마스킹 및 마이크로 패터닝

마이크로 패터닝은 일반적으로 마스킹을 통해 이루어집니다. 포토마스크를 제작할 때는 결과 패턴 전송에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 중요한 사양을 고려해야 합니다. 마스크 재료, 환경 조건 및 레지스트 유형을 고려해야 합니다. 그러나 처리하기 전에 포토마스크 설계 특성을 결정해야 합니다.  

노출 유형에 따라 마스크 크기와 두께를 지정할 수 있습니다. 노광 도구에는 접촉식 및 프로젝션 프린팅이라는 두 가지 주요 형태가 있습니다. 접촉식 포토리소그래피에서는 원하는 마스크 패턴을 기판 표면에 복제해야 하는 것과 동일한 크기로 제작합니다. 접촉식 인쇄에서 포토마스크 배율은 1배로 조정할 필요가 없습니다. 반면 프로젝션 인쇄는 종종 더 복잡하고 애플리케이션에 따라 더 크게 또는 더 작게 만들어야 할 수 있는 변경된 피처가 포함됩니다. 프로젝션 인쇄에서는 일반적으로 포토마스크 배율을 4배 또는 5배 축소로 조정합니다.  

포토마스크 

포토마스크는 하드 마스크와 소프트 마스크 두 가지 형태가 있습니다. 하드 마스크는 유리 또는 석영으로 만들어지며 소프트 마스크는 유연한 폴리에스테르 필름으로 구성됩니다. 하드 마스크의 강성은 용제 저항성을 높이고 온도에 의한 팽창을 방지하며 피처 해상도를 향상시키고 편리한 세척을 가능하게 합니다. 하드 마스크의 단점은 소프트 마스크에 비해 상대적으로 비싸다는 점입니다. 소프트 마스크는 더 빠른 제작 공정을 위한 저비용 솔루션을 제공합니다.  

포토리소그래피에 사용되는 대부분의 포토마스크는 어둡고 투명한 두 가지 톤으로 구성되어 있습니다. 다크 영역은 흡수할 영역을 지정하고 클리어 톤은 흡수하지 않고 빛을 반사합니다. 흡수재 재질은 사용자 선호도에 따라 선택할 수 있습니다. 일반적인 흡수재로는 반사율이 높은 크롬과 알루미늄이 있습니다. 기판에 적용되는 포토레지스트의 유형에 따라 자외선에 노출되는 영역도 결정됩니다. 포지티브 레지스트의 경우 자외선에 노출되는 영역은 레지스트 제거가 필요합니다. 반면 네거티브 레지스트의 경우 노출된 영역이 가교 결합됩니다. 흡수재 재료의 광학 밀도는 빛 투과율을 나타내므로 이 값도 고려해야 합니다. UV 스펙트럼에서 이 값은 약 3이어야 합니다.  

다양한 환경 조건이 포토마스크 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 조건에는 일반적으로 온도, 습도, 장력 등이 포함됩니다. 공정 조건이 다양하면 마스크 노화가 발생할 수 있습니다. 따라서 포토리소그래피 공정과 관련된 모든 마스킹은 클린룸 환경에서 수행해야 합니다. 마스크가 노출되는 온도는 열팽창 계수라고 하는 값에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 값은 온도 변화에 따라 마스킹 재료가 변화하는 정도와 관련이 있습니다. 이상적인 열팽창 계수는 온도에 의한 왜곡을 방지하기 위해 상대적으로 낮아야 합니다. 습도 역시 습도 팽창 계수에 의해 결정됩니다. 습도가 증가하면 팽창이 일어나고 습도가 감소하면 수축이 일어날 수 있습니다. 하드 마스크는 습도 변화에 영향을 받지 않습니다. 접촉식 노출 장비로 인해 기계적 장력이 발생할 수 있으며, 소프트 포토마스크를 사용하는 경우 이를 고려해야 합니다.  

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