KR101760442B1 - exposing apparatus and substrate photolithography method using thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판표시장치용 노광장비(exposing apparatus)에 관한 것으로, 미세 패턴을 형성할 수 있는 노광장비에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 레이저발생기로부터 방출된 레이저빔의 일부를 기판 상에 도포된 포토레지스트로 조사되도록 하고, 나머지 일부 레이저빔은 반사거울에 의해 반사되어 기판 상에 조사되도록 함으로써, 간섭 리소그래피 현상을 통해 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하는 것이다.
이를 통해, 기판 상에 수 나노 사이즈의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
특히, 본 발명의 노광장비는 미세 패턴을 별도의 마스크공정 없이 형성할 수 있으므로, 고해상도의 마스크에 의해 공정비용이 증가하는 문제점을 해소할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposing apparatus for a flat panel display, and more particularly, to an exposure apparatus capable of forming a fine pattern.
A feature of the present invention is that by causing a portion of the laser beam emitted from the laser generator to be irradiated with the applied photoresist on the substrate and the remaining part of the laser beam being reflected by the reflective mirror to be irradiated onto the substrate, To form a photoresist interference pattern.
Thus, fine nano-sized patterns can be formed on the substrate.
In particular, since the exposure apparatus of the present invention can form a fine pattern without a separate mask process, it is possible to solve the problem that the process cost increases due to a high-resolution mask.

Description

노광장비 및 이를 이용한 기판의 포토리소그라피 방법{exposing apparatus and substrate photolithography method using thereof} [0001] Description [0002] EXPRESSION APPARATUS AND SUBSTRATE [0002]

본 발명은 평판표시장치용 노광장비(exposing apparatus)에 관한 것으로, 미세 패턴을 형성할 수 있는 노광장비에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposing apparatus for a flat panel display, and more particularly, to an exposure apparatus capable of forming a fine pattern.

최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device : PDP), 전기발광표시장치(electroluminescence display device : ELD), 전계방출표시장치(field emission display device : FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, the display field has rapidly developed in line with the information age. In response to this trend, a flat panel display device (FPD) having a thinness, light weight, A plasma display panel (PDP), an electroluminescence display device (ELD), and a field emission display device (FED) : CRT).

이중에서도 액정표시장치는 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있다. Among these, liquid crystal display devices are excellent in moving picture display and are most actively used in the fields of notebook computers, monitors, TVs and the like due to their high contrast ratios.

액정표시장치의 제조공정은 기본적으로 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제작에 다수의 포토리소그라피(photolithography)공정을 필요로 한다.A manufacturing process of a liquid crystal display device basically requires a plurality of photolithography processes in the fabrication of an array substrate including a thin film transistor.

또한, 일반적으로 정보저장, 소형 센서, 광결정 및 광학 소자, 미세 전자기계 소자, 표시 소자, 디스플레이 및 반도체에 적용되는 미세 패턴(fine pattern)을 형성하기 위해서는 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 상기의 포토리소그라피 공정을 이용하게 된다.Generally, in order to form a fine pattern to be applied to an information storage, a small sensor, a photonic crystal and an optical element, a microelectromechanical element, a display element, a display, and a semiconductor, A photolithography process is used.

포토리소그라피 공정은 일종의 사진식각공정의 하나로 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 원하는 패턴을 형성하는 공정으로, 포토레지스트(photo-resist, 이하 PR이라 함)를 도포 한 후, 목적하는 형태의 패턴이 형성된 마스크(mask)를 대면시켜 노광(exposing) 및 현상(developing)함으로써, 마스크의 패턴과 동일한 형상의 PR 패턴을 형성하는 것이다.The photolithography process is a kind of photolithography process, in which a pattern drawn on a mask is transferred onto a substrate on which a thin film is deposited to form a desired pattern. A photoresist (hereinafter referred to as PR) A PR pattern having the same shape as the pattern of the mask is formed by facing and exposing a mask having a pattern of a pattern formed thereon.

최근에는 반도체소자가 고집적화되면서 미세패턴을 형성하는 기술이 매우 중요하나, 현재의 기술 수준을 고려할 때, 포토리소그라피 공정 한계로 인하여 2㎛ 이하의 미세 패턴을 기판 상에 형성하는 것은 어려운 상황이다.In recent years, a technique of forming a fine pattern with high integration of a semiconductor device is very important. However, it is difficult to form a fine pattern with a thickness of 2 μm or less on a substrate due to limitations of the photolithography process in consideration of the present technology level.

또한, 패턴의 초미세화가 진행됨에 따라 고해상도의 마스크가 요구되는 등 공정비용이 과다해지는 단점이 있다.
Further, as the pattern is miniaturized, there is a disadvantage that the process cost such as a high resolution mask is required.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초미세 패턴을 형성하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is a first object of the present invention to form an ultrafine pattern.

또한, 마스크에 의해 공정비용이 증가하는 것을 방지하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
A second object of the present invention is to prevent an increase in the process cost due to the mask.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 레이저발생기와; 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지 일측에 위치하여, 상기 기판과 소정의 각도로 마주보게 설치되는 반사거울을 포함하며, 상기 레이저발생기로부터 출사된 제 1 레이저빔은 상기 기판으로 직접 조사되며, 상기 레이저발생기로부터 출사된 제 2 레이저빔은 상기 반사거울에 의해 반사된 후 상기 기판 상에 조사되는 노광장비를 제공한다. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a laser processing apparatus comprising: a laser generator; A stage on which the substrate is placed; And a reflection mirror disposed at one side of the stage and facing the substrate at a predetermined angle, wherein the first laser beam emitted from the laser generator is directly irradiated onto the substrate, and the second laser beam emitted from the laser generator The laser beam provides exposure equipment that is reflected by the reflective mirror and then irradiated onto the substrate.

이때, 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔은 상기 기판 상에서 서로 간섭되며, 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔의 입사각은 동일하다. At this time, the first laser beam and the second laser beam interfere with each other on the substrate, and the incident angles of the first laser beam and the second laser beam are the same.

그리고, 상기 레이저발생기는 파장이 248nm인 플루오로크립톤(KrF) 엑시머 레이저 또는 파장이 193nm인 플루오로아르곤(ArF) 엑시머 레이저 중 선택된 하나이며, 상기 기판과 상기 반사거울은 상기 반사거울에 의해 반사되는 상기 제 2 레이저빔이 모두 상기 기판에 도포된 상기 포토레지스트로 향하게 하는 각도로 이루어진다. The laser generator is a selected one of a fluoro krypton (KrF) excimer laser having a wavelength of 248 nm or a fluoro argon (ArF) excimer laser having a wavelength of 193 nm, and the substrate and the reflection mirror are reflected by the reflection mirror And the second laser beam is directed to the photoresist applied to the substrate.

또한, 상기 레이저발생기는 상기 기판으로부터 기울어져 위치하며, 상기 레이저발생기와 상기 기판 사이에 다수의 슬릿이 형성된 슬릿 플레이트가 위치하며, 상기 슬릿 플레이트는 상기 기판으로부터 기울어져 위치한다. In addition, the laser generator is located at a slant from the substrate, and a slit plate having a plurality of slits is positioned between the laser generator and the substrate, and the slit plate is inclined from the substrate.

또한, 본 발명은 레이저발생기와; 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지 일측에 위치하여, 상기 기판과 소정의 각도로 마주보게 설치되는 반사거울을 포함하는 노광장비를 이용하는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 공정으로서, a) 박막층이 증착된 상기 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계와; b) 상기 포토레지스트가 도포된 기판 상에 제 1 레이저빔을 조사하는 동시에, 제 2 레이저빔을 상기 반사거울을 통해 반사시켜, 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔에 경로차를 발생시켜 상기 기판 상에 조사하는 단계와; c) 상기 제 1및 제 2 레이저빔이 조사된 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계에서 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔은 서로 간섭되는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법을 제공한다. The present invention also provides a laser processing apparatus comprising: a laser generator; A stage on which the substrate is placed; A photolithography process of a substrate for a flat panel display using an exposure apparatus including a reflective mirror disposed at one side of the stage and provided opposite to the substrate at a predetermined angle, the photolithography process comprising the steps of: a) ; ≪ / RTI > b) irradiating a first laser beam onto the substrate coated with the photoresist and reflecting a second laser beam through the reflective mirror to generate a path difference in the first laser beam and the second laser beam Irradiating the substrate; c) developing the photoresist irradiated with the first and second laser beams to form a photoresist interference pattern, wherein in the step b), the first laser beam and the second laser beam cause interference A substrate for a flat panel display is provided.

여기서, 상기 b)단계에서, 상기 포토레지스트 간섭 패턴은 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔의 간섭에 의한 간섭 레이저빔의 파장에 대응하는 크기를 가지며, 상기 포토레지스트 간섭 패턴의 최소 간격은 상기 제 1 레이저빔 및 상기 제 2 레이저빔의 파장의 1/2이다.In the step b), the photoresist interference pattern has a size corresponding to the wavelength of the interference laser beam due to the interference of the first laser beam and the second laser beam, and the minimum interval of the photoresist interference pattern is Half of the wavelength of the first laser beam and the second laser beam.

그리고, 상기 기판으로부터 기울어져 상기 레이저발생기와 상기 기판 사이에 위치하며, 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 플레이트를 위치시키며, 상기 간섭 레이저빔의 파장은 상기 슬릿의 폭에 대응하며, 상기 a) 단계 이전, 상기 기판 표면을 프리베이크 하여 수분을 제거하는 단계와; 상기 a) 단계 이후, 상기 b) 단계 이전에 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판을 소프트베이크하여 상기 포토레지스트의 휘발물질을 1차적으로 제거하는 단계와; 상기 b) 단계 이후, 상기 c) 단계 이전에 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판을 포스트베이킹하여, 상기 포토레지스트의 휘발물질을 2차적으로 제거하는 단계와; 상기 c) 단계 이후, 상기 포토레지스트 간섭 패턴이 형성된 상기 기판을 하드베이크하여 상기 포토레지스트 간섭 패턴의 접착력을 강화시키는 단계를 더욱 포함한다. The slit plate is disposed between the laser generator and the substrate and has a plurality of slits. The wavelength of the interference laser beam corresponds to the width of the slit. Bake the substrate surface to remove moisture; After the step a), bake the substrate coated with the photoresist prior to the step b), thereby primarily removing volatile substances of the photoresist; Post-baking the substrate to which the photoresist has been applied before the step b), and removing the volatile matter of the photoresist; After the step c), the step of hard-baking the substrate on which the photoresist interference pattern is formed enhances the adhesion of the photoresist interference pattern.

그리고, 상기 b)단계에서, 레이저의 단위 면적당 에너지밀도인 도즈값은 12 mJ/cm2 이며, 상기 포스트베이킹은 110℃의 온도에서 90초 동안 진행하며, 상기 현상은 60초 동안 진행한다.
In the step b), the energy density per unit area of the laser is a dose of 12 mJ / cm 2, and the post baking is performed at a temperature of 110 ° C for 90 seconds, and the phenomenon proceeds for 60 seconds.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명의 특징은 레이저발생기로부터 방출된 레이저빔의 일부를 기판 상에 도포된 포토레지스트로 조사되도록 하고, 나머지 일부 레이저빔은 반사거울에 의해 반사된 후 포토레지스트 상에 조사되도록 함으로써, 간섭 리소그래피 현상을 통해 포토레지스트 간섭 패턴을 형성함으로써, 이를 통해, 기판 상에 나노 사이즈의 미세 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다. As described above, the feature of the present invention is that a part of the laser beam emitted from the laser generator is irradiated with the applied photoresist on the substrate, and the remaining part of the laser beam is reflected by the reflection mirror, Thereby forming a photoresist interference pattern through the interference lithography phenomenon, whereby a nano-sized fine pattern can be formed on the substrate.

특히, 본 발명의 노광장비는 미세 패턴을 별도의 마스크공정 없이 형성할 수 있으므로, 고해상도의 마스크에 의해 공정비용이 증가하는 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다.
In particular, since the exposure apparatus of the present invention can form a fine pattern without a separate mask process, there is an effect that the problem of an increase in the process cost due to a high-resolution mask can be solved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 노광장치를 통해 기판 상에 간섭현상이 발생되는 모습을 설명하기 위한 개념도.
도 3a ~ 3f와 도 4a ~ 4f 그리고 도 5a ~ 5f은 본 발명의 실시예에 따른 노광장비를 이용하여 형성한 실험 결과에 따른 미세 패턴의 표면의 광학현미경 사진.
도 6은 도 4c를 확대 도시한 사진.
도 7은 도 1의 본 발명의 노광장비에 슬릿 플레이트를 더욱 구비하여, 기판 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 8은 본 발명의 기판의 포토리소그라피 공정을 순서대로 나타낸 순서도. 1 is a perspective view schematically showing the structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining how an interference phenomenon occurs on a substrate through the exposure apparatus of FIG. 1. FIG.
3A to 3F, FIGS. 4A to 4F, and 5A to 5F are optical microscope photographs of the surface of a fine pattern according to an experimental result formed using an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a magnified view of FIG.
FIG. 7 is a sectional view for explaining a method of forming a photoresist interference pattern on a substrate by further providing a slit plate in the exposure equipment of FIG. 1; FIG.
8 is a flowchart showing the photolithography process of the substrate of the present invention in order;

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광장비의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view schematically illustrating a structure of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명의 노광장비(100)는 레이저빔(LB)을 발생시키는 레이저발생기(110)와 기판(111)이 안착되는 스테이지(120)를 포함하며, 레이저발생기(110)로부터 발생된 레이저빔을 기판(111)으로 조사되도록 하는 반사거울(130)로 이루어진다. The exposure apparatus 100 of the present invention includes a laser generator 110 for generating a laser beam LB and a stage 120 on which a substrate 111 is placed, And a reflecting mirror 130 for irradiating the substrate 111 with the laser beam.

각각을 좀더 구체적으로 살펴보면, 먼저 레이저발생기(110)는 본 발명에 따른 노광공정의 에너지원인 레이저빔(LB)을 발생시켜 출사시키는 부분으로서, 여러 파장의 레이저빔(LB)을 발생시킬 수 있다. In more detail, the laser generator 110 generates a laser beam LB having a plurality of wavelengths as a part for generating and emitting a laser beam LB as an energy source of the exposure process according to the present invention.

이때, 레이저발생기(110)는 파장이 대략 248nm인 플루오로크립톤(KrF) 엑시머 레이저 또는 대략 193nm인 플루오로아르곤(ArF) 엑시머 레이저이다. At this time, the laser generator 110 is a fluoro krypton (KrF) excimer laser having a wavelength of approximately 248 nm or a fluoro argon (ArF) excimer laser having a wavelength of approximately 193 nm.

도면상에 도시하지는 않았지만 레이저발생기(110)는 수백 Hz 이상의 고주파수 레이저빔(LB)을 방출하는 레이저발진부와, 레이저빔을 반사하는 다수의 거울 그리고 레이저빔(LB)의 모양을 정사각 혹은 직사각형의 형태로 결정하는 빔 형성 텔레스코프(beam forming telescope), 일정한 형태의 레이저빔(LB)의 강도를 균일(uniformity)한 에너지 분포로 형성하는 호모지나이저(homogenizer), 레이저빔(LB)의 초점을 맞추고 레이저빔(LB)의 크기를 결정짓는 초점 광학계(focusing optics) 및 레이저빔(LB)을 확대 투사하는 프로젝션 렌즈(projection lens) 등을 포함하여, 레이저빔(LB)을 확대, 균질화시키게 된다. Although not shown in the drawing, the laser generator 110 includes a laser oscillating unit that emits a high frequency laser beam LB of at least several hundreds Hz, a plurality of mirrors that reflect the laser beam, and a laser beam LB in a square or rectangular shape A beam forming telescope for determining the intensity of the laser beam LB in a uniform form, a homogenizer for forming the uniform distribution of the intensity of the laser beam LB in a certain shape, a laser beam LB Focusing optics for determining the size of the laser beam LB and a projection lens for magnifying and projecting the laser beam LB to enlarge and homogenize the laser beam LB.

여기서, 기판(111)은 레이저발생기(110)로부터 출사되는 레이저빔(LB)의 경로 상에 위치하며, 이때, 기판(111)과 반사거울(130)은 소정의 각도로 마주보게 설치되어, 반사거울(130)은 레이저발생기(110)로부터 발생되는 레이저빔(LB)을 받아 기판(111)으로 반사되도록 한다.Here, the substrate 111 is located on the path of the laser beam LB emitted from the laser generator 110. At this time, the substrate 111 and the reflection mirror 130 are provided to face each other at a predetermined angle, The mirror 130 receives the laser beam LB generated from the laser generator 110 and reflects the laser beam LB to the substrate 111.

이때, 기판(111)과 반사거울(130)이 이루는 각도는 반사거울(130)에 의해 반사된 레이저빔(LB)이 기판(111)을 모두 향하도록 하는 각도로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. The angle formed between the substrate 111 and the reflective mirror 130 may be an angle such that the laser beam LB reflected by the reflective mirror 130 faces the substrate 111.

그리고, 레이저발생기(110)는 기판(111)과 반사거울(130)에 모두 레이저빔(LB)이 조사되도록 위치하는데, 따라서, 기판(111)과 반사거울(130)은 서로 수직하게 위치하는 것이 바람직하며, 레이저발생기(110)는 기판(111)과 반사거울(130)에 각각 45°기울어져 위치하는 것이 바람직하다. The laser generator 110 is positioned such that the laser beam LB is irradiated to both the substrate 111 and the reflecting mirror 130 so that the substrate 111 and the reflecting mirror 130 are positioned perpendicular to each other Preferably, the laser generator 110 is positioned at an angle of 45 ° with respect to the substrate 111 and the reflection mirror 130, respectively.

이러한 기판(111)에는 소정의 박막층(113) 상부로 포토레지스트(115)가 도포된 상태이다. The substrate 111 is coated with a photoresist 115 on a predetermined thin film layer 113.

기판(111)의 박막층(113) 상에 도포된 포토레지스트(115)는 빛에 의해 분자구조가 변화되어 현상액에 대한 선택적인 용해가 가능한 물질로, 용매 역할의 솔벤트(solvent)와, 모너머(monomer)의 화학 결합물로써 현상 후 잔류되는 포토레지스트 패턴의 실체를 이루는 폴리머(polymer)와, 빛을 받아 상기 폴리머에 에너지를 전달하여 현상액에 녹거나 녹지 않도록 하는 매개물질인 감광제(sensitizer)을 포함한다. The photoresist 115 applied on the thin film layer 113 of the substrate 111 is a material capable of selectively dissolving the developer by changing its molecular structure due to light and has a solvent solvent and a monomer a polymer which constitutes the substance of the photoresist pattern remaining after development as a chemical bond of a monomer and a sensitizer which is a mediator substance which transmits light to the polymer to dissolve the polymer in the developer do.

그리고 이 같은 포토레지스트(115)는 감광제의 종류에 따라 포지티브형(positive type)과 네거티브형(negative type)으로 구분되는데, 노광과정에 의해서 포지티브형인 경우에 빛에 노출된 부분만이 경화되고 네거티브형인 경우에는 빛을 받지 않은 부분이 경화된다. The photoresist 115 is divided into a positive type and a negative type according to the type of the photosensitive agent. In the case of a positive type by the exposure process, only a portion exposed to light is cured and a negative type In the case where the light is not cured.

그 결과 후속의 현상 공정에서 포토레지스트(115)의 경화된 부분만을 제거하여 포토레지스트 패턴을 구현할 수 있다. As a result, a photoresist pattern can be realized by removing only the cured portion of the photoresist 115 in the subsequent development process.

이러한 포토레지스트(115)가 도포된 기판(111)으로 레이저발생기(110)로부터 출사되어진 레이저빔(LB) 중 일부는 직접적으로 기판(111) 상의 포토레지스트(115)에 조사되며, 또한 일부 레이저빔(LB)은 반사거울(130)에 의해 진행경로가 변경되어 기판(111) 상의 포토레지스트(115)에 조사된다. A part of the laser beam LB emitted from the laser generator 110 to the substrate 111 to which the photoresist 115 is applied is directly irradiated onto the photoresist 115 on the substrate 111, (LB) is irradiated on the photoresist 115 on the substrate 111 by the reflection mirror 130 changing its travel path.

따라서, 본 발명의 노광장비(100)는 간섭 리소그래피 현상을 통해 기판(111) 상에 미세 포토레지스트 패턴을 형성하게 되며, 이를 통해 기판(111) 상에 미세 패턴을 형성하게 된다. Accordingly, the exposure apparatus 100 of the present invention forms a fine photoresist pattern on the substrate 111 through the interference lithography phenomenon, thereby forming a fine pattern on the substrate 111.

여기서, 간섭 리소그래피 현상이란, 단일 레이저로부터 유도되는 다중 광 빔들의 상호 결합을 이용하는 것으로, 빔들은 공간의 선택된 영역 내에서 서로 중첩되고 레이저파장에 비례하는 스케일로 반복되는 패턴을 형성하기 위해 서로 간섭된다. Here, the interference lithography phenomenon is a mutual coupling of multiple light beams derived from a single laser, in which the beams interfere with each other in a selected region of space to form a repeated pattern superimposed on each other and scaled in proportion to the laser wavelength .

즉, 간섭 리소그래피 현상을 통해 형성된 포토레지스트 패턴은 레이저빔(LB)의 파장에 대응하는 크기를 갖도록 형성할 수 있는 것이다. 따라서, 이러한 간섭 리소그래피 현상을 통해 형성된 포토레지스트 패턴은 나노 크기의 정밀도를 얻을 수 있다. That is, the photoresist pattern formed through the interference lithography phenomenon can be formed to have a size corresponding to the wavelength of the laser beam LB. Therefore, the photoresist pattern formed through such interference lithography can achieve nano-sized precision.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 레이저발생기(110)로부터 출사되어진 레이저빔(LB) 중 일부는 직접적으로 기판(111) 상의 포토레지스트(115)에 조사되도록 하며, 또한 일부 레이저빔(LB)은 반사거울(130)에 의해 진행경로가 변경되어 기판(111) 상의 포토레지스트(115)에 조사되도록 함으로써, 레이저발생기(110)로부터 포토레지스트(115)를 향해 직접 조사되는 레이저빔(LB)과 반사거울(130)을 경유한 레이저빔(LB)이 서로 소정의 경로차를 발생하도록 한다. A part of the laser beam LB emitted from the laser generator 110 is directly irradiated onto the photoresist 115 on the substrate 111 and a part of the laser beam LB is reflected by a reflection mirror The laser beam LB directly irradiated from the laser generator 110 to the photoresist 115 and the laser beam LB reflected from the reflection mirror 130 To generate a predetermined path difference with respect to each other.

따라서, 반사거울(130)에 의해 기판(111)의 포토레지스트(115)로 반사된 레이저빔(LB)은 레이저발생기(110)로부터 직접적으로 포토레지스트(115)에 조사된 레이저빔(LB)과 간섭이 일어나게 되며, 이를 통해 포토레지스트 간섭 패턴을 형상하게 된다. The laser beam LB reflected by the photoresist 115 of the substrate 111 by the reflecting mirror 130 is guided to the laser beam LB irradiated to the photoresist 115 directly from the laser generator 110 Interference occurs, thereby forming a photoresist interference pattern.

즉, 레이저발생기(110)로부터 출사된 레이저빔(LB) 중 일부는 반사거울(130)에 의해 반사되어 기판(111) 위에 도포되어 있는 포토레지스트(115)로 조사되고, 이때 반사거울(130)에 의해 반사되어 기판(111)에 조사되는 레이저빔(LB)과 레이저발생기(110)로부터 직접 기판(111)으로 조사되는 레이저빔(LB)이 만나 간섭이 일어남으로써, 이에 의해 포토레지스트(115)를 갖는 기판(111) 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하게 되는 것이다. That is, a part of the laser beam LB emitted from the laser generator 110 is reflected by the reflective mirror 130 and irradiated onto the photoresist 115 coated on the substrate 111, The laser beam LB reflected by the substrate 111 and the laser beam LB irradiated to the substrate 111 directly from the laser generator 110 are interfered with each other, A photoresist interference pattern is formed on the substrate 111 having the photoresist pattern.

도 2는 도 1의 노광장치를 통해 기판 상에 간섭현상이 발생되는 모습을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual view for explaining how an interference phenomenon occurs on a substrate through the exposure apparatus of FIG. 1. FIG.

레이저빔(LB1, LB2)은 포토레지스트(115) 표면에서 간섭 현상을 일으킨다. 즉 기판(111) 상의 포토레지스트(115)로 직접 조사되는 제 1 레이저빔(LB1)과 반사거울(도 1의 130)에 의해 반사됨에 따라 지연된 제 2 레이저빔(LB2) 사이에는 간섭현상이 발생한다.The laser beams LB1 and LB2 cause an interference phenomenon on the surface of the photoresist 115. [ An interference phenomenon occurs between the first laser beam LB1 directly irradiated onto the photoresist 115 on the substrate 111 and the second laser beam LB2 delayed due to reflection by the reflective mirror 130 do.

이때, 포토레지스트(115)로 조사되는 제 1 및 제 2 레이저빔(LB1, LB2)의 입사각 θ는 서로 동일함이 바람직하다. At this time, it is preferable that the incident angles? Of the first and second laser beams LB1 and LB2 irradiated to the photoresist 115 are equal to each other.

제 1 및 제 2 레이저빔(LB1, LB2)은 간섭 현상에 의해 결합되어, 간섭 레이저빔을 발생시키게 되는데, 간섭 레이저빔의 파동의 마루와 마루 또는 골과 골이 만나서 진폭이 더 커지는 부분에서는 보강 간섭이 일어나고, 마루와 골이 만나서 진폭이 거의 없어지는 부분에서는 상쇄 간섭이 발생한다. The first and second laser beams LB1 and LB2 are combined by an interference phenomenon to generate an interference laser beam. In a portion where the floor of the wave of the interference laser beam and the floor or the portion where the valley and the valley meet, In the area where the interference occurs, and the floor and the valleys meet and the amplitude almost disappears, destructive interference occurs.

이에 의해 포토레지스트(115)를 갖는 기판(111) 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하게 되는 것이다. Thus, a photoresist interference pattern is formed on the substrate 111 having the photoresist 115.

이러한 간섭 레이저빔은 아래 식(1)을 통해 정의할 수 있다. This interference laser beam can be defined by the following equation (1).

P = λ/2 sin θ ........식(1)P =? / 2 sin? (1)

여기서, λ는 레이저빔(LB1, LB2)의 파장을 나타내며, θ는 제 1 및 제 2 레이저빔(LB1, LB2)의 입사각을 나타낸다. Here,? Represents the wavelength of the laser beams LB1 and LB2, and? Represents the incident angle of the first and second laser beams LB1 and LB2.

위의 식(1)을 참조하면 형성할 수 있는 포토레지스트 간섭 패턴의 최소 간격은 레이저빔(LB1, LB2) 파장의 1/2임을 알 수 있다. Referring to Equation (1), it can be seen that the minimum interval of the photoresist interference pattern that can be formed is 1/2 of the wavelength of the laser beams LB1 and LB2.

따라서, 포토레지스트 간섭 패턴은 레이저빔(LB1, LB2)의 파장의 1/2에 대응하는 폭을 가짐으로써, 기판(111) 상에 나노 크기의 미세 패턴을 형성할 수 있는 것이다. Therefore, the photoresist interference pattern has a width corresponding to one-half of the wavelength of the laser beams LB1 and LB2, so that a nano-sized fine pattern can be formed on the substrate 111. [

이때, θ를 조절하는 경우, 포토레지스트 간섭 패턴 사이의 간격은 적절히 조절될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 레이저빔(LB1, LB2)의 입사각을 변경시킴으로써, 포토레지스트 간섭 패턴의 간격을 조절할 수 있는 것이다. At this time, in the case of adjusting?, The interval between the photoresist interference patterns can be appropriately adjusted. That is, the intervals of the photoresist interference patterns can be adjusted by changing the incident angles of the first and second laser beams LB1 and LB2.

따라서, 보다 미세한 선폭의 패턴 구현이 가능하다.Therefore, it is possible to realize a pattern with a finer line width.

이러한, 간섭 리소그래피 현상을 통해 포토레지스트 간섭 패턴을 형성함으로써, 기판(111) 상에 나노 크기의 미세 패턴을 형성할 수 있다. By forming such a photoresist interference pattern through the interference lithography phenomenon, a nano-sized fine pattern can be formed on the substrate 111.

특히, 본 발명의 노광장비(100)는 미세 패턴을 별도의 마스크공정 없이 형성할 수 있으므로, 고해상도의 마스크에 의해 공정비용이 증가하는 문제점을 해소할 수 있다. In particular, since the exposure apparatus 100 of the present invention can form a fine pattern without a separate mask process, it is possible to solve the problem that the process cost increases due to a high-resolution mask.

한편, 이러한 본 발명의 노광공정에서 레이저의 단위 면적당 에너지밀도(이하, 도즈값)와 노광 후 베이크온도(post exposure bake : PEB 이하, PED라 함)는 미세 패턴의 프로파일을 결정하는 중요한 요인으로 작용한다. In the exposure process of the present invention, the energy density per unit area (hereinafter referred to as a dose value) of the laser and the post exposure bake (PEB or less, referred to as PED) are important factors for determining the profile of the fine pattern do.

본 발명의 노광공정은 12 mJ/cm2 의 도즈값과 110℃의 PEB온도 조건에서 진행하는 것이 가장 바람직하다. It is most preferable that the exposure process of the present invention proceeds under the conditions of a dose value of 12 mJ / cm 2 and a PEB temperature of 110 ° C.

이는, 아래 실험 결과를 통해 확인할 수 있다. This can be confirmed by the following experimental results.

설명에 앞서, 실험은 파장이 193nm인 플루오로아르곤(ArF) 엑시머 레이저를 사용하였으며, 노광공정의 조건은 PEB 시간은 90초이며, 현상시간은 60초로 진행하였다.Prior to the description, a fluoro argon (ArF) excimer laser having a wavelength of 193 nm was used for the experiment. The conditions of the exposure process were PEB time of 90 seconds and development time of 60 seconds.

도 3a ~ 3f와 도 4a ~ 4f 그리고 도 5a ~ 5f은 본 발명의 실시예에 따른 노광장비를 이용하여 형성한 실험 결과에 따른 미세 패턴의 표면의 광학현미경 사진이며, 도 6은 도 4c를 확대 도시한 사진이다. FIGS. 3A to 3F, FIGS. 4A to 4F, and 5A to 5F are optical microscope photographs of the surface of a fine pattern according to an experimental result formed using an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. This is the picture shown.

먼저, 90℃의 PEB온도에서 도즈값을 달리 하여, 미세 패턴을 형성하였다. First, a fine pattern was formed by varying the dose value at a PEB temperature of 90 ° C.

도 3a는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 8 mJ/cm2이며, 도 3b는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 10 mJ/cm2이며, 도 3c는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 12 mJ/cm2이며, 도 3d는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 15 mJ/cm2이며, 도 3e는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 17 mJ/cm2이며, 도 3f는 90℃의 PEB온도에서 도즈값이 20 mJ/cm2일 경우에 형성된 미세 패턴의 사진이다. FIG. 3A shows a dose value of 8 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 90 ° C, FIG. 3b shows a dose value of 10 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 90 ° C, 12 is mJ / cm 2, Figure 3d in PEB temperature of 90 ℃ a dose value is 15 mJ / cm 2, Figure 3e is the dose values in the PEB temperature of 90 ℃ 17 mJ / cm 2, Figure 3f is 90 ℃ At a PEB temperature of 20 mJ / cm < 2 >.

다음은 110℃의 PEB온도에서 도즈값을 달리 하여, 미세 패턴을 형성하였다. Next, a fine pattern was formed by varying the dose value at a PEB temperature of 110 ° C.

도 4a는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 8 mJ/cm2이며, 도 4b는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 10 mJ/cm2이며, 도 4c는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 12 mJ/cm2이며, 도 4d는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 15 mJ/cm2이며, 도 4e는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 17 mJ/cm2이며, 도 4f는 110℃의 PEB온도에서 도즈값이 20 mJ/cm2일 경우에 형성된 미세 패턴의 사진이다. 4a shows a dose value of 8 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 110 ° C, FIG. 4b shows a dose value of 10 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 110 ° C, 12 is mJ / cm 2, Figure 4d is in the PEB temperature of 110 ℃ a dose value of 15 mJ / cm 2, Figure 4e is in the PEB temperature of 110 ℃ a dose value of 17 mJ / cm 2, Figure 4f is 110 ℃ At a PEB temperature of 20 mJ / cm < 2 >.

그리고, 130℃의 PEB온도에서 도즈값을 달리 하여, 미세 패턴을 형성하였다. Then, at a PEB temperature of 130 ° C, the dose value was varied to form a fine pattern.

도 5a는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 8 mJ/cm2이며, 도 5b는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 10 mJ/cm2이며, 도 5c는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 12 mJ/cm2이며, 도 5d는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 15 mJ/cm2이며, 도 5e는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 17 mJ/cm2이며, 도 5f는 130℃의 PEB온도에서 도즈값이 20 mJ/cm2일 경우에 형성된 미세 패턴의 사진이다.FIG. 5A shows a dose value of 8 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 130 ° C, FIG. 5b shows a dose value of 10 mJ / cm 2 at a PEB temperature of 130 ° C, 12 is mJ / cm 2, Figure 5d in the PEB temperature of 130 ℃ a dose value of 15 mJ / cm 2, and Figure 5e is a dose value of 17 mJ / cm 2 in the PEB temperature of 130 ℃, Figure 5f is 130 ℃ At a PEB temperature of 20 mJ / cm < 2 >.

위의 사진들을 참조하면, 도 4c의 PEB온도가 110℃이며, 도즈값이 12 mJ/cm2 일 때의 미세 패턴이 끊김이나, 얼룩 등이 발생하지 않고 패턴의 선폭 변화가 없음을 알 수 있어 패턴 형성의 정밀도가 우수함을 알 수 있다. Referring to the above photographs, it can be seen that when the PEB temperature in FIG. 4C is 110 ° C. and the dose value is 12 mJ / cm 2 , the fine pattern is broken, no staining occurs, It can be seen that the accuracy of pattern formation is excellent.

도 6은 도 4c를 확대 도시한 사진으로, 이를 통해 더욱 확연하게 확인할 수 있으며, 형성된 미세 패턴이 수 나노 사이즈로 형성됨을 확인할 수 있다. FIG. 6 is an enlarged photograph of FIG. 4C, which can be more clearly seen, and it can be seen that the formed fine pattern is of a few nanosize size.

도 7은 도 1의 본 발명의 노광장비에 슬릿 플레이트를 더욱 구비하여, 기판 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a photoresist interference pattern on a substrate by further providing a slit plate in the exposure apparatus of FIG. 1 according to the present invention.

도시한 바와 같이, 레이저발생기(도 1의 110)와 기판(111) 사이에 레이저빔(도 1의 LB)을 일방향으로 선택적으로 통과시키는 슬릿 플레이트(200)를 위치시킨다. 1, a slit plate 200 for selectively passing a laser beam (LB in FIG. 1) in one direction is positioned between the laser generator (110 in FIG. 1) and the substrate 111.

즉, 슬릿 플레이트(200)는 기판(111)과 반사거울(도 1의 130)이 서로 수직하게 마주보도록 설치되며, 이러한 기판(111)과 반사거울(도 1의 130)에 각각 45°기울어져 위치하는 레이저발생기(도 1의 110)와 기판(111) 또는 반사거울(도 1의 130) 사이에 위치한다. That is, the slit plate 200 is installed such that the substrate 111 and the reflection mirror 130 (FIG. 1) are vertically opposed to each other, and the substrate 111 and the reflection mirror 130 Is located between the laser generator (110 in FIG. 1) and the substrate 111 or the reflective mirror (130 in FIG. 1) located.

따라서, 슬릿 플레이트(200)는 기판(111) 또는 반사거울(도 1의 130)과 일정 각 기울어져 위치한다. Accordingly, the slit plate 200 is positioned at a predetermined angle with respect to the substrate 111 or the reflection mirror (130 in FIG. 1).

이러한 슬릿 플레이트(200)는 플레이트 형태이며, 중앙 부위에 상하를 관통하는 슬릿(210)을 갖는다. 이러한 슬릿 플레이트(200)는 레이저빔(도 1의 LB)의 진행 방향과 수직하도록 배치되어, 슬릿(210)을 통해 레이저빔(도 1의 LB)을 선택적으로 투과시킨다.The slit plate 200 is in the form of a plate, and has a slit 210 penetrating the upper and lower portions at a central portion thereof. This slit plate 200 is disposed so as to be perpendicular to the traveling direction of the laser beam (LB in FIG. 1), and selectively transmits the laser beam (LB in FIG. 1) through the slit 210.

따라서, 레이저발생기(도 1의 110)로부터 출사되어진 레이저빔(도 1의 LB)은 슬릿 플레이트(200)의 슬릿(210)을 따라 그 파장이 달라지게 된다.Therefore, the wavelength of the laser beam (LB in FIG. 1) emitted from the laser generator (110 in FIG. 1) changes along the slit 210 of the slit plate 200.

즉, 레이저발생기(도 1의 110)로부터 기판(111) 상의 포토레지스트(115)로 직접 조사되는 제 1 레이저빔(도 2의 LB1)과 반사거울(도 1의 130)에 의해 반사됨에 따라 지연된 제 2 레이저빔(도 2의 LB2)에 의해, 포토레지스트(115)를 갖는 기판(111) 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하게 되는 과정에서, 제 1 및 제 2 레이저빔(도 2의 LB1, LB2)이 결합된 간섭 레이저빔의 파동의 마루와 마루 또는 골과 골이 슬릿 플레이트(200)의 슬릿(210)에 대응되어 형성되는 것이다.That is, as reflected by the first laser beam (LB1 in FIG. 2) and the reflecting mirror (130 in FIG. 1) directly irradiated from the laser generator (110 in FIG. 1) to the photoresist 115 on the substrate 111, In the process of forming the photoresist interference pattern on the substrate 111 having the photoresist 115 by the second laser beam (LB2 in Fig. 2), the first and second laser beams (LB1, LB2) are formed in correspondence with the slits 210 of the slit plate 200 and the floor, the floor, or the valleys of the waves of the interference laser beam.

이렇게, 파동이 슬릿 플레이트(200)의 슬릿(210)에 대응되어 형성되는 간섭 레이저빔은 보강 간섭과 상쇄 간섭에 의해 기판(111) 상에 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하게 된다. In this way, the interference laser beam formed in correspondence with the slit 210 of the slit plate 200 forms a photoresist interference pattern on the substrate 111 by constructive interference and destructive interference.

따라서, 기판(111) 상에 형성된 포토레지스트 간섭 패턴은 슬릿 플레이트(200)의 슬릿(210)에 대응되는 폭(d1')과 간격(d2')을 갖도록 형성된다. The photoresist interference pattern formed on the substrate 111 is formed to have a width d1 'and a distance d2' corresponding to the slits 210 of the slit plate 200. [

이는, 슬릿 플레이트(200)를 통해 원하는 사이즈 및 사이간격을 갖는 미세 패턴을 형성할 수 있음을 의미한다. This means that a fine pattern having a desired size and spacing can be formed through the slit plate 200.

즉, 레이저발생기(도 1의 110)와 기판(111) 사이에 슬릿 플레이트(200)를 구비하여, 슬릿(210) 간의 사이 간격(d2)을 다르게 형성하여 각 포토레지스트 간섭 패턴 사이의 간격(d2')을 서로 다르게 형성할 수 있으며, 또는 슬릿(210) 들의 폭(d1)을 서로 다르게 형성하여 포토레지스트 간섭 패턴 자체의 폭(d1')을 서로 다르게 형성할 수 있다.That is, the slit plate 200 is provided between the laser generator (110 in FIG. 1) and the substrate 111, and the interval d2 between the slits 210 is formed differently so that the interval d2 Or the widths d1 of the slits 210 may be formed to be different from each other so that the width d1 'of the photoresist interference pattern itself may be formed differently.

이하, 상술한 본 발명에 따른 노광장비를 이용한 기판의 포토리소그라피 공정에 대하여 도 8의 순서도를 함께 참조하여 설명하도록 하겠다. Hereinafter, the photolithography process of the substrate using the exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

도 8은 본 발명의 기판의 포토리소그라피 공정을 순서대로 나타낸 순서도이다. 8 is a flowchart showing the photolithography process of the substrate of the present invention in order.

도시한 바와 같이, 포토리소그라피 공정은 크게 도포공정(st100)와 노광공정(st200), 현상공정(st300) 그리고 식각공정(st400)으로 구분된다. As shown in the figure, the photolithography process is divided into a coating process (st100), an exposure process (st200), a developing process (st300), and an etching process (st400).

먼저, 첫 번째 단계(st100)는 프리베이킹(pre-baking)공정, 코팅(coating)공정, 소프트베이킹(soft-baking)공정을 거쳐 박막층이 증착된 기판 상에 균일한 두께로 포토레지스트를 도포하는 단계이다. First, the first step (st100) is a step of applying a photoresist to a uniform thickness on a substrate on which a thin film layer is deposited through a pre-baking process, a coating process, a soft-baking process .

여기서, 프리베이킹공정에 의해 박막이 증착된 기판 상의 잔류수분을 제거하여 기판과 포토레지스트와의 접착력을 향상시킨다. Here, the residual moisture on the substrate on which the thin film is deposited by the pre-baking step is removed to improve the adhesion between the substrate and the photoresist.

그리고, 코팅공정은 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계로, 예를 들어 슬릿코팅(slit coating)장치, 스핀코팅(spin coating)장치, 롤러코팅(roller coating)장치, 스핀리스코팅(spinless coating)장치 등을 이용하여 이루어진다. The coating step is a step of applying a photoresist on a substrate, and may be a slit coating apparatus, a spin coating apparatus, a roller coating apparatus, a spinless coating apparatus, Device or the like.

그리고 소프트베이킹공정은 포토레지스트에 함유된 솔벤트(solvent) 등의 휘발성분을 1차적으로 휘발시키기 위하여 핫플레이트 등의 기판 가열장치를 통해 대기 상에서 인라인 형태로 공정이 이루어진다. The soft baking process is performed in an in-line form on the atmosphere through a substrate heating apparatus such as a hot plate in order to primarily volatilize volatile components such as a solvent contained in the photoresist.

이어서 후속의 두 번째 단계(st200)는 기판의 노광공정으로서, 소프트베이킹이 완료된 기판을 본 발명에 따른 노광장비의 스테이지 상에 안착시키고, 레이저발생기로부터 방출된 레이저빔의 일부를 기판 상에 도포된 포토레지스트로 조사되도록 하고, 나머지 일부 레이저빔은 반사거울에 의해 반사되어 포토레지스트로 조사되도록 함으로써, 기판 상의 포토레지스트는 제 1 및 제 2 레이저빔의 간섭에 의한 간섭 레이저빔의 파장에 대응하여 경화한다. Subsequently, the second step (st200) is a step of exposing the substrate, placing the substrate on which the soft-baking has been completed on the stage of the exposure equipment according to the present invention, and transferring a part of the laser beam emitted from the laser generator onto the substrate And the other part of the laser beam is reflected by the reflecting mirror to be irradiated with the photoresist so that the photoresist on the substrate is hardened corresponding to the wavelength of the interference laser beam due to the interference of the first and second laser beams do.

이때, 레이저의 단위 면적당 에너지밀도인 도즈값은 12 mJ/cm2이다. At this time, the dose value, which is the energy density per unit area of the laser, is 12 mJ / cm 2 .

세 번째 단계(st300)는 포스트베이킹(PEB)공정, 현상공정 그리고 하드베이킹(hard-baking)공정을 포함한다. The third step (st300) includes a post-baking (PEB) process, a development process, and a hard-baking process.

포스트베이킹공정은 포토레지스트에 남아 있는 (solvent) 등의 휘발성분을 2차적으로 휘발시키기 위한 공정이다. The post-baking process is a process for secondarily volatilizing a volatile component such as a solvent remaining in the photoresist.

이때, 포스트베이킹공정은 110℃의 온도에서 90초 동안 진행하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the post-baking process is performed at a temperature of 110 DEG C for 90 seconds.

그리고 현상공정은 소정의 현상액을 이용하여 기판의 포토레지스트 중 경화된 부분과 그렇지 않은 부분의 화학적 변화특성에 따라 어느 한 부분을 선택적으로 제거함으로써 제 1 및 제 2 레이저빔의 간섭에 의한 간섭 레이저빔의 파장에 대응하는 포토레지스트 간섭 패턴을 구성한다. In the developing process, a predetermined developer is used to selectively remove one portion in accordance with the chemical change characteristics of the hardened portion and the non-hardened portion of the photoresist of the substrate to thereby form an interference laser beam by the interference of the first and second laser beams The photoresist interference pattern corresponding to the wavelength of the photoresist.

이때, 현상공정은 60초 동안 진행하는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the developing process is performed for 60 seconds.

그리고 하드베이킹(hard-baking)공정은 포토레지스트 간섭 패턴 내부의 잔여 솔벤트 등의 휘발성분을 완전히 제거하기 위하여 기판 전체에 소정온도를 가한다. In the hard-baking process, a predetermined temperature is applied to the entire substrate to completely remove volatile components such as residual solvent in the photoresist interference pattern.

이로 인하여, 포토레지스트 간섭 패턴의 치밀화와 균일성을 확보하게 된다. This ensures densification and uniformity of the photoresist interference pattern.

다음으로, 기판은 포토레지스트 간섭 패턴에 의해 박막의 선택된 부분이 노출된 상태이며, 후속단계인 식각공정(st400)을 통해 박막의 노출된 부분을 제거하고 잔류 포토레지스트를 세정하여 목적하는 박막패턴을 얻게 된다. Next, the substrate is in a state in which a selected portion of the thin film is exposed by the photoresist interference pattern, and the exposed portion of the thin film is removed through a subsequent step (st400) and the remaining photoresist is cleaned to remove the desired thin film pattern .

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노광장비는 간섭 리소그래피 현상을 통해 포토레지스트 간섭 패턴을 형성함으로써, 기판 상에 나노 사이즈의 미세 패턴을 형성할 수 있다. As described above, the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention can form a nano-sized fine pattern on a substrate by forming a photoresist interference pattern through an interference lithography phenomenon.

특히, 본 발명의 노광장비는 미세 패턴을 별도의 마스크 없이 형성할 수 있으므로, 고해상도의 마스크에 의해 공정비용이 증가하는 문제점을 해소할 수 있다. In particular, since the exposure apparatus of the present invention can form a fine pattern without a separate mask, it is possible to solve the problem that the process cost is increased due to a high-resolution mask.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

100 : 노광장비, 110 : 레이저발생기
111 : 기판, 113 : 박막층, 115 : 포토레지스트
120 : 스테이지, 130 : 반사거울
LB : 레이저빔 100: exposure equipment, 110: laser generator
111: substrate, 113: thin film layer, 115: photoresist
120: stage, 130: reflection mirror
LB: laser beam

Claims (14)

레이저발생기와;
박막층이 증착되고 상기 박막층 상에 포토레지스트가 도포된 상태의 기판이 안착되는 스테이지와;
상기 스테이지 일측에 위치하여, 상기 기판과 소정의 각도로 마주보게 설치되는 반사거울
을 포함하며, 상기 레이저발생기로부터 출사된 제 1 레이저빔은 상기 기판으로 직접 조사되며, 상기 레이저발생기로부터 출사된 제 2 레이저빔은 상기 반사거울에 의해 반사된 후 상기 기판 상에 조사되고,
레이저의 단위 면적당 에너지밀도인 도즈값은 12 mJ/cm2인
노광장비.
A laser generator;
A stage on which a thin film layer is deposited and a substrate on which the thin film layer is coated with the photoresist is placed;
A reflection mirror disposed on one side of the stage and facing the substrate at a predetermined angle;
Wherein a first laser beam emitted from the laser generator is directly irradiated onto the substrate and a second laser beam emitted from the laser generator is reflected by the reflection mirror and irradiated onto the substrate,
The dose value, the energy density per unit area of the laser, is 12 mJ / cm 2
Exposure equipment.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔은 상기 기판 상에서 서로 간섭되는 노광장비.
The method according to claim 1,
Wherein the first laser beam and the second laser beam interfere with each other on the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔의 입사각은 동일한 노광장비.
The method according to claim 1,
Wherein the first laser beam and the second laser beam have the same incident angle.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저발생기는 파장이 248nm인 플루오로크립톤(KrF) 엑시머 레이저 또는 파장이 193nm인 플루오로아르곤(ArF) 엑시머 레이저 중 선택된 하나인 노광장비.
The method according to claim 1,
Wherein the laser generator is a selected one of a fluoro krypton (KrF) excimer laser having a wavelength of 248 nm or a fluoro argon (ArF) excimer laser having a wavelength of 193 nm.
제 1 항에 있어서,
상기 기판과 상기 반사거울은 상기 반사거울에 의해 반사되는 상기 제 2 레이저빔이 모두 상기 기판에 도포된 상기 포토레지스트로 향하게 하는 각도로 이루어지는 노광장비.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate and the reflective mirror are at an angle such that all of the second laser beam reflected by the reflective mirror is directed to the photoresist applied to the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저발생기는 상기 기판으로부터 기울어져 위치하는 노광장비.
The method according to claim 1,
Wherein the laser generator is tilted from the substrate.
제 6 항에 있어서,
상기 레이저발생기와 상기 기판 사이에 다수의 슬릿이 형성된 슬릿 플레이트가 위치하며, 상기 슬릿 플레이트는 상기 기판으로부터 기울어져 위치하는 노광장비.
The method according to claim 6,
Wherein a slit plate having a plurality of slits is located between the laser generator and the substrate, and the slit plate is tilted from the substrate.
레이저발생기와; 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지 일측에 위치하여, 상기 기판과 소정의 각도로 마주보게 설치되는 반사거울을 포함하는 노광장비를 이용하는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 공정으로서,
a) 박막층이 증착된 상기 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 단계와;
b) 상기 포토레지스트가 도포된 기판 상에 제 1 레이저빔을 조사하는 동시에, 제 2 레이저빔을 상기 반사거울을 통해 반사시켜, 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔에 경로차를 발생시켜 상기 기판 상에 조사하는 단계와;
c) 상기 제 1및 제 2 레이저빔이 조사된 상기 포토레지스트를 현상하여 포토레지스트 간섭 패턴을 형성하는 단계
를 포함하며, 상기 b) 단계에서 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔은 서로 간섭되고,
상기 b) 단계 이후, 상기 c) 단계 이전에 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판을 포스트베이킹하여, 상기 포토레지스트의 휘발물질을 2차적으로 제거하는 단계를 더 포함하고,
상기 b)단계에서, 레이저의 단위 면적당 에너지밀도인 도즈값은 12 mJ/cm2 이며, 상기 포스트베이킹은 110℃의 온도에서 90초 동안 진행하는
평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.
A laser generator; A stage on which the substrate is placed; And a reflective mirror disposed on one side of the stage and facing the substrate at a predetermined angle, the photolithography process comprising the steps of:
the method comprising: a) applying a photoresist on the substrate on which a thin film layer has been deposited;
b) irradiating a first laser beam onto the substrate coated with the photoresist and reflecting a second laser beam through the reflective mirror to generate a path difference in the first laser beam and the second laser beam Irradiating the substrate;
c) developing the photoresist irradiated with the first and second laser beams to form a photoresist interference pattern
Wherein in the step b), the first laser beam and the second laser beam are interfered with each other,
Further comprising post-baking the substrate coated with the photoresist after the step b), and removing the volatile matter of the photoresist after the step c)
In the step b), the dose value, which is the energy density per unit area of the laser, is 12 mJ / cm 2 , and the post-baking is performed at a temperature of 110 ° C for 90 seconds
A method of photolithography of a substrate for a flat panel display.
제 8 항에 있어서,
상기 b)단계에서, 상기 포토레지스트 간섭 패턴은 상기 제 1 레이저빔과 상기 제 2 레이저빔의 간섭에 의한 간섭 레이저빔의 파장에 대응하는 크기를 갖는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein in the step b), the photoresist interference pattern has a size corresponding to a wavelength of the interference laser beam due to interference between the first laser beam and the second laser beam.
제 9 항에 있어서,
상기 포토레지스트 간섭 패턴의 최소 간격은 상기 제 1 레이저빔 및 상기 제 2 레이저빔의 파장의 1/2인 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein a minimum interval of the photoresist interference pattern is 1/2 of a wavelength of the first laser beam and the second laser beam.
제 8 항에 있어서,
상기 기판으로부터 기울어져 상기 레이저발생기와 상기 기판 사이에 위치하며, 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 플레이트를 위치시키며, 상기 간섭 레이저빔의 파장은 상기 슬릿의 폭에 대응하는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein a slit plate having a plurality of slits is positioned between the laser generator and the substrate by being tilted from the substrate, and the wavelength of the interference laser beam is set to a value corresponding to a width of the slit by a photolithography method of a substrate for a flat panel display .
제 8 항에 있어서,
상기 a) 단계 이전, 상기 기판 표면을 프리베이크 하여 수분을 제거하는 단계와;
상기 a) 단계 이후, 상기 b) 단계 이전에 상기 포토레지스트가 도포된 상기 기판을 소프트베이크하여 상기 포토레지스트의 휘발물질을 1차적으로 제거하는 단계와;
상기 c) 단계 이후, 상기 포토레지스트 간섭 패턴이 형성된 상기 기판을 하드베이크하여 상기 포토레지스트 간섭 패턴의 접착력을 강화시키는 단계를 더욱 포함하는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.

9. The method of claim 8,
B) pre-baking the substrate surface to remove moisture prior to step a);
After the step a), bake the substrate coated with the photoresist prior to the step b), thereby primarily removing volatile substances of the photoresist;
Further comprising, after step c), hardening the substrate on which the photoresist interference pattern is formed to enhance adhesion of the photoresist interference pattern.

삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 현상은 60초 동안 진행하는 평판표시장치용 기판의 포토리소그라피 방법.9. The method of claim 8,
The above-described phenomenon proceeds for 60 seconds, and the photolithographic method of the substrate for a flat panel display.
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