KR101374134B1 - Mask for pattening using high power laser and manufacturing method thereof - Google Patents

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박중철
송형찬
김우석
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Abstract

The present invention is for providing a high output mask capable of directly forming a pattern on a substrate by using high output laser which is higher than 340mj/cm2 by including a reflective layer formed by repeatedly laminating a low refractive layer and a high refractive layer that are dielectrics on a penetrating layer. The high output mask for patterning by using the high output laser, as a high output mask for forming a pattern by using high output laser of an infrared area, includes a penetrating layer having more than 99% of penetrate ratio in an infrared laser wavelength band and a reflective layer having more than 99% of reflective rate in the infrared laser wavelength band. The reflective layer includes the low refractive layer laminated on the penetrating layer and formed of a low refractive dielectric that is lower than 1.52 of refractive index and the high refractive layer laminated on the low refractive layer and formed of a high refractive dielectric that is higher than 1.52 of the same.

Description

고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 및 그 제조방법{Mask for pattening using high power laser and manufacturing method thereof}Mask for pattening using high power laser and manufacturing method

본 발명은 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 적외선 영역의 고출력 레이저로 노광하여 패턴을 직접 식각하여 형성할 때 사용되는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high power mask for patterning using a high power laser and a method for manufacturing the same, and in particular, a high power mask for patterning using a high power laser and a method for manufacturing the same by forming a pattern by directly exposing the high power laser in the infrared region. It is about.

일반적으로 반도체, FPD, 액정패널 또는 프린터 배선 등의 산업분야에서는 다양한 패턴을 형성하기 위해 마스크를 사용한다.In general, masks are used to form various patterns in industries such as semiconductors, FPDs, liquid crystal panels, or printer wirings.

예를 들어, 터치 스크린 패널의 제조시 웨이퍼나 박막에 회로를 형성하기 위한 패턴 전사체인 마스크를 올려놓고 노광 작업을 한 후, 현상 및 에칭 공정을 거쳐 패턴을 형성하게 된다.For example, when manufacturing a touch screen panel, a mask, which is a pattern transfer body for forming a circuit on a wafer or a thin film, is put on an exposure operation, and then a pattern is formed through a developing and etching process.

이러한 마스크는 빛을 투과시키는 투과체와, 빛을 반사시키는 반사체로 이루어지며, 반사체 박막으로는 에멀전 또는 크롬이 대표적으로 사용되고 있다.Such a mask is composed of a transmissive body that transmits light and a reflector which reflects light, and an emulsion or chromium is typically used as the reflector thin film.

통상적으로 크롬 마스크를 사용하여 노광 작업을 할 경우에는, 자외선(uv) 파장 대역의 40mw/cm2이하의 에너지값으로 작업을 진행한다.  In general, in the case of performing an exposure operation using a chromium mask, the operation is performed at an energy value of 40mw / cm 2 or less in the ultraviolet wavelength band.

이 값은 노광 작업시 패턴구현을 위한 마스크역할을 하는 크롬막에는 전혀 물리적인 충격을 주지 않는 에너지로 포토 레지스트 경화만을 진행시킨다.This value only advances photoresist curing with energy that does not cause any physical impact on the chromium film serving as a mask for pattern realization during the exposure operation.

그러나, 이러한 크롬으로 이루어진 마스크로 패턴을 형성할 경우, 노광 작업 후, 현상 및 에칭 등의 긴 공정을 거쳐야 하므로 작업 시간이 오래 걸리고, 특히 현상 및 에칭 공정 중에 많은 화학물질을 사용하게 되는데, 이 화학물질에는 환경 및 인체에 유해한 독성 물질이 많이 포함되어 있어 작업자들이 항상 위험에 노출되는 등의 문제점이 있었다.However, when the pattern is formed of a mask made of chromium, it takes a long time since the exposure process requires a long process such as development and etching, and in particular, many chemicals are used during the development and etching process. The substance contains a lot of toxic substances harmful to the environment and the human body has a problem such that workers are always exposed to danger.

이에 근래에는, 고출력 레이저를 이용하여 노광 작업시 기판 등에 직접 패턴이 식각되도록 하여 위의 현상 및 에칭 등의 공정을 생략할 수 있는 방법이 사용되고 있다.In recent years, a method has been used in which a pattern can be directly etched in a substrate or the like during an exposure operation using a high power laser so that the above development and etching processes can be omitted.

그러나 이러한 고출력 레이저를 이용한 노광 작업시 사용되는 레이저의 에너지값은 300mj/cm2 이상일 경우가 많은데, 종래의 크롬으로 이루어진 마스크는 레이저 조사시 파괴되는 임계값이 115mj/cm2 이하이기 때문에 적합하지 않으며, 높은 임계값을 갖는 새로운 마스크의 필요성이 절실한 실정이다.
However, the energy value of the laser used in the exposure operation using such a high power laser is often 300mj / cm2 or more, but the mask made of chromium is not suitable because the threshold value destroyed during laser irradiation is 115mj / cm2 or less. There is an urgent need for a new mask having a threshold.

대한민국 공개특허 제10-1996-0008712호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1996-0008712 대한민국 공개특허 제10-2000-0031224호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2000-0031224

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투과층 상에 유전체인 저굴절층과 고굴절층이 반복적으로 적층되어 이루어진 반사층을 구비함으로써, 340mj/cm2 이상의 고출력 레이저를 사용하여 기판 등에 직접적으로 패턴을 형성할 수 있도록 하는 고출력 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the above problems, by providing a reflective layer formed by repeatedly laminating a low refractive index layer and a high refractive index layer of a dielectric on the transmission layer, using a high-power laser of 340mj / cm2 or more to directly pattern the substrate, etc. Its purpose is to provide a high power mask that can be formed.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크는, 적외선영역의 고출력 레이저를 이용한 패턴 형성에 사용되는 고출력 마스크에 있어서, 적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 투과층; 상기 투과창 상에 적층되며, 적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 반사율을 갖는 반사층; 을 포함하되, 상기 반사층은, 상기 투과층 상에 적층되며, 굴절율이 1.52 미만인 저굴절 유전체로 이루어진 저굴절층; 상기 저굴절층 상에 적층되며, 굴절율이 1.52 이상인 고굴절 유전체로 이루어진 고굴절층; 을 포함한다.In order to achieve the above object, the high power mask for patterning using the high power laser of the present invention comprises: a high power mask used for pattern formation using a high power laser in the infrared region, the transmission layer having a transmittance of 99% or more in the infrared laser wavelength band; A reflective layer laminated on the transmission window and having a reflectance of 99% or more in an infrared laser wavelength band; Including, but the reflective layer, the low refractive index layer is laminated on the transmission layer, made of a low refractive index dielectric is less than 1.52; A high refractive layer laminated on the low refractive layer and made of a high refractive dielectric having a refractive index of 1.52 or more; .

상기 저굴절층은 이산화규소(SiO2)로 이루어지고, 상기 고굴절층은 오산화탄탈륨(Ta2O5) 또는 이산화자르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어진다.The low refractive layer is made of silicon dioxide (SiO 2), and the high refractive layer is made of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5) or zirconium dioxide (ZrO 2).

상기 반사층은, 상기 저굴절층과 상기 고굴절층이 상호 교대로 반복적으로 적층되어 총 층수가 24층의 복수층으로 이루어지되, 각각의 상기 저굴절층의 두께는 150nm ~ 305nm 이내이고, 각각의 상기 저굴절층의 두께는 95nm~180nm 이내이다.The reflective layer, the low refractive layer and the high refractive layer is repeatedly stacked alternately with each other made of a plurality of layers of a total of 24 layers, the thickness of each of the low refractive layer is less than 150nm ~ 305nm, each of the The thickness of the low refractive layer is within 95 nm to 180 nm.

상기 반사층은 레이저 조사시 파괴되는 레이저 에너지의 임계값이 340mj/cm2 이상이다.The reflective layer has a threshold value of laser energy destroyed at the time of laser irradiation of 340mj / cm 2 or more.

상기 투과층은, 석영 유리(Quartz Glass) 기판으로 이루어진 베이스층; 상기 베이스층의 표면에 TiO2박막을 증착한 AR코팅층; 을 포함하여 이루어진다.The transmission layer may include a base layer made of a quartz glass substrate; An AR coating layer in which a TiO 2 thin film is deposited on the surface of the base layer; .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법은, 적외선영역의 고출력 레이저를 이용한 패턴 형성에 사용되는 고출력 마스크의 제조 방법에 있어서, 적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 투과층을 준비하고, 상기 투과층의 표면을 세척하여 이물을 제거하는 제1단계; 상기 투과층 상에 고출력 레이저 파장 대역에서 99%이상의 반사율을 갖는 반사층을 진공 증착하는 제2단계; 상기 반사층 상에 HMDS물질을 도포하여 소수성의 보조코팅층을 형성하는 제3단계; 상기 보조코팅층 상에 포토 레지스트층을 코팅하는 제4단계; 레이저를 이용하여 상기 포토 레지스트층을 제작할 마스크 패턴과 동일한 패턴으로 식각 가공하는 제5단계; 습식에칭을 통해 상기 반사층을 상기 제5단계에서 가공된 상기 포토 레지스트층과 동일한 패턴으로 가공하는 제6단계; 상기 보조코팅층과 상기 포토 레지스트층 제거하는 제7단계; 를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a high power mask for patterning using the high power laser of the present invention is a method of manufacturing a high power mask used for pattern formation using a high power laser in the infrared region, wherein the infrared laser wavelength band is 99% or more. Preparing a transmission layer having a transmittance, and washing the surface of the transmission layer to remove foreign substances; Vacuum depositing a reflective layer having a reflectance of at least 99% in a high power laser wavelength band on the transmission layer; Applying a HMDS material on the reflective layer to form a hydrophobic auxiliary coating layer; A fourth step of coating a photoresist layer on the auxiliary coating layer; A fifth step of etching using a laser in the same pattern as the mask pattern to form the photoresist layer; A sixth step of processing the reflective layer in the same pattern as the photoresist layer processed in the fifth step by wet etching; A seventh step of removing the auxiliary coating layer and the photoresist layer; .

상기 제1단계에서, 상기 투과층은 석영 유리 기판으로 이루어진 베이스층에 TiO2박막으로 이루어진 AR코팅층을 증착하여 형성되고, 상기 제2단계에서, 상기 반사층은, 굴절율이 1.52 미만인 유전체로 이루어진 저굴절층과, 굴절율이 1.52 이상인 유전체로 이루어진 고굴절층을 교대로 반복적으로 적층하여 형성된다.In the first step, the transmissive layer is formed by depositing an AR coating layer made of a TiO 2 thin film on a base layer made of a quartz glass substrate, and in the second step, the reflective layer is a low refractive layer made of a dielectric having a refractive index of less than 1.52. And a high refractive index layer made of a dielectric having a refractive index of 1.52 or more.

상기 제4단계에서, 상기 포토 레지스트층의 두께는 1.0 ~ 5.0㎛ 이내로 설정되며, 포토 레지스트 코팅 장치의 메인스텝 값은 1000~6000rpm으로 설정된다.
In the fourth step, the thickness of the photoresist layer is set within 1.0 ~ 5.0㎛, the main step value of the photoresist coating apparatus is set to 1000 ~ 6000rpm.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크는 다음과 같은 효과가 있다.The high power mask for patterning using the high power laser of the present invention as described above has the following effects.

상기 반사층(200) 상에 상기 저굴절층(210)과 고굴절층(220)이 교대로 반복적으로 적층되어 이루어진 반사층(200)을 구비함으로써, 340mj/cm2 이상의 고출력 레이저를 사용하여 기판 등에 직접적으로 패턴을 식각하여 형성할 수 있도록 하며, 이로 인해 종래 크롬 마스크를 이용하여 노광했을 때 거쳐야 했던 현상 및 에칭 공정을 생략할 수 있어 제조 단가를 감소시키고, 생산성을 향상시키며, 유해물질 사용을 최소화하여 작업환경을 개선할 수 있다.The reflective layer 200 is formed by alternately repeatedly stacking the low refractive layer 210 and the high refractive layer 220 on the reflective layer 200, thereby directly patterning a substrate or the like using a high power laser of 340 mj / cm 2 or more. It can be formed by etching, thereby eliminating the development and etching process that had to go through exposure using a conventional chrome mask, thereby reducing manufacturing costs, improving productivity, and minimizing the use of hazardous substances. Can be improved.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the manufacturing method of the high power mask for patterning using the high power laser of the present invention has the following effects.

제6단계(S60)에서 상기 반사층(200)을 습식 에칭으로 제거할 경우, 건식 에칭 방식을 사용할 때보다 한번에 작업할 수 있는 작업량을 증가되어 생산성이 향상되며, 습식 에칭 장비가 건식 에칭 장비보다 저렴하기 때문에 제조 단가를 낮출 수 있다.
When the reflective layer 200 is removed by wet etching in the sixth step S60, productivity is improved by increasing the amount of work that can be performed at a time than when using the dry etching method, and the wet etching equipment is cheaper than the dry etching equipment. Therefore, manufacturing cost can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 단면 구조도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층의 반사율을 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층의 반사율을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a cross-sectional structural view of a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention;
2 is a graph showing the reflectance of the reflective layer of the high-power mask for patterning using a high-power laser according to an embodiment of the present invention,
3 is a graph showing reflectance of a reflective layer of a high power mask for patterning using a high power laser according to another embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 단면 구조도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층의 반사율을 나타낸 그래프, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층의 반사율을 나타낸 그래프, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a cross-sectional structure diagram of a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing a reflectance of a reflective layer of a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention. 3 is a graph showing the reflectance of the reflective layer of the high power mask for patterning using a high power laser according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is a flow chart showing a method of manufacturing a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention. to be.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크는 투과층(100)과 반사층(200)으로 이루어지며, 구체적으로 상기 투과층(100)은 베이스층(110) 및 AR코팅층(120)으로 이루어지고, 상기 반사층(200)은 저굴절층(210) 및 고굴절층(220)으로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 4, the high power mask for patterning using the high power laser according to the embodiment of the present invention includes a transmissive layer 100 and a reflective layer 200, and specifically, the transmissive layer 100 is The base layer 110 and the AR coating layer 120, and the reflective layer 200 is composed of a low refractive layer 210 and a high refractive layer 220.

상기 투과층(100)은 적외선 레이저 파장 대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 박막으로서, 특히 레이저 파장 대역이 약1064nm일 때 99.371%의 레이저 투과율을 갖는다.The transmission layer 100 is a thin film having a transmittance of 99% or more in the infrared laser wavelength band, and particularly has a laser transmittance of 99.371% when the laser wavelength band is about 1064 nm.

이러한 성능을 갖기 위해, 상기 투과층(100)의 베이스층(110)은 용융 실리카 재질인 석영 유리(Quartz Glass) 기판으로 이루어진다.In order to have such a performance, the base layer 110 of the transmission layer 100 is made of a quartz glass (Quartz Glass) substrate made of fused silica.

상기 베이스층(110)은 적외선 레이저 파장 대역, 즉 약 700nm~1300nm 영역에서 투명하며, 평균 93.15%의 레이저 투과율을 갖는다.The base layer 110 is transparent in the infrared laser wavelength band, that is, about 700 nm to 1300 nm, and has an average laser transmittance of 93.15%.

상기 베이스층(110)의 투과율을 향상시키기 위해, 상기 베이스층(110)의 표면에는 TiO2 박막을 증착시킨 상기 AR코팅층(120)이 형성된다.In order to improve the transmittance of the base layer 110, the AR coating layer 120 in which the TiO 2 thin film is deposited is formed on the surface of the base layer 110.

AR(Anti-Reflection)보조코팅층(300)은 통상적으로 저반사 코팅이라고도 하며, Ti02 박막뿐만 아니라 Si02 박막을 Ti02박막과 교대로 증착시켜 형성될 수도 있다.The anti-reflection (AR) auxiliary coating layer 300 is also commonly referred to as a low reflection coating, and may be formed by alternately depositing a Si02 thin film as well as a Ti02 thin film.

이러한 상기 AR코팅층(120)에 의해 상기 투과층(100)은 레이저 파장 대역이 1064nm일 때 최대 99.371%의 레이저 투과율을 갖게 된다.By the AR coating layer 120, the transmission layer 100 has a maximum laser transmission of 99.371% when the laser wavelength band is 1064nm.

한편, 상기 반사층(200)은 적외선 레이저 파장 대역에서 99%이상의 반사율을 갖는 박막으로서, 구체적으로 레이저 파장 대역 238nm ~ 1064nm에서 99%이상의 반사율을 갖도록 구성된다.On the other hand, the reflective layer 200 is a thin film having a reflectance of 99% or more in the infrared laser wavelength band, specifically configured to have a reflectance of 99% or more in the laser wavelength band 238nm ~ 1064nm.

이를 위해 상기 반사층(200)은 굴절율이 1.52 미만인 유전체로 이루어진 상기 저굴절층(210)과, 굴절율이 1.52 이상인 유전체로 이루어진 상기 고굴절층(220)으로 이루어진다.To this end, the reflective layer 200 includes the low refractive layer 210 made of a dielectric having a refractive index of less than 1.52 and the high refractive layer 220 made of a dielectric having a refractive index of 1.52 or more.

상기 저굴절층(210)은 이산화규소(Si02)로 이루어지며, 두께는 150nm~305nm 이내인 것이 바람직하다.The low refractive layer 210 is made of silicon dioxide (Si02), the thickness is preferably within 150nm ~ 305nm.

상기 고굴절층(220)은 오산화탄탈륨(Ta2O5), 이산화타이타늄(TiO2) 또는 이산화자르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지며, 두께는 95nm~180nm 이내인 것이 바람직하다.The high refractive layer 220 is made of any one of tantalum pentoxide (Ta2O5), titanium dioxide (TiO2) or zirconium dioxide (ZrO2), the thickness is preferably within 95nm ~ 180nm.

또한, 상기 반사층(200)은 12층의 저굴절층(210)과 12층의 고굴절층(220)으로, 총 24층으로 이루어지며, 상기 반사층(200)의 전체 두께는 1~10㎛ 이내로 형성되고, 상기 저굴절층(210)이 상기 투과층(100) 상에 먼저 적층되고, 그 위에 상기 고굴절층(220)이 적층되며, 이 후 24층까지 서로 교대로 반복적으로 적층 된다.In addition, the reflective layer 200 is composed of 12 low refractive index layer 210 and 12 high refractive index layer 220, a total of 24 layers, the total thickness of the reflective layer 200 is formed within 1 ~ 10㎛ The low refractive layer 210 is first stacked on the transmission layer 100, and the high refractive layer 220 is stacked thereon, and then repeatedly stacked alternately up to 24 layers.

좀더 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 상기 반사층(200)은, 상기 투과층(100) 상에 적층되며 이산화규소(Si02)로 이루어지고 두께가 183.8nm인 상기 저굴절층(210)과, 상기 저굴절층(210) 상에 적층되며 오산화탄탈륨(Ta2O5)으로 이루어지고 두께가 148.0nm인 상기 고굴절층(220)으로 이루어지며, 이 후 상기 저굴절층(210)과 고굴절층(220)의 24층까지 서로 교대로 반복적으로 적층 형성된다.More specifically, the reflective layer 200 of the high power mask for patterning using the high power laser according to the embodiment of the present invention is laminated on the transmission layer 100 and is made of silicon dioxide (Si02) and has a thickness of 183.8 nm. The low refractive layer 210 and the low refractive layer 210 is laminated on the low refractive index layer 210 and made of tantalum pentoxide (Ta2O5) and the high refractive layer 220 having a thickness of 148.0 nm, after which the low refractive layer 210 ) And up to 24 layers of the high refractive index layer 220 are alternately repeatedly formed.

위 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크는, 도 2에 도시된 바와 같이, 파장 대역 약 900nm~1070nm 이내에서 반사율이 99% 이상으로 측정되었다.In the high power mask for patterning using the high power laser according to the embodiment of the present invention having the above configuration, as illustrated in FIG. 2, the reflectance was measured to be 99% or more within the wavelength band of about 900 nm to 1070 nm.

물론, 경우에 따라 상기 반사층(200)의 저굴절층(210)과 고굴절층(220)의 두께 및 재질은 상기 조건 내에서 다양하게 변경될 수 있다.Of course, in some cases, the thickness and the material of the low refractive layer 210 and the high refractive layer 220 of the reflective layer 200 may be variously changed within the above conditions.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층(200)의 반사율을 나타낸 그래프로, 파장 대역 약 920~1070nm 이내에서 반사율이 99% 이상으로 측정되었다.3 is a graph showing the reflectance of the reflective layer 200 of the high-power mask for patterning using a high-power laser according to another embodiment of the present invention. The reflectance was measured to be 99% or more within a wavelength band of about 920 to 1070nm.

이러한 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 반사층(200)은, 이산화규소(Si02)로 이루어지고 두께가 193.8nm인 상기 저굴절층(210)과, 이산화자르코늄(ZrO2)으로 이루어지고 두께가 139.65nm인 상기 고굴절층(220)으로 이루어지며, 상기 저굴절층(210)과 고굴절층(220)이 24층까지 서로 교대로 반복적으로 적층 형성된다.The reflective layer 200 of the high power mask for patterning using the high power laser according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is made of silicon dioxide (Si02) and the low refractive index layer 210 having a thickness of 193.8 nm. , Made of zirconium dioxide (ZrO 2) and the high refractive layer 220 having a thickness of 139.65 nm, and the low refractive layer 210 and the high refractive layer 220 are repeatedly stacked alternately with each other up to 24 layers. .

또한, 상기 고굴절층(220)은 이산화타이타늄(TiO2)로 대체될 수도 있는데, 이러한 경우, 상기 AR코팅층(120)의 재질과 중복되므로 AR코팅층(120)이 생략될 수도 있으며, 상기 고굴절층(220)이 이산화타이타늄(TiO2)으로 이루어질 경우, 그 두께는 95nm~180nm 이내에서 다양하게 변경될 수 있다. In addition, the high refractive layer 220 may be replaced with titanium dioxide (TiO 2), in which case, the AR coating layer 120 may be omitted because the material overlaps with the material of the AR coating layer 120, the high refractive layer 220 ) Is made of titanium dioxide (TiO 2), the thickness can be variously changed within 95nm ~ 180nm.

위 구성으로 이루어진 상기 반사층(200)은 레이저 조사시 파괴되는 레이저 에너지의 임계값이 340mj/cm2 이상이 되도록 구성된다.The reflective layer 200 having the above configuration is configured such that a threshold value of laser energy destroyed during laser irradiation is 340mj / cm 2 or more.

이와 같이 상기 반사층(200)의 임계값이 340mj/cm2 이상이 될 경우, 투명 전극용으로 사용되는 ITO(인듐-주석산화물)에 고출력 레이저가 노광 될 경우에도 상기 반사층(200)이 손상되지 않도록 하면서 상기 ITO(인듐-주석산화물)에 패턴을 식각할 수 있게 된다.As such, when the threshold value of the reflective layer 200 is 340mj / cm 2 or more, the reflective layer 200 is not damaged even when a high power laser is exposed to ITO (indium tin oxide) used for the transparent electrode. The pattern may be etched in the ITO (indium tin oxide).

한편, 도면에 도시되지 않았지만, 경우에 따라 상기 반사층(200) 상에 레이저 투과율이 99% 이상인 보호층이 형성될 수 있다.Although not shown in the drawings, a protective layer having a laser transmittance of 99% or more may be formed on the reflective layer 200 in some cases.

상기 보호층은 상기 투과층(100)과 마찬가지로 AR코팅된 석영 유리 기판으로 이루어지며, 후술할 마스크의 제조과정에서 상기 반사층(200)을 설계된 패턴 형상으로 가공한 후 그 위에 적층 된다.The protective layer is made of an AR-coated quartz glass substrate similarly to the transmission layer 100, and is processed on the reflective layer 200 in a designed pattern shape in the manufacturing process of a mask to be described later, and then stacked thereon.

이러한 상기 보호층은 경질의 석영 유리 기판으로 이루어져 상기 반사층(200)과 상기 투과층(100)의 높이가 다르더라도 균일한 평면을 유지하므로, 레이저 노광시 빛이 왜곡되는 것을 최소화시킬 수 있으며, 상기 반사층(200)이 손상되는 것을 방지하여 마스크의 수명을 증가시키는 효과가 발생 된다.
Since the protective layer is made of a hard quartz glass substrate and maintains a uniform plane even if the heights of the reflective layer 200 and the transmissive layer 100 are different, light distortion can be minimized during laser exposure. The reflection layer 200 is prevented from being damaged to increase the life of the mask.

위 구성으로 이루어진 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크는, 상기 반사층(200) 상에 상기 저굴절층(210)과 고굴절층(220)이 교대로 반복적으로 적층되어 이루어진 반사층(200)을 구비함으로써, 340mj/cm2 이상의 고출력 레이저를 사용하여 기판 등에 직접적으로 패턴을 식각하여 형성할 수 있도록 하며, 이로 인해 종래 크롬 마스크를 이용하여 노광했을 때 거쳐야 했던 현상 및 에칭 공정을 생략할 수 있어 제조 단가를 감소시키고, 생산성을 향상시키며, 유해물질 사용을 최소화하여 작업환경을 개선할 수 있는 효과가 발생 된다.
The high power mask for patterning using the high power laser having the above configuration comprises a reflective layer 200 in which the low refractive index layer 210 and the high refractive layer 220 are alternately repeatedly stacked on the reflective layer 200, By using a high-power laser of 340mj / cm2 or more, it is possible to form a pattern directly by etching the substrate, thereby reducing the manufacturing cost by eliminating the development and etching process that had to go through exposure using a conventional chrome mask. In addition, it improves productivity, minimizes the use of hazardous substances, and improves the working environment.

이하에서는 위 구성으로 이루어진 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a high power mask for patterning using the high power laser having the above configuration will be described.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법은 총 7단계로 이루어진다.As shown in Figure 4, the manufacturing method of the high-power mask for patterning using the high-power laser of the present invention consists of a total of seven steps.

구체적으로, 제1단계(S10)에서는 적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 상기 투과층(100)을 준비하고, 상기 투과층(100)의 표면을 세척 장비를 사용하여 세척하고, 이물을 제거하는 작업을 수행하게 된다.Specifically, in the first step (S10) to prepare the transmissive layer 100 having a transmittance of 99% or more in the infrared laser wavelength band, the surface of the transmissive layer 100 is cleaned using a cleaning equipment, foreign matters You will be removing it.

여기에서, 상기 투과층(100)은 석영 유리 기판으로 이루어진 베이스층(110)에 이산화타이타늄(Ti02) 박막으로 이루어진 상기 AR코팅층(120)을 코팅하는 작업을 통해 미리 준비된다.Here, the transmission layer 100 is prepared in advance by coating the AR coating layer 120 made of a titanium dioxide (Ti02) thin film on the base layer 110 made of a quartz glass substrate.

제2단계(S20)에서는 상기 투과층(100) 상에 상기 반사층(200)을 진공 증착 장비를 이용하여 진공 증착하는 작업을 수행하게 되며, 구체적으로 상기 저굴절층(210)과 상기 고굴절층(220)을 교대로 반복적으로 증착하여 쌓아 올리게 된다.In the second step (S20) to perform the vacuum deposition of the reflective layer 200 on the transmission layer 100 by using a vacuum deposition equipment, specifically, the low refractive layer 210 and the high refractive layer ( 220 is alternately repeatedly deposited and stacked.

여기에서, 증착시 조건에 따라 Void(기포 구멍)의 발생이 증가 될 수 있는데, 이러한 경우 기대 굴절률과 다른 결과가 나올 수 있으므로 주의해야 한다.Here, the occurrence of voids (bubble holes) may be increased depending on the deposition conditions, in which case, the results may differ from the expected refractive index, so care should be taken.

상기 반사층(200)이 완성된 후, 상기 반사층(200) 상에 HMDS(hexamethyl disilazane) 물질을 도포하여 소수성을 갖는 보조코팅층(300)을 형성하는 제3단계(S30)를 수행하게 된다.After the reflective layer 200 is completed, a third step (S30) is performed to form an auxiliary coating layer 300 having hydrophobicity by applying a hexamethyl disilazane (HMDS) material on the reflective layer 200.

일반적으로 상기 반사층(200)은 친수성의 성질을 갖는데, 후술할 제4단계(S40)에서 포토 레지스트층(400)을 형성할 때 포토 레지스트 물질이 소수성을 갖기 때문에 상기 반사층(200)에 소수성을 갖는 상기 보조코팅층(300)을 미리 형성하여 제4단계(S40) 작업시 상기 포토 레지스트층(400)이 상기 반사층(200)에 잘 밀착되도록 한다.In general, the reflective layer 200 has a hydrophilic property. When the photoresist layer 400 is formed in the fourth step S40 to be described later, the reflective layer 200 has hydrophobicity because the photoresist material is hydrophobic. The auxiliary coating layer 300 is formed in advance so that the photoresist layer 400 closely adheres to the reflective layer 200 during the fourth step S40.

제4단계(S40)에서는, 상기 보조코팅층(300)에 상기 포토 레지스트 액상을 도포하여 포토 레지스트층(400)을 코팅하는 작업을 수행하게 되며, 여기에서 포토 레지스트 코팅기의 메인 스텝값은 1000~6000rpm으로 설정되는 것이 바람직하며, 상기 포토 레지스트층(400)의 두께는 1.0 ~ 5.0㎛ 이내로 설정된다.In the fourth step (S40), the photoresist layer 400 is coated by applying the photoresist liquid to the auxiliary coating layer 300, where the main step value of the photoresist coater is 1000 to 6000 rpm. Preferably, the thickness of the photoresist layer 400 is set within 1.0 to 5.0 μm.

이 후, 제5단계(S50)에서는, 레이저를 이용하여 상기 포토 레지스트층(400)을 제작할 마스크 패턴과 동일한 패턴으로 가공하는 작업이 수행된다.Thereafter, in a fifth step S50, a process of processing the photoresist layer 400 using a laser in the same pattern as the mask pattern to be manufactured is performed.

이러한 상기 제5단계(S50)에서는 미리 레이저 조사 장치에 제작할 마스크 패턴의 거버 데이터를 준비하여 입력하고, 레이저를 조사하여 상기 포토 레지스트층(400)을 직접적으로 식각하여 패턴을 형성하게 된다.In the fifth step S50, gerber data of a mask pattern to be prepared in advance is prepared and input to a laser irradiation apparatus, and the photoresist layer 400 is directly etched by laser irradiation to form a pattern.

이 후, 제6단계(S60)에서는, 습식 에칭을 통해 상기 반사층(200)을 상기 제5단계(S50)에서 가공된 상기 포토 레지스트층(400)과 동일한 패턴으로 가공하는 작업이 수행되며, 작업이 완료된 후, 상기 보조코팅층(300)과 상기 포토 레지스트층(400)을 제거하는 제7단계(S70)가 수행된다.Thereafter, in a sixth step S60, a process of processing the reflective layer 200 in the same pattern as the photoresist layer 400 processed in the fifth step S50 is performed by wet etching. After this is completed, a seventh step S70 of removing the auxiliary coating layer 300 and the photoresist layer 400 is performed.

상기 제6단계(S60)에서 상기 반사층(200)을 습식 에칭을 통해 제거할 경우, 상기 반사층(200)이 서로 다른 두께와 재질로 이루어진 복수층으로 이루어져 에칭 비율이 서로 다르게 나타나더라도 동시에 동일 환경에서 에칭이 가능하게 된다.When the reflective layer 200 is removed by wet etching in the sixth step S60, the reflective layer 200 may be formed of a plurality of layers made of different thicknesses and materials, and at the same time, even if the etching ratios are different from each other. Etching becomes possible.

또한, 제6단계(S60)에서 상기 반사층(200)을 습식 에칭으로 제거할 경우, 장소의 제한이 없어 한번에 작업할 수 있는 작업량을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있고, 장비가 저렴하기 때문에 제조 단가를 낮출 수 있다.In addition, when the reflective layer 200 is removed by wet etching in the sixth step (S60), there is no limitation of a place, thereby increasing the amount of work that can be performed at one time, thereby improving productivity, and Since it is inexpensive, manufacturing cost can be reduced.

한편, 위에 설명된 바와 같이, 경우에 따라 상기 제7단계(S70)가 완료된 후, 상기 반사층(200) 상에 석영 유리 기판으로 이루어진 상기 보호층을 적층하는 공정이 추가될 수 있다.
Meanwhile, as described above, in some cases, after the seventh step S70 is completed, a process of stacking the protective layer made of a quartz glass substrate on the reflective layer 200 may be added.

위 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크의 제조방법으로 마스크 제작 방법은, 위의 7단계로 구성되며, 특히, 상기 제6단계에서 습식 에칭으로 상기 반사층(200)을 제거함으로써, 한번에 작업할 수 있는 작업량이 증가 되어 생산성이 향상되며, 저렴한 습식 에칭 장비를 사용하여 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 발생 된다.
As a method of manufacturing a high power mask for patterning using a high power laser according to an embodiment of the present invention having the above configuration, the mask manufacturing method includes the above seven steps, in particular, the reflective layer 200 by wet etching in the sixth step. By eliminating), the amount of work that can be done at one time is increased, productivity is improved, and the production cost can be lowered by using an inexpensive wet etching equipment.

본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims something to do.

100 : 투과층, 110 : 베이스층,
120 : AR코팅층, 200 : 반사층,
210 : 저굴절층, 220 : 고굴절층,
300 : 보조코팅층, 400 : 포토 레지스트층,100: transmission layer, 110: base layer,
120: AR coating layer, 200: reflective layer,
210: low refractive layer, 220: high refractive layer,
300: auxiliary coating layer, 400: photoresist layer,

Claims (8)

적외선영역의 고출력 레이저를 이용한 패턴 형성에 사용되는 고출력 마스크에 있어서,
적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 투과층;
상기 투과층 상에 적층되며, 적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 반사율을 갖는 반사층; 을 포함하되,
상기 반사층은,
상기 투과층 상에 적층되며, 굴절율이 1.52 미만인 저굴절 유전체로 이루어진 저굴절층;
상기 저굴절층 상에 적층되며, 굴절율이 1.52 이상인 고굴절 유전체로 이루어진 고굴절층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크.In the high power mask used for pattern formation using a high power laser in the infrared region,
A transmission layer having a transmittance of 99% or more in the infrared laser wavelength band;
A reflective layer laminated on the transmission layer and having a reflectance of 99% or more in an infrared laser wavelength band; ≪ / RTI >
The reflective layer,
A low refractive layer laminated on the transmission layer and made of a low refractive dielectric having a refractive index of less than 1.52;
A high refractive layer laminated on the low refractive layer and made of a high refractive dielectric having a refractive index of 1.52 or more; High power mask for patterning using a high power laser, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서,
상기 저굴절층은 이산화규소(SiO2)로 이루어지고,
상기 고굴절층은 오산화탄탈륨(Ta2O5), 이산화타이타늄(TiO2) 또는 이산화자르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크.The method of claim 1,
The low refractive layer is made of silicon dioxide (SiO 2),
The high refractive index layer is a high power mask for patterning using a high power laser, characterized in that made of any one of tantalum pentoxide (Ta2O5), titanium dioxide (TiO2) or zirconium dioxide (ZrO2). 제 1 항에 있어서,
상기 반사층은, 상기 저굴절층과 상기 고굴절층이 상호 교대로 반복적으로 적층되어 총 층수가 24층의 복수층으로 이루어지되,
각각의 상기 저굴절층의 두께는 150nm ~ 305nm 이내이고, 각각의 상기 저굴절층의 두께는 95nm~180nm 이내인 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크.The method of claim 1,
The reflective layer, the low refractive layer and the high refractive layer is repeatedly stacked alternately with each other made of a plurality of layers of 24 layers,
The thickness of each of the low refractive index layer is within 150nm ~ 305nm, each of the low refractive index layer is a high power mask for patterning using a high power laser, characterized in that within 95nm ~ 180nm. 제 1 항에 있어서,
상기 반사층은 레이저 조사시 파괴되는 레이저 에너지의 임계값이 340mj/cm2 이상인 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크.The method of claim 1,
The reflective layer is a high-power mask for patterning using a high-power laser, characterized in that the threshold of the laser energy destroyed during laser irradiation is 340mj / cm2 or more. 제 1 항에 있어서,
상기 투과층은,
석영 유리(Quartz Glass) 기판으로 이루어진 베이스층;
상기 베이스층의 표면에 TiO2박막을 증착한 AR코팅층; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크.The method of claim 1,
The transmission layer,
A base layer made of a quartz glass substrate;
An AR coating layer in which a TiO 2 thin film is deposited on the surface of the base layer; High power mask for patterning using a high power laser, characterized in that comprises a. 적외선영역의 고출력 레이저를 이용한 패턴 형성에 사용되는 고출력 마스크의 제조 방법에 있어서,
적외선 레이저 파장대역에서 99%이상의 투과율을 갖는 투과층을 준비하고, 상기 투과층의 표면을 세척하여 이물을 제거하는 제1단계;
상기 투과층 상에 고출력 레이저 파장 대역에서 99%이상의 반사율을 갖는 반사층을 진공 증착하는 제2단계;
상기 반사층 상에 HMDS물질을 도포하여 소수성의 보조코팅층을 형성하는 제3단계;
상기 보조코팅층 상에 포토 레지스트층을 코팅하는 제4단계;
레이저를 이용하여 상기 포토 레지스트층을 제작할 마스크 패턴과 동일한 패턴으로 식각 가공하는 제5단계;
습식에칭을 통해 상기 반사층을 상기 제5단계에서 가공된 상기 포토 레지스트층과 동일한 패턴으로 가공하는 제6단계;
상기 보조코팅층과 상기 포토 레지스트층 제거하는 제7단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 제조방법.In the manufacturing method of the high-power mask used for pattern formation using the high-power laser of an infrared region,
A first step of preparing a transmission layer having a transmittance of 99% or more in an infrared laser wavelength band, and removing foreign substances by washing the surface of the transmission layer;
Vacuum depositing a reflective layer having a reflectance of at least 99% in a high power laser wavelength band on the transmission layer;
Applying a HMDS material on the reflective layer to form a hydrophobic auxiliary coating layer;
A fourth step of coating a photoresist layer on the auxiliary coating layer;
A fifth step of etching using a laser in the same pattern as the mask pattern to form the photoresist layer;
A sixth step of processing the reflective layer in the same pattern as the photoresist layer processed in the fifth step by wet etching;
A seventh step of removing the auxiliary coating layer and the photoresist layer; Method for manufacturing a high power mask for patterning using a high power laser comprising a. 제 6 항에 있어서,
상기 제1단계에서, 상기 투과층은, 석영 유리 기판으로 이루어진 베이스층에 TiO2박막으로 이루어진 AR코팅층을 증착하여 형성되고,
상기 제2단계에서, 상기 반사층은, 굴절율이 1.52 미만인 유전체로 이루어진 저굴절층과, 굴절율이 1.52 이상인 유전체로 이루어진 고굴절층을 교대로 반복적으로 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 제조방법.The method according to claim 6,
In the first step, the transmission layer is formed by depositing an AR coating layer made of a TiO 2 thin film on a base layer made of a quartz glass substrate,
In the second step, the reflective layer is formed by repeatedly stacking a low refractive index layer made of a dielectric having a refractive index of less than 1.52 and a high refractive layer made of a dielectric having a refractive index of at least 1.52. High power mask manufacturing method. 제 6 항에 있어서,
상기 제4단계에서, 상기 포토 레지스트층의 두께는 1.0 ~ 5.0㎛ 이내로 설정되며, 포토 레지스트 코팅 장치의 메인스텝 값은 1000~6000rpm으로 설정되는 것을 특징으로 하는 고출력 레이저를 이용한 패터닝용 고출력 마스크 제조방법.
The method according to claim 6,
In the fourth step, the thickness of the photoresist layer is set within 1.0 ~ 5.0㎛, the main step value of the photoresist coating apparatus is a high output mask manufacturing method for patterning using a high-power laser, characterized in that it is set to 1000 ~ 6000rpm. .
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