KR20160007395A - 노광 마스크의 제조 방법 - Google Patents

노광 마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 종래의 방법에 비하여 간단한 공정으로 저렴하게 노광 마스크를 제조할 수 있는 노광 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
웨이퍼 가공용 노광 마스크의 제조 방법으로서, 가공하는 웨이퍼(11) 이상의 크기를 가지며 광을 투과하는 판상 부재(21)의 표면에, 광을 차단하는 차광막(23)을 피복한 차광판(25)을 준비하는 준비 공정과, 웨이퍼의 스트리트(17)에 대응하는 차광판의 표면측 영역에, 차광막이 제거되고 또한 차광판의 이면에는 이르지 않는 깊이의 홈(27)을 형성하는 홈 형성 공정과, 홈에 투명한 수지(31)를 매설하여, 홈 형성 공정에서 홈의 바닥부(27a)에 형성되는 요철을 메우는 수지 매설 공정을 포함하는 구성으로 하였다.

Description

노광 마스크의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING EXPOSURE MASK}
본 발명은, 웨이퍼를 가공할 때에 사용되는 노광 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
휴대전화로 대표되는 소형 경량의 전자기기에서는, IC, LSI 등의 전자 회로를 구비하는 디바이스 칩이 필수적인 구성으로 되어 있다. 디바이스 칩은, 예컨대, 실리콘 등의 재료로 이루어진 웨이퍼의 표면을, 스트리트라고 불리는 복수의 분할 예정 라인으로 구획하고, 각 영역에 전자 회로를 형성한 후, 이 스트리트를 따라 웨이퍼를 절단함으로써 제조할 수 있다.
웨이퍼를 절단할 때에는, 예컨대, 고속 회전하는 절삭 블레이드를 웨이퍼의 스트리트에 절입시킨 후에, 절삭 블레이드 및 웨이퍼를 스트리트와 평행한 방향으로 상대 이동시킨다. 그러나, 이 방법에서는, 웨이퍼를 스트리트를 따라 기계적으로 깎아내기 때문에, 디바이스 칩의 항절 강도가 저하되기 쉽다.
또한, 이 방법에서는, 절삭 블레이드를 스트리트에 대하여 고정밀도로 위치 맞춤한 후에, 각 스트리트를 개별로 절삭할 필요가 있기 때문에, 가공의 종료까지 긴 시간을 요하게 된다. 특히, 이 문제는, 절삭해야 할 분할 예정 라인의 수가 많은 웨이퍼에 있어서 심각하다.
그래서, 최근에는, 플라즈마 에칭을 이용하여 웨이퍼를 절단하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 방법에서는, 플라즈마 에칭으로 웨이퍼의 전체면을 한번에 가공할 수 있기 때문에, 디바이스 칩의 소형화, 웨이퍼의 대형화 등에 따라 가공해야 할 분할 예정 라인의 수가 증가하여도, 가공 시간은 거의 변하지 않고 끝난다.
또한, 웨이퍼를 기계적으로 깎아내는 것은 아니기 때문에, 가공시의 치핑(chipping) 등을 억제하고, 디바이스 칩의 항절 강도를 높게 유지할 수 있다. 또한, 이 방법에서는, 유리 기판의 표면에 크롬 등으로 이루어진 차광막의 패턴이 형성된 노광 마스크(예컨대, 특허문헌 2 참조)를 이용하여 웨이퍼의 표리면에 에칭용 레지스트막을 형성하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-114825호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 소화 제62-229151호 공보
그러나, 전술한 노광 마스크는, 차광막의 형성, 레지스트막의 피복, 레지스트막의 패턴 묘화, 차광막의 에칭과 같은 복잡한 공정을 거쳐 제조되어, 가격이 비싸기 때문에, 이 노광 마스크를 이용하면, 웨이퍼의 가공 비용도 상승하게 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 종래의 방법에 비하여 간단한 공정으로 저렴하게 노광 마스크를 제조할 수 있는 노광 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼 가공용 노광 마스크의 제조 방법으로서, 가공하는 웨이퍼 이상의 크기를 가지며 광을 투과하는 판상 부재의 표면에 광을 차단하는 차광막을 피복한 차광판을 준비하는 준비 공정과, 상기 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 상기 차광판의 표면측 영역에, 상기 차광막이 제거되고 또한 상기 차광판의 이면에는 이르지 않는 깊이의 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 상기 홈에 투명한 수지를 매설하여 상기 홈 형성 공정에서 상기 홈의 바닥부에 형성된 요철을 메우는 수지 매설 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 노광 마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 수지 매설 공정은, 잉크젯 노즐을 갖는 매설 수단에 의해 행해지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 수지 매설 공정에서는, 상기 홈이 형성된 상기 차광판의 표면 전체에 상기 수지를 피복하여, 상기 홈에 상기 수지를 매설하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 노광 마스크의 제조 방법은, 광을 투과하는 판상 부재의 표면에 광을 차단하는 차광막을 피복한 차광판을 준비하는 준비 공정과, 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 차광판의 표면측에, 차광막이 제거되고 또한 차광판의 이면에 이르지 않는 깊이의 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 차광판의 홈에 투명한 수지를 매설하는 수지 매설 공정을 포함하고 있다.
그 때문에, 레지스트막의 피복, 레지스트막의 패턴 묘화, 차광막의 에칭과 같은 복잡한 공정을 거치지 않고, 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 투과 패턴을 구비한 노광 마스크를 제조할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 방법에 비하여 간단한 공정으로 저렴하게 노광 마스크를 제조할 수 있는 노광 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1의 (A)는 웨이퍼의 구성예를 모식적으로 나타낸 사시도이고, 도 1의 (B)는 웨이퍼의 구성예를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2의 (A)는 차광판 및 홈 형성 공정을 모식적으로 나타낸 사시도이고, 도 2의 (B)는 홈 형성 공정 후의 차광판을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3의 (A)는 수지 매설 공정을 모식적으로 나타낸 일부 단면 측면도이고, 도 3의 (B)는 수지 매설 공정 후의 차광판을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 수지 매설 공정의 변형례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 따른 노광 마스크의 제조 방법은, 준비 공정, 홈 형성 공정(도 2의 (A) 및 도 2의 (B) 참조), 및 수지 매설 공정(도 3의 (A) 및 도 3의 (B) 참조)을 포함한다.
준비 공정에서는, 광을 투과하는 판상 부재의 표면에 광을 차단하는 차광막을 피복한 차광판을 준비한다. 홈 형성 공정에서는, 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 차광판의 표면측에, 차광막이 제거되고 또한 차광판의 이면에 이르지 않는 깊이의 홈을 형성한다. 수지 매설 공정에서는, 차광판의 홈에 투명한 수지를 매설한다. 이하, 본 실시형태에 따른 노광 마스크의 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다.
우선, 본 실시형태의 노광 마스크를 이용하여 가공되는 웨이퍼에 대해서 설명한다. 도 1의 (A)는 웨이퍼의 구성예를 모식적으로 나타낸 사시도이고, 도 1의 (B)는 웨이퍼의 구성예를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 1의 (A) 및 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(11)는, 예컨대, 실리콘 등의 반도체 재료로 형성된 대략 원형의 판상물(板狀物)로서, 표면(11a)은, 중앙의 디바이스 영역(13)과, 디바이스 영역(13)을 둘러싸는 외주 잉여 영역(15)으로 나누어져 있다.
디바이스 영역(13)은, 격자형으로 배열된 스트리트(분할 예정 라인)(17)에 의해 복수의 영역으로 더 구획되어 있고, 각 영역에는, IC 등의 디바이스(19)가 형성되어 있다. 웨이퍼(11)의 외주(11c)는 모따기 가공되어 있어, 둥그스름하게 되어 있다.
본 실시형태에 따른 노광 마스크의 제조 방법에서는, 전술한 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하는 투과 패턴을 구비한 노광 마스크를 제조한다. 구체적으로는, 우선, 노광 마스크에 가공되는 차광판을 준비하는 준비 공정을 실시한다. 도 2의 (A)는 본 실시형태의 차광판, 및 준비 공정 후에 실시되는 홈 형성 공정을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
준비 공정에서는, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 판상 부재(21)의 표면(21a)측을 차광막(23)으로 피복한 차광판(25)을 준비한다. 판상 부재(21)는, 유리, 수지 등의 투명 재료로 대략 원반 형상으로 형성되어 있고, 그 직경은, 예컨대, 웨이퍼(11)의 직경보다 크게 되어 있다. 단, 판상 부재(21)는, 웨이퍼(11)와 동일한 직경으로 형성되어도 좋다. 즉, 판상 부재(21)는, 웨이퍼(11) 이상의 크기이면 좋다.
또한, 이 판상 부재(21)는, 노광 마스크에 요구되는 임의의 광학 특성을 구비하고 있다. 구체적으로는, 예컨대, 판상 부재(21)는, 레지스트재를 경화시키기 위해서 이용하는 정해진 파장의 광에 대하여 투명하다. 단, 판상 부재(21)는, 반드시 가시광에 대하여 투명할 필요는 없다.
차광막(23)은, 예컨대, 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 형성되는 금속막으로서, 레지스트재를 경화시키기 위해서 이용하는 정해진 파장의 광을 차폐한다. 단, 차광막(23)의 재질, 두께, 형성 방법 등은, 노광 마스크에 요구되는 조건에 따라 임의로 설정할 수 있다.
준비 공정 후에는, 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 홈을 차광판(25)의 표면측(차광막(23)측)에 형성하는 홈 형성 공정을 실시한다. 도 2의 (B)는 홈 형성 공정 후의 차광판(25)을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
이 홈 형성 공정에서는, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 고속 회전시킨 절삭 블레이드(2)를 차광판(25)의 표면에 절입시켜, 절삭 블레이드(2)와 차광판(25)을 수평 방향으로 상대 이동시킨다. 여기서, 절삭 블레이드(2)는, 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하는 영역에 절입된다. 또한, 절삭 블레이드(2)의 절입 깊이는, 차광막(23)이 제거되고, 또한 절삭 블레이드(2)가 차광판(25)의 이면(판상 부재(21)의 이면(21b))에 이르지 않을 정도로 한다.
이에 따라, 차광판(25)의 표면측에, 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하여 차광판(25)의 이면에 이르지 않는 깊이의 홈(27)을 형성할 수 있다. 웨이퍼(11)의 모든 스트리트(17)에 대응하는 홈(27)이 형성되면, 홈 형성 공정은 종료된다.
홈 형성 공정에서 형성된 홈(27)의 바닥부(27a)에는, 절삭 블레이드(2)와의 마찰에 의해 미소한 요철이 발생하고 있다. 그래서, 홈 형성 공정 후에는, 차광판(25)의 홈(27)에 투명한 수지를 매설하는 수지 매설 공정을 실시한다. 도 3의 (A)는 수지 매설 공정을 모식적으로 나타낸 일부 단면 측면도이고, 도 3의 (B)는 수지 매설 공정 후의 차광판(25)을 모식적으로 나타낸 사시도이다.
수지 매설 공정에서는, 예컨대, 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이, 차광판(25)의 표면측에 배치된 잉크젯 노즐(매설 수단)(4)을 홈(27)을 따라 이동시키면서, 불소 수지, 아다만탄 유도체, SBC 수지 등으로 대표되는 투명 재료를 포함하는 액체(29)를 홈(27)에 적하한다.
그 후, 홈(27)에 공급된 액체(29)를 건조·경화시킴으로써, 도 3의 (A) 및 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하는 직선형의 수지(31)를 홈(27) 내에 형성할 수 있다. 이와 같이, 바닥부(27a)의 요철을 수지(31)로 메움으로써, 바닥부(27a)의 요철에 기인하는 광학 특성의 저하를 막을 수 있다. 차광판(25)의 모든 홈(27)에 수지(31)가 매설되면, 노광 마스크는 완성된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 노광 마스크의 제조 방법은, 광을 투과하는 판상 부재(21)의 표면(21a)에 광을 차단하는 차광막(23)을 피복한 차광판(25)을 준비하는 준비 공정과, 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하는 차광판(25)의 표면측에, 차광막(23)이 제거되고 또한 차광판(25)의 이면에 이르지 않는 깊이의 홈(27)을 형성하는 홈 형성 공정과, 차광판(25)의 홈(27)에 투명한 수지(31)를 매설하는 수지 매설 공정을 포함하고 있다.
그 때문에, 레지스트막의 피복, 레지스트막의 패턴 묘화, 차광막의 에칭과 같은 복잡한 공정을 거치지 않고, 웨이퍼(11)의 스트리트(17)에 대응하는 투과 패턴을 구비한 노광 마스크를 제조할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 종래의 방법에 비하여 간단한 공정으로 저렴하게 노광 마스크를 제조할 수 있는 노광 마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지 변경하여 실시 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 잉크젯 노즐(4)로 액체(29)를 적하하는, 소위 잉크젯법을 이용하여 홈(27)에 수지(31)를 매설하고 있지만, 홈(27)에 수지(31)를 매설하는 방법은 이것에 한정되지 않는다.
도 4는 수지 매설 공정의 변형예를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 변형예에 따른 수지 매설 공정에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 차광판(25)의 표면(차광막(23)) 전체를 피복하는 수지막(수지)(33)을 형성한다. 수지막(33)은, 예컨대, 전술한 투명 재료를 이용하여 스핀 코트 등의 방법으로 형성되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 일부가 홈(27)에 매설되어 있다.
이에 따라, 바닥부(27a)의 요철에 기인하는 광학 특성의 저하를 막을 수 있다. 이와 같이, 변형례에 따른 차광재 매설 공정을 실시하는 경우에도, 상기 실시형태와 동일한 노광 마스크를 제조할 수 있다.
그 밖에, 상기 실시형태에 따른 구성, 방법 등은, 본 발명의 목적 범위를 벗어나지 않는 한 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
11 : 웨이퍼 11a : 표면
11b : 이면 11c : 외주
13 : 디바이스 영역 15 : 외주 잉여 영역
17 : 스트리트(분할 예정 라인) 19 : 디바이스
21 : 판상 부재 21a : 표면
21b : 이면 23 : 차광막
25 : 차광판 27 : 홈
27a : 바닥부 29 : 액체
31 : 수지 33 : 수지막(수지)
2 : 절삭 블레이드 4 : 잉크젯 노즐(매설 수단)

Claims (3)

  1. 웨이퍼 가공용 노광 마스크의 제조 방법으로서,
    가공하는 웨이퍼 이상의 크기를 가지며 광을 투과하는 판상 부재의 표면에, 광을 차단하는 차광막을 피복한 차광판을 준비하는 준비 공정과,
    상기 웨이퍼의 스트리트에 대응하는 상기 차광판의 표면측 영역에, 상기 차광막이 제거되고 또한 상기 차광판의 이면에는 이르지 않는 깊이의 홈을 형성하는 홈 형성 공정과,
    상기 홈에 투명한 수지를 매설하여, 상기 홈 형성 공정에서 상기 홈의 바닥부에 형성된 요철을 메우는 수지 매설 공정
    을 포함한 것을 특징으로 하는 노광 마스크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지 매설 공정은, 잉크젯 노즐을 갖는 매설 수단에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 노광 마스크의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지 매설 공정에서는, 상기 홈이 형성된 상기 차광판의 표면 전체에 상기 수지를 피복하여, 상기 홈에 상기 수지를 매설하는 것을 특징으로 하는 노광 마스크의 제조 방법.
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