KR0145643B1 - 전자빔으로 직접 묘화하는 방법 및 장치 - Google Patents

전자빔으로 직접 묘화하는 방법 및 장치

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KR0145643B1 KR1019940034676A KR19940034676A KR0145643B1 KR 0145643 B1 KR0145643 B1 KR 0145643B1 KR 1019940034676 A KR1019940034676 A KR 1019940034676A KR 19940034676 A KR19940034676 A KR 19940034676A KR 0145643 B1 KR0145643 B1 KR 0145643B1
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Abstract

본 발명은 전자빔으로서 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법을 제공하며, 레지스트막이 도포된 마스크 블랭크 또는 반도체 기판에 전자빔을 조사하는 단계와, 진공중에 있는 상기 반도체 기판에 있는 상기 레지스트를 베이킹하는 단계로 이루어진다. 따라서, 묘화된 반도체 기판은 대기와 접촉함이 없이 베이킹 될 수 있기에, 일정한 선폭의 패턴을 형성하는 것이 가능하다.

Description

전자빔으로 직접 묘화하는 방법 및 그 장치
제1도는 전자빔으로 웨이퍼상에 직접 묘화하는 종래 장치의 개략도.
제2도는 본 발명의 실시예에 있어서, 전자빔으로 웨이퍼상에 직접 묘화하는 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전자총 2 : 조사 렌즈
3 : 정형 렌즈 4 : 축소 렌즈
5 : 투영 렌즈 6 : 체임버, 주 체임버
7 : 서브-체임버 8 : 매거진
9 : 웨이퍼 10a, 10 : 게이트
11 : 스테이지 12 : 베이킹 체임버
13 : 핫 플레이트 14 : 진공 서브-체임버
본 발명은 전자빔을 사용하여 반도체 기판상에 묘화하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 레지스트가 도포된 반도체 기판에 전자빔을 조사하여 상기 레지스트상에 영상 또는 패턴을 형성하고 상기 레지스트상에 형성된 상기 영상 또는 패턴을 안정화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
제1도는 전자빔을 사용하여 웨이퍼상에 직접 묘화하는 종래의 시스템을 나타낸다. 이 시스템은 전자빔을 조사하는 전자총(1)과, 한 스포트로 전자빔을 모우기위한 조사 렌즈(2) 및 정형 렌즈(3), 전자빔의 스포트 크기를 축소 하기 위한 축소 렌즈(4)와, 축소된 전자빔으로 웨이퍼(9)에 영상을 투영하는 투영 렌즈(5)와, 웨이퍼(9)가 놓여지는 스테이지(11)와, 스테이지(11)가 놓여있는 체임버(6)와, 복수개의 웨이퍼(9)를 보관하는 매거진(8)과, 게이트 밸브(10)를 통하여 체임버(6)와 연결되고 매거진을 저장하는 서브-체임버(7)를 구비한다.
상기 시스템에 의하여 웨이퍼(9)상에 다음과 같이 영상 또는 패턴이 그려진다. 처음에, 복수개의 웨이퍼(9)를 저장하는 매거진(8)은 서브-체임버내에 설치된다. 다음에, 상기 서브-체임버(7)를 진공으로 만든다. 상기 서브-체임버(7)내의 진공도가 상기 체임버(6)내의 진공도와 거의 비슷해지면, 서브-체임버(7)와 체임버(6)를 연결하는 게이트 밸브(10)가 열려져서 매거진(8)에서 체임버(6)로 웨이퍼(9)가 전달된다. 웨이퍼(9)가 전달된후에 게이트 밸브(10)는 닫힌다.
스테이지(11)상에 웨이퍼(9)를 설치한후, 웨이퍼(9)에 전자빔이 조사되어 웨이퍼(9)상에 패턴을 그린다. 다음에, 게이트 밸브(10)가 다시 열려 묘화된 웨이퍼(9)를 체임버(6)에서 서브-체임버(7)로 전달하여 매거진(8)내이 웨이퍼(9) 원래 위치에 전달한다. 다음에, 매거진(8)은 하방으로 이동하고, 계속적으로 제2 웨이퍼가 서브-체임버(7)에서 체임버(6)로 전달된다. 게이트 밸브(10)가 닫혀진후, 처음의 웨이퍼와 동일한 형태로 제2 웨이퍼(9)상에 패턴이 묘화된다. 상기 단계를 반복하여, 매거진(8)내에 저장된 모든 웨이퍼(9)상에 패턴을 묘화한다. 모든 웨이퍼(9)상에 패턴이 묘화된후, N2가스를 서브-체임버(7)내에 주입하여 대기압으로 만든다. 서브-체임버(7)로부터 매거진(8)을 끄집어내고, 매거진(8)으로부터 웨이퍼(9)를 꺼낸다. 다음에, 현상 장치의 베이킹 장치내에서 순서대로 웨이퍼(9)를 베이킹하여 웨이퍼(9)상에 형성된 영상을 안정화시킨다. 다음에, 영상을 현상한다.
상기 내용에서, 웨이퍼상에 영상을 형성하는 종래의 시스템은 매거진내에 저장된 웨이퍼는 순서대로 꺼내지고, 다음에 그위에 패턴을 묘화하고, 현상 장치의 베이킹 용광로내에서 순서대로 베이킹된다. 산 발생기를 포함하는 레지스트층을 웨이퍼상에 도포한다. 산 발생기는 매우 불안하기 때문에, 묘화된 웨이퍼가 상대적으로 장시간 대기중에 놓여있으면, 레지스트의 민감성이나 해상도 같은 성능은 악영향을 받는다. 특히, 패턴된 레지스트에서의 선폭은 일정하게 유지될 수 없다. 예를들면, 묘화후에 즉시 베이킹된 패턴의 선폭과 비교하면, 묘화후 30분 후에 베이킹된 영상의 선폭은 10%의 크기 오차가 있으며, 또 묘화후 5 내지 6시간 후에 베어킹된 레지스트 패턴의 선폭은 약 50%의 크기 오차가 있다. 또한, 묘화된 웨이퍼의 베이킹은 대기중에서 수행되기 때문에, 먼지 또는 찌거기가 웨이퍼에 붙거나, 웨이퍼상에 도포된 레지스트가 산화될 수 있다. 레지스트의 산화나 먼지는 레지스트의 균일성을 더 황폐화시킨다.
본 발명의 목적은 전자빔으로 웨이퍼상에 묘화하는 방법과 장치에 관한 것으로, 상기 방법과 장치는 레지스트의 선폭에 있어서 오차가 없는 영상 또는 패턴을 제공한다.
일 양태에 있어서, 본 발명은 전자빔으로서 반도체 웨이퍼상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 레지스트막이 형성돤 마스크 블랭크 또는 반도체 기판에 전자빔을 조사하고, 다음에 레지스트상에 패턴을 그리고, 다음에 진공중에서 반도체 기판과 함께 있는 레지스트를 베이킹하는 단계를 구비한다.
또한 본 발명은, 전자빔으로서 연속적으로 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 제1 진공실 내에서 레지스트가 형성된 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하여, 레지스트상에 패턴을 그리고, 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 가스에 대해서 제1 진공실과 차단되었지만 연결되어 있는 제2 진공실에 전달하고, 바로 다음에 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크의 레지스트를 제3 진공실에서 베이킹하고 제1 진공실내에서 레지스트가 형성된 제2 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하여, 제2 반도체 기판의 레지스트막상에 패턴을 묘화하고, 제3 진공실에서 베이킹된 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 꺼내고, 상기 제2단계에서 5단계를 소정 횟수만큼 반복하는 단계를 구비한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제2 진공실은 상기 제1 진공실과 동일한 온도로 유지된다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 제2 진공실은 게이트 밸브를 통하여 제1 진공실과 연결된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제3 진공실은 게이트 밸브를 통하여 제2 진공실과 연결된다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 전자빔으로서 반도체 웨이퍼상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 장치를 제공하며, 본 장치는 전자빔을 조사하는 전자총, 전자빔 정형용의 전자 렌즈계과, 전자빔을 반도체 기판에 투영하는 투영 렌즈를 포함하는 전자 본체관과, 전자총이 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하는 진공실과, 반도체 기판을 베이킹하기 위하여 게이트 밸브를 통하여 진공실과 연결된 진공 베이킹 체임버를 포함한다.
또한 본 발명은 전자빔으로서 연속적으로 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크를 묘화하는 장치를 제공하며, 본 장치는 전자빔을 조사하는 전자총, 전자빔 정형용의전자 렌즈계과, 전자빔을 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 투영하는 투영 렌즈를 포함하는 전자 본체관과, 전자총이 반도체 기판에 전자빔을 조사하는 제1 진공실과, 제1 진공실과 가스적으로 차단되지만 연결된 제2 진공실과, 제2 진공실과 가스적으로 차단되지만 연결된 제3 진공실을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 제2 진공실은 상기 제1 진공실과 동일한 온도로 유지된다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 제2 진공실은 게이트 밸브를 통하여 제1 진공실과 연결된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제3 진공실은 게이트 밸브를 통하여 제2 진공실과 연결된다.
상기 본 발명에서 얻어진 장점은 후술될 것이다.
상기 본 발명에 있어서, 묘화된 웨이퍼는 대기중에 노출되지 않고 베이킹 되어 영상을 안정화한다. 따라서, 레지스트의 선폭을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
또한, 상기 연속적인 묘화 방법과 장치에 있어서, 대기중에 웨이퍼를 노출하지 않고 또한 묘화 단계를 멈추지 않으면서 웨이퍼상에 연속적으로 패턴을 그리는 것이 가능하다.
본 발명의 상기 내용과 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면과 관련된 다음의 설명으로부터 명확해질 것이며, 여기서 유사한 부호는 도면의 동일 또는 유사 부분을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면과 관련되어 설명된다.
본 발명의 실시예인 제2도는 전자빔으로서 웨이퍼상에 직접 묘화하는 장치이다. 상기 장치는 전자빔을 조사하는 전자총(1)과, 한 스포트로 전자빔을 모우기 위한 조사 렌즈(2) 및 정형 렌즈(3), 전자빔의 스포트 크기를 축소하기 위한 축소 렌즈(4)와, 축소된 전자빔으로서 웨이퍼(9)에 영상을 투영하기 위한 투영 렌즈(5)와, 웨이퍼(9)가 놓여질 스테이지(11)와, 스테이지(11)가 놓여질 주 체임버(6)와, 복수개의 웨이퍼(9)를 저장하는 매거진(8)과, 매거진(8)을 보관하고 게이트 밸브(10)를 통하여 체임버(6)와 연결된 서브-체임버(7)를 구비한다.
상기 장치는 진공 열안정실(15)과, 베이킹 체임버(12)와 진공 서브-체임버를 더 구비한다. 상기 진공 열안정실(15)은 주 체임버(6)를 기준으로 하여 서브-체임버 반대편에 위치하고, 게이트 밸브(10a)를 통하여 주 체임버(6)와 연결된다. 베이킹 체임버(12)는 게이트 밸브(10b)를 통하여 진공 열안정실(15)과 연결되며, 한쌍의 핫 플레이트(13)를 포함한다. 진공 서브-체임버(14)는 게이트 밸브(10c)를 통하여 베이킹 체임버(12)에 연결된다. 영상이 형성되고 베이킹된 웨이퍼를 저장하는 매거진(8a)은 진공 서브-체임버(14)내에 놓여 있다.
상기 장치는 다음과 같이 동작한다. 처음에, 복수개의 웨이퍼(9)를 저장하는 매거진(8)을 서브-체임버(7)내에 설치한다. 다음에, 서브-체임버(7)를 진공으로 만든다. 서브-체임버(7)내이 진공도가 주 체임버(6)내이 진공도와 거의 같아지면, 서브-체임버(7)와 주 체임버(6)를 연결하는 게이트 밸브(10)가 열려서 매거진(8)으로부터 웨이퍼(9) 한개를 체임버(6)로 전달한다. 웨이퍼(9)가 전달된 후, 게이트 밸브(10)는 닫힌다. 게이트 밸브(10)가 닫혀진 동안, 매거진(8)은 다음 웨이퍼가 꺼내어지는 위치까지 아래로 이동한다.
스테이지(11)상에 웨이퍼(9)를 설치한 후, 웨이퍼(9)에 전자빔을 조사하여 웨이퍼(9)상에 패턴을 그린다. 게이트 밸브(10a)가 열리고, 그 다음에, 묘화된 웨이퍼(9)는 주 체임버(6)와 동일 온도로 조절된 진공 열안정실(15)에 전달된다. 다음에, 게이트 밸브(10a)가 닫힌다. 게이트 벨브(10a)가 닫힌후, 게이트 밸브(10)가 다시 열리고 그 다음 웨이퍼(9)가 주 체임버(6)내에 들어가서 웨이퍼상에 영상이 형성된다.
그 다음 웨이퍼의 묘화 시작과 동시에, 게이트 밸브(10b)가 열리고 이미 묘화된 웨이퍼(9)를 베이킹 체임버(12)로 전달한다. 웨이퍼(9)가 베이킹 체임버(12)로 들어간후, 게이트 밸브(10b)가 닫혀져 진공 열안정실(15)로부터 웨이퍼(9)를 차단한다. 웨이퍼(9)는 베이킹 체임버(12)내의 핫 플레이트(13)에서 베이킹된다. 베이킹이 끝난후, 게이트 밸브(10c)가 열리고, 다음에, 베이킹 된 웨이퍼(9)는 베이킹 체임버(12)에서 진공 서브-체임버(14)내의 매거진(8a)으로 전달된다.
상술한 것처럼, 묘화된 웨이퍼(9)는 주 체임버(9)로부터 주 체임버(6)와 동일 온도를 갖도록 제어된 진공 열안정실(15)을 경유하여 베이킹 체임버(12)에 전달된다.
또한, 영상이 형성된 웨이퍼는 대기중에 노출됨이 없이 베이킹 체임버(12)에 전달된다. 또한, 베이킹 체임버(12)내에서 웨이퍼를 베이킹한후 즉시, 베이킹된 웨이퍼는 진공 서브-체임버(14)에 바로 전달된다. 따라서 웨이퍼는 대기중에 거의 노출되지 않는다. 따라서, 웨이퍼상의 레지스트를 완전하게 안정화시켜 그 선폭을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
본 발명은 특정 실시예와 연계하여 설명되었지만, 본 발명에 속하는 주제는 이러한 특정 실시예에 한정되지 않는다. 다르게 말하면, 본 발명의 주제는 다음 청구항의 정신과 범위내에 포함될 수 있는 모든 변형과 유사한 것을 포함한다고 보아야 한다.

Claims (10)

  1. 전자빔으로서 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법에 있어서, 레지스트막이 도포된 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하여 상기 레지스트막에 패턴을 묘화하는 단계와, 상기 반도체 기판을 진공중에 위치시켜 상기 레지스트막을 베이킹하는 단계로 이루어지는, 전자빔으로서 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법.
  2. 전자빔으로서 반도체 웨이퍼 또는 마스크 블랭크상에 연속적으로 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법에 있어서, 제1 진공실내에서 레지스트막이 형성된 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하여 상기 레지스트막상에 패턴을 묘화하는 단계와, 상기 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 상기 제1 진공실과 가스적으로는 차단되지만 서로 연결된 제2 진공실에 전달하는 단계와, 상기 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 상기 제2 진공실과 가스적으로는 차단되지만 서로 연결된 제3 진공실에 전달하는 단계와, 동시적으로, 제3 진공실내의 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크의 상기 레지스트막을 베이킹하고, 상기 제1 진공실내에서 레지스트막이 형성된 제2 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하여 상기 제2 반도체 기판의 상기 레지스트막상에 패턴을 묘화하는 단계와, 상기 베이킹된 제1 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 상기 제3 진공실에서 꺼내는 단계와, 상기 제2단계에서 제5단계까지를 소정 횟수 반복하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자빔으로서 반도체 웨이퍼 또는 마스크 블랭크상에 연속적으로 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 진공실의 온도는 상기 제1 진공실의 온도와 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 진공실은 게이트 밸브를 통하여 상기 제1 진공실과 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3 진공실은 게이트 밸브를 통하여 상기 제2 진공실과 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 전자빔으로서 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화 하는 장치에 있어서, 전자빔을 조사하는 전자총, 상기 전자빔을 정형하는 전자 렌즈계, 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 상기 전자빔을 투영하는 투영 렌즈를 포함하는 전자 본체관과, 상기 전자총이 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하는 진공실과, 상기 반도체 기판 또는 마스크 블랭크를 베이킹하기 위하여, 게이트 밸브를 통하여 상기 진공실과 연결된 진공 베이킹실을 구비하는 전자빔으로서 반도체 기판상에 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 장치.
  7. 전자빔으로서 반도체 웨이퍼상에 연속적으로 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 장치에 있어서, 전자빔을 조사하는 전자총, 상기 전자빔을 정형하는 전자 렌즈계, 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 상기 전자빔을 투영하는 투영 렌즈를 포함하는 전자 본체관과, 상기 전자총이 반도체 기판 또는 마스크 블랭크에 전자빔을 조사하는 제1 진공실과, 상기 제1 진공실과 가스적으로는 차단되지만 서로 연결된 제2 진공실과, 상기 제2 진공실과 가스적으로는 차단되지만 서로 연결되고, 상기 반도체 기판이 베이킹되는 제3 진공실을 구비하는 것을 특징으로 하는, 전자빔으로서 반도체 웨이퍼상에 연속적으로 직접 묘화 또는 마스크 묘화하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 진공실의 온도는 상기 제1 진공실의 온도와 동일하게 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 진공실은 게이트 밸브를 통하여 상기 제1 진공실과 연결되는 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 진공실은 게이트 밸브를 통하여 상기 제2 진공실과 연결되는 것을 특징으로하는 장치.
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