KR19980023069A - 마이크로 렌즈형 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크 제조에 관한 것으로 특히 기판에 차광막을 형성시킨 마스크 상에 마이크로 렌즈를 형성시켜 좀더 정확한 패터닝을 할 수 있는 마이크로 렌즈형 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 마이크로 렌즈형 마스크는 투명 기판과, 상기 투명 기판상에 일정 간격으로 형성된 복수개의 차광막과, 상기 차광막을 덮도록 형성된 평탄 보호막과, 상기 차광막 사이를 포함하도록 상기 평탄 보호함 상부에 형성된 복수개의 마이크로 렌즈로 구성된다.

Description

마이크로 렌즈형 마스크 및 그 제조 방법

본 발명은 마스크 제조에 관한 것으로 특히 차광막을 형성시킨 마스크 상에 마이크로 렌즈를 형성시켜 좀더 정확한 패터닝을 할 수 있는 마이크로 렌즈형 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 종래의 마스크에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1a 내지 1e 는 종래 마스크의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이고 도 2는 종래의 마스크를 통과한 광의 웨이퍼 상에서의 강도를 나타낸 그래프이다.

먼저 종래의 마스크를 제조하는 방법은 도 1a에서와 같이 유리 기판(1) 전면에 크롬(Cr) 또는 Cr_xO_y+Cr 또는 Cr_xO_y+Cr+Cr_xO_y의 조성을 갖는 물질을 증착하여 차광막(2)을 형성한다.

그리고 도 1b에서와 같이 차광막(2)이 형성된 유리 기판(1)을 세정한 후에 상기 차광막(2) 전면에 감광막(3)을 도포한다.

이어서 도 1c에서와 같이 노광기(Stepper 또는 E-Beam 또는 Deep UV 또는 X-ray)를 통하여 차광 부위와 투과 부위의 패턴을 형성한 후 현상 공정으로 감광막(3)을 선택적으로 패터닝하여 요철 모양의 감광막(3)을 형성한다.

다음으로 도 1d에서와 같이 상기 패터닝되고 남은 감광막(3)을 마스크로 이용하여 드러난 차광막(2)을 이방성 식각한다.

이후에 도 1e에서와 같이 남은 감광막(3)을 제거하여 마스크를 형성한다.

이와 같이 제조한 종래의 마스크 상에서의 빛의 강도는 도 2에 도시한 바와 같이 차광막(2) 사이의 빛이 통과하는 부분뿐만 아니라 차광막(2) 하부의 가장자리에서도 빛이 산란되어 차광막(2) 사이에서의 빛의 강도가 떨어지며 이에 따라 전체적인 콘트라스트도 낮아져서 정확한 패턴을 형성하기가 어렵다.

종래의 마스크 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

반도체 제조 공정의 고집적도 경향에 따라서 0.5㎛ 이하급의 초미세 선폭을 노광 장비에 의존하여 형성함으로 선폭 해상도에 한계가 있어서 정확한 패턴을 형성하는데 어려움이 따른다.

도 1a 내지 1e는 종래 마스크의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도

도 2는 종래의 마스크를 통과한 광의 웨이퍼 상에서의 강도를 나타낸 그래프

도 3은 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크의 구조 단면도

도 4a 내지 4f는 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도

도 5는 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크를 통과한 광의 웨이퍼 상에서의 강도를 나타낸 그래프

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 유리 기판11 : 차광막

12 : 감광막13 : 평탄화막

14 : 마이크로 렌즈용 감광막14a : 마이크로 렌즈

본 발명 마이크로 렌즈형 마스크는 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 일정 간격으로 형성된 복수개의 차광막과, 상기 차광막을 포함한 기판 전면에 형성된 평탄 보호막과, 상기 차광막 사이 상측의 상기 평탄 보호막에 형성된 복수개의 마이크로 렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법은 기판 준비하는 단계, 상기 기판 상에 일정 간격을 갖도록 차광막을 형성하는 단계, 상기 차광막 전면에 평탄 보호막을 형성하는 단계, 상기 차광막 사이 상측의 상기 평탄 보호막 상에 복수개의 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 제조됨을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크 및 그 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크는 도 3에 도시한 바와 같이 유리 기판(10)에 일정 간격을 갖도록 형성된 복수개의 차광막(11)이 있고, 일정 간격으로 형성된 상기 차광막(11)을 포함한 유리 기판(10) 전면에 평탄화막(13)이 형성되었고, 상기 차광막(11) 사이 상측의 상기 평탄화막(13) 상에 복수개의 마이크로 렌즈(14a)로 구성된다.

다음으로 본 발명 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법은 도 4a에 도시한 바와 같이 유리 기판(10) 전면에 차광막(11)을 형성하기 위하여 크롬(Cr) 또는 Cr_xO_y+Cr 또는 Cr_xO_y+Cr+Cr_xO_y의 조성을 갖는 물질을 증착한다.

그리고 도 4b에 도시한 바와 같이 차광막(11)이 증착된 유리 기판(10)을 세정한 후에 전면에 감광막(12)을 도포하고 노광기(Aligner 또는 Stepper 또는 E-Beam)를 이용하여 패턴을 형성한 후 현상 공정으로 일정 간격을 갖도록 감광막(12)을 선택적으로 패터닝한다.

이어서 도 4c에 도시한 바와 같이 제거되고 남은 감광막(12)을 마스크로 이용하여 차광막(11)을 이방성 식각한 후에 상기 감광막(12)을 제거한다.

그리고 도 4d에 도시한 바와 같이 식각된 차광막(11)을 갖춘 유리 기판(10)을 세정하고 전면에 평탄화용 물질을 도포하여 평탄화막(13)을 형성한다.

이때 평탄화막(13)을 형성하기 위한 평탄화용 물질은 투광성이 높은 아크릴 수지 계통으로 형성하며 상기의 차광막(11)을 평탄화시킬 수 있는 두께로 증착한다.

이어서 마이크로 렌즈용 감광막(14)을 도포한다.

이때 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 감광막은 투광율이 균일하며 렌즈 형성 후에도 외부의 영향에 변하지 않고 적당한 곡률을 유지할 수 있는 아크릴 수지 계통으로 한다.

이후에 도 4e에 도시한 바와 같이 노광 및 현상 공정으로 상기 마이크로 렌즈용 감광막(14)의 소정 부분을 패터닝하여 복수개의 요철 모양의 마이크로 렌즈용 감광막(14)을 형성한다.

다음으로 도 4f에 도시한 바와 같이 식각되어 형성된 마이크로 렌즈용 감광막(14)를 고온에서 열처리하여 리플로우(reflow)시킨다. 이때 리풀로우는 100℃~300℃ 정도의 온도에서 실시한다.

그리고 이와 같이 제조한 본 발명의 마이크로 렌즈형 마스크를 통과한 광의 웨이퍼 상에서의 강도는 도 5에 도시한 바와 같이 투영 영역상의 마이크로 렌즈로 인해 차광막(11)과 투광영역의 경계면에서 빛이 산란되는 문제가 줄어들므로 종래 보다 웨이퍼 상의 강도(I₁I₂I₃)가 더 높으며 또한 투광 영역에서의 빛의 강도가 증가됨에 따라서 콘트라스트(contrast)도 더 커지므로 좀 더 정확한 패턴을 형성할 수 있다.

여기서 콘트라스트는 [(I_max-I_min) / (I_max+I_min)]*100의 식에 대입하여 산출할 수 있다.

본 발명 마이크로 렌즈용 마스크 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

마이크로 렌즈가 형성된 마스크를 이용하여 초미세 포토 공정을 함으로써 노광 장비에 의존하여 패턴을 형성하던 한계를 보완할 수 있다.

즉, 웨이퍼 상에서의 빛의 강도 및 콘트라스트를 증가시켜서 초미세 패턴을 위한 해상도의 한계를 극복하여 좀더 정확한 패턴을 형성할 수 있다.

Claims (8)

1. 투명 기판,

   상기 투명 기판 상에 일정 간격으로 형성된 복수개의 차광막과,

   상기 차광막을 포함한 기판 전면에 형성된 평탄 보호막과,

   상기 차광막 사이 상측의 상기 평탄 보호막에 형성된 복수개의 마이크로 렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크.
2. (1) 기판 준비하는 단계;

   (2) 상기 기판 상에 일정 간격을 갖도록 차광막을 형성하는 단계;

   (3) 상기 차광막 전면에 평탄 보호막을 형성하는 단계;

   (4) 상기 차광막 사이를 포함하도록 상기 평탄 보호막 상에 마이크로 렌즈를 형성하는 단계를 포함하여 제조됨을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 제 (1) 단계에서 상기 기판은 빛을 투과할 수 있는 투명 기판을 사용함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 제 (2) 단게에서 상기 차광막은 크롬(Cr) 또는 Cr_xO_y+Cr 또는 Cr_xO_y+Cr+Cr_xO_y의 조성을 갖는 물질을 사용하여 형성함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 제 (2) 단계와 제 (3) 단계에서 상기 차광막을 증착한 후 일정 간격을 갖도록 패터닝하기 전과 상기 평탄 보호막 형성하기 전에 각각 세정하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 제 (3) 단계에서 상기 평탄 보호막은 투광성이 높은 아크릴 수지 계통으로 일정 간격으로 형성된 상기 차광막을 평탄화시킬 수 있을 정도의 두께로 형성함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
7. 제 2 항에 있어서, 제 (4) 단계에서 상기 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 물질은 투광율이 균일하고 렌즈 형성후에 외부의 영향에 변하지 않고 적당한 곡률을 갖는 아크릴 수지 계통으로 형성함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.
8. 제 2 항에 있어서, 제 (4) 단계에서 상기 마이크로 렌즈는 100℃~300℃ 정도의 온도에서 리플로우하여 형성함을 특징으로 하는 마이크로 렌즈형 마스크의 제조 방법.