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[국내논문] 마이크로 칼럼의 전자 방출원 위치 오차의 영향
Effect of the Off-axis distance of the Electron Emitting Source in Micro-column 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.9 no.1, 2010년, pp.17 - 21  

이응기 (공주대학교 기계자동차공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Currently miniaturized electron-optical columns find their way into electron beam lithography systems. For better lithography process, it is required to make smaller spot size and longer working distance. But, the micro-columns of the multi-beam lithography system suffer from chromatic and spherical...

주제어

#electron-beam lithography   #micro-column   #electron optics   #alignment error  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 논문은 마이크로 칼럼의 제작 및 운영 과정에서의 현실적인 문제로서 전자 방출원이 위치 오차를 갖는 경우의 전자빔 거동의 영향을 해석하였다. 이를 위하여 전자 방출원의 위치 오차에 따른 초점의 위치와 전자빔 내부의 세기 분포 변화를 시뮬레이션 하였다.
  • 국내는 물론 세계적으로 마이크로 칼럼의 설계와 해석에 관한 많은 연구들이 이루어져 있으나, 제작 및 운영 과정에서 발생하는 문제들을 다루는 연구는 매우 적다[6]. 본 연구는 다중 전자빔 리소그래피에 사용되는 마이크로 칼럼의 전자 방출원의 위치 오차가 전자빔 거동에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 전자 방출원이 위치 오차를 갖는 경우를 모델링하여, 이에 대한 전자빔의 광학적 거동을 전산 모사(simulation)하였으며, 전자 방출원의 위치 변화가 전자빔의 초점 위치, 전자빔 세기 분포 등에 미치는 영향을 분석하였다.
  • 전자 방출원의 위치 변화에 따른 전자빔 내부의 세기 분포(intensity) 변화를 조사하기 위한 해석이 수행되었다. 먼저, 전자 방출원이 이상적인 설계 위치에 장착된 경우의 전자빔의 세기 분포를 해석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전자 방출원의 역할은? 다중 전자빔 리소그래피 장비를 구성하는 마이크로 칼럼은 최상단에 위치한 이른반 전자 팁(emitting tip)으로 흔히 불리우는 전자 방출원(electron emitting source)으로부터 전자가 방출되며, 방출된 전자는 마이크로칼럼 내에 위치한 전자 렌즈를 지나 공작물에 도달하게 된다[3]. 전자 방출원은 전자를 마이크로 칼럼 내에 투입하기 위한 역할을 하며, 가열된 필라멘트(heated filament)나 전장 내에 놓인 팁(field emitted tip)의 형태가 일반적이다[4,5]. 전자 방출원은 수명을 가지며 공정 운영 중에 정기적으로 교체해 주어야 하는 소모품이다.
다중 칼럼 전자빔 리소 그래피 가공이란? 최근 전자빔 기술을 초미세 부품생산에 확대 적용하기 위하여 효율성을 증대하는 방안으로서 저에너지, 소형화 그리고 다중 칼럼(multi-column)화의 방향으로 개발이 이루어지는 추세이다[1]. 다중 칼럼 전자빔 리소 그래피 가공은 대상물을 빠르게 노광(exposure)하기 위하여 다수의 초소형 칼럼을 병렬로 배열하여 칼럼의 숫자만큼 생산성을 향상시키는 방안이다. 마스크 없이 (maskless) 직접 노광(direct writing)하여 패턴을 가공 하는 단순한 생산 공정으로 초미세 부품의 생산 원가를 절감할 수 있으며, 동시에 다수의 가공을 진행함으로써 고생산성의 다중 전자빔 가공을 실현할 수 있다[2].
다중 칼럼 전자빔 리소 그래피 가공의 장점은? 다중 칼럼 전자빔 리소 그래피 가공은 대상물을 빠르게 노광(exposure)하기 위하여 다수의 초소형 칼럼을 병렬로 배열하여 칼럼의 숫자만큼 생산성을 향상시키는 방안이다. 마스크 없이 (maskless) 직접 노광(direct writing)하여 패턴을 가공 하는 단순한 생산 공정으로 초미세 부품의 생산 원가를 절감할 수 있으며, 동시에 다수의 가공을 진행함으로써 고생산성의 다중 전자빔 가공을 실현할 수 있다[2].
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참고문헌 (6)

  1. T.H.P. Chang, Marian Mankos, Kim Y. Lee, Larry P. Muray, "Multiple electron-beam lithography," Microelectronic Engineering, Vol. 57-58, pp.117-135, 2001. 

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  2. M. J. van Bruggen, B. van Someren, P. Kruit, "Electron optics of skewed micro-Einzel lense,", Journal of Vacuum Science B, vol. 27, no. 1, pp.139-147, 2009. 

  3. 이응기, "다중빔 리소그래피를 위한 초소형 컬럼의 전자빔 광학 해석에 관한 연구," 한국반도체및디스플레이장비학회지, 제8권, 제4호, pp.43-48, 2009. 

  4. E. Sugata, and H. Hamada, "Studies of Electron Gun for Electron Microscope by Resistance Network Analog", Journal of Electronmicroscopy, Vol. 8, pp. 4-7, 1959 

  5. E. Munro, X. Zhu, M. R. Smith, S. R. Desbruslais, and J. A. Rouse, "Field computation Techniques in Electron Optics", IEEE Transactions on Magnetics, vol. 26, no. 2, pp. 1019-1022, 1990 

    상세보기 crossref

  6. M. J. van Bruggen, B. van Someren, and P. Kruit, "Electron optics of skewed micro-Einzel lenses", Journal Vacuum Science Technology B, vol. 27, no. 1 pp. 139-147, 2009 

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