KR0138814B1 - 전자빔 노광장치의 노광방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크 및 웨이퍼 제조공정에 사용되는 전자빔 노광방법에 있어서, 리소그래피인 전자빔에서 패턴 경계 영역을 일정한 크기의 샷으로 나누어 먼저 노광한 후 내부의 샷을 노광하는 것을 특징으로 하는 전자빔 장치의 노광방법에 관한 것이다.

Description

전자빔 노광장치의 노광방법

제1도는 종래의 전자빔 장치의 노광방법을 설명한 도면.

제2도는 본 발명의 전자빔 장치의 노광방법을 설명한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 경계영역21 : 내부영역

A, B : 백스케터링 영역

본 발명은 레지스터(resist)를 이용한 식각패턴(etching pattern)형성을 위한 노광장치인 전자빔 노광장치(Electron Beam Exposure System)의 노광방법에 관한 것으로 특히, 패턴의 경계영역의 선형화 향상에 적당하도록 한 전자빔 노광장치의 노광방법에 관한 것이다.

반도체 제조에 있어서 웨이퍼에 집적회로를 구성하기 위해서는 여러가지 공정이 필요하다. 본 발명은 그 중에서 레지스터(resist)를 이용한 식각패턴(etching pattern) 형성을 위한 노광공정으로, 웨이퍼상에 제작하고자 하는 집적회로의 패턴을 마스크(mask)를 이용하여 형성시킨 것이다.

리소그래피(lithography) 장치인 전자빔 노광장치는 데이터에 따른 도형을 최대 크기가 4㎛인 사각형 크기로 나누어 한 개의 샷(shot)단위로 노광을 한다.

마스크 또는 웨이퍼에 원하는 패턴을 형성하기 위하여 먼저 전자빔에 감광될 수 있는 레지스트를 웨이퍼 또는 마스크에 도포한 후 준비된 패턴으로 노광을 실시한다. 이때 준비된 패턴은 삼각형과 사각형의 큰 도형으로 이루어졌으며 실제 노광시에는 이 큰 패턴을 전자빔 노광장치로 노광할 수 있는 면적으로 나눈다.

제1도의 (가)는 종래의 전자빔 노광장치에서 도형의 크기에 따른 샷 분해방법을 설명한 도면이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 전자빔 노광장치에 의한 노광방법에 관해 설명하면 다음과 같다.

각각의 크기의 패턴은 최대 샷 크기(4㎛)이하로 나누는 방법을 표시한 것이다. 이때, 생산의 수율을 높이기 위하여 도형의 크기는 최소의 횟수로 전자빔에 감광할 수 있도록 패턴을 나눈다.

또한 어떤 크기의 패턴이라도 제1도에서의 (가)의 방법대로 샷 단위로 나누어지며 도형의 크기에 따라 전자빔 크기를 변화해가면서 전체 패턴을 노광하여 형성시키는 것이다.

예를 들어, 선폭이 5㎛와 6㎛가 연결되어 있는 라인을 노광할때 각각 5㎛에서는 2.5㎛+2.5㎛, 6㎛에서는 3㎛+3㎛로 샷이 분리되어 노광된다.

제1도의 (나)는 종래 기술의 전자빔 장치의 노광벙법의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

종래 기술의 전자빔 장치의 노광방법에서는 전자빔으로 레지스트를 감광하여 원하는 패턴을 형성하도록 원하는 범위에 노광을 실시한다.

이때, 이 패턴은 전자빔에 감광하면서, 패턴의 주변 영역에서 전자가 반발하면 백스케터링(back scattering)되어 원하는 범위보다도 넓은 영역으로 노광되며 빔의 크기가 크면 클수록 백스케터링되는 영역이 크다.

즉, 제1도의 (나)의 종래 방법에서처럼, 패턴이 1㎛와 3㎛로의 전자빔에 각각 감광되었을 때, 1㎛와 전자빔의 경우 A만큼의 백스케터링이, 3㎛의 전자빔의 경우 B만큼의 백스케터링이 일어나므로, 실제 노광되는 크기는 전자빔 크기가 작은 것보다 큰 쪽에서 더 백스케터링의 영역이 커지게 된다.

그리고 설계에서 원하는 패턴 크기가 실제는 도형의 분리 방법에 따라 각각 차이가 날 수 있는데 이 이유는 전자빔 크기가 커질수록 접속된 전자들의 반발력이 더 커지기 때문에 실제 노광되는 크기는 전자빔 크기가 작은 것보다 큰 쪽에서 더욱 백스케터링의 영역이 커지게 되기 때문이다.

따라서 전자빔 크기가 커질수록 백스케터링 영역의 크기가 달라지거나 일정 크기의 백스케터링 영역이 나타나지 않아 패턴 형성시 원하는 크기의 패턴을 얻을 수 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 레지스트를 이용하여 식각패턴을 형성시키기 위한 노광공정에 있어서, 백스케터링이 일어나는 영역을 고려하여 패턴 형성시 원하는 패턴과 실제 노광되는 영역의 차이를 최소화하며 일정 크기의 백스케터링 영역이 나타나도록 하여, 패턴의 경계영역의 선형화 향상에 적당하도록 하기 위한 전자빔 노광장치의 노광방법을 얻는 것이 그 목적이다.

본 발명은 전자빔 장치의 노광방법에 있어서, 전자빔 노광장치에서 먼저 패턴 경계 영역을 일정한 크기의 샷으로 나누어 노광한 후 패턴 내부의 샷을 노광하는 것을 특징으로 하는 전자빔 장치의 노광방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 노광공정으로 인한 백스케터링을 최소화하고 일정 크기의 백스케터링 영역이 나타날 수 있도록 한 개선된 노광방법을 설명한 것이다.

제2도는 본 발명의 전자빔 장치의 노광방법을 설명하기 위한 도면이다.

제2도에서와 같이, 레지스트를 이용한 식각패턴 형성을 위한 노광공정으로 백스케터링이 일어나는 영역을 고려하여 패턴을 형성시킨다.

샷 크기에 따라 패턴 크기가 달라지는 것을 피하기 위해 샷 분해시 패턴의 경계영역(20)은 일정한 크기의 샷으로 먼저 분해한 후 내부의 영역(21)의 샷을 분해한다. 이때, 실제 노광하는 영역보다 적게 또는 같게 패턴을 형성시켜 백스케터링되는 영역을 미리 감안하여 노광하는 방법을 나타낸 것이다.

그러므로 레지스트를 이용하여 식각패턴을 형성시키기 위한 노광공정에서는 백스케터링이 일어나는 영역을 고려하여 패턴을 형성시키고, 패턴의 주변영역(20)의 샷 크기는 전자의 반발력이 미치지 못하는 최소한의 크기 이상이 되어야 한다.

그러므로 레지스트를 이용한 노광공정에서는 백스케터링이 일어나는 영역을 고려하여 식각패턴을 형성시키고, 이 식각패턴에서 주변영역(20)의 샷 크기는 전자의 반발력이 미치지 못하는 최소한의 크기 이상이 되어야 한다.

즉, 예를 들어, 제2도에서처럼 선폭이 12.5㎛인 패턴에 대한 노광작업시, 경계영역을 폭이 0.25㎛인 전자빔으로 먼저 노광한다. 그러면, 그 내부 영역의 폭은 경계영역에서 노광한 크기를 제외한 12㎛가 되므로, 폭이 4㎛인 전자빔으로 나누어 노광을 실시한다.

이때, 주변부 노광시 사용하는 전자빔의 폭은, 내부영역(21) 노광시 사용되는 전자빔내의 전자가 노광을 원하는 레지스터 하부의 웨이퍼 등에 의한 반발력이 미치는 영역 이상의 폭을 가지고 있어야 한다.

본 발명은 설계된 크기와 동일한 패턴을 얻기 위하여 이용되며 특히 패턴의 크기가 작을때 더욱 큰 효과를 볼 수 있다.

또한, 패턴이 경계영역의 선형성을 향상시키기 위해 전자빔 장비의 근본적인 문제점을 장치적으로 해결하지 않고도 단지 노광하는 방법을 변경시킴으로써 패턴의 정확한 영역을 노광할 수 있어 선폭이 1㎛급의 디바이스까지도 쉽게 제어가 가능하다.

Claims (2)

1. 레지스트를 이용한 식각 패턴 형성을 위한 노광공정인 전자빔 노광장치의 노광방법에 있어서, 전자빔으로 먼저 원하는 패턴 경계부를 일정한 크기의 샷으로 나누어 노광한 후 상기 패턴의 내부를 노광하는 전자빔 노광장치와 노광방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴의 내부를 일정한 크기의 샷으로 나눈 경계영역의 샷크기는 전자의 반발력이 미치지 못하는 최소한의 크기 이상으로 노광하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광장치의 노광방법.