KR0163528B1 - 마킹용 마스크의 제조방법 - Google Patents

마킹용 마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제품을 사용되는 마스크의 수명을 반영구적으로 늘리고 마스크의 불량에 의한 인쇄 불량을 방지하기 위한 마킹용(Marking用) 마스크(Mask)의 제조방법에 관한 것으로서, 마스크의 문자, 도형, 숫자 이외의 부분을 갓유리 형태로 식각하여 레이저와 같은 빛이 산란되도록 함으로써, 종래에 사용되던 코팅 처리 방법에서 발생되는 부식 현상이 사라지고, 긁힘이 발생하더라도 갓유리 형태에서 빛의 산란율이 저하되지 않아 인쇄불량이 발생하지 않으며, 마스크의 수명을 반영구적으로 늘릴 수 있는 마킹용 마스크의 제조방법에 관한 것이다.

Description

마킹용(Marking用) 마스크(Mask)의 제조방법
제1도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크 제조용 필름의 평면도.
제2도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크의 평면도.
제3a도 내지 제3i 도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 마스크 제조용 필름 20 : 유리 마스크 기판
12,22 : 활자부 14, 24 : 바탕부
26 : 코팅층 28, 29 : 포토 레지스트(Photo Resist)
30 : 마스크(Mask)
본 발명은 마킹용(Marking用) 마스크(Mask)의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제품을 마킹하는데 사용되는 마스크의 수명을 반영구적으로 늘리고 마스크의 불량에 의한 인쇄 불량을 방지하기 위한 마킹용 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
마킹 공정은 완성된 반도체 제품에 제품의 명칭, 제조년월, 제조회사 명칭 및 마크등을 표시해주는 공정이며, 통산적으로 레이저 빔(Laser Beam)과 유리마스크를 이용한 상기 마스크에는 반도체 제품에 인쇄되는 문자, 도형, 숫자 등과 같은 활자부가 형성되어 있으며, 레이저 빔이 상기 마스크의 활자부를 투과하여 원하는 문자, 도형, 숫자 등을 반도체 제품에 인쇄하게 된다. 마킹 공정에 사용되는 마스크는 통상적으로 유리기판 상의 활자부 이외의 부분(이하 '바탕부'라 한다)이 코팅 처리되어 있는 형태로 제조된다. 활자부는 투명한 유리 재질이므로 레이저 빔이 투과되며, 활자부는 코팅처리가 되어 있으므로 레이저 빔이 산란되어 투과되지 못한다. 따라서 마스크 상의 문자나 도형, 숫자 등의 형상이 제품 상에 인쇄되는 것이다.
그런데 상기와 같은 종래의 마스크는 코팅된 부분의 부식이나 긁힘(scratch) 등의 불량이 발생하기 쉽고, 그로 인하여 마스크의 수명이 짧을 뿐만 아니라 레이저 빔의 산란이 제대로 이루어지지 못하여 인쇄 불량의 발생 빈도 또한 높다.
따라서 본 발명의 목적은 마스크의 수명을 반영구적으로 늘리고, 마스크의 불량에 의한 인쇄불량을 방지할 수 있는 마킹용 마스크의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, (a)마스크 제조용 필름이 준비되는 단계와; (b)유리 기판이 준비되는 단계와; (c)상기 유리 마스크 기판의 상부면에 코팅층이 형성되는 단계와; (d) 상기 코팅층의 상부면에 포토 레지스트가 도포되는 단계와; (e)상기 포토레지스트 도포층 상에 상기 마스크 제조용 필름이 정렬되고, 상기 포토제지스트 도포층이 노광되는 단계와; (f) 상기 노광된 포토 레지스트 도포층이 현상되는 단계와; (g) 상기 현상에 의하여 외부로 노출된 코팅층이 첫번째 식각되는 단계와; (h)상기 첫번째 식각에 의하여 외부로 노출된 유리 마스크 기판이 두번째 식각되는 단계; 및 (i) 상기 (f)단계의 현상을 거치고 남아 있는 포토레지스트 도포층과 상기 (g)단계의 첫번째 식각을 거치고 남아 있는 코팅층이 제거되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹용마스크의 제조방법을 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크 제조용 필름의 평면도이고, 제2도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크의 평면도이며, 제3a도 내지 제3i도는 본 발명의 실시예에 의한 마스크의 제조공정도이다.
제1도 내지 제3도를 참조하면, 마스크(30)를 제조하기 위하여 가장 먼저 실행되는 단계는 마스크(30)에 형성하고자 하는 문자, 도형, 숫자(12; 이하 '활자부'라 한다)의 종류와 형상 및 크기 등을 선정하고 설계하는 단계이다. 이와 아울러 상기 활자부(12)의 문자, 도형, 숫자 간의 간격과 마스크 상에서의 배치도 고려한다. 이상과 같은 일련의 설계 과정은 컴퓨터를 통하여 이루어지며, 그 결과는 마스크 제조용 필름(10)에 인쇄된다. 즉, 상기 활자부(12)는 불투명하게, 상기 활자부 이외의 부분(14; 이하 '바탕부'라 한다)는 투명하게 인쇄된다. 상기 마스크 제조용 필름(10)의 실시예가 제1도 및 제3a도에 도시되어 있다. 상기 필름(10)은 통상적으로 사용되는 필름재질이며, 그 제조 방법도 종래의 것과 동일하다.
이와 같이 마스크 제조용 필름(10)이 준비되면, 마스크 기판(20)을 준비한다. 마스크 기판(20)은 마스크(30)의 재료로서, 통상적으로 유리기판 위에 코팅 물질을 도포하여 사용한다. 코팅하기 전에 상기 유리 마스크 기판(20)에 있는 먼지 등의 오염물질을 제거하고, 외형을 연마하고, 평면을 매끄럽게 다듬고, 세척하는 일련의 과정을 거친 다음, 상기 유리마스크 기판(20)의 상부면에 코팅물질을 도포한다. 상기 코팅 물질은 주로 크롬(Cr)이나 산화철 등이 사용되며, 본 실시예에서는 크롬을 코팅하였다. 코팅층(26)이 형성된 유리 마스크기판(20)의 단면이 제3c도에 나타나 있다.
상기와 같이 코팅층(26)이 형성된 유리 마스크 기판(20)을 초음파 세척기를 이용하여 세척하고 나서, 상기 코팅층(26)의 상부면에 포토 레지스트(28; Photo Resist)를 도포한다. 상기 포토 레지스트(28)가 도포된 모습을 제3d도에서 보여주고 있다. 상기 포토 레지스트(28)는 감광제로서 상기 필름(10)에 형성된 활자부(12)의 형상을 마스크(30)로 옮겨 주는 매개 역할을 하며, 상기 코팅층(26)에 도포하는 방법은 통상적으로 이용되는 스핀(Spin)법을 사용한다. 상기 포토 레지스트(28)는 음성(negative)과 양성(Positive)의 두가지 종류가 있으며, 본 실시예에서는 양성 포토 레지스트(28)가 사용되었다. 상기 포토 레지스트(28)는 중합체(Polymer) 및 용제(Solvent)등으로 구성되어 있으며, 양성 포토 레지스트(28)의 경우 노광에 의해 중합체의 빛을 받은 부분이 광분해되고, 현상에 의해 광분해된 비중합체 부분이 제거되게 된다. 상기 용제는 포토 레지스트(28)가 상시 스핀법에 의해 도포되도록 해주며, 상기 포토 레지스트(28)의 접착력을 항샹시키기 위하여 포토 레지스트(28)의 도포 후에 열처리 과정을 통하여 증발된다.
상기 포토레지스트(28)이 형성되고 나면, 포토 레지스트(28)위에 상기 마스크 제조용 필름(10)이 정렬(Alignment)되고, 노광(Exposure)이 실행된다. 상기 노광에서 사용되는 광원은 통상적으로 자외선(UV)또는 X선 등이며, 상기 마스크 제조용 필름(10)이 상기 광원에 노출되면 광원에서 나오는 빛은 상기 필름(10)의 활자부(12)에서 차단되고, 바탕부(14)에서는 투과되어 상기 포토레지스트 도포증(28)까지 이르게 된다. 따라서 상기 포토 레지스트 도포층(28) 중에서 상기 필름(10)의 바탕부(14)와 접한 부분만 빛과 반응하여 비중합체(29)가 형성된다. 상기 필름(10)의 활자부(12)에 대응하는 포토레지스트 도포층(28) 부분은 여전히 중합체로 남아 있다. 상기 정렬 및 노광의 개략적인 과정이 제3e도에 나타나 있다.
상기 노광이 완료되면 현상(Development)을 하게 되는데, 현상은 현상액을 사용하여 이루어진다. 현상액과 상기 노광 단계에서 형성된 비중합체 부분(29)이 반응하여 제거되고 나면, 세척과 열처리 공정이 이어진다. 상기 현상에 사용되는 현상액과 세척액은 알칼리 용액과 물이 통상적으로 사용된다. 현상까지 완료된 상태가 제3f도에 도시되어 있다.
다음 단계는 두가지의 식각(Etching)단계로서, 먼저 상기 현상에 의하여 외부로 노출된 코팅층(26)을 식각하는 단계와, 이어서 상기 코팅층(26)의 식각에 의하여 외부로 노출된 유리 마스크 기판(20)을 식각하는 단계를 포함한다. 즉, 상기 포토 레지스트의 비중합체부분(29)이 현상에 의하여 제거됨으로써 외부로 노출된 코팅층(26)이 첫 번째 식각에 의하여 제거되고, 상기 코팅층(26)의 식각에 의하여 외부로 노출된 유리 마스크 기판(20)이 두번째 식각에 의하여 제거되는 것이다. 상기 유리 마스크 기판(20) 중에서 식각되는 부분(24)은 상기 필름(10)의 바탕부(14)에 해당되는 부분(24)이며, 필름(10)의 활자부(12)에 해당되는 유리 마스크 기판 부분(22)은 여전히 투명한 유리 형태로 남아 있다. 즉 상기 마스크 제조용 필름(10)에서 불투명한 부분인 활자부(12)는 유리 마스크 기판(20)에서는 투명한 부분(22)이 되며, 상기 필름(10)의 투명한 부분인 바탕부(14)는 유리 마스크 기판(20)에서는 불투명한 부분(24)이 된다. 이와 같이 식각되는 과정을 제3g도 제3h도에서 보여주고 있다. 상기 식각의 방법은 주로 화학약품에 의한 습식 식각(Wet Etching)을 이용하며, 특히 상기 유리 마스크 기판(20)의 식각은 불산(HF)을 이용하여 실행한다. 이와 같이 식각이 이루어지고 나면, 상기 유리 마스크 기판(20)의 바탕부(24)는 레이저 빔과 같은 빛을 산란시키는 형태를 갖추게 되는데, 그 형태 중의 일례가 갓유리 형태이다.
상기와 같이 식각이 완료되고 나면, 마지막 단계로서 상기 현상 단계를 거치고 남아 있는 포토 레지스트 도포층(28)과 상기 첫 번째 식각 단계를 거치고 남아 있는 코팅층(26)을 제거한다. 즉, 상기 유리 마스크 기판(20)의 활자부(22) 위에 남아 있는 포토 레지스트 층(28)과 코팅층(26)을 제거하게 된다. 제거하는 방법은 통상적으로 쓰이는 스트리퍼(Stripper)를 사용한다. 이상과 같은 두 단계를 거치고 최종적으로 얻어지는 마스크(30)는 투명한 부분인 활자부(22)와 불투명한 바탕부(24)를 가진다. 상기 마킹용 마스크(30)의 실시예가 제2도 및 제3i도에 나타나 있다.
본 발명의 가장 두드러진 특징은 상기 마스크(30)의 바탕부(24)에 있는데, 상기 바탕부(24)가 레이저 빔을 산란시켜 투과되지 못하도록 함으로써 종래의 코팅된 부분에서 하던 역할을 대신하고 있다.
따라서 본 발명에 의한 구조에 따르면, 종래의 코팅된 부분에서 발생되던 부식 현상이 사라지고, 마스크의 바탕부에 긁힘이 발생하더라도 레이저의 산란율이 저하되지 않아 인쇄 불량이 발생하지 않으며, 마스크의 수명을 반영구적으로 늘릴 수 있다는 이점(利點)이 있다.

Claims (9)

  1. (a) 마스크 제조용 필름이 준비되는 단계와, (b) 유리마스크 기판이 준비되는 단계와; (c) 상기 유리 마스크 기판의 상부면에 코팅층이 형성되는 단계와; (d) 상기코팅층의 상부면에 포토 레지스트가 도포되는 단계와; (e)상기 포토 레지스트 도포층 상에 상기 마스크 제조용 필름이 정렬되고, 상기 포토 레지스트 도포층이 노광되는 단계와; (f) 상기 노광된 포토 레지스트 도포층이 현상되는 단계와; (g) 상기 현상에 의하여 외부로 노출된 코팅층이 첫번째 식각되는 단계와; (h) 상기 식각에 의하여 외부로 노출된 유리 마스크 기판이 두 번째 식각되는 단계; 및 (i) 상기 (f)단계의 현상을 거치고 남아 있는 포토 레지스트 도포층과 상기 (g)단계의 첫 번째 식각을 거치고 남아 있는 코팅층이 제거되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마팅용 마스크의 제조장법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 코팅층이 크롬으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계의 포토 레지스트 도포층을 경화하기 위하여 열처리가 실행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (e)단계의 노광이 레이저에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (f)단계의 현상된 포토 레지스트 도포층을 경화하기 위하여 열처리가 실행되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (h)단계의 외부로 노출된 유리 마스크 기판에 대한 두번째 식각이 습식 식각에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 습식 식각이 불산(HF)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (h) 단계의 외부로 노출된 유리 마스크 기판이 빛을 산란시키는 형태로 식각되는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유리 마스크 기판이 갓유리 형태로 식각되는 것을 특징으로 하는 마킹용 마스크의 제조방법.
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