KR20090002583A - 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법,그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크 - Google Patents

그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법,그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크 Download PDF

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KR20090002583A KR1020070066060A KR20070066060A KR20090002583A KR 20090002583 A KR20090002583 A KR 20090002583A KR 1020070066060 A KR1020070066060 A KR 1020070066060A KR 20070066060 A KR20070066060 A KR 20070066060A KR 20090002583 A KR20090002583 A KR 20090002583A
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Abstract

본 발명은 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법, 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및 그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크에 관한 것으로, 투명기판과, 상기 투명기판의 일면에 각기 다른 광 투과율을 갖도록 증착되어 노광 패턴을 형성하는 다수의 투과층과, 상기 투과층과 다른 패턴을 형성하며 노광시 광을 차단하도록 층작되어 차광 패턴을 형성하는 차단층을 구비하는 그레이-톤 마스크를 이용하여 투명마스크기판과, 상기 투명마스크기판의 일면에 각기 다른 위상변조 레벨을 갖도록 각기 다른 두께의 포토레지스트에 의해 형성되는 다수의 위상레벨층을 구비하는 페이즈 마스크를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법, 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및 그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크{gray ton mask, method for manufacturing of gray ton mask, method for manufacturing of phase mask using gray ton mask, phase mask of manufactured for gray ton mask and manufactured phase mask using gray ton mask}
본 발명은 그레이-톤 마스크(gray ton mask), 그레이-톤 마스크의 제조방법, 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크(phase mask) 제조방법 및 그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다단 레벨 구조의 그레이-톤 증착마스크와, 그레이-톤 마스크를 이용하여 다단 레벨의 페이즈 마스크를 제조할 수 있도록 한 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법, 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및 그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크에 관한 것이다.
최근 대용량의 정보 저장 능력을 가지며 고속 동작이 가능한 광 정보 기록 및/또는 재생 장치(이하, '광 정보 처리 장치'라고 한다)에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 광 정보 처리 장치로는 예컨대 DVD(Digital Versatile Disc) 장치, HD-DVD(High Density Digital Versatile Disc) 장치, BD(Blue-ray Disc) 장치, 근접광 처리 장치 및 홀로그래피 처리 장치 등이 있다. 이 중에서, 홀로그래피 처리 장치는 DVD 장치, HD-DVD 장치나 BD 장치보다 정보 저장 능력 및 데이터 처리 속도 등이 우수하여 차세대 광 정보 처리 장치로서 주목을 받고 있다.
홀로그래피 처리 장치는 디지털 데이터 즉 정보를 포함하는 신호광과 그 신호광에 상응하는 기준광 간의 간섭 패턴을 광 정보 저장 매체에 기록하여 데이터를 저장한다. 그리고, 정보의 재생시에는 기준광만을 상기 광 정보 저장 매체에 조사하여 상기 기록된 간섭 패턴에 의한 회절광을 검출하여 상기 저장된 데이터를 재생한다.
이러한 홀로그래피 처리 장치는 광 정보 저장 매체의 동일 위치에 데이터를 중첩시켜 저장하고 이를 개별적으로 분리하여 재생하는 것이 가능한 특징이 있다. 이러한 데이터의 중첩 저장 및 재생을 위하여 다양한 다중화 기법이 적용될 수 있다. 다중화 기법으로는 예컨대 각도 다중화(angle multiplexing), 파장 다중화(wave length multiplexing) 및 쉬프트 다중화(shift multiplexing) 등이 있다. 그리고, 홀로그래피 처리 장치는 광 정보를 소정의 데이터페이지 단위로 처리할 수가 있다.
이러한 홀로그래픽 광정보 처리장치는 홀로그래픽 간섭무늬가 형성되는 기록 영역의 중앙부에 광의 집중으로 인한 핫스팟(Hot spot)이 발생한다. 즉 렌즈를 거친 광이 저장매체의 결상위치에 집광됨에 따라 보강간섭 현상에 의하여 결상위치에서의 빔 세기가 증가하게 된다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 광학계에 페이즈 마스크를 사용한다.
페이즈 마스크를 이용하면, 광 정보 검출기에서 검출되는 기준광에 의한 회절광의 강도 분포에 영향을 미치지 않으면서 상기 푸리에 변환을 조작하는 것이 가능하다. 즉, 위상 마스크는 신호광의 강도 분포가 광 정보 저장 매체의 중심에서 피크를 형성하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 페이즈 마스크는 공간 광 변조기와 병치(竝置)되거나 또는 변환 렌즈(transforming lens)에 의하여 공간 광 변조기에 투사될 수 있다.
이러한 페이즈 마스크는 아날로그 방식의 페이즈 마스크와, 디지털 방식의 페이즈 마스크가 주로 사용된다.
그러나, 아날로그 방식의 페이즈 마스크는 표면에 랜덤하게 요철부(패턴)를 형성시켜 놓은 것이다. 이러한, 아날로그 방식의 페이즈 마스크는 각각의 위치에서 레이저 빔의 위상을 어떤 식으로 변화시키고 영향을 미치게 되는지에 관하여 전혀 확인할 수 없다. 따라서 아날로그 페이즈 방식의 마스크에서 발생시키는 광학적인 문제에 대한 해결은 오로지 반복적인 실험으로만 가능하므로 아날로그 페이즈 마스크와 광변조기의 효과적인 정렬이 어려운 문제점이 있다.
또한, 디지털 방식의 페이즈 마스크는 표면에 2레벨(0°, 180°)에서 6레벨(0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°)까지 특정 위상 투과층이 형성되는 것이다. 이러한, 디지털 페이즈 방식의 마스크는 각각의 위치에서 레이저 빔 의 위상을 어떤 식으로 변화시키는지 제조과정에서 측정을 통하여 확인 할수 있다. 그러나, 디지털 방식의 페이즈 마스크를 제조하기 위해서는 각 위상 투과층에 해당하는 개별적인 공정이 반복적으로 수행되어야 함으로 제조에 많은 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다단 레벨의 페이즈 마스크를 제조하기 위한 그레이-톤 마스크 및 그레이-톤 마스크의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그레이-톤 마스크를 이용하여 다단 레벨의 페이즈 마스크를 제조하기 위한 페이즈 마스크 제조방법 및 이에 의해 제조되는 페이즈 마스크를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 그레이-톤 마스크는, 투명기판과, 상기 투명기판의 일면에 각기 다른 광 투과율을 갖도록 증착되어 노광 패턴을 형성하는 다수의 투과층과, 상기 투과층과 다른 패턴을 형성하며 노광시 광을 차단하도록 층작되어 차광 패턴을 형성하는 차단층을 구비한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 그레이-톤 마스크의 제조방법은, 투명기판의 일면에 제 1증착마스크의 패턴에 따라 소정의 투과율을 갖는 제 1투과층을 증착하는 단계, 상기 제 1투과층에 대하여 다른 패턴을 갖는 제 2증착마스크의 패턴에 따라 상기 제 1투과층과 다른 투과율을 갖는 제 2투과층을 증착하는 단계, 상기 제 2투과증에 대하여 다른 패턴을 갖는 제 3증착마스크의 패 턴에 따라 광을 차단하는 차단층을 증착하는 단계를 포함한다.
상기 광 투과율은 상기 투과층의 증착되는 두께에 따라 다르게 형성된다. 상기 광 투과율은 상기 투과층의 증착물질에 따라 다르게 형성된다. 상기 증착물질은 크롬산화막, 몰리브덴실리사이드, 산화마그네슘, 알루미늄, 아연, 주석 등으로 금속물질군에서 선택된 하나의 물질을 증착하여 형성한다. 상기 차단층은, 금속 크롬을 증착하여 형성된다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법은, 상기 그레이-톤 마스크를 이용하여 페이즈 마스크를 제조하는 방법에 있어서, 투명마스크기판 상에 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막이 형성된 상기 투명마스크기판 상측으로 상기 그레이-톤 마스크를 위치시키는 단계, 상기 그레이-톤 마스크 상으로 광을 입사시키고, 상기 광이 상기 그레이-톤 마스크의 상기 투과층을 통과되도록 하여 상기 감광막을 노광시키는 단계, 상기 감광막에 현상 공정 진행으로 잔막치가 서로 다른 다수의 위상레벨층을 형성하는 단계, 상기 위상레벨층이 형성된 상기 감광막을 베이킹 하여 경화시키는 단계를 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 페이즈 마스크는, 투명마스크기판과, 상기 투명마스크기판의 일면에 각기 다른 위상변조 레벨을 갖도록 각기 다른 두께의 포토레지스트에 의해 형성되는 다수의 위상레벨층을 구비한다.
상기 각 위상레벨층은, 감광액을 도포한 후 노광에 의한 잔막치를 서로 다르게 하여 상기 각 위상레벨층의 두께를 다르게 형성한다.
상기 각 위상레벨층은 외부에서 입사된 광의 위상을 서로 다른 위상으로 변조한다.
본 발명에 따른 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법에 따르면 각기 다른 광투과율을 갖는 투과층과 차단층의 패턴을 형성할 수 있어 패턴에 따른 각기 다른 노광이 필요할 경우 보다 간단한 공정에 의해 노광 공정을 수행할 수있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및 그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크에 따르면, 각각의 위상레벨층에서의 위상 변조 상태를 예측할 수 있기 때문에 광학계에서 페이즈 마스크의 얼라인을 보다 효과적으로 수행할 수 있고, 또한 광이 통과하는 서로 다른 위치에서 광의 위상 변화를 확인할 수 있기 때문에 광학적인 문제에 대한 해결 및 보완이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법 및 이를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및 이에 의해 제조되는 페이즈 마스크를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 각 구성요소들의 명칭은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이며, 정의된 각각의 명칭들은 당업계에서 다른 명 칭으로 호칭 될 수 있다.
그리고 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된 것으로, 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지는 않는다. 또한, 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있으며, 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다.
먼저 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 예시하여 나타낸 사시도이다.
도시한 바와 같이 그레이-톤 마스크(10)는 투명기판(12)과, 투명기판(12)의 일면에 각기 다른 광 투과율을 갖도록 각기 다른 두께(또는 각기 다른 물질)로 증착되어 노광 패턴을 형성하는 다수의 투과층(14a, 14b)과, 투과층(14a, 14b)과 다른 패턴을 형성하며 노광시 광을 차단하도록 층작되어 차광 패턴을 형성하는 차단층(16)을 구비한다.
여기서, 투명기판(12)은 광투과율이 우수한 유리, 석영 또는 CaF2 와 같은 투과율이 높은 물질로 구성된다.
그리고 투과층(14a, 14b)은 0% 내지 100% 사이의 각기 다른 광 투과율을 갖으며, 중첩되지 않는 다수의 패턴으로 형성되며, 두께에 따라 광투과율이 변화되는 물질이나, 물질의 종류에 따라 광투과율이 변화는 다수의 물질로 증착되어 형성된 다. 이러한 투과층(14a, 14b)의 물질은 예를 들어 크롬산화막, 몰리브덴실리사이드, 산화마그네슘, 알루미늄, 아연, 주석 등으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 광 투과율을 갖는 물질과 이 사용될 수 있다.
한편, 차단층(16)은 0% 또는 0%에 근접한 광투과율을 갖으며, 상술한 투과층(14a, 14b)과 중첩되지 않는 패턴으로 형성된다. 이러한 차단층(16)은 광투과율이 매우 낮은 금속들 중 예를 들어 크롬과 같은 물질로 증착되어 형성된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크의 제조방법을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
먼저 상술한 바와 같은 그레이-톤 마스크는 증착공정에 의해 제조된다. 이에 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크(10)의 제조를 위한 증작장치(20)를 간략히 설명한다.
도시한 바와 같이 그레이-톤 마스크의 제조를 위한 증작장치(20)는 증착공정이 수행되는 진공챔버(미도시)와, 진공챔버 내부에 마련되며 유기 상태의 소스물질(22)이 가열되는 증발원(24)과, 증발원(24)의 외주면에 마련되어 증발원(24)을 가열하는 히터(26)와, 히터(26)의 외측면에 마련되어 소스물질(22)의 증착방향을 제외한 다른 부문을 냉각시켜 증발원(24)에서 증발되는 소스물질(22)의 방향성을 향상시키는 냉각부(28)와, 투과층(14a, 14b) 및 차단층(16)의 패턴이 형성된 다수 의 증착마스크(29a, 29b, 29c)를 구비한다.
상기 증발원(24)에 의해 가열되는 소스물질(22)은 액체금속 또는 분말금속으로 증착되는 투과층(14a, 14b)과 차단층(16)의 광투과율에 따라 각기 다른 두께로 증착되거나 투과율에 따라 선택적으로 선택되어 사용될 수 있다.
여기서 투과층(14a, 14b)의 증착시 사용되는 소스물질(22)은 크롬산화막, 몰리브덴실리사이드, 산화마그네슘, 알루미늄, 아연, 주석 등에서 선택되어 사용될 수 있으며, 투과층(14a, 14b)의 광 투과율을 변화시키기 위해서는 소스물질(22)에 의한 증착시간을 증가시켜 증착되는 소스물질(22)의 증착 두께를 조절하거나, 투과율이 다른 다수의 소스물질을 순차적으로 증착시켜 투과층(14a, 14b)의 광투과율을 변화시킬 수 있다.
또한, 증착마스크(29a, 29b, 29c)는 투과층(14a, 14b)과 차단층(16)의 패턴 형성에 필요한 증착마스크(29a, 29b, 29c)로, 각기 다른 투과율을 갖도록 증착되는 투과층(14a, 14b)과 차단층(16)의 패턴에 대응되도록 마련된다.
이하, 상술한 바와 같은 그레이-톤 마스크의 제조를 위한 증작장치를 이용한 그레이-톤 마스크 제조방법을 설명한다.
이하의 본 발명의 실시예에서는 3개의 레벨을 갖는 페이즈 마스크(30)를 제조하기 위한 그레이-톤 마스크(10)를 제조하는 방법을 설명한다. 하지만 이를 본 발명을 설명하기 위한 실시예일 뿐 본 발명의 투과층(14a, 14b)의 개수를 한정하는 것은 아니다.
먼저, 그레이-톤 마스크(10)를 제조하기 위하여 투과층(14a, 14b) 및 차단 층(16)을 증착시키기 위한 투명기판(12)을 준비한다. 이에 투명기판(12)의 하부에 제 1증착마스크(29a)를 위치시키고, 소스물질(22)을 가열하여 제 1투과층(14a)을 증착시킨다(도 2a 참조).
이후, 제 1증착마스크(29a)에 의한 증착이 완료되면, 제 1증착마스크(29a)와 다른 패턴을 갖는 제 2증착마스크(29b)를 투명기판(12)의 하부에 위치시키고, 소스물질(22)을 가열하여 제 2투과층(14b)을 증착시킨다(도 2b 참조).
그리고 제 2증착마스크(29b)에 의한 증착이 완료되면, 제 2증착마스크(29b)와 다른 패턴을 갖는 제 3증착마스크(29c)를 투명기판(12)의 하부에 위치시키고, 소스물질(22)을 가열하여 차단층(16)을 증착시킨다(도 2c 참조).
여기서 증착되는 각 투과층(14a, 14b)의 투과율은 소스물질(22)의 증착시간을 조절하여 각 투과층(14a, 14b)의 증착두께를 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, 다르게는 각 투과층(14a, 14b) 마다 소스물질(22)을 다르게 변경하여 조절할 수 도 있다.
이에 상술한 바와 같은 과정에 의해 그레이-톤 마스크(10)의 제조가 완료되며, 제조된 그레이-톤 마스크(10)는 반도체 제조공정, 디스플레이 제조공정 등과 같이 노광(또는 포토리소그래피 등)이 필요한 제조공정에 사용될 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 그레이-톤 마스크(10)를 이용하여 본 발명에 따른 페이즈 마스크의 제조방법과, 이에 의해 제조되는 페이즈 마스크를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 이용하여 제조된 페이즈 마스크를 나타낸 사시도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크(10)를 이용하여 제조된 페이즈 마스크는, 투명마스크기판(32)과, 투명마스크기판(32)의 일면에 각기 다른 위상변조 레벨을 갖도록 각기 다른 두께의 포토레지스트에 의해 형성되는 다수의 위상레벨층(34a, 34b, 34c)을 구비한다.
여기서, 투명마스크기판(32)은 광투과율이 우수한 유리, 석영 또는 CaF2 와 같은 투과율이 높은 물질로 구성된다.
다수의 위상레벨층(34a, 34b, 34c)은 경화된 포토레지스트(Photoresist)에 의해 형성된다. 이러한, 위상레벨층(34a, 34b, 34c)은 3개의 층간으로 형성될 수 있으며, 각 층간의 두께차이는 수십 마이크로미터 정도일 수 있다.
여기서 위상레벨층(34a, 34b, 34c)은 그레이-톤 마스크(10)에 형성된 투과층(14a, 14b)의 패턴 및 차단층(16)의 패턴과 각 투과층(14a, 14b)의 투과율에 따라 형성되는 것으로 상술한 바와 같은 그레이-톤 마스크(10)에 대응되도록 3개의 위상레벨층(34a, 34b, 34c)을 일예로 하여 설명한다. 하지만 이를 본 발명을 설명하기 위한 실시예일 뿐 본 발명의 위상레벨층(34a, 34b, 34c)의 개수를 한정하는 것은 아니다.
각기 다른 두께를 갖는 각 위상레벨층(34a, 34b, 34c)은 입사된 광이 투과할 때 서로 다른 위상을 갖도록 광의 위상을 변조한다. 위상의 변조는 각 위상레벨층(34a, 34b, 34c)의 두께에 따라 각 위상레벨층(34a, 34b, 34c)에 입사된 광의 진행이 지연되면서 서로 다른 위상으로 쉬프트(shift; 천이) 된다. 이에 따라 각각의 서로 다른 위상레벨층(34a, 34b, 34c)들은 서로 다른 위상으로 광이 투과되도록 한다.
예를 들어 본 발명의 실시예에서와 같이 3개의 위상레벨층(34a, 34b, 34c)이 형성되는 경우 투명마스크기판(32)을 직접 투과하는 층을 포함하여 4개의 레벨(예를 들어 0,30,60,90)”의 위상차를 가지도록 광이 위상 변조되어 투과된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 페이즈 마스크(30)는 각 위상레벨층(34a, 34b, 34c)의 위치에서 위상 변조되는 상태를 조절 및 예측할 수 있다.
이에 따라 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크의 제조방법을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다.
도 4a 내지 도 4c는 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
먼저, 페이즈 마스크(30)를 제조하기 위하여 투명마스크기판(32)을 준비한다. 투명마스크기판(32)이 준비되면 투명마스크기판(32) 상에 포토레지스트(photoresist)를 도포하여 감광막(42)을 형성한다(도 4a 참조).
이러한, 감광막(42)은 포토레지스트를 스핀 코팅(spin coating) 등과 같은 방법으로 도포하여 형성한다. 이때 사용되는 포토레지스트는 가능하다면 포지티브 포토레지스트(Positive photoresist)를 사용할 수 있다. 포지티브 포토레지스트는 분해능(resolution)이 네거티브 포토레지스트(negative photoresist) 보다 좋은 것으로 알려져 있다. 그러나 투명마스크기판(32)과 직접 접하는 포토레지스트 부분에 서의 위상 변조를 고려하지 않는다면 네거티브 포토레지스트를 사용할 수 있다.
이후, 감광막(42)의 형성이 완료되면 이후 노광공정을 진행한다. 노광공정을 위하여 감광막(42)을 소프트 베이킹(soft baking)하여 경화시킨다. 소프트 베이킹은 투명마스크기판(32)과 감광막(42)의 접착상태를 향상시킨다.
이러한, 소프트 베이킹은 핫플레이트(hot plate)를 이용하여 수행할 수 있다. 이 경우 소프트 베이킹은 대략 90 ~ 120℃의 온도로 30분 내외에서 진행할 수 있다. 다르게는 사전 노광 베이킹(pre-exposure baking)과 같은 방법으로 진행할 수 있다.
소프트 베이킹이 종료되면 이후 노광공정을 진행한다. 노광공정은 정렬과 노광으로 진행된다. 정렬은 투명마스크기판(32) 상에 그레이-톤 마스크(10)를 위치시키는 것이고, 노광은 그레이-톤 마스크(10)가 정렬된 상태에서 감광막(42)의 원하는 부분에 대한 노광이 이루어지도록 하는 것이다. 정렬은 그레이-톤 마스크(10)를 감광막(42) 표면에 대하여 수십 마이크로미터까지 근접시켜 정렬시킨다. 그리고 이후 노광을 진행한다.
노광은 수은 램프(mercury lamp), 엑시머 레이저(excimer laser), 플로린 레이저(fluorine laser) 또는 전자빔(electron beam) 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 위상레벨층(34a, 34b, 34c)의 집적도에 따라 광원의 종류를 선택할 수 있다.
한편 노광을 위하여 사용되는 그레이-톤 마스크(10)는 원하는 가기 다른 투과율을 갖는 다수의 투과층(14a, 14b)과 차단층(16)에 의해 노광 패턴이 형성되어 있다. 이러한, 노광패턴에 의해 투과층(14a, 14b)과 차단층(16)을 통과하는 광 투과량에 차이가 발생한다. 따라서 노광시 투명마스크기판(32)에 도포된 감광막(42)의 노광이 차단층(16)과 각 투과층(14a, 14b)의 광 투과량에 따라 다르게 진행된다(도 4b 참조).
이상과 같은 노광 공정이 완료되면 이후 노광 후 베이킹 공정을 진행할 수 있다. 노광 후 베이킹 공정은 선택적으로 수행할 수 있지만, 본 발명의 실시예에서 위상레벨층(34a, 34b, 34c)이 다수의 두께를 가지도록 형성되기 때문에 각 위상레벨층(34a, 34b, 34c)의 재현성을 높이기 위하여 필요할 수 있다. 즉 노광후의 측벽 부분에서 발생하는 물결모양의 스탠딩 웨이브 현상(standing wave effect)을 노광 후 베이킹 공정의 진행으로 해소할 수 있다.
이후 현상 공정을 진행한다. 현상 공정은 현상제에 의한 현상, 린스 그리고 건조 단계로 진행된다. 그리고 현상제는 감광막(42)이 포지티브 포토레지스트인 경우 비이온계 현상제(nonionic base solution)를 사용할 수 있다. 그리고 현상이 완료되면 초순수(De-ionized water)를 사용하여 린스를 진행하고, 이후 자연건조 또는 강제건조를 진행함으로써 현상이 완료된다.
한편, 이후 하드 베이킹(Hard baking) 공정을 진행할 수 있다. 하드 베이킹은 감광막(42) 상에 남아있을 수 있는 현상제를 제거하고, 외부 충격, 특히 광에 의하여 감광막(42)이 훼손되는 것을 방지하도록 감광막(42)을 강화시키고, 투명마스크기판(32)과 감광막(42)의 결합상태를 더욱 강화시킨다. 이후 최종 제조된 페이즈 마스크(30)는 도 4c에 도시한 바와 같이 감광막(42)에 의해 다수의 두께를 갖는 위상레벨층(34a, 34b, 34c)이 형성된다.
이후 감광막(42)으로 된 위상레벨층(34a, 34b, 34c) 상에 별도로 팰리클(pellicle)을 형성할 수 있다. 펠리클은 페이즈 마스크(30)의 오염을 방지하고, 위상레벨층(34a, 34b, 34c)을 보호하는 역할을 한다. 펠리클은 99% 이상의 높은 광 투과율을 가지는 것을 사용한다.
본 발명의 실시예에 따른 페이즈 마스크(30)는 각각의 단차들의 두께가 다르기 때문에 각각의 단차에 입사되는 광의 파장이 진행하는 상태가 달라지고, 이에 따라 각각의 단차들에 위상 천이가 발생한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 페이즈 마스크는 광 홀로그래픽 광정보 처리장치에서 광변조기에 결합되어 신호광의 위상을 변조시키는데 사용될 수 있다. 이 경우 광정보 저장매체에 포커싱 되는 신호광의 DC 피크치를 줄여 핫스팟의 발생을 방지함으로써 보다 높은 해상도의 홀로그래픽 간섭무늬를 형성할 수 있고, 그 외의 다른 광 처리장치에서도 유사한 용도로 사용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 예시하여 나타낸 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 이용하여 제조된 페이즈 마스크를 나타낸 사시도이다.
도 4a 내지 도 4c는 발명에 따른 그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크의 제조과정을 나타낸 공정도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 그레이-톤 마스크
14a, 14b : 투광층
30 : 페이즈 마스크
34a, 34b, 34c : 위상레벨층

Claims (14)

  1. 투명기판과,
    상기 투명기판의 일면에 각기 다른 광 투과율을 갖도록 증착되어 노광 패턴을 형성하는 다수의 투과층과,
    상기 투과층과 다른 패턴을 형성하며 노광시 광을 차단하도록 층작되어 차광 패턴을 형성하는 차단층을 구비하는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 투과율은 상기 투과층의 증착되는 두께에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광 투과율은 상기 투과층의 증착물질에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 증착물질은 크롬산화막, 몰리브덴실리사이드, 산화마그네슘, 알루미늄, 아연, 주석 등으로 금속물질군에서 선택된 하나의 물질을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 차단층은, 금속 크롬을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크.
  6. 투명기판의 일면에 제 1증착마스크의 패턴에 따라 소정의 투과율을 갖는 제 1투과층을 증착하는 단계,
    상기 제 1투과층에 대하여 다른 패턴을 갖는 제 2증착마스크의 패턴에 따라 상기 제 1투과층과 다른 투과율을 갖는 제 2투과층을 증착하는 단계,
    상기 제 2투과증에 대하여 다른 패턴을 갖는 제 3증착마스크의 패턴에 따라 광을 차단하는 차단층을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 투과율은 상기 각 투과층의 두께에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 투과율은 상기 각 투과층의 증착 물질에 따라 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 증착물질은 크롬산화막, 몰리브덴실리사이드, 산화마그네슘, 알루미늄, 아연, 주석 등으로 금속물질군에서 선택된 하나의 물질을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이-톤 마스크 제조방법.
  10. 투명마스크기판과,
    상기 투명마스크기판의 일면에 각기 다른 위상변조 레벨을 갖도록 각기 다른 두께의 포토레지스트에 의해 형성되는 다수의 위상레벨층을 구비하는 것을 특징으로 하는 페이즈 마스크.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 각 위상레벨층은, 감광액을 도포한 후 노광에 의한 잔막치를 서로 다르게 하여 상기 각 위상레벨층의 두께를 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 페이즈 마스크.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 각 위상레벨층은 외부에서 입사된 광의 위상을 서로 다른 위상으로 변조하는 것을 특징으로 하는 페이즈 마스크.
  13. 상기 1항의 그레이-톤 마스크를 이용하여 페이즈 마스크를 제조하는 방법에 있어서,
    투명마스크기판 상에 감광막을 형성하는 단계,
    상기 감광막이 형성된 상기 투명마스크기판 상측으로 상기 그레이-톤 마스크를 위치시키는 단계,
    상기 그레이-톤 마스크 상으로 광을 입사시키고, 상기 광이 상기 그레이-톤 마스크의 상기 투과층을 통과되도록 하여 상기 감광막을 노광시키는 단계,
    상기 감광막에 현상 공정 진행으로 잔막치가 서로 다른 다수의 위상레벨층을 형성하는 단계,
    상기 위상레벨층이 형성된 상기 감광막을 베이킹 하여 경화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 페이즈 마스크 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 각 위상레벨층은 외부에서 입사된 광의 위상을 서로 다른 위상으로 변조하는 것을 특징으로 하는 페이즈 마스크 제조방법.
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