KR102151134B1 - Photolithography Apparatus and Method using Collimated Light - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 포토리소그래피 장치를 저렴한 가격의 낮은 출력을 가지는 광원으로 구성함과 동시에, 광 품질을 매우 높은 수준으로 관리하여 제작 가능한 형상의 한계를 극복하는, 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법을 제공함에 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 목적은 기존에 비하여 소형 및 저출력의 광원을 사용하되, 광원 및 광원으로부터 발산되는 광을 평행빔으로 만들어주는 광학계를 모듈화하여, 모듈화된 소형의 평행광원부를 기판 상에 도포된 포토레지스트 층 상에서 이동시키면서 노광 공정이 수행되도록 함으로써, 기판 전면적에 대하여 항상 원하는 각도의 평행빔이 노광될 수 있도록 하는, 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is a photolithographic apparatus and method using a parallel beam that overcomes the limitation of a shape that can be manufactured by configuring a photolithographic apparatus as a light source having a low power at an inexpensive price, and managing light quality at a very high level. In providing. More specifically, it is an object of the present invention to use a light source with a small size and low power compared to the conventional one, but by modularizing an optical system that makes the light source and the light emitted from the light source into a parallel beam, a modularized small parallel light source on a substrate It is to provide a photolithographic apparatus and method using a parallel beam, in which an exposure process is performed while moving on the applied photoresist layer, so that a parallel beam of a desired angle can always be exposed with respect to the entire substrate area.

Description

평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법 {Photolithography Apparatus and Method using Collimated Light}Photolithography Apparatus and Method using Collimated Light}

본 발명은 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 및 마이크로미터 크기의 구조체를 제작함에 있어서 구조체의 형상을 보다 정확하게 제작할 수 있도록 하는 포토리소그래피 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photolithographic apparatus and method using a parallel beam, and more particularly, to a photolithographic apparatus and method that enables the shape of the structure to be more accurately fabricated in fabricating nano- and micrometer-sized structures.

포토리소그래피(photolithography) 기법은, 반도체 제조 뿐 아니라 MEMS, 미세 유체칩 등과 같이 다양한 마이크로 또는 나노 미터급 구조체 제작에 널리 쓰이는 방법이다. 포토리소그래피란 반도체 표면에 사진 인쇄 기술을 사용하여 집적 회로, 부품, 박막 회로, 프린트 배선 패턴 등을 만들어 넣는 기법을 말한다. 포토리소그래피 방식을 간략히 설명하자면 다음과 같다. 먼저 도 1(A)에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(Substrate)에 포토레지스트(Resist) 액을 스핀코팅, 스프레이, 담금 등의 방법으로 고르게 도포한다. 포토레지스트 층이 건조되면 도 1(B)에 도시된 바와 같이 투명부분(transparent part)에 불투명한 금속패턴(metal pattern)이 형성된 포토마스크(Photomask)를 배치하고, 도 1(C)에 도시된 바와 같이 광(Curing light, 주로 자외선)을 조사한다. 포토레지스트는 광에 조출됨으로써 용제에 대한 내성이 변화하는 성질을 가지는데, 용제에 대해 불용성이 되는 네거티브형과, 반대로 가용성이 되는 포지티브형으로 나뉜다. 마스크에 대한 양화를 만드는 경우와 음화를 만드는 경우에 따라 네거티브, 포지티브 중 적절한 종류의 포토레지스트를 선택하여 사용할 수 있다. 이와 같이 선택적 영역에 대한 광 조사가 완료되면, 도 1(D)에 도시된 바와 같이 포토레지스트 층이 경화된(Cured) 부분과 경화되지 않은(Uncured) 부분으로 나뉘게 된다. 이 때 도 1(E)에 도시된 바와 같이 용제를 이용하여 경화되지 않은 부분을 제거하는 현상 공정을 수행하면, 경화된 부분만이 기판 상에 원하는 패턴(Pattern) 모양으로 남게 된다. 이처럼 포토레지스트로 만들어진 패턴에 전도체인 금속을 입히는 등의 공정을 수행함으로써 미세 집적 회로를 제작할 수 있으며, 이 때 포토레지스트 패턴은 식각 공정에서의 장벽 또는 증착 공정에서의 마스크로서 작용하게 된다.The photolithography technique is widely used not only for manufacturing semiconductors, but also for manufacturing various micro- or nanometer-level structures such as MEMS and microfluidic chips. Photolithography refers to a technique in which integrated circuits, components, thin-film circuits, and printed wiring patterns are created on a semiconductor surface by using photo printing technology. A brief description of the photolithography method is as follows. First, as shown in FIG. 1(A), a photoresist solution is evenly coated on a silicon substrate by spin coating, spraying, or dipping. When the photoresist layer is dried, a photomask in which an opaque metal pattern is formed is disposed on a transparent part as shown in FIG. 1(B), and shown in FIG. 1(C). As shown, irradiating light (Curing light, mainly ultraviolet rays). The photoresist has a property of changing the resistance to a solvent by being irradiated with light, and is divided into a negative type that becomes insoluble in a solvent and a positive type that becomes soluble in contrast. Depending on the case of creating a positive image for a mask or a case of creating a negative image, an appropriate type of photoresist can be selected and used among negative and positive. When the light irradiation to the selective region is completed in this way, the photoresist layer is divided into a cured portion and an uncured portion as shown in FIG. 1(D). At this time, as shown in FIG. 1(E), when the developing process of removing the uncured portion using a solvent is performed, only the cured portion remains in the shape of a desired pattern on the substrate. As such, a micro integrated circuit can be manufactured by performing a process such as coating a metal as a conductor on a pattern made of photoresist, and the photoresist pattern acts as a barrier in an etching process or a mask in a deposition process.

앞서 설명한 바와 같이 포토리소그래피 기법에서는 포토레지스트의 선택적 영역에 광을 조사하는 과정이 필수적으로 수행된다. 그런데 이러한 포토리소그래피 기법은 공정 개념 자체는 매우 단순하나, 관련 장비가 상당한 고가이며 그 중에서도 특히 광원을 구성하는 부품의 가격이 큰 비중을 차지한다는 점이 알려져 있다. 특히 기판의 전면적에 일정 수준 이상의 광을 조사하기 위해 사용되는 광학계의 경우 장비 가격이 더욱 고가가 되는데, 일단 광원이 고출력이어야 하기 때문에 가격이 상승하고, 기판 전면적에 일정한 광량 및 품질(평행빔)을 확보할 수 있도록 하기 위하여 광학계를 구성하는 부품들 및 조립 상태의 정밀도가 높은 수준이 되어야 하기 때문에 더욱 가격이 상승하게 된다. 한 예시로 한국특허등록 제1538414호("리소그래피 장치, 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스 및 리소그래피 방법", 2013.12.17.)에는 구조 자체가 상당히 복잡하고 고가의 부품들로 이루어지는 구조의 노광용 광학계가 개시된다.As described above, in the photolithography technique, a process of irradiating light onto a selective region of a photoresist is essentially performed. However, it is known that the process concept of such a photolithography technique itself is very simple, but the related equipment is quite expensive, and in particular, the cost of components constituting the light source occupies a large proportion. In particular, in the case of an optical system used to irradiate light above a certain level on the entire surface of the substrate, the equipment price becomes more expensive.Because the light source must have a high power, the price increases, and a certain amount of light and quality (parallel beam) on the entire surface of the substrate is increased. In order to be secured, the price increases further because the precision of the parts constituting the optical system and the assembly state must be at a high level. As an example, Korean Patent Registration No. 15386414 ("Lithographic Apparatus, Programmable Patterning Device, and Lithography Method", 2013.12.17) discloses an optical system for exposure having a structure that is quite complex and consists of expensive parts.

도 2 및 도 3은 종래의 포토리소그래피 장치의 평행빔 형성장치의 여러 실시예를 도시하고 있다. 도 2는 시준렌즈를 이용한 투과광학계를 이용한 것이고, 도 3은 포물면거울을 이용한 반사광학계를 이용한 것이다. 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 기판의 전체 면적에 평행빔을 조사하기 위해서 시준렌즈 또는 포물면거울의 단면적도 기판의 전체 면적에 상응하는 정도의 크기로 제작된다. 그런데 이러한 렌즈나 거울을 제작함에 있어서, 부피가 커질수록 전체적인 형상 정밀도를 모든 부분에서 고수준으로 끌어올리기가 어렵다. 물론 모든 부분에서 고정밀도를 가지도록 할 수는 있겠으나 이 경우 가공하는데 드는 비용이 매우 높아지게 된다.2 and 3 show several embodiments of a parallel beam forming apparatus of a conventional photolithographic apparatus. FIG. 2 is a transmission optical system using a collimating lens, and FIG. 3 is a reflection optical system using a parabolic mirror. As shown in Figs. 2 and 3, in order to irradiate a parallel beam to the entire area of the substrate, the cross-sectional area of the collimating lens or the parabolic mirror is also manufactured to have a size corresponding to the total area of the substrate. However, in manufacturing such a lens or mirror, it is difficult to raise the overall shape precision to a high level in all parts as the volume increases. Of course, it is possible to have high precision in all parts, but in this case, the cost of processing becomes very high.

또한, 일반적으로 사용되는 램프형 광원은 완전한 점광원(Point source)이 아니므로 조사되는 자외선 광선(ray)이 도 2, 3에 도시된 바와 같이 모두 수직일 수 없다. 즉, 조사되는 빛의 품질이 높은 편이 아닌 것이다. 일반적으로 매유 얇은 두께의 레지스트를 도포하는 공정의 경우라면 이로 인한 효과는 미미할 것이다. 그러나 도 2, 3에 도시한 바와 같이 레지스트의 두께가 두꺼운 경우에는 높이 방향으로 기울어지는 형상이 얻어지게 된다.In addition, since the generally used lamp type light source is not a complete point source, the irradiated ultraviolet rays cannot be all vertical as shown in FIGS. 2 and 3. In other words, the quality of the irradiated light is not high. In general, in the case of a process of applying a resist having a very thin thickness, the resulting effect will be insignificant. However, as shown in Figs. 2 and 3, when the resist is thick, a shape inclined in the height direction is obtained.

종래에는 포토레지스트 층의 두께가 수십~수백 nm 수준으로 매우 얇게 형성되는 2차원 공정이 이루어졌기 때문에, 도 2, 3에 도시된 바와 같이 포토레지스트 층에 조사되는 광이 정확한 평행빔이 아닌 경우라도 층 두께 방향으로의 오류가 명백히 드러나지 않는 수준이었다. 그러나 최근 3차원 반도체 집적기술이 꾸준히 개발되고 있고, 포토리소그래피 기법이 반도체 뿐만 아니라 미세 유체칩 등과 같은 미세 구조체의 제작에도 사용되는 등과 같이, 포토레지스트 층의 두께가 수~수백 μm 수준으로 상당히 두껍게 형성되는 경우가 증가하고 있다. 이러한 경우에는 포토레지스트 층에 조사되는 광이 정확한 평행빔이 아닌 경우 두께 방향 위치에 따른 경화 정도에 차이가 발생하여 형상 제작이 올바르게 이루어지지 않는 문제가 발생한다.Conventionally, since a two-dimensional process in which the thickness of the photoresist layer is very thin at the level of several tens to several hundred nm has been performed, even if the light irradiated to the photoresist layer is not an exact parallel beam as shown in Figs. The error in the direction of the layer thickness was not evident. However, in recent years, three-dimensional semiconductor integration technology has been steadily developed, and photolithography is used not only for semiconductors, but also for the fabrication of microstructures such as microfluidic chips, and the thickness of the photoresist layer is quite thick, ranging from several to several hundred μm. The number of cases is increasing. In this case, when the light irradiated to the photoresist layer is not an exact parallel beam, a difference in curing degree according to the position in the thickness direction occurs, causing a problem in that shape fabrication is not performed correctly.

1. 한국특허등록 제1538414호("리소그래피 장치, 프로그래밍 가능한 패터닝 디바이스 및 리소그래피 방법", 2013.12.17.)1. Korean Patent Registration No. 15386414 ("Lithographic apparatus, programmable patterning device and lithographic method", 2013.12.17.)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 포토리소그래피 장치를 저렴한 가격의 낮은 출력을 가지는 광원으로 구성함과 동시에, 광 품질을 매우 높은 수준으로 관리하여 제작 가능한 형상의 한계를 극복하는, 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법을 제공함에 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 목적은 기존에 비하여 소형 및 저출력의 광원을 사용하되, 광원 및 광원으로부터 발산되는 광을 평행빔으로 만들어주는 광학계를 모듈화하여, 모듈화된 소형의 평행광원부를 기판 상에 도포된 포토레지스트 층 상에서 이동시키면서 노광 공정이 수행되도록 함으로써, 기판 전면적에 대하여 항상 원하는 각도의 평행빔이 노광될 수 있도록 하는, 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to configure a photolithographic apparatus as a light source having a low output at an inexpensive price, and at the same time, the light quality is at a very high level. It is to provide a photolithography apparatus and method using a parallel beam, which overcomes the limitation of the shape that can be manufactured by managing it. More specifically, it is an object of the present invention to use a light source with a small size and low power compared to the conventional one, but by modularizing an optical system that makes the light source and the light emitted from the light source into a parallel beam, a modularized small parallel light source on a substrate It is to provide a photolithographic apparatus and method using a parallel beam, in which an exposure process is performed while moving on the applied photoresist layer, so that a parallel beam of a desired angle can always be exposed with respect to the entire substrate area.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치(100)는, 상면에 포토레지스트(500) 층이 도포된 기판(550) 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크(555)가 순차적으로 적층 배치되는 기판고정부(110); 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 광조사영역 면적이 상기 기판(550)의 전체 면적보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하는 평행광원부(120); 상기 평행광원부(120)에서 조사되는 광조사영역이 상기 기판(550)의 전체 면적을 스캔하도록, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120) 및 상기 기판(550)을 상대적으로 이송시키는 광원이송부(130); 상기 평행광원부(120)에서 조사되는 평행빔의 각도를 조절하는 광원회전부(140); 를 포함할 수 있다.The photolithographic apparatus 100 using a parallel beam of the present invention for achieving the above object includes a substrate 550 on which a layer of a photoresist 500 is applied and a photomask 555 on which a predetermined pattern is formed. A substrate fixing part 110 that is sequentially stacked and arranged; A parallel light source unit 120 provided above the substrate fixing unit 110 and having a light irradiation area relatively smaller than the total area of the substrate 550 and irradiating a parallel beam toward the upper surface of the substrate 550 ; The parallel light source unit 120 and the substrate 550 are arranged along a plane direction formed by the substrate 550 so that the light irradiation area irradiated from the parallel light source unit 120 scans the entire area of the substrate 550. A light source transfer unit 130 for relatively transporting; A light source rotating unit 140 for adjusting an angle of a parallel beam irradiated from the parallel light source unit 120; It may include.

이 때 상기 평행광원부(120)는, 하면이 개방된 투과계하우징(121a)과, 상기 투과계하우징(121a) 내 상측에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 투과계점광원(121b)과, 상기 투과계하우징(121a) 내 상기 투과계점광원(121b) 하측에 구비되어 상기 투과계점광원(121b)에서 발산되는 광을 투과시켜 평행빔으로 변환하는 시준렌즈(121c)를 포함하며, 상기 투과계점광원(121b)에서 발산된 광이 상기 시준렌즈(121c)를 투과하여 만들어진 평행빔이 상기 투과계하우징(121a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어질 수 있다.At this time, the parallel light source unit 120 includes a transmission system housing 121a having an open bottom surface, a transmission system point light source 121b provided on an upper side of the transmission system housing 121a to emit light in all directions, and the And a collimating lens 121c provided under the transmission point light source 121b in the transmission housing 121a to transmit the light emitted from the transmission point light source 121b and convert it into a parallel beam, and the transmission point light source The parallel beam generated by the light emitted from 121b passing through the collimating lens 121c is irradiated to the lower surface of the transmission housing 121a, thereby irradiating the parallel beam toward the upper surface of the substrate 550.

또는 상기 평행광원부(120)는, 하면이 개방된 반사계하우징(122a)과, 상기 반사계하우징(122a) 내에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 반사계점광원(122b)과, 상기 반사계하우징(122a) 내 상기 반사계점광원(122b) 상측에 구비되어 상기 반사계점광원(122b)에서 발산되는 광을 반사시켜 평행빔으로 변환하는 포물면거울(122c)을 포함하며, 상기 반사계점광원(122b)에서 발산된 광이 상기 포물면거울(122c)에서 반사되어 만들어진 평행빔이 상기 반사계하우징(122a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어질 수 있다.Alternatively, the parallel light source unit 120 includes a reflection system housing 122a having an open bottom surface, a reflection system point light source 122b provided in the reflection system housing 122a to emit light in all directions, and the reflection system housing It includes a parabolic mirror (122c) provided above the reflection point light source (122b) in (122a) and converts the light emitted from the reflection point light source (122b) into a parallel beam, and the reflection point light source (122b) The parallel beam generated by reflecting the light emitted from the parabolic mirror 122c is irradiated to the lower surface of the reflective housing 122a, thereby irradiating the parallel beam toward the upper surface of the substrate 550.

이 때 상기 광원이송부(130)는, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120)를 이송시키도록 이루어질 수 있다. 또한 상기 광원회전부(140)는, 상기 평행광원부(120) 전체를 회전시키도록 이루어질 수 있다.In this case, the light source transfer unit 130 may be provided above the substrate fixing unit 110 and may be configured to transfer the parallel light source unit 120 along a plane direction formed by the substrate 550. In addition, the light source rotation unit 140 may be configured to rotate the entire parallel light source unit 120.

또는 상기 평행광원부(120)는, 측면 일부 및 하면이 개방된 하우징(123a)과, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행한 방향으로 진행하며 상기 하우징(123a)의 개방된 측면 일부를 향해 조사되는 평행빔을 발산하는 대형평행빔광원(123b)과, 상기 하우징(123a) 내에 구비되어 상기 하우징(123a)의 개방된 측면 일부로 조사되는 광을 반사시켜 하방으로 광경로를 변경하는 반사거울(123c)을 포함하며, 상기 대형평행빔광원(123b)에서 조사된 평행빔이 상기 반사거울(123c)에 의해 광경로가 변경되어 상기 하우징(123a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어질 수 있다.Alternatively, the parallel light source unit 120 proceeds in a direction parallel to a plane formed by the housing 123a having a part of the side surface and the lower surface open and the substrate 550, and toward a part of the open side surface of the housing 123a. A large parallel beam light source 123b that emits a parallel beam to be irradiated, and a reflection mirror provided in the housing 123a to change the optical path downward by reflecting light irradiated to a part of the open side of the housing 123a. 123c), wherein the parallel beam irradiated from the large parallel beam light source 123b is irradiated to the lower surface of the housing 123a by changing the optical path by the reflective mirror 123c, so that the upper surface of the substrate 550 It can be made to irradiate a parallel beam toward.

이 때 상기 광원이송부(130)는, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 하우징(123a) 및 상기 반사거울(123c)로 이루어지는 조립체를 이송시키도록 이루어지며, 상기 대형평행빔광원(123b)은 고정 구비될 수 있다. 또한 상기 광원회전부(140)는, 상기 반사거울(123c)을 회전시키도록 이루어질 수 있다.In this case, the light source transfer unit 130 is provided on the upper side of the substrate fixing unit 110 and includes the housing 123a and the reflective mirror 123c along a plane direction formed by the substrate 550 It is made to transfer, and the large parallel beam light source 123b may be fixedly provided. In addition, the light source rotating unit 140 may be configured to rotate the reflective mirror 123c.

또한 상기 포토리소그래피 장치(100)는, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행한 평면을 형성하는 마스크고정부(151)와, 상기 기판고정부(110) 및 상기 마스크고정부(151) 사이에 개재되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면에 수직하게 연장되고, 신축가능하게 이루어져, 상기 기판고정부(110) 및 상기 마스크고정부(151) 사이 간격을 조절하는 수직조절부(152)와, 상기 수직조절부(152) 및 상기 마스크고정부(151) 사이에 개재되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행하게 이송가능하게 이루어져, 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555) 간 정렬 위치를 조절하는 수평조절부(153)를 포함하는 마스크정렬부(150); 를 더 포함할 수 있다.In addition, the photolithographic apparatus 100 includes a mask fixing part 151 provided above the substrate fixing part 110 and forming a plane parallel to a plane formed by the substrate 550, and the substrate fixing part Interposed between 110 and the mask fixing part 151, extending perpendicular to a plane formed by the substrate 550, and made to be stretchable, the substrate fixing part 110 and the mask fixing part 151 ) Is interposed between the vertical adjustment unit 152 for adjusting the interval between the vertical adjustment unit 152 and the mask fixing unit 151, and is made to be transportable in parallel with the plane formed by the substrate 550 , A mask alignment unit 150 including a horizontal adjustment unit 153 for adjusting an alignment position between the substrate 550 and the photomask 555; It may further include.

또한 본 발명의 평행빔을 이용한 포토리소그래피 방법은, 상면에 포토레지스트(500) 층이 도포된 기판(550) 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크(555)가 기판고정부(110) 상면에 순차적으로 적층 배치되는 기판배치단계; 광원회전부(140)에 의하여 평행광원부(120)에서 조사되는 평행빔의 각도가 조절되는 평행빔각도조절단계; 광원이송부(130)에 의하여 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120) 및 상기 기판(550)이 상대적으로 이송되어, 상기 광원회전부(140)에 의하여 설정된 각도로 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하는 상기 평행광원부(120)가 상기 기판(550)을 스캔하여 노광하는 평행빔노광단계; 를 포함할 수 있다.In addition, in the photolithography method using a parallel beam of the present invention, a substrate 550 on which a layer of photoresist 500 is applied on an upper surface and a photomask 555 on which a predetermined pattern is formed are sequentially placed on the upper surface of the substrate fixing unit 110. A substrate arrangement step that is stacked and disposed; A parallel beam angle adjustment step of adjusting the angle of the parallel beam irradiated from the parallel light source unit 120 by the light source rotating unit 140; The parallel light source unit 120 and the substrate 550 are relatively transferred along the plane direction formed by the substrate 550 by the light source transfer unit 130, and the light source rotation unit 140 moves the light source at an angle set by the light source rotation unit 140. A parallel beam exposure step in which the parallel light source unit 120 irradiating a parallel beam toward an upper surface of the substrate 550 scans and exposes the substrate 550; It may include.

이 때 상기 포토리소그래피 방법은, 상기 평행빔노광단계 이전에 상기 평행빔각도조절단계가 단일 회 수행됨에 따라, 상기 포토레지스트(500) 층이 노광 및 경화되어 상기 기판(550) 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판(550) 평면 상의 위치에 따라 서로 동일하게 형성되거나, 상기 평행빔노광단계 이전 또는 수행 중에 상기 평행빔각도조절단계가 복수 회 수행됨에 따라, 상기 포토레지스트(500) 층이 노광 및 경화되어 상기 기판(550) 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판(550) 평면 상의 위치에 따라 서로 상이하게 형성되도록 이루어질 수 있다.In this case, the photolithography method is a structure formed on the substrate 550 by exposing and curing the photoresist 500 layer as the parallel beam angle adjustment step is performed a single time before the parallel beam exposure step. As the inclination angle of the height direction of the substrate 550 is formed equal to each other according to the position on the plane of the substrate 550, or the parallel beam angle adjustment step is performed multiple times before or during the parallel beam exposure step, the photoresist 500 ) The layer is exposed and cured so that the inclination angle in the height direction of the structure formed on the substrate 550 may be formed to be different from each other according to the position on the plane of the substrate 550.

또한 상기 평행빔노광단계는, 평행빔의 이동 속도(Speed) 및 평행빔의 이동 간격(Y_gap)을 사용하여 상기 포토레지스트(500) 층의 경화에 필요한 광 에너지량이 제어되면서 노광이 수행되도록 이루어질 수 있다.In addition, the parallel beam exposure step may be performed so that exposure is performed while controlling the amount of light energy required for curing the photoresist 500 layer by using the moving speed of the parallel beam (Speed) and the moving distance of the parallel beam (Y_gap). have.

또한 상기 포토리소그래피 방법은, 상기 기판배치단계 및 상기 평행빔각도조절단계 사이에, 마스크정렬부(150)에 의하여 상기 기판(550)이 형성하는 평면에 수직 및 수평 방향으로 상기 포토마스크(555)가 이송되어 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555)가 정렬되는 마스크정렬단계; 를 더 포함할 수 있다.In addition, the photolithography method includes, between the substrate arranging step and the parallel beam angle adjusting step, the photomask 555 in a direction perpendicular and horizontal to a plane formed by the substrate 550 by the mask alignment unit 150. A mask alignment step in which the substrate 550 and the photomask 555 are aligned by being transferred; It may further include.

본 발명에 의하면, 광원 및 광원으로부터 발산되는 광을 평행빔으로 만들어주는 광학계를 모듈화하여, 모듈화된 소형의 평행광원부를 기판 상에 도포된 포토레지스트 층 상에서 이동시키면서 노광 공정이 수행되도록 함으로써, 기판 전면적에 대하여 항상 원하는 각도의 평행빔이 노광될 수 있도록 하는 큰 효과가 있다.According to the present invention, the optical system that converts the light source and the light emitted from the light source into a parallel beam is modularized so that the exposure process is performed while moving the modularized small parallel light source on the photoresist layer applied on the substrate. There is a great effect of allowing a parallel beam of a desired angle to be exposed at all times.

이처럼 본 발명에 의하면 기판 전면적에 대한 광 품질, 즉 평행빔의 조사 각도 균일성이 향상되는 효과에 의하여, 3차원 반도체나 미세 구조체 제작 등과 같이 포토레지스트 층의 두께가 수~수백 μm 수준으로 상당히 두껍게 형성되는 경우에 특히, 정확하게 원하는 광 조사 각도를 확보 및 유지함에 따라 제작되는 미세 구조체의 정확도 및 정밀도를 훨씬 향상시킬 수 있게 된다. 즉 본 발명에 의하면, 보다 다양한 나노 및 마이크로미터 크기의 미세 구조체 제작이 가능하여, 광학, 바이오, 에너지 등 다양한 분야에서의 기능 구현을 위한 부품 제조에 활용이 가능한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, due to the effect of improving the light quality over the entire area of the substrate, that is, the uniformity of the irradiation angle of the parallel beam, the thickness of the photoresist layer is considerably thick, such as in the manufacture of 3D semiconductors or microstructures. In the case where it is formed, it is possible to significantly improve the accuracy and precision of the manufactured microstructure by securing and maintaining an accurately desired light irradiation angle. That is, according to the present invention, it is possible to manufacture a more diverse nano- and micrometer-sized microstructures, thereby obtaining an effect that can be utilized in manufacturing parts for implementing functions in various fields such as optics, biotechnology, and energy.

특히 본 발명에 의하면, 이러한 평행광원부을 구성함에 있어서, 광원도 기존에 비해 훨씬 소형 및 저출력으로 구성할 수 있고, 광학계 역시 소형으로 만들어지기 때문에 기존에 비해 정밀도를 향상시킴에 따른 제작비용 상승 문제가 훨씬 완화되는 바, 전체적인 장치 구현을 위한 제작 비용을 크게 저감할 수 있는 경제적 효과가 있다.In particular, according to the present invention, in configuring such a parallel light source unit, the light source can be configured with a much smaller size and lower power than the conventional one, and since the optical system is also made smaller, the problem of increasing the manufacturing cost by improving the precision compared to the conventional one is much As it is alleviated, there is an economic effect that can significantly reduce the manufacturing cost for implementing the overall device.

도 1은 일반적인 포토리소그래피 공정 단계도.
도 2 및 도 3은 종래의 포토리소그래피 장치의 평행빔 형성장치의 여러 실시예.
도 4는 본 발명의 포토리소그래피 장치의 기본 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 포토리소그래피 장치의 평행광원부의 여러 실시예.
도 6 및 도 7은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 최적 실시예.
도 8은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 최적 실시예의 상면도.
도 9는 도 8의 상면도에서 평행광원부의 이동 궤적 예시.
도 10은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 확장 실시예.1 is a general photolithography process step diagram.
2 and 3 are several embodiments of a parallel beam forming apparatus of a conventional photolithographic apparatus.
Fig. 4 shows a basic embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention.
5 shows several embodiments of a parallel light source portion of the photolithographic apparatus of the present invention.
6 and 7 are an optimal embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention.
8 is a top view of an optimal embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention.
9 is an example of a movement trajectory of a parallel light source in the top view of FIG. 8.
10 is an extended embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 평행빔을 이용한 포토리소그래피 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a photolithographic apparatus and method using a parallel beam according to the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 포토리소그래피 장치 및 방법의 최적 실시예Optimal embodiment of the photolithographic apparatus and method of the present invention

도 4는 본 발명의 포토리소그래피 장치의 기본 실시예를 도시하고 있으며, 도 5는 본 발명의 포토리소그래피 장치의 평행광원부의 여러 실시예를 도시하고 있다. 또한 도 6 및 도 7은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 최적 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 포토리소그래피 장치(100)는, 도 6 및 도 7의 최적 실시예에 도시된 바와 같이, 기판고정부(110), 평행광원부(120), 광원이송부(130), 광원회전부(140)를 포함할 수 있는데, 이하에서 도 6 및 도 7의 최적 실시예에 도시된 각부에 대하여 전체적으로 간략히 설명한다. 이 때 상기 평행광원부(120)의 세부적인 구성에 따라 상기 광원회전부(140)의 구체적인 구성이 달라질 수 있는 바, 도 4를 통해 상기 광원회전부(140)가 생략된 기본실시예의 구성을 이해하고, 도 5를 통해 상기 평행광원부(120)의 세부적인 구성을 살펴보면서 그에 따른 상기 광원회전부(140)의 구체적인 구성을 이해하는 것이 바람직하다.Fig. 4 shows a basic embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention, and Fig. 5 shows several embodiments of the parallel light source portion of the photolithographic apparatus of the present invention. 6 and 7 also show an optimal embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention. The photolithographic apparatus 100 of the present invention includes a substrate fixing unit 110, a parallel light source unit 120, a light source transfer unit 130, and a light source rotating unit 140, as shown in the optimal embodiment of FIGS. 6 and 7. ) May be included. Hereinafter, the respective parts shown in the optimal embodiments of FIGS. 6 and 7 will be described in brief. At this time, the specific configuration of the light source rotating unit 140 may be changed according to the detailed configuration of the parallel light source unit 120, and understand the configuration of the basic embodiment in which the light source rotating unit 140 is omitted through FIG. 4, It is preferable to understand the detailed configuration of the light source rotating unit 140 according to the detailed configuration of the parallel light source unit 120 through FIG. 5.

상기 기판고정부(110)는, 상면에 포토레지스트(500) 층이 도포된 기판(550) 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크(555)가 순차적으로 적층 배치됨으로써 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555)를 지지 고정하는 역할을 한다.The substrate fixing part 110 includes a substrate 550 on which a photoresist 500 layer is applied and a photomask 555 on which a predetermined pattern is formed are sequentially stacked and disposed, so that the substrate 550 and the photomask It serves to support and fix (555).

상기 평행광원부(120)는, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 광조사영역 면적이 상기 기판(550)의 전체 면적보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하는 역할을 한다. 상기 평행광원부(120)의 세부적인 구성은 도 5에 도시되며, 이에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다.The parallel light source unit 120 is provided on the upper side of the substrate fixing unit 110, and the light irradiation area is formed relatively smaller than the total area of the substrate 550, and a parallel beam toward the upper surface of the substrate 550 It serves to investigate. The detailed configuration of the parallel light source unit 120 is shown in FIG. 5, which will be described in more detail later.

상기 광원이송부(130)는, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120) 및 상기 기판(550)을 상대적으로 이송시키는 역할을 한다. 이에 따라 상기 평행광원부(120)에서 조사되는 광조사영역이 상기 기판(550)의 전체 면적을 스캔할 수 있게 된다. 도 4 내지 도 7 등에서는 상기 광원이송부(130)가 상기 평행광원부(120)를 이송하는 것으로 도시하고 있으나, 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 상기 평행광원부(120)는 고정적으로 설치되되 상기 광원이송부(130)가 상기 기판고정부(110)를 이송함으로써 상대적인 광조사영역의 이동이 이루어질 수 있도록 할 수도 있고, 또는 상기 광원이송부(130)가 상기 평행광원부(120) 및 상기 기판고정부(110)를 둘 다 이송하도록 형성될 수도 있는 등, 본 발명의 기술취지 범위 내에서 다양한 변경 실시가 가능하다.The light source transfer unit 130 serves to relatively transfer the parallel light source unit 120 and the substrate 550 along a plane direction formed by the substrate 550. Accordingly, the light irradiation area irradiated from the parallel light source unit 120 can scan the entire area of the substrate 550. In FIGS. 4 to 7 etc., the light source transfer unit 130 is shown to transfer the parallel light source unit 120, but of course the present invention is not limited thereto, and the parallel light source unit 120 is fixedly installed. The light source transfer unit 130 may transfer the substrate fixing unit 110 so that the relative light irradiation area can be moved, or the light source transfer unit 130 may be configured to include the parallel light source unit 120 and the substrate. Various modifications may be implemented within the scope of the present invention, such as may be formed to transport both the fixing unit 110.

상기 광원회전부(140)는, 상기 평행광원부(120)에서 조사되는 평행빔의 각도를 조절하는 역할을 한다. 상기 광원회전부(140)가 평행빔의 각도를 조절함에 따라, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 인위적으로 기울어진 단면 형상을 가지는 구조체를 형성하는 것이 매우 원활하고 용이하게 실현될 수 있다.The light source rotating unit 140 serves to adjust the angle of the parallel beam irradiated from the parallel light source unit 120. As the light source rotating unit 140 adjusts the angle of the parallel beam, it can be very smoothly and easily realized to form a structure having an artificially inclined cross-sectional shape as shown in FIGS. 6 and 7.

즉 이와 같은 본 발명의 포토리소그래피 장치(100)를 사용한 포토리소그래피 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 상면에 포토레지스트(500) 층이 도포된 기판(550) 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크(555)가 기판고정부(110) 상면에 순차적으로 적층 배치되는 기판배치단계가 이루어진다. 다음으로 광원회전부(140)에 의하여 평행광원부(120)에서 조사되는 평행빔의 각도가 조절되는 평행빔각도조절단계가 이루어진다. 이 때 도 4에서와 같이 상기 포토레지스트(500) 층에 대하여 수직으로 평행빔이 조사되게 할 수도 있고, 도 6 및 도 7에서와 같이 상기 포토레지스트(500) 층에 대하여 경사지게 평행빔이 조사되게 할 수도 있는 등, 제작하고자 하는 미세 구조체의 형상에 따라 평행빔의 각도가 원하는 대로 적절하게 조절될 수 있다. 다음으로 광원이송부(130)에 의하여 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120) 및 상기 기판(550)이 상대적으로 이송되어, 상기 광원회전부(140)에 의하여 설정된 각도로 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하는 상기 평행광원부(120)가 상기 기판(550)을 스캔하여 노광하는 평행빔노광단계가 이루어짐으로써, 도 4(B), 도 6(B) 또는 도 7(B)와 같이 원하는 형상이 높은 정확도로 경화된 포토레지스트(500) 층을 얻을 수 있으며, 이후 현상 공정을 더 거침으로써 도 4(C), 도 6(C) 또는 도 7(C)와 같이 원하는 형상을 정확하게 얻을 수 있게 된다.That is, the photolithography method using the photolithography apparatus 100 of the present invention will be described step by step as follows. First, a substrate arranging step is performed in which the substrate 550 on which the photoresist 500 layer is applied and the photomask 555 having a predetermined pattern formed thereon are sequentially stacked and disposed on the upper surface of the substrate fixing unit 110. Next, a parallel beam angle adjustment step in which the angle of the parallel beam irradiated from the parallel light source unit 120 is adjusted by the light source rotating unit 140 is performed. In this case, a parallel beam may be irradiated vertically to the photoresist 500 layer as shown in FIG. 4, or a parallel beam may be irradiated obliquely to the photoresist 500 layer as shown in FIGS. 6 and 7. The angle of the parallel beam can be appropriately adjusted as desired according to the shape of the microstructure to be manufactured, such as may be done. Next, the parallel light source unit 120 and the substrate 550 are relatively transferred along the plane direction formed by the substrate 550 by the light source transfer unit 130, and the angle set by the light source rotation unit 140 By performing a parallel beam exposure step in which the parallel light source unit 120 irradiating a parallel beam toward the top surface of the substrate 550 scans and exposes the substrate 550, FIGS. 4(B) and 6(B) Alternatively, a layer of photoresist 500 cured with high accuracy in a desired shape may be obtained as shown in FIG. 7(B), and then, by further passing through a developing process, FIG. 4(C), 6(C), or 7(C) ), you can get the desired shape exactly.

더불어 본 발명의 포토리소그래피 방법에서는, 도 6의 실시예에 나타난 바와 같이 상기 평행빔노광단계 이전에 상기 평행빔각도조절단계가 단일 회 수행될 수도 있고, 또는 도 7의 실시예에 나타난 바와 같이 상기 평행빔노광단계 이전 또는 수행 중에 상기 평행빔각도조절단계가 복수 회 수행될 수도 있다. 먼저 도 6의 실시예에서처럼 상기 평행빔노광단계 이전에 상기 평행빔각도조절단계가 단일 회 수행될 경우, 상기 포토레지스트(500) 층이 노광 및 경화되어 상기 기판(550) 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도는 도 6(C)에 도시된 바와 같이 상기 기판(550) 평면 상의 위치에 따라 서로 동일하게 형성된다. 한편 도 7의 실시예에서처럼 상기 평행빔노광단계 이전 또는 수행 중에 상기 평행빔각도조절단계가 복수 회 수행될 경우, 상기 포토레지스트(500) 층이 노광 및 경화되어 상기 기판(550) 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도는 도 7(C)에 도시된 바와 같이 상기 기판(550) 평면 상의 위치에 따라 서로 상이하게 형성된다. 즉 본 발명의 포토리소그래피 방법을 활용하여, 종래에 비해 훨씬 높은 자유도로 보다 다양한 형상의 미세 구조물을 제작할 수 있게 되는 것이다.In addition, in the photolithography method of the present invention, the parallel beam angle adjustment step may be performed a single time before the parallel beam exposure step, as shown in the embodiment of FIG. 6, or as shown in the embodiment of FIG. The parallel beam angle adjustment step may be performed multiple times before or during the parallel beam exposure step. First, when the parallel beam angle adjustment step is performed a single time before the parallel beam exposure step as in the embodiment of FIG. 6, the photoresist 500 layer is exposed and cured to form a structure formed on the substrate 550. The inclination angle in the height direction is formed equal to each other according to the position on the plane of the substrate 550 as shown in FIG. 6C. Meanwhile, when the parallel beam angle adjustment step is performed multiple times before or during the parallel beam exposure step as in the embodiment of FIG. 7, the photoresist 500 layer is exposed and cured to form on the substrate 550. The inclination angle in the height direction of the structure is formed to be different from each other according to the position on the plane of the substrate 550 as shown in FIG. 7(C). That is, by using the photolithography method of the present invention, it is possible to manufacture a microstructure of various shapes with a much higher degree of freedom than in the prior art.

도 8은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 최적 실시예의 상면도이며, 도 9는 도 8의 상면도에서 평행광원부의 이동 궤적 예시를 도시하고 있다. 본 발명의 포토리소그래피 장치에서, 도 8의 상면도에 도시된 바와 같이 평행빔이 이동할 수 있는 거리는 X, Y축 방향으로 각각 X_origin에서부터 X_limit까지, Y_origin에서부터 Y_limit까지로 제한된다. 그러나 사용하고자 하는 기판 및 포토마스크의 크기가 이보다 작은 영역인 경우 또는 포토마스크 내에 실제로 광 조사가 필요한 영역이 작은 경우에는, 실제로 평행빔이 이동할 영역은 X_start부터 X_finish까지, Y_start부터 Y_finish까지로 제한할 수 있으며, 이 경우 광 조사를 위한 시간을 단축하여 효율적인 공정이 가능하다. 이 때 설정된 영역 내에서 가변할 수 있는 값은 평행빔의 이동 속도(Speed) 및 평행빔의 이동 간격(Y_gap)이며, 즉 상기 평행빔노광단계는, 평행빔의 이동 속도(Speed) 및 평행빔의 이동 간격(Y_gap)을 사용하여 상기 포토레지스트(500) 층의 경화에 필요한 광 에너지량이 제어되면서 노광이 수행되도록 이루어질 수 있다.8 is a top view of an optimal embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention, and FIG. 9 shows an example of a movement trajectory of a parallel light source in the top view of FIG. In the photolithographic apparatus of the present invention, as shown in the top view of FIG. 8, the distance that the parallel beam can move is limited to X_origin to X_limit and Y_origin to Y_limit in the X and Y axis directions, respectively. However, when the size of the substrate and photomask to be used is a smaller area, or when the area that actually needs light irradiation within the photomask is small, the area to which the parallel beam will actually move is limited to X_start to X_finish and Y_start to Y_finish. In this case, an efficient process is possible by shortening the time for light irradiation. In this case, the variable values within the set area are the moving speed of the parallel beam (Speed) and the moving distance of the parallel beam (Y_gap). The exposure may be performed while controlling the amount of light energy required for curing the photoresist 500 layer by using the movement gap Y_gap of.

앞서 설명한 바와 같이 종래에는 대부분 2차원 반도체 공정에 포토리소그래피 기법을 사용하였으며, 이 때 포토레지스트 층의 두께가 수십~수백 nm 수준으로 매우 얇게 형성되었기 때문에, 도 2, 3에 도시된 바와 같이 포토레지스트에 조사되는 광이 평행빔이 아니더라도(즉 광 품질이 나쁘더라도) 이로 인한 형상 오류가 무시할 수 있는 수준이었다. 그러나 최근 MEMS, 미세 유체칩 등과 같은 미세 구조체 제작에 포토리소그래피 기법을 사용하고자 하는 시도가 늘어나고 있으며, 이러한 경우 포토레지스트 층의 두께가 수~수백 μm 수준으로 상당히 두껍게 형성되기 때문에, 도 2, 3에 도시된 바와 같은 불량한 광 품질로 인한 형상 오류가 상당히 크게 발생하게 되었다.As described above, photolithography techniques were used in most two-dimensional semiconductor processes in the past, and at this time, since the thickness of the photoresist layer was very thin at the level of tens to several hundred nm, as shown in FIGS. 2 and 3 Even if the light irradiated to the beam was not a parallel beam (ie, the light quality was poor), the resulting shape error was negligible. However, recent attempts to use photolithography techniques to fabricate microstructures such as MEMS and microfluidic chips are increasing, and in this case, since the thickness of the photoresist layer is formed considerably thick at the level of several to several hundred μm, Figs. As shown, shape errors due to poor light quality have occurred considerably.

그러나 본 발명에서는, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 모듈화된 소형의 평행광원부(120)를 기판 상에 도포된 포토레지스트 층 상에서 이동시키면서 노광 공정이 수행되도록 하고 있다. 즉 본 발명의 상기 평행광원부(120)는 도 2, 3에 도시된 바와 같은 기존의 광원에 비해 훨씬 작게 형성되는 바, 특히 도 5에 도시된 바와 같이 점광원을 사용할 수 있으며, 따라서 훨씬 고품질로 정제된 평행빔을 얻을 수 있다.However, in the present invention, as shown in FIGS. 4 to 7, an exposure process is performed while moving the modularized small parallel light source unit 120 on the photoresist layer applied on the substrate. That is, the parallel light source unit 120 of the present invention is formed much smaller than that of the conventional light source as shown in FIGS. 2 and 3, and in particular, a point light source can be used as shown in FIG. A purified parallel beam can be obtained.

이처럼 본 발명에서 평행빔의 조사 각도 균일성이 향상됨으로써 정확하게 원하는 광 조사 각도를 확보 및 유지함에 따라, 앞서 설명한 바와 같이 포토레지스트 층의 두께가 상당히 두껍게 형성되는 경우에도 제작되는 미세 구조체의 정확도 및 정밀도를 훨씬 향상시킬 수 있다. 특히 기존에는 이론적으로는 수직 방향으로의 평행빔 조사밖에는 이루어지지 못하였기 때문에 도 6(C) 또는 도 7(C)에 도시된 바와 같이 높이(두께) 방향으로 경사진 형태의 구조물을 제작하기에 큰 어려움이 있었으나, 본 발명에서는 도 6(A) 또는 도 7(A)에 도시된 바와 같이 평행빔을 원하는 경사 각도로 조사함으로써 매우 쉽게 도 6(C) 또는 도 7(C)와 같은 형상을 제작할 수 있다. 이처럼 평행빔의 조사 각도 균일성을 향상함과 동시에 조사 각도의 자유로운 조절이 가능해짐으로써, 제작할 수 있는 미세 구조체의 형상 자유도가 훨씬 커지게 된다.As described above, as the uniformity of the irradiation angle of the parallel beam is improved in the present invention, the accuracy and precision of the microstructure produced even when the thickness of the photoresist layer is formed considerably thick as described above is secured and maintained. Can be much improved. In particular, since conventionally, only parallel beam irradiation in the vertical direction was performed, it is difficult to manufacture a structure inclined in the height (thickness) direction as shown in Fig. 6(C) or 7(C). Although there was a great difficulty, in the present invention, as shown in FIG. 6(A) or 7(A), by irradiating the parallel beam at a desired inclination angle, the shape as in FIG. 6(C) or 7(C) Can be produced. As such, the uniformity of the irradiation angle of the parallel beam is improved, and the free adjustment of the irradiation angle is possible, so that the degree of freedom in the shape of the microstructure that can be manufactured is much greater.

뿐만 아니라 앞서 설명한 바와 같이 렌즈나 거울 등과 같은 광학 부품의 경우 크기가 커질수록 전체적인 형상 정밀도를 향상하기 위해서는 제작 비용이 크게 상승하게 되는데, 본 발명의 경우 평행광원부 자체가 소형으로 이루어지기 때문에 이를 구성하는 광학 부품 역시 소형으로 이루어지며, 따라서 기존에 비해 정밀도를 향상시킴에 따른 제작비용 상승 문제가 훨씬 완화된다. 즉 본 발명에 의하면, 상기 평행광원부(120)를 기존에 비해 훨씬 소형 및 저출력으로 구성하며, 그로 인하여 전체적인 장치 구현을 위한 제작 비용을 크게 저감할 수 있게 되는 것이다.In addition, as described above, in the case of an optical component such as a lens or a mirror, the larger the size, the greater the manufacturing cost in order to improve the overall shape accuracy.In the case of the present invention, since the parallel light source itself is made compact, The optical component is also made of a small size, and thus, the problem of increasing the manufacturing cost by improving the precision compared to the existing one is greatly alleviated. That is, according to the present invention, the parallel light source unit 120 is configured to have a much smaller size and lower power than the conventional one, and thereby it is possible to greatly reduce the manufacturing cost for implementing the overall device.

이하에서는 도 5를 참조하여 상기 평행광원부(120)의 여러 실시예를 설명하고, 또한 각 실시예에 따른 상기 회전광원부(140)의 구체적인 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the parallel light source unit 120 will be described with reference to FIG. 5, and a specific configuration of the rotating light source unit 140 according to each embodiment will be described in more detail.

도 5(A)는 상기 평행광원부(120)가 투과광학계를 이용하여 평행빔을 형성한다. 도 5(A)의 실시예에서 상기 평행광원부(120)는, 하면이 개방된 투과계하우징(121a)과, 상기 투과계하우징(121a) 내 상측에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 투과계점광원(121b)과, 상기 투과계하우징(121a) 내 상기 투과계점광원(121b) 하측에 구비되어 상기 투과계점광원(121b)에서 발산되는 광을 투과시켜 평행빔으로 변환하는 시준렌즈(121c)를 포함한다. 이와 같이 이루어진 상기 평행광원부(120)에서는, 상기 투과계점광원(121b)에서 발산된 광이 상기 시준렌즈(121c)를 투과하여 만들어진 평행빔이 상기 투과계하우징(121a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어진다. 즉 도 5(A)의 광학계 구조는 종래의 도 2의 광학계 구조와 유사하다고 볼 수 있다. 그러나 도 2의 경우 광원이 점광원이 아니기 때문에 광 품질이 불량한 반면, 도 5(A)의 경우 광원이 점광원이기 때문에 고품질의 평행빔을 얻을 수 있다.5A, the parallel light source unit 120 forms a parallel beam using a transmission optical system. In the embodiment of FIG. 5(A), the parallel light source unit 120 has a transmission system housing 121a with an open bottom surface, and a transmission system provided on an upper side of the transmission system housing 121a to emit light in all directions. A light source 121b and a collimating lens 121c provided below the transmission point light source 121b in the transmission housing 121a to transmit the light emitted from the transmission point light source 121b to convert it into a parallel beam. Include. In the parallel light source unit 120 made as described above, the parallel beam generated by the light emitted from the transmission system point light source 121b transmitted through the collimating lens 121c is irradiated to the lower surface of the transmission system housing 121a, so that the substrate (550) It is made to irradiate a parallel beam toward the top surface. That is, it can be seen that the optical system structure of FIG. 5A is similar to the conventional optical system structure of FIG. 2. However, in the case of FIG. 2, since the light source is not a point light source, the light quality is poor. In the case of FIG. 5(A), since the light source is a point light source, a high-quality parallel beam can be obtained.

도 5(B)는 상기 평행광원부(120)가 반사광학계를 이용하여 평행빔을 형성한다. 도 5(B)의 실시예에서 상기 평행광원부(120)는, 하면이 개방된 반사계하우징(122a)과, 상기 반사계하우징(122a) 내에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 반사계점광원(122b)과, 상기 반사계하우징(122a) 내 상기 반사계점광원(122b) 상측에 구비되어 상기 반사계점광원(122b)에서 발산되는 광을 반사시켜 평행빔으로 변환하는 포물면거울(122c)을 포함한다. 이와 같이 이루어진 상기 평행광원부(120)에서는, 상기 반사계점광원(122b)에서 발산된 광이 상기 포물면거울(122c)에서 반사되어 만들어진 평행빔이 상기 반사계하우징(122a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어진다.5(B), the parallel light source unit 120 forms a parallel beam using a reflection optical system. In the embodiment of FIG. 5(B), the parallel light source unit 120 includes a reflective housing 122a with an open lower surface, and a reflective point light source provided in the reflective housing 122a to emit light in all directions ( 122b), and a parabolic mirror 122c that is provided above the reflective point light source 122b in the reflective housing 122a to reflect light emitted from the reflective point light source 122b and convert it into a parallel beam. . In the parallel light source unit 120 made as described above, the parallel beam generated by reflecting the light emitted from the reflective point light source 122b from the parabolic mirror 122c is irradiated to the lower surface of the reflective housing 122a, and thus the substrate (550) It is made to irradiate a parallel beam toward the top surface.

도 5(A) 및 도 5(B)의 실시예에서는, 상기 평행광원부(120) 전체가 일체로서 모듈화될 수 있게 된다. 이 경우 상대적으로 큰 부피 및 중량을 가지는 상기 기판고정부(110)보다는, 상대적으로 작은 부피 및 중량을 가지는 상기 평행광원부(120)를 이송시키는 것이 동역학적으로나 에너지 효율적으로 보다 유리함은 자명하다. 따라서 상기 광원이송부(130)는, 도 5(A) 및 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부(120)를 이송시키도록 이루어질 수 있다. 또한 이 때 상기 광원회전부(140)는, 역시 도 5(A) 및 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 일체로 모듈화된 상기 평행광원부(120) 전체를 회전시키도록 이루어질 수 있다.In the embodiments of FIGS. 5A and 5B, the entire parallel light source unit 120 can be integrated and modularized. In this case, it is apparent that it is more advantageous dynamically and energy-efficiently to transfer the parallel light source unit 120 having a relatively small volume and weight, rather than the substrate fixing unit 110 having a relatively large volume and weight. Accordingly, the light source transfer unit 130 is provided on the upper side of the substrate fixing unit 110, as shown in Figs. 5A and 5B, and has a plane direction formed by the substrate 550. Accordingly, it may be configured to transfer the parallel light source unit 120. In addition, at this time, the light source rotating unit 140 may be configured to rotate the entire parallel light source unit 120, which is also modularized as shown in Figs. 5A and 5B.

도 5(C)는 상기 평행광원부(120)가 별도의 대형평행빔광원을 이용하여 평행빔을 형성한다. 도 5(C)의 실시예에서 상기 평행광원부(120)는, 측면 일부 및 하면이 개방된 하우징(123a)과, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행한 방향으로 진행하며 상기 하우징(123a)의 개방된 측면 일부를 향해 조사되는 평행빔을 발산하는 대형평행빔광원(123b)과, 상기 하우징(123a) 내에 구비되어 상기 하우징(123a)의 개방된 측면 일부로 조사되는 광을 반사시켜 하방으로 광경로를 변경하는 반사거울(123c)을 포함한다. 이와 같이 이루어진 상기 평행광원부(120)에서는, 상기 대형평행빔광원(123b)에서 조사된 평행빔이 상기 반사거울(123c)에 의해 광경로가 변경되어 상기 하우징(123a) 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판(550) 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어진다.5C, the parallel light source part 120 forms a parallel beam using a separate large parallel beam light source. In the embodiment of FIG. 5(C), the parallel light source unit 120 proceeds in a direction parallel to a plane formed by a housing 123a with an open side and a lower surface thereof, and the housing 123a. ), and a large parallel beam light source 123b that emits a parallel beam irradiated toward a part of the open side of the housing 123a, and reflects light irradiated to a part of the open side of the housing 123a. It includes a reflective mirror (123c) for changing the optical path. In the parallel light source unit 120 made as described above, the parallel beam irradiated from the large parallel beam light source 123b is irradiated to the lower surface of the housing 123a by changing the optical path by the reflective mirror 123c. (550) It is made to irradiate a parallel beam toward the top surface.

도 5(C)의 실시예에서는, 상기 하우징(123a) 및 상기 반사거울(123c)은 모듈화된 채로 상대적으로 작은 부피 및 중량을 가지되, 상기 대형평행빔광원(123b)은 상당히 큰 부피 및 중량을 가진다. 따라서 이 경우에는, 상기 광원이송부(130)는, 도 5(C)에 도시된 바와 같이, 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 하우징(123a) 및 상기 반사거울(123c)로 이루어지는 조립체를 이송시키도록 이루어지며, 상기 대형평행빔광원(123b)은 고정 구비되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 이 때 상기 광원회전부(140)는, 상기 반사거울(123c)을 회전시키도록 이루어질 수 있다.In the embodiment of FIG. 5C, the housing 123a and the reflective mirror 123c have a relatively small volume and weight while being modularized, but the large parallel beam light source 123b has a considerably large volume and weight. Have. Therefore, in this case, the light source transfer unit 130 is provided on the upper side of the substrate fixing unit 110, as shown in FIG. 5(C), and along the plane direction formed by the substrate 550 It is made to transfer the assembly consisting of the housing (123a) and the reflective mirror (123c), and the large parallel beam light source (123b) is preferably provided to be fixed. In addition, at this time, the light source rotating unit 140 may be configured to rotate the reflective mirror 123c.

본 발명의 포토리소그래피 장치 및 방법의 확장 실시예Extended embodiment of the photolithographic apparatus and method of the present invention

도 10은 본 발명의 포토리소그래피 장치의 확장 실시예를 도시하고 있다. 도 10의 확장 실시예에서는, 상기 포토리소그래피 장치(100)는 마스크고정부(151), 수직조절부(152), 수평조절부(153)을 포함하는 마스크정렬부(150)를 더 포함하여, 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555) 간의 위치를 정렬하고 상기 포토레지스트(500) 층 및 상기 포토마스크(555) 간 접촉 정도를 조절한다.10 shows an extended embodiment of the photolithographic apparatus of the present invention. In the expanded embodiment of FIG. 10, the photolithographic apparatus 100 further includes a mask alignment unit 150 including a mask fixing unit 151, a vertical adjustment unit 152, and a horizontal adjustment unit 153, The position between the substrate 550 and the photomask 555 is aligned, and the contact degree between the photoresist 500 layer and the photomask 555 is adjusted.

상기 마스크고정부(151)는 상기 기판고정부(110) 상측에 구비되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행한 평면을 형성한다.The mask fixing part 151 is provided above the substrate fixing part 110 and forms a plane parallel to a plane formed by the substrate 550.

상기 수직조절부(152)는, 상기 기판고정부(110) 및 상기 마스크고정부(151) 사이에 개재되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면에 수직하게 연장되고, 신축가능하게 이루어져, 상기 기판고정부(110) 및 상기 마스크고정부(151) 사이 간격을 조절한다. 즉 도 10을 기준으로 할 때, 상기 수직조절부(152)는 Z 방향 위치 조절을 수행함으로써, 상기 포토레지스트(500) 층 및 상기 포토마스크(555) 간 접촉 정도를 조절하는 것이다.The vertical adjustment part 152 is interposed between the substrate fixing part 110 and the mask fixing part 151, extending perpendicularly to a plane formed by the substrate 550, and being stretchable, The distance between the substrate fixing part 110 and the mask fixing part 151 is adjusted. That is, referring to FIG. 10, the vertical adjustment unit 152 adjusts the position in the Z direction to adjust the contact degree between the photoresist 500 layer and the photomask 555.

상기 수평조절부(153)는, 상기 수직조절부(152) 및 상기 마스크고정부(151) 사이에 개재되며, 상기 기판(550)이 형성하는 평면과 평행하게 이송가능하게 이루어져, 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555) 간 정렬 위치를 조절한다. 즉 도 10을 기준으로 할 때, 상기 수평조절부(153)는 XY 평면 방향 위치 조절을 수행함으로써, 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555) 간의 위치를 정렬한다.The horizontal adjustment part 153 is interposed between the vertical adjustment part 152 and the mask fixing part 151 and is made to be transportable in parallel with a plane formed by the substrate 550, and the substrate 550 ) And the alignment position between the photomask 555 is adjusted. That is, referring to FIG. 10, the horizontal adjustment unit 153 aligns the position between the substrate 550 and the photomask 555 by performing position adjustment in the XY plane direction.

도 10의 확장 실시예에 따른 상기 포토리소그래피 장치(100)에서는, 상기 기판배치단계 및 상기 평행빔각도조절단계 사이에, 마스크정렬부(150)에 의하여 상기 기판(550)이 형성하는 평면에 수직 및 수평 방향으로 상기 포토마스크(555)가 이송되어 상기 기판(550) 및 상기 포토마스크(555)가 정렬되는 마스크정렬단계가 더 이루어질 수 있다. 특수한 형상을 제작하기 위해 포토리소그래피 기법에 오버레이 공정을 적용할 경우, 특히 상기 마스크정렬단계가 더 수행됨으로써 제작되는 미세 구조체 형상의 정확도 및 정밀도를 보다 향상할 수 있게 된다.In the photolithographic apparatus 100 according to the extended embodiment of FIG. 10, between the substrate arranging step and the parallel beam angle adjusting step, the mask alignment unit 150 forms a plane perpendicular to the plane formed by the substrate 550. And a mask alignment step in which the photomask 555 is transferred in a horizontal direction so that the substrate 550 and the photomask 555 are aligned. When an overlay process is applied to a photolithography technique to produce a special shape, in particular, since the mask alignment step is further performed, the accuracy and precision of the shape of the produced microstructure can be further improved.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application thereof is diverse, as well as anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

100: 포토리소그래피 장치
110: 기판고정부 120: 평행광원부
121a: 투과계하우징 121b: 투과계점광원
121c: 시준렌즈
122a: 반사계하우징 122b: 반사계점광원
122c: 포물면거울
123a: 하우징 123b: 대형평행빔광원
123c: 반사거울
130: 광원이송부 140: 광원회전부
150: 마스크정렬부 151: 마스크고정부
152: 수직조절부 153: 수평조절부
500: 포토레지스트 500a: 경화부분
550: 기판 555: 포토마스크
555a: 투명부분 555b: 금속패턴100: photolithographic apparatus
110: substrate fixing portion 120: parallel light source portion
121a: transmission system housing 121b: transmission system point light source
121c: collimating lens
122a: reflection system housing 122b: reflection system point light source
122c: parabolic mirror
123a: housing 123b: large parallel beam light source
123c: reflective mirror
130: light source transfer unit 140: light source rotation unit
150: mask alignment unit 151: mask fixing unit
152: vertical adjustment unit 153: horizontal adjustment unit
500: photoresist 500a: hardened portion
550: substrate 555: photomask
555a: transparent part 555b: metal pattern

Claims (13)

상면에 포토레지스트 층이 도포된 기판 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크가 순차적으로 적층 배치되는 기판고정부;
상기 기판고정부 상측에 구비되며, 광조사영역 면적이 상기 기판의 전체 면적보다 상대적으로 작게 형성되되, 상기 기판 상면을 향해 평행빔을 조사하는 평행광원부;
상기 평행광원부에서 조사되는 광조사영역이 상기 기판의 전체 면적을 스캔하도록, 상기 기판이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부 및 상기 기판을 상대적으로 이송시키는 광원이송부;
상기 포토레지스트 층이 노광 및 경화되어 상기 기판 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판 평면 상의 위치에 따라 기설정된 설계에 따라 형성되도록, 상기 평행광원부에서 조사되는 평행빔의 각도를 조절하는 광원회전부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
A substrate fixing part in which a substrate on which a photoresist layer is applied and a photomask on which a predetermined pattern is formed are sequentially stacked and arranged;
A parallel light source part provided above the substrate fixing part, the light irradiation area being formed relatively smaller than the total area of the substrate, and irradiating a parallel beam toward the upper surface of the substrate;
A light source transfer unit for relatively transporting the parallel light source unit and the substrate along a plane direction formed by the substrate so that the light irradiation area irradiated from the parallel light source unit scans the entire area of the substrate;
Adjust the angle of the parallel beam irradiated from the parallel light source so that the photoresist layer is exposed and cured so that the inclination angle in the height direction of the structure formed on the substrate is formed according to a predetermined design according to the position on the substrate plane A light source rotating part;
Photolithographic apparatus comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 평행광원부는,
하면이 개방된 투과계하우징과, 상기 투과계하우징 내 상측에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 투과계점광원과, 상기 투과계하우징 내 상기 투과계점광원 하측에 구비되어 상기 투과계점광원에서 발산되는 광을 투과시켜 평행빔으로 변환하는 시준렌즈를 포함하며,
상기 투과계점광원에서 발산된 광이 상기 시준렌즈를 투과하여 만들어진 평행빔이 상기 투과계하우징 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 1, wherein the parallel light source unit,
A transmission system housing with an open bottom surface, a transmission point light source provided on the upper side of the transmission system housing to emit light in all directions, and a transmission point light source provided below the transmission point light source in the transmission system housing to emit from the transmission point light source. It includes a collimating lens that transmits light and converts it into a parallel beam,
A photolithographic apparatus, characterized in that the parallel beam generated by the light emitted from the transmission point light source transmitted through the collimating lens is irradiated to the lower surface of the transmission system housing, thereby irradiating the parallel beam toward the upper surface of the substrate.
제 1항에 있어서, 상기 평행광원부는,
하면이 개방된 반사계하우징과, 상기 반사계하우징 내에 구비되어 모든 방향으로 광을 발산하는 반사계점광원과, 상기 반사계하우징 내 상기 반사계점광원 상측에 구비되어 상기 반사계점광원에서 발산되는 광을 반사시켜 평행빔으로 변환하는 포물면거울을 포함하며,
상기 반사계점광원에서 발산된 광이 상기 포물면거울에서 반사되어 만들어진 평행빔이 상기 반사계하우징 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 1, wherein the parallel light source unit,
A reflection system housing with an open bottom surface, a reflection system light source provided in the reflection system housing to emit light in all directions, and light emitted from the reflection system light source provided above the reflection system light source in the reflection system housing. It includes a parabolic mirror that reflects and converts it into a parallel beam,
A photolithographic apparatus, characterized in that a parallel beam generated by reflecting the light emitted from the reflection point light source by the parabolic mirror is irradiated to a lower surface of the reflection system housing, thereby irradiating a parallel beam toward an upper surface of the substrate.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 광원이송부는,
상기 기판고정부 상측에 구비되며, 상기 기판이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부를 이송시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 2 or 3, wherein the light source transfer unit,
A photolithographic apparatus, which is provided above the substrate fixing portion, and configured to transfer the parallel light source portion along a plane direction formed by the substrate.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 광원회전부는,
상기 평행광원부 전체를 회전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 2 or 3, wherein the light source rotating unit,
A photolithographic apparatus, characterized in that the parallel light source portion is entirely rotated.
제 1항에 있어서, 상기 평행광원부는,
측면 일부 및 하면이 개방된 하우징과, 상기 기판이 형성하는 평면과 평행한 방향으로 진행하며 상기 하우징의 개방된 측면 일부를 향해 조사되는 평행빔을 발산하는 대형평행빔광원과, 상기 하우징 내에 구비되어 상기 하우징의 개방된 측면 일부로 조사되는 광을 반사시켜 하방으로 광경로를 변경하는 반사거울을 포함하며,
상기 대형평행빔광원에서 조사된 평행빔이 상기 반사거울에 의해 광경로가 변경되어 상기 하우징 하면으로 조사됨으로써, 상기 기판 상면을 향해 평행빔을 조사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 1, wherein the parallel light source unit,
A housing with an open side and a lower surface thereof, a large parallel beam light source that proceeds in a direction parallel to a plane formed by the substrate and radiates a parallel beam irradiated toward the open side portion of the housing, and is provided in the housing. It includes a reflective mirror for changing the optical path downward by reflecting the light irradiated to a part of the open side of the housing,
A photolithographic apparatus, characterized in that the parallel beam irradiated from the large parallel beam light source is irradiated to the lower surface of the housing by changing an optical path by the reflective mirror to irradiate the parallel beam toward the upper surface of the substrate.
제 6항에 있어서, 상기 광원이송부는,
상기 기판고정부 상측에 구비되며, 상기 기판이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 하우징 및 상기 반사거울로 이루어지는 조립체를 이송시키도록 이루어지며,
상기 대형평행빔광원은 고정 구비되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 6, wherein the light source transfer unit,
It is provided on the upper side of the substrate fixing part, and is configured to transport the assembly comprising the housing and the reflective mirror along a plane direction formed by the substrate,
The photolithographic apparatus, characterized in that the large parallel beam light source is fixedly provided.
제 6항에 있어서, 상기 광원회전부는,
상기 반사거울을 회전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 6, wherein the light source rotating unit,
A photolithographic apparatus comprising: rotating the reflective mirror.
제 1항에 있어서, 상기 포토리소그래피 장치는,
상기 기판고정부 상측에 구비되며, 상기 기판이 형성하는 평면과 평행한 평면을 형성하는 마스크고정부와,
상기 기판고정부 및 상기 마스크고정부 사이에 개재되며, 상기 기판이 형성하는 평면에 수직하게 연장되고, 신축가능하게 이루어져, 상기 기판고정부 및 상기 마스크고정부 사이 간격을 조절하는 수직조절부와,
상기 수직조절부 및 상기 마스크고정부 사이에 개재되며, 상기 기판이 형성하는 평면과 평행하게 이송가능하게 이루어져, 상기 기판 및 상기 포토마스크 간 정렬 위치를 조절하는 수평조절부
를 포함하는 마스크정렬부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 장치.
The method of claim 1, wherein the photolithographic apparatus,
A mask fixing part provided above the substrate fixing part and forming a plane parallel to a plane formed by the substrate,
A vertical adjustment part interposed between the substrate fixing part and the mask fixing part, extending perpendicularly to a plane formed by the substrate and made to be stretchable, and adjusting a distance between the substrate fixing part and the mask fixing part,
A horizontal adjustment unit interposed between the vertical adjustment unit and the mask fixing unit and configured to be transportable in parallel with a plane formed by the substrate, and to adjust an alignment position between the substrate and the photomask
Mask alignment unit including a;
The photolithographic apparatus further comprising a.
상면에 포토레지스트 층이 도포된 기판 및 기설정된 패턴이 형성된 포토마스크가 기판고정부 상면에 순차적으로 적층 배치되는 기판배치단계;
광원회전부에 의하여 평행광원부에서 조사되는 평행빔의 각도가 조절되는 평행빔각도조절단계;
광원이송부에 의하여 상기 기판이 형성하는 평면 방향을 따라 상기 평행광원부 및 상기 기판이 상대적으로 이송되어, 상기 광원회전부에 의하여 설정된 각도로 상기 기판 상면을 향해 평행빔을 조사하는 상기 평행광원부가 상기 기판을 스캔하여 노광하는 평행빔노광단계;
를 포함하되,
상기 포토레지스트 층이 노광 및 경화되어 상기 기판 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판 평면 상의 위치에 따라 기설정된 설계에 따라 형성되도록,
상기 평행빔노광단계 이전에 상기 평행빔각도조절단계가 단일 회 수행됨에 따라, 상기 포토레지스트 층이 노광 및 경화되어 상기 기판 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판 평면 상의 위치에 따라 서로 동일하게 형성되거나,
상기 평행빔노광단계 이전 또는 수행 중에 상기 평행빔각도조절단계가 복수 회 수행됨에 따라, 상기 포토레지스트 층이 노광 및 경화되어 상기 기판 상에 형성되는 구조물의 높이 방향의 경사 각도가 상기 기판 평면 상의 위치에 따라 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
A substrate arranging step in which a substrate on which a photoresist layer is applied and a photomask on which a predetermined pattern is formed are sequentially stacked and disposed on an upper surface of the substrate fixing unit;
A parallel beam angle adjustment step of adjusting the angle of the parallel beam irradiated from the parallel light source by the light source rotating unit;
The parallel light source unit and the substrate are relatively transferred along a plane direction formed by the substrate by a light source transfer unit, and the parallel light source unit irradiates a parallel beam toward the top surface of the substrate at an angle set by the light source rotation unit. A parallel beam exposure step of scanning and exposing the image;
Including,
The photoresist layer is exposed and cured so that the inclination angle in the height direction of the structure formed on the substrate is formed according to a predetermined design according to the position on the substrate plane,
As the parallel beam angle adjustment step is performed a single time prior to the parallel beam exposure step, the inclination angle in the height direction of the structure formed on the substrate by exposure and curing of the photoresist layer depends on the position on the substrate plane. Are formed identically to each other, or
As the parallel beam angle adjustment step is performed multiple times before or during the parallel beam exposure step, the inclination angle in the height direction of the structure formed on the substrate by exposure and curing of the photoresist layer is a position on the substrate plane. Photolithography method, characterized in that formed differently from each other according to.
삭제delete 제 10항에 있어서, 상기 평행빔노광단계는,
평행빔의 이동 속도 및 평행빔의 이동 간격을 사용하여 상기 포토레지스트 층의 경화에 필요한 광 에너지량이 제어되면서 노광이 수행되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.
The method of claim 10, wherein the parallel beam exposure step,
A photolithography method, characterized in that exposure is performed while controlling an amount of light energy required for curing the photoresist layer by using a moving speed of the parallel beam and a moving interval of the parallel beam.
제 10항에 있어서, 상기 포토리소그래피 방법은,
상기 기판배치단계 및 상기 평행빔각도조절단계 사이에,
마스크정렬부에 의하여 상기 기판이 형성하는 평면에 수직 및 수평 방향으로 상기 포토마스크가 이송되어 상기 기판 및 상기 포토마스크가 정렬되는 마스크정렬단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토리소그래피 방법.The method of claim 10, wherein the photolithography method,
Between the substrate placing step and the parallel beam angle adjusting step,
A mask alignment step in which the photomask is transferred in a vertical and horizontal direction to a plane formed by the substrate by a mask alignment unit to align the substrate and the photomask;
Photolithography method further comprising a.
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