KR20030002091A - 전자빔 리소그라피 마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SCALPEL 기술을 이용한 리소그라피에서 근접효과를 효과적으로 보정할 수 있는 마스크를 제공한다.
본 발명에 따른 전자빔 리소그라피 마스크는, 입사되는 전자빔을 패턴화하기 위한 제 1 마스크; 및 제 1 마스크 하부에 배치되어 제 1 마스크를 통하여 입사되는 전자빔의 에너지강도를 균일화하기 위한 제 2 마스크를 포함하고, 제 1 마스크는 전자빔을 투과시키는 멤브레인층과, 멤브레인층 상에 소정 간격을 두고 배치되어 입사하는 전자빔의 투과를 차단하는 다수개의 스캐터층으로 이루어지고, 제 2 마스크는 역계단 형상으로 적층된 다수개의 멤브레인층으로 이루어져서, 제 1 마스크를 투과하여 입사되는 전자빔을 다시 투과시킨다.

Description

전자빔 리소그라피 마스크{ELECTRON- BEAM LITHOGRAPHY MASK}
본 발명은 전자빔 리소그라피 마스크에 관한 것으로, 특히 SCALPEL 기술을 이용한 리소그라피에서 근접효과를 효과적으로 보정할 수 있는 마스크에 관한 것이다.
최근, 레지스트막에 패턴을 묘사하기 위하여 전자빔을 이용한 리소그라피 공정들이 사용되고 있다. 이러한 공정들은 높은 해상도와 처리율을 제공하는 장점이 있다.
도 1은 상기 전자빔을 이용한 리소그라피 공정 중, 산란각 제한투영 전자빔 리소그라피(scattering angular limitation projection electron-beam lithography ; 이하, SCALPEL) 기술을 이용한 리소그라피 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, SCALPEL 기술을 이용한 전자빔 리소그라피 공정에서는, 입사되는 전자빔(100)을 패턴화하기 위하여 마스크(110)가 사용된다. 이 마스크(110)는 입사하는 전자빔(100)을 작은 각도로 약하게 산란시켜 전자빔(100)을 투과시키는 멤브레인층(110A)과, 이 멤브레인층(100) 상에 소정 간격을 두고 배치되어 입사하는 전자빔(100)을 큰 각도로 강하게 산란시켜 전자빔(100)의 투과를 차단하는 다수개의 스캐터층(110B)으로 이루어진다. 또한, 마스크(110)의 멤브레인층(110A)은 낮은 원자번호를 가지며, 스캐터층(110B)은 높은 원자번호를 갖는다.
마스크(110)를 투과한 전자빔(100A)은 렌즈 시스템(120)에서 집속되고, 렌즈 시스템(120)을 통과한 전자빔(100B)은 후방초점면 개구(aperture; 130)를 통해 최종적으로 웨이퍼(140)의 표면 상에 조사된다.
그러나, 상기한 SCALPEL 기술을 이용한 리소그라피에서는 광원으로서 전자빔을 사용하기 때문에, 마스크(110)의 인접한 스캐터층들(110B) 사이에서 후방산란 전자들이 발생하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 마스크(110)를 투과한 전자빔의 에너지 강도가 균일하지 못하고 마스크(110)의 에지부분으로 갈수록 약해지는 분포를 갖는다. 이에 따라, 웨이퍼(140) 상에서 패턴의 크기가 달라지는 근접효과(Proximity Effect) 현상이 발생하게 된다. 이러한 근접효과는 마스크 제작시 근접효과를 고려한 패턴 바이어싱을 통하여 보정할 수는 있으나, 패턴 바이어싱에 의해 공정 조건의 변화 등이 발생하게 되면 마스크를 다시 제작해야 하는 또 다른 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 SCALPEL 기술을 이용한 리소그라피에서 근접효과를 효과적으로 보정할 수 있는 마스크를 제공하는 것이다.
도 1은 SCALPEL 기술을 이용한 일반적인 리소그라피 공정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 전자빔 리소그라피 마스크(110)와 이 마스크(110)를 투과한 전자빔의 에너지 분포를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 리소그라피 마스크(300)와 이 마스크(300)를 투과한 전자빔의 에너지 분포를 나타낸 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 리소그라피 마스크(300)의 제 1 및 제 2 마스크(210, 220)와 이 제 1 및 제 2 마스크(210, 220)를 투과한 전자빔의 에너지 분포를 각각 나타낸 도면.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100, 100A, 100B : 전자빔 110, 300 : 마스크
120 : 렌즈 시스템 130 : 개구
140 : 웨이퍼 210 : 제 1 마스크
220 : 제 2 마스크
110A, 210A, 220A, 220B, 220C : 멤브레인층
110B, 210B : 스캐터층 300 : 마스크
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자빔 리소그라피 마스크는, 입사되는 전자빔을 패턴화하기 위한 제 1 마스크; 및 제 1 마스크 하부에 배치되어 제 1 마스크를 통하여 입사되는 전자빔의 에너지강도를 균일화하기 위한 제 2 마스크를 포함하고, 제 1 마스크는 전자빔을 투과시키는 멤브레인층과, 멤브레인층 상에 소정 간격을 두고 배치되어 입사하는 전자빔의 투과를 차단하는 다수개의 스캐터층으로 이루어지고, 제 2 마스크는 역계단 형상으로 적층된 다수개의 멤브레인층으로 이루어져서, 제 1 마스크를 투과하여 입사되는 전자빔을 다시 투과시킨다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 리소그라피 마스크(300)와 이 마스크(300)를 투과한 전자빔의 에너지 분포를 나타내고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 전자빔 리소그라피 마스크(300)의 제 1 및 제 2 마스크(210, 220)와 이 제 1 및 제 2 마스크(210, 220)를 투과한 전자빔의 에너지 분포를 각각 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 마스크(300)는 입사되는 전자빔(100; 도 1 참조)을 패턴화하기 위한 제 1 마스크(210)와, 제 1 마스크(210) 하부에 배치되어 제 1 마스크(210)를 투과하여 입사되는 전자빔의 에너지강도를 균일화하기 위한 제 2 마스크(220)로 이루어진다.
여기서, 제 1 마스크(210)는 종래와 마찬가지로 낮은 원자번호를 가지고 입사하는 전자빔(100)을 작은 각도로 약하게 산란시켜 전자빔(100)을 투과시키는 멤브레인층(210A)과, 높은 원자번호를 가지고 멤브레인층(210A) 상에 소정 간격을 두고 배치되어 입사하는 전자빔(100)을 큰 각도로 강하게 산란시켜 전자빔(100)의 투과를 차단하는 다수개의 스캐터층(210B)으로 이루어져서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(210)를 투과한 전자빔의 에너지가 균일하지 못하고 에지부분으로 갈수록 약해지는 분포를 갖는다.
이와 달리, 제 2 마스크(220)는 역계단 형상으로 적층되어 제 1 마스크(210)를 투과하여 입사되는 전자빔을 다시 투과시키는 다수개의 멤브레인층(220A, 220B, 220C)으로 이루어진다. 이에 따라, 예컨대 제 2 마스크(220)로 전자빔(100)이 입사되는 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 마스크(220)를 투과한 전자빔의 에너지는 에지부분으로 갈수록 강해지는 분포를 갖게 된다.
따라서, 상술한 바와 같이, 제 1 마스크(210) 하부에 제 2 마스크(220)를 배치하여 마스크(300)를 구성하게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크(210)를 투과한 전자빔의 불균일한 에너지 분포가 제 2 마스크(220)를 투과하면서 균일하게 된다. 그 결과, 웨이퍼(140; 도 1 참조) 표면으로 균일한 분포의 전자빔이 조사되어 근접효과 현상이 효과적으로 보정됨으로써, 웨이퍼 상에서 균일한 패턴 크기를 구현할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, SCALPEL 기술을 이용한 리소그라피에서 마스크를 서로 다른 전자빔 투과 에너지 분포를 갖는 2개의 마스크로 구성하여, 웨이퍼에 균일한 에너지 강도의 전자빔이 입사되도록 함으로써, 근접효과를 효과적으로 보정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (2)

  1. 입사되는 전자빔을 패턴화하기 위한 제 1 마스크; 및
    상기 제 1 마스크 하부에 배치되어 상기 제 1 마스크를 통하여 입사되는 전자빔의 에너지강도를 균일화하기 위한 제 2 마스크를 포함하고,
    상기 제 1 마스크는 상기 전자빔을 투과시키는 멤브레인층과 상기 멤브레인층 상에 소정 간격을 두고 배치되어 상기 입사하는 전자빔의 투과를 차단하는 다수개의 스캐터층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자빔 포토리소그라피 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 마스크는 역계단 형상으로 적층된 다수개의 멤브레인층으로 이루어져서, 상기 제 1 마스크를 투과하여 입사되는 전자빔을 다시 투과시키는 것을 특징으로 하는 전자빔 포토리소그라피 마스크.
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