KR100646986B1 - 포토마스크 및 이를 이용한 노광 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패턴의 변형이 가능한 포토마스크 및 이를 이용하는 노광 방법에 관한 것이다. 상기 포토마스크는 하부전극판, 상부전극판 및 극성분자층을 포함한다. 상기 하부전극판은 복수의 하부셀들로 이루어진다. 상기 상부전극판은 상기 하부셀들에 대응하는 복수의 상부셀들로 이루어진다. 상기 극성분자층은 상기 전극판들 사이에 위치하며, 극성분자들로 이루어진다. 상기 포토마스크는 내부에 포함된 셀들을 이용하여 그의 패턴을 변형시킬 수 있으므로, 다양한 노광 공정에 사용될 수 있다.
포토마스크, 노광

Description

포토마스크 및 이를 이용한 노광 방법{PHOTO-MASK AND EXPOSURE METHOD USING THE SAME}
도 1a는 종래의 포토마스크를 도시한 사시도이다.
도 1b 및 도 1c는 종래의 노광 공정을 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절취하여 도시한 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포토마스크를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 상부전극판 또는 하부전극판을 도시한 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 상부셀 및 이에 대응하는 하부셀을 도시한 사시도들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 포토마스크를 이용한 노광 공정을 도시한 단면도들이다.
본 발명은 포토마스크 및 이를 이용하는 노광 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패턴의 변형이 가능한 포토마스크 및 이를 이용하는 노광 방법에 관한 것 이다.
포토마스크는 노광 공정에 사용되는 마스크로서, 외부로부터 입사된 빛을 투과시켜 소정 물질층을 노광시킨다.
도 1a는 종래의 포토마스크를 도시한 사시도이고, 도 1b 및 도 1c는 종래의 노광 공정을 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절취하여 도시한 단면도들이다.
도 1b를 참조하면, 기판(100) 위에 제 1 물질층(102) 및 제 2 물질층(104)이 순차적으로 증착된다. 예를 들어, 제 1 물질층(102)은 인듐주석산화물층(Indium Tin Oxide Film, 이하 "ITO층"이라 함)이고, 제 2 물질층(104)은 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)이다.
이어서, 제 2 물질층(104) 위에 도 1a에 도시된 바와 같은 마스크(106)가 위치한다. 여기서, 마스크(106)는 빛을 통과시키지 않는 광차단부(106a) 및 빛을 투과시키는 광투과부(106b)로 이루어진다.
계속하여, 외부로부터 빛이 마스크(106)에 입사되고, 상기 입사된 빛 중 일부가 광투과부(106b)를 통하여 제 2 물질층(104) 위에 입사된다. 즉, 제 2 물질층(104) 중 일부가 노광된다.
이어서, 현상 공정에 의해 제 2 물질층(104) 중 노광된 부분이 제거되어 도 1b에 도시된 바와 같은 물질막(108), 예를 들어 절연막이 형성된다.
다만, 종래의 포토마스크(106)는 항상 일정 패턴을 가지므로,하나의 노광 공정에만 사용될 수 있었다. 따라서, 다른 패턴을 요구하는 다른 노광 공정에서는 이 에 상응하는 패턴을 가지는 다른 포토마스크가 사용되었다. 그러므로, 노광 공정에 소요되는 비용이 상승할 수 있었다.
본 발명의 목적은 다양한 노광 공정에 사용할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포토마스크는 하부전극판, 상부전극판 및 극성분자층을 포함한다. 상기 하부전극판은 복수의 하부셀들로 이루어진다. 상기 상부전극판은 상기 하부셀들에 대응하는 복수의 상부셀들로 이루어진다. 상기 극성분자층은 상기 전극판들 사이에 위치하며, 극성분자들로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 복수의 하부셀들을 가지는 하부전극판 및 상기 하부셀들에 대응하는 상부셀들을 가지는 상부전극판을 포함하는 포토마스크를 이용한 노광 방법은 기판 위에 소정 물질을 증착하는 단계; 상기 기판 위에 위치하는 상기 포토마스크에 소정 전압을 인가하여 상기 전극판들 사이에 위치하는 극성분자들을 배열하는 단계; 및 상기 배열된 극성분자들을 포함하는 상기 포토마스크를 통하여 상기 증착된 물질에 빛을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 포토마스크는 내부에 포함된 셀들을 이용하여 그의 패턴을 변형시킬 수 있으므로, 다양한 노광 공정에 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 노광 공정은 패턴이 변형될 수 있는 포토마스크를 사 용하므로, 상기 공정에 소요되는 비용이 감소할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 포토마스크 및 이를 이용한 노광 방법의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 포토마스크를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 상부전극판 또는 하부전극판을 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 포토마스크(200)는 하부전극판(202), 상부전극판(204) 및 극성분자층(206)을 포함한다.
하부전극판(202)은 도 3에 도시된 바와 같이 투명한 도전체인 하부셀들(202a) 및 하부셀들(202a) 사이에 위치하여 하부셀들(202a)을 절연시키는 하부절연체들(202b)로 이루어진다. 여기서, 하부절연체들(202b)은 투명하다.
상부전극판(204)은 도 3에 도시된 바와 같이 투명한 도전체인 상부셀들(204a) 및 상부셀들(204a) 사이에 위치하여 상부셀들(204a)을 절연시키는 상부절연체들(204b)로 이루어진다. 여기서, 상부셀들(204a)은 하부셀들(202a)에 일대일 대응하며, 상부절연체들(204b)은 투명하다.
극성분자층(206)은 전극판들(202 및 204)에 소정 전압이 인가되는 경우 일정하게 배열되는 극성분자들로 이루어진다. 예를 들어, 극성분자층(206)은 유전체로 이루어진다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 상부셀 및 이에 대응하는 하부셀을 도시한 사시도들이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 포토마스크를 이용한 노광 공정을 도시한 단 면도들이다.
도 4a를 참조하면, 상부셀(204a)과 하부셀(202a)에 전압이 인가되지 않는다. 그러므로, 상부셀(204a)과 하부셀(202a) 사이에 위치하는 극성분자들(208)이 셀들(202a 및 204a) 사이에서 랜덤하게 존재한다.
따라서, 외부로부터 입사된 빛은 도 4a에 도시된 바와 같이 투명한 상부셀(204a)을 통과한 후 극성분자들(208)에 부딪힌다. 이 경우, 상기 빛은 극성분자들(208)을 통과하지 못하고 극성분자들(208)에 의해 산란되거나 극성분자들(208)에 흡수되며, 그래서 상기 빛은 하부셀(202a)를 통하여 진행하지 못한다.
도 4b를 참조하면, 상부셀(204a)에 양의 전압이 인가되고, 하부셀(202a)에 음의 전압이 인가된다. 따라서, 상부셀(204a)과 하부셀(202a) 사이에 전기장이 형성되며, 그래서 극성분자들(208) 중 음극부분은 상부셀(204a) 방향으로 이동하고 양극부분은 하부셀(202a) 방향으로 이동한다. 즉, 극성분자들(208)은 도 4b에 도시된 바와 같이 일정하게 배열된다.
따라서, 외부로부터 입사된 빛은 도 4b에 도시된 바와 같이 상부셀(204a)을 통과한 후 극성분자들(208) 사이로 진행하며, 그런 후 하부셀(202a)을 투과한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상부셀(204a)에 음의 전압이 인가되고, 하부셀(202a)에 양의 전압이 인가된다.
위에서는 하나의 상부셀(204a) 및 이에 대응하는 하부셀(202a)의 동작을 설명하였고, 이하에서는 포토마스크(200) 전체의 동작에 대하여 상술하겠다.
도 2를 다시 참조하면, 제 1 노광 공정에서, 상부전극판(204)의 상부셀들 중 제 1 상부셀들에 제 1 전압이 인가되고, 상기 제 1 상부셀들에 대응하는 제 1 하부셀들에 각기 상기 제 1 전압과 반대 극성을 가지는 제 2 전압이 인가된다. 이 경우, 상기 제 1 상부셀들 및 제 1 하부셀들 사이에 위치하는 제 1 극성분자들이 도 4b에 도시된 바와 같이 배열되고, 나머지 상부셀들 및 하부셀들 사이에 위치하는 제 2 극성분자들은 도 4a에 도시된 바와 같이 배열된다. 따라서, 외부로부터 상부전극판(204)에 입사된 빛 중 일부는 상기 제 1 상부셀들 및 제 1 하부셀들을 통하여 진행하고, 나머지 빛은 상기 제 2 극성분자들에 의해 차단된다.
상기 제 1 노광 공정과 다른 패턴을 형성하는 제 2 노광 공정에서, 상부전극판(204)의 상부셀들 중 제 2 상부셀들에 상기 제 1 전압이 인가되고, 상기 제 2 상부셀들에 대응하는 제 2 하부셀들에 상기 제 2 전압이 인가된다. 이 경우, 상기 제 2 상부셀들 및 제 2 하부셀들이 상기 제 1 상부셀들 및 제 1 하부셀들과 각기 다르므로, 상기 제 2 노광 공정에서의 포토마스크(200)는 상기 제 1 노광 공정에서의 포토마스크(200)의 패턴과 다른 패턴을 가진다.
요컨대, 본 발명의 포토마스크(200)는 상기 셀들을 이용하여 다른 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 하나의 노광 공정에만 사용될 수 있었던 종래의 포토마스크와 달리, 본 발명의 포토마스크(200)는 다양한 노광 공정에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 포토마스크(200)를 사용하여 노광 공정을 행하는 경우, 포토마스크의 수를 줄일 수 있고, 그래서 노광 공정을 위한 제조 단가가 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크(200)는 유기 전계 발광 소자를 형성하는 공정에 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 포토마스크(200)를 이용하는 노광 공정을 상술하겠다.
도 5a, 도 5b를 참조하면, 기판(500) 위에 형성된 제 1 물질층(502) 위에 제 2 물질층(504)이 증착된다. 예를 들어, 제 1 물질층(502)은 인듐주석산화물층(Indium Tin Oxide Film, 이하 "ITO층"이라 함)이고, 제 2 물질층(504)은 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)이거나 네거티브 포토레지스트(negative photoresist)로 이루어진다.
이어서, 본 발명의 포토마스크(200)가 도 5b에 도시된 바와 같이 제 2 물질층(504) 위에 위치된다.
계속하여, 포토마스크(200)의 전극판들(202 및 204)에 포함된 셀들에 각기 소정의 전압이 인가되고, 그래서 상기 셀들이 소정 패턴을 형성한다.
이어서, 외부로부터 빛이 포토마스크(200)에 입사되고, 상기 입사된 빛 중 일부는 상기 전압이 인가된 셀들을 통하여 제 2 물질층(504)에 입사된다. 즉, 상기 외부로부터 입사된 빛은 제 2 물질층(504)을 소정 패턴으로 노광시킨다.
제 2 물질층(504)이 포지티브 포토레지스트인 경우, 제 2 물질층(504) 중 상기 노광된 부분이 현상액에 의해 제거된다. 반면에, 제 2 물질층(504)이 네거티브 포토레지스트인 경우, 제 2 물질층(504) 중 노광되지 않은 부분이 상기 현상액에 의해 제거된다. 그 결과, 상기 ITO층 위에 절연막(506)이 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크는 내부에 포함된 셀들을 이용하여 그의 패턴을 변형시킬 수 있으므로, 다양한 노광 공정에 사용될 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 노광 공정은 패턴이 변형될 수 있는 포토마스크를 사용하므로, 상기 공정에 소요되는 비용이 감소할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 복수의 하부셀들로 이루어진 하부전극판;
    상기 하부셀들에 대응하는 복수의 상부셀들로 이루어진 상부전극판; 및
    상기 전극판들 사이에 위치하며, 극성분자들로 이루어진 극성분자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 극성분자들은 하나의 상부셀과 이에 대응하는 하부셀에 인가되는 전압에 따라 일정하게 배열되는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  3. 제 2 항에 있어서, 외부로부터 제공된 빛은 상기 배열된 극성분자들 사이로 투과하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 전극판들은 투명한 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 셀들은 투명한 절연체에 의해 각기 구획되는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 극성분자층은 상기 극성분자들을 포함하는 유전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  7. 복수의 하부셀들을 가지는 하부전극판 및 상기 하부셀들에 대응하는 상부셀들을 가지는 상부전극판을 포함하는 포토마스크를 이용한 노광 방법에 있어서,
    기판 위에 소정 물질을 증착하는 단계;
    상기 기판 위에 상기 포토마스크를 위치시키는 단계;
    일부 하부셀과 이에 대응하는 상부셀에 각기 전압을 인가하여 상기 하부셀과 상기 상부셀 사이에 위치하는 극성분자들을 배열하는 단계; 및
    상기 배열된 극성분자들을 포함하는 상기 포토마스크를 통하여 상기 증착된 물질에 빛을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크를 이용한 노광 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 각 전극판들은 투명한 것을 특징으로 하는 포토마스크를 이용한 노광 방법.
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