KR20070001747A - E-beam exposure device - Google Patents

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Abstract

An electron-beam exposure apparatus is provided to prevent an electron fogging effect and to secure uniformly the CD(Critical Dimension) of a resist pattern by using an electron re-reflection blocking unit. An electron-beam exposure apparatus includes an electronic gun(102) for emitting an electron beam, a first aperture(104) for endowing the electron beam with a first pattern, a second aperture(108) for endowing the electron beam with a second pattern, an objective lens(112) for focusing the resultant electron beam onto a resist layer of a wafer, and an electron re-reflection blocking unit. The electron re-reflection blocking unit(116) is installed under the objective lens. The electron re-reflection blocking unit includes a hole capable of guiding the electron beam to the resist layer of the wafer. The electron re-reflection blocking unit is capable of preventing the re-reflection of electrons scattered from the resist layer.

Description

전자빔 노광 장치{E-beam exposure device}Electron beam exposure device {E-beam exposure device}

도 1은 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치의 칼럼 구조를 나타낸 수직 단면도이다.1 is a vertical sectional view showing a column structure of an electron beam exposure apparatus according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치의 칼럼에서 웨이퍼 레지스트로부터 반사된 전자가 재반사되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing that the electrons reflected from the wafer resist are re-reflected in the column of the electron beam exposure apparatus according to the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 전자빔 노광 장치의 칼럼 구조를 나타낸 수직 단면도이다.3 is a vertical sectional view showing the column structure of the electron beam exposure apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따라 재반사 전자 차단기를 갖는 전자빔 노광 장치의 칼럼을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a column of an electron beam exposure apparatus having a re-reflective electron blocker according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

102 : 전자총 104 : 제 1어퍼쳐102: electron gun 104: first aperture

106, 110 : 편향기 108 : 제 2어퍼쳐106, 110: deflector 108: second aperture

112 : 대물 렌즈 114 : SSD112: objective lens 114: SSD

116 : 전자 재반사 차단기 120 : 스테이지116: electronic antireflection breaker 120: stage

122 : 웨이퍼 124 : 레지스트122: wafer 124: resist

본 발명은 전자빔 노광 장치에 관한 것으로, 특히 전자빔 노광 장치의 칼럼 끝단에서 웨이퍼 마스크로부터 재반사되는 전자에 의한 전자 분무효과(fogging effect)를 감소시킬 수 있도록 한 전자빔 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure apparatus, and more particularly, to an electron beam exposure apparatus capable of reducing an electron fogging effect caused by electrons re-reflected from a wafer mask at the column end of the electron beam exposure apparatus.

현재 반도체 제조 기술이 더욱 발달하며 반도체 집적 회로(IC)의 집적도와 기능이 향상되고 있음에 따라 반도체 제조 기술에서의 미세 가공 기술, 특히 노광 기술또한 발전되고 있다. 즉, 스테퍼(stepper) 등에 사용되는 광 노광 기술의 한계가 있기 때문에 미세 패터닝이 가능한 전자빔 노광 기술 등으로 발전되고 있다.As semiconductor manufacturing technology is further developed and the degree of integration and function of semiconductor integrated circuits (ICs) is improved, microfabrication technology, particularly exposure technology, in semiconductor manufacturing technology is also being developed. That is, since there is a limit of the optical exposure technique used for a stepper, etc., it has developed into the electron beam exposure technique etc. which can be fine-patterned.

도 1은 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치의 칼럼 구조를 나타낸 수직 단면도이다.1 is a vertical sectional view showing a column structure of an electron beam exposure apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술의 전자빔 노광 장치의 칼럼은 전자빔을 발생하는 전자총(2)과, 전자총(2)으로부터의 전자빔을 평행 빔으로 만드는 렌즈(미도시됨)와, 통과하는 평행 빔을 소정의 형상으로 성형하는 제 1어퍼쳐(aperture)(4)와, 성형된 빔을 조이는 렌즈(미도시됨)와, 빔을 편향시키는 편향기(6, 10)와, 패턴이 그려진 마스크(미도시됨)를 갖는 제 2어퍼쳐(8)와, 빔을 축소시키는 축소 렌즈(미도시됨)와, 빔을 스테이지(20)에 안착된 웨이퍼(22) 상의 레지스트(24)에 결상시키는 대물 렌즈(12) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, a column of an electron beam exposure apparatus of the prior art includes an electron gun 2 for generating an electron beam, a lens (not shown) for making an electron beam from the electron gun 2 into a parallel beam, and a parallel beam passing therethrough. A first aperture 4 for shaping into a predetermined shape, a lens (not shown) for tightening the formed beam, deflectors 6 and 10 for deflecting the beam, and a mask with a pattern drawn (not shown) A second aperture 8 having a second aperture 8, a reduction lens (not shown) for narrowing the beam, and an objective lens for imaging the beam on the resist 24 on the wafer 22 seated on the stage 20. (12) and the like.

이와 같은 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치는 전자총(2)에서 발사된 전자빔이 제 1 및 제 2 어퍼처(4, 8)를 통과하며 마스크 패턴의 이미지를 축소 렌즈 및 대물 렌즈(12)를 통해 웨이퍼(22) 상의 레지스트(24)에 결상시킨다. 그런데, 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치를 이용하여 웨이퍼(22) 상에 마스크 패턴의 이미지를 노광시킬 때, 전자총에 의해 발사되어 가속된 전자들은 웨이퍼의 레지스트에서 정지하지만, 이들 중 일부는 바로 산란(scattering)된다. In the electron beam exposure apparatus according to the related art, the electron beam emitted from the electron gun 2 passes through the first and second apertures 4 and 8 and the image of the mask pattern is reduced through the reduction lens and the objective lens 12. It forms in the resist 24 on (22). By the way, when exposing the image of the mask pattern on the wafer 22 using the electron beam exposure apparatus according to the prior art, the electrons emitted and accelerated by the electron gun stop in the resist of the wafer, but some of them are directly scattered ( scattering).

도 2는 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치의 칼럼에서 웨이퍼 레지스트로부터 반사된 전자가 재반사되는 것을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing that the electrons reflected from the wafer resist are re-reflected in the column of the electron beam exposure apparatus according to the prior art.

도 2를 참조하면, 웨이퍼 레지스트(24)에서 산란된 전자 또는 이차전자(secondary electron)(30)는 전자빔 노광 장치의 칼럼 끝단인 SSD(Solid state detector)(14)에서 다시 산란되어 웨이퍼 표면으로 재반사(32)하게 되는 전자의 분무효과를 일으킨다. 이러한 전자 분무효과로 인해 웨이퍼상의 레지스트에서는 실제 노광되는 부분에 재노광이 일어나게 되어 필요 이상으로 전자를 축적하게 되고, 전자가 많이 축적한 노광 부분과 그렇지 않은 부분에서 레지스트 패턴 선폭(CD)이 서로 달라지게 된다. 이에 따라, 종래 기술에 의한 전자빔 노광 장치는 칼럼 끝단에서 웨이퍼 표면으로부터 산란된 전자가 반사되어 웨이퍼 레지스트쪽으로 입사되며 레지스트 패턴의 선폭이 불균일해져 반도체 소자 패턴을 정확하게 확보할 수 없었다.Referring to FIG. 2, electrons or secondary electrons 30 scattered in the wafer resist 24 are scattered again in the solid state detector 14, which is the column end of the electron beam exposure apparatus, and returned to the wafer surface. It causes the spray effect of electrons to be reflected (32). Due to the electron atomization effect, the resist on the wafer causes re-exposure at the actual exposed portion, accumulating electrons more than necessary, and the resist pattern line width (CD) is different between the exposed portion where the electrons are accumulated and the non-exposed portion. You lose. Accordingly, the electron beam exposure apparatus according to the prior art reflects electrons scattered from the wafer surface at the column end and enters the wafer resist, and the line width of the resist pattern is uneven, so that the semiconductor device pattern cannot be accurately secured.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 칼럼 끝단에 전자 재반사 차단기를 설치함으로써 웨이퍼 표면으로부터 산란된 전자나 이차 전자가 칼럼 끝단 SSD에서 반사되어 웨이퍼 레지스트쪽으로 입사되는 전자 분무 현상을 막을 수 있어 레지스트 패턴의 선폭을 균일하게 유지시킬 수 있는 전자빔 노광 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an electron atomization phenomenon in which electrons or secondary electrons scattered from the wafer surface are reflected from the column-end SSD and incident toward the wafer resist by providing an electron re-reflection breaker at the column end to solve the problems of the prior art. The present invention provides an electron beam exposure apparatus capable of preventing a defect and maintaining a uniform line width of a resist pattern.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자빔 노광 장치의 칼럼 구조에 있어서, 전자빔을 발사하는 전자총과, 전자총으로부터 발사된 전자빔을 소정의 형상으로 하는 제 1어퍼쳐와, 제 1어퍼쳐를 통과한 전자빔을 패턴이 그려진 마스크를 통해 투과시키는 제 2어퍼쳐와, 마스크를 통과한 전자빔을 웨이퍼의 레지스트 상에 결상시키는 대물 렌즈와, 대물 렌즈 아래의 칼럼 끝단에 설치되며 전자빔을 웨이퍼의 레지스트쪽으로 내보내는 홀을 갖으며 웨이퍼의 레지스트로부터 산란된 전자가 재반사되는 것을 막는 전자 재반사 차단기를 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a column structure of an electron beam exposure apparatus, comprising: an electron gun that emits an electron beam, a first aperture that makes an electron beam emitted from the electron gun into a predetermined shape, and passes through the first aperture; A second aperture for transmitting the electron beam through a patterned mask, an objective lens for forming the electron beam passing through the mask on the resist of the wafer, and a hole installed at the end of the column under the objective lens and emitting the electron beam toward the resist of the wafer. And an electron rereflective blocker which prevents the re-reflected electrons scattered from the resist of the wafer.

본 발명에 있어서, 상기 전자 재반사 차단기는 원통형 구조로 이루어지며 상기 원통형 구조 내부 표면이 벌집 적층 구조인 것이 바람직하다.In the present invention, the electron rereflective blocker is made of a cylindrical structure, the inner surface of the cylindrical structure is preferably a honeycomb laminated structure.

상기 전자 재반사 차단기는 전자를 흡수하는 물질로 이루어진다.The electron rereflective blocker is made of a material that absorbs electrons.

상기 전자 재반사 차단기의 홀은 상기 전자빔을 편향시키는 편향기의 필드 크기인 것이 바람직하다.The hole of the electron rereflective breaker is preferably the field size of the deflector for deflecting the electron beam.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 전자빔 노광 장치의 칼럼 구조를 나타낸 수직 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명에 따라 재반사 전자 차단기를 갖는 전자빔 노광 장치의 칼럼을 나타낸 도면이다.3 is a vertical sectional view showing the column structure of the electron beam exposure apparatus according to the present invention. 4 is a view showing a column of an electron beam exposure apparatus having a re-reflective electron breaker according to the present invention.

먼저 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전자빔 노광 장치의 칼럼은 전자빔을 발생하는 전자총(102)과, 전자총(102)으로부터의 전자빔을 평행 빔으로 만드는 렌즈(미도시됨)와, 통과하는 평행 빔을 소정의 형상으로 성형하는 제 1어퍼쳐(104)와, 성형된 빔을 조이는 렌즈(미도시됨)와, 빔을 편향시키는 편향기(106, 110)와, 패턴이 그려진 마스크(미도시됨)를 갖는 제 2어퍼쳐(108)와, 빔을 축소시키는 축소 렌즈(미도시됨)와, 빔을 스테이지(120)에 안착된 웨이퍼(122) 상의 레지스트(124)에 결상시키는 대물 렌즈(112)와, 대물 렌즈(112) 아래의 칼럼 끝단 SSD(114) 하부에 설치되어 전자빔을 웨이퍼(122) 레지스트쪽(124)으로 내보내는 홀을 갖는 전자 재반사 차단기(116) 등을 포함한다.Referring first to FIG. 3, a column of an electron beam exposure apparatus according to the present invention includes an electron gun 102 for generating an electron beam, a lens (not shown) for making an electron beam from the electron gun 102 into a parallel beam, and a parallel passing through A first aperture 104 for shaping the beam into a predetermined shape, a lens (not shown) for tightening the shaped beam, deflectors 106 and 110 for deflecting the beam, and a mask with a pattern drawn (not shown) Second aperture 108, a reduction lens (not shown) for narrowing the beam, and an objective lens for imaging the beam on the resist 124 on the wafer 122 seated on the stage 120. 112 and an electron rereflective breaker 116 and the like provided under the column-end SSD 114 under the objective lens 112 and having holes for emitting electron beams to the wafer 124 resist side 124.

본 발명에서 전자 재반사 차단기(116)는 원통형 구조로 이루어지고, 전자가 충전되지 않는 물질로 제작된다. 전자 재반사 차단기(116)는 원통형 구조 내부 표면을 벌집 적층 구조로 제작하여 SSD(114)에서 반사하는 전자를 흡수한다. 그리고 전자 재반사 차단기(116)에서 웨이퍼쪽으로 전자빔이 나가는 홀(A)은 전자빔을 편향시키는 편향기(113)의 필드 크기로 하고, 웨이퍼(122)쪽 레지스트(124)의 거리를 가깝게 한다.In the present invention, the electron rereflective blocker 116 has a cylindrical structure and is made of a material that is not filled with electrons. The electron rereflective blocker 116 absorbs electrons reflected from the SSD 114 by fabricating a cylindrical inner surface in a honeycomb laminated structure. The hole A through which the electron beam exits from the electron rereflective breaker 116 is set to the field size of the deflector 113 for deflecting the electron beam, and the distance of the resist 124 toward the wafer 122 is close.

이와 같은 구성된 본 발명에 따른 전자빔 노광 장치는 전자총(102)에서 발사된 전자빔을 제 1 및 제 2 어퍼처(104, 108)를 통과하여 마스크 패턴의 이미지를 생성하며 마스크 패턴의 이미지를 축소 렌즈 및 대물 렌즈(112), 그리고 전자 재반사 차단기(116)를 통과하여 웨이퍼(122) 상의 레지스트(124)에 결상시킨다.The electron beam exposure apparatus according to the present invention configured as described above passes through the first and second apertures 104 and 108 of the electron beam emitted from the electron gun 102 to generate an image of a mask pattern, and reduces the image of the mask pattern to a lens and It passes through the objective lens 112 and the electron rereflective blocker 116 to form an image on the resist 124 on the wafer 122.

이러한 본 발명에 따른 전자빔 노광 장치를 이용하여 웨이퍼(122) 상에 마스 크 패턴의 이미지를 노광시킬 때, 도 4와 같이, 전자총(102)에 의해 발사되어 가속된 전자들이 웨이퍼(122)의 레지스트(124)에서 산란되며 산란된 전자 또는 이차전자(130)가 전자빔 노광 장치의 칼럼측 SSD(114)에서 재반사되어 웨이퍼 표면으로 입사되는 것을 전자 재반사 차단기(116)에서 막는다.When the image of the mask pattern is exposed on the wafer 122 using the electron beam exposure apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 4, the electrons emitted and accelerated by the electron gun 102 are resisted of the wafer 122. The electron rereflective blocker 116 prevents electrons or secondary electrons 130 scattered and scattered at 124 from being reflected back from the column-side SSD 114 of the electron beam exposure apparatus and incident on the wafer surface.

그러므로 본 발명의 전자빔 노광 장치는 웨이퍼 레지스트(124)에서 산란된 전자 또는 이차전자가 칼럼 끝단 SSD(114)에서 재반사되어 웨이퍼 표면으로 입사되는 것을 막기 때문에 전자의 분무효과를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, the electron beam exposure apparatus of the present invention prevents electrons or secondary electrons scattered from the wafer resist 124 from being reflected back from the column-end SSD 114 to be incident on the wafer surface, thereby preventing the spraying effect of electrons. .

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 전자빔 노광 장치의 끝단에서 레지스트로부터 산란된 전자 또는 이차 전자가 웨이퍼쪽으로 재반사되는 것을 막아 전자 분무효과를 방지할 수 있다.As described above, the present invention can prevent the electron spraying effect by preventing the electrons or secondary electrons scattered from the resist from being reflected back to the wafer at the end of the electron beam exposure apparatus.

따라서, 본 발명의 전자빔 노광 장치에 의해 웨이퍼상의 레지스트에서 패턴 선폭을 균일하게 확보하여 반도체 소자의 제조 수율 및 패턴의 정확성을 달성할 수 있다.Therefore, by using the electron beam exposure apparatus of the present invention, it is possible to secure the pattern line width uniformly in the resist on the wafer to achieve the manufacturing yield and the accuracy of the pattern of the semiconductor element.

Claims (4)

전자빔 노광 장치의 칼럼 구조에 있어서,In the column structure of the electron beam exposure apparatus, 전자빔을 발사하는 전자총;An electron gun for firing an electron beam; 상기 전자총으로부터 발사된 전자빔을 소정의 형상으로 하는 제 1어퍼쳐;A first aperture that makes the electron beam emitted from the electron gun into a predetermined shape; 상기 제 1어퍼쳐를 통과한 전자빔을 패턴이 그려진 마스크를 통해 투과시키는 제 2어퍼쳐;A second aperture for transmitting the electron beam passing through the first aperture through a mask on which a pattern is drawn; 상기 마스크를 통과한 전자빔을 웨이퍼의 레지스트 상에 결상시키는 대물 렌즈; 및An objective lens for forming an electron beam passing through the mask on a resist of a wafer; And 상기 대물 렌즈 아래의 칼럼 끝단에 설치되며 전자빔을 상기 웨이퍼의 레지스트쪽으로 내보내는 홀을 갖으며 상기 웨이퍼의 레지스트로부터 산란된 전자가 재반사되는 것을 막는 전자 재반사 차단기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치.Electron beam exposure apparatus is provided at the end of the column under the objective lens and has an electron rereflective blocker having a hole for emitting the electron beam toward the resist of the wafer and prevents the scattered electrons from the wafer resist . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 재반사 차단기는 원통형 구조로 이루어지며 상기 원통형 구조 내부 표면이 벌집 적층 구조인 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치.The electron rereflective blocker has a cylindrical structure and the inner surface of the cylindrical structure is a honeycomb laminated structure, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 재반사 차단기는 전자를 흡수하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치.The electron rereflective blocker is made of a material for absorbing electrons. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자 재반사 차단기의 홀은 상기 전자빔을 편향시키는 편향기의 필드 크기인 것을 특징으로 하는 전자빔 노광 장치.And the hole of the electron rereflective breaker is the field size of the deflector for deflecting the electron beam.
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