이온빔 노광 기술용 마스크 제작을 위한 전자빔 묘화 장치 제작 및 현상 조건 도출 실험


이병남, 조용훈 (충북대)
홍완, 김영석 (한국지질자원연구원, 입자빔 응용팀)
대전시 유성구 가정동 30
황정기, 박홍규 (한국과학기술원)

선 폭이 0.1㎛ 이하의 해상도와 종횡비 1:10인 이온빔 마스크 제작을 위하여 Scanning Electron Microscope(SEM)을 개조하여 전자빔 묘화 장치를 제작하였다. 개인용 컴퓨터로 전자빔을 제어하여 원하는 패턴을 묘화 할 수 있게 하였으며 제어 프로그램은 자체 제작하였다. 또한 Au위에 0.35㎛두께로 spin coating 방식으로 올려진 Polymethyl Methacrylate(PMMA) 막 위에 전자빔으로 패턴을 그린 후 현상액에서 현상하여 패턴을 얻어내 과정의 최적조건 도출을 위한 기초 연구를 수행하였다. 두꺼운 감광제에 영향을 주고 높은 해상도를 얻기 위하여 위해서 전자빔의 가속전압을 40 KV 로 하였으며 빔 전류는 대략 15∼20 pA범위에서 실험하였다. 미세 패턴 형성을 위해 배율 30만 배에서 전자빔을 집속 한 후 배율 1000배에서 묘화하였다. 패턴 형성 시 전자빔의 조사량, 현상액의 종류, 현상액의 온도와 현상시간 등을 변화시키며 최적조건을 찾는 실험을 수행하였다. 현상액으로는 전자빔 묘화에서 흔히 사용하는 methyl isobutyl ketone(MIBK) 이외에 많은 현상액에 대한 기초 실험을 수행한 결과 Etoxyethanol와 Methanol을 3:7 비율로 혼합한 용액이 좋은 결과를 나타냈으며, 이 현상액으로 실온에서 1분간 현상한 결과 가장 좋은 현상 결과를 얻었다. 이러한 조건 하에서 50㎚ 선 폭의 종횡비가 1 : 7인 패턴을 형성하였고, 현재 선 폭 35㎚ 형성을 위한 실험을 수행 중에 있다. 이 연구의 결과는 차세대 초집적 회로 제작을 위한 이온빔 노광 기술용 마스크 제작에 중요한 기술의 일부가 된다.

2002 한국물리학회 춘계학술대회 (2002.4, BEXCO, 부산)

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