KR101462074B1 - 노광에 이용되는 포토마스크 - Google Patents

Abstract

포토마스크를, 패턴이 그려진 중앙부분과 그 주위의 힘 전달부분으로 나누어 작성하고, 그 후에 접합함으로써, 재료비의 절감 및 새로운 설비투자의 회피에 대한 가능성을 불러일으킨다.

포토마스크(1)는, 패턴표시영역(5)을 포함하는 중앙부분(3)과, 중앙부분(3)의 외주 가장자리부를 둘러싸는 힘 전달부분(4)으로 나누어 작성된다. 양자는 점착테이프(7)에 의해 서로 접합된다. 힘 전달부분(4)은, 중앙부분(3)을 탄성적으로 변형시키기 위한 힘 부여수단과 연결하기 위한 연결부(8; 구멍)를 갖는다.

Description

노광에 이용되는 포토마스크{PHOTOMASK FOR USE IN EXPOSURE}

본 발명은, 필름형상의 포토마스크의 둘레 가장자리(周緣)에 힘을 가하여 상기 포토마스크를 탄성적으로 변형시킴으로써, 상기 포토마스크 상에 그려진, 복수의 위치맞춤마크를 포함하는 패턴의 치수 및/또는 형상을 바꾸고, 그에 따라 상기 포토마스크와 기판을 위치맞춤시킨 후에, 상기 패턴을 상기 기판상에 전사하는 노광방법에 이용되는 포토마스크에 관한 것이다.

상술한 노광방법은 일본특허 제3402681호에 개시되어 있다. 도 5 및 도 6에 기초하여 그 원리를 설명한다. 도시한 바와 같이, 포토마스크(101)의 주위에는, 포토마스크(101)의 둘레 가장자리부에 인장력을 부여하기 위한 복수의 액추에이터(102)가 힘 부여수단으로서 설치되어 있다. 액추에이터(102)는 포토마스크(101)를 둘러싸도록 하여 베이스부재(103)에 부착되어 있다. 액추에이터(102)의 가동단부(104)에는 후크(105)가 형성되어 있다.

한편, 포토마스크(101)의 둘레 가장자리부에는 복수의 구멍(106; 긴 구멍)이 형성되어 있다. 구멍(106)은, 액추에이터(102)의 후크(105)를 수용하여 이것과 걸림결합하고, 힘 부여수단으로서의 액추에이터(102)의 인장력을 포토마스크(101)에 전달하는 연결부를 구성하고 있다.

포토마스크(101)의 평면성을 유지하기 위한 투명한 유리판(107)이 베이스부재(103)에 의해 지지되어 있다.

기판(108)이 포토마스크(101)에 대향하는 위치에 배치된다. 기판(108)은 기판지지부재(109) 상에 지지되어 있으며, 포토마스크(101)와의 사이의 틈새량이 가변으로 되어 있다.

포토마스크(101)의, 기판(108)과 반대측에는 CCD 카메라(110)가 배치되어 있다. CCD 카메라(110)는, 그 위치를 바꿀 수 있으며, 포토마스크(101) 상에 그려진 위치맞춤마크(111; 도 5)와 기판(108) 상에 그려진 위치맞춤마크(116; 도 8)를 동시에 판독할 수 있다. 또, 포토마스크(101) 상의 위치맞춤마크(111)간의 피치는, 기판(108) 상의 위치맞춤마크(116)간의 피치보다 약간 작아지도록 되어 있다.

도 5에서 2점쇄선(B)으로 둘러싼 포토마스크(101)의 영역은, 그 안에 위치맞춤마크(111)를 포함하는 패턴이 그려진 부분의 패턴표시영역(112)으로서 인식할 수 있다. 또한, 패턴표시영역(112)의 주위를 둘러싸는 포토마스크(101)의 영역은, 포토마스크(101)를 힘 부여수단으로서의 액추에이터(102)에 연결하여 힘을 전달하기 위한 영역인 힘 전달영역(113)으로서 인식할 수 있다.

포토마스크(101)와 기판(108)을 위치맞춤시키기 위해서는, 먼저 양쪽에 그려진 위치맞춤마크가 겹쳐진 상태를 CCD 카메라(110)로 판독하고, 위치편차량의 데이터에 기초하여 포토마스크(101) 또는 기판(108)을 이동시켜, 각 위치맞춤마크에서의 위치편차량을 평균화한다.

이어서, 액추에이터(102)를 작동시켜 포토마스크(101)에 인장력을 부여함으로써, 위치맞춤마크(111)를 포함하는 패턴의 치수 및/또는 형상을 바꾸어, 포토마스크(101)의 위치맞춤마크(111)와 기판(108)의 위치맞춤마크(116)가 높은 정밀도로 서로 겹쳐지도록 한다.

이와 같이 하여 포토마스크(101)와 기판(108)과의 위치맞춤이 종료하였다면, 포토마스크(101)를 통해 노광용 광(114; 도 6)을 기판(108)에 조사하고, 포토마스크(101)의 패턴표시영역(112) 내에 그려진 패턴을 기판(108) 상에 전사한다. 패턴은 높은 치수 정밀도 및 높은 위치맞춤 정밀도로 기판(108) 상에 전사된다.

[특허문헌 1] 일본특허 제3402681호

상술한 노광방법에 이용되어 온 종래의 포토마스크는, 그 이전에 이용되던 포토마스크보다 필연적으로 커야만 했다. 패턴이 그려지는 부분의 패턴표시영역(112)의 주위에, 힘 전달영역(113)을 형성할 필요가 있기 때문이다. 노광시에 포토마스크의 외주 가장자리를 단순히 지지하기만 한다면, 패턴표시영역(112)의 주위에 폭이 좁은 「지지용 영역」을 형성하면 된다. 그러나, 힘 부여수단을 연결하게 되면, 연결용 구멍을 형성할 필요가 있을 뿐만 아니라, 각각의 액추에이터의 인장력에 의한 포토마스크의 국소적 왜곡이 패턴에 직접 영향을 미치지 않도록 하기 위해서, 힘 전달영역(113)의 폭을 상당히 크게 취해야 한다. 그 결과, 고가의 재료로 구성되는 포토마스크를 크게 할 수 밖에 없다.

종래의 포토마스크(101)의 크기와 그 이전의 포토마스크의 크기를 도 7에서 비교해 본다. 2점쇄선(B)으로 둘러싸인 패턴표시영역(112)의 면적에 대해, 종래의 포토마스크(101)의 면적은 약 2.6배이지만, 2점쇄선(C)으로 나타낸 그 이전의 포토마스크의 면적은 패턴표시영역(112)의 약 1.6배였다. 이것은, 패턴표시영역(112) 주위의 영역이, 종래의 포토마스크(101)에서는 힘 전달영역(113)을 크게 할 수 밖에 없는데 반해, 그 이전의 포토마스크에서는 작은 지지용 영역(115)으로도 무방하였기 때문이다.

도 8은, 포토마스크에 대향되어 배치되는 기판(108)과 그 위에 형성된 위치맞춤마크(116)를 나타낸 평면도이다. 포토마스크와 기판(108)을 위치맞춤시킨 후, 포토마스크 상에 그려진 패턴이 노광에 의해 기판(108) 상에 전사된다. 기판(108)에 비해, 포토마스크(101)는 약 2.5배 이상의 크기를 가지는데, 그 절반 이상은 고가인 포토마스크 재료로 작성될 필요성이 없는 힘 전달영역(113)이다.

포토마스크가 커짐에 따라 초래되는 문제점은, 포토마스크 제작비의 증대만이 아니다. 커다란 포토마스크는 현상태의 포토마스크 묘화장치로는 대응할 수 없기 때문이다. 대응가능한 묘화장치를 구하기 위해서, 새로운 설비투자가 필요하게 된다.

따라서, 본 발명의 과제는 힘 전달영역을 포함하는 부분과 패턴표시영역을 포함하는 중앙부분을 별개로 작성한 후에 접합하여 포토마스크를 형성함으로써, 재료비의 절감 및 새로운 설비투자의 회피에 대한 가능성을 불러일으키는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 필름형상의 포토마스크의 둘레 가장자리에 힘을 가하여 상기 포토마스크를 탄성적으로 변형시킴으로써, 상기 포토마스크 상에 그려진, 복수의 위치맞춤마크를 포함하는 패턴의 치수 및/또는 형상을 바꾸고, 그에 따라 상기 포토마스크와 기판을 위치맞춤시킨 후에 상기 패턴을 상기 기판 상에 전사하는 노광에 이용되는 포토마스크로서,

상기 패턴이 그려진 중앙부분과,

상기 중앙부분과는 별개로 작성되어, 전체적으로 상기 중앙부분의 외주(外周) 가장자리부를 둘러싸도록 배치되며 또한 상기 중앙부분의 외주 가장자리부에 접합된 힘 전달부분으로 하여, 상기 중앙부분을 탄성적으로 변형시키기 위한 힘 부여수단과 연결하기 위한 연결부를 가지는 힘 전달부분을 구비하여 이루어진 포토마스크가 제공된다.

상기 힘 전달부분을, 상기 중앙부분의 각 변마다 개별적으로 작성된 복수의 띠형상 부재로 이루어진 것으로 하고, 상기 띠형상 부재를 상기 중앙부분의 각 변마다 접합함으로써 포토마스크를 형성해도 된다.

혹은 또, 상기 힘 전달부분을 단일 액자형상부재로서 작성하고, 상기 액자형상부재를 상기 중앙부분에 접합함으로써 포토마스크를 형성해도 된다.

혹은 또, 상기 힘 전달부분을, 상기 중앙부분의 서로 인접하는 2개의 변마다 작성된 한 쌍의 L자형상 부재로 이루어진 것으로 하여, 상기 한 쌍의 L자형상 부재를 상기 중앙부분에 접함함으로써 포토마스크를 형성해도 된다.

상기 중앙부분 및 상기 힘 전달부분은, 서로 가장자리 단면을 대면시킨 상태에서, 상기 대면부의 적어도 한쪽면측에 점착테이프를 붙임으로써 서로 접합할 수 있다.

상기 연결부는, 힘 부여수단으로서의 액추에이터의 가동단부에 형성된 후크를 걸기 위한 복수의 구멍을 구성할 수 있다.

상기 힘 전달부분은, 상기 중앙부분을 구성하는 재료와 동등한 영계수(young modulus)를 가지는 재료로 구성할 수 있다.

본 발명의 포토마스크에 따르면, 패턴이 그려진 중앙부분과, 중앙부분의 주위에 있어서, 중앙부분을 탄성적으로 변형시키는 힘을 전달하는 힘 전달부분이 별개로 작성되므로, 힘 전달부분을 고가의 포토마스크 재료로 만들 필요는 없고, 보 다 염가의 재료로 구성할 수 있다. 이에 따라, 고가의 포토마스크 재료를 사용하는 부분이 적어져, 포토마스크 전체로서의 제작비를 저감시킬 수 있다.

또한, 포토마스크에 패턴을 그릴 경우에는, 힘 전달부분과는 분리된 상태의 중앙부분만을 묘화장치에 세팅하면 된다. 중앙부분은 현상태의 묘화장치로 대응할 수 있는 크기이므로, 새로운 설비투자는 필요없다.

더욱이, 힘 전달부분을, 중앙부분을 구성하는 재료와 동등한 영계수를 가지는 재료로 구성한 경우에는, 힘 전달부분이 중앙부분과 같게 연장되므로, 2개의 다른 부재를 접합한 구조라도 전체적으로 비틀리거나 왜곡되는 경우가 없다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 포토마스크(1)의 평면도이다. 포토마스크(1)는, 복수의 위치맞춤마크(2)를 포함하는 패턴이 그려진 중앙부분(3)과, 전체적으로 중앙부분(3)의 외주 가장자리부를 둘러싸도록 배치된 힘 전달부분(4)을 구비한다. 힘 전달부분(4)은, 중앙부분(3)과는 별개로 작성된다.

중앙부분(3)은, 2점쇄선(D)으로 둘러싼 영역, 즉 그 안에 패턴이 그려지는 부분의 패턴표시영역(5)과, 그 주위를 둘러싸는 부착용 영역(6)으로 구분할 수 있다. 중앙부분(3)은, 종래의 포토마스크를 형성하는 재료와 동일하거나 또는 동등한 재료로 구성된다.

상기 실시형태에 있어서, 힘 전달부분(4)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙부분(3)의 각 변마다 개별적으로 작성된 4개의 띠형상 부재(4a-4d)로 이루어진다. 각각의 띠형상 부재(4a-4d)는 중앙부분(3)의 각 변마다 접합된다.

접합시에는, 중앙부분(3)의 부착용 영역(6)의 외주 가장자리 단면과 이에 대향하는 각 띠형상 부재(4a-4d)의 가장자리 단면을 대향시킨 상태로 하고, 양쪽의 가장자리 단면을 따라 점착테이프(7; 도 1)를 접착시킨다. 점착테이프(7)는, 가장자리 단면의 대면부의 한쪽측면에만 붙여도 되고, 양면에 붙여도 된다. 양쪽의 가장자리 단면은 서로 접촉시켜도 되고, 근접시키도록 해도 된다. 또한, 점착테이프(7) 대신에, 또는 점착테이프(7)와 함께 중앙부분(3)의 부착용 영역(6)의 외주 가장자리 단면 및 이에 대향하는 각 띠형상부재(4a-4d)의 가장자리 단면 사이에 잡착제를 도포해도 된다. 다른 적당한 기계적 접합수단을 이용해도 된다. 접합치수 정밀도를 높게 하기 위해 지그를 사용하는 것이 바람직하다.

각 띠형상 부재(4a-4d)에는, 힘 부여수단으로서의 액추에이터의 가동단부에 형성된 후크(도시생략)를 걸기 위한 복수의 구멍(8; 긴 구멍)이 형성되어 있다. 이들 구멍(8)은 중앙부분(3)을 그 내면에서 탄성적으로 변형시키기 위한 힘 부여수단과 연결하기 위한 연결부를 구성한다.

다른 연결부의 양태로서는, 힘 부여수단의 가동단부와 서로 걸림결합하여 힘을 전달할 수 있도록 각 띠형상부재(4a-4d)에 형성된 요철형상부(도시생략) 등을 들 수 있다.

힘 전달부분(4)에는 패턴이 그려지지 않는다. 따라서, 힘 전달부분(4)을 중앙부분(3)과 같도록 고가의 포토마스크 재료로 구성할 필요는 없다. 보다 염가인 재료를 채용할 수 있다. 구체적으로는 중앙부분(3)은 통상의 포토마스크 재료인, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)에 감광재를 도포한 것으로 작성하며, 힘 전달부분(4)은 감광재를 도포하지 않은 상태의 PET로 작성하면 된다. 양자의 영률은 실질적으로 동일하므로, 장력이 가해졌을 때에 동일한 신장을 한다. 따라서, 다른 부재를 접합한 구조임에도 불구하고, 인장하였을 때에 비틀림이나 왜곡이 생기지 않는다. 또, 힘 전달부분(4)에 이용되는 PET재는, 감광재를 도포하지 않아도 될 뿐만 아니라, 중앙부분(3)에 이용되는 PET재와 같이 「결함 없음」이 요구되지 않으므로, 그 점에서도 염가이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 포토마스크(11)의 평면도이다. 포토마스크(11)는, 복수의 위치맞춤마크(2)를 포함하는 패턴이 그려진 중앙부분(3)과, 전체적으로 중앙부분(3)의 외주 가장자리부를 둘러싸도록 배치된 힘 전달부분(14)을 구비한다. 힘 전달부분(14)은 중앙부분(3)과는 별개로 작성된다.

상기 실시형태에 있어서는, 힘 전달부분(14)은 도 4에 나타낸 바와 같이 단일 액자형상부재로서 작성된다. 힘 전달부분(14)의 내주(內周) 가장자리부의 치수 및 형상은, 힘 전달부분(14)과 중앙부분(3)을 맞추었을 때에, 힘 전달부분(14)의 내주 가장자리부가 구획을 형성하는 공간내에 중앙부분(3)의 외주 가장자리부가 딱 끼워지도록 결정된다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 액자형상의 힘 전달부분(14)의 공간내에 중앙부분(3)이 끼워지는 상태로 한 후, 점착테이프(7)로 힘 전달부분(14) 및 중앙부분(3)의 양쪽을 서로 접합한다. 접합 및 힘 전달부분(14)을 구성하는 재료에 대해서는, 도 1 및 도 2의 실시형태에 관하여 설명한 바와 같이, 다양한 수단을 선택할 수 있다.

또 다른 실시형태(도시생략)에 있어서는, 힘 전달부분이 중앙부분의 서로 인접하는 2개의 변마다 작성된 한 쌍의 L자형 부재로 이루어진다. 한 쌍의 L자형 부재는 서로 조합시킴으로써 중앙부분의 외주 가장자리부를 둘러싸는 치수 및 형상이 된다. 힘 전달부분과 중앙부분과의 접합 및 힘 전달부분을 구성하는 재료에 대해서는 다른 실시형태의 경우와 마찬가지이다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 포토마스크의 평면도이다.

도 2는 도 1의 포토마스크의 구성요소를 접합하기 전의 상태를 나타낸 분해 평면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 포토마스크의 평면도이다.

도 4는 도 3의 포토마스크를 형성하기 전의 힘 전달부분을 나타낸 분해 평면도이다.

도 5는 종래의 포토마스크를 힘 부여수단과 조합하여 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 5의 포토마스크 및 힘 부여수단을 기판과 함께 나타낸 종단면도이며, 도 5에서의 Ⅵ-Ⅵ선 단면 부분의 도면에 상당한다.

도 7은 종래의 포토마스크와 그 이전의 포토마스크의 크기를 비교하기 위한 평면도이다.

도 8은 기판을 그 위에 그려진 위치맞춤마크와 함께 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 포토마스크 2 : 포토마스크의 위치맞춤마크

3 : 중앙부분 4 : 힘 전달부분

5 : 패턴표시영역 6 : 부착용 영역

7 : 점착테이프 8 : 구멍(연결부)

11 : 포토마스크 14 : 힘 전달부분

101 : 포토마스크 102 : 액추에이터(힘 부여수단)

103 : 베이스부재 104 : 가동단부

105 : 후크 106 : 구멍

107 : 유리판 108 : 기판

109 : 기판지지부재 110 : CCD 카메라

111 : 포토마스크의 위치맞춤마크 112 : 패턴표시영역

113 : 힘 전달영역 114 : 광

115 : 지지용 영역 116 : 기판의 위치맞춤마크

Claims (7)

1. 필름형상의 포토마스크의 둘레 가장자리(周緣)에 힘을 가하여 상기 포토마스크를 탄성적으로 변형시킴으로써, 상기 포토마스크 상에 그려진, 복수의 위치맞춤마크를 포함하는 패턴의 치수 및 형상 중 적어도 하나를 바꾸고, 그에 따라 상기 포토마스크와 기판을 위치맞춤시킨 후에, 상기 패턴을 상기 기판 상에 전사하는 노광에 이용되는 포토마스크로서,

   상기 패턴이 그려진 중앙부분과,

   상기 중앙부분과는 별개로 작성되어, 전체적으로 상기 중앙부분의 외주(外周) 가장자리부를 둘러싸도록 배치되며 또한 상기 중앙부분의 외주 가장자리부에 접합된 힘 전달부분으로 하여, 상기 중앙부분을 탄성적으로 변형시키기 위한 힘 부여수단과 연결하기 위한 연결부를 가지는 힘 전달부분을 구비하여 이루어진 포토마스크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 힘 전달부분이, 상기 중앙부분의 각 변마다 개별적으로 작성된 복수의 띠형상 부재로 이루어지며, 상기 띠형상 부재가 상기 중앙부분의 각 변마다 접합되어 있는 포토마스크.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 힘 전달부분이, 단일 액자형상부재로서 작성되며, 상기 액자형상부재가 상기 중앙부분에 접합되어 있는 포토마스크.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 힘 전달부분이, 상기 중앙부분의 서로 인접하는 2개의 변마다 작성된 한 쌍의 L자형상 부재로 이루어지며, 상기 한 쌍의 L자형상 부재가 상기 중앙부분에 접합되어 있는 포토마스크.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중앙부분 및 상기 힘 전달부분은, 서로의 가장자리 단면을 대면시킨 상태에서, 상기 대면부의 적어도 한쪽면측에 점착테이프를 붙임으로써 서로 접합되어 있는 포토마스크.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연결부가, 힘 부여수단으로서의 액추에이터의 가동단부에 형성된 후크를 걸기 위한 복수의 구멍에 의해 구성되어 있는 포토마스크.
7. 필름형상의 포토마스크의 둘레 가장자리에 힘을 가하여 상기 포토마스크를 탄성적으로 변형시킴으로써, 상기 포토마스크 상에 그려진, 복수의 위치맞춤마크를 포함하는 패턴의 치수 및 형상 중 적어도 하나를 바꾸고, 그에 따라 상기 포토마스크와 기판을 위치맞춤시킨 후에, 상기 패턴을 상기 기판 상에 전사하는 노광에 이용되는 포토마스크로서,

   상기 패턴이 그려진 중앙부분과,

   상기 중앙부분과는 별개로 작성되어, 전체적으로 상기 중앙부분의 외주 가장자리부를 둘러싸도록 배치되며 또한 상기 중앙부분의 외주 가장자리부에 접합된 힘 전달부분으로 하여, 상기 중앙부분을 탄성적으로 변형시키기 위한 힘 부여수단과 연결하기 위한 연결부를 가지는 힘 전달부분을 구비하고,

   상기 중앙부분 및 상기 힘 전달부분은, 서로의 가장자리 단면을 대면시킨 상태에서, 상기 대면부의 적어도 한쪽면측에 점착테이프를 붙임으로써 서로 접합되어 있으며,

   상기 연결부가, 힘 부여수단으로서의 액추에이터의 가동단부에 형성된 후크를 걸기 위한 복수의 구멍에 의해 구성되어 있는 포토마스크.

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