KR100787088B1 - a half tone mask having multi?half permeation part and a method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투과부, 반투과부 및 차광부를 가지는 하프톤 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 광 투과율을 가지는 반투과부가 적어도 두개 이상 구비됨으로써, 하나의 마스크로 복수층을 패터닝할 수 있는 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a halftone mask having a transmissive portion, a transflective portion, and a light shielding portion, and a method of manufacturing the same. In particular, at least two semi-transmissive portions having different light transmittances are provided, so that multiple layers can be patterned with a single mask. A halftone mask having a semi-transmissive portion and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 이루는 구성수단은, 투명기판, 상기 투명기판 상에 형성되어 조사되는 소정 파장대의 광을 모두 투과시키는 광투과부, 상기 투명기판 상에 형성되어 조사되는 소정 파장대의 광을 모두 차단시키는 광차단부, 상기 투명기판 상에 반투과 물질이 적층되어 형성되되, 조사되는 소정 파장대의 광을 서로 다른 광투과율로 통과시키는 적어도 두개 이상의 반투과부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.A constituent means for forming a halftone mask having multiple transflective portions of the present invention includes a transparent substrate, a light transmitting portion for transmitting all light of a predetermined wavelength band formed on the transparent substrate, and irradiated on the transparent substrate. A light blocking unit for blocking all light of a predetermined wavelength band, formed of a semi-transmissive material is laminated on the transparent substrate, comprising at least two or more transmissive parts for passing the light of the predetermined wavelength band at different light transmittance It features.
마스크, 하프톤, 반투과부 Mask, halftone, transflective
Description
도 1은 종래의 포토 마스크의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional photo mask.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a halftone mask with multiple transflective portions in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정 순서도이다.3A to 3D are process flowcharts of manufacturing a halftone mask having multiple transflective parts according to a first embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정 순서도이다.4A through 4D are process flowcharts of manufacturing a halftone mask having multiple transflective parts according to a second exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 투과부, 반투과부 및 차광부를 가지는 하프톤 마스크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 광 투과율을 가지는 반투과부가 적어도 두개 이상 구비됨으로써, 하나의 마스크로 복수층을 패터닝할 수 있는 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a halftone mask having a transmissive portion, a transflective portion, and a light shielding portion, and a method of manufacturing the same. In particular, at least two semi-transmissive portions having different light transmittances are provided, so that multiple layers can be patterned with a single mask. A halftone mask having a semi-transmissive portion and a method of manufacturing the same.
포토리소그라피(Photolithography)공정으로 패터닝을 할 때 사용되는 일반적인 포토마스크는, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(11)과 투명기판(11) 상에 형성되며 광을 완전히 투과시키는 광투과부(13)와 광을 완전히 차단시키는 광차단부(15)를 가진다.A general photomask used for patterning by a photolithography process, as shown in FIG. 1, is formed on the
상기와 같은 종래의 마스크는 한 층의 패턴을 구현할 수 밖에 없으므로 노광→현상→에칭으로 이루어지는 한 싸이클의 포토리소그라피 공정에만 사용할 수 있다. 상세히 설명하면, 액정디스플레이의 TFT(Thin Film Transistor) 및 CF(Color Filter)는 많은 층이 증착/도포되어 있고, 증착/도포된 각 층은 각각 포토리소그라피공정으로 패터닝된다. 그런데, 한 싸이클의 포토리소그라피 공정을 줄일 수 만 있다면 큰 경제적인 효과를 얻을 수 있는데, 종래의 마스크는 단지 한 층의 패턴을 구현할 수 밖에 없는 구조로 되어 있으므로, 비경제적이다.Since the conventional mask as described above can only implement a pattern of one layer, it can be used only for a photolithography process of one cycle consisting of exposure → development → etching. In detail, the thin film transistor (TFT) and the color filter (CF) of the liquid crystal display are deposited / coated with many layers, and each of the deposited / coated layers is patterned by a photolithography process. By the way, if one cycle can reduce the photolithography process can achieve a great economic effect, the conventional mask is uneconomical because it has a structure that can only implement a pattern of one layer.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 서로 다른 광 투과율을 가지는 반투과부가 적어도 두개 이상 구비됨으로써, 하나의 마스크로 복수층을 패터닝할 수 있는 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and provided with at least two semi-transmissive portions having different light transmittance, having a multi-semi-transmissive portion capable of patterning a plurality of layers with one mask It aims at providing the halftone mask and its manufacturing method.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 다중 반투과 부를 구비한 하프톤 마스크를 이루는 구성수단은, 투명기판, 상기 투명기판 상에 형성되어 조사되는 소정 파장대의 광을 모두 투과시키는 광투과부, 상기 투명기판 상에 형성되어 조사되는 소정 파장대의 광을 모두 차단시키는 광차단부, 상기 투명기판 상에 반투과 물질이 적층되어 형성되되, 조사되는 소정 파장대의 광을 서로 다른 광투과율로 통과시키는 적어도 두개 이상의 반투과부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, a constituent means for forming a halftone mask having multiple transflective portions of the present invention is a transparent substrate and a light transmitting portion that transmits all light of a predetermined wavelength band formed on the transparent substrate and irradiated. And a light blocking unit for blocking all light of a predetermined wavelength band formed on the transparent substrate, and having a semi-transmissive material laminated on the transparent substrate to pass the light of the predetermined wavelength band at different light transmittances. It characterized in that it comprises at least two or more transflective parts.
또한, 상기 적어도 두개 이상의 반투과부의 광투과율은 반투과 물질의 조성을 달리하거나, 두께를 달리하여 조정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the light transmittance of the at least two or more transflective portions is characterized by being adjusted by varying the composition of the transflective material, or by varying the thickness.
또한, 상기 반투과 물질은 Cr, Si, Mo, Ta, Ti, Al을 주원소로 하여 이들 중 적어도 두개 이상이 혼합된 복합 물질이거나, 상기 주원소에 COx, Ox, Nx 중 적어도 하나가 첨가된 물질인 것을 특징으로 한다. 상기 첨자는 결합되는 주원소에 따라 변하는 자연수이다.In addition, the transflective material is a composite material in which at least two or more of them are mixed with Cr, Si, Mo, Ta, Ti, and Al as main elements, or at least one of COx, Ox, and Nx is added to the main element. Characterized in that the material. The subscript is a natural number that varies depending on the major element to which it is bound.
또한, 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크의 제조 방법을 이루는 구성수단은, 투명기판 상에 광차단층과 제 1 포토레지스트를 순차적으로 형성하고, 노광 →현상→에칭공정으로 상기 광차단층에 광이 투과하는 광투과부와 광을 차단하는 광차단부를 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트를 제거하고, 상기 광차단부와 광투과부 상에 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과 물질을 적층하는 단계, 상기 반투과 물질 상에 제 2 포토레지스트를 형성하고, 상기 반투과 물질 중 필요 부위가 외부로 노출되도록 상기 제 2 포토레지스트를 노광 및 현상하는 단계, 상기 노출된 반투과 물질을 에칭한 후 상기 제2 포토레지스트를 제거 하여 기본 반투과부를 형성하는 단계, 상기 기본 반투과부가 형성되지 않는 상기 광투과부 상에 반투과 물질을 적층하여 상기 기본 반투과부와 다른 광투과율을 가지는 적어도 하나의 부가 반투과부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the constituent means of the method for manufacturing a halftone mask having multiple semi-transmissive portions may be formed by sequentially forming a light blocking layer and a first photoresist on a transparent substrate, and applying light to the light blocking layer by exposure → development → etching. Forming a light transmitting portion that transmits light and a light blocking portion that blocks light, and removing the first photoresist and stacking a transflective material that transmits only a portion of light of a predetermined wavelength range irradiated on the light blocking portion and the light transmitting portion. Forming a second photoresist on the transflective material, exposing and developing the second photoresist to expose the required portion of the transflective material to the outside, and then etching the exposed translucent material Removing the second photoresist to form a basic transflective portion, and transflectively on the light transmissive portion in which the basic transflective portion is not formed. That by laminating it is made, including forming at least one additional semi-light transmitting portion having the basic semi-light transmitting and the other light transmission features.
또한, 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크의 제조 방법을 이루는 구성수단은, 투명기판 상에 광차단층과 제 1 포토레지스트를 순차적으로 형성하고, 노광 →현상→에칭공정으로 상기 광차단층에 광이 투과하는 광투과부와 광을 차단하는 광차단부를 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트를 제거하고, 별도의 제2 포토레지스트를 상기 광투과부 및 광차단부 상에 형성한 후, 반투과부가 형성될 상기 광투과부 부분만 외부로 노출되도록 상기 제2 포토레지스트를 노광 및 현상하는 단계, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부와 상기 제2 포토레지스트 상부에 반투과 물질을 적층하는 단계, 상기 제2 포토레지스트 및 그 상부에 적층된 반투과 물질은 리프트 오프(lift-off)법으로 제거시키고, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부에만 상기 반투과 물질을 잔존시켜 기본 반투과부를 형성하는 단계, 상기 기본 반투과부가 형성되지 않는 상기 광투과부 상에 반투과 물질을 적층하여 상기 기본 반투과부와 다른 광투과율을 가지는 적어도 하나의 부가 반투과부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the constituent means of the method for manufacturing a halftone mask having multiple semi-transmissive portions may be formed by sequentially forming a light blocking layer and a first photoresist on a transparent substrate, and applying light to the light blocking layer by exposure → development → etching. Forming a light transmitting portion that transmits light and a light blocking portion that blocks light, removing the first photoresist, and forming a second second photoresist on the light transmitting portion and the light blocking portion, and then a transflective portion may be formed. Exposing and developing the second photoresist such that only the light transmitting portion is exposed to the outside; laminating a semi-transparent material on the externally exposed light transmitting portion and on the second photoresist; And the transflective material laminated thereon is removed by a lift-off method, and the transflective material remains only on the externally exposed light transmissive portion. Forming a basic transflective portion, and forming at least one additional transflective portion having a light transmittance different from that of the basic transflective portion by stacking a semi-transmissive material on the light transmissive portion in which the basic transflective portion is not formed. Characterized in that made.
또한, 상기 부가 반투과부를 형성하는 단계는, 상기 기본 반투과부, 광투과부 및 광차단부 상에 제3 포토레지스트를 형성하고, 상기 부가 반투과부가 형성될 상기 광투과부 부분만 외부로 노출되도록 상기 제3 포토레지스트를 노광 및 현상하 는 과정, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부와 제3 포토레지스트 상부에 반투과 물질을 적층하는 과정, 상기 제3 포토레지스트 및 그 상부에 적층된 반투과 물질은 리프트 오프(lift-off)법으로 제거시키고, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부에만 상기 반투과 물질을 잔존시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The forming of the additional transflective part may include forming a third photoresist on the basic transflective part, the light transmissive part, and the light blocking part, and expose only the portion of the light transmissive part where the additional transflective part is to be formed to the outside. Exposing and developing a third photoresist, laminating a transflective material on the externally exposed light transmissive portion and on the third photoresist, wherein the third photoresist and the transflective material stacked thereon are And removing the semi-transparent material only on the light transmissive portion exposed to the outside by a lift-off method.
또한, 상기 부가 반투과부를 더 형성하기 위하여 상기 부가 반투과부를 형성하는 단계가 반복 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of forming the additional semi-transmissive portion to form the additional semi-transmissive portion is characterized in that it is repeatedly performed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조 방법에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the operation and the preferred embodiment of a halftone mask having a multi-semi-transmissive part of the present invention made of the above-described constituent means and a method for manufacturing the same.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a halftone mask having multiple transflective portions according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크(Half Tone Mask)(100)는 투명기판(110), 광차단부(125), 광투과부(121) 및 복수개의 반투과부(130)를 가진다.As shown in FIG. 2, a half-
조사되는 소정 파장대의 광을 완전히 투과시키는 투명기판(110)은 일반적으로 석영(Qz)으로 마련되나, 광을 투과할 수 있는 투명성 물질이라도 무관하다. 그리고, 상기 광차단부(125)와 광투과부(121)는 상기 투명기판(110) 상에 적층되는 광차단성 물질을 사용하며, 가장 바람직하게는 Cr과 CrxOy가 함께 존재하는 물질을 패터닝함으로써 형성된다. The
즉, 패터닝되어 상기 투명기판(110)을 노출시키는 부분이 광을 투과시키는 광투과부(121)이고, 패터닝되지 않아 상기 막이 잔존하는 부분이 광을 차단시키는 광차단부(125)이다. That is, the portion that is patterned to expose the
한편, 상기 광투과부(121) 중 필요한 부위의 투명기판(110) 상에는 다양한 조성물로 이루어진 반투과 물질이 적층되어 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과부(130)가 형성된다. On the other hand, on the
그런데, 본 발명에서의 가장 큰 특징은 상기 반투과부(130)가 다중으로 구비되고, 이와 같이 다중으로 구비되는 반투과부(130)들은 서로 다른 광투과율을 가진다는 점이다. 도 2에서는 서로 다른 광투과율을 가지는 세개의 반투과부(131, 133, 135)가 예시되고 있으나, 반투과부의 개수는 필요에 따라 변경 가능하다.However, the biggest feature of the present invention is that the
상기 적어도 두개 이상의 반투과부(130)들의 광투과율은 적층되는 반투과 물질의 조성을 달리하거나, 두께를 달리하여 조정될 수 있다. 즉, 반투과 물질을 이루는 조성물의 특성에 따라 광투과율을 서로 달리할 수 있고, 같은 조성물을 이용하는 경우에도 두께를 달리함으로써 광투과율을 조정할 수 있다.The light transmittance of the at least two
또한, 상기 반투과 물질은 Cr, Si, Mo, Ta, Ti, Al을 주원소로 하여 이들 중 적어도 두개 이상이 혼합된 복합 물질이거나, 상기 주원소에 COx, Ox, Nx 중 적어도 하나가 첨가된 물질인 것이 바람직하다. 상기 첨자는 결합되는 주원소에 따라 변하는 자연수이다.In addition, the transflective material is a composite material in which at least two or more of them are mixed with Cr, Si, Mo, Ta, Ti, and Al as main elements, or at least one of COx, Ox, and Nx is added to the main element. It is preferable that it is a substance. The subscript is a natural number that varies depending on the major element to which it is bound.
즉, 상기 반투과부(130)의 조성물은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있다면 다양하게 형성할 수 있다. 본 발명에서는 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 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 상기 반투과부(130)를 형성할 수 있다. 그런데, 가장 바람직하게는 산소가 포함된 크롬(CrxOy)으로 상기 반투과부(130)를 형성하는 것이다. 상기 첨자 x,y 및 z는 자연수로서 각 화학 원소의 개수를 의미한다.That is, the composition of the
상기 조사되는 광은 노광기에 따라 그 파장대가 달라질 수 있으므로 별도로 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 300㎚∼440㎚ 파장대가 사용된다. 상기 반투과부(130)는 상기 조사되는 광의 일부만 투과시킬 수 있으면 족하고 광투과량에 제한이 있는 것은 아니며, 바람직하게는 조사되는 광의 10%∼90%의 광을 투과시킬 수 있으면 된다.The irradiated light is not limited separately because the wavelength band may vary depending on the exposure machine, and a wavelength band of 300 nm to 440 nm is generally used. The
다음은, 상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명인 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정을 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정을 보인 도이다.Next, a process of manufacturing a halftone mask having multiple transflective portions of the present invention having the above structure will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. 3A to 3D illustrate a process of manufacturing a halftone mask having multiple transflective parts according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 단계(S10)에서는 석영(Qz)재의 투명기판(110) 상에 Cr과 CrO2 로 구성된 막(120)과 파지티브(Positive) 성질을 가진 제 1 포토레지스트(141)를 순차적으로 형성하고, 제 1 포토레지스트(141)의 상측에서 레이져 빔을 조사하 여 제 1 포토레지스트(141) 상에 원하는 패턴을 드로잉(Drawing)한다.As shown in step S10, the
단계(S20)에서는 상기 레이져 빔이 조사된 제 1 포토레지스트(141)의 부위를 현상하여 제거하고, 단계(S30)에서는 제 1 포토레지스트(141)의 제거에 의하여 외부로 노출된 Cr과 CrO2 로 구성된 막(120)의 부위를 에칭하여 제거한다. In step S20, a portion of the
그리고, 단계(S40)에서는 제 1 포토레지스트(141)를 완전히 제거한다. 그러면, Cr과 CrO2 로 구성된 막(120) 중, 제거된 부위는 조사되는 소정 파장대의 광을 완전히 투과시키는 광투과부(121)가 되고, 잔존하는 부위는 광을 완전히 차단시키는 광차단부(125)가 된다. 즉, 포토리소그라피 공정으로 광차단층(120)에 광이 투과하는 광투과부(121)와 광을 차단하는 광차단부(125)를 형성한다.In operation S40, the
다음에는, 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과부(130)를 형성하는데, 이를 상세히 설명한다.Next, the
단계(S50)에서는 광투과부(121)와 광차단부(125) 상에 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과 물질 막(160)을 적층하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(160)은 스퍼터링(sputtering) 코팅에 의하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(160)은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물로 이루어진다. In step S50, the
상기와 같은 단계(S50)에서 반투과 물질막(160)을 형성한 후에는, 파지티브(Positive) 성질을 가진 제 2 포토레지스트(145)를 상기 반투과 물질막(160) 상에 코팅하여 형성한다(S60참조). 단계(S60)에서는 레이져 빔을 조사하여 반투과 물질 막(160) 중, 소정의 필요한 부위가 외부로 노출될 수 있도록 상기 제2 포토레지스트(145)를 노광시켜 드로잉하고, 단계(S70)에서는 레이져 빔이 조사된 제 2 포토레지스트(145)의 부위를 현상하여 제거한다. 상기 반투과 물질 막(160) 중 외부로 노출되는 부분은 반투과부(131)가 형성될 부분을 제외한 부분 중에서, 상기 반투과 물질 막(160)이 적층된 투명기판(110) 상부면이다.After forming the
다음, 단계(S80)에서는 외부로 노출된 반투과 물질 막(160)을 습식식각 에칭에 의하여 투명 기판(110)의 소정 부분이 외부로 노출되도록 하고, 그 후에 단계(S90)에서 남아 있는 반투과물질 막(160) 상에 존재하는 제2 포토레지스트(145)를 제거한다. 그러면, 반투과물질 막(160)은 상기 광차단부(125)와 상기 투명기판(110) 상면 일부에만 남게되고, 상기 투명기판(110) 상면 일부에 남아 있는 광투과 물질 막(160)이 바로 첫 번째 반투과부(131)에 해당된다. 이하에서는 이와 같이 형성된 첫 번째 반투과부(131)를 기본 반투과부(131)라 명한다.Next, in step S80, a portion of the
즉, 광투과부(121) 중 일부 부위에만 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물이 코팅되는데, 이것이 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 기본 반투과부(131)이다. 상기 기본 반투과부(131)의 광투과율은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물의 조성비, 두께를 통하여 원하는 대로 조절할 수 있다.That is, a chemical composition capable of passing a part of light of a predetermined wavelength band irradiated only to a part of the
또한, 상기 반투과 물질은 Cr, Si, Mo, Ta, Ti, Al을 주원소로 하여 이들 중 적어도 두개 이상이 혼합된 복합 물질이거나, 상기 주원소에 COx, Ox, Nx 중 적어도 하나가 첨가된 물질인 것이 바람직하다. 상기 첨자는 결합되는 주원소에 따라 변하는 자연수이다.In addition, the transflective material is a composite material in which at least two or more of them are mixed with Cr, Si, Mo, Ta, Ti, and Al as main elements, or at least one of COx, Ox, and Nx is added to the main element. It is preferable that it is a substance. The subscript is a natural number that varies depending on the major element to which it is bound.
즉, 상기 반투과부(130)의 조성물은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있다면 다양하게 형성할 수 있다. 본 발명에서는 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 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 상기 반투과부(130)를 형성할 수 있다. 그런데, 가장 바람직하게는 산소가 포함된 크롬(CrxOy)으로 상기 반투과부(130)를 형성하는 것이다. 상기 첨자 x,y 및 z는 자연수로서 각 화학 원소의 개수를 의미한다.That is, the composition of the
이하에서 형성되는 반투과부의 조성은 상기에서 설명한 조성과 동일하다. 다만, 조성물의 종류와 두께가 변경됨으로써, 광 투과율이 달라진다.The composition of the transflective portion formed below is the same as the composition described above. However, the light transmittance is changed by changing the kind and thickness of the composition.
한편, 상기 조사되는 광은 노광기에 따라 그 파장대가 달라질 수 있으므로 별도로 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 300㎚∼440㎚ 파장대가 사용된다. 상기 기본 반투과부(131)는 상기 조사되는 광의 일부만 투과시킬 수 있으면 족하고 광투과량에 제한이 있는 것은 아니며, 바람직하게는 조사되는 광의 10%∼90%의 광을 투과시킬 수 있으면 된다.On the other hand, the irradiated light is not limited separately because the wavelength band may vary depending on the exposure machine, and generally 300nm to 440nm wavelength band is used. The basic
상기와 같이 기본 반투과부(131)를 형성한 후에는, 상기 기본 반투과부(131)와 다른 광투과율을 가지는 별도의 반투과부를 다중으로 원하는 만큼 형성시킬 수 있다. 즉, 단계 S90에 도시된 바와 같이, 투명기판(110)이 노출되는 부분인 광투과부(121) 상에 소정의 화학 조성물로 이루어진 반투과 물질을 적층하여 상기 기본 반투과부(131)와 다른 광투과율을 가지는 적어도 하나의 부가 반투과부를 형성한다. 이하에서는 상기 기본 반투과부(131)와 서로 다른 광투과율을 가지고, 이후에 형성되는 반투과부를 부가 반투과부라 명한다.After the basic
두번째 반투과부, 즉 부가 반투과부(단계 S130에서 133으로 표기됨)를 형성시키기 위하여 단계 S100에 도시된 바와 같이, 광투과부, 반투과부(131) 및 광 차단부 상에 제3 포토레지스트(175)를 코팅하여 형성시킨다.As shown in step S100 to form a second transflective portion, i.e., an additional transflective portion (denoted as 133 in step S130), the
그런 다음, 상기 제3 포토레지스트(175)의 상측에서 레이져 빔을 조사하여 상기 제3 포토레지스트(175) 상에 원하는 패턴을 드로잉(drawing)한다. 그리고, 단계 S110과 같이 상기 레이져 빔이 조사된 상기 제3 포토레지스트(175)의 부위를 현상하여 제거한다. 그러면, 단계 S110에서와 같이 부가 반투과부(133)가 형성될 공간부(170)가 형성된다Then, the laser beam is irradiated on the upper side of the
즉, 상기 부가 반투과부(133)가 형성될 부분에 해당하는 상기 광투과부(121) 부분만 외부로 노출되도록 상기 제3 포토레지스트(175)를 노광 및 현상한다.That is, the
상기와 같이 상기 제3 포토레지스트(175)가 노광 및 현상된 후에는, 단계 S120에서와 같이 상기 외부로 노출된 광투과부 상부, 즉 부가 반투과부(133)가 형성될 공간부(170)와 제3 포토레지스트(175) 상부에 반투과 물질을 적층한다.After the
즉 단계(S120)에서는 반투과부가 형성될 공간부(170)와 제3 포토레지스트(175) 상에 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과 물질 막(180)을 적층하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(180)은 스퍼터링(sputtering) 코팅에 의하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(180)은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물로 이루어진다. That is, in step S120, the
그런 다음, 단계 S130과 같이, 상기 제3 포토레지스트(175) 및 그 상부에 적층된 반투과 물질막(180)은 리프트 오프(lift-off)법으로 제거시킨다. 그러면, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부, 즉 부가 반투과부(133)가 형성될 공간부(170)에만 상기 반투과 물질막(180)이 잔존하는데, 이 잔존하는 반투과 물질막(180)이 두번째 반투과부(130)에 해당하는 부가 반투과부(133)가 된다.Then, as in step S130, the
상기 부가 반투과부(133)의 광투과율은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물의 조성비, 두께를 통하여 원하는 대로 조절할 수 있다.The light transmittance of the additional
상기와 같이 단계 S100 ~ S130을 통하여, 두번째 반투과부가 형성된다. 즉, 기본 반투과부(131)와 광투과율이 서로 다른 별도의 반투과부, 즉 첫번째 부가 반투과부(133)가 형성된다. 상기 기본 반투과부와 부가 반투과부의 광투과율은 적층되는 반투과 물질의 조성 또는 두께에 의하여 조정된다.As described above, through the steps S100 ~ S130, a second transflective portion is formed. That is, the basic
만약, 또 다른 부가 반투과부를 형성시키고자 하는 경우에는 상기 단계 S100 ~ S130과 동일한 공정을 거치면 된다. 다만, 또 다른 부가 반투과부는 투명기판(110)이 노출되는 광투과부(121) 상에 형성되기 때문에 포토레지스트의 노광 및 현상 부분이 달라질 뿐이다. 즉, 상기 부가 반투과부를 더 형성하기 위하여 상기 부가 반투과부를 형성하는 단계가 반복 수행되면 된다. 결과적으로 필요에 따라 무한대의 반투과부를 형성시킬 수 있다.If it is desired to form another additional transflective part, the same process as in steps S100 to S130 may be performed. However, since the additional transflective part is formed on the light
이하에서는, 발명의 이해를 돕기 위해, 세번째 반투과부(135)에 해당하는 부 가 반투과부를 형성하는 과정에 대하여 간단하게 설명한다.Hereinafter, to facilitate understanding of the invention, a process of forming a semi-transmissive portion added to the third
단계 S140에서와 같이, 두개의 반투과부(131, 133)가 형성된 상태에서, 반투과부(131, 133), 광차단부(125) 및 광투과부 상에 제4 포토레지스트(185)를 코팅에 의하여 형성한다. 그런 다음, 단계 S150에서와 같이, 레이져 빔을 조사하여 원하는 부분만을 노광시키고, 노광된 부분만을 현상하다. 그러면, 세번째 반투과부(135), 즉 두번째 부가 반투과부(135)가 형성될 공간부(150)가 형성된다.As in step S140, in the state in which the two
상기와 같이 공간부(150)가 형성된 후에는, 상기 공간부(150)와 상기 제4 포토레지스트(185) 상부에 반투과 물질막(190)을 적층하여 형성시킨다. After the
즉 단계(S160)에서는 부가 반투과부(135)가 형성될 공간부(150)와 제4 포토레지스트(185) 상에 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과 물질 막(190)을 적층하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(190)은 스퍼터링(sputtering) 코팅에 의하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(190)은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물로 이루어진다. That is, in step S160, the
그런 다음, 단계 S170과 같이, 상기 제4 포토레지스트(185) 및 그 상부에 적층된 반투과 물질막(190)은 리프트 오프(lift-off)법으로 제거시킨다. 그러면, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부, 즉 부가 반투과부(135)가 형성될 공간부(150)에만 상기 반투과 물질막(190)이 잔존하는데, 이 잔존하는 반투과 물질막(190)이 세번째 반투과부(135)에 해당하는 부가 반투과부(135)가 된다.Then, as in step S170, the
상기 부가 반투과부(135)의 광투과율은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물의 조성비, 두께를 통하여 원하는 대로 조절할 수 있 다.The light transmittance of the additional
상기와 같이 단계 S140 ~ S170을 통하여, 세번째 반투과부가 형성된다. 즉, 기본 반투과부(131) 및 첫번째 부가 반투과부(133)와 광투과율이 서로 다른 별도의 반투과부, 즉 두번째 부가 반투과부(135)가 형성된다. 상기 기본 반투과부와 부가 반투과부의 광투과율은 적층되는 반투과 물질의 조성 또는 두께에 의하여 조정된다.As described above, a third transflective portion is formed through steps S140 to S170. That is, the basic
이와 같은 공정을 반복 수행하면, 원하는 만큼의 반투과부를 형성시킬 수 있고, 이렇게 완성된 마스크를 이용하면, 복수층을 패터닝할 수 있게 된다. 이와 같은 공정에 의하여 형성되는 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크는 각 종 평판패널 디스플레이 소자를 제조하는데 이용할 수 있다.By repeating such a process, as many transflective portions as desired can be formed, and when the mask thus completed is used, a plurality of layers can be patterned. A halftone mask having multiple transflective portions formed by such a process can be used to manufacture various flat panel display elements.
다음은, 제2 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정을 설명한다. 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크를 제조하는 공정을 보인 도이다.Next, a process of manufacturing a halftone mask having multiple transflective portions according to the second embodiment will be described. 4A to 4D illustrate a process of manufacturing a halftone mask having multiple transflective parts according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 단계(S10)에서는 석영(Qz)재의 투명기판(110) 상에 Cr과 CrO2 로 구성된 막(120)과 파지티브(Positive) 성질을 가진 제 1 포토레지스트(141)를 순차적으로 형성하고, 제 1 포토레지스트(141)의 상측에서 레이져 빔을 조사하여 제 1 포토레지스트(141) 상에 원하는 패턴을 드로잉(Drawing)한다.As shown in step S10, the
단계(S20)에서는 상기 레이져 빔이 조사된 제 1 포토레지스트(141)의 부위를 현상하여 제거하고, 단계(S30)에서는 제 1 포토레지스트(141)의 제거에 의하여 외부로 노출된 Cr과 CrO2 로 구성된 막(120)의 부위를 에칭하여 제거한다.In step S20, a portion of the
그리고, 단계(S40)에서는 제 1 포토레지스트(141)를 완전히 제거한다. 그러면, Cr과 CrO2 로 구성된 막(120) 중, 제거된 부위는 조사되는 소정 파장대의 광을 완전히 투과시키는 광투과부(121)가 되고, 잔존하는 부위는 광을 완전히 차단시키는 광차단부(125)가 된다. 즉, 포토리소그라피 공정으로 광차단층(120)에 광이 투과하는 광투과부(121)와 광을 차단하는 광차단부(125)를 형성한다.In operation S40, the
다음에는, 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과부(130)를 형성하는데, 이를 상세히 설명한다.Next, the
단계(S50)에서는 별도의 제2 포토레지스트(165)를 상기 광투과부(121) 및 광차단부(125) 상에 형성한다. 이와 같은 과정은 상기 광투과부(121) 및 광차단부(125) 상에 스퍼터링 법에 의하여 반투과 물질막을 바로 증착하는 제1 실시예와 다르다.In operation S50, a separate
그런 다음, 상기 제2 포토레지스트(165)의 상측에서 레이져 빔을 조사하여 상기 제2 포토레지스트(165) 상에 원하는 패턴을 드로잉(drawing)한다. 그리고, 단계 S60과 같이 상기 레이져 빔이 조사된 상기 제2 포토레지스트(165)의 부위를 현상하여 제거한다. 그러면, 단계 S60에서와 같이 반투과부(131)가 형성될 공간부(161)가 형성된다Then, the laser beam is irradiated on the upper side of the
즉, 상기 반투과부(131)가 형성될 부분에 해당하는 상기 광투과부(121) 부분 만 외부로 노출되도록 상기 제2 포토레지스트(165)를 노광 및 현상한다.That is, the
상기와 같이 상기 제2 포토레지스트(165)가 노광 및 현상된 후에는, 단계 S70에서와 같이 상기 외부로 노출된 광투과부 상부, 즉 반투과부(131)가 형성될 공간부(161)와 제2 포토레지스트(165) 상부에 반투과 물질을 적층한다.After the
즉 단계(S70)에서는 반투과부가 형성될 공간부(161)와 제2 포토레지스트(165) 상에 조사되는 소정 파장대의 광의 일부만을 투과시키는 반투과 물질 막(160)을 적층하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(160)은 스퍼터링(sputtering) 코팅에 의하여 형성한다. 상기 반투과 물질막(160)은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물로 이루어진다. That is, in step S70, the
그런 다음, 단계 S80과 같이, 상기 제2 포토레지스트(165) 및 그 상부에 적층된 반투과 물질막(160)은 리프트 오프(lift-off)법으로 제거시킨다. 그러면, 상기 외부로 노출된 광투과부 상부, 즉 반투과부(131)가 형성될 공간부(161)에만 상기 반투과 물질막(160)이 잔존하는데, 이 잔존하는 반투과 물질막(160)이 반투과부(131)가 된다. 이하에서는, 이와 같이 형성된 첫 번째 반투과부(131)를 기본 반투과부(131)라 명한다.Then, as in step S80, the
상기 기본 반투과부(131)의 광투과율은 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 화학 조성물의 조성비, 두께를 통하여 원하는 대로 조절할 수 있다.The light transmittance of the basic
상기와 같이 기본 반투과부(131)를 형성한 후에는, 상기 기본 반투과부(131)와 다른 광투과율을 가지는 별도의 반투과부를 다중으로 원하는 만큼 형성시킬 수 있다. 즉, 상기 기본 반투과부(131)가 형성되지 않은 부분인(투명기판(110)이 노출되는 부분인) 광투과부(121) 상에 소정의 화학 조성물로 이루어진 반투과 물질을 적층하여 상기 기본 반투과부(131)와 다른 광투과율을 가지는 적어도 하나의 부가 반투과부를 형성할 수 있다. 이하에서는 상기 기본 반투과부(131)와 서로 다른 광투과율을 가지고, 이후에 형성되는 반투과부를 부가 반투과부라 명한다.After the basic
상기 기본 반투과부(131) 이후에 형성되는 첫 번째 부가 반투과부는 도 4c에 도시된 단계 S90 ~ S120을 통해서 형성된다. 이와 같은 첫 번째 부가 반투과부는 도 3c에 도시된 제1 실시예에 따른 첫 번째 부가 반투과부 형성 공정과 동일하므로, 부가적인 설명은 생략한다.The first additional transflective portion formed after the
상기 첫 번째 부가 반투과부가 형성된 후에, 도 4c에 도시된 공정을 반복 수행함으로써, 복수개의 부가 반투과부를 지속적으로 형성시킬 수 있다. 즉, 도 4d에 도시된 공정에 의하여 두 번째 부가 반투과부를 형성시킬 수 있다. 상기 두 번째 부가 반투과부를 형성시키는 공정은 도 3d에 도시된 제1 실시예에 따른 두 번째 부가 반투과부를 형성하는 공정과 동일하므로, 부가적인 설명은 생략한다.After the first additional transflective part is formed, a plurality of additional transflective parts may be continuously formed by repeating the process illustrated in FIG. 4C. That is, the second additional transflective portion may be formed by the process illustrated in FIG. 4D. The process of forming the second additional transflective part is the same as the process of forming the second additional transflective part according to the first embodiment shown in FIG. 3D, and thus, further description thereof will be omitted.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 다중 반투과부를 구비한 하프톤 마스크 및 그 제조 방법에 의하면, 하나의 마스크로 다수 싸이클의 포토리소그라피 공정에 적용할 수 있으므로 제조공정이 단축되어 원가가 절감되는 장점이 있다.According to the halftone mask having a multi-semi-transmissive part of the present invention having the above-described configuration, operation, and preferred embodiments, and a method of manufacturing the same, the manufacturing process is shortened because it can be applied to the photolithography process of multiple cycles with one mask. The cost is reduced.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.In the above, the present invention has been described in accordance with one embodiment of the present invention, but those skilled in the art to which the present invention pertains have been changed and modified without departing from the spirit of the present invention. Of course.
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WO2010134774A2 (en) * | 2009-05-21 | 2010-11-25 | Lg Innotek Co., Ltd. | Half tone mask and manufacturing method of the same |
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