JP2012527638A - Halftone mask and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、多重半透過部を有するハーフトーンマスクの工程数を減らすることによって、時間及びコストを低減できるハーフトーンマスク及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るハーフトーンマスクは、基板と、該基板上に形成され、照射される所定波長帯の光を透過させる透過領域と、少なくとも2つの半透過物質を用いて、前記基板上に照射される所定波長帯の光を2つ以上の互いに異なる透過率で透過させる多重半透過部を有する半透過領域と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図1The present invention provides a halftone mask and a method of manufacturing the same that can reduce time and cost by reducing the number of steps of a halftone mask having multiple transflective portions.
A halftone mask according to the present invention includes a substrate, a transmission region formed on the substrate and transmitting light of a predetermined wavelength band to be irradiated, and at least two semi-transparent materials. And a semi-transmission region having a multiple semi-transmission part that transmits two or more light beams of a predetermined wavelength band with different transmittances.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、多重半透過部を有するハーフトーンマスクの工程数を減らすことによって時間及びコストを低減できるハーフトーンマスク及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a halftone mask that can reduce time and cost by reducing the number of steps of a halftone mask having multiple transflective portions, and a manufacturing method thereof.
一般に、液晶表示装置は、電界を用いて、誘電異方性を有する液晶の光透過率を調節することによって画像を表示する。そのために、液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルと、液晶表示パネルを駆動する駆動回路と、液晶表示パネルに光を提供するバックライトアセンブリと、を含む。 Generally, a liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of a liquid crystal having dielectric anisotropy using an electric field. For this purpose, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel that displays an image, a drive circuit that drives the liquid crystal display panel, and a backlight assembly that provides light to the liquid crystal display panel.
液晶表示パネルは、液晶を挟んでシーリング材にて貼り合わせられたカラーフィルタ基板と薄膜トランジスタ基板とを備える。 The liquid crystal display panel includes a color filter substrate and a thin film transistor substrate bonded with a sealing material with a liquid crystal interposed therebetween.
カラーフィルタ基板は、絶縁基板上に積層されたブラックマトリクス、カラーフィルタ及び共通電極を備える。 The color filter substrate includes a black matrix, a color filter, and a common electrode stacked on an insulating substrate.
薄膜トランジスタ基板は、下部絶縁基板上に交差して形成されたゲートライン及びデータラインと、ゲートライン及びデータラインと画素電極との間に接続された薄膜トランジスタと、を備える。薄膜トランジスタは、ゲートラインからのスキャン信号に応答してデータラインからのデータ信号を画素電極に供給する。 The thin film transistor substrate includes a gate line and a data line formed to intersect with each other on the lower insulating substrate, and a thin film transistor connected between the gate line, the data line, and the pixel electrode. The thin film transistor supplies a data signal from the data line to the pixel electrode in response to a scan signal from the gate line.
このような薄膜トランジスタ基板は、多数のマスク工程を用いて形成されており、マスク工程を減らすために、ソース及びドレイン電極、半導体パターンを形成する工程を、ハーフトーンマスクを用いて1つのマスク工程で形成する。 Such a thin film transistor substrate is formed using a number of mask processes, and in order to reduce the mask process, the process of forming the source and drain electrodes and the semiconductor pattern is performed in one mask process using a halftone mask. Form.
この場合、ハーフトーンマスクは、紫外線を遮断する遮断領域と、紫外線を部分透過させる半透過領域と、紫外線を透過させる透過領域と、を含む。このようなハーフトーンマスクの半透過領域は、互いに異なる透過率を有する多重半透過部で形成すればよい。多重半透過部を形成するために、互いに異なる透過率を有する多数の半透過物質を用いる。 In this case, the halftone mask includes a blocking region that blocks ultraviolet rays, a semi-transmissive region that partially transmits ultraviolet rays, and a transmissive region that transmits ultraviolet rays. The semi-transmission region of such a halftone mask may be formed by multiple semi-transmission portions having different transmittances. In order to form a multiple semi-transmissive portion, a large number of semi-transmissive materials having different transmittances are used.
すなわち、半透過領域に、互いに異なる透過率を有する半透過部を形成するために、半透過領域には、互いに異なる透過率を有する半透過物質を用いる。このような、3個以上の互いに異なる半透過部を有するハーフトーンマスクを形成する方法では、第1半透過物質を積層した後、第1半透過物質をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でパターニングした後、再び第2半透過物質を積層し、該第2半透過物質をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でパターニングした後、第3半透過物質を積層し、第3半透過物質をフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程でパターニングすることで、3個の互いに異なる透過率を有する半透過領域を形成できる。
That is, in order to form semi-transmissive portions having different transmittances in the semi-transmissive region, semi-transmissive materials having different transmittances are used in the semi-transmissive region. In such a method of forming a halftone mask having three or more different semi-transmissive portions, after the first semi-transmissive material is laminated, the first semi-transmissive material is patterned by a photolithography process and an etching process. Then, the second semi-transmissive material is laminated again, and after patterning the second semi-transmissive material in the photolithography process and the etching process, the third semi-transmissive material is laminated, and the third semi-transmissive material is formed in the photolithography process and the etching process. By patterning in
このように、多重半透過部を形成するために、互いに異なる半透過物質のそれぞれにフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程を行うため、工程数が増加し、その分、時間及びコストが増加するという問題があった。 As described above, the photolithography process and the etching process are performed on each of the different translucent materials in order to form the multiple transflective portion, which increases the number of processes and accordingly increases the time and cost. there were.
上記問題点を解決するために、本発明は、多重半透過部を有するハーフトーンマスクの工程数を減らすことによってコスト及び時間を低減できるハーフトーンマスク及びその製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a halftone mask that can reduce the cost and time by reducing the number of steps of a halftone mask having multiple transflective portions, and a method of manufacturing the same.
上記の技術的課題を達成するために、本発明に係るハーフトーンマスクは、基板と、前記基板上に形成され、照射される所定波長帯の光を透過させる透過領域と、少なくとも2つの半透過物質を用いて、前記基板上に照射される所定波長帯の光を2つ以上の互いに異なる透過率で透過させる多重半透過部を有する半透過領域と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above technical problem, a halftone mask according to the present invention includes a substrate, a transmission region that is formed on the substrate and transmits light of a predetermined wavelength band to be irradiated, and at least two semi-transmissions. And a semi-transmission region having a multiple semi-transmission portion that transmits light of a predetermined wavelength band irradiated on the substrate with two or more different transmittances using a substance.
ここで、上記ハーフトーンマスクは、前記少なくとも2つの半透過物質の上部または下部に形成された遮断層を有する遮断領域をさらに含むことができる。 The halftone mask may further include a blocking region having a blocking layer formed on or under the at least two semi-transmissive materials.
ここで、前記半透過物質は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Al、Zr、Sn、Zn、In、Mg、Hf、V、Nd、Ge、スピネル(MgO−Al2O3)、サイアロン(Si3N4)のいずれか1つを主元素とする物質、これらの元素の少なくとも2つが混合された複合物質、または、前記単一主元素物質または複合物質に、COx、Ox、Nx、Cx、Fx、Bx(ただし、下付き文字x、y、zは自然数で、各化学元素の個数を意味する。)の少なくとも1つが添加された物質であることを特徴とする。 Here, the translucent materials are Cr, Si, Mo, Ta, Ti, Al, Zr, Sn, Zn, In, Mg, Hf, V, Nd, Ge, spinel (MgO—Al 2 O 3 ), sialon. A substance having any one of (Si 3 N 4 ) as a main element, a composite substance in which at least two of these elements are mixed, or a single main element substance or a composite substance, and CO x , O x , It is a substance to which at least one of N x , C x , F x , B x (where subscripts x, y, z are natural numbers, meaning the number of chemical elements) is added. To do.
また、前記少なくとも2つの半透過物質のそれぞれは、互いに異なるエッチング比を有する半透過物質で形成されることを特徴とする。 Further, each of the at least two semi-transparent materials is formed of a semi-permeable material having different etching ratios.
上記技術的課題を達成するために、本発明に係るハーフトーンマスクの製造方法は、遮断領域の形成される基板上に遮断層を形成する段階と、前記遮断層の形成された基板上に、少なくとも2つの半透過物質を用いて、3個以上の互いに異なる透過率を有する半透過部を有する半透過領域を形成する段階と、前記遮断層及び少なくとも2つの半透過物質が積層された遮断領域と、前記基板が露出された透過領域を形成する段階と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a halftone mask according to the present invention includes a step of forming a blocking layer on a substrate on which a blocking region is formed, and a substrate on which the blocking layer is formed. Forming a semi-transmission region having three or more semi-transmission portions having different transmittances by using at least two semi-transmission materials; and a blocking region in which the blocking layer and at least two semi-transmission materials are laminated And forming a transmissive region where the substrate is exposed.
ここで、前記遮断層の形成された基板上に、少なくとも2つの半透過物質を用いて、3個以上の互いに異なる透過率を有する半透過部を形成する段階は、前記遮断層上に第1半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第1半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第1半透過物質を除去する段階と、前記第1半透過物質の形成された基板上に第2半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第2半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第2半透過物質を除去する段階と、前記基板上に第1半透過物質が積層された第1半透過部と、前記基板上に第2半透過物質が積層された第2半透過部と、前記基板上に前記第1及び第2半透過物質が積層された第3半透過部とを形成する段階と、を含むことを特徴とする。 Here, the step of forming three or more semi-transmissive portions having different transmittances using at least two semi-transmissive materials on the substrate on which the blocking layer is formed includes: A step of laminating a semi-transmissive material and a photoresist in order, and then exposing and developing the photoresist so that a necessary region of the first semi-transmissive material is exposed, and removing the exposed first semi-transmissive material. And laminating a second semi-transmissive material and a photoresist in order on the substrate on which the first semi-transmissive material is formed, and then exposing the photoresist so that a necessary region of the second semi-transmissive material is exposed. And developing to remove the exposed second semi-transmissive material, a first semi-transmissive portion in which the first semi-transmissive material is laminated on the substrate, and a second semi-transmissive material on the substrate. Second transflective portion and the substrate Said first and second semi-transparent material, characterized in that it and forming a third semitransparent portions stacked.
ここで、前記少なくとも2つの半透過物質には、エッチング比が互いに異なる物質を用いることを特徴とする。 Here, materials having different etching ratios are used as the at least two semi-transmissive materials.
そして、前記半透過物質は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これらの主元素の少なくとも2つが混合された複合物質である、または、前記主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが添加された物質であることを特徴とする。 The translucent material is a composite material in which Cr, Si, Mo, Ta, Ti, and Al are main elements and at least two of these main elements are mixed, or the main elements are CO x , O It is a substance to which at least one of x and N x is added.
上記技術的課題を解決するために、本発明に係るハーフトーンマスクの製造方法は、基板上に少なくとも2つの半透過物質を用いて、3個以上の互いに異なる透過率を有する多重半透過部を有する半透過領域を形成する段階と、前記多重半透過部上に、遮断層、フォトレジストを順に積層した後、前記遮断層のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出されたフォトレジストを除去する段階と、前記少なくとも2つの半透過物質上に遮断層が形成された遮断領域を形成し、基板が露出される透過領域を形成する段階と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above technical problem, a method of manufacturing a halftone mask according to the present invention uses at least two transflective materials on a substrate to provide three or more multiple transflective portions having different transmittances. A step of forming a semi-transparent region, and after sequentially laminating a blocking layer and a photoresist on the multiple semi-transmissive portion, the photoresist is exposed and developed so that a necessary region of the blocking layer is exposed. Removing the exposed photoresist; and forming a blocking region having a blocking layer formed on the at least two semi-transmissive materials to form a transmitting region from which the substrate is exposed. It is characterized by.
ここで、前記基板上に少なくとも2つの半透過物質を用いて、3個以上の互いに異なる透過率を有する多重半透過部を有する半透過領域を形成する段階は、前記基板上に第1半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第1半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第1半透過物質を除去する段階と、前記第1半透過物質の形成された基板上に、第2半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第2半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第2半透過物質を除去する段階と、前記基板上に第1半透過物質が積層された第1半透過部と、前記基板上に第2半透過物質が積層された第2半透過部と、前記基板上に前記第1及び第2半透過物質が積層された第3半透過部とを形成する段階と、を含むことを特徴とする。 Here, the step of forming a semi-transmissive region having multiple semi-transmissive portions having three or more different transmittances using at least two semi-transmissive materials on the substrate includes forming a first semi-transmissive region on the substrate. After sequentially stacking a material and a photoresist, exposing and developing the photoresist so that a necessary region of the first semi-transmissive material is exposed, and removing the exposed first semi-transmissive material; A second semi-transmissive material and a photoresist are sequentially stacked on the substrate on which the first semi-transmissive material is formed, and then the photoresist is exposed and exposed so that a necessary region of the second semi-transmissive material is exposed. Developing and removing the exposed second semi-transmissive material, a first semi-transmissive portion having the first semi-transmissive material laminated on the substrate, and a second semi-transmissive material being laminated on the substrate. A second semi-transmissive portion and the base Characterized in that it comprises the steps of forming a third semi-transparent portion of the first and second semi-transmission material are stacked above the.
ここで、前記少なくとも2つの半透過物質には、エッチング比の互いに異なる物質を用いることを特徴とする。 Here, materials having different etching ratios are used as the at least two semi-transmissive materials.
そして、前記半透過物質は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これらの主元素の少なくとも2つが混合された複合物質である、または、前記主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが添加された物質であることを特徴とする。 The translucent material is a composite material in which Cr, Si, Mo, Ta, Ti, and Al are main elements and at least two of these main elements are mixed, or the main elements are CO x , O It is a substance to which at least one of x and N x is added.
本発明に係るハーフトーンマスクは、少なくとも2つの半透過物質を用いて、互いに異なる透過率を有する多重半透過部が形成される半透過領域と、少なくとも2つの半透過物質の上部または下部に遮断層が形成される遮断領域と、を含む。このような構造を有するハーフトーンマスクは、少なくとも2つの半透過物質が互いに異なるエッチング比を有するため、工程中に選択的に半透過物質をエッチングし、よって、工程数が減少し、工程の単純化が図られる。さらに、工程の単純化により、時間及びコストも低減し、生産性を向上させることができる。 The halftone mask according to the present invention uses at least two semi-transparent materials to cut off a semi-transmission region where multiple semi-transmission portions having different transmittances are formed and an upper portion or a lower portion of at least two semi-transmission materials. A blocking region in which a layer is formed. In the halftone mask having such a structure, since at least two semi-transparent materials have different etching ratios, the semi-transparent material is selectively etched during the process, thereby reducing the number of processes and simplifying the process. Is achieved. Furthermore, simplification of the process can reduce time and cost, and improve productivity.
以下、本発明の好適な実施例を、図1乃至図20を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本発明の第1実施例に係るハーフトーンマスクを示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a halftone mask according to a first embodiment of the present invention.
ハーフトーンマスク100は、図1に示すように、基板102上に、遮断領域S1、多重半透過部を有する半透過領域S2,S3,S4、及び透過領域S5を含む。
As shown in FIG. 1, the
基板102は、基板102上に照射される所定波長帯の光を完全に透過させる透明基板で、例えば、石英で形成することができ、光を透過させる透明性物質であればいずれも使用可能である。
The
半透過領域S2,S3,S4は、基板102上に照射される所定波長帯の光を互いに異なる透過率で透過させるように多重半透過部を含む。このような半透過領域S2,S3,S4は、フォトレジスト工程において露光工程時に紫外線を部分透過させることによって、現像工程後に、互いに異なる厚さを有するフォトレジストパターンとで形成すればよい。
The semi-transmissive regions S2, S3, and S4 include multiple semi-transmissive portions so as to transmit light of a predetermined wavelength band irradiated on the
具体的に、半透過領域S2,S3,S4は、少なくとも2つの半透過物質を用いて3個以上の互いに異なる透過率を有する半透過部を含む。ここで、半透過領域S2,S3,S4は、半透過物質、例えば、第1及び第2半透過物質112,114で形成することで、互いに異なる透過率を有する半透過部を三つ形成することができる。
Specifically, the semi-transmissive regions S2, S3, and S4 include three or more semi-transmissive portions having different transmittances using at least two semi-transmissive materials. Here, the semi-transmissive regions S2, S3, and S4 are formed of a semi-transmissive material, for example, the first and second
すなわち、半透過領域S2,S3,S4は、第1半透過物質112で形成され、照射される光をX%透過させる第1半透過部S3と、第2半透過物質114で形成され、照射される光をY%透過させる第2半透過部S4と、第1及び第2半透過物質112,114で積層形成されて、紫外線をZ%透過させる第3半透過部S2と、を含むことができる。ここで、X%、Y%、Z%のそれぞれは、照射される光の10〜90%を透過させる透過率を意味する。
That is, the semi-transmissive regions S2, S3, and S4 are formed of the first
ここで、第1及び第2半透過物質112,114には、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これら主元素の少なくとも2つが結合した化合物、または、主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが結合した化合物を用いると好ましい。下付き文字は、結合する主元素によって変わる自然数である。
Here, the first and second
第1及び第2半透過物質112,114の組成物は、照射される所定波長帯の光を一部のみ通過させうる種々のものを用いることができる。例えば、第1及び第2半透過物質112,114は、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、TixCOyのいずれか1つまたはこれらの組み合わせで形成すればよい。
As the composition of the first and second
最も好ましくは、第1半透過物質112をCrxOy、CrxCOy、CrxOyNzで形成する場合、 上に列挙した半透過物質のうち、Crと選択的にエッチングできる第2半透過物質114を用いることができる。すなわち、第1及び第2半透過物質112,114のそれぞれは、上に列挙した半透過物質のうち、エッチング比が互いに異なる半透過物質で形成しなければならない。
Most preferably, when the first
一方、図1に示すように、半透過領域は、互いに異なる透過率を有する第1乃至第3半透過部を含むように形成することができ、多数の半透過物質を用いて第1乃至第n半透過部を形成することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the semi-transmissive region can be formed to include first to third semi-transmissive portions having different transmittances, and the first to third semi-transmissive regions can be formed using a large number of semi-transmissive materials. An n transflective portion can be formed.
遮断領域S1は、露光工程時に紫外線を遮断することで、現像工程後にフォトレジストパターンが残ることになる。そのために、遮断領域S1は、基板102上に、遮断層110、第1半透過物質112及び第2半透過物質114が順に積層された形態で形成されて、紫外線を遮断する。また、本発明の第2実施例に係るハーフトーンマスク100を示している図11のように、遮断領域S1は、基板102上に、第1半透過物質112、第2半透過物質114及び遮断層110が順に積層された形態で形成されてもよい。すなわち、遮断層110が第1及び第2半透過物質112,114の下部に形成されたボトム構造にしてもよく、遮断層110が第1及び第2半透過物質112,114の上部に形成されたトップ構造にしてもよい。
The blocking region S1 blocks the ultraviolet rays during the exposure process, so that the photoresist pattern remains after the development process. Therefore, the blocking region S1 is formed on the
このように透過領域S5、遮断領域S1、及び半透過領域S2,S3,S4が含まれたハーフトーンマスクを形成する工程を、図2乃至図10を参照して説明する。 A process of forming a halftone mask including the transmissive region S5, the blocking region S1, and the semi-transmissive regions S2, S3, and S4 will be described with reference to FIGS.
図2乃至図10は、図1に示す本発明の第1実施例に係るハーフトーンマスクの製造方法を示す断面図である。 2 to 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the halftone mask according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
図2を参照すると、基板102上に、スパッタ法、化学気相蒸着法などを用いて遮断層110、フォトレジスト120が順次に積層される。遮断層110は、紫外線を遮断できる材質で形成することができ、例えば、Cr及びCrxOyで構成された膜で形成することができる。
Referring to FIG. 2, a
図3を参照すると、透過領域S5及び半透過領域S2,S3,S4の形成される位置に形成されているフォトレジスト120が描画されたのち現像されて、遮断層110が露出される。
Referring to FIG. 3, the
具体的に、透過領域S5及び半透過領域S2,S3,S4が形成される位置におけるフォトレジストがレーザービーム照射により描画され、描画されたフォトレジスト領域が現像されて除去される。これにより、遮断領域S1の形成される位置に形成された遮断層110上にはフォトレジスト120が残り、透過領域S5及び半透過領域S2,S3,S4の形成される位置には遮断層110が露出される。
Specifically, the photoresist at the position where the transmissive region S5 and the semi-transmissive regions S2, S3, and S4 are formed is drawn by laser beam irradiation, and the drawn photoresist region is developed and removed. As a result, the
図4を参照すると、基板102上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、露出された遮断層110をエッチング工程で除去する。これにより、基板102上には、遮断領域S1の形成される位置にのみ遮断層110が残され、透過領域S5及び半透過領域S2,S3,S4の形成される位置には遮断層110が除去されて基板102が露出される。
Referring to FIG. 4, the exposed
図5を参照すると、遮断層110の形成された基板102上に、スパッタ法、化学気相蒸着法により第1半透過物質112、フォトレジスト120が順に積層される。
Referring to FIG. 5, a first
具体的に、第1半透過物質112には、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これら主元素の少なくとも2つが結合した化合物、または、主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが結合した化合物を用いると好ましい。下付き文字は、結合する主元素によって変わる自然数である。
Specifically, the first
第1半透過物質112の組成物は、照射される所定波長帯の光を一部のみ通過させうる種々のものを用いることができる。本発明では、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、TixCOyのいずれか1つまたはこれらの組み合わせで第1半透過物質112を形成することができる。最も好ましくは、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNzで第1半透過物質112を形成する。ここで、下付き文字x、y及びzは自然数で、各化学元素の個数を意味する。
As the composition of the first
図6を参照すると、第1半透過物質112上に形成されたフォトレジスト120が、レーザービームの照射により描画され、この描画されたフォトレジスト120が現像されて、透過領域S5及び第2半透過部S4の形成される位置に第1半透過物質112が露出される。
Referring to FIG. 6, the
図7を参照すると、第1半透過物質112上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、露出された第1半透過物質112はエッチング工程で除去される。これにより、遮断領域S1の形成される位置には遮断層110と第1半透過物質112が積層され、第1及び第3半透過部S3,S2の形成される位置には、基板102上に第1半透過物質112が形成される。
Referring to FIG. 7, the exposed first
図8を参照すると、第1半透過物質112の形成された基板102上にスパッタ法、化学気相蒸着法などにより第2半透過物質114、フォトレジスト120が順に積層される。
Referring to FIG. 8, a second
具体的に、第2半透過物質114は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これら主元素の少なくとも2つが結合した化合物、または、主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが結合した化合物であると好ましい。下付き文字は、結合する主元素によって変わる自然数である。
Specifically, the second
第2半透過物質114の組成物は、照射される所定波長帯の光を一部のみ通過させうる種々のものを用いることができる。本発明では、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、TixCOyのいずれか1つまたはこれらの組み合わせで第2半透過物質を形成できる。
As the composition of the second
最も好ましくは、第1半透過物質112をCrxOy、CrxCOy、CrxOyNzで形成する場合、上に列挙した半透過物質のうち、上記の半透過物質のうちのCrと選択的にエッチングできる第2半透過物質114を用いる。
Most preferably, the first semi-transmissive material 112 Cr x O y, Cr x CO y, if formed by Cr x O y N z, of the semi-transmission material listed above, of the above semi-transmission material A second
第2半透過物質114には、第1半透過物質112とエッチング比の異なる半透過物質を用いる。すなわち、図9に示すA領域のように露出された第2半透過物質114のみエッチングされ、第2半透過物質114の下部に形成された第1半透過物質112はエッチングされないように、第2半透過物質114には、第1半透過物質112と異なるエッチング比を有する半透過物質を用いる。
As the second
図9を参照すると、透過領域S5及び第1半透過部S3の形成される位置にフォトレジスト120が描画された後、現像されて第2半透過物質114が露出される。
Referring to FIG. 9, a
具体的に、透過領域S5及び第1半透過部S3の形成される位置にフォトレジスト120がレーザービームの照射により描画され、描画されたフォトレジスト領域を現像して除去する。これにより、遮断領域S1、第2半透過部S4及び第3半透過部S2の形成される位置に形成された第2半透過物質114上にはフォトレジスト120が残され、透過領域S5及び第1半透過部S3の形成される位置には第2半透過物質114が露出される。
Specifically, a
図10を参照すると、第2半透過物質114上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、透過領域S5及び第1半透過部S3の形成される位置に露出された第2半透過物質114は、エッチング工程により除去される。その後、第2半透過物質114上に残存するフォトレジスト120がストリップ工程で除去される。これにより、基板102上に、遮断層110、第1半透過物質112及び第2半透過物質114が積層された遮断領域S1が形成され、基板102上に第1半透過物質112からなる第1半透過部S3が形成され、基板102上に第2半透過物質114からなる第2半透過部S4が形成され、基板102上に第1半透過物質112及び第2半透過物質114が積層されてなる第3半透過部S2が形成され、基板102が露出された透過領域S5が形成される。
Referring to FIG. 10, the second
図12乃至図20は、図11に示す本発明の第2実施例に係るハーフトーンマスクの製造方法を示す断面図である。 12 to 20 are cross-sectional views showing a method of manufacturing a halftone mask according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.
図12を参照すると、基板102上にスパッタ法、化学気相蒸着法などにより第1半透過物質112、フォトレジスト120が順に積層される。
Referring to FIG. 12, a first
具体的に、第1半透過物質112は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これら主元素の少なくとも2つが結合した化合物、または主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが結合した化合物であると好ましい。下付き文字は、結合する主元素によって変わる自然数である。
Specifically, the first
第1半透過物質112の組成物は、照射される所定波長帯の光を一部のみ通過させうる種々のものを用いることができる。本発明では、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、TixCOyのいずれか1つまたはこれらの組み合わせで第1半透過物質112を形成できる。最も好ましくは、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNzで第1半透過物質112を形成する。ここで、下付き文字x、y及びzは自然数で、各化学元素の個数を意味する。
As the composition of the first
図13を参照すると、第1半透過物質112上に形成されたフォトレジスト120がレーザービーム照射により描画された後、該描画されたフォトレジスト120が現像され、第2半透過部S4の形成される位置に第1半透過物質112が露出される。
Referring to FIG. 13, after the
図14を参照すると、基板102上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、露出された第1半透過物質112はエッチング工程で除去される。これにより、第2半透過部S4の形成される位置において第1半透過物質112が除去されることで、基板102が露出される。
Referring to FIG. 14, the exposed first
図15を参照すると、第1半透過部質の形成された基板上にスパッタ法、化学気相蒸着法により第2半透過物質、フォトレジストが順に積層される。 Referring to FIG. 15, a second semi-transparent material and a photoresist are sequentially stacked on a substrate on which the first semi-transparent material is formed by a sputtering method and a chemical vapor deposition method.
具体的に、第2半透過物質114は、Cr、Si、Mo、Ta、Ti、Alを主元素とし、これら主元素の少なくとも2つが結合した化合物、または、主元素にCOx、Ox、Nxの少なくとも1つが結合した化合物であると好ましい。下付き文字は、結合する主元素によって変わる自然数である。
Specifically, the second
第2半透過物質114の組成物は、照射される所定波長帯の光を一部のみ通過させうる種々のものを用いることができる。本発明では、CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、TixCOyのいずれか1つまたはこれらの組み合わせで第2半透過物質を形成できる。
As the composition of the second
最も好ましくは、第1半透過物質112をCrxOy、CrxCOy、CrxOyNzで形成する場合に、上に列挙した半透過物質のうち、Crと選択的にエッチングできる第2半透過物質114とを用いることができる。
Most preferably, when the first
第2半透過物質114には、第1半透過物質112とエッチング比が異なる半透過物質を用いる。すなわち、図16に示すB領域のように露出された第2半透過物質114のみエッチングされ、第2半透過物質114の下部に形成された第1半透過物質112はエッチングされないように、第2半透過物質114には、第1半透過物質112と異なるエッチング比を有する半透過物質を用いる。
As the second
図16を参照すると、第2半透過物質114上に形成されたフォトレジスト120がレーザービーム照射により描画された後、該描画されたフォトレジスト120が現像されて、透過領域S5及び第1半透過部S3の形成される位置に第2半透過物質114が露出される。
Referring to FIG. 16, after the
図17を参照すると、第2半透過物質114上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、第2半透過物質114はエッチング工程で除去される。これにより、第1半透過物質112からなる第1半透過部S3と、第2半透過物質114からなる第2半透過部S4と、第1及び第2半透過物質112,114が積層されてなる第3半透過部S2が形成される。そして、透過領域S5の形成される位置に第1半透過物質112が形成され、遮断領域S1の形成される位置には第1及び第2半透過物質112,114が積層して形成される。
Referring to FIG. 17, the second
図18を参照すると、第2半透過物質114の形成された基板102上にスパッタ法、化学気相蒸着法などにより遮断層110、フォトレジスト120が順に積層される。遮断層110は、紫外線を遮断できる材質で形成すればよく、例えば、Cr及びCrxOyで構成された膜とすることができる。
Referring to FIG. 18, a
図19を参照すると、遮断層110上に形成されたフォトレジスト120がレーザービーム照射により描画された後、該描画されたフォトレジスト120が現像されて、半透過領域S2,S3,S4及び透過領域S5の形成される位置に遮断層110が露出される。
Referring to FIG. 19, after the
図20を参照すると、遮断層110上に残されたフォトレジスト120をマスクとし、半透過領域S2,S3,S4及び透過領域S5の形成される位置に露出された遮断層110がエッチング工程で除去される。その後、遮断層110上に残存するフォトレジスト120がストリップ工程で除去される。これにより、基板102上に、第1半透過物質112、第2半透過物質114及び遮断層110が積層された遮断領域S1が形成され、基板102上に第1半透過物質112が積層された第1半透過部S3、基板102上に第2半透過物質114が積層された第2半透過部S4、及び第1及び第2半透過物質112,114が積層された第3半透過部S2、及び基板102が露出された透過領域S5が形成される。
Referring to FIG. 20, the
このように、本発明の第1及び第2実施例に係るハーフトーンマスクの製造方法は、図2乃至図10、図12乃至図20に示すように、工程数を減らすことができ、その分、時間及びコストを低減できる。 As described above, the halftone mask manufacturing method according to the first and second embodiments of the present invention can reduce the number of processes as shown in FIGS. 2 to 10 and FIGS. , Time and cost can be reduced.
以上の詳細な説明では本発明の好適な実施例を参照して本発明を説明してきたが、当該技術の分野における熟練した当業者または当該技術の分野における通常の知識を有する者にとっては、添付した特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域を逸脱しない範囲内で、本発明を様々な修正及び変更できるということは明らかであろう。 While the foregoing detailed description has described the invention with reference to the preferred embodiment of the invention, it should be understood that those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will be It will be apparent that various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims.
102 基板
110 遮断層
112 第1半透過物質
114 第2半透過物質
120 フォトレジスト
102
Claims (13)
前記基板上に形成され、照射される所定波長帯の光を透過させる透過領域と、
少なくとも2つの半透過物質を用いて、前記基板上に照射される所定波長帯の光を2つ以上の互いに異なる透過率で透過させる多重半透過部を有する半透過領域と、
を含むことを特徴とするハーフトーンマスク。 A substrate,
A transmission region formed on the substrate and transmitting light of a predetermined wavelength band to be irradiated;
A semi-transmission region having a multiple semi-transmission part that transmits light of a predetermined wavelength band irradiated on the substrate at two or more different transmittances using at least two semi-transmission substances;
The halftone mask characterized by including.
前記遮断層の形成された基板上に、少なくとも2つの半透過物質を用いて、3個以上の互いに異なる透過率を有する半透過部を有する半透過領域を形成する段階と、
前記遮断層及び少なくとも2つの半透過物質が積層された遮断領域と、前記基板が露出された透過領域とを形成する段階と、
を含むことを特徴とするハーフトーンマスクの製造方法。 Forming a blocking layer on the substrate on which the blocking region is formed;
Forming a semi-transmissive region having three or more semi-transmissive portions having different transmittances on at least two semi-transmissive materials on the substrate on which the blocking layer is formed;
Forming a blocking region in which the blocking layer and at least two semi-transmissive materials are stacked, and a transmitting region in which the substrate is exposed;
A method for producing a halftone mask, comprising:
前記遮断層上に第1半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第1半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第1半透過物質を除去する段階と、
前記第1半透過物質の形成された基板上に第2半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第2半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第2半透過物質を除去する段階と、
前記基板上に第1半透過物質が積層された第1半透過部と、前記基板上に第2半透過物質が積層された第2半透過部と、前記基板上に前記第1及び第2半透過物質が積層された第3半透過部とを形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項6に記載のハーフトーンマスクの製造方法。 On the substrate on which the blocking layer is formed, the step of forming three or more semi-transmissive portions having different transmittances using at least two semi-transmissive materials includes:
A first semi-transmissive material and a photoresist are sequentially stacked on the blocking layer, and then the photoresist is exposed and developed so that a necessary region of the first semi-transmissive material is exposed. Removing the semipermeable material;
A second semi-transmissive material and a photoresist are sequentially stacked on the substrate on which the first semi-transmissive material is formed, and then the photoresist is exposed and developed so that a necessary region of the second semi-transmissive material is exposed. And removing the exposed second semipermeable material;
A first semi-transmissive portion in which a first semi-transmissive material is laminated on the substrate; a second semi-transmissive portion in which a second semi-transmissive material is laminated on the substrate; and the first and second on the substrate. Forming a third semi-transmissive portion on which the semi-permeable material is laminated;
The manufacturing method of the halftone mask of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
前記多重半透過部上に、遮断層、フォトレジストを順に積層した後、前記遮断層のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出されたフォトレジストを除去する段階と、
前記少なくとも2つの半透過物質上に遮断層が形成された遮断領域を形成し、基板が露出される透過領域を形成する段階と、
を含むことを特徴とするハーフトーンマスクの製造方法。 Forming a semi-transmissive region having multiple semi-transmissive portions having three or more different transmittances on at least two semi-transmissive materials on a substrate;
After sequentially stacking a blocking layer and a photoresist on the multiple semi-transmissive portion, the photoresist is exposed and developed so that a necessary region of the blocking layer is exposed, and the exposed photoresist is removed. Stages,
Forming a blocking region having a blocking layer formed on the at least two semi-transmissive materials, and forming a transmitting region from which the substrate is exposed;
A method for producing a halftone mask, comprising:
前記基板上に第1半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第1半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第1半透過物質を除去する段階と、
前記第1半透過物質の形成された基板上に、第2半透過物質、フォトレジストを順に積層した後、前記第2半透過物質のうち必要領域が露出されるように前記フォトレジストを露光及び現像し、前記露出された第2半透過物質を除去する段階と、
前記基板上に第1半透過物質が積層された第1半透過部と、前記基板上に第2半透過物質が積層された第2半透過部と、前記基板上に前記第1及び第2半透過物質が積層された第3半透過部とを形成する段階と、
を含むことを特徴とする、請求項10に記載のハーフトーンマスクの製造方法。 On the substrate, using at least two semi-transmissive materials, forming a semi-transmissive region having multiple semi-transmissive portions having three or more different transmittances,
After the first semi-transmissive material and the photoresist are sequentially stacked on the substrate, the photoresist is exposed and developed so that a necessary region of the first semi-transmissive material is exposed, and the exposed first semi-transmissive material is exposed. Removing the permeate,
A second semi-transmissive material and a photoresist are sequentially stacked on the substrate on which the first semi-transmissive material is formed, and then the photoresist is exposed and exposed so that a necessary region of the second semi-transmissive material is exposed. Developing to remove the exposed second translucent material;
A first semi-transmissive portion in which a first semi-transmissive material is laminated on the substrate; a second semi-transmissive portion in which a second semi-transmissive material is laminated on the substrate; and the first and second on the substrate. Forming a third semi-transmissive portion on which the semi-permeable material is laminated;
The method for manufacturing a halftone mask according to claim 10, comprising:
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