CN113009774A - 用于平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜，该相移空白掩膜包括位于透明衬底上的相移膜。相移膜包括控制曝光光线的透射率的透射衰减层和控制曝光光线的相移量的相移层。透射衰减层的组成比为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至50原子％的氮(N)和0原子％至50原子％的碳(C)。相移层的组成比为10原子％至60原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。对于365nm(i线)、405nm(h线)和436nm(g线)的复合波长的曝光光线，使各波长的透射率差异最小化至4％以下或2％以下。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜，并且更具体而言，涉及一种用于具有相移膜的平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜，其中相移膜对于复合波长的曝光光线的各波长具有最小透射率偏差。
背景技术
随着市场需求变得更为先进、功能性更高且多样化，诸如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)之类的平板显示器(FPD)已经扩展了其应用范围。因此，需要开发一种更便宜且具有优异生产率的制造工艺技术。换句话说，像高集成度的半导体装置那样，FPD装置也具有更高集成度，并且设计规则变得更为精细。为了形成精细图案，需要高图案分辨率和高精度技术。
通常，通过使用其上形成有至少一个或多个金属层的空白掩膜形成光掩膜并对该光掩膜实施光刻工艺的方法来制造FPD面板。空白掩膜具有这样的结构，在该结构中，由合成石英玻璃等制成的透明衬底上形成有包含金属材料的薄膜和抗蚀膜，并且通过对空白掩膜上的薄膜进行图案化来形成光掩膜。这里，根据光学特性，可将薄膜分为遮光膜、抗反射膜、相移膜、半透射膜、反射膜等。在这些薄膜中，可组合使用两种或更多种薄膜。
用于制造FPD装置的空白掩膜的各薄膜可以由包含铬(Cr)和金属硅化物(M-Si)化合物的各种材料制成。最近，已使用包括相移膜的相移空白掩膜来改进光掩膜的精度。相移膜使复合波长的曝光光线以及365nm(i线)、405nm(h线)和436nm(g线)的各个波长的相位偏移大约180°，并且由于在图案上产生的光的干涉和抵消效应而实现精细图案。
相移膜的透射率根据曝光光线的波长而不同。当使用其中组合有多个波长的复合波长的曝光光线时，当根据波长而不同的透射率的差异大时，曝光的精度降低。因此，在使用复合波长的光掩膜的情况中，复合波长的曝光光线的各波长的透射率偏差应当尽可能小。
现有的相移空白掩膜相对于365nm(i线)、405nm(h线)和436nm(g线)的复合波长带中的波长变化的透射率变化具有陡斜率，并且在短波长(365nm)与长波长(436nm)之间具有6％以上的透射率差异。因此，由于各波长的透射率差异导致的相移效应的误差，使得在形成精细图案方面存在限制。
发明内容
本公开提供了一种用于平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜，该相移空白掩膜和光掩膜能够通过形成相移膜以使365nm(i线)、405nm(h线)和436nm(g线)的复合波长的曝光光线的各波长的透射率差异最小化来生产高分辨率显示器。
根据本公开的实施方案，用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜包括位于透明衬底上的相移膜，其中相移膜包括控制曝光光线的透射率的透射衰减层以及控制曝光光线的相移量的相移层。
透射衰减层可以由主要包含铬(Cr)并且包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
透射衰减层的组成比可为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至50原子％的氮(N)和0原子％至50原子％的碳(C)。
透射衰减层可以由进一步包含氟(F)、氢(H)和硼(B)中的一种或多种轻元素的材料制成。
透射衰减层的厚度可为
至
并且当将透射衰减层配置为多层时，各层的厚度可为
至
相移层可以由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
相移层的组成比可为10原子％至60原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。
相移层的厚度可为
至
并且当将相移层配置为两层或更多层的多层时，各层的厚度可为
至
透射衰减层可包括形成于透明衬底上的第一透射衰减层以及形成于第一透射衰减层上的第二透射衰减层。
第一透射衰减层可以由主要包含铬(Cr)并且包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，并且第二透射衰减层可以由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
具体而言，第一透射衰减层的组成比可为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至30原子％的氮(N)和0原子％至30原子％的碳(C)，并且第二透射衰减层的组成比可为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至70原子％的氮(N)、0原子％至70原子％的氧(O)和0原子％至50原子％的碳(C)。
第一透射衰减层和第二透射衰减层中的至少任一者可以由进一步包含氟(F)、氢(H)和硼(B)中的一种或多种轻元素的材料制成。
第一透射衰减层的厚度可为
至
并且第二透射衰减层的厚度可为
至
当将第一透射衰减层配置为多层时，各层的厚度可为
至
并且当将第二透射衰减层配置为多层时，各层的厚度可为
至
相移层可以由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
相移层的组成比可为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。
相移层的厚度可为
至
并且当将相移层配置为两层或更多层的多层时，各层的厚度可为
至
相移层可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氢(H)中的一种或多种轻元素的材料制成。
同时，相移膜可以由以下材料制成，该材料主要包含铬(Cr)并且包含钼(Mo)、钽(Ta)、钒(V)、钴(Co)、镍(Ni)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、锌(Zn)、铝(Al)、锰(Mn)、镉(Cd)、镁(Mg)、锂(Li)、硒(Se)、铜(Cu)、铪(Hf)、钨(W)和硅(Si)中的至少任一种元素，或者进一步包含添加至上述至少任一种元素中的氮(N)、氧(O)和碳(C)中的至少一种元素。
相移膜对于365nm至436nm的曝光光线的相移量可优选为160°至200°，并且相移量偏差可为40°以下。
相移膜对于波长为365nm至436nm的曝光光线的透射率可优选为1％至30％，并且透射率偏差可为4％以下。
相移空白掩膜可进一步包括除了相移膜之外的至少一种功能膜。这里，功能膜可为遮光膜、半透射膜和蚀刻停止膜中的至少一种。
根据本公开，对于365nm(i线)、405nm(h线)和436nm(g线)的复合波长的曝光光线，使各波长的透射率差异最小化至4％以下或2％以下。因此，可以制造能够生产高分辨率显示器的、用于平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜。
附图说明
根据结合附图进行的以下描述，本公开的某些实施方案的以上和其他方面、特征和优点将变得更加显而易见。
图1为示出根据本公开的第一实施方案的用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜的图。
图2为测定根据本公开的第一实施方案和比较例1的相移空白掩膜的各波长的透射光谱的曲线图。
图3为示出根据本公开的第二实施方案的用于FPD中的相移空白掩膜的图。
图4为测定根据本公开的第二实施方案和比较例2的相移空白掩膜的各波长的透射光谱的曲线图。
具体实施方式
通常，在用于生产诸如TFT-LCD和OLED之类的产品的光刻曝光方法中，使用利用汞(Hg)灯作为光源的波长为300nm至500nm的曝光光线。此时，波长范围内的透射率和相移量会根据形成相移膜的材料的类型、组成、厚度等而不同。
作为曝光光线用光源的汞灯在波长为303nm、313nm、365nm、405nm和436nm处具有特别强的强度。若相移膜的透射率在该波长范围内不是恒定的，则难以控制总透射率。此外，由于透射率直接影响相移量，因此若透射率不均匀，则图案的精度降低。另一方面，若透射率在该波长范围内是恒定的，则可平稳地控制总透射率和相移量，其结果是，容易控制对象的光致抗蚀剂的截面形状。因此，曝光波长的透射率偏差越小，对于控制透射率和相移量越有利。
本公开提供了一种相移空白掩膜，其中对于复合波长的曝光光线，使各波长的透射率偏差最小化。
在下文中，将参照附图对本公开的实施方案进行详细描述。
第一实施方案
图1为示出根据本公开的第一实施方案的用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜的图。根据本公开的相移空白掩膜是用于包括液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等的平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜。
相移空白掩膜包括透明衬底10和形成于透明衬底10上的相移膜20。相移膜20包括形成于透明衬底10上的透射衰减层24和形成于透射衰减层24上的相移层26。透射衰减层24和相移层26的堆叠次序可与图1的堆叠次序相反。然而，在这种情况下，由于表面反射率增加，因此在使用该空白掩膜制造光掩膜的方法中以及在使用该光掩膜制造面板的方法中可能会出现问题，因此，优选的是堆叠次序如图1所示。这点在实施例2中也相同。也就是说，即使在实施例2中，各层的堆叠次序可与图3所示的堆叠次序配置不同，但优选以如图3所示的相同方式进行配置。
透明衬底10为矩形透明衬底，透明衬底10的一边为300mm以上，并且透明衬底10可以由合成石英玻璃、钠钙玻璃、无碱玻璃、低热膨胀玻璃等制成。
透射衰减层24是用于控制复合波长的曝光光线的透射率的层，并且可配置为单层结构、或者两层或更多层的多层结构。当将透射衰减层24配置为单层时，透射衰减层24可具有组成比恒定或组成比连续变化的形式。当将透射衰减层24配置为多层时，各层具有不同的组成或组成比。
透射衰减层24可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，以满足薄膜的光学、物理和化学性质。也就是说，透射衰减层24可以由Cr、CrC、CrN和CrCN中的任一者制成。
透射衰减层24的组成比可为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至50原子％的氮(N)和0原子％至50原子％的碳(C)。因此，铬(Cr)和轻元素(N和C)的组成比为100原子％:0原子％至50原子％:50原子％。当轻元素的含量超过50原子％时，变得难以控制相移空白掩膜图案在曝光光线的波长处的透射率。此外，透射衰减层24可进一步包含诸如氟(F)、氢(H)和硼(B)之类的轻元素以减小应力。
透射衰减层24的厚度为
至
并且优选厚度为
至
当厚度为
以下时，难以获得降低透射率偏差的效果，而当厚度为
以上时，难以确保相移膜20中所需的4％以上的透射率。当将透射衰减层24配置为两层或更多层的多层时，考虑到与设置在其上部和下部的层的粘合强度、蚀刻特性等，各层的厚度为
至
相移层26是用于使具有复合波长的曝光光线的相位偏移的层，并且可配置为单层、或者两层或更多层的多层结构。当将相移层26配置为单层时，相移层26可具有组成比恒定或组成比连续变化的形式。当将相移层26配置为多层时，各层具有不同的组成或组成比。
相移层26可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，以满足薄膜的光学、物理和化学性质。也就是说，相移层26可以由Cr、CrC、CrN、CrO、CrCN、CrON、CrCO和CrCON中的任一者制成。此外，相移层26可进一步包含诸如氟(F)、氢(H)和硼(B)之类的轻元素以减小应力。
相移层26的组成比可为10原子％至60原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。也就是说，铬(Cr)和轻元素(N、O和C)的组成比为10原子％:90原子％至60原子％:40原子％。当铬(Cr)的含量在10原子％至60原子％的范围之外时，在相移层26的厚度为
至
时，相移层26不适合于控制相移量和透射率。
相移层26的厚度为
至
并且优选为
至
当厚度为
以下时，相移量变为160°以下，而当厚度为
以上时，相移量超过200°，因此难以获得相移效果。当将相移层26配置为两层或更多层的多层时，考虑到与设置在其上部和下部的层的粘合强度、蚀刻特性等，各层的厚度为
至
为了改进物理、化学和光学性质，相移膜可以由以下材料制成，该材料除了包含铬(Cr)，还包含钼(Mo)、钽(Ta)、钒(V)、钴(Co)、镍(Ni)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、锌(Zn)、铝(Al)、锰(Mn)、镉(Cd)、镁(Mg)、锂(Li)、硒(Se)、铜(Cu)、铪(Hf)、钨(W)和硅(Si)中的任一种元素，或者进一步包含添加至上述任一种材料中的包含氮(N)、氧(O)和碳(C)中的至少一种元素的材料。
可通过使用物理或化学气相沉积法的各种方法来形成相移膜20，并且优选使用DC磁控管溅射装置来形成相移膜20。
当将透射衰减层24和相移层26各自配置为两层或更多层的多层时，可将各层配置为用相同的蚀刻材料进行蚀刻。
对于透射衰减层24和相移层26，可通过改变各层的组成比来调整蚀刻速率，以使在制造光掩膜的蚀刻工艺中，图案的边缘截面具有垂直形状。作为实例，将构成相移膜20的各层配置为使得在从透明衬底10向上的方向上蚀刻速率变慢，其结果是，可垂直地形成图案的截面斜坡。可通过使构成透射衰减层24和相移层26的各层的组成或组成比不同来控制蚀刻速率。
对于波长范围为365nm至436nm的曝光光线，特别是具有436nm(g线)、405nm(h线)和365nm(i线)的复合波长的曝光光线，相移膜20的相移量为160°至200°，并且优选相移量为170°至190°。此外，对于该波长范围内的曝光光线，相移膜20的相移量偏差为40°以下，优选为20°以下，并且更优选为10°以下。这里，相移量偏差表示该波长范围内的最大相移量与最小相移量之间的差值。此外，相移膜20对于该波长范围内的曝光光线的透射率为1％至30％，并且优选透射率为5％至20％。此外，相移膜20的透射率偏差为4％以下，优选透射率偏差为2％至3％，并且更优选透射率偏差为1％以下。这里，透射率偏差表示该波长范围内的透射率中的最小值与最大值之间的差值。
同时，可将根据本公开的用于FPD中的相移空白掩膜配置为进一步包括除了相移膜20之外的至少一种功能膜。功能膜可形成于相移层26之上或透射衰减层24之下，并且可为遮光膜、半透射膜或蚀刻停止膜。当功能膜包括具有阻挡光线的功能的遮光膜时，遮光膜可包括具有防止光线反射的功能的减反射膜。当功能膜包括蚀刻停止膜时，蚀刻停止膜可以由对透明衬底10、相移膜20或遮光膜具有蚀刻选择性的材料制成。
像透射衰减层24和相移层26那样，可通过干法蚀刻或湿法蚀刻工艺对功能膜进行图案化或去除。功能膜可以由具有与透射衰减层24和相移层26相同的蚀刻特性的材料制成，或者可以由具有相互蚀刻选择性的材料制成。
遮光膜、减反射膜、半透射膜和蚀刻停止膜可以由以下材料制成，该材料包含铬(Cr)、硅(Si)、钼、钽(Ta)、钒(V)、钴(Co)、镍(Ni)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、锌(Zn)、铝(Al)、锰(Mn)、镉(Cd)、镁(Mg)、锂(Li)、硒(Se)、铜(Cu)、铪(Hf)、钨(W)、钛、铂、钇(Y)、铁(Fe)、硒(Se)、铟(In)、硫(S)、锡(Sn)、硼(B)、钠(Na)、铍(Be)中的至少任一种元素，或者进一步包含添加至上述至少任一种元素中的氮(N)、氧(O)和碳(C)中的一种或多种轻元素。
可通过使用根据上文所述的公开内容的用于FPD中的相移空白掩膜来形成用于FPD中的相移光掩膜。
实施例1
为了评价根据本公开的相移空白掩膜，参照图1，通过使用DC磁控管溅射在透明衬底上依次形成铬(Cr)化合物的透射衰减层24和相移层26，从而制造相移空白掩膜。
使用氩气(Ar)、氮气(N2)和甲烷(CH4)中的至少一种气体形成厚度为
至
的单层CrCN膜形式的透射衰减层24。
使用氩气(Ar)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的至少一种气体形成厚度为
至
的单层CrCON膜形式的相移层26。
表1-1示出了对于根据本公开的实施例和比较例1的相移空白掩膜的配置的溅射工艺条件。
[表1-1]
在上表1-1中，在实施例1-1和1-2中，将诸如相同的工艺气体和工艺功率之类的各条件描述为具有相同的数值范围，但是在实际制造中，应用的值在各条件的范围内略有不同。
在实施例1-1和1-2中，将透射衰减层24配置为单层结构，并且将相移层26配置为单层结构，将氩(Ar)气用作惰性气体，并且将氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的至少两种选择性地用作活性气体。此时，所形成的各层的组成不同。
在比较例1中，形成了具有CrCON组成的相移层，而未形成透射衰减层，并且惰性气体和活性气体的类型与实施例1-1和1-2中的惰性气体和活性气体的类型相同。
图2为测定根据实施例1-1和1-2以及比较例1的相移空白掩膜的各波长的透射光谱的曲线图。
与比较例1相比，可以看出，在实施例1-1和1-2中，在复合曝光波长区域中的透射率变化的斜率显著减小。
表1-2为示出比较例1以及实施例1-1和1-2的透射率和相移量的测定值的表。
[表1-2]
| 比较例1 | 实施例1-1 | 实施例1-2 | |
| 365nm处的相位差(°) | 180.26 | 178.37 | 179.42 |
| 365nm处的透射率(％) | 4.54 | 4.49 | 4.50 |
| 405nm处的透射率(％) | 8.18 | 6.77 | 6.85 |
| 436nm处的透射率(％) | 11.20 | 7.65 | 7.85 |
| 365nm至436nm处的透射率偏差(％) | 6.66 | 3.16 | 3.35 |
参照表1-2，波长为365nm处的透射率和相移量为相同的水平，但是在比较例1中，示出了365nm至436nm的波长带中的透射率偏差为6.66％，而在实施例1-1和1-2中，示出了该透射率偏差分别为3.16％和3.35％的优异性质。
如表1-2和图2中所示，根据第一实施方案的相移空白掩膜通过设置于相移层26之下的透射衰减层24，从而在曝光波长带中具有低透射率偏差。因此，本公开的相移空白掩膜易于控制曝光光线量和相移量，并且当商业上使用由365nm至436nm的复合波长组成的曝光光线时，可通过降低透射率偏差来实现高分辨率。
第二实施方案
图3为示出根据本公开的第二实施方案的用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜的图。在第二实施方案的描述中，省略了与上述第一实施方案相同的配置的详细描述。与第一实施方案相同的配置的描述也用于第二实施方案，因此，将省略相同配置的详细描述。此外，在第一实施方案中描述的各种修改可以等同地应用于第二实施方案。
在相移膜20包括透射衰减层24和相移层26这一点上，第二实施方案与第一实施方案相同，第二实施方案与第一实施方案的不同之处在于：将透射衰减层24配置为第一透射衰减层24-1和第二透射衰减层24-2的两层形式。
第一透射衰减层24-1形成于透明衬底10上，并且第二透射衰减层24-2形成于第一透射衰减层24-1上。如上文中在第一实施方案的描述中所述，透射衰减层24和相移层26的堆叠次序可以与图3的堆叠次序相反。因此，在透明衬底10上形成第一透射衰减层24-1意味着包括在透明衬底10上形成相移层26并且在相移层26上形成第一透射衰减层24-1的状态。但是，如上所述，由于优选的是如图1所示在透明衬底10上依次形成透射衰减层24和相移层26，因此，即使在第二实施方案中，也优选在透明衬底10上依次形成第一透射衰减层24-1、第二透射衰减层24-2和相移层26。
第一透射衰减层24-1和第二透射衰减层24-2是用于控制复合波长的曝光光线的透射率的层，并且可各自配置为单层、或者两层或更多层的多层。当将透射衰减层24-1和24-2均配置为单层时，透射衰减层24-1和24-2均可以具有组成比恒定或组成比连续变化的形式。当将透射衰减层24-1和24-2均配置为多层时，各层具有不同的组成或组成比。
第一透射衰减层24-1可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，以满足薄膜的光学、物理和化学性质。也就是说，第一透射衰减层24-1由Cr、CrC、CrN和CrCN中的任一者制成。
第一透射衰减层24-1的组成比可为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至30原子％的氮(N)和0原子％至30原子％的碳(C)。因此，铬(Cr)和轻元素(N和C)的组成比为100原子％:0原子％至50原子％:50原子％。当轻元素的含量超过50原子％时，变得难以控制相移空白掩膜图案在曝光光线的波长处的透射率。此外，第一透射衰减层24-1可进一步包含诸如氟(F)、氢(H)和硼(B)之类的轻元素以减小应力。
第一透射衰减层24-1的厚度为
至
并且优选
至
当厚度为
以下时，难以获得降低透射率偏差的效果，而当厚度为
以上时，难以确保相移膜20中所需的4％以上的透射率。当将第一透射衰减层24-1配置为两层或更多层的多层时，考虑到与设置在其上部和下部的层的粘合强度、蚀刻特性等，各层的厚度为
至
第二透射衰减层24-2可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，以满足薄膜的光学、物理和化学性质。也就是说，第二透射衰减层24-2由Cr、CrC、CrN、CrO、CrCN、CrON、CrCO和CrCON中的任一者制成。
第二透射衰减层24-2的组成比可为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至70原子％的氮(N)、0原子％至70原子％的氧(O)和0原子％至50原子％的碳(C)。因此，铬(Cr)和轻元素(N、O和C)的组成比为5原子％:95原子％至50原子％:50原子％。当铬的含量超过50原子％时，吸收系数(k)和折射率(n)增大，因此难以控制曝光波长的透射率。此外，第二透射衰减层24-2可进一步包含诸如氟(F)、氢(H)和硼(B)之类的轻元素以减小应力。
第二透射衰减层24-2的厚度为
至
并且优选
至
当厚度为
以下时，难以获得降低透射率偏差的效果，而当厚度为
以上时，难以确保相移膜20中所需的4％以上的透射率。当将第二透射衰减层24-2配置为两层或更多层的多层时，考虑到与设置在其上部和下部的层的粘合强度、蚀刻特性等，各层的厚度为
至
相移层26是用于使具有复合波长的曝光光线相位偏移的层，并且可配置为单层、或者两层或更多层的多层结构。当将相移层26配置为单层时，相移层26可以具有组成比恒定或组成比连续变化的形式。当将相移层26配置为多层时，各层具有不同的组成或组成比。
相移层26可以由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，以满足薄膜的光学、物理和化学性质。也就是说，相移层26可以由Cr、CrC、CrN、CrO、CrCN、CrON、CrCO和CrCON中的任一者制成。此外，相移层26可进一步包含诸如氟(F)、氢(H)和硼(B)之类的轻元素以减小应力。
相移层26的组成比为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。也就是说，铬(Cr)和轻元素(N、O和C)的组成比为5原子％:95原子％至50原子％:50原子％。当铬(Cr)的含量超过50原子％时，不适合于控制相移量和透射率。
相移层26的厚度为
至
并且优选为
至
当相移层26的厚度为
以下或
以上时，难以获得相移效果。当将相移层26配置为两层或更多层的多层时，考虑到与设置在其上部和下部的层的粘合强度、蚀刻特性等，各层的厚度为
至
第二实施方案的相移膜20对于该波长范围内的曝光光线的透射率为1％至30％，并且优选透射率为5％至20％。相移膜20的透射率偏差为4％以下，并且更优选地，透射率偏差为2％以下。
实施例2
为了评价根据本公开的相移空白掩膜，参照图3，通过使用DC磁控管溅射在透明衬底上依次形成铬(Cr)化合物的第一透射衰减层24-1、第二透射衰减层24-2和相移层26，从而制造相移空白掩膜。
使用氩气(Ar)、氮气(N2)和甲烷(CH4)中的至少一种气体形成厚度为
至
的单层CrCN膜形式的第一透射衰减层24-1。
使用氩气(Ar)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的至少一种气体形成厚度为
至
的单层CrCON膜形式的第二透射衰减层24-2。
使用氩气(Ar)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的至少一种气体形成厚度为
至
的单层CrCON膜形式的相移层26。
表2-1示出了对于根据本公开的实施例和比较例2的相移空白掩膜的配置的溅射工艺条件。
[表2-1]
在上表2-1中，在实施例2-1和2-3中，将诸如相同的工艺气体和工艺功率之类的各条件描述为具有相同的数值范围，但是在实际制造中，应用的值在各条件的范围内略有不同。
在实施例2-1、2-2和2-3中，配置了第一透射衰减层24-1、第二透射衰减层24-2和相移层26，将氩(Ar)气用作惰性气体，并且将氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)中的至少两种选择性地用作活性气体。此时，所形成的各层的组成不同。
在比较例2中，形成了具有CrCON组成的相移层，而未形成透射衰减层，并且惰性气体和活性气体的类型与实施例2-1、2-2和2-3中的惰性气体和活性气体的类型相同。
图4为测定根据实施例2-1、2-2和2-3以及比较例2的相移空白掩膜的各波长的透射光谱的曲线图。
与比较例2相比，可以看出，在实施例2-1、2-2和2-3中，在复合曝光波长区域中的透射率变化的斜率显著减小。
表2-2为示出比较例2以及实施例2-1、2-2和2-3的透射率和相移量的测定值的表。
[表2-2]
参照表2-2，波长为365nm处的透射率和相移量为相同的水平，但是在比较例2中，示出了365nm至436nm的波长带中的透射率偏差为6.64％，而在实施例2-1、2-2和2-3中，示出了该透射率偏差分别为0.72％、1.07％和1.51％的优异性质。
如表2-2和图4中所示，根据第二实施方案的相移空白掩膜通过设置于相移层26之下的第一透射衰减层24-1和第二透射衰减层24-2，从而在曝光波长带中具有低透射率偏差。因此，本公开的相移空白掩膜易于控制曝光光线量和相移量，并且当商业上使用由365nm至436nm的复合波长组成的曝光光线时，可通过降低透射率偏差来实现高分辨率。
在上文中，通过本公开的实施方案具体描述了本公开，但这仅用于说明和解释本公开的目的，而不用于限制权利要求中描述的本公开的含义或范围。因此，本公开的技术领域的普通技术人员可以理解，根据这些实施方案，各种修改和等效的其他实施方案是可能的。因此，本公开的实际技术范围由所附权利要求的精神所限定。
Claims (25)
1.一种用于平板显示器(FPD)中的相移空白掩膜，该相移空白掩膜包括：
位于透明衬底上的相移膜，
其中所述相移膜包括：
控制曝光光线的透射率的透射衰减层；以及
控制所述曝光光线的相移量的相移层。
2.根据权利要求1所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述透射衰减层由主要包含铬(Cr)并且包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
3.根据权利要求2所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述透射衰减层的组成比为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至50原子％的氮(N)和0原子％至50原子％的碳(C)。
4.根据权利要求2所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述透射衰减层由进一步包含氟(F)、氢(H)和硼(B)中的一种或多种轻元素的材料制成。
5.根据权利要求1所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述透射衰减层的厚度为
至
6.根据权利要求5所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中当将所述透射衰减层配置为多层时，各层的厚度为
至
7.根据权利要求1所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
8.根据权利要求7所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层的组成比为10原子％至60原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。
9.根据权利要求1所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层的厚度为
至
10.根据权利要求9所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中当将所述相移层配置为两层或更多层的多层时，各层的厚度为
至
11.根据权利要求1所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述透射衰减层包括形成于所述透明衬底上的第一透射衰减层以及形成于所述第一透射衰减层上的第二透射衰减层。
12.根据权利要求11所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述第一透射衰减层由主要包含铬(Cr)并且包含氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成，并且
所述第二透射衰减层由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
13.根据权利要求12所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述第一透射衰减层的组成比为50原子％至100原子％的铬(Cr)、0原子％至30原子％的氮(N)和0原子％至30原子％的碳(C)，并且
所述第二透射衰减层的组成比为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至70原子％的氮(N)、0原子％至70原子％的氧(O)和0原子％至50原子％的碳(C)。
14.根据权利要求12所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述第一透射衰减层和所述第二透射衰减层中的至少任一者由进一步包含氟(F)、氢(H)和硼(B)中的一种或多种轻元素的材料制成。
15.根据权利要求11所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述第一透射衰减层的厚度为
至
并且所述第二透射衰减层的厚度为
至
16.根据权利要求15所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中当将所述第一透射衰减层配置为多层时，各层的厚度为
至
并且
当将所述第二透射衰减层配置为多层时，各层的厚度为
至
17.根据权利要求11所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层由主要包含铬(Cr)并且包含氧(O)、氮(N)和碳(C)中的一种或多种轻元素的材料制成。
18.根据权利要求17所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层的组成比为5原子％至50原子％的铬(Cr)、0原子％至60原子％的氮(N)、0原子％至60原子％的氧(O)和0原子％至40原子％的碳(C)。
19.根据权利要求11所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层的厚度为
至
20.根据权利要求9所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中当将所述相移层配置为两层或更多层的多层时，各层的厚度为
至
21.根据权利要求1至20中任一项所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移层由主要包含铬(Cr)并且进一步包含氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)、氟(F)和氢(H)中的一种或多种轻元素的材料制成。
22.根据权利要求1至20中任一项所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移膜由以下材料制成，该材料主要包含铬(Cr)并且
包含钼(Mo)、钽(Ta)、钒(V)、钴(Co)、镍(Ni)、锆(Zr)、铌(Nb)、钯(Pd)、锌(Zn)、铝(Al)、锰(Mn)、镉(Cd)、镁(Mg)、锂(Li)、硒(Se)、铜(Cu)、铪(Hf)、钨(W)和硅(Si)中的至少任一种元素，或者进一步包含添加至所述至少任一种元素中的氮(N)、氧(O)和碳(C)中的至少一种元素。
23.根据权利要求1至20中任一项所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移膜对于365nm至436nm的曝光光线的相移量为160°至200°，并且相移量偏差为40°以下。
24.根据权利要求1至20中任一项所述的用于FPD中的相移空白掩膜，其中所述相移膜对于波长为365nm至436nm的曝光光线的透射率为1％至30％，并且透射率偏差为4％以下。
25.根据权利要求1至20中任一项所述的用于FPD中的相移空白掩膜，进一步包括：
除了所述相移膜之外的至少一种功能膜，
其中所述功能膜为遮光膜、半透射膜和蚀刻停止膜中的至少一种。
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