KR101096701B1 - 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정을 단순화시켜서 생산성을 향상시키고 재료비를 절감시키기에 알맞은 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치를 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치는 챔버내에 소프트 몰드가 접착된 백-프레인을 고정시키기 위한 백-프레인 고정부와; 상기 백-프레인 고정부를 상하 구동시키기 위한 상하 구동부와; 액상 고분자 물질이 형성된 기판이 로딩될 스테이지와; 상기 스테이지를 z축 방향으로 구동시킬 z축 구동부와; 상기 챔버 하면의 일영역에 공기를 유입시키기 위한 제 1 공기 구멍; 상기 챔버 하면의 타영역에 상기 챔버를 진공 상태로 만들기 위한 제 2 공기 구멍과; 상기 챔버의 상부면에 배치된 얼라이너(aligner)와; 상기 챔버 상부의 일영역에 구비되어 상기 기판상에 UV를 조사하기 위한 UV 램프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

챔버, 소프트 몰드, 기판

Description

미세 패턴 형성용 마스크 형성장치 {equipment for fabricating mask using forming detail pattern}

도 1a 내지 도 1e는 종래에 따른 미세 패턴 형성방법을 도시한 공정 단면도

도 2는 본 발명에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치를 나타낸 구조 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 챔버 31 : 제 1 공기 구멍

32 : 제 2 공기 구멍 33 : 얼라이너

34 : UV 램프 40 : 소프트 몰드

41 : 백-프레인 42 : 백-프레인 지지대

43 : 상하 구동부 50 : 기판

51 : 스테이지 52 : z축 구동부

53 : 미세 패턴 형성 물질 54 : 액상 고분자 물질

본 발명은 미세 패턴 형성 장치에 대한 것으로, 특히 미세 패턴 형성용 마스 크 형성 공정을 1개의 챔버내에서 일련의 공정으로 진행할 수 있는 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치에 관한 것이다.

전자회로등의 미세 패턴 형성 공정은 소자의 특성을 좌우하는 요소일 뿐만 아니라 소자의 성능과 용량을 결정하는 중요한 요소이다.

근래, 소자의 성능을 향상시키기 위한 여러 가지 노력이 이루어지고 있지만, 특히 미세 패턴을 형성하여 소자의 성능을 향상시키는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

이러한 미세 패턴 형성공정은 반도체소자, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board), 액정표시소자(Liquid Crytal Display device)나 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 평판표시소자(Flat Panel Display device) 등에도 필수적으로 사용된다.

패턴을 형성하기 위한 많은 연구가 진행되고 있지만, 종래에 가장 많이 사용되고 있는 패턴 형성 공정은 포토레지스트(photoresist)를 이용한 공정으로, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1a 내지 도 1e는 종래에 따른 미세 패턴 형성방법을 도시한 공정 단면도이다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 절연물질 또는 반도체물질로 이루어진 기판(10) 위에 형성된 금속층(11)위에 감광성물질인 포토레지스트를 코팅하여 포토레지스트층(12)을 형성한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트층(12)에 소프트 베이킹(soft baking)공정을 진행한다.

이후에 투과영역과 차광영역이 정의된 노광 마스크(13)를 상기 포토레지스트층(12) 위에 위치시킨 후 자외선(UV)과 같은 광을 조사한다. 통상적으로 포토레지스트는 양성(positive) 포토레지스트와 음성(negative) 포토레지스트가 존재하지만, 여기에서는 설명의 편의상 음성 포토레지스트를 사용한 경우에 대하여 설명한다.

자외선이 조사됨에 따라 자외선이 조사된 영역의 포토레지스트는 그 화학적 구조가 변하게 되어, 현상액을 적용하면 자외선이 조사되지 않은 영역의 포토레지스트가 제거되어 도 1c에 도시된 바와 같은 포토레지스트패턴(12a)이 형성된다.

이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트패턴(12a)으로 금속층(11)의 일부를 블로킹(blocking)한 상태에서 상기 결과물을 현상액에 담그고, 하드 베이킹(hard baking) 공정을 진행한 후에, 포토레스트패턴(12a) 하부를 제외한 나머지 부분의 금속을 식각하여 금속 패턴(11a)을 형성한다.

이후에, 도 1e에 도시된 바와 같이 스트리퍼(stripper)를 사용하여 상기 포토레지스트패턴(12a)을 제거하면, 기판(10) 위에는 금속 패턴(11a)만이 남게 된다.

상기에서 금속 대신에 반도체층이나 절연층 기타 다른 도전층을 식각할 수도 있다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 포토레지스트를 이용하여 미세 패턴을 형성하는 방법에는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 포토레지스트 도포→소프트 베이킹→노광→현상→하드 베이킹을 위한 각각의 장비가 필요하므로 제조비용이 상승하게 된다.

둘째, 미세 패턴 형성시에 마스크로 사용되는 포토레지스트패턴을 형성하기 위해서, 포토레지스트를 도포하는 공정, 소프트 베이킹 및 하드 베이킹을 하는 공정, 노광 및 현상하는 공정을 개별적인 제조장비에서 진행해야 하므로 제조 공정 및 시간이 많이 소요된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 공정을 단순화시켜서 생산성을 향상시키고 재료비를 절감시키기에 알맞은 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치는 챔버내에 소프트 몰드가 접착된 백-프레인을 고정시키기 위한 백-프레인 고정부와; 상기 백-프레인 고정부를 상하 구동시키기 위한 상하 구동부와; 액상 고분자 물질이 형성된 기판이 로딩될 스테이지와; 상기 스테이지를 z축 방향으로 구동시킬 z축 구동부와; 상기 챔버 하면의 일영역에 공기를 유입시키기 위한 제 1 공기 구멍; 상기 챔버 하면의 타영역에 상기 챔버를 진공 상태로 만들기 위한 제 2 공기 구멍과; 상기 챔버의 상부면에 배치된 얼라이너(aligner)와; 상기 챔버 상부의 일영역에 구비되어 상기 기판상에 UV를 조사하기 위한 UV 램프를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 백-프레인 지지대는 상기 백-프레인의 가장자리 일영역 또는 전체영역 을 지지해주도록 구성되어 있음을 특징으로 한다.

상기 백-프레인 지지대는 상기 백-프레인의 양측 가장자리를 지지하도록 일방향으로 구성되거나, 가장자리의 네 모서리 부분을 지지하도록 구성되거나, 전체 가장자리를 따라 구성되어 있음을 특징으로 한다.

상기 백-프레인 지지대는 상기 백-프레인이 수평 방향으로 많이 벗어나는 것을 방지해주기 위해서 상기 백-프레인에 인접하게 세로 방향의 지지구성부가 더 구비되어 있음을 특징으로 한다.

상기 얼라이너는 상기 챔버 상부에 적어도 2개이상 배치되어 있음을 특징으로 한다.

상기 UV 램프는 상기 기판에 전체적으로 균일하게 UV를 조사할 수 있도록 상기 챔버 상부면의 중앙 부분에 배치되어 있음을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치를 나타낸 구조 단면도이다.

본 발명에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 챔버(30)내에 소프트 몰드(40)가 접착된 백-프레인(41)을 지지해 주기 위한 백-프레인 지지대(42)와, 상기 백-프레인 지지대(42)를 상하 구동시키기 위한 상하 구동부(43)와, 기판(50)이 로딩되는 스테이지(51)와, 상기 스테이지(51)를 z축 방향(상하 방향)으로 구동시킬 z축 구동부(52)와, 상기 챔버(30) 하면의 일영역에 공 기를 유입시키기 위한 제 1 공기 구멍(31)과, 상기 챔버(30) 하면의 타영역에 챔버(30)를 진공 상태로 만들기 위한 제 2 공기 구멍(32)과, 상기 챔버(30)의 상부면에 배치된 얼라이너(aligner)(33)와, 상기 챔버(30) 상부의 일영역에 구비되어 있는 UV 램프(34)로 구성되어 있다.

상기 백-프레인 지지대(42)는 상기 백-프레인(41)의 가장자리 일영역 또는 전체영역을 지지해주도록 구성되어 있고, 예를 들어서 백-프레인(41)의 양측 가장자리를 지지하도록 일방향으로 형성되거나, 가장자리의 네 모서리 부분을 지지하도록 구성되거나, 가장자리를 따라 구성되어 있다.

그리고, 상기 백-프레인 지지대(42)는 백-프레인(41)이 수평 방향으로 많이 벗어나는 것을 방지해주기 위해서 백-프레인(41)에 인접하게 세로 방향의 지지구성부가 더 구비되어 있다.

상기에서 제 1, 제 2 공기 구멍(31, 32)은 상기 z축 구동부(52)의 양측의 일영역에 형성되어 있다.

상기 얼라이너(33)는 상기 소프트 몰드(40)와 기판(50)을 정렬시키기 위한 것으로 적어도 2개이상 배치되어 있다.

상기 백-프레인(41)에 접착된 소프트 몰드(40)는 표면에 소정의 형상이 양각(陽刻) 또는 음각(陰刻)되어 있다.

그리고 상기 UV 램프(34)는 상기 소프트 몰드(40)를 이용해서 상기 기판(50)에 미세 패턴 형성용 마스크를 형성할 때 경화를 위해서 구비된 것으로, 전체적으로 균일하게 UV를 조사할 수 있게 하기 위해서 상기 챔버(30) 상부면의 중앙 부분 에 배치되어 있다.

상기와 같이 구성된 미세 패턴 형성용 마스크 형성 장치는 백-프레인이 부착된 소프트 몰드(40)를 지지하는 백-프레인 지지대(42)와 기판(50)이 로딩되는 스테이지(51)와 UV 램프(34)가 하나의 챔버내에 모두 구성되어 있으므로, 기판(50)상에 마스크 패턴을 형성하는 공정을 일련의 공정으로 진행할 수 있다.

이하, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 구성을 갖는 장치를 이용하여 1개의 챔버내에서 일련의 공정으로 미세 패턴 형성용 마스크를 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버(30)내에 소프트 몰드(40)가 부착된 백-프레인(41)을 대기압 상태에서 백-프레인 지지대(42)에 셋팅(setting)시킨다.

이후에 액상 고분자 물질(54)이 코팅된 기판(50)을 스테이지(51)에 로딩시킨후 제 2 공기 구멍(32)으로 적정 진공도까지 펌핑을 한다. 이때 기판(50)과 액상 고분자 물질(54) 사이에는 미세 패턴 형성 물질(53)이 형성되어 있다.

다음에 적정 진공하에서 z축 구동부(52)를 상부 방향으로 상승시켜서 소프트 몰드(40)와 액상 고분자 물질(54)을 콘택시킨다. 이때 소프트 몰드(40)의 양각 부분에 콘택된 액상 고분자 물질(54)은 소프트 몰드(40)의 음각 부분으로 충진된다.

이어서, 동일한 챔버(30)내에서 챔버(30) 상부면에 구성된 UV 램프(34)를 이용해서 상기 액상 고분자 물질(54)에 UV를 조사하여 경화시킨다. 이에 의해서 기판(50)상의 미세 패턴 형성 물질(53)상부에 패턴된 마스크층(미도시)이 형성된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니 하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 미세 패턴 형성용 마스크 형성 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

1개의 챔버내에서 일련의 공정으로 미세 패턴 형성용 마스크를 형성할 수 있으므로 공정을 단순화시킬 수 있다.

이에 의해서 생산성을 향상시킬 수 있고 생산 투자비를 절감시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 챔버내에 소프트 몰드가 접착된 백-프레인을 고정시키기 위한 백-프레인 고정부와;

   상기 백-프레인 고정부를 상하 구동시키기 위한 상하 구동부와;

   액상 고분자 물질이 형성된 기판이 로딩될 스테이지와;

   상기 스테이지를 z축 방향으로 구동시킬 z축 구동부와;

   상기 챔버 하면의 일영역에 공기를 유입시키기 위한 제 1 공기 구멍;

   상기 챔버 하면의 타영역에 상기 챔버를 진공 상태로 만들기 위한 제 2 공기 구멍과;

   상기 챔버의 상부면에 배치된 얼라이너(aligner)와;

   상기 챔버 상부의 일영역에 구비되어 상기 기판상에 UV를 조사하기 위한 UV 램프를 포함하여 구성되고,

   상기 백-프레인 지지대는 상기 백-프레인의 양측 가장자리를 지지하도록 일방향으로 구성되거나, 가장자리의 네 모서리 부분을 지지하도록 구성되거나, 전체 가장자리를 따라 구성되어 있으며,

   상기 백-프레인 지지대는 상기 백-프레인이 수평 방향으로 많이 벗어나는 것을 방지해주기 위해서 상기 백-프레인에 인접하게 세로 방향의 지지구성부가 더 구비되어 있음을 특징으로 하는 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 얼라이너는 상기 챔버 상부에 적어도 2개이상 배치되어 있음을 특징으로 하는 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 UV 램프는 상기 기판에 전체적으로 균일하게 UV를 조사할 수 있도록 상기 챔버 상부면의 중앙 부분에 배치되어 있음을 특징으로 하는 미세 패턴 형성용 마스크 형성장치.

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