KR101154779B1 - 포토 리소그래피 방법 - Google Patents

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KR101154779B1
KR101154779B1 KR1020110021908A KR20110021908A KR101154779B1 KR 101154779 B1 KR101154779 B1 KR 101154779B1 KR 1020110021908 A KR1020110021908 A KR 1020110021908A KR 20110021908 A KR20110021908 A KR 20110021908A KR 101154779 B1 KR101154779 B1 KR 101154779B1
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김상지
최대림
서동해
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하이디스 테크놀로지 주식회사
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    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
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Abstract

본 발명은 포토 리소그래피 방법에 관한 것으로서, 포토 리소그래피 방법에 있어서, 감광막이 형성된 기판의 전면에 적어도 하나의 노광영역이 정의되며, 상기 노광영역 중 어느 한 노광영역의 일측을 노광이 시작되는 지점으로 하고 그 타측을 노광이 종료되는 지점으로 하여, 상기 일측의 상부에 노광슬릿을 배치하고, 기판과 노광슬릿 중 어느 하나를 이동시켜 상기 일측에서 상기 타측으로 노광해 가는 과정에서, 노광스캔속도를 점진적으로 감속하여서 상기 노광영역의 일측에서 타측으로 갈수록 노광량이 증가하도록 하는 노광공정; 및, 현상액 공급부를 상기 기판의 일측으로부터 타측으로 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 현상공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

포토 리소그래피 방법 {Photolithography method}
본 발명은 포토 리소그래피 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스캔방식 현상공정에서 현상액에 노출되는 시간차에 의한 현상의 불균형을 노광공정에서 보상함으로써 균일한 선폭의 패턴을 형성할 수 있는 포토 리소그래피 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 반도체 기판상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로써 제조된다.
상기 패턴은 박막 형성 공정, 포토 리소그래피 공정, 식각 공정 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다.
상기와 같은 단위 공정들 중에서 포토 리소그래피 공정은 패터닝할 박막 상에 감광막을 형성하고, 노광마스크를 이용하여 원하는 패턴으로 감광막을 노광시키는 노광공정을 포함하며, 현상 공정은 노광 공정에 따라 노광된 감광막을, 감광막의 종류에 따라 노광영역 또는 비노광영역을 현상액으로 제거하는 현상공정을 포함한다.
상기 노광공정은 원하는 패턴에 따라 차광영역과 투과영역을 가지는 노광마스크를 이용하여 박막 상에 형성된 감광막을 노광함으로써, 그 감광막의 종류에 따라, 노광영역 또는 비노광영역의 감광막을 다중체(Polymer)가 되도록하거나 다중체의 체인을 끊어주는 공정이다. 상기와 같이 노광영역 또는 비노광영역의 감광막이 이후의 현상 공정에서 제거됨으로서 박막 상에는 원하는 패턴에 맞게 감광막 패턴이 형성된다.
노광된 감광막에서 원하는 패턴에 맞는 감광막 패턴 이외의 나머지 부분을 제거하는 현상 공정은 노광된 감광막 상에 현상액을 공급하는 현상액 공급부를 갖추고 있다. 현상액 공급부는, 기판의 폭보다 길이가 긴 장척(長尺)모양의 본체의 기판에 대향하는 쪽에 다수의 토출구가 일렬로 정렬된 상태로 형성되어 있는 것이 일반적으로 사용된다.
현상액 공급부의 토출구로 현상액을 소정 압력으로 토출하면서 그 하부로 기판이 소정 속도로 지나가면서 기판 상의 노광된 감광막이 현상액에 의해 현상이 되며, 이어서 기판은 세정공정을 통해 잔여 현상액 및 현상에 의해 제거되는 영역의 감광막 등의 불순물이 세정되게 된다. 이로써 박막 상에 원하는 패턴에 맞는 감광막 패턴을 얻을 수 있다.
이러한 종래의 일반적인 스캔방식 현상 공정은 도 1에 도시된 바와 같이 감광막(Photoresist)에 대한 노광공정이 완료된 기판(10)에 현상액 공급부(30)가 현상액을 분사하며 기판의 일측(L1)에서 타측(L3) 방향으로 등속으로 이동하면서 현상액을 분사하면, 기판(10)의 전면에 균일한 현상액 퍼들(Puddle)이 형성되면서 감광막을 현상하게 된다.
그러나, 이와 같이 현상액을 도포하는 경우에는, 현상액 공급부(30)가 기판(10)의 일측으로부터 타측으로 이동하면서 현상액을 분사해 가는 동안, 현상액 도포가 먼저 시작된 기판의 일측(L1)의 감광막이 타측(L3)의 감광막보다 현상액에 노출되는 시간이 많아지게 된다. 그 결과, 기판의 일측과 타측간의 현상정도에 있어서 불균일이 발생하여 이후 공정 진행 후 최종적으로 형성되는 박막 패턴의 선폭 균일성이 나빠지게 되는 문제점이 있으며, 대면적 기판의 경우, 이러한 문제점은 심화된다.
일반적으로 노광슬릿은 광학유닛의 정밀도를 유지하기 위해 고정된 상태에서, 노광마스크와 기판이 이동하면서 상대적으로 스캔하는 형태로 노광공정이 이루어진다. 이러한 노광공정의 스캔속도는 기판의 이동속도에 따라 결정되므로, 이하에서는 기판의 이동속도를 ‘노광스캔속도'라고 한다.
도 2의 (a)는 종래의 스캔방식 노광에서 기판 상의 위치(L1~L3)에 따른 노광스캔속도가 등속임을 보여주는 그래프이고, (b)는 노광스캔속도를 등속으로 수행한 결과로 기판 상의 위치(L1~L3)별 노광정도가 동일함을 나타내는 그래프이며, (c)는 노광공정 후 진행되는 일반적인 스캔방식 현상공정에서 기판 상의 위치(L1~L3)별로 현상액 노출시간이 상이한 것을 보여주는 그래프이고, (d)는 (c)의 현상공정의 결과로 기판 상의 위치(L1~L3)별 현상정도가 다른 것을 보여주는 그래프이다.
도 2의 (a) 내지 (d)와 같이 노광슬릿 하부에서 기판을 등속으로 스캔하는 노광공정 후, 현상액 공급부를 등속으로 스캔하는 현상공정을 진행하게 되는 경우, 노광공정에 의해 원하는 패턴에 맞게 기판 전체적으로 노광정도가 균일하게 되었다고 하더라도, 현상공정에 있어서 현상액에 먼저 노출된 영역(L1)과 나중에 노출된 영역(L3)간에 현상정도의 차이가 생겨서 감광막 패턴의 불균일을 야기하고, 이후 식각 공정을 진행한 후 완성된 박막 패턴에 있어서 위치별로 그 형태나 폭이 불균일하게 되는 문제가 있다.
도 3의 (a)와 (b)는 각각 종래의 공정에 의하여 도 1의 L1영역과 L3영역의 감광막(50)이 노광공정과 현상공정을 거쳐 감광막패턴(52)으로 변화하는 것을 보여주고 있다. (여기에서는 포지티브(Positive)형 감광막이 사용된 것으로 예로 들어 설명함)
도 3과 같이 각각 동일한 개구부(41)를 가지는 노광마스크(40)에 의한 노광공정 후 감광막(50)의 노광된 영역(51)이 동일하다고 하더라도 현상액에 먼저 노출된 영역인 도 1의 L1영역의 감광막패턴(52)과 현상액에 나중에 노출되는 영역인 도1의 L3영역의 감광막패턴(52')은 현상공정 후 그 폭이 b와 b'으로 상대적으로 L3영역의 감광막패턴(52')이 L1영역에 비해 좁게 형성되면서 L1의 감광막 패턴(52)과 L3의 감광막 패턴(52')의 폭이 서로 불균일하게 되는 것이다.
즉, 노광공정에 의해 L1영역의 노광된 영역(51)의 폭(a) 및 노광정도와 L3영역의 노광된 영역(51')의 폭(a') 및 노광정도가 실질적으로 동일하다고 하여도, 이후 현상공정을 진행한 후에는 현상액에 노출된 시간의 차이로 인해 L1영역의 박막이 노출된 영역의 폭(b)과 L3영역의 박막이 노출된 영역의 폭(b')이 서로 불균일하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 현상장비의 스캔 속도를 빠르게 할 경우 감광막 패턴의 형태와 폭의 균일성을 개선할 수는 있으나, 일정속도 이상으로 현상장비의 스캔속도를 빠르게 할 경우 현상액 말림 현상이 발생하여 현상불량이 유발된다.
또한, 현상액 말림 현상을 방지하기 위하여 현상액 적하량을 늘리게 되면 공정 비용이 증가하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스캔방식 현상공정에서 현상액에 노출되는 시간차에 의한 현상의 불균형을 노광공정에서 보상함으로써 균일한 선폭의 감광막을 형성할 수 있는 포토 리소그래피 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 스캔방식, 스텝 앤드 스캔방식, 셔터방식의 노광공정에서 각각 노광량을 조절하는 방법을 통해 다양한 노광공정에서 스캔방식 현상공정의 현상액 노출에 대한 시간차를 보상할 수 있는 포토 리소그래피 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 포토 리소그래피 방법에 있어서, 감광막이 형성된 기판의 전면에 적어도 하나의 노광영역이 정의되며, 상기 노광영역 중 어느 한 노광영역의 일측을 노광이 시작되는 지점으로 하고 그 타측을 노광이 종료되는 지점으로 하여, 상기 일측의 상부에 노광슬릿을 배치하고, 기판과 노광슬릿 중 어느 하나를 이동시켜 상기 일측에서 상기 타측으로 노광해 가는 과정에서, 노광스캔속도를 점진적으로 감속하여서 상기 노광영역의 일측에서 타측으로 갈수록 노광량이 증가하도록 하는 노광공정; 및, 현상액 공급부를 상기 기판의 일측으로부터 타측으로 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 현상공정;을 포함하는 포토 리소그래피 방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 노광공정은, 기판의 전면에 다수의 노광영역이 정의되어 스텝 앤드 스캔 방식으로 노광을 수행하는 경우, 기판의 일측과 타측 사이에 배치된 다수의 열들에 대해서 기판의 일측의 노광량보다 타측의 노광량이 증가하도록 노광스캔속도를 점진적으로 감속 또는 가속하되, 노광슬릿이 기판의 일측으로부터 타측으로 진행하는 경우 감속하고, 기판의 타측으로부터 일측으로 진행하는 경우 가속하는 것이 바람직하다.
또한, 다수의 노광영역 중 동일한 열의 서로 다른 노광영역은 동일한 속도범위 내에서 노광을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적은, 포토 리소그래피 방법에 있어서, 감광막이 형성된 기판의 전면에 다수의 노광영역이 정의되며, 기판의 일측에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 시작되는 지점으로 하고 기판의 타측에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 종료되는 지점으로 하며, 노광 시작지점의 노광영역 상부에 노광셔터를 배치하고, 기판과 노광셔터 중 어느 하나를 이동하면서 노광 시작 지점의 노광영역으로부터 종료 지점의 노광영역까지 노광하는 과정에서, 노광방향으로 배치된 다수의 노광영역 열들에 대해서 기판의 일측에서 타측으로 갈수록 노광셔터에 의한 노광량이 점진적으로 증가하도록 하는 셔터방식 노광공정; 및, 현상액 공급부를 상기 기판의 일측으로부터 타측으로 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 현상공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 노광공정은, 노광셔터의 셔터속도를 느리게하여 노광량을 점진적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 노광공정은, 노광셔터의 셔터속도는 일정하게 유지하면서 광량을 증가시켜 노광량을 점진적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 스캔방식 현상공정에서 현상액에 노출되는 시간차에 의한 현상의 불균형을 노광공정에서 보상함으로써 균일한 선폭의 감광막을 형성할 수 있는 포토 리소그래피 방법이 제공된다.
또한, 본 발명은 스캔방식, 스텝 앤드 스캔방식, 셔터방식의 노광공정에서 각각 노광량을 조절하는 방법을 통해 다양한 노광공정에서 스캔방식 현상공정의 현상액 노출에 대한 시간차를 보상할 수 있는 포토 리소그래피 방법이 제공된다.
도 1은 종래 스캔방식 현상공정의 개략구성도,
도 2는 종래 스캔방식 노광공정과, 스캔방식 현상공정의 관계를 나타내는 그래프,
도 3은 종래 기판의 위치에 따른 선폭의 불균형을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명 포토 리소그래피 방법에 따른 제1실시예의 스캔방식 노광공정을 나타낸 개략구성도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 노광공정과 현상공정의 관계를 나타내는 그래프,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 노광공정과 현상공정의 결과를 나타내는 도면,
도 7 내지 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 스텝 앤드 스캔방식 노광공정을 나타낸 개략구성도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 노광슬릿의 위치별 노광스캔속도를 나타내는 그래프,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 셔터방식 노광공정을 나타낸 개략구성도이고,
11은 본 발명의 제3실시예에 따른 노광공정의 결과를 나타내는 그래프이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해 서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 포토 리소그래피 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중 도 4는 본 발명 포토 리소그래피 방법에 따른 제1실시예의 스캔방식 노광공정을 나타낸 개략구성도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 노광공정과 현상공정의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 노광공정과 현상공정의 결과를 나타내는 도면이다.
상기 도면에서 나타나는 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 포토 리소그래피 방법은, 감광막(50)이 형성되는 기판(10)의 전면에 하나의 노광영역이 정의되고, 상기 노광영역의 일측(L1)을 노광 시작 지점으로 하고 타측(L3)을 노광 종료지점으로 하여, 상기 노광영역의 일측(L1) 상부에 노광슬릿(20)이 배치되도록 하고, 기판(10)을 이동하면서 기판(10)의 노광영역의 일측(L1)으로부터 타측(L3)까지 한번의 스캔으로 노광하는 과정에서, 노광스캔속도를 결정하는 기판의 이동 속도를 점진적으로 감속하면서 기판(10)의 일측(L1)의 노광량보다 타측(L3)의 노광량이 증가되도록 하는 스캔방식 노광공정과, 기판(10)의 폭 이상의 길이를 갖는 현상액 공급부(30)를 이용하여 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L3) 을 향해 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 스캔방식 현상공정을 포함하여 구성된다.
한편, 본 실시예에서는 기판이 이동하면서 노광스캔속도를 결정하는 것으로 설명하였으나, 노광슬릿이 이동하는 것에 의해 노광스캔속도가 결정되도록 하는 것도 가능할 것이다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 포토 리소그래피 방법의 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 스캔방식 노광공정을 살펴보면, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 노광공정은 노광슬릿(20)에 대해 기판(10)이 이동하면서 기판(10) 전면에 정의된 하나의 노광영역에 대해 노광이 시작되는 일측(L1)으로부터 노광이 종료되는 타측(L3)까지 한 번의 스캔으로 노광하는 스캔방식 노광공정이 적용되며, 노광슬릿(20)의 하부에서 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 이동하는 과정에서 기판(10)의 이동속도를 점진적으로 감속한다. 즉, 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 갈수록 노광시간이 점점 길게 되도록 하여 기판(10)의 L1영역보다 L3영역이 오랫동안 노광되도록 하는 것이다.
한편, 스캔방식 현상공정은 현상액 공급부(30)를 노광이 완료된 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 등속으로 이동하면서, 현상액을 기판(10)에 토출시키면 기판(10)의 전면에 균일한 현상액 퍼들(puddle)이 형성되면서 감광막 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 것으로서, 이러한 스캔방식 현상공정은 종래에 언급한 스캔방식 현상공정과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.(도 1 참조)
도 5의 (a)는 노광공정에서 기판의 위치에 따라 노광스캔속도가 점진적으로 감속하는 것을 나타내는 그래프이고, (b)는 노광스캔속도가 점진적으로 감속함에 따라 기판이 노광슬릿에 노출되는 시간이 점진적으로 증가하게 되면서 기판의 위치별 노광정도가 기판의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 이동하면서 점진적으로 증가하는 것을 나타내는 그래프이다.
또한, (c)는 노광공정 이후 진행되는 스캔방식 현상공정에서 기판의 각 위치별(L1~L3)로 현상액 노출시간이 점진적으로 감소되는 것을 나타내는 그래프이고, (d)는 현상액 노출시간의 감소에 의해 노광영역의 현상정도가 기판의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 진행할 수록 점진적으로 감소되는 것을 나타내는 그래프이다.
즉, 노광공정에서 노광영역의 노광정도가 기판의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 진행할 수록 증가하면서 노광정도가 증가하므로, 현상공정에서의 현상액 노출시간의 차이에 의해 현상정도가 기판의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 진행할수록 감소되는 것을 보상하게 된다.
도 6의 (a)와 (b)에는 각각 기판의 일측(L1)과 타측(L3)의 감광막(50)이 노광공정과 현상공정을 거쳐 감광막 패턴(52,52')으로 형성되는 과정이 도시되어 있다.
도 6의 (a) 및 (b)와 같이 각각 동일한 개구부(41)를 가지는 노광마스크(40)에 의한 노광공정에 의해 L1영역에서 L3영역으로 갈수록 노광스캔속도를 점진적으로 감속하여 실질적으로 노광영역이 노광되는 시간을 점점 길게 하면서, 감광막의 L1영역의 노광된 영역(51)과 L3영역의 노광된 영역(51')이 서로 상이하게 되도록 한 다음, 스캔방식 현상공정을 수행하게 되면, 현상공정 후 L1영역의 감광막 패턴(52)과 L3영역의 감광막 패턴(52')은 각각 균일한 폭으로 형성된다.
즉, 노광량의 차이에 의해 L3영역의 노광된 영역(51')의 폭(c')이 L1영역의 노광된 영역(51)의 폭(c)보다 넓어지도록 하기 위해, L3영역의 노광된 영역(51')을 L1영역의 노광된 영역(51)보다 많이 노광하면, 상기와 같은 노광공정 이후 현상공정시 L1영역의 노광된 영역(51)의 현상액 노출시간이 L3영역의 노광된 영역(51')의 현상액 노출시간보다 길게 되면서 종래와 같이 박막이 노출된 영역의 폭이 줄어드는 것을 보상해 줄 수 있게 된다. 따라서, 현상공정 이후 L1영역의 박막이 노출된 영역의 폭(d)과 L3영역의 박막이 노출된 영역의 폭(d')을 실질적으로 비슷하게 되도록 할 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 포토 리소그래피 방법에 대하여 설명한다.
첨부도면 중 도 7 내지 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 스텝 앤드 스캔방식 노광공정을 나타낸 개략구성도이고, 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 노광위치별 노광슬릿의 스캔속도를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 포토 리소그래피 방법에서의 노광공정은, 기판(10)의 전면에 다수의 노광영역이 정의되어 스텝 앤드 스캔 방식으로 노광을 수행하는 경우, 기판(10)의 일측(L1)과 타측(L3) 사이에 배치된 다수의 노광영역의 열들에 대해서 기판의 일측(L1)의 노광량보다 타측(L3)의 노광량이 증가하도록 노광스캔속도를 결정하는 기판의 이동속도를 점진적으로 감속 또는 가속하되, 노광슬릿(20)에 대해 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L3)으로 진행하는 경우 감속하고, 기판(10)의 타측(L3)으로부터 일측(L1)으로 진행하는 경우 가속하며, 동일한 열에 위치한 서로 다른 노광영역에 대해서는 동일한 속도범위 내에서 감속 또는 가속하면서 노광공정을 수행한다는 점에서 제1실시예의 노광공정과 차이를 갖는다.
이러한 노광공정 이외의 현상공정은 제1실시예와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에서는 기판(10)에 형성되는 노광영역(A,B,C,D)이 가로 세로 2×2의 배열로 배치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 2×2의 배열을 초과하는 다수의 행과 열로 배치되는 경우에도 적용이 가능하다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 포토 리소그래피 방법의 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 7은 스텝 앤 스캔방식 노광공정에서 기판(10)의 노광영역이 4분할되어 있으며, 각 노광영역들 사이는 스텝방식으로 이동하고, 각 노광영역에서는 스캔노광방식으로 노광하면서 기판(10)의 전면에 대해 노광하는 공정을 나타내고 있으며, 노광공정은 노광영역 A, B, C, D 순서로 진행되는 것을 예로 들어 설명한다.
한편, 도 7에서는 이해를 돕기 위해 기판(10)의 상부에서 노광슬릿(20)이 이동하는 것과 같이 도시하였으나, 노광슬릿(20)을 구성하는 광학요소의 정밀도 유지를 위해 기판(10)이 노광슬릿(20)의 하부에서 이동하는 방식으로 노광공정을 진행하는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는 도 8 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 노광슬릿(20)이 노광 시작 지점으로부터 종료 지점에 이르도록 기판(10)이 이동영역(S)내에서 이동하면서 기판(10)의 노광영역 A, B, C, D를 순차적으로 노광한다.
먼저, (a)와 같이 노광영역 A에서는 노광슬릿(20)에 대하여 기판의 진행방향이 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L2)으로 이동하는 것이므로, 노광영역 A에서 L1영역으로부터 L2영역으로 갈수록 노광량이 증가되도록 노광스캔속도를 결정하는 기판(10)의 이동속도를 점진적으로 감속한다. 이어서, (b)와 같이 노광영역 B에서는 노광슬릿(20)에 대한 기판의 진행방향이 기판의 타측(L2)으로부터 일측(L1)으로 이동하는 것이므로, 노광영역 A에서 L2영역으로부터 L1영역으로 갈수록 노광량이 감소되도록 기판(10)의 이동속도를 점진적으로 가속하는데, 이때, 노광영역 B는 노광영역 A와 동일한 열에 배치되어 있으므로 노광영역 A와 동일한 속도범위 내에서 점진적으로 가속한다.
또한, (c)와 같이 노광영역 C에서는 노광슬릿(20)에 대하여 기판(10)의 진행방향이 기판(10)의 일측(L1)으로부터 타측(L2)으로 이동하는 것이므로, L2영역으로부터 L3영역으로 갈수록 노광량이 증가되도록 노광스캔속도를 결정하는 기판(10)의 이동속도를 점진적으로 감속한다. 마찬가지로 (d)와 같이 노광영역 D에서는 L2영역으로부터 L3영역으로 갈수록 노광량이 감소되도록 기판(10)의 이동속도를 가속한다. 특히, 상기 노광영역 C, D에서의 기판(10)의 이동에 대한 속도범위는, 상기 노광영역 A, B보다 낮은 속도범위에서 감속 또는 가속이 이루어진다.
즉, 상기 노광영역 A,B,C,D에서의 노광스캔속도에 대하여 도 7에 표시된 a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2에서의 속도관계를 살펴보면 a1 = b2 > a2 = b1 > c1 = d2 > c2 = d1의 관계가 성립된다.
한편, 도면에 표시된 화살표는 노광스캔속도를 결정하는 기판의 이동속도가 점진적으로 가속 또는 감속되는 것을 나타낸다.
상기와 같은 스텝 앤 스캔방식 노광공정의 각 영역별 스캔속도를 그래프를 통해 살펴보면 다음과 같다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제2실시예에 따른 스텝 앤드 스캔방식 노광공정에 있어서 노광영역 A, B, C, D의 순서에 따른 노광스캔속도가 가속 또는 감속하는 것을 나타내는 것이다. 노광영역 A에서의 노광 시작 지점은 L1, 종료 지점은 L2이고 노광스캔속도는 감속한다. 노광영역 B에서의 노광 시작 지점은 L2, 종료 지점은 L1이고 노광스캔속도는 가속한다. 이때, 노광영역 A와 B는 동일 열에 배치된 노광영역이므로, 노광스캔속도의 감속 또는 가속의 속도범위가 서로 동일한 V1과 V2의 속도범위 이내에서 이루어진다. 마찬가지로 노광영역 C와 D는 노광 시작과 종료지점이 L2와 L3이고, 이때의 노광스캔속도의 속도범위는 노광영역 A, B보다 낮은 V2와 V3의 속도범위 이내에서 이루어진다.
즉, 도 9의 (b)는 노광공정에 의한 노광이 본 발명의 제1실시예와 실질적으로 동일한 노광공정임을 보여주는 것으로서, 본 발명의 제2실시예에 의해 노광영역 A, B, C, D 별로 노광을 진행하는 경우에도 결과적으로 제1실시예에서의 L1영역, L2영역, L3영역별의 노광스캔속도를 결정하는 기판의 이동속도와 대비하여 실질적으로 동일한 효과를 제공하게 된다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 포토 리소그래피 방법에 대하여 설명한다.
첨부도면 중 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 셔터방식 노광공정을 나타낸 개략구성도이고, 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 셔터방식 노광공정의 결과를 나타내는 그래프이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 포토 리소그래피 방법에서의 셔터방식 노광공정은, 감광막이 형성된 기판(10)의 전면에 다수의 노광영역이 정의되며, 기판의 일측(L1)에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 시작되는 지점으로 하고 기판의 타측(L5)에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 종료되는 지점으로 하며, 노광 시작 지점의 노광영역 상부에 노광셔터(20')가 배치되도록 하고, 노광셔터(20')의 하부에서 기판(10)을 이동하면서 노광 시작 지점의 노광영역으로부터 노광 종료 지점의 노광영역까지 노광하면서 기판(10)의 전면에 대해 노광하는 과정에서, 노광방향으로 배치된 다수의 노광영역 열들에 대해서 기판(10)의 일측(L1)에서 타측(L5)으로 갈수록 노광셔터(20')에 의한 노광량이 증가하도록 하는 점에서 상술한 실시예들과 차이를 갖는다.
여기서, 노광셔터(20')에 의한 노광량을 조절하는 방법으로는, 노광셔터(20')의 셔터속도를 조절하는 방법과, 셔터속도는 일정하게 유지하면서 노광셔터(20')로부터 제공되는 광량을 조절하는 방법 중 어느 하나가 적용된다.
이러한 셔터방식 노광공정을 제외한 현상공정은 상술한 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 포토 리소그래피 방법의 작용에 대하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 제3실시예인 셔터방식 노광공정을 나타내는 것으로서, 기판을 다수의 영역으로 분할하여 노광하는 공정을 나타내고 있다.
셔터방식 노광공정은 기판(10)위에 다수 정의된 노광영역들에 대하여 개별적으로 노광셔터(20')가 위치하도록 한 상태에서, 노광셔터(20')의 셔터를 개폐하는 것에 의해 해당 기판(10)상에 정의된 다수의 노광영역 전체에 광을 조사하는 것으로서, 도 10의 화살표로 나타낸 바와 같이 기판(10)상에 다수개로 분할 정의된 노광영역들에 대하여 지그재그 형태로 순차적으로 노광을 진행한다.
이 경우, 앞서 설명한 스캔방식 노광공정에서와 같이 스캔속도를 연속적으로 조절하는 것과 같이 노광정도를 조절할 수는 없으나, L1, L2, L3, L4, L5 등과 같이 서로 다른 행에 해당하는 기판(10)의 위치에 대하여 노광셔터(20')의 셔터속도를 조절하거나 광량을 조절하여 노광정도를 다르게 함으로써, 이후 스캔방식 현상공정에서 L1과 L5사이에 발생하는 현상액 노출시간의 차이를 보상하는 것이 가능하다. 한편, 기판(10)의 동일한 열의 서로 다른 노광영역에 대해서는 동일한 셔터속도 또는 광량으로 노광을 수행한다.
도 11의 (a)는 본 발명의 제3실시예에 의한 셔터방식 노광공정에서 각 노광영역별로 셔터속도가 조절되는 것을 나타내는 것으로, L1 영역은 셔터속도를 가장 빠르게 함으로써 노광시간을 짧게 하고, L2, L3, L4, L5영역으로 갈수록 점점 셔터속도를 느리게함으로써 L5영역에서 노광시간이 가장 길게 되도록 한다. 또는, 도11 (b)와 같이 각 노광영역에 대하여 노광셔터(20')의 셔터속도는 항상 동일하게 하면서 기판을 향해 제공되는 광량을 L1영역에서는 가장 적게 하고, L2, L3, L4, L5로 갈수록 점점 많게 함으로써, L1영역으로부터 L5 영역으로 갈수록 노광량이 점진적으로 증가되도록 한다. 결과적으로 도11(a)와 같이 셔터속도를 조절하거나 도11(b)와 같이 광원의 광량을 조절하여, 감광막이 각 영역별로 도11(c)와 같이 L1영역으로부터 L5영역으로 갈수록 점점 노광정도가 증가하도록 함으로써, 이후 현상공정 시 감광막이 영역별로 현상정도가 차이가 나는 것을 어느 정도 보상할 수 있게 되어 실질적으로 스캔방식 노광공정의 경우와 유사한 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10:기판, 20:노광슬릿, 20':노광셔터, 30:현상액 공급부, 40:노광마스크,
50:감광막, 51:노광된 영역, 52:감광막패턴

Claims (6)

  1. 포토 리소그래피 방법에 있어서,
    감광막이 형성된 기판의 전면에 적어도 하나의 노광영역이 정의되며, 상기 노광영역 중 어느 한 노광영역의 일측을 노광이 시작되는 지점으로 하고 그 타측을 노광이 종료되는 지점으로 하여, 상기 일측의 상부에 노광슬릿을 배치하고, 기판과 노광슬릿 중 어느 하나를 이동시켜 상기 일측에서 상기 타측으로 노광해 가는 과정에서, 노광스캔속도를 점진적으로 감속하여서 상기 노광영역의 일측에서 타측으로 갈수록 노광량이 증가하도록 하는 노광공정; 및,
    현상액 공급부를 상기 기판의 일측으로부터 타측으로 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 현상공정;을 포함하는 포토 리소그래피 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 노광공정은, 기판의 전면에 다수의 노광영역이 정의되어 스텝 앤드 스캔 방식으로 노광을 수행하는 경우, 기판의 일측과 타측 사이에 배치된 다수의 열들에 대해서 기판의 일측의 노광량보다 타측의 노광량이 증가하도록 노광스캔속도를 점진적으로 감속 또는 가속하되, 노광슬릿이 기판의 일측으로부터 타측으로 진행하는 경우 감속하고, 기판의 타측으로부터 일측으로 진행하는 경우 가속하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    다수의 노광영역 중 동일한 열의 서로 다른 노광영역은 동일한 속도범위 내에서 노광을 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법.
  4. 포토 리소그래피 방법에 있어서,
    감광막이 형성된 기판의 전면에 다수의 노광영역이 정의되며, 기판의 일측에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 시작되는 지점으로 하고 기판의 타측에 위치한 노광영역 중 어느 하나의 노광영역을 노광이 종료되는 지점으로 하며, 노광 시작지점의 노광영역 상부에 노광셔터를 배치하고, 기판과 노광셔터 중 어느 하나를 이동하면서 노광 시작 지점의 노광영역으로부터 종료 지점의 노광영역까지 노광하는 과정에서, 노광방향으로 배치된 다수의 노광영역 열들에 대해서 기판의 일측에서 타측으로 갈수록 노광셔터에 의한 노광량이 점진적으로 증가하도록 하는 셔터방식 노광공정; 및,
    현상액 공급부를 상기 기판의 일측으로부터 타측으로 등속으로 이동하면서 현상액을 공급하여 상기 감광막을 현상하는 현상공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 노광공정은, 노광셔터의 셔터속도를 느리게하여 노광량을 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 노광공정은, 노광셔터의 셔터속도는 일정하게 유지하면서 광량을 증가시켜 노광량을 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 포토 리소그래피 방법.
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KR20080041591A (ko) * 2006-11-07 2008-05-13 캐논 가부시끼가이샤 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

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