다음 최좌측 컬럼을 스캐닝한다. 스캔닝은 동일한 방식으로 패터닝된 전체 그리드를 커버할 때까지 계속된다. 종래 "양방향" 타입 래스터 스캔에서, 그리드의 스캐닝은, 예컨대, 기판의 부분 상에 정의된 그리드의 하부 좌측 코너에서 시작하여, 그리드의 상부 좌측 코너로 진행하며, 처음과 대향하는 방향으로, 예컨대 상부에서 저부로, 다음 최좌측 스캐닝을 계속한다. 스캐닝은 패터닝되어야 할 전체 그리드가 스캔닝될 때까지 그와 같은 위-아래의 순서로 계속된다.
선행 벡터 스캔 시스템은 벡터 스캔닝된 패턴을 저장하는 큰 데이타 버퍼를 요구한다. 패턴 크기는 상당히 변할 수 있으며, 그 결과, 벡터 형식으로 패턴 데이타를 저장하기에 적합한 데이타 버퍼는 매우 큰 저장 능력을 가진다. 그러나, 버퍼의 큰 데이타 용량은 비용을 증가시킨다. 본 발명의 실시형태는 선행 기술의 큰 데이타 버퍼를 회피하기 위해 플래시 필드 데이타의 실시간 프로세싱을 채용한다. 이 실시형태에서, 래스터라이저 (102), 플래시 컨버터 (108), 도즈 값 회로 (106) 및 성형기 /브랭커 드라이버 (110) 는 함께 전자 빔 컬럼 (112) 에 의한 플래시 필드 생성에 선행하여 즉시 플래시 필드의 형상과 지속을 프로세싱한다.
래스터 회로 (102)
본 발명의 실시형태에 따라, 도 2A 는 적합한 래스터라이저 회로 (102) 를 개략적으로 나타내며, 래스터라이저 회로 (102) 는 픽셀라이저 (210) 및 그래이 레벨 지정자 (specifier) (212) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 래스터라이저 (102) 는 이하 도 2B 를 참조하여 더욱 세부적으로 개시된 프로세스 (200) 을 수행하는 "하드와이어드 (hardwired)" 논리 회로이다. 다른 실시형태에서, 래스터라이저 (102) 는 프로세스 (200) 의 소프트웨어 형태를 이행하는 컴퓨터일 수 있다. 본 명세서의 모든 파라미터는 예시적이다.
래스터라이저 (102) 는 기판 상에 기록될 종래 패턴을 나타내는 벡터 형식의 입력 신호 데이타를 수용한다. 종래 패턴은 예컨대, 집적회로로 이루어진 층을 정의하고, x - y 좌표로 표시된다. 래스터라이저 (102) 는 기판의 임의의 부분상에 기록될 패턴 이미지를 픽셀의 그리드로 분할하고, 패턴을 포함하는 픽셀의 비를 특정하는 그래이 레벨 값으로 각 픽셀을 나타낸다.
도 2B 는 기판의 표면 상에 기록될 패턴 이미지를 그래이 레벨 값으로 나타내기 위해서, 래스터라이저 (102) 에 의해 실행되는 적합한 프로세스 (200) 의 흐름도를 나타낸다. 프로세스 201 에서, 픽셀라이저 (210) 는 기판 표면의 부분을 그리드로 분할한다. 픽셀라이저 (210) 는 그리드내에서 지정된 임의의 패턴을 추가적으로 배치한다. 이 실시형태에서, 각 그리드는 최대, 예컨대, 8,192 픽셀 × 1,440,000 픽셀이다. 비록 다른 픽셀 형상이 사용될 수 있지만, 200 nm 의 최소 형상 크기를 요구하는 마스크를 이미지화하기 위해, 각 픽셀은 사각형 형상이고, 대략 한 변이 100 nm 이다.
도 3 은 픽셀들 (310) 으로 분할하고 패턴 (306) 을 이미징한 기판의 표면의 일부를 분할한 그리드 (302) 의 예시적인 부분을 도시한 것이다. 도 2 의 프로세스 202 에서, 픽셀라이저 (210) 은 그리드를 그레이 레벨 값에 의해 각각의 픽셀 (310) 을 나타내는 그레이 레벨 지정자 (gray level specifier; 212) 에 넘겨준다. 그레이 레벨 값은 패턴 (306) 과 오버랩하는 픽셀 (310) 내의 일부 서브픽셀들을 나타낸다. 본 발명의 이 실시형태에서, 그레이 레벨 값들은 0 내지 16 의 범위를 가진다. 예를 들어, 패턴 (306) 을 포함하지 않은 픽셀은 0 의 그레이 레벨 값을 가진다. 도 4 는 픽셀내의 패턴의 코너에 대한 일예를 도시한 것이다. 그 일예에서, 256 개의 서브-픽셀 중에 64 개의 서브-픽셀 (이들은 어두운 영역의 에지에서의 픽셀들임) 은 오버랩되어, 4 의 그레이 레벨 값을 나타낸다. 이 실시형태에서, 그레이 레벨 지정자 (212) 는 각각의 그레이 레벨 값을 5 비트 값 단위로 특정하여, 32 개의 그레이 레벨까지 허용한다.
프로세스 203 에서, 래스터라이저 (rasterizer; 102) 는 버퍼 (104) 에서의 그리드와 관련된 그레이 레벨 값들을 저장한다. 이 후, 래스터라이저 (102) 는, 기판에 새겨진 거의 모든 이미지가 픽셀에 의해 표시될 때까지 도 2b 의 프로세스 200 을 반복한다.
종래의 벡터 스캔 장치들에서는, 기판상에 새겨지는 패턴들만이 코딩된다. 이 실시형태에서, 래스터라이저는 기판 표면의 일부를 그리드로 분할하며, 그 기판상의 모든 픽셀을 나타낸다. 특히, 패턴을 포함하는지 여부에 관계없이 각각의 픽셀을 표현하기 때문에, 전체 기판 이미지의 표현은 패턴에 대한 종래의 벡터 포맷 표현에 비해 많은 이점들을 제공한다.
예를 들어, 종래의 근사 에러 정정은, 각각의 픽셀이 노출여부에 관계없이 표현되므로, 훨씬 용이하게 계산될 수 있다. 근사 에러 정정은 특정 영역에 인접한 픽셀들로의 노출을 고려하여 과도노출을 방지하도록, 전자 빔 노출의 레벨을 기판의 특정 영역으로 조정하는 단계를 포함한다. 만약 패턴들이 벡터 포맷으로 존재하면, 패턴들의 근사를 결정하는 단계는 수많은 계산을 요구한다.
이 실시형태에서는, 오버랩 판정이 훨씬 용이하게 계산될 수 있다. 오버랩 판정은 다중 패턴들이 오버랩하는 영역의 과도노출을 방지하기 위하여 요구된다. 벡터 포맷인 패턴들에 있어서, 각각의 패턴은 오버랩되더라도 개별적으로 코딩된다. 따라서, 오버랩을 판정하기 위하여 수많은 계산들이 요구된다.이 실시형태에서는, 모든 픽셀이 그레이 레벨 값들로 표현되므로, 오버랩을 판정하기가 훨씬 더 용이하다. 때때로, 패턴들은 "톤 역전 (tone reversed)" 된다 (즉, 통상적으로 노출되지 않은 기판의 일부분들이 노출되고, 통상 노출된 패턴 부분들은 노출되지 않음). 이 실시형태에서는, 통상적으로 노출되지 않은 픽셀들까지 표현되므로, 픽셀들은 용이하게 톤 역전될 수 있다. 벡터 포맷인 패턴들에 있어서는, 노출된 영역들만 코딩되므로, 노출되지 않은 영역들이 톤 역전되기는 어렵다.
벡터 포맷 패턴에 있어서, 패턴에서의 플래시 필드의 수는 매우 많기 때문에 실행 불가능하게 매우 큰 버퍼 공간을 요구한다. 이 실시형태에서, 각각의 픽셀은 개별적으로 표현되므로, 픽셀들은 버퍼 공간에 별도의 스텝 (discrete step) 으로 로딩되거나 심지어는 패턴을 분할할 수도 있다. 이 실시형태에서, 래스터라이저 (102) 는 그레이 레벨 값들을 일정한 레이트로 버퍼 장치에 출력하여, 버퍼 (104) 로하여금 종래보다 더 작은 저장 공간을 포함하도록 한다.
플래시 컨버터 (flash converter; 108)
플래시 컨버터 (108) 은 픽셀의 그레이 레벨 값들을 플래시 필드의 형상을 특정하는 형상 데이터로 변환한다. 도 5a 는 적당한 플래시 컨버터 (108) 을 블록도의 형태로 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 플래시 컨버터 (108) 은 리포맷터 로직 (510), 형상 코드 결정 로직 (512), 제 1 룩업 테이블 (LUT; 514), 및 제 2 LUT (516) 을 구비한다. 제 1 및 제 2 LUT (514 및 516) 의 적당한 구현물은 SRAM (static random access memory) 이다. 플래시 컨버터 (108) 은 버퍼 (104) 로부터의 그레이 레벨 값들 및 클록 (114) 로부터의 클록 신호를 수신하도록 커플링된다. 플래시 컨버터 (108) 은 클록 (114) 로부터의 클록 신호에 따라서 형상 데이터를 성형기/블랭커 드라이버 (110) 에 출력한다. 이 실시형태에서, 플래시 컨버터 (108) 은 도 5b 를 참조하여 다음에 설명되는 프로세스 500 을 수행하는 하드와이어 로직 (hardwired logic) 이다. 또 다른 실시형태에서, 플래시 컨버터 (108) 은 프로세스 500 의 소프트웨어 형태를 구현한 컴퓨터일 수도 있다. 첨부문헌 B 는 플래시 컨버터 (108) 의 하드와이어 로직 구현물에 의해 수행될 때의 프로세스 500 의 파스칼 (Pascal) 컴퓨터 언어 시뮬레이션이다. 여기서 모든 파라미터들은 예시적인 것이다. 프로세스 501 에서, 버퍼 (104) 는 리포맷터 로직 (510) 에서, 예를 들어, 16 개 이상의 그레이 레벨 값을 가지는 신호를 제공한다. 이 실시형태에서, 그레이 레벨 값들은 중앙에 관심있는 사분면 (quadrant) 을 갖는 정방형의 4 x 4 픽셀들 (이하, "매트릭스 A" 라 함) 에 대응한다. 도 9 는 매트릭스 A 를 좀더 상세하게 도시한 것이다. 관심있는 사분면은 픽셀들 (a22, a23, a32, 및 a33) 에 대응하며, 나머지 픽셀들은 "주변 픽셀들" 이다. 그리드의 에지에 대한 사분면에 있어서, 그리드 내에 있지 않고 사분면 주변에 있는 픽셀들은 0 의 그레이 레벨 값을 가진다. 플래시 컨버터 (108) 은 형상 데이터로서 관심있는 사분면을 나타낸다.
프로세스 501 의 제 1 실행에서, 버퍼 (104) 는 하부의 좌측 사분면과 관련되는 데이터를 먼저 출력한다. 프로세스 501 의 후속 실행에서, 버퍼 (104) 는 전술된 래스터 스캔에서의 사분면과 관련된 데이터를 출력한다. 프로세스 502에서, 리포맷터 로직 (510) 은 형상 데이터, 즉, 형상 코드 및 좌표 (shape_x, shape_y) 에 의해 사분면을 나타낸다. 형상 코드는 빔에 의해서 완전히 노출되는 사분면으로부터 노출되지 않은 사분면까지의 영역을 가지는 기본 형상을 나타낸다. 좌표는 서브픽셀에 의해 기본 형상을 변경하며, 변경된 형상은 사분면내의 패턴 부분을 더 양호하게 근사화한다. 각각의 플래시 필드의 형상은 형상 코드 및 좌표에 의해 특정된다.
도 6a 는, 각각이 사분면 (304) 내에 존재하는 14 개의 기본 형상들, 및 이 실시형태에 따라 관련된 할당 형상 코드들을 도시한 것이다. 각 형상의 어두운 부분은 (전자) 빔에 의하여 노출된 영역 ("노출 영역") 을 나타낸다. 가장 넓은 노출 영역은 전체 사분면이며, 형상 코드 (16) 에 대응한다. 형상 코드 (1 내지 4) 는 4 개의 상이한 회전을 갖는 직사각형 노출 영역들을 특정한다. 형상 코드 (5 내지 8) 은 4 개의 상이한 회전을 갖는 정방형 또는 직사각형이 될 수 있는 노출 영역들을 특정한다. 형상 코드 (9 내지 12) 는 4 개의 상이한 회전을 갖는 L-형 노출 영역들을 나타낸다. 또 다른 실시형태들에서, 형상 코드들은 다른 형상들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이하, 도 6b 를 참조하여 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 각진 형상 (angled shape) 이 나타날 수도 있다.
좌표는 서브-픽셀에 의해 형상 코드들 (1 내지 12) 에 대응하는 형상들을 변형시킨다. 이 실시형태에서, shape_x 및 shape_y 는 각각 0 내지 31 의 값을 가진다. 예를 들어, 도 7 은 사분면내의 패턴 (306) 의 확대도의 일부분 (308) 을 도시한 것이다. 부분 (308) 은 형상 코드 (12) 에 대응한다. 그 예에서, 형상 코드 (12) 갖는 형상의 변경은 좌표 (19, 20) 로 shape_x 및 shape_y 를 특정함으로써 달성된다. 그 예에서, 그 좌표는 형상의 코너 위치를 특정한다.
도 6b 는, 각각이 사분면 (304) 내에 존재하는 18 개의 기본 형상들, 및 이 실시형태에 따라 관련된 할당 형상 코드들을 도시한 또 다른 실시형태들이다. 각 형상의 어두운 부분은 (전자) 빔에 의하여 노출된 영역 ("노출 영역") 을 나타낸다. 일반적으로, 그 형상들은, 형상들 (17 내지 20) 이 추가된 것을 제외하면, 도 6a 의 것과 유사하다. 가장 넓은 노출 영역은 전체 사분면이며, 형상 코드 (16) 에 대응한다. 형상 코드 (1 내지 4) 는 4 개의 상이한 회전을 갖는 직사각형 노출 영역들을 특정한다. 형상 코드 (5 내지 8) 은 4 개의 상이한 회전을 갖는 정방형 또는 직사각형이 될 수 있는 노출 영역을 특정한다. 형상 코드 (9 내지 12) 는 4 개의 상이한 회전을 갖는 L-형 노출 영역을 나타낸다. 형상 코드 (17 내지 20) 은 4 개의 상이한 회전을 갖는 대각선 노출 영역들을 나타낸다. 또 다른 실시형태들에서, 형상 코드들은 다른 형상들을 나타낼 수 있다. 도 6a 의 예에서, 좌표는 형상 코드들로 변경한다.
도 8 은 좀더 상세한 프로세스 502 의 흐름도를 도시한 것이다. 프로세스 801 에서, 리포맷터 로직 (510) 은 매트릭스 A 를 로딩한다. 프로세스 802 에서는, 픽셀 (a22) 가 1) 회전 2) 플립핑 (flipping), 또는 3) 역전 토닝 (reverse toning) 의 3 가지 동작에 의해 관심있는 사분면들 가운데 가장 큰 그레이 레벨 값을 갖도록, 리포맷터 로직 (510) 은 매트릭스 A 를 변경한다. 변수 "회전" 은 0, 1, 2, 또는 3 의 값을 가지며, 매트릭스 A 가 각각 0, 90, 180, 또는270 도씩 회전하였는지를 나타낸다. 변수 "플립" 은, 매트릭스 A 가 "플립"되었는지, 즉, 각각의 픽셀에 대하여, 그레이 레벨 값을 유지하지만 좌표 (shape_x 및 shape_y) 가 교환되었는지를 특정한다. 변수 "역전" 은 각각의 그레이 레벨 값을 (16 - 그레이 레벨 값) 으로 표현할 수 있는지를 특정한다. 리포맷터 로직 (510) 은 그 변수들을 저장하며, 추후에 이용하기 위하여 동작 순서를 리코딩한다. 결과로 생성된 매트릭스는 도 9 에 도시된 매트릭스 B 이다. 그 후, 리포맷터 로직 (510) 은 매트릭스 B, 변수들, 및 동작 순서를 형상 코드 결정 로직 (512) 로 출력한다.
프로세스 803 에서, 도 6a 의 실시형태에 대하여, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 중간 형상 코드 (intermediate shape code) 를 결정하기 위하여 도 10a 에 도시된 프로세스를 매트릭스 B 의 중앙의 4 개의 픽셀들에 적용한다. 먼저, 프로세스 1002 에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는, 픽셀 (b23) 이 16 의 그레이 레벨 값을 갖는지를 판정한다. 만약 갖지 않으면, 프로세스 1003 에서, 중간 형상 코드는 5, 1, 또는 11 이다 (상태 D). 만약 가지면, 프로세스 1004 에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는, 픽셀 (b32) 이 16 의 그레이 레벨 값을 갖는지를 판정한다. 만약 갖지 않으면, 프로세스 1005 에서, 중간 형상 코드는 1 또는 11 이다 (상태 C). 만약 가지면, 프로세스 1006 에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는, 픽셀 (b33) 이 16 의 그레이 레벨 값을 갖는지를 판정한다. 만약 갖지 않으면, 프로세스 1007 에서, 중간 형상 코드는 11 이다 (상태 B). 만약 가지면, 프로세스 1008 에서, 중간 형상 코드는 16 이다 (상태 A). 따라서, 만약상태가 C 또는 D 이면, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 중간 좌표 및 중간 형상 코드를 연속적으로 결정한다. 상태 B 의 경우, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 11 의 중간 형상 코드에 대응하는 형상을 변경하여 중간 좌표만 연속적으로 결정한다. 상태 A 의 경우에는, 좌표를 결정할 필요는 없다.
이 실시형태에서, 상태 B 의 경우에, 중간 좌표를 결정하기 위하여, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 대응 중간 좌표를 차례로 출력하는 제 1 룩업 테이블 (514) 에게 표 1 에 도시된 픽셀의 그레이 레벨 값들을 제공한다. C 및 D 의 경우에, 중간 좌표 및 중간 형상 코드를 결정하기 위하여, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 중간 좌표 및 중간 형상 코드를 차례로 출력하는 제 1 룩업 테이블 (514) 에게 표 1 에 도시된 픽셀의 그레이 레벨 값들을 출력한다.
상태 B 의 경우에, 제 1 룩업 테이블 (514) 에서의 중간 좌표 엔트리들은 다음과 같이 유도된다. 픽셀들 (b22, b23, 및 b32) 는 16 의 그레이 레벨 값을 가진다. 픽셀 (b33) 의 그레이 레벨 값은 특정되지만 노출 서브-픽셀들은 특정되지 않는다. 따라서, 하나의 그레이 레벨 값은 다양한 노출 서브-픽셀들에 대응할 수 있다. 이 실시형태에서, 코너는 픽셀 (b33) 의 에지점 (1118) 에서 코너 측면의 교차점을 갖는 픽셀들 (b34, b33, 및 b43;도 11 의 매트릭스 (1102) 에서의 파선) 을 걸쳐서 형성되는 것으로 가정한다. 코너 (1108) 의 내부의 음영 영역은 노출되지 않는다. 에지점 (1118) 을 교차하는 측면들 사이의 각은 반드시 90 도일 필요는 없다. 이 실시형태에서, 에지점 (1118) 의 좌표 및 픽셀 (b33) 의 노출된 부분은 최소의 그레이 레벨 에러에 대응하는 픽셀들 (b34, b33, 및 b43) 을 걸쳐있는 코너 (1108)을 결정하여 추정된다.
좀더 자세하게는, 제 1 룩업 테이블 (514) 에서의 각각의 좌표는 1) 플래시 필드 및 픽셀들 (b34, b43, 및 b44) 의 특정 그레이 레벨 값들과 2) 결과로 형성되는 플래시 필드 및 좌표에 설정된 에지점을 갖는 픽셀들 (b34, b43, 및 b44) 의 그레이 레벨 값들 사이의 최소 에러에 대응한다.
이 실시형태에서, 아래에 제시된 공식은 모든 가능한 그레이 레벨 값들에 대한 (0, 0) 으로부터 (15, 15) 까지의 각각의 좌표에 대하여 계산된다. 제 1 룩업 테이블 (514) 에서의 각각의 중간 좌표는 다음의 공식으로부터 최소 에러 값에 대응한다:
변수 F 는 플래시 필드의 특정한 총 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 플래시 필드의 총 그레이 레벨 값 사이의 차이에 대한 절대값을 나타낸다. 변수 PE 는 상태 B 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과 좌표에의해 획득되는 상태 B 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 에러를 나타낸다. 변수 T 는 상태 B 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 상태 B 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 차의 절대값의 합과 변수 F 의 합을 나타낸다. 일 실시형태에서, 가중 변수들 K, L, 및 M 15 은 각각 8, 4, 및 1 이다. 이것은 변수 F 에 가장 강하게 가중시킨다. 어떤 실시형태들에서는, 픽셀 (b44) 을 고려하지 않는다.
상태 C 의 경우, 제 1 룩업 테이블 (514) 에서의 중간 좌표 엔트리들은 다음과 같이 유도된다. 픽셀들 (b22 및 b23) 는 16 의 그레이 레벨 값을 가진다. 픽셀 (b33 및 b33) 의 그레이 레벨 값은 특정되지만 노출 서브-픽셀들은 특정되지 않는다. 사분면의 노출 부분은 형상 코드 (1 또는 11) 에 대응할 수 있으므로, 코너는 픽셀들 (b32, b33, b34, 및 b42) 에 걸쳐서 형성되거나 일직선의 에지는 픽셀들 (b32, b33, b34, 및 b31; 도 11 의 매트릭스 (1104) 에서의 파선) 에 걸쳐서 형성된다. 코너의 측면들 사이의 각은 90 도가 아닐 수도 있다. 형상 코드 (11) 에 대응하는 코너에 대하여, 중간 좌표는 픽셀 (b32) 의 에지점 (1120) 에서 측면들의 교차점들을 특정한다. 코너의 노출되지 않은 부분은 영역 (1110) 으로서 도시되어 있으며, 일직선 에지의 노출되지 않은 부분은 영역들 (1110 및 1112) 으로서 도시되어 있다.
상태 C 의 경우에, 룩업 테이블에 특정되어 있는 픽셀들 (b31, b32, b33, b34, 및 b42) 에 대한 그레이 레벨 값들의 각각의 조합에 대하여, 중간 형상 코드들 및 중간 좌표는 공식으로부터의 최소 에러 값들에 대응한다. 전술한 공식은 각각의 형상 코드들 (1 및 11) 및 (0, 0) 으로부터 (31, 15) 까지의 범위를 갖는 좌표에 대하여 계산된다. 그 공식에서, 변수 PE 는 상태 C 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 상태 C 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 에러를 나타낸다. 변수 T 는 상태 C 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 상태 C 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 차의 절대값의 합과 변수 F 의 합을 나타낸다. 어떤 실시형태들에서는, 픽셀 (b42) 대신 픽셀 (b31) 을 사용한다.
상태 D 의 경우, 제 1 룩업 테이블 (514) 에서의 중간 좌표 엔트리들은 다음과 같이 유도된다. 픽셀들 (b22, b23, b32, 및 b33) 의 그레이 레벨 값은 특정되지만 노출 서브-픽셀들은 특정되지 않는다. 사분면의 노출 부분은 형상 코드 (1 5, 또는 11) 에 대응할 수 있으므로, 코너는 픽셀들 (b42, b32, b22, b23, 및 b24) 에 걸쳐서 형성되거나 일직선의 에지는 픽셀들 (b21, b22, b23, 및 b24; 도 11 의 매트릭스 (1106) 에서의 파선) 에 걸쳐서 형성된다. 코너의 노출되지 않은 부분은 영역 (1116) 으로서 도시되어 있으며, 일직선 에지의 노출되지 않은 부분은 영역들 (1114 및 1116) 으로서 도시되어 있다. 형상 코드 (11 또는 5) 에 대응하는 코너에 대하여, 좌표는 사분면의 임의의 픽셀에 걸쳐서 에지점 (1122) 에서 측면들의 교차점을 특정한다. 에지점 (1122) 의 측면들 사이의 각은 90 도가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 형상 코드는 90 도 보다 큰 코너의 측면들 사이의 각에 대응할 수도 있다.
상태 D 의 경우에, 제 1 룩업 테이블 (514) 에 특정되어 있는 픽셀들 (b22, b23, b32, b33, 및 b42 (또는 b31)) 에 대한 그레이 값들의 각각의 조합에 대하여, 중간 형상 코드들 및 중간 좌표는 공식으로부터의 최소 에러 값들에 대응한다. 전술한 공식은 각각의 형상 코드들 (1, 5, 및 11) 및 (0, 0) 으로부터 (31, 31) 까지의 범위를 갖는 좌표에 대하여 계산된다. 그 공식에서, 변수 PE 는 상태 D 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 상태 D 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 에러를 나타낸다. 변수 T 는 상태 D 에 대한 표 1 에서의 각 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 상태 D 에 대한 표 1 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 차의 절대값의 합과 변수 F 의 합을 나타낸다.
도 8 의 프로세스 804 에서, 모든 상태들에 대하여, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 프로세스 803 에서 결정된 형상 코드 및 좌표에 의해 특정된 형상에 대하여 프로세스 802 에서의 리포맷터 로직 (510) 에 의해 수행된 변형을 역순으로 역전시킨다. 이 실시형태에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 가능한 모든 중간 형상 코드 및 중간 좌표, 즉, 형상 코드들 (1, 5, 또는 11) 및 (0, 0) 내지 (31, 31) 의 좌표에 대하여 역-변환 동작의 모든 조합용의 좌표 및 형상 코드들을 포함하는 제 2 룩업 테이블 (516) 에 액세스한다. 프로세스 805 에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 제 2 룩업 테이블 (516) 으로부터 적당한 형상 코드 및 좌표를 판독한다.
도 5b 의 프로세스 503 에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 성형기/블랭커 드라이버 (110) 에 형상 데이터를 제공한다. 이 실시형태에서, 플래시 컨버터 (108) 은 성형기/블랭커 (110) 에 거의 10 ns 마다 형상 데이터를 제공한다. 플래시 컨버터 (108) 은, 도 2b 의 프로세스 202 에 특정되어 있는 그리드에서의 모든 사분면들이 형상 데이터로 표현될 때까지, 그 그리드에서의 각각의 사분면에 대하여 단계들 (501 내지 503) 을 반복한다.
바람직하게는, 이 실시형태는 룩업 테이블 엔트리들 및 로드 동작에 요구되는 회로의 수를 감소시킬 수 있다. 제 1 룩업 테이블 (514) 는 3 개의 형상 코드들, 즉, 1, 5, 및 11 에 대한 좌표 엔트리들을 포함한다. 이 실시형태에서, 상태 B 에 대한 룩업 테이블에는 174개의 값이 요구되며, 상태 C 및 D 의 각각에 대한 룩업 테이블에는 175개의 값이 요구된다. 다른 경우, 형상 코드들 (1 내지 12) 의 각각에 대하여 룩업 테이블이 요구된다. 따라서, 이 실시형태는 룩업 테이블의 수를 크게 감소시킨다.
이 실시형태에서, 각각의 룩업 테이블은 5 비트 shape_x 좌표 및 5 비트 shape_y 좌표 및 5 비트 형상 코드를 포함하는 2 바이트를 요구한다. 이 실시형태에서, 제 1 룩업 테이블 (514) 및 제 2 룩업 테이블 (516) 의 각각은 거의 6 메가바이트를 요구한다.
도 6b 의 실시형태에 대하여, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 중간 형상 코드를 결정하기 위하여, 매트릭스 B 의 중앙 4 개의 픽셀에 도 10b 에 도시된 프로세스를 적용한다. 먼저, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 픽셀 (b23) 이 16 의 그레이 레벨을 가지는지를 결정한다. 만약 가지면, 프로세스 1010 에서 결정된 바와 같이, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 픽셀 (b32) 가 16 의 그레이 레벨을 가지는지를 결정한다. 만약 픽셀 (b32) 가 그 값을 갖지 않으면, 프로세스 1016 에서 결정된 바와 같이, 중간 형상 코드는 1, 11, 또는 17 이다 (카테고리 2). 만약 픽셀 (b32) 가 16 의 그레이 레벨을 가지면, 프로세스 1014 에서 결정된 바와 같이, 형상 코드 결정 로직 (503) 은 픽셀 (b33) 이 16 의 그레이 레벨을 가지는지를 결정한다. 만약 가지면, 프로세스 1022 에서 결정된 바와 같이, 중간 형상 코드는 0 이다 (카테고리 0). 만약 픽셀 (b33) 이 16 의 그레이 레벨을 갖지 않으면, 중간 형상 코드는 11, 또는 17 이다 (카테고리 1).
만약 픽셀 (b23) 의 그레이 레벨이 프로세스 1012 에서 16 이 아니라고 결정되면, 형상 코드 결정 로직은 픽셀 (b22) 가 16 의 그레이 레벨을 가지는지를 결정한다. 만약 픽셀 (b22) 가 16 의 그레이 레벨을 가지면, 프로세스 1018 에서 결정된 바와 같이, 중간 형상 코드는 5, 11, 또는 17 이다 (카테고리 3). 만약 픽셀 (b22) 가 16 의 그레이 레벨을 갖지 않으면, 프로세스 1020 에서 결정된 바와 같이, 중간 형상 코드는 역시 5, 11, 또는 17 이다 (카테고리 4).
이 실시형태에서, 형상 코드 결정 로직 (512) 는 리스트된 카테고리들에 따라서, 표 2 에 도시된 픽셀들의 그레이 레벨 값들을 제 1 룩업 테이블 (514) 에 제공하며, 필요에 따라, 제 1 룩업 테이블 (514) 는 중간 좌표 및 중간 형상 코드를 출력한다.
그후, 전술한 바와 유사한 방식으로, 중앙 플래시에서의 총 도즈 에러 (dose error) 를 최소화하도록 형상 분류 및 대응 x 및 y 위치를 선택한다. 이와 유사하게, 중앙 플래시의 각 픽셀에서의 도즈 에러 및 주변 픽셀들에서의 도즈 에러를 최소화한다.
좀더 자세하게는, 카테고리 1 에 대하여, 중간 좌표 엔트리들은 다음과 같이 유도된다. 픽셀들 (b23 및 b32) 는 16 의 그레이 레벨 값을 가진다. 픽셀 (b33) 의 그레이 레벨 값은 특정되지만, 노출 서브-픽셀들은 특정되지 않는다. 따라서, 노출된 부분은 형상 코드 (11 또는 17) 에 대응할 수 있으며, 코너는 픽셀들 (b33, b34, b43, b44) 에 걸쳐서 형성되거나 대각선 에지는 픽셀들 (b24, b33, b42) 를 따라 형성된다. 그후, 전술한 공식은 각각의 형상 코드들 (11 및 17) 및 (0, 0) 으로부터 (1, 31) 까지의 범위를 갖는 좌표에 대하여 계산될 수도 있다. 그러나, 다른 에러 공식도 사용될 수 있다. 룩업 테이블에 특정되는 픽셀들에 대한 그레이 레벨 값들의 각각의 조합에 대하여, 중간 형상 코드들 및 중간 좌표는 그 공식으로부터의 최소 에러 값들에 대응한다. 그 공식에서, 변수 PE 는 카테고리 1 에 대한 표 2 에서의 각 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 카테고리 1 에 대한 표 2 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 최대 에러를 나타낸다. 변수 T 는 카테고리 1 에 대한 표 2 에서의 각 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과 좌표에 의해 획득되는 카테고리 1 에 대한 표 2 에서의 픽셀들의 그레이 레벨 값들 사이의 차의 절대값의 합과 변수 F 의 합을 나타낸다.
카테고리 2에 대하여, 중간 좌표 엔트리는 다음과 같이 유도한다. 픽셀 (b23) 은 16인 그레이 레벨을 갖는다. 따라서, 노출부분은 1, 11, 또는 17 인 형상 코드에 대응할 수 있다. 에지를, 픽셀 (b32, b32, b33, b34) 을 따라 형성하거나, 코너를 픽셀 (b33, b34, b43, b44) 을 통하여 형성하거나, 대각선 에지를 픽셀 (b24, b33, b42) 을 따라 형성한다.
이후, 상술한 공식을 각각의 형상 코드 (1, 11 및 17) 와 (0,0) 내지 (1,31) 인 범위에 있는 좌표에 대하여 계산할 수 있다. 그러나, 또 다른 에러 공식을 이용할 수도 있다. 룩업 테이블에서 특정된 픽셀에 대하여 그레이 레벨 값의 각각의 조합의 중간 형상 코드와 중간 좌표는 공식으로부터의 최소 에러 값에 대응한다. 이 공식에서, 변수 (PE) 는 카테고리 2에 대한 표 2에서의 각각의 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻을 수 있는 카테고리 2에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 최대 에러를 나타낸다. 변수 (T) 는 변수 (F) 의 합, 및 카테고리 2에 대한 표 2에서의 각각의 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻을 수 있는 카테고리 2에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 차이의 절대값의 합을 나타낸다.
카테고리 3에 대하여, 중간 좌표 엔트리는 다음과 같이 유도한다. 픽셀 (b22) 은 16인 중간 형상 코드를 갖는다. 따라서, 노출부분은 5, 11, 또는 17인 형성 코드에 대응할 수 있다. 코너를 픽셀 (b23 및 b33) 간의 에지를 따라 형성하거나, 코너를 픽셀 (b23) 에 형성하거나, 대각선을 픽셀 (b14, b23, b32, b41) 을 따라 형성한다. 이후, 상술한 공식을 각각의 형상 코드 (5, 11 및 17) 와 (0,0) 내지 (1,31) 인 범위에 있는 좌표에 대하여 계산할 수 있다. 그러나, 또 다른 에러 공식을 이용할 수도 있다. 룩업 테이블에서 특정된 픽셀에 대하여 그레이 레벨 값의 각각의 조합에 대한 중간 형상 코드와 중간 좌표는 공식에서의 최소 에러 값에 대응한다. 이 공식에서, 변수 (PE) 는 카테고리 3에 대한 표 2 에서의 각각의 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻은 카테고리 3에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 최대 에러를 나타낸다. 변수 (T) 는 변수 (F) 의 합, 및 카테고리 3에 대한 표 2 에서의 각각의 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻은 카테고리 3에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 차이의 절대값의 합을 나타낸다.
카테고리 4에 대하여, 중간 좌표 엔트리는 다음과 같이 유도한다. 픽셀 (b22 및 b23) 모두 16과 동일하지 않은 그레이 레벨을 갖는다. 노출부분은 5, 11, 또는 17인 형상 코드에 대응할 수 있다. 코너를 픽셀 (b23 및 b33) 간의 에지를 따라 형성하거나, 코너를 픽셀 (b23) 에 형성하거나, 대각선을 픽셀 (b14, b23, b32, b41) 을 따라 형성하거나, 에지를 픽셀 (b22 및 b23) 을 통하여 형성한다. 이후, 상술한 공식을, 각각의 형상 코드와 (0,0) 내지 (1,31) 인 범위에있는 좌표에 대하여 계산할 수도 있다. 그러나, 또 다른 에러 공식을 이용할 수도 있다. 룩업 테이블에서 특정된 픽셀에 대한 그레이 레벨 값의 각각의 조합에 대한 중간 형상 코드와 중간 좌표는 공식에서의 최소 에러 값에 대응한다. 이 공식에서, 변수 (PE) 는 카테고리 4에 대한 표 2 에서의 각각의 픽셀의 각각의 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻은 카테고리 4에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 최대 에러를 나타낸다. 변수 (T) 는 변수 (F) 의 합, 및 카테고리 4에 대한 표 2 에서의 각각의 픽셀의 각각의 특정된 그레이 레벨 값과, 좌표에 의해 얻은 카테고리 4에 대한 표 2에서의 픽셀의 그레이 레벨 값간의 차이의 절대값의 합을 나타낸다.
도즈값 (Dose Value) 회로 (106)
일 실시형태에서, 도즈값 회로 (106) 는 래스터라이저 (rasterizer; 102) 로부터의 플래쉬 필드를 따라 그리고 플래쉬 필드 주변의 그레이 레벨을 수신한 다음, 프로그래밍가능 룩업 테이블로부터 3개의 도즈 값, "도즈l", "도즈2", 및 "도즈3"을 선택한 후, 도즈 값을 성형기/블랭커 드라이버 (110) 로 출력한다. 형상 데이터와 관련한 도즈 값 엔트리는 형상 데이터에 의해 나타나는 플래쉬 필드를 따른 그레이 레벨 값의 배열과 크기에 의존한다. 또 다른 실시형태에서, 다소의 도즈값은 플래쉬 필드와 관련한다. 변수 "도즈l"는 통상적인 긴 범위 수정의 레벨을 특정한다. 변수 "도즈2"는 통상적인 짧은 범위 수정의 레벨을 특정한다. 변수 "도즈3"은 그레이 레벨 스플라이싱 수정의 레벨을 특정한다. 각각의 플래쉬 필드와 관련한 도즈값을 생성하는 적절한 기술은 97년 1월 28일 출원되고 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 1998년 9월 22일 내지 24일에 Micro and Nano-Engineering 98, Leuven, Belgium에서 발표된, L. Veneklasen, U. Hofmann, L. Johnson, V. Boegli, 및 R. Innes의, 발명의 명칭이 "Run-Time Correction of Proximity Effects in Raster Scan Pattern Generator 시스템" 인 미국특허 출원 일련번호 제 08/789,246 호, 현재 미국특허 제 5,847,959 호 (첨부문헌 A) 에 개시되어 있다.
적절한 도즈값 회로 (106) 는 하드와이어 로직 및 스테이틱 랜덤 액세스 메모리와 같은 통상적인 메모리를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 도즈값 회로 (106) 는 적절한 소프트웨어를 실행시키는 컴퓨터일 수 있다. 본 명세서 내의 모든 파라미터는 예를 든 것이다. 이 실시형태에서, 도즈값 회로 (106) 는 각각의 형상 데이터와 관련한 도즈 값을 성형기/블랭커 드라이버 (110) 에 매 10 ns마다 제공한다. 아래 더욱 자세히 설명할 성형기/블랭커 드라이버 (110) 는 각각의 형상 데이터와 관련한 도즈 값을, 플래쉬 필드의 지속 시간, 즉, 기판 영역이 빔에 노출되는 시간을 특정하는 노출 시간으로 변환한다.
전자 빔 컬럼 (112)
도 12 는 래스터 스캔에서 형상 데이터에 의해 특정되는 플래쉬 필드를 발생시키는 적절한 신규의 전자 빔 컬럼 (112) 을 개략적으로 나타낸다. 이 실시형태에서, 전자 빔 컬럼 (112) 은 아래 자세히 설명할 "쉐도우 투영" 기술에 의해 플래쉬 필드를 발생시킨다. 전자 빔 컬럼 (112) 은 통상적인 서멀 필드 방출 (TFE) 전자 소스 (1204), 통상적인 전자 빔 전사 렌즈 (1206), 상부 애퍼처(1210), 통상적인 상부 편형기 (1212), 하부 애퍼처 (1214), 통상적인 하부 편향기 (1216), 통상적인 자기 편향 코일 (1218), 및 통상적인 전자 빔 대물렌즈 대물렌즈 (1220) 를 포함한다. 전자 빔 컬럼 (112) 은 기판 (118) 상에 플래쉬 필드를 기록한다. 본 명세서에서의 모든 치수와 파라미터는 예를 든 것이다. 또 다른 실시형태에서, 전자 빔 컬럼 (112) 은 하전 입자빔 또는 다른 에너지 빔을 발생시킬 수 있다.
도 12는 마스크 상에 200 nm 인 최소 피쳐 크기를 갖는 패턴을 기록하는데 이용하는 장치이다. 물론, 장치는 상이한 최소 피쳐 크기로 변경할 수도 있다. 전자 빔 컬럼 (112) 최대 단면 빔 크기는 결과적인 패턴의 최소 피쳐 크기에 대응한다. 통상적인 서멀 필드 방출 (TFE) 전자 소스 (1204) 는 전자빔 (1222) 을 출사한다. TFE 전자 소스 (1204) 는 1.0 mA/steradian 이상인 단위 솔리드 앵글 (di/dQ) 당 전류 (한편으로는, 각 강도 (angular intensity) 라 함) 를 공급한다. TFE 전자 소스 (1204) 는 기판 (118) 의 표면상에 전자빔 (1222) 을 대략 420 mm 로 출사한다. 통상적인 전사 렌즈 (1206) 는 TFE 전자 소스 (1204) 로부터의 전자 빔 방향에 대하여 다운스트림 방향으로 위치한다 (이하, "다운스트림"은 TFE 전자 소스 (1204) 로부터의 전자 빔 방향에 대하여 하류방향을 의미한다). 전사 렌즈 (1206) 는 기판 (118) 의 표면으로부터 대략 320mm 업스트림 방향이다. 통상적인 전사 렌즈 (1206) 는 중심으로부터 대략 1 mm 다운스트림 방향인 점 C인, 아래 자세히 설명할 하부 애퍼처 (1214) 의 교차점 (1230) 에서, 전자빔 (1222) 을 포커싱한다.
상부 애퍼처 (1210) 는 전사 렌즈 (1206) 로부터 다운스트림 방향에 위치한다. 상부 애퍼처 (1210) 는 기판 (118) 으로부터 대략 290 mm 업스트림 방향이다. 상부 애퍼처 (1210) 는 대략 135 ㎛ ×135 ㎛ 인 정방형 개구부 (1302) 를 정의한다. 상부 애퍼처 (1210) 를 TFE 전자 소스 (1204) 에 의해 조사받는 경우, 전자빔 (1222) 의 단면에 대응하는 정방형 개구부 (1302) 의 우수한 해상도를 가진 형상 빔을 상부 애퍼처 (1210) 로부터의 다운스트림 방향으로 투영시킨다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 전자빔 (1222) 쉐도우의 단면 크기는 상부 애퍼처 (1210) 으로부터 교차점 (1230) 으로 다운스트림 방향으로 감소한다.
도 13A 는 상부 애퍼처 (1210) 의 일부분을 더욱 자세히 나타낸 평면도이다. 일 실시형태에서, 상부 애퍼처 (1210) 는 대략 135 ㎛ ×135 ㎛ 인 정방형 개구부 (1302) 를 정의한다. 정방형 개구부 (1302) 는 전자빔 (1222) 과 동축이다. 도 13B 는 도 2A 의 선 A-A 를 따라 절단한 상부 애퍼처 (1210) 의 단면도를 나타낸다. 상부 애퍼처 (1210) 의 두께는 대략 10 ㎛ 이다. 이 실시형태에서, 상부 애퍼처 (1210) 는 실리콘 멤브레인 상에 텅스텐-티타늄 합금과 같은 낮은 응력의 난융금속을 성막한 다음 합금과 실리콘 멤브레인 모두를 통하여 135 ㎛ ×135 ㎛ 인 정방형 개구부 (1302) 를 포커싱된 이온 빔을 이용하여 패터닝함으로써 구성한다. 또 다른 실시형태에서, 상부 애퍼처 (1210) 는 전류에 의해 가열될 수 있는 몰리브덴-레늄과 같은 합금, 또는 몰리브덴, 텅스텐과 같은 금속으로 형성한, 대략 10 ㎛ 두께의 포일로 형성하여, 오염문제를 감소시킨다.
도 12를 참조하면, 통상적인 상부 편향기 (1212) 는 상부 애퍼처 (1210) 로부터 다운스트림 방향으로 위치한다. 상부 편향기 (1212) 의 동작과 적절한 구성을 아래 자세히 설명한다. 하부 애퍼처 (1214) 는 상부 편향기 (1212) 로부터 다운스트림 방향으로 위치한다. 하부 애퍼처 (1214) 가 전자빔 (1222) 에 의해 조사되는 경우, 우수한 분해능을 갖는 형상빔은, 하부 애퍼처 (1214) 를 통과하는 상부 애퍼처 (1210) 에 의해 정의된 개구부의 쉐도우 부분에 의해 추가로 정의한다.
도 12 에 나타낸 바와 같이, 전자빔 (1222) 의 쉐도우의 단면 크기는 하부 애퍼처 (1214) 로부터 교차점 (1230) 으로 다운스트림 방향으로 감소한 다음, 교차점 (1230) 으로부터 다운스트림 방향으로 증가한다. 전자빔 (1222) 은 하부 애퍼처 (1214) 에 가까운 교차점 (1230) 에 수렴한다. 전자빔 (1222) 이 하부 애퍼처 (1214) 에 충돌하는 경우, 전자빔 (1222) 의 단면 크기는 매우 작다. 즉, 작은 단면 크기는 하부 애퍼처 (1214) 의 작은 성형기 개구부의 이용에 영향을 준다. 전자빔 (1222) 이 하부 애퍼처 (1214) 에 충돌할 때의 전자빔 (1222) 의 단면크기는 교차점 (1230) 을 이동시켜 조절할 수 있는데, 전사 렌즈 (1206) 의 강도를 변경하는 것을 포함한다.
이 실시형태에서, 예를 들면, 하부 애퍼처 (1214) 는 하부 애퍼처 (1214A; 도 14A) 또는 하부 애퍼처 (1214B; 도 15A) 또는 하부 애퍼처 (1214C; 도 21) 일 수 있다. 도 14A 는 하부 애퍼처 (1214A) 의 일부분의 평면도를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 하부 애퍼처 (1214A) 는 4개의 개구부 (1402A 내지 1402D) 를 포함한다. 각각의 개구부의 각각의 단변 (1412) 은 대략 3㎛인 길이 (A) 를 갖는다. 도시한 바와 같이, 각각이 단변 (1412) 간의 각은 90。이다. 각각의 개구부 (302) 간의 협소 길이 (X) 는 대략 3 ㎛이다. 도 14B 는 도 14A 의 선 B-B을 따라 절단한 하부 애퍼처 (1214A) 의 단면도를 나타낸다. 하부 애퍼처 (1214A) 의 두께 (T) 는 대략 10 하부 애퍼처 (1214A) 이다.
이 실시형태에서, 하부 애퍼처 (1214A) 는 실리콘 멤브레인 상에 텅스텐-티타늄 합금과 같은 낮은 응력의 난융금속을 성막한 다음, 포커싱된 이온빔을 이용하여 금속과 실리콘 모두를 통하여 4개의 개구부 (1402A-1402D) 를 패터닝하여 구성한다. 또 다른 실시형태에서, 하부 애퍼처 (1214A) 는 전류에 의해 가열될 수 있는 몰리브덴-레늄과 같은 함금 또는 몰리브덴, 텅스텐과 같은 금속으로 형성한 대략 10 ㎛ 두께의 포일로 형성하여 오염문제를 감소시킨다.
도 15A 는 또 다른 하부 애퍼처 (1214B) 의 일부분을 나타내는 평면도이다. 도시한 바와 같이, 하부 애퍼처 (1214B) 는 십자형상의 개구부 (1502) 를 포함한다. 십자형상의 개구부의 12개의 변 (1508) 각각은 대략 3 ㎛이다. 도시한 바와 같이, 각각의 변 (1508) 간의 각도는 90°이다. 도 4B 는 도 4A의 선 C-C을 따라 절단한 하부 애퍼처 (1214B) 의 단면도를 나타낸다. 하부 애퍼처 (1214B) 의 두께는 대략 10 ㎛이다. 본 발명의 이 실시형태에서, 하부 애퍼처 (1214B) 는 텅스텐-티타늄 합금과 같은 낮은 응력의 난융금속을 실리콘 멤브레인상에 성막한 다음, 금속과 실리콘 멤브레인 모두를 통하여 십자 형상의 개구부 (1502) 를 패터닝하여 구성한다. 또 다른 실시형태에서, 하부 애퍼처 (1214E) 는 전류에 의해 가열될 수 있는 몰리브덴-레늄과 같은 함금 또는 몰리브덴, 텅스텐과 같은 금속으로 형성한 대략 10 ㎛ 두께의 포일로 형성하여 오염문제를 감소시킨다.
도 21 은 또 다른 형상의 하부 애퍼처 (1214C) 의 상부 평면도를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 하부 애퍼처 (1214C) 는 도 14의 애퍼처의 개구부와 동일하게, 4개의 개구부 (1602A-1602D) 를 포함한다. 각각의 개구부 (1602A-1602D) 의 각각의 단변 (1612) 은 대략 3㎛인 길이 (A) 를 갖는다. 도시한 바와 같이, 각각의 단면 ( 1612) 간의 각도는 90°이다. 각각의 개구부간의 협소거리 (X) 는 대략 3㎛이다. 또한, 하부 애퍼처 (1214C) 는 그들 대향 에지에 대한 각에 배치되는 에지 (1606a-1606d) 를 갖는 4개의 개구부 (1604A-1604D) 를 포함한다. 상술한 이 실시형태에서, 개구부 (1604A-1604D) 는 약 3 ㎛ 인 폭과 약 3 ㎛인 단변과 약 5 ㎛인 단변을 갖는다. 그러나, 다른 구성들과 각도도 가능하다.
통상적으로, 도 13A 에 나타낸 상부 애퍼처 (1210) 또는 도 14A의 하부 애퍼처 (1214A) 또는 도 15A 의 하부 애퍼처 (1214B) 도 21 의 하부 애퍼처 (1214C) 는 전자 소스 (1204) 의 팁으로부터 하향하는 축을 따라 도 13A, 14A, 및 15A 에 나타낸 중심점 (C) 을 통하여 동축으로 정렬된다. 하부 애퍼처 (1214) 에서의 L자형 또는 십자형 개구부는 플래쉬 필드내에서는 어디든지, 전자 빔 (1222) 을 에지, 외부 코너, 또는 내부 코너에 한정시킨다. 따라서, 패턴에서의 에지와 코너들은 반도체 장치 제조에 필요한 만큼 더욱 더 작은 증분으로 위치할 수 있다. 또한, 도 21의 각진 에지 (1604A-1604D) 는 필요에 따라 각도들을 결정시킨다.
통상적인 하부 편향기 (1216) 는 하부 애퍼처 (1214) 로부터 다운스트림 방향으로 위치한다. 이하, 하부 편향기 (1216) 의 동작과 적절한 구성을 자세히 설명한다.
도 16 은 통상적인 상부 편향기 (1212) 와 통상적인 하부 편향기 (1216) 의 적절한 구현과 배치를 나타낸다. 통상적인 상부 편향기 (1212) 는 노드 (1606, 1608, 1604, 및 1610) 에서 전압을 인가받도록 연결된 정방형 형성부에 배열된 4개의 금속판 (1602) 을 포함한다. 이와 동일하게, 통상적인 하부 편향기 (1216) 는 노드 (1618, 1614, 1616, 및 1612) 에서 전압을 인가받도록 연결된 정방형 형성부에 배열된 4개의 금속판 (1602) 을 포함한다. 이 실시형태에서, 상부 편향기 (1212) 와 하부 편향기 (1216) 의 노드가 연결되어, 성형기/블랭커 드라이버 (110) 로부터 전압을 인가받는다.
이하, 상부 편향기 (1212) 와 하부 편향기 (1216) 의 동작을 자세히 설명한다. 통상적인 편향 코일 (1218) 은 하부 편향기 (1216) 로부터 다운스트림 방향으로 위치한다. 통상적인 편향 코일들은 통상적인 래스터 스캔으로 기판 (118) 을 따라 전자빔 (1222) 을 스캔한다. 이 실시형태에서, 스캔의 길이는 1 mm까지이다. 통상적인 래스터 스캔에 따르면, 기판 (118) 은 기판 (118) 의 평면내에서 그리고 래스터 스캔의 방향과 직교하는 방향으로 기판 (118) 을 이동시키는 통상적인 스테이지상에서 위치결정한다.
통상적인 대물렌즈 (1220) 는 편향 코일 (1218) 옆에, 즉, 전자빔의 방향과 직교하는 동일평면내에 대략 위치한다. 대물렌즈 (1220) 는 기판 (118) 상에 기록된 하부 애퍼처 (1214) 로부터 전자 빔 쉐도우의 크기를 효과적으로 조절한다. 이하, 대물렌즈 (1220) 의 동작을 자세히 설명한다. 이 실시형태에서, 쉐도우 투영은, 작은, 고휘도 TFE 소스를 이용하도록 구성하여, 작은 교차부에 더하여, 쉐도우에서도 높은 전류 밀도, 예를 들면, 형상 빔에서의 제곱 센티미터당 3000 amperes 까지의 전류밀도를 얻는데, 즉, 교차점 (1230) 에서의 빔 단면적이 평면 (1806) 에서의 날카로운 쉐도우의 크기에 비하여 작다. 하부 애퍼처 (1214) 에서의 작은 개구부를 이용함으로써, 상부 편향기 (1212) 에 의한 편향각을 작게, 즉, 편향 전압을 비교적 작게 할 수 있다. 낮은 편향전압에 의해 높은 레이트의 형상화된 빔 생성이 가능하다. 또한, 본 발명의 작은 형상 크기와 필요한 작은 편향 전압은 예를 들면, 3 ns 미만의 각각의 형상화된 플래쉬에 대하여 짧은 고정시간을 가능하게 하고, 또한, 통상적인 벡터 형상 빔 장치에서 가능한 스루풋보다도 높은 스루풋을 용이하게 실현시킨다.
또한, 쉐도우 투영 형상화는 다른 한편으로 기판 (118) 상에 형상화된 빔의 이미지를 흐리게 하는 전자간 상호작용을 감소시키는 비교적 짧은 빔 경로의이용을 가능하게 한다. TFE 전자 소스는 필요한 형상보다 더 큰 형상에 대하여 충분한 전류를 공급하지 못하기 때문에 통상적인 벡터 형상 빔 장치에 이용하는 것이 부적절하다.
성형기/블랭커 드라이버 (110)
성형기/블랭커 드라이버 (110) 는 전자 빔 컬럼 (112) 의 상부 편향기 (1212) 와 하부 편향기 (1216) 에 전압을 공급하여, 전자 빔 컬럼 (112) 이 기판 (118) 상에 기록하는 플래쉬 필드의 지속시간과 형상을 제어한다.
도 17A 는 변환기 (1720), 출력장치 (1722), 타이머 (1708), 및 역 스캔 장치 (1710) 를 포함하는 성형기/블랭커 드라이버 (110) 의 블록도를 나타낸다. 상술한 바와 같이, 성형기/블랭커 드라이버 (110) 는 각각의 플래쉬 컨버터 (108) 와 도즈값 회로 (106) 로부터 플래쉬 데이터, 즉, 형상 데이터와 대응 도즈 값을 요구하여 수신한다. 변환기 (1720) 는 플래쉬 데이터를 수신하여, 형상 데이터와 대응 도즈 값을 각각의 전압값과 노출시간으로 변환한다. 변환기 (1720) 는 노출 시간을 타이머 (1708) 에 제공하며 전압 값을 출력장치 (1722) 에 공급한다. 출력장치 (1722) 는 전압값을 전압신호로 변환한 다음, 이 전압신호를 전자 빔 컬럼 (112) 의 편향기에 공급한다. 타이머 (1708) 는, 출력장치 (1722) 가 노출시간에 따라 전압신호를 출력하는 지속시간을 제어한다. 역 스캔 장치 (1710) 는 역 스캔을 하부 편향기 (1216) 에 인가된 전압신호에 적용하는데, 역스캔은 아래 자세히 설명한다.
도 17b는 성형기/블랭커 드라이버 (110) 의 블록도를 더욱 자세히 나타낸다. 도 17b에서, 변환기 (1720) 는 형상 룩업 테이블 (1702) 과 도즈 룩업 테이블 (1704) 을 포함하며, 출력장치 (1722) 는 멀티플레서 (MUXs; 1706A-1706D), 디지털/아날로그 컨버터 (DACs; 1712A-1,1712A-2,1712E1, 1712B-2,1712C-1,1712C-2,1712D-I, 및 1712D-2), 증폭기 (1714A-1, 1714A-2, 1714B-1,1714B-2,1714C-1,1714C-2,1714D-1, 및 1714D-2) 및 블랭킹 전압 레지스터 (1724) 를 포함한다.
각각의 입력 형상 데이터에 대하여, 형상 룩업 테이블 (1702) 은 4개의 전압값을 MUXs (1706A-1706D) 로 출력시킨다. MUXs (1706A 및 1706B) 에 제공된 2개의 전압값은 전자 빔이 하부 애퍼처 (1214) 와 교차하는 위치를 제어하여 전자 빔 단면의 형상을 효과적으로 제어하는, 상부 편향기 (1212) 에 의한 2 차원 전계 편향을 구체화한다. MUXs (1706C 및 1706D) 에 제공되는 2개의 전압값은 상부 편향기 (1212) 에 의한 어떠한 편향도 효과적으로 오프셋시키고 형상화된 전자빔을 기판 (118) 의 의도된 위치상에 위치시키는, 하부 편향기 (1216) 에 의한 2차원 전계 편향을 구체화한다.
이 실시형태에서, 전자빔이 하부 애퍼처 (1214) 와 교차하는 위치는 하부 애퍼처 (1214) 의 평면내에서 수평 또는 수직 방향으로 4096개의 증분 거리유닛에 의해 조절가능하다. 이 실시형태에서, 각각의 증분 유닛은 대략 12/4096 ㎛ 이다. 미세한 증분 포지셔닝은 예를 들면, 시간에 걸쳐 하부 애퍼처 (1214) 에 의해 정의되는 개구부의 변화량으로 인한 미세한 에러를 오프셋시킨다. 일 실시형태에서, 각각의 전압값은 12 비트값이다.
형상 룩업 테이블 (1702) 의 예시적인 구현은 통상적인 스테이틱 랜덤 액세스 메모리를 포함한다. 이 실시형태에서, 형상 룩업 테이블 (1702) 은 용이하게 프로그래밍가능하다. 이는, 적절한 형상 룩업 테이블 엔트리, 즉, 필요에 따라 전자 빔 단면을 형상화하는 전압값을 변경시킬 수 있기 때문에 필요하다. 형상 룩업 테이블 (1702) 에서, 전자 빔 컬럼 (112) 특성이 시간에 걸쳐 변경되기 때문에, 전압값이 전자 빔 컬럼에 대하여 시간에 걸쳐 변경될 필요가 있다. 예를 들면, 애퍼처에 의해 정의되는 개구부는 마모로 인해 시간에 걸쳐 변경될 수 있다. 또한, 특정 플래쉬 필드에 대한 전압값은 여러 전자 빔 컬럼들간에서 변경될 수 있다.
도즈 룩업 테이블 (1704) 의 예시적인 구현은 통상적인 스테이틱 랜덤 액세스 메모리를 포함한다. 도즈 룩업 테이블 (1704) 은 도즈 값과 관련된 노출시간을 타이머 (1708) 로 출력시킨다. 상술한 바와 같이, 노출시간은 전자 빔 컬럼 (112) 의 편향이 그 전자 빔을 편향시키는 시간을 구체화한다. 이 실시형태에서, 노출 시간 값은 9 bit 값이며 10 ns이하로 구체화할 수 있다. 이 실시형태에서, 도즈 룩업 테이블 (1704) 은 형상 룩업 테이블 (1702) 에 대하여 상술한 이유와 동일한 이유로 용이하게 프로그래밍가능하다.
타이머 (1708) 는 도즈 룩업 테이블 (1704) 로부터 노출 시간값을 수신하고, 또한, 도 1 의 시스템 클록 (114) 의 클록 신호를 수신한다. 타이머 (1708) 는 2진 출력신호를 출력하여 MUXs (1706A-1706D) 의 출력을 토글링한다. 타이머 (1708) 는 각각의 노출시간값에 의해 구체화된 복수의 클록 사이클에 대하여 양의 2진 신호를 MUXs (1706A-1706D) 로 출력하는 한편, 2진 신호를 MUXs (1706A-1706D) 로 출력시킨다. 타이머 (1708) 에 대한 적절한 구현은 이미터 결합 논리 회로이다. 이 실시형태에서, 또한, 타이머 (1708) 는 플래쉬 데이터, 즉, 형상 데이터와 도즈 값을 성형기/블랭커 드라이버 (110) 에 제공하는 것을 개시할 것을 플래쉬 컨버터 (108) 와 도즈값 회로 (106) 에 요구한다. 이 실시형태에서, 타이머 (1708) 는 버퍼 (1204) 로부터의 플래쉬 데이터의 컬럼 플로우를 개시하는 제 1 리퀘스트를 제공한다. 이 실시형태에서, 컬럼은 4096개의 플래쉬 데이터에 대응하며, 타이머 (1708) 는 대략 40.96 ns 마다 리퀘스트를 제공한다.
타이머 (1708) 의 추가 동작을 포지션 조정기 (116) 에 대하여 설명한다. MUXs (1706A-1706D) 는 다중 입력 신호를 수신하고 제어 신호에 응답하여 단일 출력신호를 제공하는 각각의 통상적인 멀티플렉서이다. MUXs (1706A-1706D) 로의 제 1 입력 신호는 형상 룩업 테이블 (1702) 로부터의 4개의 전압값의 세트이다. 제 2 입력 신호는 블랭킹 전압 레지스터 (172) 로부터 빔 블랭킹 위치에 대응하는 4개의 전압값의 세트이다. 타이머 (1708) 의 2진 출력신호는 MUXs (1706A-1706D) 의 출력신호를 제어한다. 따라서, 이 실시형태에서, 10 ns 플래쉬 사이클 동안, 노출시간으로 구체화되는 시간에 대하여, MUXs (1706A-1706D) 는 형상 룩업 테이블 (1702) 로부터 4개의 전압값을 출력시키고, 나머지 시간 동안에 MUXs 는 전자빔을 블랭킹하는 전압값을 출력시킨다.
전자빔을 블랭킹하는 전압값이 제로인 경우에도, 블랭킹 동작시 도즈 에러를 최소화하도록 조절할 수 있다. 도 17B 에 나타낸 바와 같이, MUXs (1706A-1706D) 는 그 출력을 각각의 "성형기" (DACs; 1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 1712B-2, 1712C-1, 1712C-2, 1712D-1, 및 1712D-2) 에 제공한다. 통상적인 DAC5 (1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 1712E-2, 1712C-I, 1712C-2, 1712D-1, 및 1712D-2) 는 전압값을 아날로그 전압 신호로 변환한다. 이 실시형태에서, 이들 DACs는 본질적으로 12 bit마다 2진 전압 값과 0.5 V/212인 변환비를 곱한다. 이 실시형태에서, DAC 의 최대 전압출력은 대략 0.5 V인 피크 대 피크 값이다. DACs (1712A-1, 1712A-2, 1712B-1, 및 1712B-2) 은 아날로그 전압을 각각의 통상적인 증폭기 (1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 및 1714B-2) 에 제공하며, 증폭기가 그 전압을 상부 편향기 (1212) 에 제공한다. DACs (1712C-1 및 1712C-2) 는 아날로그 전압을 각각의 통상적인 증폭기 (1714C-1 및 1714C-2) 에 제공하며, 이 증폭기는 그 전압을 하부 편향기 (1216) 제공한다. DACs (1712D-11 및 1712D-2) 는 아날로그 전압을 각각의 통상적인 전압 가산기 (1716A 및 1716B) 에 제공하며, 이 가산기는 후술할 역 스캔 장치 (1710) 로부터의 신호에 의해 변형된 전압을 하부 편향기 (1216) 에 제공한다.
역 스캔 장치 (1710) 는 앞에서 언급한 래스터 스캔 (소위 "역" 스캔) 동안 기판 (118) 상에서의 빔의 위치 이동을 오프셋하는 하부 편향기 (1216) 에 제공되는 전압을 조절한다. 역 스캔은 전자빔 컬럼 (112) 이 의도한 영역 이상으로 플래시 필드를 확산시키는 것을 방지한다. 일 실시형태에서, 역 스캔 장치 (1710) 는 계단식으로 값을 증가시키거나 감소시키는 이진값을 종래의 DAC 1712E11 과 1712E-2 에 출력한다. 본 실시형태에서, 각각의 계단은 기판상의 플래시 필드의 위치에 대해 약 200/8nm 의 오프셋에 대응한다. 일 실시형태에서, 역 스캔 장치 (1710) 는 플래시 사이클, 즉 10ns 마다 8개의 단계를 제공한다. 이진값이 증가 혹은 감소하는 지 여부는 래스터 스캔 스위프 방향에 의존한다. 계속하여, 계단 신호는 필터링되어(미도시), 제 3 고조파를 제거하고 따라서 계단 신호와 동일한 주기를 갖는 대략적으로 톱니형의 파형이 생성된다.
역 스캔 장치 (1710) 는 한 컬럼을 스위프업하는 래스터 스캔에 대한 값, 즉 일렬로 배열된 4096 플래시 필드를 더하고, 한 컬럼 내려가는 값을 뺀다. 차례로, DAC 1712E-1 과 1712E-2 는 각각 개별 전압 합산기 (1716A 와 171GB) 에 이진값의 아날로그 전압을 출력한다. 전압 합산기 (1716A, 1716B) 는 DAC들, DAC 1712D-1, 1712D-2, 1712E-1, 및 1712E-2 에 의해 제공된 전압을 더하고, 전압의 합을 개별적인 종래의 증폭기 1714D-1 과 1714D-2 에 출력한다. 이 실시형태에서, 종래의 증폭기, 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 1714B-2, 1714C-1, 1714C-2, 1714D-1, 1714D-2, 1712E-1, 및 1712E-2 는 각각이 입력 신호의 크기의 10배인 신호를 출력한다. 증폭기, 1714A-1, 1714A-2, 1714B-1, 및 1714B-2 는 상부 편향기 (1212) 의 개별 노드 (1606, 1608, 1604, 및 1610) 에 전압을 출력한다. 증폭기 1714C-1, 1714C-2, 1714D-1, 및 1714D-2 는 하부 편향기 (1216) 의 개별 노드 (1618, 1614, 1612, 및 1616) 에 전압을 출력한다.
종래 기술에서, 역 스캔 회로는 전압을 편향기에 발생시키는 회로부터 분리되어 있다. 유리하게도, 본 실시형태에서, 역 스캔 성능을 성형기/블랭커 드라이버에 결합시켜서, 전자빔 컬럼 (118) 의 길이가 종래 기술의 전자빔 컬럼의 길이보다 짧아질 수 있다. 짧은 전자빔 컬럼은 플래시 필드를 발생시키는 데 더 적은 전류를 사용할 수 있게 하며, 이는 플래시 필를 더 빨리 발생시키게 한다.
위치 조절기 (116)
위에서 설명한 종래 래스터 스캔에서는, 기판 (118) 이 래스터 스캔의 방향에 수직한 방향으로 평면내에서 기판 (118) 을 이동시키는 종래 스테이지 상에 위치된다. 종래 위치 조절기 회로 (116) 는 종래의 스테이지 상의 기판 (118) 의수평 이동을 보상한다. 위치 조절회로는 전계를 이용하여 입사 전자빔의 방향을 편향시켜서 전자빔 컬럼 (112) 이 적절한 위치에 플래시 필드를 기록한다. 조절은 위에서 설명한 역 스캔과 유사하다. 성형기/블랭커 드라이버 (110) 의 타이머 (1708) 는 기판 (118) 의 근사 이동을 위치 조절기 (116) 로 전송한다. 타이머 (1708) 는 전자빔 컬럼 (112) 이 플래시 필드의 컬럼을 기록하는 것을 완료한 때를 나타내는 신호를 제공한다. 일 실시형태에서, 기판은 매 40.96ms 마다 대략 200nm 로, 즉 컬럼 폭으로 수평으로 이동한다.
전자빔 컬럼 (112) 의 동작예
다음은 단일 플래시 사이클 동안 전자빔 컬럼 (112) 의 동작 실시예이다. 도 18 은 전자빔 (1222) 이 상부 애퍼처 (1210) 와 하부 애퍼처 (1214) 를 가로지르는 것에 따른 성형 활동의 일예를 나타낸다. TFE 전자 소스 (1204) 는 전자빔 (1222; 미도시) 을 방사한다. 전사 렌즈 (1206; 미도시) 는 교차점 (1230), 하부 애퍼처 (1214) 로부터 아래로 대략 1mm 에 전자빔 (1222) 를 포커싱한다. 상부 애퍼처 (1210) 를 TFE 전자 소스 (1204) 에 의해 조명될 때, 전자빔 (1222) 의 교차부에 대응하는 정방형 개구 (1302) 의 분해능이 우수한 새도우가 애퍼처 (1210) 으로부터 아래에 조사된다. 처음에는, 상부 편향기 (1212) 에 전압이 없기 때문에, 전자빔 (1222) 이 하부 개구의 고형부에 교차한다 (소위 "빔 블랭킹 동작). 후속하여 플래시 컨버터 (108) 와 도즈 값 회로 (106) 는 플래시 데이터, 즉 형상 데이터와 도즈 값을, 성형기/블랭커 드라이버 (110) 에 제공하고, 이는 그 결과 전압을 상부 편향기 (1212) 와 하부 편향기 (1216) 에 인가한다. 그후, 상부 편향기 (1212) 는 전자빔 (1222) 의 방향을 변화시켜서, 하부 전극 (1214) 에 한정된 구에 도달하게 하여, 형상 데이터에 의해 한정된 대로 전자빔 교차부를 형성한다. 형성된 전자빔 교차부의 새도우는 플레인 (1806) 에서 사이트 (1804) 에, 하부 애퍼처 (1214) 로부터 아래에 나타난다. 플레인 (1806) 은 하부 애퍼처 (1214) 의 플레인에 평행하며 하부 애퍼처 (1214) 로부터 대략 0.6mm 아래에 있다.
하부 편향기 (1216) 은 성형된 전자빔 (1222) 의 방향을 변화시키는 전자장을 인가하여, 사이트 (1804) 의 새도우가 기판 (118; 미도시) 로부터 본 것처럼 사이트 (1808) 에 위치하도록 나타날 수 있다. 따라서, 하부 편향기는 기판 (118) 상의 빔 위치의 실질적인 시프트가 없은 성형을 가능하게 한다. 이전에 언급한 바와 같이, 하부 편향기 (1216) 는 또한 위에서 설명한 역 스캔을 제공하는 전계를 인가한다. 대물렌즈 (1220; 미도시) 는 사이트 (1808) 에서 성형된 전자빔 (1222) 의 새도우를 기판 (118) 상에 포커싱한다. 플래시 필드의 노광의 기간은 성형기/블랭커 드라이버 (110) 의 타이머 (1708) 에 의해 명시된다. 플래시 필드의 노광이 완료될 때, 빔은 블랭크된 위치, 예를들어 하부 애퍼처 (1214A) 의 중심으로 복구한다. 본 예에서, 상부 편향기가 빔의 중심축 (1808; θ편향) 이 전자빔의 수렴각 (θ애퍼처) 보다 훨씬 작다.
다음은 하부 애퍼처 (1214A) 에 의한 전자빔 (1222) 의 교차부를 성형하는예를 기술한다. 도 19a 와 19b 는 하부 애퍼처 (1214A) 와 하부 애퍼처 (1214A) 의 고형부에 위치하는 블랭킹 위치 (1904) 의 애퍼처 (1402A-1402D) 의 평면도를 각각 나타낸다. 도 19a 와 19b 는 하부 애퍼처 (1214A) 의 개별 개구 (1402A 와 1402C) 를 이용하여 발생된 전자빔 형상 (교차부; 1908 과 1910) 을 나타낸다. 먼저, 전자빔 (1222) 는 블랭킹 위치 (1904) 와 교차한다 ("빔 블랭킹 동작"). 예를들어, (12, 8) 의 형상 크래스 (5) 와 좌표에 대응할 수 있는 형상 (1908) 을 발생시키기 위해서, 상부 편향기 (1212) 는 블랭킹 위치 (1904) 로부터의 정방형 전자빔 (1222) 을 영역 (1902) 에 도달하는 방향이 되도록 하여, 하부 애퍼처 (1214E) 를 가로지르는 전자빔 (1222) 의 교차부가 형상 (1908) 과 매치하도록 한다. 예를들어, (15,25) 의 형상 크래스 (10) 과 좌표에 대응할 수 있는 형상 (1910) 을 발생시키기 위해서, 상부 편향기 (1212) 는 블랭킹 위치 (1904) 로부터의 정방형 전자빔 (1222) 을 영역 (1904) 에 도달하는 방향이 되도록 하여, 하부 애퍼처 (1214B) 를 가로지르는 전자빔 (1222) 의 교차부가 형상 (1910) 과 매치하도록 한다.
도 20a 와 20b 각각은 하부 애퍼처 (1214B) 의 개구 (1502) 를 이용한 형상 (1908과 1910) 과 같은 전자빔 (1222) 의 교차부의 성형의 실시예를 나타낸다. 형상 (1908) 을 발생시키기 위해서, 상부 편향기 (1212) 는 정방형 전자빔 (1222) 이 영역 (2002) 에 도달하여 하부 애퍼처 (1214B) 를 가로지르는 전자빔 (1222) 의 교차부의 일부분이 형상 (1908) 에 매치하도록 한다. 형상 (1910) 을 발생시키기 위해서, 하부 편향기 (1212) 는 정방형 전자빔 (1222) 가 영역 (2004) 에 도달하여 하부 애퍼처 (1214B) 를 가로지르는 전자빔 (1222) 의 교차부의 일부분이 형상 (1910) 에 매치하도록 한다.
위에서 언급한 바와 같이, 전자빔 컬럼 (112) 는 전자빔 (122) 을 하부 개구 (1214A) 의 블랭킹 위치 (1904) 을 향하도록 함으로써, 빔 블랭킹 동작을 수행한다. 이 실시형태에서, 성형기/블랭커 드라이버 (110) 가 상부 편향기 (1212) 의 노드 (1606, 1608, 1604, 및 1610) 에 대략적으로 전압을 가하지 않을 때, 전자빔 (1222) 이 블랭킹 위치 (1904) 에 입사한다. 따라서, 전자빔 (1222) 가 하부 애퍼처 (1214A) 의 개구 영역을 가로지르지 않고 발생한다. 그러나, 하부 애퍼처 (1214B) 에 대하여, 성형기/블랭커 드라이버 (110) 이 상부 편향기 (1212) 에 전압을 인가하지 않을 때, 전자빔 (1222) 은 개구 (1502)를 가로지른다. 전자빔 (122) 을 블랭킹하기 위해서, 상부 편향기 (1212) 는 전자빔 (1222) 의 경로를 편향시켜서 하부 애퍼처 (1214B) (특정 블로킹부는 미도시함) 의 고형부가 전자빔 (1222) 의 경로를 블로킹한다. 그러나, 전자빔 (1222) 는 하부 애퍼처 (1214B) 의 고형부에 의한 블로킹 이전에 하부 애퍼처 (1214B) 의 개구 (1502) 를 가로질러야만 한다. 빔 블랭킹에서 개구를 가로지르는 것은 바람직하지 못한 도즈 에러를 도입한다. 따라서, 낮은 도즈에서는 하부 애퍼처 (1214B) 보다 하부 애퍼처 (1214A) 와 연관된다. 또한, 도즈 에러는, 빔 블랭킹을 유발하도록 전자빔 (1222) 의 경로를 변경하여 발생되는 지연이 없기 때문에 하부 애퍼처 (1214B) 보다 빠른 빔 블랭킹을 가능하게 한다.
애퍼처의 전자빔 열을 분산시키기 위해서 하부 전극 (1214) 의 다른 부분이전자빔 (1222) 을 성형하는 데 사용된다. 예를들어, 풀, 정방형 프래쉬 필드의 노광이 매우 일반적이다. 도 14a 를 참조하여, 풀 플래시 필드를 발생시킬 때, 하부 애퍼처 (1214A) 의 가열을 분산시키기 위해서, 전자빔 (1222) 의 정방형 교차부는 예를들어, 코너 (1404, 1406, 1408, 또는 1410) 을 이용하여 성형된다. 유사하게, 도 15a 를 참조하면, 풀 플래시 필드를 발생시킬 때, 전자빔 (1222) 의 교차부는 예를들어 코너 (1504, 1506, 및 1502) 를 이용하여 성형된다. 유사한 열 분산 방식이 다른 전자빔 교차부 형상에 응용될 수 있다.
다음은 하부 개구 (1214C) 에 의한 전자빔 (1222) 의 교차부의 성형의 일예를 도시한다. 도 21 은 하부 애퍼처 (1214C) 의 개구 (1602A -1602D 와 1604A-1604D), 그리고 하부 애퍼처 (1214C) 의 고형부에 위치하는 블랭킹 위치 (2204) 의 평면도이다. 또한, 도 22 는 하부 애퍼처 (1214D) 의 개구 (1604D)를 이용하여 발생된 전자빔 형상 (교차부에서) (2208) 을 나타낸다. 먼저, 전자빔 (1222) 은 블랭킹 위치 (2204) 와 교차한다. ("빔 블랭킹 동작"). 예를들어, (20, 1) 의 형상 크래스 (17) 과 좌표에 대응할 수 있는 형상 (2208) 을 발생시키기 위해서, 상부 편향기 (1212) 는 블랭킹 위치 (2204) 로부터의 정방형 전자빔 (1222) 가 영역 (2202) 에 도달하는 방향으로 하여, 하부 애퍼처 (1214C) 를 가로지르는 전자빔 (1222) 의 일부분의 교차부가 형상 (2208) 에 부합하도록 한다.
상술한 실시형태는 예시적인 것이며 제한적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경과 수정이 더 다양한 양태에서 행해질 수 있다는 것은 당업자들에게 자명하다. 예를들어, 상부 애퍼처 (1210), 하부애퍼처 (1214A), 또는 하부 애퍼처 (1214B) 같은 전자빔 컬럼 (112) 내의 성분간의 거리와 차원이 더 크거나 더 작은 최소 장치 피처에 대하여 최적화될 수 있다. 상부 애퍼처 (1210), 하부 애퍼처 (1214A), 및 하부 애퍼처 (1214B) 에 의해 정의된 개구는 변경될 수 있다. 플래시 필드는 2 픽셀 대 2픽셀이 아닌 다른 것이 될 수 있다. 하부 편향기 (1216) 과 상부 편향기 (1212) 의 플레이트는 얇은 금속 막대일 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항은 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 이런 변경과 수정을 포함하는 것이다.
본 개시 내용의 일부인 첨부물 A 와 B 는 논문과 컴퓨터 프로그래밍 리스트를 포함하며 이들은 저작권으로 보호받는다. 저작권자, ETEC System Inc. 는 미국 특허청 파일과 기록에 나타나 있기 때문에, 특허 문서나 본 개시물 중의 임의의 것에 의한 팩시밀리 복사에 반대하지 않지만, 그렇지 않을 경우에는 무엇이든 모든 저작권을 갖는다.
상기 상세한 설명에 기술된 발명은 여기 설명한 특정 형태로 제한하고자 하는 것이 아니라, 반대로 첨부된 청구항의 정신과 범위내에 합리적으로 포함될 수 있는 이런 대체, 수정, 및 등가를 포함하고자 하는 것이다.
첨부문헌 A
래스터 스캔 패턴 발생기 시스템에서의 근접 효과의 런타임 교정
L. Veneklasen, U. Hofmann, L. Johnson, V. Boegli, 및 R. Innes
Etec Systems Inc., 6460 Corporate Avenue, Hayward, CA 945454 USA
요약
래스터 스캔 리소그래피 시스템에서, 패턴이 노광되는 동안 근접 효과를 교정하는 것이 가능하다. 이 기술은 런타임 근접 교정이라고 불리울 것이다. 이는 노광전에 패턴 데이터를 처리하는 종래의 방법과는 아주 상이하다. 노광 방법에서 스루풋이 패턴의 밀도, 복잡성, 또는 무작위성에 의존하지 않는 것은 사용자 투명부이다. 커버리지 파라미터가 계산되어, 패턴 밀도로 노광 레벨을 시프트하는 백스캐터링 효과 뿐만 아니라 단거리 공간 영상 에지 해상도 및 피처 형상을 왜곡시키는 포워드 스캐터링 효과를 설명한다. 이들 파라미터는 모든 에지의 노광을 동등하게 하는 미리 계산되고 미리 로딩된 알고리즘에 따라서 픽셀 도즈를 조절하는 데 사용된다. 이 논문은 기술에 대한 물리적 그리고 수학적 기초를 명확히 하고, 많은 가능한 교정 알고리즘 중 하나를 기술하고, 래스터된 데이터가 디지털 신호 프로세서와 룩업 테이블 메모리를 이용하여 실시간으로 도즈 조절되는 지를 설명한다.
1. 래스터 스캔 방법
래스터 스캔 시스템은 빔을 한 축에서는 주기적으로 스캔하고 기판이 다른축을 따라서 균일하게 이동한다. 패턴은 일반적인 그리드상에 만들어진다. 각각의 그리드 사이트나 픽셀은 고정된 플래시 주기동안 노광에 이용가능하며, 여기서 필셀은 대략 픽셀과 동일한 사이즈를 갖는 빔에 의해서 노광될 수 있다. 스캔 경로가 주기적이기 때문에, 노광률은 픽셀 사이즈와 플래시 레이트에 의존하고 패턴의 밀도와 복잡성에는 의존하지 않는다.
진보된 시스템은 각각의 픽셀내의 패턴 영역의 비율을 명시하는 그레이빔 데이터 포맷을 사용한다. 에지는 도즈 조절와 서브픽셀 빔 편향의 조합을 이용하여 서브픽셀 증분이 시프트되어 패턴이 픽셀 그리드보다 훨씬 미세한 어드레스 그리드 상에 만들어질 수 있도록 한다. 서브픽셀 편향이 에지를 시프트하는 데 사용되는 경우, 도즈 조절은 근접 효과를 교정하는 데 이용될 수 있다.
전체 패턴에 대한 그레이 빔 데이터의 체적은 메모리에 저장하기에는 너무 크다. 패턴 데이터는 노광 동안 래스터되어, 피처의 보다 컴팩트한 묘사 (description) 로부터 시작하여 요구되는 노광 순서로 버퍼 메모리에 저장된 그레이빔 맵의 보다 작은 세그먼트로 끝난다.
래스터된 후에는 패턴 데이터를 조작하는 것은 무척 용이하다. 교정이 픽셀 레이트로 생성되는 경우, 교정은 패턴의 밀도, 복잡성, 또는 무작위성에 무관하게 노광시간을 증가시키지 않는다. 래스터된 데이터 포맷은 런타임 근접 교정을 가능하게 한다.
2. 이론적인 공식
2. 1. 패턴 내의 위치 벡터 r 에서의 이진 패턴 분포 함수 P(r) 를 정의한다. 미지의 도즈 승수 함수 d(r) 를 정의하며, 이는 근접 효과를 교정하도록 도즈를 조절한다. 도즈는 원래 패턴 영역에 제한되어, 이상적인 교정된 도즈 함수가 d(r)P(r) 이 된다. 또한, 노광 함수 E(r) 을 정의하여 레지스트에 증착된 에너지 밀도를 명시하며, 이는 후속 처리 단계동안 패턴을 정의하는 숨겨진 이미지이다.
P, d 및 E 는 크기가 없는 비율로, 정규화되어, 균일한 공칭 도즈, P=1 과 d =1 은 증착된 에너지 밀도가 E=1 이 되도록 한다. d P = 1 의 도즈는 μC/cm2단위의 도즈가 균일한 노광에 대한 공칭 도즈와 동일한 것을 의미한다. 유사하게, E=1 은 증착된 에너지 (Joules/cm3) 가 이 균일한 도즈에 의해 증착된 밀도와 동일하다는 것을 의미한다.
장거리 효과에 대한 가장 간단한 교정은 최초 패턴으로 시작하고, 패턴의 모든 점들에서 식 2 에 해를 적용한다. 해는 정확한 도즈 조절 함수에 근사하는 회귀 관계식2. 4의 형태를 취한다. (n+1) 번째 반복 (iteration) 은 (n)번째 반복에 느리게 변하는 함수 f(n+1)(해가 수렴함에 따라서 1 에 근사함) 을 곱한 것이 되어, d(n+1)= f(n+1)d(n)이 된다. 피처 에지 간에 큰 인터랙션 (interaction) 이 없을 때, 에지에서 (dP*x)d/2 가 된다. 도즈 f(n+1)d(n)을이소포컬 기준에 대입하여, (1+η) = fd(n)+ 2η(fd(n)P*β) 이 되었다. 느리게 변하는 함수 f 는 콘볼루션 적분으로부터 팩터화되어, fd(n)P*βf(d(n)P*β) 의 근사를 형성한다. f 의 해를 구하고, 그것에 d(n)을 곱하여, 다음 회귀 관계식 (recursion relationship) 을 얻는다.
d(n+1)P = {(1+η) d(n)/ [d(n)+ 2η(d(n)P*β)]} P
(회귀 관계식) (3)
일차 근사3가 0 차 근사 d(0)=1 에 의해 구해진다.
d(1)P = {(1+η) / [1+2η(P*β)]}P
(일차 근사식) (4)
패턴 커버리지가 상수2. 5일 때만 일차해가 정확하다. 반복해는 전자기술에 의해 용이하게 구현될 수 있는 방식으로 교정 도즈로부터의 백스캐터링을 해결한다.
2. 4. 단거리 교정 알고리즘 (short-range correction algorithm)
피처내의 단거리 효과는 에지 픽셀의 도즈를 변경하여 교정될 수 있다. 피처의 에지내부에 하나의 픽셀폭 경계를 묘사하는 패턴 Pe를 추가하고, 그것에 도즈 승수 함수 de에 할당하여, 새로운 도즈가 d1P + dePe가 되었다. 이 패턴을식 2 에 대입하고 에지 도즈로부터의 백스캐터를 무시하여, de=[1-2(P*κ)e]di/ 2(Pe*κ)e 가 되었다. 커버리지 (P*κ)e및 (Pe*κ)e는 에지 픽셀의 외부 에지로부터 평가된다. 완전한 도즈 조절 알고리즘은
d(x)P(x) = di[P(x)+{[1-2(P*κ)e] / 2(Pe* κ)e} Pe(x)] (5)
2.5 시뮬레이션
도 2 는 비교정 노광과 이 도즈 조절된 알고리즘을 이용한 노광을 비교하는 수학 시뮬레이션이다. 테스트 패턴4는 넓은 노광 패드 다음에 0.5μm 폭 고립 라인, 고립 갭, 및 라인을 포함한다 (2차 에러를 강조하는 높은 커버리지 성분과 함께). 도면에서 세부사항을 볼 수 있도록 0.2μm 단거리 인터랙션, 4μm 백스캐터 인터랙션, 및 0.6 의 η를 갖는 가우시안 확산 함수가 선택된다. 시뮬레이션은 실제 시스템을 모델링하는 것을 의도하지 않는다.
도 2 도즈 조절 및 에지 향상된 알고리즘을 이용한, 시뮬레이트되고 증착된 에너지 분포
선폭 (CD; critical dimension) 에러는 전개 임계값 (development threshold) 과 교차하는 증착된 에너지 프로파일의 폭 변화로 나타난다. 교정은 에지에서 Ee를 거의 동일하게 하여, CD 가 국부 패턴 밀도에 거의 독립적이게 한다.
다른 시뮬레이션은 교정이 10X 보다 큰 인자에 의해 스캐터 효과를 감소시켰다는 것을 나타낸다. 단거리 교정은 최소 이용가능 피처 사이즈 (<5% CD 에러)를 공칭 에지 분해능보다 아래로 연장시켰다.
3. 런타임 교정 전자기술
도 3 은 도즈 조절된 근접 교정에 대하여 래스터된 패턴 데이터를 조절하는 새로운 파이프라인 프로세서를 나타낸다.
이 데이터는 더 작은 버퍼 메모리에 저장된 저정밀 커버리지 맵 (coarse coverage map) 을 형성한다. 이 그레이레벨 맵은 백스캐터 교정 도즈 승수 dk의 반복 계산에 대한 패턴의 0 차 표현이다.
도 5. 셀을 이용한 장거리 커버리지 계산.
그후, 저정밀 커버리지 맵은 픽셀의 두번째 반복 (iteration) 과 콘볼브된다. 계산식은이다. 출력은 (d(n-1)*β)ko의 맵을 나타내며, 이는 적절한 도즈 승수 dk (n)를 찾기 위한 룩업 데이터로서 사용된다. 필요한 경우, 이 데이터는 다음 반복 dk (n+1)에 대한 새로운 저정밀 커버리지 데이터로서 사용될 수 있다. 계산이 완전할 때, 교정 dk는 셀내의 모든 픽셀에 적용된다.
다음 계산은 콘볼루션이 런타임에 수행될 수 있음을 제안한다. 1.0mm 정방형 스캔 필드 세그먼트는 0.1μm 정방형 픽셀의 10,240 ×10,240 어레이를 포함할 수 있다. 160MHz 픽셀 레이트 (픽셀 노광당 6.25nsec)에서, 이 필드는0.65 sec 에 스캔된다. 이 시간동안, 장거리 프로세서는 다음 데이터 세그먼트상에 하나 이상의 반복 콘볼루션을 수행해야 한다.
각각 100 픽셀을 포함하는 1μm 스퀘어 셀의 1024×1024 어레이로 필드를 분할한다. 이들 셀은 고전압 전자의 스캐터링 거리보다 훨씬 작아서, 셀과 연관하여 아주 작은 양자화 에러가 있게 된다.
고속 푸리에 변환을 이용하는 TV 대역폭 비디오 프로세서는 최소 개수의 동작으로 콘볼루션을 수행한다. 현대의 디지털 신호 프로세서 (DSP) 는 0.2sec6보다 작은 시간에 1024×1024 필드를 변환하고, 케르넬로 곱하고, 역변환 (콘볼브) 한다. 이는 가용 시간의 1/3 보다 작기 때문에, 3번 반복을 위해 충분한 시간이 있어야 한다. 따라서, 계산 속도 요건이 이용가능한 전자 기술에 맞게 된다.
4. 요약
래스터 스캔 리소그래피 시스템용 런타임 근접 교정 방법을 설명하였다. 래스터된 그레이빔 포맷의 비교정된 패턴 데이터로 시작하여, 교정이 노광과 동시에 행해진다. 교정은 패턴 복잡성에 무관하게 시스템 스루풋을 감소시키지 않았다. 에지 노광의 균등화에 기초하여 적절한 도즈 조절 알고리즘이 유도되었다. DSP 콘볼버를 이용하는 전자 시스템 및 단거리 및 장거리 교정 양쪽을 실행하는 룩업 테이블 메모리가 제기된다. 런타임 교정이 래스터 스캔 시스템에서 가능하다.
참조문헌
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2. T. R. Groves, J. Vac. Sci. Technol., B 11, p. 2746(1993).
3. F. Murai, H. Yoda, S. Okazaki, N. Saito, 그리고 Y. Sakitani, J. Vac. Sci. Technol, B 10, p. 3072(1992).
4. G. Watson, L. Fetter, 그리고 J. A. Liddle, J. Vac. Sci. Technol. , B 15 p. 2308(1997).
5. T. Dasuga, M. Konishi, T. Oda, and S. Moriya, J. Vac. Sci. Technol., B 14, p. 3870 (1996).
6. J. Sgro, DSP and Multimedia Technology, May/June (1996).
첨부문헌 B

Claims (34)

  1. 변동가능하게 형상화된 빔들을 표면위에 기록하는 하전 입자 빔 컬럼에 있어서,
    하전 입자 빔의 소스;
    상기 소스의 하부에 위치되는 전송 렌즈;
    상기 빔과 동축이며, 상기 소스의 하부에 위치되며, 개구를 규정하는 제 1 애퍼처;
    상기 빔과 동축이며, 상기 제 1 애퍼처 엘리먼트의 하부에 위치되며, 전계를 생성하는 제 1 편향기;
    상기 빔과 동축이며, 상기 제 1 편향기의 하부에 위치되며, 하나 이상의 개구를 규정하는 제 2 애퍼처로서, 상기 전계는 상기 빔을 상기 하나 이상의 개구에 향하게 하여 상기 빔을 변동가능하게 형상화하고, 상기 하나 이상의 개구는 또 다른 측과 평행하지 않는 측을 가지는 하나 이상의 개구를 구비하는, 제 2 애퍼처;
    상기 빔과 동축이며, 상기 제 2 애퍼처 엘리먼트의 하부에 위치되며, 제 2 전계를 생성하는 제 2 편향기;
    상기 제 2 편향기의 하부에 위치되어 상기 빔을 래스터 스캔 (raster scan) 하는 자계 코일 편향기;
    상기 변동가능하게 형상화된 빔을 상기 표면위에 포커싱하고, 상기 표면의 상기 변동가능하게 형상화된 빔의 최종 크기를 제어하는 대물 렌즈를 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사 렌즈는 상기 하전 입자 빔을 상기 제 2 애퍼처 엘리먼트와 동일한 평면 부근이지만 그 평면내가 아닌 교차점에 포커스하며, 상기 교차점과 상기 제 1 애퍼처 사이의 거리는, 상기 교차점과 상기 제 2 애퍼처 사이의 제 2 거리의 2 배 이상인 하전 입자 빔 컬럼.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 애퍼처 엘리먼트의 상기 하나 이상의 개구를 트래버스 (traverse)하는 상기 하전 입자 빔의 부분은 사이트 평면 (site plane) 에 쉐도우를 형성하며, 상기 사이트 평면으로부터 상기 교차점 사이의 거리는 상기 제 2 애퍼처 엘리먼트로부터 상기 교차점 까지의 제 4 거리보다 작은 하전 입자 빔 컬럼.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대물 렌즈는 상기 사이트 평면내의 상기 쉐도우를 상기 표면위에 포커스하는 하전 입자 빔 컬럼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 개구는 복수의 사다리꼴 개구들을 구비하는 하전 입자 빔컬럼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 정방형 개구를 더 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  7. 제 1 항에 있어서,
    4 개의 개구들을 더 구비하며, 상기 4 개의 개구들 각각은 L 형상이며, 상기 4 개의 개구들은 정방형의 코너들로서 배열되는 하전 입자 빔 컬럼.
  8. 제 1 항에 있어서,
    교차형상 개구를 더 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스는 열 필드 (thermal field) 방출 전자 소스인 하전 입자 빔 컬럼.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편향기의 상기 제 2 전계는, 상기 빔이 상기 제 2 애퍼처 엘리먼트의 하부 평면으로부터 방사되도록 상기 빔의 방향을 변경하는 하전 입자 빔 컬럼.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편향기의 상기 제 2 전계는 역 스캔시에 상기 빔을 방향지우는(direct), 하전 입자 빔 컬럼.
  12. 제 1 항에 있어서
    상기 제 1 편향기의 상기 전계는, 상기 빔이 상기 제 2 애퍼처 엘리먼트의 단단한(solid) 부분을 교차하도록 상기 빔의 방향을 변경하여 상기 빔을 블랭킹시키는 하전 입자 빔 컬럼.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 편향기는,
    정방형 구조로 배열되는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 플레이트;
    서로 마주 보는 상기 제 1 및 제 3 플레이트를 교차시켜 제 1 전압을 커플링하는 제 1 전압 소스;
    서로 마주 보는 상기 제 2 및 제 4 플레이트를 교차시켜 제 2 전압을 커플링하는 제 2 전압 소스를 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 편향기는,
    정방형상으로 배열되는 제 5, 제 6, 제 7, 및 제 8 플레이트;
    서로 마주 보는 상기 제 5 및 제 7 플레이트를 교차시켜 제 3 전압을 커플링하는 제 3 전압 소스; 및
    서로 마주 보는 상기 제 6 및 제 8 플레이트를 교차시켜 제 4 전압을 커플링하는 제 4 전압 소스를 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전압 소스 모두는,
    제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 값들을 출력하는 변환기;
    역 (retrograde) 신호를 출력하는 역 스캔 회로;
    상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 값들 그리고 상기 역 신호를 수신하도록 결합되는 출력 회로로서, 상기 출력 회로는 상기 역 신호에 따라 상기 제 4 값을 조정하며, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전압들을 출력하는, 출력 회로; 및
    상기 출력 회로가 상기 제 1 및 제 2 전압들을 출력하는 지속기간을 제어하는 타이머 회로를 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 변환기는,
    모두 상기 변동가능한 형상과 연관되는 상기 제 1 값 및 제 2 값을 저장하는 제 1 메모리; 및
    상기 제 3 값 및 상기 제 4 값을 저장하는 제 2 메모리를 구비하는 하전 입자 빔 컬럼.
  17. 하전 입자 빔을 형상화하는 방법에 있어서,
    상기 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
    상기 빔을 제 1 개구를 통하여 형상화하는 단계;
    상기 형상화된 빔을 상기 제 1 개구로부터 이격된 제 2 개구를 통하여 편향시키는 단계로서, 상기 제 2 개구는 다른 측과 평행하지 않는 측을 가지는 하나 이상의 개구를 구비하여, 상기 빔을 추가적으로 형상화하는 상기 편향 단계; 및
    상기 추가적으로 형상화된 빔을 래스터 스캔시에 편향시키는 단계를 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 형상화 단계는,
    상기 빔을 상기 제 1 개구에 의해 방향지우는 단계; 및
    상기 제 1 개구의 쉐도우를 생성하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 형상화된 빔을 제 2 개구를 통하여 편향시키는 단계는,
    상기 쉐도우를 상기 제 2 개구에 의해 방향지우는 단계; 및
    사이트 평면의 상기 제 2 개구를 트래버스하는 상기 쉐도우의 부분 중 제 2 쉐도우를 생성하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 사이트 평면의 상기 제 2 쉐도우를 표면에 영상화하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 개구는 하나 이상의 사다리꼴 개구를 구비하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    각각이 L 형상을 가지며, 정방형의 코너들로서 배열되는 4 개의 개구를 더 구비하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    교차 형상화된 개구를 더 구비하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 빔을 래스터 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 편향 단계는 상기 애퍼처 엘리먼트의 단단한 표면을 교차하도록 상기 형상화된 빔을 편향시켜 상기 빔을 블랭크시키는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  26. 하전 입자빔을 형상화하는 방법에 있어서,
    상기 하전 입자 빔을 생성하는 단계;
    상기 빔을 제 1 개구를 통하여 형상화하는 단계;
    상기 형상화된 빔을 상기 제 1 개구와 이격된 하나 이상의 제 2 개구를 통하여 편향시키는 단계로서, 상기 하나 이상의 제 2 개구는, 실질적으로 하나 이상의 L 형상 개구들 또는 교차형상 개구들 또는 대향 에지에 평행하지 않은 하나의 에지를 가지는 개구들을 중 적어도 하나를 구비하여, 상기 빔을 추가적으로 형상화하는 단계; 및
    상기 추가적으로 형상화된 빔을 래스터 스캔시에 편향시키는 단계를 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 형상화는,
    상기 빔을 상기 제 1 개구에 의해 방향지우는 단계; 및
    상기 제 1 개구의 쉐도우를 생성하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 형상화된 빔을 제 2 개구를 통하여 편향시키는 단계는,
    상기 쉐도우를 상기 하나 이상의 제 2 개구에 의해 방향지우는 단계;
    사이트 평면에서 상기 하나 이상의 제 2 개구를 트래버스하는 상기 쉐도우의 부분 중 제 2 쉐도우를 생성하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 사이트 평면의 상기 제 2 쉐도우를 표면에 영상화하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 개구는 각각 L 형상을 가지며 정방형의 코너들로서 배열되는 4 개의 개구들 중 하나인 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 개구는 교차 형상화되는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 개구는 복수의 사다리꼴 개구들인 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 빔을 래스터 스캐닝하는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 편향 단계는, 상기 애퍼처 엘리먼트의 단단한 표면을 교차하도록 상기 형상화된 빔을 편향시켜 상기 빔을 블랭크시키는 단계를 더 포함하는 하전 입자 빔의 형상화 방법.
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