KR20080057093A - 레이저 간섭 리소그라피 장치 및 이를 이용한 나노그래이팅 형성 방법 - Google Patents

레이저 간섭 리소그라피 장치 및 이를 이용한 나노그래이팅 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 간섭 리소그라피 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료의 복굴절성을 측정하여 그래이팅 성장 정도를 실시간으로 검사할 수 있는 레이저 간섭 리소그라피 장치에 관한 것이다.
본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치는 레이저 발진기, 반사 거울, 빔 스플릿터, 빔 확장기로 이루어진 종래의 레이저 간섭 리소그라피 장치에, 시료에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사하는 광원부, 상기 시료로부터 투과된 빛의 위상 변화를 검출하는 검출부, 상기 검출부에서 측정된 데이터를 전송받아 시료의 복굴절성을 측정하고, 상기 측정값에 따라 상기 레이저 간섭 리소그라피 장치를 제어하는 제어부를 더 구비하여, 나노 그래이팅의 형성 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 것을 그 특징으로 한다.
그래이팅, 레이저 간섭 리소그라피, 복굴절

Description

레이저 간섭 리소그라피 장치 및 이를 이용한 나노 그래이팅 형성 방법{LASER INTERFERENCE APPARATURE AND METHODE FOR FORMATION OF NANO GRATING THEREBY}
도 1은 종래의 레이저 간섭 리소그라피 장치를 도시한 도면이며,
도 2는 나노 그래이팅이 형성된 시료의 복굴절성을 나타내는 그래프이며,
도 3은 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명은 레이저 간섭 리소그라피 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료의 복굴절성을 측정하여 그래이팅 성장 정도를 실시간으로 검사할 수 있는 레이저 간섭 리소그라피 장치와 이를 이용한 나노 그래이팅의 형성 방법에 관한 것이다.
최근 전기, 통신 분야 기술이 급속도로 발달하면서, 전자 회로 소자들의 소 형화, 고집적화가 가속화되고 있다. 이처럼 전자 회로 소자들의 크기가 작아지고, 집적도가 높아짐에 따라, 전자 회로에 형성되는 구조들 역시 점점 더 미세화되어 가는 추세이며, 이러한 추세에 발맞추어 전자 회로 기판에 미세 구조를 형성하는 방법에 관한 다양한 연구들이 진행되고 있다.
이 중 레이저 간섭 리소그라피법은 레이저에서 나오는 빔을 빔 스플릿터를 이용하여 둘로 나누고, 경로가 다른 두 개의 빔의 간섭 현상을 이용하여 나노 수준의 미세 구조를 형성하는 방법으로, 대면적의 시료에 나노 그래이팅 패턴을 형성하는데 많이 사용되고 있다.
도 1에는 종래 나노 그래이팅 패턴을 형성하는데 사용되는 레이저 간섭 리소그라피 장치(1)가 도시되어 있다. 일반적으로 레이저 간섭 리소그라피 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 발사하는 레이저 발진기(10)와, 상기 레이저 빔의 경로에 구비되어 레이저 빔의 진행 방향을 조절하는 반사 거울(20), 상기 레이저 빔을 진행 경로가 다른 두 개의 빔으로 분리하는 빔 스플릿터(30) 및 상기 레이저 빔을 확대하고, 빔의 질을 향상시키는 빔 확장기(40)로 이루어져 있다.
상기 레이저 간섭 리소그라피 장치(1)를 이용하여 그래이팅 패턴을 형성하는 방법은 다음과 같다.
먼저 레이저 발진기(10)에서 발사된 빔(60)이 반사 거울에 의해 반사되어, 빔 스플릿터(30)로 들어가게 되고, 상기 빔 스플리터에 의해 두 개의 빔으로 분리되어 나온다. 분리된 두 개의 빔은 각기 다른 경로를 거쳐, 시료(50)에 도달하게 된다. 이 때 상기 두 빔의 경로에 빔 확장기(40)를 설치하여 빔을 확대하면 대형 기판에 사용될 수 있다는 장점이 있다.
시료에 도달한 두 빔은 경로 차에 의해 시료 표면에 간섭 무늬를 형성하게 된다. 간섭이란 경로가 다른 두 개의 빛이 만나 합쳐지는 현상을 말하는 것으로, 두 빛의 경로차가 파장의 정수배인 곳에서는 진폭이 커지는 보강 간섭이 일어나고, 경로차가 반 파장의 홀수배인 곳에서는 진폭이 작아지는 상쇄 간섭이 일어난다.
한편, 상기 간섭 무늬가 형성되는 시료(50)의 표면에는 포토 레지스트가 도포되어 있다. 포토 레지스트는 빛에 반응하여 화학 반응을 일으키는 감광성 물질로, 포토 레지스트가 노광된 부분에 그래이팅 패턴이 형성되게 된다. 다만 빛이 조사되었다고 해서 무조건 그래이팅 패턴이 형성되는 것은 아니며, 패턴이 형성되기 위해서는 일정값 이상의 진폭을 갖는 빛이 조사되어야만 한다. 이것은 포토 레지스트가 일정 진폭 이상이 되는 빛에만 반응하는 성질을 가지고 있기 때문인데, 포토레지스트가 반응하는 빛의 최소 진폭을 문턱값(threshole)이라 한다. 이처럼 조사되는 빛의 진폭이 문턱값 이상이 되어야만 그래이팅 패턴이 형성되므로, 레이저 간섭을 이용하여 패턴을 형성할 경우에는 보통 진폭이 커지는 보강 간섭이 일어나는 부분에 패턴이 형성된다.
레이저 간섭 리소그라피법을 이용하여 패턴을 형성하면, 사용하는 빛의 파장을 조절하여 그래이팅의 간격(주기)를 조절할 수 있으며, 빛을 이용하기 때문에 나노 수준의 미세한 구조물을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 빔 확장기를 이용하여 빔을 확대함으로써 대면적의 기판에도 나노 수준의 미세 구조물을 일정한 간격으로 형성할 수 있다는 장점이 있다.
그러나 레이저 간섭 리소그라피법은 패턴 형성 과정에서 시료나 광원이 조금만 흔들려도 패턴이 형성되지 않는다는 단점이 있다. 시료나 광원의 미세한 움직임에도 보강 간섭이 일어나는 위치가 변경되어 노광 부분과 비노광 부분의 구분이 없어지기 때문이다.
이처럼 레이저 간섭 리소그라피법을 이용한 미세 구조 형성 공정은 안정성에 매우 민감하기 때문에 패턴이 제대로 형성되고 있는지 모니터링할 필요가 있다. 그러나 대부분의 경우 형성되는 구조(패턴)가 매우 미세하여 이를 직접적으로 관찰하는 방법으로 패턴 형성 공정을 모니터링하는 것은 불가능하다. 따라서, 종래의 레이저 간섭 리소그라피 공정에서는 현상 등의 후처리가 모두 완료된 후에 그래이팅의 불량 발생 여부를 검사하였는데, 이 경우 제품의 생산 비용이 증가하고, 제품의 품질이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 그래이팅 패턴 형성을 실시간으로 모니터링할 수 있는 레이저 간섭 리소그라피 장치를 제공하고, 이를 이용하여 공정의 안정성을 확보하고, 제품의 품질을 향상시키며, 제조 비용을 절감할 수 있는 나노 그래이팅 형성 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 나노 그래이팅이 형성된 시료 의 복굴절성을 이용하여 그래이팅의 형성 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있는 레이저 간섭 리소그라피 장치를 제공하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치는 종래의 레이저 간섭 리소그라피 장치에, 시료에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사하는 광원부, 상기 시료로부터 투과 또는 반사되는 빛의 위상 변화를 검출하는 검출부, 상기 검출부에서 측정된 데이터를 전송받아 시료의 복굴절성을 측정하고, 그 측정값에 따라 장치를 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 레이저 간섭 리소그라피 장치를 이용하여 그래이팅 형성 과정을 실시간으로 모니터링하면서 나노 그래이팅을 형성할 수 있는 나노 그래이팅 형성 방법을 제공한다.
일반적으로 빛은 진행하다가 장애물을 만나면 회절하는 성질이 있다. 본 발명과 같이 그래이팅 패턴이 형성된 시료에 빛을 조사하면, 일반적으로 빛은 그래이팅 패턴을 장애물로 인식하고 회절한다. 이때 빛의 회절 각도는 빛의 파장에 따라 다르기 때문에, 회절하면서 파장에 따라 빛이 분리되어 스펙트럼을 형성하게 된다.
그러나 상기와 같은 빛의 회절 및 분산은 그래이팅 패턴의 주기가 빛의 파장보다 작은 경우에는 거의 발생하지 않는다. 그래이팅 패턴이 빛의 파장보다 작은 간격으로 배열된 경우에는 빛이 그래이팅 패턴을 개별적으로 인식하지 못하고, 단일 물질의 일부로 인식하게 되기 때문이다.
이처럼 빛의 파장보다 작은 간격의 그래이팅 패턴이 형성된 시료는 단일 물 질로 인식되어 회절이 일어나지 않는 대신 복굴절성을 갖게 된다. 복굴절성은 방향에 따라 굴절률이 다른 물질에서 나타나는 빛의 성질을 말하는데, 시료에 레이저 간섭 리소그라피법을 이용하여 그래이팅 패턴을 형성하면, 레이저 빔이 조사된 부분의 포토 레지스트는 반응에 의해 물성이 달라지게 되고, 이로 인해 패턴이 형성된 부분과 형성되지 않는 부분의 굴절율이 달라지게 된다. 따라서, 그래이팅 패턴이 형성된 축을 따라 굴절율 분포가 발생하고, 시료의 방향에 따라 굴절율이 달라져 복굴절성을 갖게 되는 것이다.
한편, 복굴절성을 지닌 물질에 빛을 통과시키면 빛의 편광 성분에 따라 각기 다른 굴절률을 가지게 된다. 이러한 굴절률 차와 물질의 두께 등에 의해 입사광 사이에 상대적인 광 경로차가 발생하게 되고, 상기 광 경로차에 의해 복굴절성을 갖는 물질을 투과해 나온 빛의 위상차가 발생하게 된다.
레이저 간섭 리소그라피법에 의해 형성되고, 그 주기가 200nm 이하인 나노 그래이팅을 갖는 시료의 경우, 방향에 따라 굴절율이 달라지는 단일 물질로 인식되어 회절 현상은 거의 일어나지 않고, 복굴절성을 나타내게 된다.
도 2는 주기가 148nm이며, 높이가 150nm인 UV 수지의 그래이팅이 형성된 시료에 빛을 조사하였을 때 발생하는 위상차를 빛의 파장별로 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 나노 그래이팅의 주기보다 큰 파장을 갖는 빛을 시료에 조사하면, 위상차가 발생함을 알 수 있다. 위상차는 복굴절에 의해 발생한 것으로, 이를 통해 빛의 파장보다 작은 주기의 나노 그래이팅이 형성된 시료가 복굴절성을 갖는 다는 것을 알 수 있다.
한편, 복굴절 정도는 물성에 따라 달라지기 때문에, 복굴절성을 측정하면 시료의 물성 변화 여부, 즉 그래이팅 형성 정도를 간접적으로 예측할 수 있다. 본 발명은 이와 같은 점에 착안하여, 종래의 레이저 간섭 리소그라피 장치에 시료의 복굴절성을 측정할 수 있는 장치를 구비함으로써, 복굴절성의 변화를 이용하여, 그래이팅의 형성 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하였다.
시료의 복굴절성은 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다.
먼저 그래이팅 패턴이 형성되고 있는 시료에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사한다. 패턴이 형성되지 않은 시료는 단일한 굴절율을 갖기 때문에 빛이 위상 변화 없이 그대로 시료를 통과하게 된다. 그러나 그래이팅이 형성된 시료는 복굴절성을 갖기 때문에 편광이 입사하면 시료의 편광축 별로 빛의 광 경로차에 의해 상대적인 위상 변화(위상차)가 발생하게 된다.
다음으로, 시료를 통과한 빛을 입사광의 편광 방향과 수직인 편광판에 투과시킨다. 그래이팅 패턴이 형성되지 않은 시료에서는 빛의 위상 변화가 없기 때문에, 직각 편광판을 통과해 나오는 빛이 없다. 그러나 그래이팅 패턴이 형성된 시료는 복굴절에 의하여 위상차가 발생하게 되므로, 편광판을 투과하여 나오는 빛이 발생하게 된다. 따라서 편광판에서 출력되는 빛을 검출하면 시료의 복굴절성을 측정할 수 있다. 이때 시료의 복굴절성 정도에 따라 검출되는 빛의 양이 달라지게 되므로, 편광판에서 출력되는 빛의 양에 따라 시료의 복굴절성의 변화를 측정할 수 있 다. 이미 언급한 바와 같이 복굴절성은 물성에 따라 달라지기 때문에 복굴절성도의 변화를 측정하면 그래이팅 형성 정도를 간접적으로 알 수 있게 된다.
도 3에는 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치(100)가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치는 레이저 발진기(110), 반사 거울(120), 빔 스플릿터(130), 빔 확장기(140)를 포함하여 이루어진 종래의 레이저 간섭 리소그라피 장치에 광원부(170), 검출부(180), 제어부(190)를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 특징부인 광원부(170), 검출부(180), 제어부(190)에 대하여 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.
(1) 광원부(170)
광원부(170)는 시료(150)에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사하기 위한 것이다. 광원부(170)에서 조사되는 빛은 시료의 흡수 파장으로부터 떨어진 범위의 파장을 갖는 것이 바람직하다. 시료의 흡수 파장의 범위 내에 있을 경우, 그래이팅을 형성하는데 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
광원부(170)에서 일정 각도로 편광된 빛을 그래이팅 패턴이 형성된 시료(150)에 조사하면, 복굴절 현상에 위상 변화가 발생하여 원래 편광 방향과 수직인 편광 방향을 갖는 빛이 발생하게 된다. 그러나 공정의 안정성에 문제가 발생하여 패턴이 형성되지 않은 경우에는 복굴절이 일어나지 않아 위상 변화가 발생하지 않으므로, 편광 방향을 그대로 유지한 빛만 존재하게 된다.
(2) 검출부(180)
시료(150)로부터 투과된 빛은 검출부(180)로 들어가게 된다. 검출부(180)는 시료(150)를 거친 빛의 위상 변화를 측정하기 위한 것으로, 본 발명의 검출부(180)는 특정 위상을 갖는 빛만을 분리하여 출력하는 편광판(미도시)과, 상기 편광판으로부터 출력되는 빛의 양을 검출하는 디텍터(미도시)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 편광판(미도시)은 특정한 위상을 갖는 빛만을 통과시키도록 구성되어 있다. 본 발명에서는 편광 방향이 시료에 조사되는 빛과 수직인 빛만을 통과시키도록 되어 있다. 즉, 광원부에서 -45°편광을 조사한 경우라면 편광판은 편광 45°인 빛만 투과할 수 있도록 구성되어 있는데, 이는 빛이 복굴절되면 위상 변화에 의해 입사빛과 편광 방향이 수직인 빛이 발생하기 때문이다. 따라서 그래이팅 패턴이 형성된 시료의 경우, 복굴절 현상에 의해 발생한 수직으로 편광된 빛이 편광판(미도시)을 투과하여 출력되지만, 그래이팅 패턴이 형성되지 않는 시료의 경우에는 빛의 위상 변화가 발생하지 않아 편광판을 투과하는 빛이 존재하지 않게 된다. 편광판으로부터 출력되는 빛의 양은 그래이팅 형성 정도에 따라 달라지게 된다.
편광판(미도시)으로부터 출력된 빛은 디텍터(미도시)에 의해 감지되고, 디텍터(미도시)에 감지된 빛의 출력량 데이터는 제어부(190)로 전송된다.
상기 검출부(180)는 시료(150)를 기준으로 광원부와 대칭되는 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우, 시료를 투과한 빛이 별다른 장치 없이 바로 검출 부(180)로 투과되게 된다.
(3) 제어부
제어부(190)는 검출부(180)로부터 전송된 데이터를 토대로 그래이팅 형성 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록 제어하는 역할을 수행한다.
본 발명의 제어부(190)는 검출부(180)로부터 실시간으로 전송된 데이터를 수집하고 연산하여 시료의 복굴절성을 측정하고, 이를 토대로 그래이팅의 형성 유무 및 형성 정도 등을 실시간으로 모니터링한다. 또한 제어부는 레이저 간섭 리소그라피 장치를 이루는 구성요소들, 즉 레이저 발진기(110), 반사 미러(120), 빔 스플릿터(130), 빔 확장기(140), 검출부(180) 등과 통신하면서 상기 구성요소들을 제어할 수 있도록 이루어져 있다.
따라서, 모니터링 결과 그래이팅이 형성되지 않았거나, 그래이팅 형성에 이상이 있다고 판단되면, 레이저 간섭 리소그라피 장치의 각 부분을 제어하여 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부는 레이저 발진기(110)를 제어하여 레이저 노광 시간 또는 출력을 조절함으로써, 그래이팅 형성 정도를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 4에는 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이저 간섭 리소그라피 장치 는 광원부(170)와 검출부(180)를 시료를 기준으로 같은 방향에 배치할 수 있다.
광원부(170)와 검출부(180)를 같은 방향에 배치하면 시료에서 반사되는 빛의 위상 변화를 검출할 수 있다는 장점이 있다. 도 3과 같이 광원부와 검출부가 대칭으로 배치된 경우에는 빛이 투과되는 재질의 시료, 즉 유리 기판과 같은 시료에 사용하기에는 적합하지만, 빛이 투과되지 않는 재질로 이루어진 시료, 예를 들면 반도체 웨이퍼와 같은 시료에 사용하기에는 적합하지 않다.
따라서, 본 발명은 도 4와 같이 광원부(170)와 검출부(180)를 시료를 기준으로 같은 방향에 나란히 배치함으로써, 반사되는 빛의 위상 변화를 측정하여 나노 그래이팅의 형성 과정을 모니터할 수 있도록 함으로써, 시료의 재질에 상관없이 나노 그래이팅을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하였다.
이하에서는 본 발명의 상기 레이저 간섭 리소그라피 장치를 이용하여 나노 그래이팅을 형성하는 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명의 나노 그래이팅의 형성 방법은 레이저 발진기에서 레이저 빔을 발사하는 단계; 상기 레이저 빔이 빔 스플릿터를 통과하여 두 개의 빔으로 분리되는 단계; 상기 두 개의 빔이 각각 다른 경로를 거쳐 시료에 조사되어 그래이팅 패턴을 형성하는 단계; 광원부에서 시료에 편광된 빛을 조사하는 단계; 상기 편광된 빛이 시료로부터 투과 또는 반사되어 편광판으로 투과되는 단계; 상기 편광판으로부터 출력되는 빛의 양을 디텍터에서 검지하고, 그 데이터를 제어부로 전송하는 단계; 제어부에서 상기 전송된 데이터를 처리하여 상기 시료의 복굴절성을 측정하는 단 계; 상기 시료의 복굴절성을 이용하여 그래이팅의 형성에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 그래이팅 형성 공정을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 그래이팅의 형성 과정을 실시간으로 모니터링하는 것을 그 특징으로 한다.
이를 좀 더 구체적으로 살펴보면,
먼저 시료에 그래이팅 패턴을 형성하기 위해 레이저 발진기로부터 빔이 발사된다. 레이저 발진기에서 발사된 빔은 빔 스플릿터에 의해 서로 다른 경로를 가진 두 개의 빔으로 분리되고, 분리된 두 빔은 서로 다른 경로를 거쳐 시료에 도달하게 된다. 이때 분리된 빔의 각 경로에 빔 확장기를 구비하여, 빔을 확대시킨 후 시료에 조사되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 두 빔이 시료에 조사되면, 경로 차에 의해 간섭 현상이 발생하여 시료 위에 간섭 무늬를 생성하게 된다. 그래이팅 패턴은 포토레지스트의 문턱값 이상의 진폭을 갖는 빛이 조사된 경우에 형성되기 때문에, 상기 간섭 무늬의 밝은 부분 즉, 보강 간섭이 일어나는 부분에서 그래이팅 패턴이 형성된다.
상기와 같은 과정을 거쳐 그래이팅 형성이 시작되면, 광원부에서 일정한 각도로 편광된 빛을 시료에 조사한다. 이때 그래이팅 형성 공정이 정상적으로 이루어지고 있다면, 시료가 복굴절성을 띄기 때문에, 입사빛에 수직으로 편광된 빛이 발생하게 되지만, 그래이팅이 제대로 형성되지 않으면, 복굴절 현상이 발생하지 않으므로, 입사빛이 그대로 투과되게 된다. 예를 들어, -45°로 편광된 입사빛을 시료에 조사한 경우에, 그래이팅이 형성된 시료로부터 투과 또는 반사되어 나온 빛에는 -45°편광과, 45°편광이 존재하지만, 그래이팅이 형성되지 않은 시료로부터 투과 또는 반사되어 나온 빛에는 -45°편광만 존재하게 된다.
시료로부터 투과 또는 반사되어 나온 빛은 검출부의 편광판으로 투과된다. 편광판은 입사빛의 편광과 수직인 편광만을 통과시키도록 되어 있으므로, 복굴절에 의한 위상 변화가 발생하지 않으면, 편광판으로부터 출력되는 빛이 존재하지 않게 된다. 편광판에서 출력된 빛은 디텍터에 의해 감지된다. 따라서, 디텍터에서 빛이 감지되지 않으면, 그래이팅이 제대로 형성되지 않은 것임을 알 수 있다. 또한 디텍터에서 감지되는 빛의 양은 시료의 복굴절성 정도에 따라 다르고, 시료의 복굴절성은 그래이팅의 형성 정도에 따라 달라지므로, 디텍터에서 감지되는 빛의 양으로 그래이팅 형성 정도를 알 수 있다.
디텍터는 편광판으로부터 출력된 빛의 양을 측정하여, 그 데이터를 제어부로 전송한다. 제어부에서는 상기 데이터를 처리하여 시료의 복굴절성을 측정하고, 측정된 값을 토대로 그래이팅 형성 정도를 모니터링한다. 모니터링 결과 그래이팅 형성에 이상이 없다고 판단되면 공정을 계속 진행시키고, 이상이 있다고 판단되면 공정이 안정적으로 진행될 수 있도록 레이저 리소그라피 장치의 각 구성요소들을 제어하거나, 작동을 중단시키는 등 필요한 조치를 취하도록 한다. 이때 제어부는 레이저 발진기의 출력량이나 노광 시간 등을 조절하여 그래이팅 형성 속도 등을 조절할 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 나노 그래이팅 형성 방법에 의하면, 시료의 복굴절성을 측정하여 실시간으로 그래이팅의 형성 정도를 모니터링할 수 있게 된다.
본 발명은 나노 그래이팅이 형성된 시료의 복굴절성을 이용하여, 나노 그래이팅의 성장 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하였다. 이와 같은 실시간 모니터링을 통해, 불량 발생 여부 및 공정의 안정적 진행 여부를 실시간으로 파악할 수 있게 되었으며, 그 결과 불필요한 공정을 진행하지 않고, 필요한 조치를 즉각적으로 취할 수 있도록 함으로써, 생산 비용을 절감하고, 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명의 제어부는 레이저 간섭 리소그라피 장치의 각 부분을 제어할 수 있도록 구성되어, 그래이팅 형성 공정이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명은 광원부와 검출부를 선택에 따라 대칭되게 또는 같은 방향으로 배치할 수 있도록 함으로써, 시료의 종류와 무관하게 사용할 수 있도록 하였다.

Claims (7)

  1. 레이저 발진기, 반사 거울, 빔 스플릿터, 빔 확장기로 이루어진 레이저 간섭 리소그라피 장치에 있어서,
    시료에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사하는 광원부,
    상기 시료로부터 투과 또는 반사되는 빛의 위상 변화를 검출하는 검출부,
    상기 검출부에서 측정된 데이터를 전송받아 시료의 복굴절성을 측정하고, 상기 측정값에 따라 상기 레이저 간섭 리소그라피 장치의 각 부분을 제어하는 제어부를 더 구비하여, 나노 그래이팅의 형성 정도를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 시료에 흡수되지 않는 파장의 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는 특정 위상을 갖는 빛만을 분리하여 출력하는 편광판과,
    상기 편광판으로부터 출력되는 빛의 양을 검출하는 디텍터를 포함하여 이루 어지는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레이저 발진기에서 출력되는 레이저의 출력량 및 출력시간을 제어할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광원부와 검출부는 상기 시료를 기준으로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부와 검출부는 상기 시료를 기준으로 같은 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭 리소그라피 장치.
  7. 레이저 발진기에서 레이저 빔을 발사하는 단계;
    상기 레이저 빔이 빔 스플릿터를 통과하여 두 개의 빔으로 분리되는 단계;
    상기 두 개의 빔이 각각 다른 경로를 거쳐 시료에 조사되어 그래이팅 패턴을 형성하는 단계;
    광원부에서 상기 시료에 일정한 각도로 편광된 빛을 조사하는 단계;
    상기 편광된 빛이 상기 시료로부터 투과 또는 반사되어 편광판으로 투과되는 단계;
    디텍터에서 상기 편광판에서 출력되는 빛의 양을 검지하고, 그 데이터를 제어부로 전송하는 단계;
    상기 제어부에서 상기 전송된 데이터를 처리하여 상기 시료의 복굴절성을 측정하는 단계;
    상기 제어부에서 상기 시료의 복굴절성을 이용하여 그래이팅의 형성에 이상이 있는지 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 그래이팅 형성 공정을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 그래이팅의 형성 과정을 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는 나노 그래이팅 형성 방법.
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