KR100269239B1 - Manufacturing mathod of hologram - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a hologram is provided to stabilize an optical reaction by forming a full reflective hologram of a surface unevenness type. CONSTITUTION: A hologram is recorded by using a photoresist located on an upper face of a crystal layer(14). A developing process for the photoresist is performed. A masking material is applied on the upper face of the developed photoresist. The applied masking material is etched selectively. The photoresist layer located at a lower portion of the etched masking material is etched. The crystal layer(14) is etched. The photoresist and the masking material are removed from the crystal layer(14).

Description

홀로그램 제조방법Hologram Manufacturing Method

본 발명은 홀로그램 제조방법에 관한 것으로, 특히, 전반사 홀로그래피 방식 노광기에 사용되는 표면요철형 전반사 홀로그램의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a hologram, and more particularly, to a method for manufacturing a surface irregularities total reflection hologram used in a total reflection holography exposure machine.

도 1에 포토레지스트 전반사 홀로그램 기록장치를 나타내었다.1 shows a photoresist total reflection hologram recording device.

도면을 참조하면, 포토레지스트 전반사 홀로그램 기록장치는 소정각도로 설치되어 입사된 빛을 두 갈래 즉, 직각으로 반사된 빛(200)과, 투과된 빛(100)으로 나뉘게 하는 빛나누게(7)를 구비한다. 상기 투과된 빛을 집광시키는 집광렌즈(1')가 투과된 빛의 진행경로상에 설치되고, 집광렌즈(1')의 후방에는 결상렌즈(2')와 미러(3')가 각각 설치된다. 상기 결상렌즈(2')는 집광렌즈(1')를 통과한 빛을 평행하게 투사시키며, 상기 미러(3')는 결상렌즈(2')를 통과한 빛을 소정각도로 반사시킨다. 상기 미러(3')로부터 반사된 빛의 진행 경로상에 크롬마스크(5)가 설치된다. 이때, 크롬마스크(5)를 통과한 빛은 크롬마스크의 하방에 물질파를 발생시킨다. 상기 빛나누게(7)로부터 반사된 빛의 진행경로상에 각각 집광렌즈(1)와 결상렌즈(2)가 설치되며 결상렌즈를 지난 빛의 진행경로상에 미러(3)가 설치된다. 미러(3)에 의해 소정각도로 반사된 빛의 진행경로상에 프리즘(4)이 설치된다. 프리즘(4)의 상면에는 포토레지스트(6)가 도포되어 있다. 상기 포토레지스트(6)는 전반사 홀로그램 마스크의 기록물질로서, 평판유리에 도포되고, 이 유리판은 굴절율 정합물질을 사용하여 프리즘에 접합된다.Referring to the drawings, the photoresist total reflection hologram recording device is installed at a predetermined angle to divide the incident light into two parts, that is, the light divided by the light 200 reflected at right angles and the transmitted light 100. Equipped. A condensing lens 1 'for condensing the transmitted light is provided on a traveling path of the transmitted light, and an imaging lens 2' and a mirror 3 'are respectively provided behind the condensing lens 1'. . The imaging lens 2 'projects the light passing through the condenser lens 1' in parallel, and the mirror 3 'reflects the light passing through the imaging lens 2' at a predetermined angle. The chrome mask 5 is installed on the path of the light reflected from the mirror 3 '. At this time, the light passing through the chrome mask 5 generates a material wave below the chrome mask. The condenser lens 1 and the imaging lens 2 are respectively provided on the traveling path of the light reflected from the light splitter 7, and the mirror 3 is installed on the traveling path of the light passing through the imaging lens. The prism 4 is provided on the traveling path of the light reflected by the mirror 3 at a predetermined angle. The photoresist 6 is coated on the upper surface of the prism 4. The photoresist 6 is a recording material of a total reflection hologram mask, which is applied to flat glass, which is bonded to a prism using a refractive index matching material.

상기한 구조를 가지는 포토레지스트 전반사 홀로그램 기록장치는 빛나누게(7)에 의해 반사된 빛(200)이 집광렌즈(1)와 결상렌즈(2) 그리고 미러(3)를 통과하고 상기 프리즘(4)의 하부에 입사되어 기록물질층과 공기층 경계에서 내부 전반사를 일으키는 기준파를 만들어낸다. 또한, 상기 빛나누게(7)로부터 투과된 빛(100)은 집광렌즈(1')와 결상렌즈(2')를 거쳐 미러(3')에 다다른다. 상기 미러(3')에서 소정각도로 반사된 빛은 크롬마스크(5)를 통과하면서 물체파를 발생시킨다. 따라서, 상기 크롬마스크(5)를 통과한 물체파와, 프리즘(4)의 하부에서 입사되어 만들어진 기준파가 간섭되어 홀로그램이 포토레지스트(6)에 기록된다.In the photoresist total reflection hologram recording device having the above-described structure, the light 200 reflected by the light splitter 7 passes through the condenser lens 1, the imaging lens 2, and the mirror 3, and the prism 4. It is incident on the lower part of and generates a reference wave that causes total internal reflection at the boundary between the recording material layer and the air layer. In addition, the light 100 transmitted from the light splitter 7 approaches the mirror 3 'via the condenser lens 1' and the imaging lens 2 '. Light reflected from the mirror 3 'at a predetermined angle generates an object wave while passing through the chrome mask 5. Therefore, the object wave passing through the chrome mask 5 and the reference wave made by being incident from the lower part of the prism 4 are interfered with and the hologram is recorded in the photoresist 6.

도 2에 상기한 홀로그램을 재생하는 장치를 나타내었다.2 shows a device for reproducing the above-described hologram.

홀로그램을 재생하는 장치는 상기한 홀로그램을 웨이퍼에 재생하게 되는 것으로, 외부 예컨데, 광원으로부터 입사된 빛(300)이 소정 각도로 반사되도록 설치된 미러(13')를 구비한다. 상기 미러(13')로부터 소정각도로 반사된 빛의 진행경로상에 집광렌즈(11)와 결상렌즈(12)가 마련되는데, 상기 집광렌즈(11)와 결상렌즈(12)의 특징은 도 1의 설명과 같으므로 생략하기로 한다. 결상렌즈(12)를 통과한 빛의 진행경로상에 미러(13)가 설치되며, 미러(13)를 통과한 빛의 진행경로상에 프리즘(14)이 설치된다. 프리즘(14)의 상면에는 요철형 전반사 포토레지스트 홀로그램이 부착된다. 그리고, 상기 프리즘(14)의 상방으로 웨이퍼(15)가 설치된다. 따라서, 상기 프리즘(14)을 통과한 빛이 표면요철형 전반사 홀로그램을 웨이퍼(15)에 투사하여 재생하게 된다. 이러한 홀로그램을 웨이퍼(15)에 재생하는 공정에서는 기록된 포토레지스트 홀로그램을 프리즘(도 1의 4)과 분리하여 현상처리한후, 다시 프리즘(도 2의 14)의 상면에 굴절율 정합물질을 사용하여 프리즘(14)에 접합시킨다. 이후, 재생광을 입사시켜 홀로그램을 재생한다. 여기서 포토레지스트 홀로그램과 프리즘 사이의 굴절율을 정합시키기 위해 사용되는 굴절율 정합물질의 증발에 의한 감소로 이 굴절율 정합물질의 계속적이 보충이 필요하게 된다. 그리고, 광반응성 고분자 화합물 계열의 홀로그램 기록물질 즉, 포토레지스트는 소나기 노광후에도 완전히 광반응에 안정화되지 않고 노출되어 재생 노광에 의해 홀로그램의 광투과성 감소를 일으켜 웨이퍼에 결상되는 홀로그램이 왜곡되는 문제점이 발생된다.The hologram reproducing apparatus reproduces the above-described hologram on the wafer, and includes, for example, a mirror 13 'provided to reflect light 300 incident from a light source at a predetermined angle. A condenser lens 11 and an imaging lens 12 are provided on a traveling path of light reflected at a predetermined angle from the mirror 13 '. The condensing lens 11 and the imaging lens 12 are characterized by FIG. 1. The description is the same as in the following description. The mirror 13 is installed on the path of the light passing through the imaging lens 12, and the prism 14 is installed on the path of the light passing through the mirror 13. An uneven total reflection photoresist hologram is attached to the upper surface of the prism 14. The wafer 15 is provided above the prism 14. Therefore, the light passing through the prism 14 projects the surface irregularities total reflection hologram on the wafer 15 to be reproduced. In the process of reproducing the hologram on the wafer 15, the recorded photoresist hologram is developed separately from the prism (4 in FIG. 1), and then using a refractive index matching material on the upper surface of the prism (14 in FIG. 2). The prism 14 is bonded. Thereafter, the regenerated light is incident to reproduce the hologram. Here, the continuous replenishment of the refractive index matching material is necessary due to the evaporation reduction of the refractive index matching material used to match the refractive index between the photoresist hologram and the prism. In addition, the photoreactive polymer compound-based hologram recording material, that is, the photoresist is exposed to the photoreaction without being completely stabilized even after the shower exposure, resulting in a decrease in the light transmittance of the hologram by the regeneration exposure, resulting in distortion of the hologram formed on the wafer. do.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 기록된 홀로그램이 재생시에도 광반응에 안정화되도록 그 제조방법이 개선된 표면요철형 전반사 홀로그램 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a surface irregularity type total reflection hologram in which the manufacturing method is improved so that the recorded hologram is stabilized in the photoreaction even during reproduction.

도 1은 일반적인 포토레지스트 전반사 홀로그램 기록장치를 도시한 개략적인 도면이다.1 is a schematic diagram showing a general photoresist total reflection hologram recording apparatus.

도 2는 일반적인 표면요철형 전반사 홀로그램 재생장치를 도시한 개략적인 도면이다.2 is a schematic view showing a general surface irregularities total reflection hologram reproducing apparatus.

도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 홀로그램 제조공정을 도시한 공정도이다.3 to 7 is a process chart showing a hologram manufacturing process according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ＞<Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

14...수정층 21...포토레지스트층14 Crystal layer 21 Photoresist layer

22...마스킹 물질층22 ... masking material layer

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수정층의 상면에 위치한 원자외선용 포토레지스트를 이용하여 홀로그램을 기록하는 제1단계와, 기록된 상기 홀로그램이 기록된 포토레지스트를 현상처리하는 제2단계와, 현상된 포토레지스트의 상면에 마스킹물질을 도포하는 제3단계와, 도포된 마스킹물질을 선택적으로 에칭하는 제4단계와, 선택적으로 에칭된 마스킹물질의 하면에 위치한 포토레지스트층을 에칭하는 제5단계와, 포토레지스트층의 하면에 위치한 수정층을 에칭하고 상기 포토레지스트층과 마스킹물질을 제거하는 제6단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of recording a hologram using an ultraviolet ray photoresist located on an upper surface of a crystal layer, and a second step of developing the photoresist on which the hologram is recorded; A third step of applying a masking material to the upper surface of the developed photoresist, a fourth step of selectively etching the applied masking material, and a fifth step of etching a photoresist layer located on the lower surface of the selectively etched masking material And a sixth step of etching the crystal layer located on the lower surface of the photoresist layer and removing the photoresist layer and the masking material.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홀로그램 제조방법의 실시예를 상세히 설명한다. 도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 홀로그램 제조공정을 도시한 공정도이다.Hereinafter, an embodiment of a hologram manufacturing method according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail. 3 to 7 is a process chart showing a hologram manufacturing process according to the present invention.

본 발명에 따른 홀로그램의 제조방법은 웨이퍼에 재생시키는 홀로그램을 제조하는 것으로, 그 제1단계는 원자외선용 포토레지스트(21)를 이용하여 그 상면에 도 3에 도시된 바와 같이, 홀로그램을 기록하게 된다. 포토레지스트에 정밀한 홀로그램을 기록하기 위해 높은 선폭 분해능을 가지는 원자외선영역 예컨데, 248nm의 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 포토레지스트(21)의 하면에 수정층(14)이 마련된다. 상기 원자외선용 포토레지스트(21)에 홀로그램이 기록되면, 본 발명의 제2단계로서, 홀로그램이 기록된 포토레지스트(21)를 현상처리한다. 홀로그램이 기록된 포토레지스트(21)가 현상되면, 제3단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(21)의 상면에 마스킹물질(22)을 도포하게 된다. 포토레지스트(21)의 상면에 마스킹물질이 도포되면, 마스킹물질(22)을 선택적으로 예컨데, 일정깊이로 도 5에 도시된 바와 같이, 에칭하게 된다. 마스킹물질(22)이 일정깊이로 에칭되면, 포토레지스트의 오목한 부분에만 마스킹물질이 남게 된다. 상기한 바와 같이, 마스킹물질이 선택적으로 에칭되면, 제 5단계로서, 제6도에 도시된 바와 같이, 선택적으로 에칭된 마스킹물질의 하면에 위치한 포토레지스트층을 에칭하게 된다. 에칭된 포토레지스트(21)는 전단계에서 남아있는 마스킹물질(22)의 하면에만 남아있게 된다. 포토레지스트(21)층이 에칭되면, 제6단계로서, 포토레지스트(21)층 하면에 위치한 수정층(14)을 에칭하게 된다. 그러면, 포토레지스트(21)에 기록된 홀로그램이 수정층(14)에 기록되게 된다.The method for manufacturing a hologram according to the present invention is to produce a hologram for reproducing on a wafer, and the first step is to record the hologram on the upper surface thereof using the photoresist 21 for ultraviolet rays. do. In order to record precise holograms in the photoresist, an ultraviolet region having a high line width resolution, for example, it is preferable to use a light source of 248 nm. At this time, the crystal layer 14 is provided on the lower surface of the photoresist 21. When the hologram is recorded on the far ultraviolet photoresist 21, as a second step of the present invention, the photoresist 21 on which the hologram is recorded is developed. When the photoresist 21 on which the hologram is recorded is developed, as a third step, as shown in FIG. 4, the masking material 22 is coated on the top surface of the photoresist 21. When the masking material is applied to the upper surface of the photoresist 21, the masking material 22 is selectively etched, for example, as shown in FIG. 5 to a predetermined depth. When the masking material 22 is etched to a certain depth, the masking material remains only in the concave portion of the photoresist. As described above, when the masking material is selectively etched, as a fifth step, as shown in FIG. 6, the photoresist layer located on the lower surface of the selectively etched masking material is etched. The etched photoresist 21 remains only on the bottom surface of the masking material 22 remaining in the previous step. When the photoresist 21 layer is etched, the crystal layer 14 located on the bottom surface of the photoresist 21 layer is etched as a sixth step. Then, the hologram recorded in the photoresist 21 is recorded in the quartz layer 14.

상기한 제조방법에 의해 만들어진 표면요철형 홀로그램에 의해 홀로그램이 웨이퍼에 재생되면, 현상처리후에 광원에 대한 흡수도가 낮아져 홀로그램의 수명이 종래에 비해 연장된다. 또한, 포토레지스트 상면에 마스킹물질을 도포하고 차례로 마스킹물질과 포토레지스트를 에칭하여 변조율을 높이고 다시 포토레지스트의 하면에 위치한 수정층을 에칭하여 홀로그램 밑면 대 높이 비를 크게 하였으므로 회절효율과 안정성이 향상된다.When the hologram is regenerated on the wafer by the surface asperity hologram made by the above-described manufacturing method, the absorbance to the light source is lowered after the development treatment, and the life of the hologram is extended as compared with the conventional one. In addition, the masking material is applied to the upper surface of the photoresist and the masking material and the photoresist are sequentially etched to increase the modulation rate, and the crystal layer located on the lower surface of the photoresist is etched to increase the ratio of the bottom of the hologram to the height, thereby improving diffraction efficiency and stability. do.

상기한 홀로그램 제조방법은 다음과 같은 효과가 수반된다.The hologram manufacturing method is accompanied with the following effects.

첫째, 노광후의 광반응에 안정성이 유지된다.First, stability is maintained in the photoreaction after exposure.

본 발명에 따른 홀로그램 제조방법에서는 수정층의 상면에 도포된 포토레지스트층 상면에 액상유리등의 마스킹물질을 도포하고 이것을 에칭하여 포토레지스트 홀로그램의 변조율을 높이고, 다시 수정층을 에칭하여 회절격자의 밑면 대 높이비를 크게 하였으므로 회절효율이 향상된다. 따라서, 포토레지스트가 아닌 수정층을 이용하여 웨이퍼에 홀로그램을 재생시키므로 소나기 노광후에도 광반응에 안정된다.In the method of manufacturing a hologram according to the present invention, a masking material such as liquid glass is applied to an upper surface of a photoresist layer applied to an upper surface of a crystal layer, and then etched to increase the modulation rate of the photoresist hologram, and the crystal layer is etched again. Since the bottom to height ratio is increased, the diffraction efficiency is improved. Therefore, since the hologram is regenerated on the wafer using a crystal layer rather than a photoresist, it is stable to photoreaction even after shower exposure.

둘째, 홀로그램의 수명이 연장된다.Second, the life of the hologram is extended.

본 발명에 따른 홀로그램 제조방법은 액상유리등의 마스킹물질을 홀로그램이 기록된 포토레지스트층의 상면에 도포하고 두 물질을 차례로 에칭한 후, 그 하면에 위치한 수정층을 에칭함으로써 수정층에 표면요철형 홀로그램이 제조되므로 재생시 광원에 계속적으로 노출되더라도 홀로그램의 수명이 연장되는 이점이 있다.In the hologram manufacturing method according to the present invention, a masking material such as liquid glass is applied to the upper surface of the photoresist layer on which the hologram is recorded, the two materials are sequentially etched, and then the crystal layer located on the lower surface thereof is etched to form a surface asperity type. Since the hologram is manufactured, even if it is continuously exposed to the light source during reproduction, the life of the hologram is extended.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (1)

수정층의 상면에 위치한 원자외선용 포토레지스트를 이용하여 홀로그램을 기록하는 제1단계와,A first step of recording a hologram using an ultraviolet ray photoresist located on an upper surface of the crystal layer, 기록된 상기 홀로그램이 기록된 포토레지스트를 현상처리하는 제2단계와,A second step of developing the photoresist on which the recorded hologram is recorded; 현상된 포토레지스트의 상면에 마스킹물질을 도포하는 제3단계와,A third step of applying a masking material to the upper surface of the developed photoresist; 도포된 마스킹물질을 선택적으로 에칭하는 제4단계와,A fourth step of selectively etching the applied masking material; 선택적으로 에칭된 마스킹물질의 하면에 위치한 포토레지스트층을 에칭하는 제5단계와,Etching the photoresist layer on the lower surface of the selectively etched masking material; 포토레지스트층의 하면에 위치한 수정층을 에칭하고 상기 포토레지스트층과 마스킹물질을 제거하는 제6단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 홀로그램 제조방법.And a sixth step of etching the crystal layer located on the lower surface of the photoresist layer and removing the photoresist layer and the masking material.
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