KR0137937B1 - 전자 비임 리도그래피 기계에 의한 서입을 개선시키는 전자 검출기다이오드 바이어싱 스킴 - Google Patents

전자 비임 리도그래피 기계에 의한 서입을 개선시키는 전자 검출기다이오드 바이어싱 스킴

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KR0137937B1 KR1019900012000A KR900012000A KR0137937B1 KR 0137937 B1 KR0137937 B1 KR 0137937B1 KR 1019900012000 A KR1019900012000 A KR 1019900012000A KR 900012000 A KR900012000 A KR 900012000A KR 0137937 B1 KR0137937 B1 KR 0137937B1
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Abstract

내용 없음.

Description

전자 비임 리도그래피 기계에 의한 서입을 개선시키는 전자 검출기다이오드 바이어싱 스킴
제 1도는 전자 검출기를 합체하는 전자 비임 리도그래피 기계의 개략도.
제 2도는 전자 비임 방출구 근처의 전자 검출기 구조를 보여주는 전자 비임 칼럼(column)의 저면도.
제 3도는 선행 기술 전자 검출기의 개략적 예시도로서 기판 표면 상에 침적되어 팬던 왜곡을 야기시키는 2차 전자를 보여주는 도면.
제 4도는 본 발명의 전자 검출기의 개략적 예시도로서, 침적되는 경우 패턴 왜곡을 야기시키는 2차 전자가 기판상에 침적되지않음을 보여주는 도면.
제 5도는 및 제 6도는 선행 기술 전자 검출기에 의해 야기된 패턴 왜곡가 본 발명의 결과인 서입 개선을 보여주는 시험 패턴들의 비교도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전자 비임 리도그래피 기계, 12 : 비임 컬럼,
14 : 공작물지지 장치, 20 : 전자 비임 소스,
22 : 전자 비임, 52 : 전자 검출기 다이오드,
56 : 레지스트 피복물
발명의 배경
본 발명은 전체적으로 전자 비임 리도그래피에 관한것으로서, 특히, 전자 비임 리도그래피 기계내에서 제품상에 전자 비임 서입을 하는중에 패턴 왜곡을 감소시키는것에 관한 것이다.
전자 비임 리도그래피 기계에는 전자 비임 칼럼이 있는바, 그 칼럼내에서 전자 비임이 전자기적으로 제어되어 제품의 서입 작업을 수행하도록 가동 스테이지상에 장착되어있는 제품상으로 투사된다.
기판이라고도 불리는 제품은 비임 칼럼 아래에 배치되며 레지스트(resist) 가 피복된 웨이퍼 또는 레지스트가 피복된 마스크일수 있다.
전자 비임이 기판에 충돌하면 그 비임은 높은 에너지의 후방산란(backscattered) 전자를 생성하고, 그 후방 산란 전자들은 충격 지점으로부터 상방 외축으로 반사되어 충격 지점의 비임의 위치를 검출하도록 비임 컬럼의 방출구 근처에 배치된 전자 검출기 다이오드에 의해 감지된다. 그러나, 이들 후방 산란된 전자들이 전자 검출기 다이오드와 충돌하면, 이들 검출기 다이오드들 자체는 더욱 후방 산란된 전자 및 더 낮은 에너지의 2차 전자를 또한 방출하며, 이들 전자 모두는 기판이 검출기 다이오드에 근접하기 때문에 기판으로 향한다. 후방 산란 전자는 레지스트를 관통할수있지만, 2차 전자들은 에너지가 더 낮기 때문에 비전도성인 레지스트상에 침적되어 레지스트상에 전하 형성(charge buildup)을 초래하여, 다시, 전자 비임을 편향시킬 수 있다. 이는, 전자 비임이 기판상에 예정된 위치에 충돌할수 없음을 의미하며, 이는 패턴왜곡을 초래한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 전자 비임 리도그래피 기계에서 사용되는 전자 검출기 다이오드에의해 방출된 2차 전자에의해 야기되는 패턴 왜곡을 감소 또는 배제시키는 것이다.
발명의 요약
전술의 목적을 성취하는 본 발명은, 전자 비임에의한 서입중에 검출기 다이오드가 기판상에 더 적은 2차 전자를 침적시켜 기판상에서 2차 전자에 의해 야기되고 비임 위치를 편향시켜 패턴 왜곡을 초래하는 전하 형성을 감소 및 배제시키도록 전자 비임 리도그래피 기계내에 전자 검출기 다이오드를 위한 바이어싱 스킴을 포함한다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
제 1 도에는 본 발명을 합체하는 전자 비임 리도그래피 기계(10)의 전체 구조가 개략적으로 도시되어 있다.
그 기계는 전자 비임 컬럼(12) 및 공작물 지지 장치(14)를 포함하는바, 공작물 지지 장치위에는 제품(16)이 적하, 처리 및 하역된다.
제품(16)은 반도체 웨이퍼 또는 마스크인바, 기판 또는 단순히 웨이퍼로서 언급한다.
비임 컬럼(12)의 부품으로서 전자 비임 소스(20) 및, 정교하게 초점이 맞춰진 비임(22)을 발생시키는 축소, 투사 및 편향용 광학 장치가 설치되고, 또한 정형화된 비임이 사용되는 경우 조명 및 정형 광학장치를 포함할수도 있다. 컬럼(12) 내의 중심관(24) (정선으로 도시됨)을 비임(22)이 횡단하며, 그 관(24)은 컬럼(12)에 연결된 고진공 펌프(26)에 의해 고진공 상태로 유지된다. 비임(22)은 컬럼내의 구멍(28)을 통과해서 후처리를 위한 기판(16)상에 부딪힌다. 완전한 리도그래피 기계는 또한 컴퓨터(콘트롤러) 및 비임(22)을 제어하는 부속 2진 전자장치를 또한 포함하며, 공작물지지 장치(14)를 구동하는 구동 시스템을 제어하며, 패턴 데이타를 기억하고 비임 제어 신호를 제공한다. 이 모든 것을 블록 다이어그램(30)으로 도시했다.
제 1 도의 단순화된 개략적 예시에 있어서, 공작물지지 장치(14)는 통상의 구동 장치에의해 x-y 방향 및 z 방향으로 구동되고, 그 위치는 감지 시스템에의해 감지되는바, 이들 모두를 블록 다이어그램(34)에 도시했다.
역시 제 1 도에 도시된 바와같이, 전자 비임 리도그래피 기계(10)는 판(54)상에 장착된 복수의 전자 검출기 다이오드(52)형태로 구멍(28)에 근접하게 위치된 전자 비임 검출장치(50)을 포함한다. 제 2 도는 전도체(53)에 연결되어 구멍(28)을 에워싸는 4개의 그러한 다이오드를 도시한다.
제 3 도에 도시된 바와같이 하나의 검출기 다이오드(52)의 개략적 확대도에서처럼, 전자 비임(22)은 종래 기술에 따라 바이어스 되어 기판(16)상에있는 비전도성 레지스트 피복물(56)을 관통하는 것으로 보인다. 이러한 배열에 있어서, 기판(14)은 0.0볼트로 바이어스되고 검출기 다이오드(52)는 0.0볼트로, 그리고 판(54)은 가령-7.5볼트와 같은 약간의 음전위로 바이어스된다. 이렇게 바이어스됨으로써, 전자 비임(22) 이 기판에 충돌함으로써 화살표(60)로 도시된 바와같이 후방 산란 전자들이 전자 검출기(52)로 향하여 이동되며, 전자 검출기는 다시 후방 산란 전자(도시안됨) 및 2차 전자들을 모두 화살표(62)로 도시된 바와같이 레지스트 피복물(56)을 향하여 방출한다. 이들 2차 전자들(62)은 낮은 에너지를 가지며, 그러므로 레지스트 피복물(56)을 관통할수 없다. 이는 레지스트 표면상에 전하 형성을 초래하고, 다시, 비임(22)을 편향시켜 비임이 예정된 기판(16)에 충돌할수 없어서 패턴 왜곡을 초래할수 있다.
제 3 도와 유사한 제4도는 그러나, 본 발명의 바이어스 스킴에 따라 기판(16)에 대한 검출기 다이오드(52)상의 바이어스를 보여주고 있다. 이 바이어스는 기판(16) 상에서 0.0볼트, 다이오드(52) 상에서 +7.5 볼트 및 판(54)상에서 0.0볼트이다. 이 도면은 또한, 바이어스 스킴때문에, 7.5eV 미만의 에너지를 갖는 2차 전자(62)가 레지스트(66)로 이동하지않고 그러므로 전자 비임(22)의 위치에 영향을 주는 전하 형성을 야기시키지 않음을 보여준다. 제 5 도는, 기판상의 전하 형성에 의해 야기된 패턴 왜곡 효과를 보여주며, 제 6 도는 본 발명을 이용하여 패턴을 고정하는 것을 보여준다.
특히, 제 5 도는 왜곡된 사각형의 패턴(72)이 중첩되어있는 복수의 사각형으로 구성되는 하부 격자(70)를 보여준다. 각각의 왜곡된 사각형들은 상단 좌측 모서리에 점(74)을 가진다. 이 점들(74)은 시험중에 기계에의해 서입된 교차점(도시안됨)을 나타낸다. 이들 표시들은 125 ㎜ 정방형 마스크상에 교차점 간격이 12.5 ㎜ 로서 11×11 배열을 형성했다. 이 마스크는 처리된후 제 2 기계내에 위치됐으며, 제 2 기계는 (74)와 같은 위치의 교차점들의 위치를 찾고 각 교차점들의 좌표를 결정했다. 오차를 플로링(plotting)함에 있어서, 미왜곡된 사각형 모서리들 사이의 거리는 H스캐일(수평) 또는 V스케일(수직)으로 나타난 크기이다. 제 5 도에서, 상부 우측 모서리의 초승달 형상의 왜곡부(76)는 약 0.1 마이크로미터(㎛)의 오차를 나타낸다. 이 초승달 형상 왜곡부(76)는 후술하는 방법으로 검출기 다이오드(52)로부터의 2차 전자에 의해 야기된다. 약 5분간 지속되고 패턴 서입을 진행하는 비임 조정 기간중에, 비임(22)은 초승달 형상 왜곡부(76) 바로위의 서입 표면으로부터 약 15㎜ 이격되어 시험 목표물에 위치된다. 상부 열의 교차점들이 서입되는 서입 표면상에 (도면들에 도시된 바와같이) 2차 전자들이 축적되는 것은 이 5 분의 기간동안이다. 전하들은 제 1 열의 교차점들을 편향시키기에 충분할만큼 오래 지속되어 특징적인 초승달 형상 왜곡부(76)를 발생시킨다.
제 6 도는 본 발명에따라 제위치에 서입된다. H스케일/V스케일 수들은 설정되는 오차들이 더 적기때문에 0.100 ㎛ 까지 변경된다. 초승달 형상 왜곡부(76) 의 선은 없다.

Claims (5)

  1. 비임 칼럼을 구비하고 제어된 전자 비임으로 비임 칼럼아래에 배치된 기판상에 패턴을 서입할수있는 전자 비임 리도그래피 기계에 있어서, 비임 위치 검지 장치가 상기 전자 비임에의한 상기 기판상의 전자 충돌에의해 발생된 후방 산란 전자에 응답하여 비임위치를 검지하는 전자 검출기 수단 및 상기 충돌에 응답하여 상기 검출기로부터 방출된 2차 전자를 감소 및 배제시켜 상기 비임을 편향시키고 패턴 왜곡을 야기시키는 상기 기판상의 전하 형성을 감소 또는 배제시키는 수단을 포함하는 것을 개량으로하는 전자 비임 리도그래피 기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 전자들을 감소 또는 배제시키는 수단이 상기 전자 검출기 수단상에서 상기 2차 전자들을 흡인하는 바이어싱 수단을 포함하는 기계.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 바이어싱 수단이 상기 검출기 수단상에 상기 기판에 대하여 양(+)인 전압을 인가하는 것을 포함하는 기계.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 검출기 수단이 다이오드 수단을 포함하며, 상기 2차 전자를 감소 또는 배제시키는 수단이 상기 다이오드 수단상에서 상기 2차 전자들을 흡인하는 수단을 포함하는 기계.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 바이어싱 수단이 상기 다이오드 수단상에 상기 기판에대해 양(+)인 전압을 인가하는 것을 포함하는 기계.
KR1019900012000A 1989-08-08 1990-08-06 전자 비임 리도그래피 기계에 의한 서입을 개선시키는 전자 검출기다이오드 바이어싱 스킴 KR0137937B1 (ko)

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US07391.202 1989-08-08

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