KR100681454B1 - 광학헤드장치, 레이저 묘화장치 및 패턴 묘화방법과 포토마스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학헤드장치, 레이저 묘화장치 및 패턴 묘화방법과 포토마스크 제조방법에 관한 것으로, 출사렌즈의 표면부에 이물질이 부착되는 것을 방지하고, 노광을 위한 레이저광 출력의 저하를 방지하며, 또한 묘화 정밀도, 해상력, 또는 검사능력을 양호하게 유지하기 위한 것을 그 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 기재부(3)의 하면부에 형성된 공기류용 투공(6)을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과, 출사렌즈(2)가 광속(光束)을 출사하기 위한 광속(光束)용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 설치한다. 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해 대상물(105)과 기재부(3)의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해 대상물(105)과 기재부(3)의 하면부 사이의 간격이 소정의 일정 간격으로 유지된다.

광학헤드장치, 레이저, 묘화, 패턴, 출사, 렌즈, 이물, 노광, 해상력, 공기류, 광속

Description

광학헤드장치, 레이저 묘화장치 및 패턴 묘화방법과 포토마스크 제조방법{OPTICAL HEAD APPARATUS, LASER DRAWING APPARATUS AND PATTERN DRAWING METHOD, PHOTOMASK MANUFACTURING METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 1에 관한 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 상기 광학헤드장치의 구성을 도시한 단면도.

도 3은 상기 광학헤드장치의 구성을 도시한 하면도.

도 4는 상기 광학헤드장치의 주요부의 구성을 도시한 단면도.

도 5는 상기 광학헤드장치의 주요부의 구성을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 2에 관한 구성을 도시한 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 3에 관한 주요부의 구성을 도시한 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 4에 관한 구성을 도시한 사시도.

도 9는 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 5에 관한 구성의 제 1 예를 도시한 단면도.

도 10은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 실시예 5에 관한 구성의 제 2 예를 도시한 단면도.

도 11은 본 발명에 따른 광학헤드장치의 구성을 도시한 블록도.

도 12는 종래 광학헤드장치의 구성을 도시한 단면도.

도 13은 종래 광학헤드장치의 사용상태를 도시한 단면도.

도 14는 종래 광학헤드장치의 구성을 도시한 하면도.

도 15는 종래 광학헤드장치의 구성의 다른 예를 도시한 하면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 레이저 묘화장치 2 : 출사렌즈

3 : 기재부 5 : 광속(光束)용 투공

6 : 공기류용 투공 7 : 공기류 라인

8 : 외틀부재 10 : 광원

11 : 변조소자 12 : 편향소자

13 : 이동스테이지

본 발명은 레이저 묘화장치 및 검사장치 등에 있어서 대상물에 광속(光束)을 조사하는 출사렌즈를 취부한 광학헤드장치와, 이 광학헤드장치를 포함하는 구성의 레이저 묘화장치, 그리고 이 레이저 묘화장치를 사용하여 행하여지는 패턴 묘화방법과 포토마스크 제조방법에 관한 것이다.

종래 포토마스크 등을 제조할 때 레지스트 상에 소망하는 패턴을 묘화하는 레이저 묘화장치와, 포토마스크 등의 결함을 검사하는 검사장치, 또는 이들과 동류의 장치에 있어서는, 도 12에 도시되어진 묘화, 또는 검사용의 광학헤드장치(101)가 탑재된다. 이 광학헤드장치는, 아래쪽을 향해 광속을 출사시키는 출사렌즈(102)를 구비하는 구성이고, 레이저 묘화장치(103) 등에 있어서는 슬라이더(104)를 통하여 상승 및 하강 가능하게 지지되어 있다. 이 광학헤드장치는, 레이저 묘화장치 등의 작동시에는 도 13에 도시된 바와 같이 대상물과 기판(105) 등의 표면을 향해 하강하여 이 표면에 접근하고, 수평방향으로 이동하면서 동작하도록 되어 있다.즉, 이 광학헤드장치는, 대상물과 기판(105) 등의 표면에 대하여 극히 좁은 일정한 공극을 통하여 대향하여 수평으로 이동하면서, 이 기판 등의 표면의 위쪽으로부터 광속을 조사하거나 또는 이 표면의 검사를 행한다.

또한, 이 광학헤드장치에는 출사렌즈에 광속을 유도하기 위한, 혹은 출사렌즈로부터 입사한 광속을 광검출기 등으로 유도하기 위한, 다수의 미러나 렌즈 등을 탑재하고 있다.

또한, 이러한 광학헤드장치는 기판 등의 표면과의 사이에 공극을 일정하게 유지하기 위한 수단을 구비하고 있다.

예를 들면, 이 광학헤드장치에 있어서는 모터의 구동력에 따라 상하 방향으로 이동조작이 가능하도록 되어 있다. 이 광학헤드장치에 있어서는 모터의 구동력에 따라 이 광학헤드장치와 기판 등의 대상물 간에 공극이 조정되어 일정하게 유지되어 있다.

또한, 이 광학헤드장치로는, 기판(105) 등의 대상물을 향해 하강되었을 때, 이 대상물을 향하여 공기류를 분사하여, 이 공기류의 압력과 자중을 균형시켜 부유함으로써, 대상물과의 사이의 공극을 일정하게 유지하도록 되어 있는 것이 있다. 이와 같은 광학헤드장치(101)는 레이저 묘화장치 등의 동작시에는 자중에 의해 대상물을 향하여 하강하고, 또한 하면부로부터 대상물을 향하여 분사하는 공기류의 압력에 따라 부유하여 동작한다.

이러한 광학헤드장치에 있어서, 공기류는 도 14에 도시한 바와 같이, 광학헤드장치(101)의 하면부에 형성된 공기류 분출공(106)을 통하여 도 14에 실인(失印)으로 도시되어 있는 바와 같이 분출된다. 이 광학레드장치에 있어서, 공기류 분출공(106)의 수는 1개 이상이 바람직하며, 2개 또는 3개 이상의 복수로 하여도 상관없다. 이 광학헤드장치에 있어서는, 공기류 분출공(106)에 대하여 공기류 라인이 접속되어 있고, 펌프 등의 공기류원으로부터 이 공기류 라인을 통하여 공기류 분출공(106)으로부터 공기류가 분출된다. 이러한 광학헤드장치(101)에 있어서는, 공기류의 압력에 따른 대상물로부터의 부유간격은 해상력 및 검사능력의 향상을 위하여, 10㎛ 내지 수백㎛ 정도로, 극히 짧은 간격으로 이루어져 있다.

이러한 광학헤드장치(101)에 있어서는, 대상물과의 사이의 공극의 크기(대상물로부터 광학헤드장치의 하면부까지의 거리)는, 이 광학헤드장치(101)의 하면부로부터 분출되고 있는 공기류의 압력을 모니터함으로써 검출할 수 있다. 또한, 이 광학헤드장치(101)는, 하면부로부터 분출되고 있는 공기류의 압력을 약화시킴으로써, 자중에 의해 하강하고, 하면부로부터 분출하고 있는 공기류의 압력을 강하게 함으로써, 자중에 대항하여 상승한다. 따라서, 이 광학헤드장치(101)에 있어서는, 하면부로부터 분출하고 있는 공기류의 압력이 일정하게 되도록 제어함으로써, 이 광학헤드장치(101)의 하면부로부터 대상물까지의 거리를 조정함과 동시에 일정거리로 유지할 수 있다.

그런데, 상술한 바와 같이, 대상물을 향해 공기류를 분사하여 부유하도록 이루어진 광학헤드장치에 있어서는 공기류의 압력에 의해 대상물로부터의 부유간격이 10㎛ 내지 수백 ㎛ 정도로 짧기 때문에, 대상물의 표면에 이물질이 부착되어 있는 경우, 대상물이 기판인 경우에 있어서 이 기판에 도포된 레지스트 내에 이물질이 있기 때문에 요철이 발생되어 있는 경우, 또는 이들 레지스트나 기판 자체에 단차가 발생되어 있는 경우에는, 광학헤드장치의 하면부와, 이들 이물질, 요철이나 단차가 접촉되어 버릴 우려가 있다.

이렇게, 광학헤드장치의 하면부와 대상물상의 이물질이나 요철(凹凸)이 접촉하면, 광학헤드장치가 대상물 위인 기판이나 이 기판상의 레지스트를 깎아 버려, 레지스트의 파편 등의 이물질이 대상물 위에 산란되게 되어 버린다.

이렇게 하여 대상물 위에 산란된 이물질은, 광학헤드장치를 부유시키기 위한 공기류의 압력에 의해 더욱 산란되어, 출사 렌즈의 표면부에도 부착되어 버릴 우려가 있다. 출사 렌즈의 표면부에 이물질이 부착되면, 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하하게 되고, 또한, 묘화 정밀도 및 해상력의 열화, 검사 능력의 열화 등의 이상이 생길 우려가 있다.

또한, 모터의 구동력에 의해, 기판 등의 대상물과의 사이의 공극이 조정되어 일정하게 유지되도록 이루어진 광학헤드장치에 있어서도, 이 광학헤드장치의 하면부와 대상물과의 사이의 거리를 검출하기 위하여, 도 15에 나타낸 바와 같이, 광학헤드장치(101)의 하면부에 공기류 분출공(106)을 형성하여, 도 15에 있어서 화살표로 나타낸 바와 같이, 이 공기류 분출공(106)으로부터 공기류를 분출하도록 하고 있다. 즉, 이 경우에는, 공기류 분출공(106)으로부터 분출되는 공기류의 압력(부하)을 모니터함으로써, 광학헤드장치의 하면부와 대상물 사이의 거리가 검출된다.

따라서, 이러한 모터의 구동력에 의해 대상물과의 사이의 공극을 일정하게 유지하도록 한 광학헤드장치에 있어서도, 대상물상의 이물질이 공기류의 압력에 의해, 출사 렌즈의 표면부에 부착되어 버릴 우려가 있다.

그런 점에서, 본 발명은 상술한 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 출사 렌즈의 표면부에 이물질이 부착되는 것을 방지함으로써, 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하되는 일이 없고, 또한, 묘화 정밀도, 해상력, 또는 검사 능력이 양호하게 유지되도록 이루어진 광학헤드장치를 제공하고자 하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 광학헤드장치는, 상하 이동가능하게 지지되는 기재부와, 이 기재부의 하면부에 형성된 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와, 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과, 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 구비하고, 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 대상물과 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 대상물과 기재부의 하면부 사이의 간격이 소정의 일정 간격으로 유지되며, 대상물과 출사렌즈 간의 간격이 소정의 워킹 디스턴스로 유지되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 광학헤드장치에 있어서는, 제 2 공기류 분사 수단이 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향해 기체를 분사하기 때문에, 제 1 공기류 분사수단에 의해 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 분사된 기체에 의해 산란된 대상물의 이물질이 출사렌즈에 부착되는 일이 없다.

또한, 본 발명의 광학헤드장치는, 상술한 광학헤드장치에 있어서, 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체는 공기인 것을 특징으로 하는 것이다.

이 광학헤드장치에 있어서는, 제 1 및 제 2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체를 확보하는 것이 용이하다.

또한, 본 발명의 광학헤드장치는, 상술한 광학헤드장치에 있어서, 제1 및 제2 공기류 분사수단은 동일한 공기류 분사수단인 것을 특징으로 하는 것이다.

이 광학헤드장치에 있어서는, 제 1 및 제 2 공기류 분사수단이 동일한 공기류 분사수단이기 때문에, 이들 공기류 분사수단을 각각 별개로 설치할 필요가 없어, 장치구성의 간소화를 도모할 수 있다.

그리고, 본 발명의 레이저 묘화장치는, 상술한 광학헤드장치와, 이 광학헤드장치의 기재부를 상하 이동가능하게 지지하는 지지기구와, 광학 헤드의 출사렌즈에 광속(光束)을 입사시키는 광원수단과, 이 광속의 강도를 변조시키는 변조수단과, 이 광속의 광로를 편향시키는 편향수단과, 출사렌즈에서 출사되는 광속이 조사되는 대상물을 이동조작가능하게 지지하는 지지대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 레이저 묘화장치에 있어서는, 광학헤드장치의 기재부가 지지기구에 의해 상하이동 가능하게 지지되며, 광원수단으로부터의 광속이 변조수단에 의해 강도 변조됨과 동시에 편향수단에 의해 광로가 편향되어 광학 헤드의 출사렌즈에 입사되고, 출사렌즈로부터 출사되는 광속이 지지대에 의해 이동조작가능하게 지지된 대상물에 조사된다.

또한, 본 발명의 패턴 묘화방법은, 상술한 레이저 묘화장치를 이용하여, 변조수단에 의해 강도변조되고 편향수단에 의해 편향되는 광속을 상기 출사렌즈를 통하여 상기 지지대 상에 지지된 대상물에 대하여 조사하는 공정과, 지지대에 의해 상기 대상물을 소정량만큼 이동시키는 공정을 반복함으로써, 상기 대상물 상에 소정 패턴의 묘화를 수행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 패턴 묘화방법에 있어서는, 변조수단에 의해 강도변조되고 편향수단에 의해 편향된 광속이 출사 렌즈를 통하여 지지대상에 지지된 대상물에 대하여 조사되는 공정과, 지지대에 의해 상기 대상물을 소정량만큼 이동시키는 공정을 반복함으로써, 상기 대상물 상에 소정 패턴의 묘화를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 레지스트상에 소망의 패턴을 묘화하는 묘화 공정을 가지는 포토마스크 제조방법에 있어서, 상기 묘화 공정에 있어서는 상하 이동가능하게 지지되는 기재부와, 상기 기재부에 형성된 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와, 상기 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과, 상기 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 구비한 광학헤드장치를 이용하고, 상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이의 간격을 소정의 일정 간격으로 유지하고, 상기 대상물과 상기 출사렌즈 간의 간격을 소정의 워킹 디스턴스로 유지하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 제작된 포토마스크의 결함을 검사하는 검사 공정을 포함하는 포토마스크 제조방법에 있어서, 상기 검사 공정에 있어서는 상하 이동가능하게 지지되는 기재부와, 상기 기재부에 형성된 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와, 상기 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과, 상기 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 구비한 광학헤드장치를 이용하고, 상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이의 간격을 소정의 일정 간격으로 유지하고, 상기 대상물과 상기 출사렌즈 간의 간격을 소정의 워킹 디스턴스로 유지하여 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

(광학헤드장치의 실시예 1)

본 발명의 광학헤드장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 포토마스크 등을 제조할 때에 레지스트상에 원하는 패턴을 묘화하기 위한 레이저 묘화장치(1)나, 포토마스크 등의 결함검사 등을 하기 위한 각종 검사장치, 그 외 이들과 동류의 장치에 탑재되어 사용된다. 이 광학헤드장치는, 레이저 묘화장치(1) 등의 동작시에는, 대상물이 되는 기판(105) 등의 표면을 향하여 하강되어 이 표면에 근접하여, 수평방향으로 이동되면서 동작한다. 즉, 이 광학헤드장치는, 대상물이 되는 기판(105) 등의 표면에 대하여, 극히 좁은 일정한 공극을 통하여 대향하여 수평으로 이동하면서, 이 기판(105) 등의 표면의 상방으로부터 레이저 광속(R)을 조사하거나, 또는 이 표면의 검사를 수행한다.

또한, 이 기판(105)은, 포토마스크 등을 제조할 때에 있어서는, 표면에 레지스트를 도포하고, 이 레지스트에 대하여 레이저 빔 등에 의해 소망하는 패턴을 묘화하도록 되어 있다.

광학헤드장치의 수평방향의 이동은, 도 1에 도시된 바와 같이. 슬라이더(4)를 지지하는 이동스테이지(11)에 의해. 도 1의 실인 X1 및 실인 Y1으로 도시된 바왁 타이 이동조작된다. 또한, 기판(105) 등의 대상물을 지지대를 이용하여 이동스테이지에 지지시켜, 도 1의 실인 X2 및 실인 Y2로 표시된 바와 같이 이 대상물을 수평방향으로 이동조작하면서 이 대상물과 광학헤드장치를 상대이동시키도록 한다.

또한, 이 실시형태에 따르면, 출사렌즈(2)의 최하면의 두께는 약 2.0mm 정도이고, 이 출사렌즈(2)와 기재부(3)의 하면부와의 간격은 약 1.5mm 정도이다.

광학헤드장치의 기재부(3)의 하면부에는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 출사렌즈(2)를 하방향으로 출사하여 레이저 광속을 통과하게 되는 광속용 투공(5)이 형성되어 있다. 또한, 이 실시형태에 있어서, 광속용 투공(5)의 직경은 약 1.5mm로 한다.

또한, 이 레이저 묘화장치(1)는, 도시되지 않은 광원으로부터 출사렌즈(2)에 레이저광속을 유도하기 위한, 혹은 출사렌즈(2)로부터 입사된 광속을 광검출기 등으로 유도하기 위한, 도시되지 않은 다수의 미러 및 렌즈 등을 구비한다.

한편, 이 광학헤드장치는, 기판(105) 등의 표면 사이의 공극을 일정하게 유지시키기 위한 수단으로서, 기판(105) 등의 대상물을 향하여 하강되었을 때, 이 대상물을 향하여 공기류를 분사하는 기구를 구비한다. 이 광학 헤드장치에 있어서는 대상물을 향해 분사되는 공기류의 압력과 자중을 균형시켜 부유함으로써, 대상물과의 사이에 공극이 일정하게 유지된다. 즉, 이 광학헤드장치는 레이저 묘화장치(1) 등의 동작시에는 자중에 의해 대상물을 향해 하강하고, 또한 하면부로부터 대상물을 향하여 분사하는 공기류의 압력에 의해 부유하여 동작한다.

이 광학헤드장치에 있어서, 공기류는 도 3의 실인(失印)으로 도시되어 있는 바와 같이, 광학헤드장치의 하면부에 형성되어진 공기류용 투공(6)을 통해 분출된다. 이 광학헤드장치에 있어서, 공기류용 투공(6)의 수는 1개 이상이 바람직하며, 2개 또는 3개 이상의 복수도 가능하다. 이 광학헤드장치에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 각 공기류용 투공(6)에 대하여 기재부(3) 내에 부설된 기도를 통해 공기류 라인이 접속되어 있고, 제1 공기류 분사수단과 펌프 간에 공기류원으로부터 이 공기류 라인 및 기도를 통해 각 공기류용 투공(6)으로부터 공기류가 분출된다.

또한, 이 광학헤드장치에 있어서는, 광속용 투공(5)으로부터도, 도 3에 실인으로 도시된 바와 같이 공기류가 분사된다. 이 광속용 투공(5)에는, 도 2에 도시된 바와 같이 공기류 라인(7)을 접속시켜, 제2 공기류 분사수단이 되는 펌프 등의 공기류원으로부터 이 공기류 라인(7)을 통하여 광속용 투공(5)으로부터 공기류가 분출된다. 이 공기류 라인(7)은, 도 5에 도시된 바와 같이 출사렌즈(2)를 둘러싸도록 하여 복수개를 설치하도록 한다. 이 공기류 라인(7)의 개수는 임의적이므로 가능한 한 다수를 구비하여 각 공기류 라인(7)으로부터의 공기류의 흐름을 확실하게 대상물을 향하도록 함이 바람직하다. 공기류 라인(7)의 개수가 소수인 경우에는 각 공기류 라인(7) 간에 난기류가 발생될 가능성이 있다.

이 광학헤드장치에 있어서, 공기류용 투공(6) 및 광속용 투공(5)으로부터 분출되는 공기류원의 압력에 따른 대상물로부터의 부유간격은, 해상력 또는 검사능력의 향상을 위하여 10㎛ 내지 수백 ㎛ 정도로 극히 짧은 간격으로 된다. 따라서, 출사렌즈(2)와 대상물의 거리는 약 3.0mm 정도이다.

이 광학헤드장치에 있어서, 대상물과의 공극의 크기(대상물로부터 광학헤드장치의 하면부까지의 거리)는 이 광학헤드장치의 하면부로부터 분출되는 공기류의 압력을 모니터 함으로써 검출할 수 있다. 또한, 이 광학헤드장치는 하면부로부터 분출하고 있는 공기류의 압력을 약하게 함으로써 자중에 의해 하강하고, 하면부로부터 분출하고 있는 공기류의 압력을 강하게 함으로써 자중에 대항하여 상승한다. 따라서, 이 광학헤드장치에 있어서, 하면부로부터 분출하고 있는 공기류의 압력을 일정하게 제어함으로써 이 광학헤드장치의 하면부로부터 대상물까지의 거리를 조정함과 동시에 일정 거리를 유지하도록 한다.

이 광학헤드장치에 있어서, 광속용 투공(5)으로부터도 대상물을 향해 공기류를 분출하게 되며, 대상물 위에 이물질이 있는 경우에 있어서도 이 이물질이 공기류용 투공(6)으로부터 분출하여 공기류를 따라서 출사렌즈(2) 측으로 이동하지 않도록 함으로써, 이 이물질이 출사렌즈(2)의 표면부에 부착되지 않게 된다.

따라서, 이 광학헤드장치에 있어서, 출사렌즈(2)의 표면부에 이물질이 부착되는 것을 방지함으로써 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하되는 일이 없고, 또한 묘화정밀도, 해상력 또는 검사능력이 양호하게 유지된다.

상술한 광학헤드장치 및 후술하는 각 실시형태에 따르면, 광속용 투공(5)으로부터 분출하고 있는 공기류에 있어서는, 공기류용 투공(6)으로부터 분출하는 공기류로부터 분기하여 사용하여도 좋다. 즉, 제1 공기류 분사수단이 되는 펌프 등의 공기류원과 제2 공기류 분사수단이 되는 펌프 등의 공기류원은 동일한 공급원으로 하여도 좋고, 또한 개별적으로 하여도 좋다. 그러나, 제1 공기류 분사수단과 제2 공기류 분사수단을 별개의 공급원으로 하는 것이 공기유량을 안정시킬 수 있어 바람직하다.

이러한 공기류 분사수단에 의해 분출하는 공기유량은, 공기류용 투공(6)으로부터 분출되는 공기류에 대해서는, 광학헤드장치를 충분히 부상시킬 수 있는 양이면 되고, 또한 광속용 투공(5)으로부터 분출되는 공기류에 대해서는, 이 광속용 투공(5)으로부터 이물질이 침입하지 않을 정도의 양이면 된다. 또한, 광학헤드장치의 부상량은 공기류용 투공(6) 및 광속용 투공(5)으로부터 분출되는 공기유량의 총량을 조절함으로써 제어할 수 있다.

또한, 공기류용 투공(6) 및 광속용 투공(5)으로부터 분출되는 공기류는, 상술한 광학헤드장치 및 후술하는 각 실시형태에 있어서 공기이거나, 또는 필요에 따라서는 그와 다른 기체이어도 좋다.

더욱이, 본 발명에 따른 광학헤드장치는, 출사렌즈로부터 복수개의 레이저 광속이 동시에 출사되는 구성으로 하여도 좋다.

(광학헤드장치의 실시예 2)

또한, 본 발명에 따른 광학헤드장치는, 상술한 공기류 라인(7)에 대하여 도 6에 도시된 바와 같이 출사렌즈(2)의 둘레를 감싸도록 원통상의 외틀부재(8)를 설치하여 구성하여도 좋다.

이 외틀부재(8) 내에는 제2 공기류 분사수단이 되는 펌프 등의 공기류원으로부터 공기류라인(9)을 통해 공기류가 공급된다. 이 외틀부재(8)는 대기압보다 고압이므로, 이 외틀부재(8) 내의 공기는 광속용 투공(5)을 통해서 기판(105) 등의 대상물을 향하여 분출된다.

이 광학헤드장치에 있어서도 광속용 투공(5)으로부터 대상물을 향하여 공기류가 분출되고, 대상물 상에 이물질이 있는 경우에 있어서도 이 이물질이 공기류용 투공(6)으로부터 분출하는 공기류를 따라 출사렌즈(2) 측으로 운반되는 일이 없으며, 이 이물질이 출사렌즈(2)의 표면부에 부착할 우려가 없다.

(광학헤드장치의 실시예 3)

본 발명에 따른 광학헤드장치에 있어서, 광속용 투공(5)으로부터 공기류를 분출하게 되는 공기류라인(7)은, 도 7에 도시된 바와 같이 기재부(3) 내에 천설되어 각 공기류용 투공(6)에 연결되어 있는 기도로부터 이 기재부(3) 내에서 분기되는 것으로 하여도 좋다.

즉, 이 광학헤드장치에 있어서, 공기류 라인으로부터 기재부(3) 내의 기도를 통해 각 공기류용 투공(6)으로 유입되는 공기의 일부가 이 기도로부터 공기류 라인(7)에 분기되어서 광속용 투공(5)의 주변부로부터 분출된다.

(광학헤드장치의 실시예 4)

본 발명에 따른 광학헤드장치에 있어서, 기재부(3) 내에 기도가 부설되지 않는 경우에 있어서는, 각 공기류용 투공(6)으로부터 공기류를 분출하는 공기류 라인은, 도 8에 도시된 바와 같이 이 기재부(3)의 상방측으로 각 공기류 투공(6)에 연결되어도 좋다.

(광학헤드장치의 실시예 5)

본 발명에 따른 광학헤드장치에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이 상술한 실시형태에 따른 기재부(3)를, 출사렌즈(2)를 수용하도록 구성된 케이스(筐體部; 3a)로서 구성할 수 있다. 즉, 상술한 제2 실시형태에 있어서도, 도 10에 도시된 바와 같이 기재부(3)를, 출사렌즈(2)를 수용하도록 구성된 케이스(3a)로서 구성할 수 있다.

(레이저 묘화장치의 실시예)

본 발명에 따른 레이저 묘화장치는, 상술한 각 실시형태에 따른 광학헤드장치와, 이 광학헤드장치의 기재부(3)를 상하이동가능하게 지지하는 지지기구인 슬라이더(4)를 구비하고, 도 11에 도시된 바와 같이 광학헤드의 출사렌즈(2)에 광속을 입사하는 광원수단인 광원(10)과, 이 광원으로부터 출사된 광속(R)의 강도를 변조하는 변조수단인 변조소자(11)와, 이 광속(R)의 광로를 편향시키는 편향수단인 편향소자(12)와, 출사렌즈(12)로부터 출사된 광속이 조사되는 대상물인 기판(105)을 이동조작가능하게 지지하는 지지대인 이동스테이지(13)를 구비하는 구성으로 이루어져 있다.

기판(105)은, 표면에 레지스트가 도포되어 있어, 이 레지스트에 대하여 레이저 빔으로 바람직한 패턴을 묘화할 수가 있다.

광원(10)으로는, 예를 들면 파장 442㎚의 광속을 발하는 He-Ca 레이져 등을 사용하여도 된다. 이 광원(10)으로부터 발하여진 광속(R)은, 변조소자(11)에 입사되어 이 변조소자(11)에 의해 강도변조된다. 이 변조소자(11)는, 변조드라이버(14)에 의해 구동하면서 투과된 광속(R)의 강도를 변조한다.

변조드라이버(14)에는 데이터입력장치(15), 데이터처리장치(16), 메모리(17) 및 데이터독출장치(18)를 통해 데이터가 공급된다. 데이터입력장치에는, 기판(105) 상에 도포된 레지스트에 대하여 묘화하게 되는 소정의 패턴에 대응하여 데이터가 입력된다. 이 데이터입력장치(15)에 입력되는 데이터는, 데이터처리장치(16)에 전달되어 묘화되어진 패턴에 대응하여 위치데이터(X, Y 좌표 데이터) 및 강도데이터로서 처리되어진다. 데이터처리장치(16)에 의해 처리된 데이터는 메모리(17)에 저장되고, 이 메모리(17)로부터 데이터독출장치(18)에 의해 독출되어 드라이버(14)로 전달된다.

또한, 데이터 독출장치(18) 및 드라이버(14)는 컨트롤러(19)에 의해 제어되고, 클럭발생기(20)에 의해 출력되는 클럭(clock)에 따라 동작한다.

또한, 변조소자(11)에 의해 강도변조된 광속(R)은, 편향소자(12)에 입사되고, 이 편향소자(12)를 투과함으로써 출사방향을 편향시키게 된다. 이 편향소자(12)는, 예를 들어 음향-광학변환소자이고, 주사회로(21)에 의해 구동됨으로써, 투과하는 광속(R)의 광로를 일정 주기로 편향시킨다.

주사회로(21)는, 콘트롤러(19)에 의해 제어되는 XY 콘트롤러(22)에 의해 제어되고, 클럭발생기(20)로부터 출력되는 클럭에 따라 동작한다.

편향소자(12)에 의해 출사방향으로 편향된 광속(R)은, 출사렌즈(2)에 입사되고, 기판(105) 상에 집광되어 조사된다. 이렇게 기판(105) 상에 조사된 광속(R)은 일정 주기로 편향됨과 동시에, 기판(105) 상에 묘화되는 패턴에 따라 강도변조된 것으로 되어 있다.
또한, XY콘트롤러(22)는, 서보기구(23,24,24,26)를 통해 이동스테이지(13)를 구동하며, 도 11 상에 실인 X2 및 실인 Y2로 표시되어 있는 바와 같이 기판(105)을 소정주기로 수평방향으로 이동조작함으로써, 이 기판(105)과 광학헤드장치를 상대이동시킨다.
이 레이저 묘화장치에 있어서는, 변조소자(11)에 의해 강도변조된 광속(R)의 기판(10) 상에서의 주사가 1주기 종료하면, 이동스테이지(13)에 의해 기판(105)을 소정량 만큼 이동시킨다. 또한, 이동되어진 기판(105)에 대하여, 변조소자(11)에 의해 강도변조된 광속(R)을 주사시킨다. 이 상태에서 기판(105)의 이동은, 이 기판(105) 상에 조사된 광속(R)의 주사방향에 직교하는 방향으로, 이 광속(R)이 주사된 영역에 인접하는 영역이 다음에 광속(R)이 주사될 영역이 되는 거리만큼 이동하게 된다.
이와 같이, 변조소자(11)에 의해 강도변조된 광속(R)의 기판(105)상의 주사와, 이동스테이지(13)에 의한 기판(105)의 이동을 반복수행함으로써, 기판(105) 상에는 데이터입력장치(15)에 입력된 소정 패턴의 묘화가 수행된다.

(패턴묘화방법의 실시예)

본 발명에 따른 패턴 묘화방법은, 상술한 레이저 묘화장치를 이용하여 변조소자(11)에 의해 강도변조되는 편향소자(12)에 의해 편향되어진 광속(R)을 기판(105)에 조사하는 공정과, 이동스테이지(13)에 의해 기판(105)을 소정량만큼 이동시키는 공정을 반복함으로써, 기판(105) 상에 소정의 패턴 묘화를 수행하게 된다.

이러한 패턴 묘화방법은, 상술한 레이저 묘화장치로 묘화하는 소정 패턴의 데이터를 입력하여 이 레이저 묘화장치를 동작시킴으로써 실행된다.

이상에서는, 첨부된 도면에 예시되어진 특정의 바람직한 실시예를 중심으로 본 발명의 기술적 사상을 설명하였다. 하지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정하지 않고 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 실시할 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명백히 인식할 수 있을 것이다.

본 발명에 있어서의 광학헤드장치는 레이저 묘화장치나, 각종 검사장치에서 이용되는 광학헤드장치로서, 제 2 공기류 분사수단이 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하도록 되어 있기 때문에, 제 1 공기류 분사수단에 의해 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 분사된 기체에 의해 산란된 대상물상의 이물질이 출사렌즈에 부착되는 일이 없다.

즉, 본 발명은, 출사렌즈의 표면부에 이물질이 부착되는 것을 방지하고, 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하되는 일이 없으며, 또한, 묘화 정밀도, 해상력, 또는, 검사능력이 양호하게 유지되는 광학헤드장치를 제공할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 광학헤드장치에 있어서, 제 1 및 제 2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체를 공기라고 하면, 이들 제 1 및 제 2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체를 확보하는 것이 용이해진다.

또한, 본 발명의 광학헤드장치에 있어서, 제 1 및 제 2 공기류 분사수단을 동일한 공기류 분사수단이라고 하면, 이들 제 1 및 제 2 공기류 분사수단을 각각 별개로 설치할 필요가 없어 장치 구성의 간소화를 도모하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 발명에 있어서의 레이저 묘화장치에 있어서는, 광학헤드장치에 있어서, 제 2 공기류 분사수단이 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하도록 되어 있기 때문에, 제 1 공기류 분사수단에 의해 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 분사된 기체에 의해 산란된 대상물상의 이물질이 출사렌즈에 부착되는 일이 없고, 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하되는 일이 없으며, 또한, 묘화 정밀도 및 해상력이 양호하게 유지된다.

또한, 본 발명의 패턴 묘화방법에 있어서는, 제 2 공기류 분사수단이 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하도록 되어 있는 광학헤드장치를 사용하고 있기 때문에, 제 1 공기류 분사수단에 의해 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 분사된 기체에 의해 산란된 대상물상의 이물질이 출사렌즈에 부착되는 일이 없고, 노광을 위한 레이저광의 출력이 저하되는 일이 없으며, 또한, 묘화 정밀도 및 해상력이 양호하게 유지된 상태에서 묘화를 수행할 수 있다.

Claims (7)

1. 상하 이동가능하게 지지되는 기재부와,

   상기 기재부에 형성된 광속용 투공을 통하여, 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와,

   상기 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여, 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과,

   상기 광속용 투공을 통하여, 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단과,

   상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이의 간격이 소정의 일정 간격으로 유지되며, 상기 대상물과 출사렌즈 간의 간격이 소정의 워킹 디스턴스로 유지되는 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체는 공기인 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공기류 분사수단은 동일한 공기류 분사수단인 것을 특징으로 하는 광학헤드장치.
4. 상기 제1항 또는 제2항에 기재된 광학헤드장치와,

   상기 광학헤드장치의 기재부를 상하 이동가능하게 지지하는 지지기구와,

   상기 광학 헤드의 출사렌즈에 광속을 입사시키는 광원수단과,

   상기 광속의 강도를 변조시키는 변조수단과,

   상기 광속의 광로를 편향시키는 편향수단과,

   상기 출사렌즈에서 출사되는 광속이 조사되는 대상물을 이동조작가능하게 지지하는 지지대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 레이저 묘화장치.
5. 상기 제4항의 레이저 묘화장치를 이용하여,

   상기 변조수단에 의해 강도변조되고 상기 편향수단에 의해 편향되는 광속을 상기 출사렌즈를 통하여 상기 지지대 상에 지지된 대상물에 대하여 조사하는 공정과, 상기 지지대에 의해 상기 대상물을 소정량 만큼 이동시키는 공정을 반복함으로써, 상기 대상물 상에 소정 패턴의 묘화를 수행하는 것을 특징으로 하는 패턴묘화방법.
6. 레지스트상에 소망의 패턴을 묘화하는 묘화 공정을 가지는 포토마스크 제조방법에 있어서,

   상기 묘화 공정에 있어서는,

   상하 이동가능하게 지지되는 기재부와,

   상기 기재부에 형성된 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와,

   상기 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과,

   상기 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 구비한 광학헤드장치를 이용하고,

   상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이의 간격을 소정의 일정 간격으로 유지하고, 상기 대상물과 상기 출사렌즈 간의 간격을 소정의 워킹 디스턴스로 유지하여 묘화를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.
7. 제작된 포토마스크의 결함을 검사하는 검사 공정을 포함하는 포토마스크 제조방법에 있어서,

   상기 검사 공정에 있어서는,

   상하 이동가능하게 지지되는 기재부와,

   상기 기재부에 형성된 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 광속을 출사하고, 이 광속을 대상물에 조사하는 출사렌즈와,

   상기 기재부의 하면부에 형성된 공기류용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제1 공기류 분사수단과,

   상기 광속용 투공을 통하여 아래쪽을 향하여 기체를 분사하는 제2 공기류 분사수단을 구비한 광학헤드장치를 이용하고,

   상기 제1 및 제2 공기류 분사수단에 의해 분사되는 기체에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이에 고압의 기체층을 형성하고, 이 기체층의 압력과 자중의 균형에 의해, 상기 대상물과 상기 기재부의 하면부 사이의 간격을 소정의 일정 간격으로 유지하고, 상기 대상물과 상기 출사렌즈 간의 간격을 소정의 워킹 디스턴스로 유지하여 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 제조방법.

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