KR101322255B1 - Exposure apparatus, method of two dimensional holographic lithograph using the same and method of forming optical crystal using the same - Google Patents
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Abstract
노광장치, 상기 노광 장치를 이용한 2차원 홀로그래픽 리소그래피 방법 및 광결정 형성 방법을 제공한다. 이 장치는 스테이지, 상기 스테이지 상에 수직으로 놓여진 제 1 거울면 및 상기 스테이지 상에 수직으로 놓여지고, 상기 제 1 거울면과 경사각을 갖는 제 2 거울면을 포함한다. 상기 스테이지, 상기 제 1 거울면 및 상기 제 2 거울면에 평행광이 입사되고, 상기 평행광을 발생시키는 광발생부를 포함한다. 상기 제 1 거울면, 상기 제 2 거울면 및 상기 스테이지 상의 기판 상에 평행광을 동시에 입사하여 등간격의 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트를 노광한다. 상기 포토레지스트를 현상한다. 제 1 평행광, 제 2 평행광 및 제 3 평행광에 의해 형성된 등간격의 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트를 노광한다. 상기 포토레지스트를 현상하여 등간격의 2차원 노광 패턴을 형성하고, 상기 노광 패턴을 마스크로 사용하여 상기 기판 상에 등간격의 2차원 광결정 패턴을 형성한다.An exposure apparatus, a two-dimensional holographic lithography method using the exposure apparatus, and a photonic crystal forming method are provided. The apparatus includes a stage, a first mirror surface vertically placed on the stage, and a second mirror surface vertically placed on the stage and having an inclination angle with the first mirror surface. And a light generating unit in which parallel light is incident on the stage, the first mirror surface, and the second mirror surface to generate the parallel light. The photoresist is exposed to exposure light having a two-dimensional interference fringe at equal intervals by simultaneously injecting parallel light onto the first mirror surface, the second mirror surface, and the substrate on the stage. The photoresist is developed. The photoresist is exposed by exposure light having a two-dimensional interference fringe at equal intervals formed by the first parallel light, the second parallel light, and the third parallel light. The photoresist is developed to form an equally spaced two-dimensional exposure pattern, and an equally spaced two-dimensional photonic crystal pattern is formed on the substrate using the exposure pattern as a mask.
광결정, 간섭무늬 Photonic crystal
Description
도 1은 3방향 입사된 평행광의 성분을 나타낸 도면.1 is a diagram showing components of parallel light incident in three directions.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치의 일부를 나타낸 도면.2 shows a part of an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 입사각에 대한 간섭무늬의 주기를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the period of the interference fringe against the incident angle.
도 4 및 도 5는 각각 TE 편광된 평행광 및 TM 편광된 평행광에 대하여 입사각 이 45도인 경우에 대해 계산된 간섭무늬.4 and 5 are interference fringes calculated for an incident angle of 45 degrees for TE polarized parallel light and TM polarized parallel light, respectively.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치를 구성한 도면.6 is a view of an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광결정 형성 방법을 설명하기 위한 공정단면도들.7A to 7B are cross-sectional views illustrating a method of forming a photonic crystal according to a first embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8c는, 2차원적으로 등간격 배열된 홀들을 갖는 광결정막을 형성하는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면들.8A to 8C are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention for forming a photonic crystal film having holes two-dimensionally arranged at equal intervals.
본 발명은 노광장치, 리소그래피 및 광결정 형성 방법에 관한 것으로써, 더 구체적으로는 홀로그래픽 리소그래피에 의해 2차원 광결정을 형성하기 위한 노광장치, 2차원 홀로그래픽 리소그래피 및 광결정 형성 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exposure apparatus, a lithography and a photonic crystal forming method, and more particularly, to an exposure apparatus, a two-dimensional holographic lithography and a photonic crystal forming method for forming a two-dimensional photonic crystal by holographic lithography.
광결정은 주기성을 가지며 굴절율이 변하는 구조로서, 1차원, 2차원 및 3차원 광결정으로 구별될 수 있다. 1차원 광결정은 굴절율이 다른 물질층을 교대로 적층하여 형성할 수 있다. 최근 관심을 갖는 것은 2차원 광결정으로, 2차원 광결정은 z축 방향으로는 변화가 없으나, x-y평면 상에 주기적으로 다른 물질이 배열되어 있는 것이다. 2차원 광결정의 경우, 임의의 막에 봉의 형태로 2차원적으로 배열된 다른 물질들을 등간격으로 심어 놓은 구조를 가질 수 있다. 이 때, 삽입되는 물질은 진공 또는 공기일 수도 있으므로, 등간격으로 2차원 배열된 홀을 갖는 막이 광결정막으로 사용될 수 있다.Photonic crystals have a periodicity and a structure in which the refractive index changes, and may be classified into one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional photonic crystals. A one-dimensional photonic crystal can be formed by alternately laminating material layers having different refractive indexes. Recently, the interest is a two-dimensional photonic crystal, which has no change in the z-axis direction, but different materials are arranged periodically on the x-y plane. In the case of the two-dimensional photonic crystal, another material having two-dimensionally arranged two-dimensionally arranged in the form of a rod in an arbitrary film may have a structure in which it is evenly spaced. At this time, since the material to be inserted may be vacuum or air, a film having holes two-dimensionally arranged at equal intervals may be used as the photonic crystal film.
광결정막은 특정파장의 빛을 100% 반사하거나, 광결정 내부의 빛이 외부로 새어나가지 않도록할 수도 있다. 이러한 광결정의 특성을 이용하여 반도체 레이저 발광소자 및 광통신소자에 광결정막이 사용되고 있다. The photonic crystal film may reflect 100% of light of a specific wavelength or may not allow light inside the photonic crystal to leak out. Photonic crystal films are used in semiconductor laser light emitting devices and optical communication devices by utilizing the characteristics of such photonic crystals.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 단일광을 이용한 주기적인 광결정을 형성할 수 있는 노광장치, 2차원 홀로그래픽 리소그래피 방법 및 광결정 형성 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, a two-dimensional holographic lithography method, and a photonic crystal forming method capable of forming a periodic photonic crystal using single light.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광결정의 우수한 주기성을 확보할 수 있는 노광장치, 2차원 홀로그래픽 리소그래피 방법 및 광결정 형성 방법을 제공 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an exposure apparatus, a two-dimensional holographic lithography method, and a photonic crystal forming method capable of securing excellent periodicity of a photonic crystal.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 노광 장치를 제공한다. 이 장치는 스테이지, 상기 스테이지 상에 수직으로 놓여진 제 1 거울면 및 상기 스테이지 상에 수직으로 놓여지고, 상기 제 1 거울면과 경사각을 갖는 제 2 거울면을 포함한다. 상기 스테이지, 상기 제 1 거울면 및 상기 제 2 거울면에 평행광이 입사되고, 상기 평행광을 발생시키는 광발생부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides an exposure apparatus. The apparatus includes a stage, a first mirror surface vertically placed on the stage, and a second mirror surface vertically placed on the stage and having an inclination angle with the first mirror surface. And a light generating unit in which parallel light is incident on the stage, the first mirror surface, and the second mirror surface to generate the parallel light.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 2차원 홀로그래픽 리소그래피 방법을 제공한다. 이 방법은 제 1 거울면 및 상기 제 1 거울면에 경사각을 갖는 제 2 거울면이 수직으로 놓여진 스테이지를 준비하고, 표면에 포토레지스트막이 형성된 기판을 상기 제 1 거울면 및 상기 제 2 거울면 전방의 스테이지에 배치하는 것을 포함한다. 상기 제 1 거울면, 상기 제 2 거울면 및 상기 기판 상에 평행광을 동시에 입사하여 등간격의 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트를 노광한다. 상기 포토레지스트를 현상한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a two-dimensional holographic lithography method. The method comprises preparing a stage in which a first mirror surface and a second mirror surface having an inclination angle to the first mirror surface are vertically placed, and a substrate on which a photoresist film is formed on a surface thereof is placed in front of the first mirror surface and the second mirror surface. It includes placing on the stage. A parallel light is incident on the first mirror surface, the second mirror surface and the substrate at the same time to expose the photoresist with exposure light having a two-dimensional interference fringe at equal intervals. The photoresist is developed.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여 본 발명은 광결정 형성 방법을 제공한다. 이 방법은 기판 상에 포토레지스트막을 형성하는 것을 포함한다. 수평성분의 상호간 각이 120도인 제 1 평행광, 제 2 평행광 및 제 3 평행광에 의해 형성된 등간격의 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트를 노광한다. 상기 포토레지스트를 현상하여 등간격의 2차원 노광 패턴을 형성하고, 상기 노광 패턴을 마스크로 사용하여 상기 기판 상에 등간격의 2차원 광결정 패턴을 형성한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a photonic crystal forming method. The method includes forming a photoresist film on the substrate. The photoresist is exposed by exposure light having two-dimensional interference fringes at equal intervals formed by the first parallel light, the second parallel light, and the third parallel light, wherein the mutual angles of the horizontal components are 120 degrees. The photoresist is developed to form an equally spaced two-dimensional exposure pattern, and an equally spaced two-dimensional photonic crystal pattern is formed on the substrate using the exposure pattern as a mask.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are being provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 홀로그래픽 리소그래피 기술을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining the holographic lithography technique of the present invention.
도 1을 참조하면, 홀로그래픽 리소그래피 기술을 이용하여 2차원 광결정 구조를 제작하기 위해서는 세개 이상의 동일한 파장의 간섭성의(coherent) 레이저 빔이 필요하다. 시료 표면으로 입사하는 세 개의 레이저 빔을 세 개의 평면파로 생각할 수 있고, 이러한 세 평면파가 간섭을 일으켜 2차원 구조를 형성하게 된다. 입사하는 세개의 평면파는 동일한 입사각으로 시료 표면으로 입사한다. 입사하는 제 1 평행광(①), 제 2 평행광(②) 및 제 3 평행광(③)의 파동벡터 ,,는 다음과 같이 표현될 수 있다.Referring to FIG. 1, three or more coherent laser beams of the same wavelength are required to fabricate a two-dimensional photonic crystal structure using holographic lithography technology. The three laser beams incident on the sample surface can be thought of as three plane waves, and these three plane waves interfere with each other to form a two-dimensional structure. Three incident plane waves enter the sample surface at the same angle of incidence. Wave vectors of incident first
여기에서 는 시료 표면으로 입사하는 평행광의 입사각, 즉 z축과 파동벡터가 이루는 각이고, , , 는 각각 x축, y축, z축 방향의 단위벡터이다. , , 은 파동벡터의 수평성분들이 상호간 이루는 각이다.From here Is the angle of incidence of parallel light incident on the surface of the specimen, that is, the angle between the z-axis and the wave vector, , , Are unit vectors in the x-axis, y-axis, and z-axis directions, respectively. , , Is the angle formed by the horizontal components of the wave vector.
입사하는 평행광들이 시료 표면을 기준으로 TE편광(x축 방향 편광)이라고 가정하면, 입사하는 세 평행광은 평면파 , , 로 표현될 수 있다.Assuming that the incident parallel light beams are TE polarized light (x-axis polarization) with respect to the sample surface, the three parallel light beams are plane waves. , , It can be expressed as.
상기 세 평면파에 의해 형성되는 간섭무늬는 빛의 세기 로 표현될 수 있다.The interference pattern formed by the three plane waves has a light intensity. It can be expressed as.
상기 빛의 세기에 따르면, 예컨대 , 및 이 같은 크기인 경우 2차원 간섭무늬가 형성될 수 있다. 즉, , 및 이 각각 120도 일 때 2차 원 간섭 무늬가 형성될 수 있다. 이상에서 TE편광에 대하여 빛의 세기를 계산하였으나, TM편광으로 입사하는 평면파에 대해서도 상기 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있다.According to the light intensity, for example , And In the same size, a two-dimensional interference pattern may be formed. In other words, , And When the angle is 120 degrees, a secondary interference fringe may be formed. Although the light intensity is calculated for the TE polarized light, the same result as for the plane wave incident on the TM polarized light can be obtained.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치의 일부를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a part of an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 스테이지(50) 상에 스테이지와 수직인 제 1 거울면(52) 및 제 2 거울면(54)이 설치된다. 상기 제 1 거울면(52)와 상기 제 2 거울면(54)은 소정의 경사각을 가지며 설치된다. 본 발명에서 2차원 간섭무늬가 형성될 수 있도록, 상기 제 1 거울면(52) 및 상기 제 2 거울면(54)은 120도 각도로 설치되어 있다. 상기 제 1 거울면(52)와 상기 제 2 거울면(54)의 전방에는 2차원 간섭무늬가 전사될 시료를 고정하기 위한 홀(56)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 홀(56)은 그 상부에 놓여지는 시료가 고정되도록 펌프에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2, a
상기 스테이지(50), 상기 제 1 거울면(52) 및 상기 제 2 거울면(54)에 동시에 평행광이 입사된다. 상기 평행광들은 빔 확장 장치에 의해 확장된 레이저광의 일부일 수 있다. 확장된 레이저 광 중 상기 스테이지(50)에 직접 입사되는 평행광은 제 1 평행광(①), 상기 제 1 거울면(52)에서 반사된 것은 제 2 평행광(②), 상기 제 2 거울면(54)에서 반사된 것은 제 3 평행광(③)으로 정의할 수 있다.Parallel light is incident on the
상기 제 1 내지 제 3 평행광(①,②,③)의 파동벡터 , 및는 다음과 같이 표현될 수 있다.Wave vectors of the first to third parallel light (1, 2, 3) , And Can be expressed as follows.
여기서, 및 는 각각 제 1 거울면(52) 및 제 2 거울면(54)에 수직인 단위벡터이다.here, And Are unit vectors perpendicular to the
TE편광을 가진 빛이 입사된다고 가정하면, 상기 스테이지(50)에 직접 입사되는 빛은 로 나타낼 수 있다.Assuming that light having TE polarization is incident, light incident directly on the
제 1 거울면(52)에서 반사된 제 1 평행광(①)은 아래와 같이 으로 표현될 수 있다.The first
또한, 제 2 거울면(52)에서 반사된 제 3 평행광(②)은 아래와 같이으로 표현될 수 있다.Further, the third
위와 같이 표현된 세 평면파들에 의해 2차원 간섭무늬가 형성될 수 있으며, 상기 2차원 간섭무늬는 제 1 내지 제 3 평행광(①,②,③)을 더한 빛의 세기로부터 얻어질 수 있다.The two-dimensional interference fringes may be formed by the three plane waves expressed as described above, and the two-dimensional interference fringes may be obtained from the light intensity plus the first to third
결과적으로, 상기 2차원 간섭무늬의 빛의 세기 는,As a result, the light intensity of the two-dimensional interference pattern Quot;
으로 표현될 수 있다.. ≪ / RTI >
도 3은 입사각에 대한 간섭무늬의 주기를 나타낸 그래프이다.3 is an incident angle It is a graph showing the period of the interference fringe for.
그래프에서 가로축은 입사각이고, 세로축은 간섭무늬의 주기를 나타낸다.In the graph, the horizontal axis represents the angle of incidence and the vertical axis represents the period of the interference fringe.
도시된 것과 같이, 입사각이 증가할 수록 간섭무늬의 주기가 감소하고, 입사각이 작을 수록 간섭무늬의 주기가 증가한다. 이 그래프에서는 표시되지 않았지만, 입사각이 작을 수록 간섭무늬의 주기가 증가함과 동시에 간섭무늬의 크기는 감소될 수 있다.As shown, as the incident angle increases, the period of the interference fringe decreases. As the incident angle decreases, the period of the interference fringe increases. Although not shown in this graph, the smaller the angle of incidence, the greater the period of the interference fringe and the smaller the size of the interference fringe.
도 4 및 도 5는 각각 TE 편광된 평행광 및 TM 편광된 평행광에 대하여 입사각 이 45도인 경우에 대해 계산된 간섭무늬를 나타낸다.4 and 5 show incident angles for TE polarized parallel light and TM polarized parallel light, respectively. The interference fringes calculated for this 45 degree case are shown.
도 4를 참조하면, 간섭무늬에서 어두운 부분은 빛의 세기가 약한 부분을 나타내고, 밝은 부분은 빛의 세기가 강한 부분을 나타낸다. 기판 상의 포토레지스트막을 상기 간섭무늬를 갖는 노광광으로 노광하면, 포지티브 포토레지스트인 경우 밝은 부분이 현상되어 제거되고, 네거티브 포토레지스트인 경우 어두운 부분이 현상되어 제거될 수 있다.Referring to FIG. 4, a dark portion of the interference fringe represents a portion of weak light intensity, and a bright portion represents a portion of strong light intensity. When the photoresist film on the substrate is exposed to the exposure light having the interference fringe, the bright part is developed and removed in the case of the positive photoresist, and the dark part is developed and removed in the case of the negative photoresist.
도 5를 참조하면, TM 편광된 평행광에 대하여 간섭무늬는 도 3에 도시된 TM 편광된 평행광에 대한 간섭무늬와 반대 경향의 간섭무늬가 형성됨을 알 수 있다. 그러나, TM 편광에 대한 간섭무늬와 TE편광에 대한 간섭무늬에서 가장 밝은 부분의 위치와 가장 어두운 부분의 위치는 서로 일치함으로 알 수 있다. 따라서, 시료에 입사되는 평행광이 TE편광이거나 TM 편광인 경우 뿐만 아니라 TE편광과 TM편광을 모두 포함하는 평행광인 경우에도 2차원적인 간섭무늬가 표현될 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the interference fringe for the TM polarized parallel light is formed with the interference fringe having the opposite tendency to the interference fringe for the TM polarized parallel light shown in FIG. 3. However, it can be seen that the position of the lightest portion and the position of the darkest portion in the interference fringe for TM polarization and the interference fringe for TE polarization coincide with each other. Therefore, it can be seen that the two-dimensional interference pattern can be expressed not only when the parallel light incident on the sample is TE polarized light or TM polarized light but also when parallel light including both TE polarized light and TM polarized light.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광 장치를 구성한 도면이다.6 is a diagram illustrating an exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 노광 장치는 광 발생부(100)와 도 2에 도시된 것과 같이 거울면(104)이 설치된 스테이지(102)와, 상기 스테이지(102)를 회전하기 위한 회전판(106) 및 광 발생부(100)로부터 입사되는 빛을 확장하기 위한 광 확장 장치(108)을 포함할 수 있다. 광 발생부(100)로부터 입사되는 빛(110)은 광 확장 장치(108)를 통과하여 확장되어 상기 스테이지(102) 및 상기 거울면(104)에 평행하게 입사된다.Referring to FIG. 6, the exposure apparatus according to the present invention includes a
상기 회전판(106)은 상기 스테이지의 법선방향에 수직인 동시에 상기 평행광의 진행방향에 수직인 축으로 회전가능하여, 상기 회전판(106)을 회전함으로써, 평행광의 수직 입사각을 조절할 수 있다.The
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광결정 형성 방법을 설명하기 위한 공정단면도들이다.7A to 7B are cross-sectional views illustrating a method of forming a photonic crystal according to a first embodiment of the present invention.
도 7a를 참조하면, 기판(200) 상에 포토레지스트막(210)을 형성한다. 상기 포토레지스트막(210)은 포지티브형일 수도 있고, 네거티브형일 수도 있다. 상기 포토레지스트막(210)의 형태에 따라 TE편광된 노광광을 사용할지 TM편광된 노광광을 사용할지 여부가 결정될 수 있다.Referring to FIG. 7A, a
도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트막(210)을 노광한 후 현상하여 포토레지스트 패턴(210a)을 형성한다. 노광광이 도 4에 도시된 TE편광에 대한 간섭무늬를 갖는 경우, 상기 포토레지스트막(210)을 포지티브형으로 형성함으로써, 다크 영역(10)이 현상되지 않고 잔존할 수 있다. 그 결과, 상기 포토레지스트 패턴(210a)은 상기 다크 영역(10)에 대응되어 2차원적으로 배열된 기둥들로 구성될 수 있다. 반면, 노광광이 제 5에 도시된 TM 편광에 대한 간섭무늬를 갖는 경우, 상기 포토레지스트막(210)을 네거티브형으로 형성함으로써 상기 포토레지스트 패턴(210a)은 상기 간섭무늬의 브라이트 영역(20)에 대응되어 2차원적으로 배열된 기둥들로 구성될 수 있다. TM편광 또는 TE편광 뿐만 아니라, TM편광과 TE편광을 모두 포함하는 빛의 경우에도 간섭무늬는 2차원적으로 등간격 배열된 다크 영역을 가질 수 있기 때문에, 상기 포토레지스트막(210)이 포지티브형인 경우 상기 기둥들을 가질 수 있다.Referring to FIG. 7B, the
도 7c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(210a)이 형성된 기판의 전면에 전자이온빔 증착과 같은 증착공정을 수행하여, 도전막(214a, 214b)을 형성할 수 있다. 상기 도전막(214a, 214b)은 금속막일 수 있다.Referring to FIG. 7C,
도 7d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(210a)을 제거하여, 상기 포토레 지스트 패턴(210a) 상의 도전막(214b)을 제거한다. 그 결과, 상기 기판(200) 상에 상기 포토레지스트 패턴(210a)의 기둥에 대응되는 홀들(216)을 갖는 도전막 패턴(214a)이 형성될 수 있다. 상기 도전막 패턴(214a)은 2차원적으로 등간격 배열된 홀들(216)을 포함하는 광결정막이 될 수 있다.Referring to FIG. 7D, the
도 8a 내지 도 8c는, 2차원적으로 등간격 배열된 홀들을 갖는 광결정막을 형성하는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.8A to 8C are diagrams for explaining a second embodiment of the present invention for forming a photonic crystal film having holes two-dimensionally arranged at equal intervals.
도 8a를 참조하면, 기판(300) 상에 도전막(302)을 형성하고, 상기 도전막(302) 상에 포토레지스트막(304)을 형성한다. 상기 포토레지스트막(210)은 포지티브형일 수도 있고, 네거티브형일 수도 있다. 상기 포토레지스트막(210)의 형태에 따라 TE편광된 노광광을 사용할지 TM편광된 노광광을 사용할지 여부가 결정될 수 있다.Referring to FIG. 8A, a
도 8b를 참조하면, 본 발명에 따른 2차원 간섭무늬를 갖는 노광광으로 상기 포토레지스트막(304)을 노광한 후 현상하여 포토레지스트 패턴(304a)을 형성한다. 노광광이 도 4에 도시된 TE편광에 대한 간섭무늬를 갖는 경우, 상기 포토레지스트막(304)을 네거티브형으로 형성함으로써, 다크 영역(10)이 현상되어 상기 포토레지스트 패턴(304a)은 상기 다크 영역(10)에 대응되어 2차원적으로 배열된 홀들(306)을 포함할 수 있다. 반면, 노광광이 제 5에 도시된 TM 편광에 대한 간섭무늬를 갖는 경우, 상기 포토레지스트막(304)을 포지티브형으로 형성함으로써 상기 포토레지스트 패턴(304a)은 상기 간섭무늬의 브라이트 영역(20)에 대응되어 2차원적으로 배열된 홀들(306)을 포함할 수 있다. TM편광 또는 TE편광 뿐만 아니라, TM편광과 TE편광을 모두 포함하는 빛의 경우에도 간섭무늬는 2차원적으로 등간격 배열된 다크 영역을 가질 수 있기 때문에, 상기 포토레지스트막(304)이 네거티브형인 경우 상기 홀들(306)이 획정될 수 있다.Referring to FIG. 8B, the
도 8c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(304a)을 식각마스크로 사용하여 상기 도전막(302)을 식각하여, 2차원적으로 등간격 배열된 홀들(302b)을 갖는 도전막 패턴(302a)이 형성될 수 있다. 상기 도전막 패턴(302a)은 2차원적으로 등간격 배열된 홀들(302b)을 포함하는 광결정막이 될 수 있다.Referring to FIG. 8C, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일 평행광을 스테이지 및 거울면들에 입사함으로써, 제 1 거울면 및 제 2 거울면에서 반사된 평행광과, 스테이지에 직접 입사된 평행광의 간섭에 의해 간섭무늬를 형성할 수 있다. 따라서, 복수개의 평행광을 각각 시료에 입사하는 것에 비해 정확한 간섭무늬를 형성할 수 있고, 하나의 평행광을 빔 스프리트를 이용하여 복수개로 분할하는데 필요한 복잡한 장치가 필요없는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, a single parallel light is incident on the stage and the mirror surfaces, thereby interfering with the interference of parallel light reflected from the first mirror surface and the second mirror surface and parallel light directly incident on the stage. A pattern can be formed. Accordingly, there is an advantage in that an accurate interference fringe can be formed as compared with incidence of a plurality of parallel lights to each sample, and a complicated device necessary for dividing one parallel light into a plurality of beams is not required.
또한, 평행광의 광학적 특성에 의해 형성되는 간섭무늬를 갖는 노광광을 사용함으로써, 레티클이나 전자빔등을 이용하여 2차원적으로 배열된 홀을 형성하는 경우 발생할 수 있는 오차가 없는 이점이 있다.In addition, by using the exposure light having an interference fringe formed by the optical characteristics of parallel light, there is an advantage that there is no error that can occur when forming two-dimensionally arranged holes using a reticle, an electron beam, or the like.
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