KR20000066463A - 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래 기술의 일 예는 다이아몬드 재질 버팀대의 두께에 따른 엑스-선의 투과율이 흡수체의 투과율에 미치지 못하는 문제점을 안고 있으며, 다른 예는 뒤틀림 보정막의 인장응력을 이용하는 것은 흡수체 패턴의 형성을 위해 보편적으로 사용되는 건식식각 방법과 양립할 수 없는 문제점이 있고, 또 다른 예는 x,y 방향의 배율을 보정하는 것이 불가능하며, 노광시에 엑스-선의 흡수에 의한 열상승으로 인해 배율이 변화할 수 있으며, 멤브레인이 사각형의 형태로 정의되는 경우에 방사방향의 배율을 조절하는 것에 한계가 있는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 흡수체 패턴의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막의 배면에 흡수체 패턴을 사각형으로 에워싸도록 4개의 지지용 버팀대를 이격 형성하여 각각에 신장부 및 압전 구동부와 배선을 접속시켜 형성함에 따라 압전 구동부 및 신장부를 통해 지지용 버팀대에 멤브레인 박막과 평행하게 힘을 인가하여 멤브레인 박막 상에 형성된 흡수체 패턴을 효과적으로 늘려주어 배율조절에 유리하며, 또한 멤브레인 박막에 대해 수직으로 힘을 인가하여 멤브레인 박막의 뒤틀림을 조절할 수 있고, 또한 지지용 버팀대를 통해 멤브레인 박막에 선택적으로 힘을 인가할 수 있으므로, 마스크 전체가 뒤틀리는 것을 방지할 수 있으며, 또한 x,y 방향 모두에 대해 배율을 조절할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 흡수체 패턴이 형성되어 있는 멤브레인의 원하는 영역을 국소적으로 뒤틀리게 하고 이를 압전막대 등을 통해 조작하여 배율을 적절히 조절하기에 적당하도록 한 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엑스-선 마스크는 멤브레인 지지층 위에 엑스-선을 잘 흡수하는 재료를 이용하여 패턴이 등배로 형성되기 때문에 배율을 조절하고자 멤브레인 자체를 미세하게 늘려주는 등의 노력이 시도되어 왔다.
그러나, 상기한 바와같이 멤브레인을 미세하게 늘려주면, 멤브레인의 뒤틀림 등에 의해 패턴 전사시의 어려움이 있을 수 있으며, 마스크-웨이퍼 사이가 근접한 상태에서 웨이퍼를 움직여줄 때에도 발생하는 압력에 의해 멤브레인이 왜곡되면서 요동되어 파손되는 경우도 있다.
이와같은 종래 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도1은 종래 기술의 일 예로 미국특허 제 5,111,491호의 엑스-선 마스크를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와같이 Si, Ge, GaAs, W, Mo 등과 같은 반도체기판(1) 상에 엑스-선을 비교적 작게 흡수하면서 기계적 성질이 우수한 다이아몬드 재질의 멤브레인(2)을 형성한 후, 그 멤브레인(2) 상에 엑스-선을 흡수하는 Au, W 등과 같은 재질의 흡수체 패턴(3)을 형성하고, 상기 반도체기판(1)의 배면 일부를 식각하여 멤브레인(2)의 일부를 노출시킨 후, 그 노출된 멤브레인(2) 상에 Mo 재질의 막을 형성하고, 일부를 식각한 다음 식각된 영역에 선택적으로 다이아몬드 재질의 버팀대(4)를 형성하고, 상기 Mo 재질의 막을 제거한 후, 상기 반도체기판(1)의 잔류하는 배면 상에 Al, stainless steel, ceramic 등과 같은 재질의 링 받침대(5)를 형성한다.
상기한 바와같은 종래 기술의 일 예는 다이아몬드 재질의 멤브레인(2) 배면에 다이아몬드가 잘 자라지 않는 Mo 재질의 막을 통해 다이아몬드 재질의 버팀대(4)를 선택적으로 형성하여 멤브레인(2)을 기계적으로 강화한 것이다.
즉, 경우에 따라 높이가 80㎛에 달하는 다이아몬드 재질의 버팀대(4)가 멤브레인(2) 후면에 창살처럼 서로 얽혀 있게 되므로, 멤브레인(2)의 강화를 위한 효과적인 구조이며, 또한 다이아몬드는 열적인 성질이 가장 우수한 재료이므로, 멤브레인(2) 및 흡수체 패턴(3)에 의해 흡수되는 열을 방출시키는 데에도 효과적일 수 있으나, 다이아몬드 2㎛의 두께에 대하여 엑스-선 노광에 쓰이는 파장대의 엑스-선은 47% 정도 밖에 투과하지 못하므로, 버팀대(4)의 두께가 10㎛만 되어도 엑스-선의 투과율이 8% 정도로 감소하게 된다.
이와같은 투과율은 흡수체로 쓰이는 Ta의 0.7㎛ 두께에 대한 투과율 7%와 유사하며, Ta의 0.35㎛ 두께에 대한 투과율 20%에는 훨씬 미치지 못하는 문제점을 안고 있다.
그리고, 도2는 종래 기술의 다른 예로 미국특허 제 5,124,561호의 엑스-선 마스크를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와같이 Si와 같은 반도체기판(11)의 일부에 B가 도핑된 영역을 형성한 후, 그 B가 도핑된 영역 상에 엑스-선을 흡수하는 Au, W 등과 같은 재질의 흡수체 패턴(12)을 형성하고, B가 도핑된 영역의 반도체기판(11) 배면을 식각하여 박막의 멤브레인(13)을 형성한 다음 식각되지 않은 상기 반도체기판(11)의 배면에 W 재질의 뒤틀림 보정막(14) 및 파이렉스 글라스(pyrex glass)와 같은 재질의 링 받침대(15)를 형성한다.
상기한 바와같은 종래 기술의 다른 예는 넓은 면적을 갖는 멤브레인(13) 형성시 중앙영역이 움푹 패이는 형태의 뒤틀림이 발생하는 것을 멤브레인(13) 후면에 강한 인장응력을 갖는 W 과 같은 재질의 뒤틀림 보정막(14)을 형성하여 억제하고자 한 것으로, 특히 Si과 같이 영계수(Young's modulus)가 크지 않은 멤브레인(13) 재료에 있어서, 뒤틀림을 일부 완화시키는데 기여할 수 있다.
즉, 뒤틀림 보정막(14) 내의 강한 인장응력으로 인해 뒤틀림 보정막(14)이 바깥쪽으로 멤브레인(13)을 밀어 올리게 되어 전반적으로 멤브레인(13)의 뒤틀림을 완화시킬 수 있게 되며, 이에 따라 약 1㎛ 정도의 뒤틀림이 개선된 것으로 관찰되었다고 한다.
그러나, 최근에 이르러 흡수체 패턴(12)의 형성에 건식식각 방법의 사용이 보편화됨에 따라 배율보정에 있어서 흡수체 패턴(12)의 열처리를 통한 응력조절이 관건으로 되면서 반도체기판(11) 배면에 형성되는 뒤틀림 보정막(14)의 인장응력을 이용하는 것은 흡수체 패턴(12)의 형성을 위한 건식식각 방법과 양립할 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 도3은 종래 기술의 또 다른 예로 미국특허 제 5,155,749호의 엑스-선 마스크를 보인 배면도로서, 이에 도시한 바와같이 멤브레인(21) 상에 형성된 흡수체 패턴(22)과; 상기 멤브레인(21) 배면의 외부에 열선을 포함하여 형성되어 외부전원(24)을 인가받아 팽창되는 알루미늄 링(23)과; 상기 멤브레인(21)을 지지하는 링 받침대(25)로 구성된다.
상기한 바와같은 종래 기술의 또 다른 예는 마스크가 완성된 후에 부가적으로 열선이 포함된 알루미늄 링(23)을 멤브레인(21) 배면의 외부에 형성하므로, 공정이 단순하다는 잇점이 있을 뿐만 아니라 외부전원(24)의 전력공급량을 조절함에 따라 열선을 일정하게 팽창시킬 수 있게 되므로, 멤브레인(21)을 일정하게 팽창시켜 멤브레인(21) 상에 형성된 흡수체 패턴(22)을 방사방향으로 서로 멀어지게 하여 양의 배율을 갖는 패턴을 웨이퍼에 전사할 수 있게 된다.
또한, 마스크 제작시 음의 배율로 마스크 패턴을 그려준다면, 일정한 한도내에서 방사방향으로는 양,음의 배율을 모두 보정할 수 있는 장점이 있으며, 따라서 현재 적용되는 광학 스테퍼(stepper) 기종이 방사방향의 배율만 보정할 수 있고, x,y 방향의 배율을 따로 보정할 수 없는 것에 비추어볼때, 광학 스테퍼와 유사한 기능을 보일 수 있을 것으로 판단된다.
그러나, 상기한 바와같이 x,y 방향의 배율을 보정하는 것이 불가능하며, 열에 의하여 멤브레인(21)을 팽창시켜 배율을 조절함에 따라 노광시에 엑스-선의 흡수에 의한 열상승으로 인해 멤브레인(21)의 팽창이 발생하여 배율이 변화할 수 있으며, 일반적으로 멤브레인(21)이 사각형의 형태로 정의되므로, 기대하는 바와같은 방사방향의 배율을 조절하는 것에 한계가 있는 문제점이 있다.
상술한 바와같이 종래 엑스-선 마스크의 일 예는 다이아몬드 재질 버팀대의 두께가 10㎛만 되어도 엑스-선의 투과율이 8% 정도로 감소하여 Ta 재질 흡수체의 0.7㎛ 두께에 대한 투과율 7%와 유사하며, Ta의 0.35㎛ 두께에 대한 투과율 20%에는 훨씬 미치지 못하는 문제점을 안고 있으며, 다른 예는 흡수체 패턴의 형성에 건식식각 방법의 사용이 보편화됨에 따라 흡수체 패턴의 열처리를 통한 응력조절이 배율 조절의 관건으로 되면서 뒤틀림 보정막의 인장응력을 이용하는 것은 흡수체 패턴의 형성을 위한 건식식각 방법과 양립할 수 없는 문제점이 있고, 또 다른 예는 x,y 방향의 배율을 보정하는 것이 불가능하며, 노광시에 엑스-선의 흡수에 의한 열상승으로 인해 멤브레인의 팽창이 발생하여 배율이 변화할 수 있으며, 일반적으로 멤브레인이 사각형의 형태로 정의되므로, 기대하는 바와같은 방사방향의 배율을 조절하는 것에 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 흡수체 패턴이 형성된 멤브레인의 원하는 영역을 국소적으로 뒤틀리게 하고 이를 압전막대 등을 통해 조작하여 배율을 적절히 조절할 수 있는 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
도1은 종래 미국특허 제 5,111,491호의 엑스-선 마스크를 보인 단면도.
도2는 종래 미국특허 제 5,124,561호의 엑스-선 마스크를 보인 단면도.
도3은 종래 미국특허 제 5,155,749호의 엑스-선 마스크를 보인 배면도.
도4a 및 도4b는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 구조의 일예를 보인 단면도 및 배면도.
도4c는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 구조의 다른 예를 보인 배면도.
도5a 내지 도5e는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 제조방법의 일 실시예를 도시한 수순단면도.
도6a 내지 도6f는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 제조방법의 다른 실시예를 도시한 수순단면도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
31:멤브레인 박막 32:받침대
33:흡수체 패턴 34:지지용 버팀대
35:신장부 36:배선
37:압전 구동부 38:마스크 프레임
상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엑스-선 마스크의 구조는 엑스-선을 통과시키는 멤브레인 박막과; 상기 멤브레인 박막을 지지하는 받침대와; 상기 멤브레인 박막 상에 형성되어 엑스-선을 흡수하는 흡수체 패턴과; 상기 흡수체 패턴의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막의 배면에 흡수체 패턴의 배율 조절 및 멤브레인 박막의 뒤틀림 감소를 위해 형성된 지지용 버팀대와; 상기 멤브레인 박막의 배면과 평행하게 이격 형성되어 일측이 상기 지지용 버팀대에 의해 지지되는 신장부 및 그 신장부와 상기 받침대 사이의 멤브레인 박막 배면에 형성되어 신장부의 타측을 지지함과 아울러 배선을 통해 전원을 인가받아 신장부를 구동하는 압전 구동부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엑스-선 마스크 제조방법의 일 실시예는 기판의 상부에 지지용 버팀대가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막을 형성한 후, 이를 통해 기판을 식각하여 제1홈을 형성하는 공정과; 상기 제1홈에 금속물질을 채워 지지용 버팀대를 형성한 후, 상기 마스크용 제1박막을 제거하는 공정과; 상기 지지용 버팀대가 형성된 기판의 상부에 신장부와 압전 구동부가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제2박막을 형성한 후, 이를 통해 기판을 상기 지지용 버팀대가 형성된 깊이만큼 식각하여 제2홈을 형성하는 공정과; 상기 제2홈 내에 신장부와 압전 구동부를 형성한 후, 상부전면에 제3박막을 형성하고 평탄화하는 공정과; 상기 제2홈 내에 형성된 제3박막을 식각해 내고, 상부에 평판의 멤브레인을 형성한 후, 기판에 후면 습식각을 실시하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와같은 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 제조방법의 다른 실시예는 기판의 상부에 멤브레인을 형성한 후, 상기 멤브레인의 상부에 지지용 버팀대가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막을 형성하는 공정과; 상기 패터닝된 마스크용 제1박막을 통해 노출된 멤브레인 상부에 다이아몬드를 선택적으로 형성하여 지지용 버팀대를 형성한 후, 마스크용 제1박막을 제거하는 공정과; 일측 면이 상기 지지용 버팀대와 접하도록 지지용 버팀대의 주변영역 멤브레인 상부에 제2박막 및 신장부를 적층 형성하는 공정과; 일측 면이 상기 적층된 제2박막 및 신장부의 타측면에 접하도록 멤브레인 상부에 압전 구동부를 형성하는 공정과; 상기 압전 구동부의 주변영역에 해당하는 멤브레인 상부에 압전 구동부를 지지하는 받침대를 형성하는 공정과; 상기 제2박막을 제거한 후, 기판에 후면 습식각을 실시하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도4a 및 도4b는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크의 구조를 보인 단면도 및 배면도로서, 이에 도시한 바와같이 엑스-선을 통과시키는 멤브레인 박막(31)과; 상기 멤브레인 박막(31)을 지지하는 받침대(32)와; 상기 멤브레인 박막(31) 상에 형성되어 엑스-선을 흡수하는 흡수체 패턴(33)과; 상기 흡수체 패턴(33)의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막(31)의 배면에 흡수체 패턴(33)의 배율 조절 및 멤브레인 박막(31)의 뒤틀림 감소를 위해 형성된 지지용 버팀대(34)와; 상기 멤브레인 박막(31)의 배면과 평행하게 형성되어 상기 지지용 버팀대(34)에 의해 일측이 지지되는 신장부(35) 및 그 신장부(35)와 상기 받침대(32) 사이의 멤브레인 박막(31) 배면에 형성되어 신장부(35)의 타측을 지지함과 아울러 배선(36)을 통해 전원을 인가받아 신장부(35)를 구동하는 압전 구동부(37)와; 상기 받침대(32)에 추가로 부착되어 마스크를 견고하게 하는 파이렉스(pyrex) 또는 SiC 재질의 마스크 프레임(38)으로 구성된다.
상기한 바와같은 구조를 갖는 본 발명에 의한 엑스-선 마스크는 도4b의 배면도에 도시한 바와같이 흡수체 패턴(33)의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막(31)의 배면에 상기 흡수체 패턴(33)을 사각형으로 에워싸도록 4개의 지지용 버팀대(34)를 이격 형성하여 각각에 신장부(35) 및 압전 구동부(37)와 배선(36)을 접속시켜 형성하거나 또는 도4c의 배면도에 도시한 바와같이 상기 흡수체 패턴(33)을 사각형으로 에워싸도록 다수의 지지용 버팀대(34)를 일정한 간격으로 이격시키고, 각각에 신장부(35) 및 압전 구동부(37)와 배선(36)을 접속하여 형성할 수 있으며, 또한 도면에 도시하지는 않았지만 상기 지지용 버팀대(34)를 사각형이 아닌 원형으로도 형성할 수 있다.
따라서, 상기 압전 구동부(37) 및 신장부(35)를 통해 지지용 버팀대(34)에 멤브레인 박막(31)과 평행하게 힘을 인가하여 멤브레인 박막(31) 상에 형성된 흡수체 패턴(33)을 효과적으로 늘려줄 수 있게 되므로 배율조절에 유리하며, 또한 멤브레인 박막(31)에 대해 수직으로 힘을 인가하여 멤브레인 박막(31)의 뒤틀림을 조절할 수 있다.
그리고, 상기 지지용 버팀대(34)를 통해 멤브레인 박막(31)에 선택적으로 힘을 인가하여 배율을 조절할 수 있으므로, 불필요한 영역에 힘이 인가되어 마스크 전체가 뒤틀리는 것을 방지할 수 있으며, 또한 엑스-선의 노광방식과 상관없이 x,y 방향 모두에 대해 배율을 조절할 수 있게 된다.
이하, 상기한 바와같은 구조를 갖는 엑스-선 마스크 제조방법의 일 실시예를 도5a 내지 도5e에 도시한 수순단면도를 참조하여 설명한다.
먼저, 도5a에 도시한 바와같이 기판(41)의 상부에 소정의 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막(42)을 형성한 후, 이를 통해 기판(41)을 식각하여 제1홈(43)을 형성한다. 이때, 기판(41)은 Si으로 형성하여 KOH 용액등을 통해 2㎛∼30㎛의 깊이로 식각하고, 마스크용 박막(42)은 SiN으로 형성하며, 후속 흡수체 패턴(51)이 형성될 영역과 중첩되지 않도록 마스크의 중심에서 35mm∼50mm 정도의 거리에 5㎛∼500㎛의 너비로 상기 도4b 및 도4c의 배면도에 도시한 바와같은 지지용 버팀대(34)가 형성될 수 있도록 사각형 형태로 형성하거나 또는 상술한 바와같이 원형 형태로 형성하여 기판(41)에 제1홈(43)을 형성한다.
그리고, 도5b에 도시한 바와같이 상기 제1홈(43)에 금속물질을 채워 지지용 버팀대(44)를 형성한 후, 상기 마스크용 제1박막(42)을 제거한다. 이때, 지지용 버팀대(44)는 Cr 또는 Ti등의 금속물질을 전기도금을 통해 형성하거나, 또는 다이아몬드, SiC등의 얇은 막 재질을 이용하여 형성할 수 있다.
그리고, 도5c에 도시한 바와같이 상기 지지용 버팀대(44)가 형성된 기판(41)의 상부에 상기와는 다른 소정의 영역이 패터닝된 마스크용 제2박막(45)을 형성한 후, 이를 통해 기판(41)을 상기 지지용 버팀대(44)가 형성된 깊이만큼 식각하여 제2홈(46)을 형성한다. 이때, 마스크용 제2박막(45)은 Si 기판(41)과 20∼100:1 정도의 식각선택비를 갖는 산화막을 0.5㎛∼2㎛ 정도의 두께로 형성하며, 후속 신장부(47) 및 압전 구동부(48)가 형성될 영역이 패터닝되도록 하여 기판(41)에 제2홈(46)을 형성한다.
그리고, 도5d에 도시한 바와같이 상기 제2홈(46) 내에 신장부(47) 및 압전 구동부(48)를 형성한 후, 상부전면에 제3박막(49)을 형성하고 평탄화한다. 이때, 신장부(47)는 금속막대로 형성하거나 또는 형성하지 않고 압전 구동부(48)로 대체할 수 있으며, 압전 구동부(48)는 접착/배리어층인 Ti 및 전극층인 Pt가 압전막(예를 들어 PZT)을 사이에 두고 양측에 적층된 구조로 형성하여 수평방향(좌우방향)으로 기판(41)의 표면으로부터 0.5㎛ 깊이를 갖도록 제2홈(46) 내에 형성하며, 상기 제3박막(49)은 스퍼터링을 적용한 산화막을 형성한 후, 에치-백 또는 화학기계적 연마를 통해 평탄화하는 것이 바람직하다.
그리고, 도5e에 도시한 바와같이 상기 평탄화된 구조물의 상부전면에 멤브레인 박막(50)을 형성한 후, 그 상부에 흡수체 패턴(51)을 형성하고, 기판(41)에 후면 습식각을 실시한다. 이때, 멤브레인 박막(50)은 SiN, SiC 또는 다이아몬드를 사용하여 형성하며, 상기 제2홈(46) 내에 채워진 제3박막(49)은 제거되어 신장부(47)는 멤브레인 박막(50)과 이격되어 압전 구동부(48)와 지지용 버팀대(44)에 의해서만 지지된다.
또한, 흡수체 패턴(51)은 W, Ta 또는 Au와 그 합금으로 예를 들어 WNx, W:Ti, TaB, TaBN, TaCN, TaSi, TaSiN, TaGe등을 사용하여 형성한다.
한편, 상기 기판(41)의 후면 습식각후에 잔류하는 기판(41)으로 마스크의 견고성이 불충분할 경우에는 파이렉스(pyrex) 또는 SiC등의 프레임을 추가로 부착할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 엑스-선 마스크 제조방법의 다른 실시예를 도6a 내지 도6f에 도시한 수순단면도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도6a에 도시한 바와같이 기판(61)의 상부에 멤브레인(62)을 형성한 후, 상기 멤브레인(62)의 상부에 소정의 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막(63)을 형성한다. 이때, 기판(61)은 Si으로 형성하고, 마스크용 제1박막(63)은 전하전달속도가 비교적 빠른 Fe, Pt 또는 Pd등으로 형성하며, 후속 흡수체 패턴이 형성될 영역과 중첩되지 않도록 마스크의 중심에서 35mm∼50mm 정도의 거리에 5㎛∼500㎛의 너비로 상기 도4b 및 도4c의 배면도에 도시한 바와같은 지지용 버팀대(34)가 형성될 수 있도록 사각형 형태로 형성하거나 또는 상술한 바와같이 원형 형태로 형성하며, 멤브레인(62)은 다이아몬드를 적용하여 형성한다.
그리고, 도6b에 도시한 바와같이 상기 패터닝된 마스크용 제1박막(63)을 통해 노출된 멤브레인(62) 상부에 다이아몬드를 선택적으로 형성하여 지지용 버팀대(64)를 형성한 후, 마스크용 제1박막(63)을 제거한다.
그리고, 도6c에 도시한 바와같이 일측 면이 상기 상기 지지용 버팀대(64)와 접하도록 지지용 버팀대(64)의 주변영역 멤브레인(62) 상부에 제2박막(65) 및 신장부(66)를 적층 형성한다. 이때, 제2박막(65)은 스퍼터링 공정을 적용하여 SiN 또는 SiO2를 형성할 수 있으며, 신장부(66)는 스텐슬(stencil) 마스크를 이용하여 선택적인 스퍼터링 증착을 적용하거나 또는 전체적으로 스퍼터링 증착한 후, 선택적으로 식각하여 형성할 수 있다.
그리고, 도6d에 도시한 바와같이 일측 면이 상기 적층된 제2박막(65) 및 신장부(66)의 타측면에 접하도록 멤브레인(62) 상부에 압전 구동부(67)를 형성한다. 이때, 압전 구동부(67)는 상기 본 발명의 일 실시예와 동일한 적층구조로 형성하여 수평방향(좌우방향)으로 형성한다.
그리고, 도6e에 도시한 바와같이 상기 압전 구동부(67)의 주변영역에 해당하는 멤브레인(62) 상부에 압전 구동부(67)를 지지하는 받침대(68)를 형성한다.
그리고, 도6f에 도시한 바와같이 상기 제2박막(65)을 제거한 후, 기판(61)에 후면 습식각을 실시한다. 이때, 제2박막(65)이 제거됨에 따라 상기 신장부(66)는 멤브레인(62)과 이격되어 지지용 버팀대(64)와 압전 구동부(67)에 의해서만 지지되며, 이후에 멤브레인(62) 상부에 흡수체 패턴(미도시)을 형성한다.
상기한 바와같은 본 발명에 의한 엑스-선 마스크의 구조 및 그 제조방법은 외부에서 인가되는 전원을 통해 압전 구동부 및 신장부에 힘을 가하여 멤브레인 영역을 선택적으로 변형시킬 수 있게 되므로, 엑스-선 마스크의 뒤틀림을 방지할 수 있고, x,y 방향의 배율조절이 자유로우며, 또한 양,음의 배율도 자유로이 조절할 수 있는 효과가 있다.
Claims (13)
- 엑스-선을 통과시키는 멤브레인 박막과; 상기 멤브레인 박막을 지지하는 받침대와; 상기 멤브레인 박막 상에 형성되어 엑스-선을 흡수하는 흡수체 패턴과; 상기 흡수체 패턴의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막의 배면에 흡수체 패턴의 배율 조절 및 멤브레인 박막의 뒤틀림 감소를 위해 형성된 지지용 버팀대와; 상기 멤브레인 박막의 배면과 평행하게 이격 형성되어 일측이 상기 지지용 버팀대에 의해 지지되는 신장부 및 그 신장부와 상기 받침대 사이의 멤브레인 박막 배면에 형성되어 신장부의 타측을 지지함과 아울러 배선을 통해 전원을 인가받아 신장부를 구동하는 압전 구동부를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지지용 버팀대는 상기 흡수체 패턴의 주변영역에 해당하는 멤브레인 박막의 배면에 흡수체 패턴을 사각형 또는 원형으로 에워싸도록 수개를 이격 형성함과 아울러 각각에 상기 신장부 및 압전 구동부와 배선을 접속하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 받침대에 부착되어 마스크를 견고하게 하는 마스크 프레임을 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 구조.
- 기판의 상부에 지지용 버팀대가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막을 형성한 후, 이를 통해 기판을 식각하여 제1홈을 형성하는 공정과; 상기 제1홈에 금속물질을 채워 지지용 버팀대를 형성한 후, 상기 마스크용 제1박막을 제거하는 공정과; 상기 지지용 버팀대가 형성된 기판의 상부에 신장부와 압전 구동부가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제2박막을 형성한 후, 이를 통해 기판을 상기 지지용 버팀대가 형성된 깊이만큼 식각하여 제2홈을 형성하는 공정과; 상기 제2홈 내에 신장부와 압전 구동부를 형성한 후, 상부전면에 제3박막을 형성하고 평탄화하는 공정과; 상기 제2홈 내에 형성된 제3박막을 식각해 내고, 상부에 평판의 멤브레인을 형성한 후, 기판에 후면 습식각을 실시하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제1홈은 기판을 2㎛∼30㎛의 깊이로 식각하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 지지용 버팀대는 Cr, Ti등의 금속물질을 전기도금을 통해 형성하거나, 또는 다이아몬드, SiC등의 얇은 막 재질을 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 신장부는 금속막대로 형성하거나 또는 형성하지 않고 압전 구동부로 대체한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 4 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 압전 구동부는 접착/배리어층 및 전극층이 압전막을 사이에 두고 양측에 적층된 구조로 형성하여 수평방향(좌우방향)으로 제2홈 내에 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 멤브레인 박막은 SiN, SiC 또는 다이아몬드 중에 선택된 하나를 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 기판의 상부에 멤브레인을 형성한 후, 상기 멤브레인의 상부에 지지용 버팀대가 형성될 영역이 패터닝된 마스크용 제1박막을 형성하는 공정과; 상기 패터닝된 마스크용 제1박막을 통해 노출된 멤브레인 상부에 다이아몬드를 선택적으로 형성하여 지지용 버팀대를 형성한 후, 마스크용 제1박막을 제거하는 공정과; 일측 면이 상기 지지용 버팀대와 접하도록 지지용 버팀대의 주변영역 멤브레인 상부에 제2박막 및 신장부를 적층 형성하는 공정과; 일측 면이 상기 적층된 제2박막 및 신장부의 타측면에 접하도록 멤브레인 상부에 압전 구동부를 형성하는 공정과; 상기 압전 구동부의 주변영역에 해당하는 멤브레인 상부에 압전 구동부를 지지하는 받침대를 형성하는 공정과; 상기 제2박막을 제거한 후, 기판에 후면 습식각을 실시하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제2박막은 스퍼터링 공정을 적용하여 SiN 또는 SiO2를 증착한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 신장부는 스텐슬(stencil) 마스크를 이용하여 선택적인 스퍼터링 증착을 적용하거나 또는 전체적으로 스퍼터링 증착한 후, 선택적으로 식각하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 멤브레인은 다이아몬드를 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 엑스-선 마스크의 제조방법.
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