KR20140038309A - 금속-임베디드 포토마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법은, 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부들을 가지는 상기 기판 상에 적어도 하나의 금속 물질을 형성하는 단계로, 이때 상기 돌출부들 각각은 상단 표면 및 상기 상단 표면과 상기 표면을 연결하는 복수의 측면 표면들을 가지고, 상기 금속 물질은 상기 상단 표면과 상기 표면 상에 형성되고; 상기 기판의 상기 상단 표면들에 프렉시블 필름을 부착하는 단계; 및 상기 상단 표면들 상의 상기 금속 물질의 부분을 제거하기 위해 상기 상단 표면들로부터 상기 플렉시블 필름을 분리하는 단계를 포함한다. 본 발명의 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법은 진정 단순화된 프로세스들 및 매우 낮은 비용을 가진다. 게다가, 상기 금속 물질은 상기 상단 표면 상에 형성되지 않기 때문에, 상기 금속 물질과 다른 기판 사이의 마찰이 방지될 수 있어, 이로써 상기 포토마스크의 수명이 증가된다.

Description

금속-임베디드 포토마스크 및 그 제조 방법{METAL-EMBEDDED PHOTOMASK AND MANUFACTURERING METHOD THEREOF}
본 발명은 포토마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 금속-임베디드 포토마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 포토리소그래피 기술에 있어서, 포토레지스트 층 상의 포토마스트의 UV(자외선) 노출 기술은 주로 접촉 포토리소그래피 기술 및 망선 리소그래피 기술로 나뉜다.
상기 접촉 포토리소그래피 기술에 있어서, 상기 포토마스크는 포토마스크의 특성 패턴에 1:1의 크기 비율을 가지고 상기 기판 상에 복사 패턴을 형성하기 위해 노출 동안 직접 포토레지스트 층에 접촉한다(미국특허 제6,720,116호 참조). 상기 망선 리소그래피 기술에 있어서, 포토마스크의 특성 패턴의 크기는 노출이 상기 포토레지스트 층 상의 광학 시스템에 의해 제공되는 투사(projection)에 의해 구현될 때, 상기 기판 상의 복사 패턴의 서너 배다(J. C. Love, D. B. Wolfe, H. O. Jacobs and G. M. Whitesides (2001), "Microscope projection photolithography for rapid prototyping of masters with micron-scale features for use in soft lithography," Langmuir, 17(19), pp. 6005-6012 참조).
포토마스크의 표면 상의 금속 패턴이 상기 접촉 포토리소그래피의 프로세스 동안 상기 기판 상의 포토레지스트 층에 대하여 접촉하고 비벼지기 때문에, 상기 금속 패턴은 손상되기 쉽고 따라서 상기 포토마스크의 수명이 감소된다. 게다가, 상기 포토마스크가 포토레지스트 물질에 의해 오염될 때, 상기 포토마스크는 세정될 필요가 있다. 하지만, 상기 포토마스크는 세정 시간이 많아짐에 따라 수명이 더 감소될 것이다(미국특허 제 6,472,107호 참조). 나아가, 기판의 포토레지스트 층은 고르지 못한 표면을 가질 때, 광의 분산 및 회절은 상기 포토마스크 및 포토레지스트 층 사이의 불확실한 간격에 의해 야기될 것이고, 따라서, 노출의 부정확성은 증가될 것이다. 따라서, 상기 포토레지스트 층의 얕은 부분 상의 노출의 측면 범위는 커지고 따라서 포토레지스트 구조는 높은 깊이-대-너비 비율을 가지고 만들어질 수 없다(Y. C. Yee and C. Y. Chiu (2008), "Micro-/nano-lithography based on the contact transfer of thin film and mask embedded etching," J. Micromech. Microeng, 18(7), pp. 075013 참조).
상기의 주제 측면에서, 본 발명의 목적은 정확한 포토레지스트 구조를 만드는 단순화된 프로세스에서 더 긴 수명을 가지는 포토마스크를 제조할 수 있는 금속-임베디드 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법은, 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부들을 가지는 상기 기판 상에 적어도 하나의 금속 물질을 형성하는 단계로, 이때 상기 돌출부들 각각은 상단 표면 및 상기 상단 표면과 상기 표면을 연결하는 복수의 측면 표면들을 가지고, 상기 금속 물질은 상기 상단 표면과 상기 표면 상에 형성되고; 상기 기판의 상기 상단 표면들에 프렉시블 필름을 부착하는 단계; 및 상기 상단 표면들 상의 상기 금속 물질의 부분을 제거하기 위해 상기 상단 표면들로부터 상기 플렉시블 필름을 분리하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 물질의 형성은 코팅, 프린팅, 물리 증착, 화학 증착, 이온 주입, 플라즈마 화학 증착, 전자 빔 증발, 열 증발 또는 스퍼터링에 의해 달성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판의 물질은 폴리머 유기 규소화합물 또는 SiO2를 함유하는 투명 물질을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 기판의 물질은 PDMS, UV 수지, 실리콘 고무 또는 PUA를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 물질은 복수의 하부층들로 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 물질은 금, 크롬 또는 그 조합을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 플렉시블 필름의 물질은 PET, 강성 PVC, PVA, PA 또는 PLA를 포함한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 금속-임베디드 포토마스크는, 기판 및 금속 층을 포함한다. 상기 기판은 상기 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부들을 포함한다. 상기 돌출부들 각각은 상단 표면 및 상기 상단 표면과 상기 표면을 연결하는 복수의 측면 표면들을 가진다. 상기 금속 층은 상기 표면 상에 배치되고, 상기 상단 표면은 상기 금속 층에 의해 덮이지 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 물질은 복수의 하부층들로 형성되고, 상기 금속 물질은 금, 크롬 또는 그 조합을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 층의 두께는 상기 돌출부의 높이의 반과 같거나 이보다 작고 상기 돌출부의 높이의 1/4과 같거나 이보다 크다.
상기에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법은 진정 쉽고 단순화되었기 때문에, 그 비용도 크게 감소될 수 있다. 게다가, 상기 금속-임베디드 포토마스크의 금속 물질은 상기 돌출부의 상단 표면 상에 형성되지 않기 때문에, 상기 금속 층의 금속 물질과 다른 기판의 포토레지스트 층 사이의 마찰이 확실히 방지될 수 있고, 그러므로 상기 포토마스크의 수명이 연장될 수 있다. 게다가, 본 발명의 상기 금속-임베디드 포토마스크의 돌출부의 상단 표면은 좋은 부착 특성을 가져, 상기 포토마스크 및 상기 포토레지스트 층은 대규모 포토리소그래피 프로세스 동안 높은 수준의 평탄성으로 인해 서로 단단히 부착될 수 있고 그 사이의 간격은 그러므로 효과적으로 감소될 수 있다. 그러므로, 그 사이의 반사력 및 상기 포토레지스트 층 상의 노출의 측면 범위 모두는 감소될 수 있고, 그러므로 포토레지스트 구조는 높은 정확도로 만들어질 수 있고, 프로세스 수율 또한 증가될 수 있다.
본 발명은 상세한 설명 및 설명만을 위해 주어지고 따라서 본 발명을 한정하지 않는, 첨부된 도면들로부터 더 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법의 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예의 제조 방법의 대략적인 도면들이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속-임베디드 포토마스크의 대략적인 도면이다.
본 발명은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이고, 이것은 첨부한 도면들을 참조하여 진행되고, 이때 동일한 참조부호들은 동일한 요소들과 관련 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법의 흐름도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시예의 제조 방법의 대략적인 도면들이다. 상기 제조 방법은 도 1 및 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 이하에서와 같이 설명될 것이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 단계 S01은 상기 기판(201)의 표면(203)으로부터 돌출된 복수의 돌출부들(202)을 가지는 기판 상에 적어도 하나의 금속 물질(101)을 형성하는데, 이때 상기 돌출부들(202) 각각은 상단 표면(205) 및 상기 상단 표면(205)과 상기 표면(203)을 연결하는 복수의 측면 표면들(204)을 가지고, 상기 금속 물질(101)은 상기 상단 표면(205)과 상기 표면(203) 상에 형성된다. 상기 금속 물질(101)의 형성은 코팅, 프린팅, 물리 증착, 화학 증착, 이온 주입, 플라즈마 화학 증착, 전자 빔 증발, 열 증발 또는 스퍼터링에 의해 달성된다. 여기서, 예를 들어, 상기 금속 물질(101)은 상기 돌출부(202)의 상단 표면(205) 상에 또한 상기 표면(203) 상에 열 증발에 의해 형성된다. 유의할 점은, 상기 금속 물질(101)은 다른 방법들이 사용될 때 상기 돌출부(202)의 상기 측면 표면(204) 상에 또한 형성될 수 있다.
이 실시예에 있어서, 상기 기판(201)은 인플렉시블 기판 또는 플렉시블 기판일 수 있다. 상기 기판(201)의 물질은 예를 들어, PDMS(폴리디메틸실록산)과 같은 폴리머 유기 규소화합물, 또는 유리 및 수정과 같은 SiO2를 함유하는 투명 물질을 포함한다. 여기서 예를 들어, 상기 기판(201)은 좋은 수준의 평탄성을 제공하는 PDMS 기판이다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 기판(201)의 물질은 예를 들어, UV 수지, 실리콘 고무 또는 PUA(폴리우레탄-아크릴레이트), 또는 투명성을 가지는 다른 플렉시블 폴리머 물질들을 포함할 수 있다.
상기 금속 물질(101)은 상기 기판(201) 상에 형성되고 광을 가로채는 데 사용된다. 이 실시예의 금속 물질은 종류에 한정되지 않고, 또한 이것은 예를 들어 금, 크롬 또는 이들의 조합일 수 있다. 게다가, 상기 금속 물질(101)은 복수의 하부-층들(102, 103)(여기에는 예를 들어 2개의 하부-층들이 있음)로 형성될 수 있고, 상기 하부-층(102)은 금이고, 상기 하부-층(103)은 크롬이다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 단계 S02는 상기 기판(201)의 상단 표면들(205)에 플렉시블 필름(301)을 부착하는 것이다. 상기 플렉시블 필름(301)의 물질은 예를 들어, PET, 강성 PVC, PVA, PA 또는 PLA, 또는 접착 특성을 가지는 다른 적절한 필름들을 포함한다. 이때, 상기 플렉시블 필름(301)은 예를 들어 PET 필름이다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 단계 S03은 상기 상단 표면들(205) 상의 금속 물질의 부분을 제거하기 위해 상기 상단 표면들(205)로부터 상기 플렉시블 필름(301)을 분리하는 것이다. 이 실시예에 있어서, 상기 플렉시블 필름(301)은 상기 하부-층(103)에 접촉하여, 상기 플렉시블 필름(301)은 상기 크롬의 점착 특성으로 인해 상기 상단 표면들(205) 상의 금속 물질의 부분이 쉽게 제거될 수 있다. 게다가, 이것은 상기 기판(201)의 돌출부들(202)의 상단 표면들(205)에 부착된, 금인 하부-층(102)이어서, 상기 기판(201)의 상단 표면들(205)의 점착 특성은 금의 안정성으로 인해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속-임베디드 포토마스크(2)의 대략적인 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 금속-임베디드 포토마스크(2)는 기판(201) 및 금속 층(21)을 포함한다. 상기 기판(201)은 상기 기판(201)의 표면(203)으로부터 돌출된 복수의 돌출부들(202)을 포함한다. 상기 돌출부들(202) 각각은 상단 표면(205) 및 상기 상단 표면(205)과 상기 표면(203)을 연결하는 복수의 측면 표면들(204)을 포함한다. 상기 금속 층(21)은 상기 표면(203) 상에 배치되고, 상기 상단 표면(205)은 상기 금속 층(21)에 의해 덮이지 않는다.
상기 기판(201)의 기술적 특성들은 상기의 제조 방법의 실시예에서 명백하게 설명되고, 따라서 간결함을 위해 여기서 설명하지 않는다. 상기 금속 층(21)은 단일 층 또는 복수의 하부-층들을 포함할 수 있고, 여기서는 예를 들어 2개의 하부-층들(102, 103)이 있다. 이 실시예에 있어서, 상기 금속 층(21)의 두께(D)는 상기 돌출부(202)의 높이(H)의 반과 같거나 더 작고, 상기 돌출부의 높이(H)의 1/4과 같거나 더 크다. 상기 금속 층(21)의 두께가 너무 크면, 상기 상단 표면(205) 상의 상기 금속 물질의 부분은 상기 상단 표면(205)으로부터 쉽게 분리되지 않을 것이다. 하지만, 상기 금속 층(21)의 두께가 너무 작으면, 상기 광-가로채기 효율성은 후속하는 포토리소그래피 프로세스 동안 감소될 것이다. 그러므로, 상기 금속 층(21)의 두께는 더 좋은 범위를 가진다. 상기 금속 층(21)의 두께(D)는 상기 돌출부(202)의 높이(H)의 반과 같거나 더 작고, 상기 상단 표면(205) 상의 금속 물질의 부분은 상기 플렉시블 필름(301)에 의해 쉽고 완벽하게 제거될 수 있고, 또한 상기 표면(203) 상의 금속 물질의 부분이 상기 플렉시블 필름(301)에 의해 제거되는 것이 방지될 수 있다. 게다가, 상기 돌출부의 높이(H)의 1/4과 같거나 더 큰 상기 금속 층(21)의 두께(D)에 의해, 광-가로채기 효율성은 충분히 제공될 수 있는 한편, 상기 상단 표면 상에 금속 층을 가지지 않는 돌출부(202)가 광-안내 기둥을 닮은 구조가 되어 이로써 광은 상기 돌출부(202)의 측면 표면들을 관통할 수 없고 따라서 광 누출 문제는 방지될 것이다. 이 실시예에 있어서, 상기 금속-임베디드 포토마스크(2)는 접촉 포토마스크로서 사용될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법의 프로세스는 진정 쉽고 단순화되었기 때문에, 그 비용은 크게 감소될 수 있다. 게다가, 상기 금속-임베디드 포토마스크의 금속 물질이 상기 돌출부의 상단 표면 상에 형성되지 않기 때문에, 상기 금속 층의 금속 물질과 다른 기판의 포토레지스트 층 사이의 마찰이 확실히 방지될 수 있고 이로써 상기 포토마스크의 수명은 연장될 수 있다. 게다가, 본 발명의 금속-임베디드 포토마스크의 돌출부의 상단 표면은 좋은 부착 특성을 가지므로, 포토마스크 및 포토레지스트 층은 대규모 포토리소그래피 프로세스 동안 높은 수준의 평탄성으로 인해 서로 단단히 부착될 수 있고 그 사이의 간격은 그러므로 효과적으로 감소될 수 있다. 그러므로, 그 사이의 반사도 및 포토레지스트 층 상의 노출의 측면 범위 모두는 감소될 수 있고, 이로써 포토레지스트 구조는 높은 정확도를 가지고 만들어질 수 있고 프로세스 수율 또한 증가될 수 있다.
본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이 설명은 한정하고자 하는 것으로 해석되어서는 안된다. 개시된 실시예들의 다양한 변형들 뿐만 아니라, 대체적인 실시예들은 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항들은 본 발명의 범위 안에 포함되는 모든 변형들을 커버할 것으로 예상된다.
101: 금속 물질 102, 103: 하부 층 201: 기판
202: 돌출부 203: 표면 204: 측면 표면
205: 상단 표면 2: 금속-임베디드 포토마스크 21: 금속층
301: 플렉시블 필름

Claims (13)

  1. 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부들을 가지는 기판 상에 적어도 하나의 금속 물질을 형성하는 단계로, 이때 상기 복수의 돌출부들 각각은 상단 표면 및 상기 상단 표면과 상기 표면을 연결하는 복수의 측면 표면들을 가지고, 상기 금속 물질은 상기 상단 표면과 상기 표면 상에 형성되고;
    상기 기판의 상기 상단 표면들에 프렉시블 필름을 부착하는 단계; 및
    상기 상단 표면들 상의 상기 금속 물질의 부분을 제거하기 위해 상기 상단 표면들로부터 상기 플렉시블 필름을 분리하는 단계를 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 물질의 형성은 코팅, 프린팅, 물리 증착, 화학 증착, 이온 주입, 플라즈마 화학 증착, 전자 빔 증발, 열 증발 또는 스퍼터링에 의해 달성되는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 물질은 폴리머 유기 규소화합물 또는 SiO2를함유하는 투명 물질을 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 물질은 PDMS, UV 수지, 실리콘 고무 또는 PUA를 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 물질은 복수의 하부층들로 형성되는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 물질은 금, 크롬 또는 그 조합을 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉시블 필름의 물질은 PET, 강성 PVC, PVA, PA 또는 PLA를 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크의 제조 방법.
  8. 기판의 표면으로부터 돌출된 복수의 돌출부들을 포함하는 기판; 및
    상기 표면상에 배치되는 금속 층을 포함하며,
    상기 복수의 돌출부들 각각은 상단 표면 및 상기 상단 표면과 상기 표면을 연결하는 복수의 측면 표면들을 가지며, 상기 상단 표면은 상기 금속 층에 의해 덮이지 않는, 금속-임베디드 포토마스크.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기판의 물질은 폴리머 유기 규소화합물 또는 SiO2를함유하는 투명 물질을 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 기판의 물질은 PDMS, UV 수지, 실리콘 고무 또는 PUA를 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 층은 복수의 하부층들을 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 층의 물질은 금, 크롬 또는 그 조합을 포함하는, 금속-임베디드 포토마스크.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 금속 층의 두께는 상기 돌출부의 높이의 반과 같거나 이보다 작고 상기 돌출부의 높이의 1/4과 같거나 이보다 큰, 금속-임베디드 포토마스크.
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