KR101319800B1

KR101319800B1 - 포토마스크용 기판, 포토마스크, 포토마스크용 기판 세트, 포토마스크 세트, 포토마스크의 제조 방법 및 패턴 전사 방법

Info

Publication number: KR101319800B1
Application number: KR1020120037814A
Authority: KR
Inventors: 마사요시 쯔찌야; 히사미 이께베
Original assignee: 호야 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-10-17
Also published as: TWI461753B; JP2012230368A; TW201303384A; KR20130103470A; JP5937873B2; KR20120116875A; KR101805953B1; CN103955111B; CN102736397A; CN103955111A; CN102736397B

Abstract

본 발명의 과제는, 근접 노광을 행할 때에 패턴의 전사 정밀도를 향상시키는 것이다.
본 발명의 해결 수단은, 주표면에 전사용 패턴을 형성하여 포토마스크로 하기 위한 포토마스크용 기판으로서, 주표면 상의 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가, 8.5(㎛) 이하이다.

Description

포토마스크용 기판, 포토마스크, 포토마스크용 기판 세트, 포토마스크 세트, 포토마스크의 제조 방법 및 패턴 전사 방법{PHOTOMASK SUBSTRATE, PHOTOMASK, PHOTOMASK SUBSTRATE SET, PHOTOMASK SET, METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK AND PATTERN TRANSFER METHOD}

본 발명은, 포토마스크용 기판, 포토마스크, 포토마스크용 기판 세트, 포토마스크 세트, 포토마스크의 제조 방법 및 패턴 전사 방법에 관한 것이다.

컴퓨터나 휴대 단말기 등이 구비하는 액정 표시 장치는, 투광성 기재(基材) 상에 TFT(박막 트랜지스터) 어레이(array)를 형성한 TFT 기판과, 투광성 기재 상에 RGB 패턴을 형성한 컬러 필터가 접합되고, 그 사이에 액정이 봉입된 구조를 구비하고 있다. 컬러 필터(이하, CF라고도 함)는, 투광성 기재의 일 주표면 상에, 색의 경계부를 구성하는 블랙 매트릭스(black matrix)층을 형성하는 공정과, 블랙 매트릭스층으로 구획된 투광성 기재의 일 주표면 상에 적색 필터층, 녹색 필터층, 청색 필터층 등의 컬러 필터층(이하, 색층이라고도 함)을 형성하는 공정을 순차 실시함으로써 제조된다. 상기 TFT도, 컬러 필터도, 포토마스크를 이용한 포토리소그래피를 적용하여 제조할 수 있다.

한편, 포토마스크를 노광기에 세트(set)하고, 패턴 전사를 행할 때에, 포토마스크가 자체 중량에 의해 약간 휘므로, 이 휨을 경감시키기 위한 노광기의 지지 기구가 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

일본 특허 출원 공개 평9-306832호 공보

액정 표시 장치에 요구되는 성능 향상의 기대는 점점 커지고 있다. 특히, 휴대 단말기와 같이, 치수가 작고, 고정밀 화상을 필요로 하는 표시 장치는, 몇 가지의 점에서 종래품을 초과한 성능이 요구된다. 색채의 선예성(sharpness)(색 흐림이 없는 것), 반응 속도, 해상성 등이다. 이러한 요청으로 인해, TFT나 CF를 제조하는 포토마스크는, 패턴 형성의 정밀도가 종래보다 더 한층 요구된다.

예를 들면, TFT 형성용 포토마스크에 있어서는, 액정 표시 장치의 반응 속도를 높이기 위해, TFT 패턴 자체가 미세해지거나, 주 TFT와 함께 보다 미세한 TFT를 조합하여 이용하는 등과 같이, 포토마스크에의 패턴 형성 시에는 미세 치수의 선 폭을 정교하고 치밀하게 형성해야 한다. 또한, TFT와 CF는, 서로 겹쳐 사용되는 것이므로, 포토마스크 상의 각각의 패턴의 좌표 정밀도와 함께, 전사 시의 위치 결정이 극히 정교하고 치밀하게 제어되지 않으면, 양자간에 위치 어긋남이 발생하여 액정의 동작 불량이 발생할 위험이 있다.

한편, CF 형성 포토마스크에도, 이하의 점에서 역시 난제가 있다. 상기한 바와 같이, 블랙 매트릭스층과 색층은 서로 겹쳐 사용되는 것이므로, 마스크 상의 패턴 형성이 정교하고 치밀하게 이루어짐과 함께, 전사시의 패턴면 형상의 변동이나 차이 등에 의해 좌표 어긋남이 발생하면, 색 흐림 등의 문제가 발생한다.

포토마스크를 이용하여, 투광성 기재 상에 블랙 매트릭스층이나 컬러 필터층을 형성하기 위해서는, 근접(프락시머티(proximity)) 노광을 적용하는 것이 가장 유리하다. 이것은, 투영(프로젝션(projection)) 노광에 비해 노광기의 구조에 복잡한 광학계를 필요로 하지 않고, 장치 비용도 낮으므로, 생산 효율이 높기 때문이다. 그러나 근접 노광을 적용하면, 전사시에 왜곡의 보정을 실시하는 것이 곤란하므로, 투영 노광에 비해 전사 정밀도가 열화되기 쉽다.

근접 노광에서는, 레지스트막이 형성된 피전사체와 포토마스크의 패턴면을 대향시켜 유지하고, 패턴면을 하방을 향하게 하고, 포토마스크의 이면측으로부터 광을 조사함으로써 레지스트막에 패턴을 전사한다. 이때, 포토마스크와 피전사체 사이에는 소정의 미소 간격(프락시머티 갭(proximity gap))을 둔다. 또한, 포토마스크는, 투명 기판의 주표면에 형성된 차광막에 소정의 패터닝이 되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비하고 있다.

일반적으로, 포토마스크를 근접 노광용 노광기에 세트하는 경우, 전사용 패턴이 형성된 주표면 상으로서, 전사용 패턴이 형성된 영역(패턴 영역이라고도 함)의 외측을, 노광기의 지지 부재에 의해 지지한다. 여기서, 노광기에 탑재된 포토마스크는 자신의 중량에 의해 휘는 경우가 있지만, 이러한 휨은 노광기의 지지 기구에 의해 어느 정도 보정할 수 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1의 방법에서는, 포토마스크를 하방으로부터 지지하는 지지 부재의 지지점의 외측에 있어서, 마스크의 상방으로부터 소정압의 힘을 가하는 것이 기재되어 있다.

그러나 포토마스크의 휨에 의한, 패턴 전사상의 영향을 경감하는 것이 유용하더라도, 그것만으로는, 상기 용도의 정밀한 표시 장치의 제조에 충분하지 않다는 것이 발명자들에 의해 발견되었다. 예를 들면, 전술한 근접 노광을 행하면, 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 형성 정밀도는 충분히 높아 기준 범위 내임에도 불구하고, 피전사체 상에 형성되는 전사 패턴의 겹침 정밀도가 불충분해져, 액정 표시 장치의 동작상의 문제나, 색 흐림 등이 발생할 가능성이 있는 것이 판명되었다. 액정 표시 장치의 고정밀화가 진행됨에 따라, 이러한 패턴의 겹침 정밀도의 열화를 허용할 수 없게 되고 있다.

본원 발명은, 포토마스크 상에 형성된 전사용 패턴을 근접 노광에 의해 피전사체에 전사할 때에, 패턴의 전사 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다. 특히, 복수매의 포토마스크를 순차적으로 이용하여 동일한 피전사체에 전사할 때에, 패턴의 겹침 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면,

주표면에 전사용 패턴을 형성하여 포토마스크로 하기 위한 포토마스크용 기판으로서, 상기 주표면 상의 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가, 8.5(㎛) 이하인 포토마스크용 기판이 제공된다.

본 발명의 제2 양태에 따르면,

상기 높이 변동의 최대값 ΔZmax는, 상기 패턴 영역에 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정한 각 측정점의 기준면에 대한 높이를 Z로 할 때, 상기 Z의 최대값과 최소값의 차인 제1 양태에 기재된 포토마스크용 기판이 제공된다.

본 발명의 제3 양태에 따르면,

상기 이격 거리 P가 5(㎜)≤P≤15(㎜)인 제2 양태에 기재된 포토마스크용 기판이 제공된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면,

제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크용 기판을 준비하고, 상기 포토마스크용 기판의 주표면에 광학막을 형성하고, 상기 광학막에 패터닝을 실시함으로써 전사용 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 제5 양태에 따르면,

주표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크로서,

상기 주표면 상의 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가, 8.5(㎛) 이하인 포토마스크가 제공된다.

본 발명의 제6 양태에 따르면,

상기 높이 변동의 최대값 ΔZmax는, 상기 패턴 영역에 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정한 각 측정점의 기준면에 대한 높이를 Z로 할 때, 상기 Z의 최대값과 최소값의 차인 제5 양태에 기재된 포토마스크가 제공된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면,

상기 이격 거리 P가 5(㎜)≤P≤15(㎜)인 제6 양태에 기재된 포토마스크가 제공된다.

본 발명의 제8 양태에 따르면,

근접 노광용인 제5 내지 제7 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크가 제공된다.

본 발명의 제9 양태에 따르면,

상기 패턴 영역에 컬러 필터 제조용 패턴을 구비한 제5 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크가 제공된다.

본 발명의 제10 양태에 따르면,

제5 내지 제9 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크를 근접 노광용 노광기에 세트하고, 피전사체로의 패턴 전사를 행하는 패턴 전사 방법이 제공된다.

본 발명의 제11 양태에 따르면,

피전사체에 전사되는 전사용 패턴을 주표면에 형성하여 제1 포토마스크로 하기 위한 제1 포토마스크용 기판과, 상기 전사용 패턴과 겹쳐 상기 피전사체에 전사되는 전사용 패턴을 주표면에 형성하여 제2 포토마스크로 하기 위한 제2 포토마스크용 기판을 구비한 포토마스크용 기판 세트로서,

상기 제1 포토마스크용 기판의 주표면 상의 패턴 영역 내에 설정한 임의의 점 M의, 기준면에 대한 높이를 Zm으로 하고,

상기 제2 포토마스크용 기판의 주표면 상의 패턴 영역 내의 상기 제1 포토마스크용 기판 상의 점 M에 대응하는 위치에 있는 점 N의, 상기 기준면에 대한 높이를 Zn으로 하고,

상기 Zm과 상기 Zn의 차 Zd를 구하였을 때,

상기 패턴 영역 내에 있어서, 그 Zd의 최대값 ΔZdmax가 17(㎛) 이하인

포토마스크용 기판 세트가 제공된다.

본 발명의 제12 양태에 따르면,

피전사체에 전사되는 전사용 패턴이 주표면에 형성된 제1 포토마스크와, 상기 제1 전사용 패턴과 겹쳐 상기 피전사체에 전사되는 전사용 패턴이 주표면에 형성된 제2 포토마스크를 구비한 포토마스크 세트로서,

상기 제1 포토마스크의 주표면 상의 패턴 영역 내에 설정한 임의의 점 M의, 기준면에 대한 높이를 Zm으로 하고,

상기 제2 포토마스크의 주표면 상의 패턴 영역 내의 상기 제1 포토마스크 상의 점 M에 대응하는 위치에 있는 점 N의, 상기 기준면에 대한 높이를 Zn으로 하고,

상기 Zm과 상기 Zn의 차 Zd를 구하였을 때,

포토마스크 세트가 제공된다.

본 발명의 제13 양태에 따르면,

제12 양태에 기재된 상기 제1 포토마스크가 갖는 전사용 패턴과, 제12 양태에 기재된 상기 제2 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을, 동일한 피전사체에, 근접 노광용 노광기를 이용하여 겹쳐 전사하는 패턴 전사 방법이 제공된다.

본원 발명에 따르면, 포토마스크 상에 형성된 전사용 패턴을 근접 노광에 의해 피전사체에 전사할 때에, 패턴의 전사 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 특히, 복수매의 포토마스크를 순차 이용하여 동일한 피전사체에 전사할 때에, 패턴의 겹침 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 컬러 필터의 제조 공정의 개략을 예시하는 흐름도.
도 2의 (a)는 본 실시 형태에 따른 컬러 필터의 제조 공정에 있어서 근접 노광을 행하는 모습을 예시하는 측면도이고, (b)는 그 평면도.
도 3의 (a)는 본 실시 형태에 따른 포토마스크의 평면 구성을 예시하는 평면도이고, (b)는 그 변형예를 예시하는 평면도.
도 4는 패턴을 겹쳐 전사하는 피전사체 상에 있어서 패턴의 전사 정밀도가 열화되는 모습을 예시하는 모식도로, (a)는 블랙 매트릭스층을 형성하는 제1 포토마스크의 단면 확대도를, (b)는 적색 필터층을 형성하는 제2 포토마스크의 단면 확대도를, (c)는 레지스트막에 패턴이 전사되는 모습을 각각 나타내는 도면.
도 5는 본 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 공정을 예시하는 흐름도.
도 6은 레이저광을 입사함으로써 평탄도를 측정하는 모습을 예시하는 모식도.
도 7은 포토마스크용 기판의 겹침과 좌표 어긋남의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 주표면의 평탄도 프로파일을 예시하는 도면.
도 9는 패턴을 겹쳐 전사하는 피전사체 상에 있어서 패턴의 전사 정밀도가 열화되는 모습을 예시하는 모식도로, (a)는 소정의 평탄도 경향을 나타내는 제1 포토마스크의 단면 확대도를, (b)는 제1 포토마스크와 동일한 평탄도 경향을 나타내는 제2 포토마스크의 단면 확대도를, (c)는 레지스트막에 패턴이 전사되는 모습을 나타내는 도면.

<본 발명의 일 실시 형태>

이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명한다.

(1) 컬러 필터의 제조 공정

우선, 액정 표시 장치 등에 이용되는 컬러 필터의 제조 공정에 대해, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 컬러 필터의 제조 공정의 개략을 예시하는 흐름도이다. 도 2의 (a)는, 본 실시 형태에 따른 컬러 필터의 제조 공정에 있어서 근접 노광을 행하는 모습을 예시하는 측면도이고, 도 2의 (b)는 그 평면도이다. 도 3의 (a)는 본 실시 형태에 따른 포토마스크의 평면 구성을 예시하는 평면도이고, 도 3의 (b)는 그 변형예를 예시하는 평면도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 액정 표시 장치용 컬러 필터(10)는, 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에 색의 경계부를 구성하는 블랙 매트릭스층(12p)을 형성하는 공정(도 1의 (a) 내지 (e))과, 블랙 매트릭스층(12p)으로 구획된 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에 적색 필터층(14p), 녹색 필터층(15p), 청색 필터층(16p) 등의 컬러 필터층을 형성하는 공정(도 1의 (f) 내지 (j))을, 순차 실시함으로써 제조된다. 이하에, 각 공정에 대해 설명한다.

(블랙 매트릭스층의 형성)

우선, 투광성 수지나 글래스 등으로 이루어지는 투광성 기재(11)를 준비하고, 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에 차광재막(12)을 형성하고, 차광재막(12) 상에 레지스트막(13)을 형성한다(도 1의 (a)).

그리고 블랙 매트릭스 형성용 제1 포토마스크(100)와, 피전사체로서의 차광재막(12) 및 레지스트막(13)이 형성된 투광성 기재(11)를, 근접 노광용 노광기(500) 내에 배치한다(도 1의 (b), 도 2).

또한, 도 3의 (a)에 평면도를 나타낸 바와 같이, 제1 포토마스크(100)는, 투명 기판(101)의 일 주표면에 형성된 차광막이 소정의 패터닝을 이루어 형성된 전사용 패턴(112p)을 갖는 패턴 영역(133)을 구비하고 있다(이하, 전사용 패턴이 형성된 영역 외에, 형성될 예정 영역도 패턴 영역(133)으로 하는 경우가 있음). 전사용 패턴(112p)의 형상은, 블랙 매트릭스층(12p)을 형성하도록, 예를 들면 격자 형상으로 된다. 또한, 제1 포토마스크(100)의 투명 기판(101)의 일 주표면에는, 패턴 영역(133)의 외측으로서, 투명 기판(101)의 주표면 외주를 구성하는 대향하는 2변의 각각의 근방에 노광기(500)의 지지 부재(503)가 접촉하는 접촉면(103)이 있다. 접촉면(103)에는, 차광막이 형성되어 있어도 되고, 투명 기판(101)의 일 주표면이 노출되어 있어도 된다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 접촉면(103)이, 노광기(500)의 지지 부재(503)에 의해 각각 하방으로부터 지지됨으로써, 제1 포토마스크(100)는 수평 자세로 노광기(500) 내에 배치된다. 그리고 제1 포토마스크(100)가 구비하는 전사용 패턴(112p)과, 투광성 기재(11) 상에 형성된 레지스트막(13)이 대향하고, 예를 들어 10㎛ 이상 300㎛ 이내의 프락시머티 갭을 두고 배치된다.

제1 포토마스크(100)와, 차광재막(12) 및 레지스트막(13)이 형성된 투광성 기재(11)가 근접 노광용 노광기(500) 내에 배치되고, 각각 위치 정렬이 완료되면, 광원(501) 및 조사계(502)를 이용하여, 제1 포토마스크(100)의 이면측으로부터 자외선 등의 광을 조사하고, 전사용 패턴(112p)을 통하여 레지스트막(13)을 노광하여, 레지스트막(13)의 일부를 감광시킨다(도 1의 (c), 도 2의 (a)). 노광에는 i선 내지 g선의 광원을 이용할 수 있다.

그리고 제1 포토마스크(100)와, 차광재막(12) 및 레지스트막(13)이 형성된 노광 후의 투광성 기재(11)를 노광기(500)로부터 제거한다. 그리고 레지스트막(13)을 현상하여, 차광막을 부분적으로 덮는 레지스트 패턴(13p)을 형성한다(도 1의 (d)).

그리고 형성한 레지스트 패턴(13p)을 마스크로 하여 차광재막(12)을 에칭하고, 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에 블랙 매트릭스층(12p)을 형성한다(도 1의 (e)). 블랙 매트릭스층(12p)이 형성되면, 레지스트 패턴(13p)을 제거한다.

(적색 필터층의 형성)

계속해서, 블랙 매트릭스층(12p)이 형성된 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에, 예를 들면 감광성 수지 재료로 이루어지는 적색 레지스트막(14)을 형성한다(도 1의 (f)).

그리고 적색 필터층 형성용 제2 포토마스크(200)와, 피전사체로서의 블랙 매트릭스층(12p) 및 적색 레지스트막(14)이 형성된 투광성 기재(11)를, 근접 노광용의 전술한 노광기(500) 내에 배치한다(도 1의 (g)).

또한, 도 3의 (a)에 평면 구성을 예시하는 바와 같이, 제2 포토마스크(200)는, 투명 기판(201)의 일 주표면에, 차광막이 소정의 전사용 패턴으로 가공되어 이루어지는 전사용 패턴(212p)을 갖는 패턴 영역(233)을 구비하고 있다. 또한, 전사용 패턴(212p)의 형상은, 적색 필터층(14p)을 형성하기 위한 형상으로 되고, 제1 포토마스크(100)의 전사용 패턴(112p)과는 다른 형상으로 된다. 또한, 제2 포토마스크(200)의 투명 기판(201)의 일 주표면에는, 패턴 영역(233)의 외측으로서, 투명 기판(201)의 외주를 구성하는 대향하는 2변의 각각의 근방의 영역에, 노광기(500)의 지지 부재(503)가 접촉하는 접촉면(203)이 있다. 접촉면(203)에는, 차광막이 형성되어 있어도 되고, 투명 기판(201)의 일 주표면이 노출되어 있어도 된다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 접촉면(203)이, 노광기(500)의 지지 부재(503)에 의해 각각 하방으로부터 지지됨으로써, 제2 포토마스크(200)는 수평 자세로 노광기(500) 내에 배치된다. 그리고 제2 포토마스크(200)가 구비하는 전사용 패턴(212p)과, 투광성 기재(11) 상에 형성된 적색 레지스트막(14)이 대향하여, 전술한 프락시머티 갭을 두고 배치된다.

제2 포토마스크(200)와, 블랙 매트릭스층(12p) 및 적색 레지스트막(14)이 형성된 투광성 기재(11)가 근접 노광용 노광기(500) 내에 배치되고, 각각 위치 정렬이 완료되면, 광원(501) 및 조사계(502)를 이용하여, 제2 포토마스크(200)의 이면측으로부터 자외선 등의 광을 조사하고, 전사용 패턴(212p)을 통하여 적색 레지스트막(14)을 노광하여, 적색 레지스트막(14)의 일부를 감광시킨다(도 2의 (h)).

그리고 제2 포토마스크(200)와, 적색 레지스트막(14)이 노광된 투광성 기재(11)를 노광기(500)로부터 제거한다. 그리고 적색 레지스트막(14)을 현상하여 여분의 적색 레지스트막(14)을 제거하고, 잔류하고 있는 적색 레지스트막(14)을 베이크(bake)하여 경화시킴으로써 적색 필터층(14p)을 형성한다(도 1의 (i)).

(녹색 필터층 및 청색 필터층의 형성)

계속해서, 녹색 필터층(15p) 및 청색 필터층(16p)의 형성을 적색 필터층(14p)의 형성과 마찬가지로 행하여, 블랙 매트릭스층(12p)으로 구획된 투광성 기재(11)의 일 주표면 상에 적색 필터층(14p), 녹색 필터층(15p), 청색 필터층(16p) 등의 컬러 필터층을 형성하는 공정을 종료한다(도 1의 (j)).

(ITO 전극의 형성)

도시하지 않았지만, 그 후, 블랙 매트릭스층(12p), 적색 필터층(14p), 녹색 필터층(15p), 청색 필터층(16p) 등의 컬러 필터층의 상면을 덮도록 ITO막을 형성하여 투명 전극으로 하고, 컬러 필터(10)의 제조를 종료한다.

(2) 패턴의 전사 정밀도에 대해

전술한 바와 같이, 컬러 필터를 제조하기 위해서는, 블랙 매트릭스층(12p), 적색 필터층(14p), 녹색 필터층(15p), 청색 필터층(16p)을 형성하는 포토마스크 등을 이용하여, 근접 노광에 의한 복수회의 노광을 행한다. 그러나 근접 노광을 행하면, 각 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 가공 정밀도는 충분히 높아 기준 범위 내임에도 불구하고, 전사용 패턴의 겹침의 결과로서, 전사 정밀도가 불충분해질 수 있는 것이 발견되었다.

발명자 등의 예의 연구에 따르면, 이러한 전사 정밀도의 열화는, 개개의 포토마스크에 있어서의, 패턴 영역의 근소한 높이 변동에 기인하는 전사 좌표 변동에 의해 발생하는 것이 판명되었다. 또한, 이 전사 정밀도의 열화는, 복수의 포토마스크의 전사 패턴을 피전사체 상에서 겹침으로써 증폭할 수 있는 것을 고려하지 않으면, 최종 제품의 기능에 영향을 미치는 경우가 있는 것이 판명되었다. 도 4는 근접 노광을 계속해서 행할 때에 패턴의 전사 정밀도가 열화되는 모습을 예시하는 모식도로, (a)는 블랙 매트릭스층을 형성하는 포토마스크(100')의 단면 확대도를, (b)는 적색 필터층을 형성하는 포토마스크(200')의 단면 확대도를, (c)는 레지스트막(13, 14)에 패턴이 전사되는 모습을 각각 나타내고 있다. 물론, 이들은 다른 층의 형성에 이용되는 포토마스크여도 된다.

도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 노광기(500)로부터 포토마스크(100', 200')를 통하여 레지스트막에 조사되는 노광광은, 포토마스크(100', 200')의 일 주표면에 수직으로 입사되는 것이 전제이다. 그러나 현실적으로는 이 입사각은 근소하게 경사지는 경우를 완전히 배제할 수는 없고, 소정의 각도(예를 들면, θ) 기울어져 입사되는 경우가 있다. 현실적으로는, θ의 상한이 1도 정도이다. 이러한 경우, 레지스트막(13, 14)에 전사되는 패턴의 위치는, 비스듬히 투영됨으로써, 노광광의 기울기 θ의 크기에 따라서 수평 방향으로 소정량 어긋나게 된다. 도 4의 (c)에는, 노광광이 포토마스크(100', 200')의 일 주표면의 법선에 대해 각도 θ 기울어져 입사됨으로써, 패턴의 전사 위치가 수평 방향으로 S0만큼 어긋나는 모습을 나타내고 있다.

전술한 전사 어긋남은, 발생하였다고 해도 어긋남량 S0가 레지스트막(13, 14)의 전체면에 걸쳐 일정하면 전사 정밀도의 열화에 거의 영향을 미치지 않는다. 그러나 발명자 등의 예의 연구에 따르면, 어긋남량 S0는, 투명 기판(101', 201')의 일 주표면의 평탄도에 따라서 국소적으로 변화되는 것을 알 수 있었다. 그리고 이 어긋남량 S0의 변동에 수반하여, 패턴의 전사 정밀도의 국소적인 열화가 발생하고 있는 것을 알 수 있었다. 특히, 어긋남량의 국소적인 변동량이 각 포토마스크 단일 부재에서는 각각 허용 범위 내였다고 해도, 복수매의 포토마스크를 순차 이용하여 패턴을 겹칠 때에, 소정의 겹침 위치에서의 변동 방향이 서로 다르면(예를 들면, 한쪽 포토마스크에서는 소정의 겹침 위치에서 어긋남량이 커지도록 변동되고, 다른 쪽 포토마스크에서는 이러한 위치에서 어긋남량이 작아지도록 변동되어 있으면), 겹쳤을 때의 변동량의 누적값이, 국소적으로 전사 정밀도의 허용 범위를 초과해 버리는 경우가 있는 것이 발견되었다.

도 4의 (a)는 전사용 패턴(112p') 내에 있어서의 투명 기판(101')의 일 주표면에, 깊이 Zm의 오목 구조가 존재하는 포토마스크(100')의 단면 확대도를 나타내고 있다. 이러한 포토마스크(100')를 이용하여 근접 노광을 행한 경우, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 오목 구조 내에 형성된 전사용 패턴(112p')의 높이 위치(Z 위치)는, 다른 평탄한 영역의 전사용 패턴(112p')의 높이 위치(Z 위치)에 비해, 최대(M점에 있어서) Zm분만큼 높아진다. 그 결과, 노광광이 각도 θ 기울어짐으로써 발생하는 오목 구조 부분의 어긋남량 S1이, 전술한 평탄부의 어긋남량 S0에 비해 국소적으로 커진다(S1＞S0).

한편, 도 4의 (b)는, 전사용 패턴(212p') 내에 있어서의 투명 기판(201')의 일 주표면에 높이 Zn의 볼록 구조가 존재하는 제2 포토마스크(200')의 단면 확대도를 나타내고 있다. 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 이러한 제2 포토마스크(200')를 이용하여 근접 노광을 행한 경우, 볼록 구조 상에 형성된 전사용 패턴(212p')의 높이 위치(Z 위치)가, 다른 평탄한 영역의 전사용 패턴(212p')의 높이 위치(Z 위치)에 비해, 최대(N점에 있어서) Zn분만큼 낮아진다. 그 결과, 노광광이 각도 θ 기울어짐으로써 발생하는 볼록 구조 부분의 어긋남량 S2가, 전술한 평탄부의 어긋남량 S0에 비해 국소적으로 작아진다(S2＜S0).

또한, 전술한 패턴의 전사 정밀도의 열화는, 1매의 포토마스크를 단독으로 이용한 1회의 근접 노광에서 발생하는 과제이지만, 발명자 등의 예의 연구에 따르면, 어긋남량 S0의 변동은, 특히 복수매의 포토마스크를 순차 이용하여 동일한 피전사체에 근접 노광을 행할 때에 보다 큰 영향을 초래하여, 패턴의 전사 정밀도를 보다 크게 열화시키는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 예를 들면 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 포토마스크(100')에 존재하는 오목 구조와, 포토마스크(200')에 존재하는 볼록 구조가 수직축상에서 겹쳐지는 경우에는, 근접 노광을 계속해서 행함으로써, 요철 구조의 부분에 있어서의 블랙 매트릭스층 및 적색 필터층의 전사용 패턴의 좌표 위치가, 국소적으로 최대 │S1-S2│(＝│－Zm－(＋Zn)│ㆍtanθ)만큼 어긋난다. 즉, 단독의 포토마스크로서의 좌표 정밀도가 기준 내였다고 해도, 전사 패턴을 서로 겹쳐 사용하는 포토마스크 세트(photomask set)를 구성하는 포토마스크에 있어서는, 상기 요소를 고려하여, 가공이나 선별을 행해야 한다. 또한, 포토마스크 세트를 구성하는 포토마스크를 제조할 가능성이 있는 포토마스크용 기판에 있어서는, 그 평탄도에 있어서 보다 엄격한 평가를 행할 필요가 있는 것이 명백해졌다.

발명자들은, 예의 연구 결과, 근접 노광을 행할 때의 패턴의 전사 정밀도를 향상시키기 위해서는, 패턴 영역에 있어서의 투명 기판의 일 주표면의 높이 변동을 제어하는 것이 유효하다는 지견을 얻었다.

이러한 지견이 적용된 본 실시 형태에 따르면, 주표면에 전사용 패턴을 형성하여 포토마스크로 하기 위한 포토마스크용 기판으로서, 상기 주표면 상의, 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5(㎛) 이하인 포토마스크용 기판을 이용한다.

즉, 상기에서 말하는 │－Zm－(＋Zn)│의 패턴 영역에 있어서의 최대값 ΔZmax가 8.5㎛ 이하인 포토마스크용 기판을 이용한다. 이것을 초과하면, 동일한 피전사체에 겹쳐 노광하기 위한 포토마스크가 갖는 패턴 영역의 높이 변동과의 조합에 의해, 피전사체 상에 발생하는 좌표 어긋남이 허용 범위를 초과하는 경우가 있다. 또한, 여기서 말하는 좌표 어긋남의 허용 범위에 대해서는 후술한다.

본 실시 형태의 포토마스크용 기판은, 투명 기판의 정밀 연마에 의해, 또한 기판의 선별에 의해 얻을 수 있다. 단, 상기 최대값의 수치가 과도하게 작으면, 기판의 표면 가공시에, 가공 장치의 능력을 초과하거나, 과대한 가공 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 따라서, 패턴 영역에 있어서의 최대값 ΔZmax는, 1㎛ 이상인 것이 바람직하다.

패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax는, 패턴 영역 내에 있어서의 임의의 점에 대한 기준면에 대한 높이 Z를 구하였을 때, 그 최대값과 최소값의 차로 할 수 있다.

또한, 임의의 점이라 함은, 예를 들면 이하와 같이 정하여, 기준화하는 것이 가능하다. 즉, 상기 패턴 영역에 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정한 점을 임의의 점으로 할 수 있다. 예를 들면, 상기 포토마스크용 기판의 패턴 영역에, 소정의 이격 거리 P(바람직하게는, 5㎜ 이상 15㎜ 이하이며, 예를 들면 10㎜) 간격으로 XY방향으로 격자를 그렸을 때의 모든 격자점에 대해 높이 Z를 측정점으로 하였을 때, 그 최대값과 최소값의 차를, 최대값 ΔZmax로 할 수 있다.

여기서 높이 Z는, 후술하는 바와 같이, 평면도 측정기를 이용하여 측정할 수 있고, 장치를 규정하는 기준면을 이용하여 구할 수 있다. 또한, 패턴 영역의 각 점에 있어서의 높이 Z를 측정할 때에는, 포토마스크용 기판을 연직으로 하고, 자체 중량에 의한 휨의 영향을 실질적으로 배제한 상황에서 측정을 행하는 것이 바람직하다.

이러한 포토마스크용 기판의 평탄도 제어에 따르면, 이하의 이점이 있다.

액정 표시 장치의 디바이스 패턴(device pattern)은, 미세화가 진행되어 있다. 컬러 필터에 사용되는 블랙 매트릭스(BM)에도, 세선화의 요망이 특히 강하다. 종래, 10㎛ 정도로 충분하다고 간주되어 있었던 BM 폭이, 최근에는 8㎛, 혹은 6㎛ 정도가 기대되게 되어, 제조 기술의 난도는 한층 커지고 있다.

예를 들면, 6㎛의 BM을 형성하고자 하는 경우를 생각한다(도 7의 (a)). BM에 색판을 겹쳤을 때에, 한쪽에(예를 들면 BM에. 이하, 마찬가지) 허용되는 좌표 어긋남의 최대값은 3㎛이다(도 7의 (b)). 이것은, 색판끼리(예를 들면, 레드(red)와 블루(blue))의 경계가, BM의 폭을 벗어나면, 색 흐림 등의 문제가 발생하기 때문이다. 또한, 색판 자신의 선폭 오차가 있는 것, 및 BM 자신의 선폭 오차가 있는 것을 고려하면, 한쪽의 좌표 어긋남은 (3㎛×1/2×1/2＝) 0.75㎛ 이내로 해야 한다(도 7의 (c)).

그런데 묘화 장치가 갖는 묘화 재현성은 0.15㎛ 정도이므로, 포토마스크용 기판측의 마진(margin)은, (0.75－0.15＝) 0.60㎛이다. 이것이, 포토마스크 기인의 좌표 어긋남의 허용값이다(도 7의 (d)).

단, 포토마스크용 기판 기인의 좌표 어긋남 요인은, 포토마스크 주표면의 평탄도(높이 변동)에 의한 것뿐 만은 아니다. 발명자들의 검토에 따르면, 복수의 인자가 있고, 유의한 것(인자로서 무시할 수 없는 것)으로서, 그 밖에 노광기(500)의 지지 부재(503)와 포토마스크의 접촉에 의한 전사용 패턴의 왜곡이나, 패턴 영역에 대응하는 제2 주표면(이면)의 형상 등의 요소가 있다. 여기서, 제2 주표면의 형상은, 전사용 패턴의 묘화시에 발생하는 좌표 어긋남과 관계되므로, 무시할 수 없는 것이다.

따라서, 허용할 수 있는 좌표 어긋남량을, 상기한 주요 3인자로 분배하고(도 7의 (e)), 또한 Cpk(공정 능력 지수) 1.3을 만족시키기 위해서는, 패턴 영역의 높이 변동에 기인하는 허용 어긋남량은, 단품의 포토마스크에 있어서 0.15㎛ 이내(따라서, 2매의 포토마스크의 조합에 의해 발생하는 어긋남량은 0.3㎛ 이내)로 해야 한다(도 4의 (c)의 S1-S2).

상기한 바와 같이, 어긋남량은〔ΔZmaxㆍtanθ〕이고, θ의 상한이 1도이므로,

ΔZmaxㆍtanθ≤0.15(㎛)

그러므로, ΔZmax≤8.59(deg)

이고, 높이 변동의 최대값 ΔZmax로서는, 8.5㎛ 이하를 기준으로 하면, 이 요소에 기인하는 좌표 어긋남을, BM의 성능에 영향을 미치게 하지 않을 정도로 억제할 수 있다.

또한, 보다 바람직하게는, 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가 7.5(㎛) 이하이다. 이 경우, 블랙 매트릭스 선폭이 5.5㎛ 정도로 되는 차기 액정 표시 장치의 좌표 정밀도를 충족시킬 수 있다.

복수의 측정점은, 주표면의 패턴 전사 영역에, 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정할 수 있다. 본 실시 형태의 주된 목적은, 패턴 영역에 있어서의 불균일한 면 형상에 기인하는 전사시의 좌표 정밀도의 열화를 억지하는 것이며, 측정점의 이격 거리는, 지나치게 크면, 얻어지는 높이 변동값의 정밀도가 낮아진다. 단, 포토마스크용 투명 글래스 기판은, 정밀 연마를 거친 단계에서, 주기가 작은 요철은 제거되어 있으므로, 5㎜ 이상의 이격 거리에서 측정점을 설정함으로써 충분한 높이 변동 프로파일(profile)이 얻어진다. 구체적으로는, 측정점의 이격 거리는, 5≤P≤15(㎜)로 할 수 있다. 예를 들면, 10㎜ 폭의 격자의 격자점을, 측정점으로 하는 것이 적합하다.

(3) 포토마스크의 제조 방법

이하에, 본 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법에 대해, 도 5, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 공정을 예시하는 흐름도이다. 도 6은 레이저광을 입사함으로써 평탄도를 측정하는 모습을 예시하는 모식도이다. 또한, 이하의 설명에서는, 블랙 매트릭스 형성용의 제1 포토마스크(100)를 제조하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 컬러 필터층 형성용의 제2 내지 제4 포토마스크의 제조도, 제1 포토마스크(100)의 제조와 마찬가지로 행할 수 있다.

(투명 기판의 준비 및 평탄도의 검사)

우선, 포토마스크용 기판으로서의 투명 기판(101)을 준비한다(도 5의 (a)). 또한, 도 3의 (a)에도 예시한 바와 같이, 투명 기판(101)은, 평면에서 볼 때 직사각형인 판 형상이며, 그 치수는, 예를 들면 긴 변 L1을 600∼1400(㎜), 짧은 변 L2를 500∼1300(㎜), 두께 T를 6∼13(㎜) 정도로 할 수 있다. 투명 기판(101)은, 예를 들면 석영(SiO₂) 글래스나, SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃, RO, R₂O 등을 포함하는 저팽창 글래스 등으로 구성할 수 있다. 투명 기판(101)의 일 주표면에는, 전술한 전사용 패턴(112p)의 형성 예정 영역이 형성되어 있다. 또한, 전사용 패턴(112p)의 형성 예정 영역의 외측으로서, 투명 기판(101)의 외주를 구성하는 대향하는 2변(본 실시 형태에서는 긴 변 L1)의 각각의 근방에 있는 접촉면(103)에는, 노광기(500)의 지지 부재(503)가 접촉한다.

투명 기판(101)의 주면(표면 및 이면)은, 연마되어 각각 평탄하고 또한 평활하게 구성되어 있다. 투명 기판(101)의 일 주표면의 평탄도는, 전술한 바와 같이, 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5(㎛) 이하로 되도록 정밀 연마를 행한다. 또는, 투명 기판(101)으로서, 그 기준을 충족시키는 것을 선별한다.

평탄도의 측정은, 이하와 같이 행한다. 높이 변동의 최대값 ΔZmax를 구하기 위해, 각 측정점의 높이 Z를 측정한다. 각 점의 높이 Z는, 주표면 상에 복수의 측정점을 정하였을 때, 각 측정점과 기준면의 거리로 된다. 또한, 높이 Z의 면내 차이가 전술한 높이 변동으로 된다. 예를 들면, 평면도 측정기를 이용하여 상기 거리를 측정할 때, 그 측정기가 갖는 기준면을, 상기 기준면으로 할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 지지 영역 내에 있어서의 일 주표면에 레이저광을 입사하는 방법 등을 이용하여 검사할 수 있다. 예를 들면, 구로다 세이꼬오(黑田精工)사제의 평면도 측정기 FFT-1500(등록상표)이나, 일본 특허 출원 공개 제2007-46946호 공보에 기재된 것을 이용하여 행할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진, 포토마스크용 기판의 패턴 영역에 있어서의 높이 변동의 프로파일을 도 8에 예시한다.

측정점으로서는, 상기한 바와 같이, 패턴 영역의 전체에 걸쳐, 이격 거리 P(바람직하게는, 5㎜ 이상 15㎜ 이하이며, 예를 들면 10㎜) 간격의 격자점으로 하고, 모든 측정점의 높이 Z를 얻는다. 그리고 높이 변동의 최대값 ΔZmax를 구한다. 이때, ΔZmax가 8.5㎛ 이하인 포토마스크만을 조합하여, 동일한 피전사체에 노광해도, 패턴 영역의 높이 변동에 기인하는 좌표 정밀도의 열화는 실질적으로 문제가 되지 않는다. 한편, 8.5㎛를 초과하는 경우라도, 조합하여 사용하는 다른 포토마스크의 높이 변동의 거동이 동일하면, 마스크 세트로서 사용할 수 있다. 이 점에 대해서는 후술한다.

(차광막 및 레지스트막의 형성)

계속해서, 투명 기판(101)의 주표면 상에, 예를 들면 Cr을 주성분으로 하는 차광막(112)을 형성한다(도 5의 (b)). 차광막(112)은, 예를 들면 스퍼터링(sputtering)이나 진공 증착 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 차광막(112)의 두께는, 노광기(500)의 조사광을 차단하는 데 충분한 두께로서, 예를 들면 90∼140㎚ 정도로 할 수 있다. 또한, 차광막(112)의 상면에는, 예를 들면 CrO 등을 주성분으로 하는 반사 방지층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 차광막(112)은, 접촉면(103) 상에는 형성하지 않아도 된다.

그리고 차광막(112) 상에 레지스트막(113)을 형성한다(도 5의 (b)). 레지스트막(113)은, 포지티브(positive)형 포토레지스트 재료 혹은 네가티브(negative)형 포토레지스트 재료에 의해 구성하는 것이 가능하다. 이하의 설명에서는, 레지스트막(113)이 포지티브형 포토레지스트 재료로 형성되어 있는 것으로 한다. 레지스트막(113)은, 예를 들면 스핀 코트(spin coating)나 슬릿 코트(slit coating) 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

(패터닝 공정)

계속해서, 레이저 묘화기 등에 의해 레지스트막(113)에 묘화 노광을 행하여, 레지스트막(113)의 일부를 감광시킨다. 그 후, 스프레이(spray) 방식 등의 방법에 의해 현상액을 레지스트막(113)에 공급하여 현상하고, 차광막(112)의 일부를 덮는 레지스트 패턴(113p)을 형성한다(도 5의 (c)).

그리고 형성한 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막(112)의 일부를 에칭한다. 차광막(112)의 에칭은, 크롬(chrome)용 에칭액을 스프레이 방식 등의 방법에 의해 차광막(112) 상에 공급함으로써 행하는 것이 가능하다. 그 결과, 투명 기판(101)의 일 주표면 상에, 차광막(112)이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴(112p)이 형성된다(도 5의 (d)). 그리고 레지스트 패턴(113p)을 제거하여 제1 포토마스크(100)의 제조를 종료한다(도 5의 (e)).

또한, 상기한 평탄도의 측정은, 포토마스크 형성 후에 행해도 된다. 방법은 상기와 마찬가지로 할 수 있다.

<본 발명의 다른 실시 형태>

전술한 실시 형태에서는, 높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5(㎛) 이하라고 하는 요건을 만족시키는 포토마스크용 기판을 이용하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되지 않고, 이하에 서술하는 포토마스크용 기판 세트를 이용할 수 있다.

즉,

상기 제1 포토마스크용 기판의 주표면 상의, 패턴 영역 내에 설정한 임의의 점 M의, 기준면에 대한 높이를 Zm으로 하고,

상기 제2 포토마스크용 기판의 주표면 상의 패턴 영역 내의, 상기 제1 포토마스크용 기판 상의 점 M에 대응하는 위치에 있는 점 N의, 상기 기준면에 대한 높이를 Zn으로 하고,

상기 Zm과 상기 Zn의 차 Zd를 구하였을 때,

상기 패턴 영역 내에 있어서, 그 Zd의 최대값 ΔZdmax가, 17(㎛) 이하인 포토마스크용 기판 세트를 이용할 수 있다.

이에 의해, 좌표 정밀도가 우수한 액정 표시 장치 등을 제조하는 것이 가능하다. 즉, 가령 포토마스크용 기판 단일 부재에서는 「높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5(㎛) 이하」라고 하는 기준을 만족시키고 있지 않아도, 복수의 포토마스크용 기판 세트가 전술한 높이 변동의 프로파일을 얻었을 때, 즉, 높이 변동의 거동이 공통되어 있는 포토마스크용 기판을 복수 조합함으로써 「세트로서의 높이 변동의 최대값 ΔZdmax가 17(㎛) 이하」라고 하는 기준을 만족시켰을 때, 이들 포토마스크용 기판을, 동일한 피전사체 상에 패턴을 겹치기 위한 포토마스크용 기판 세트로서, 양호하게 사용할 수 있다.

예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이, 동일한 피전사체에 전사 패턴을 겹쳐 노광하려고 하는 제1 포토마스크(100')용 기판과, 제2 포토마스크(200')용 기판에 대해, 적어도 어느 하나가 「높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5(㎛) 이하」라고 하는 기준을 만족시키고 있는 경우 외에, 예를 들면 양자의 패턴면이 모두 오목 형상이었을 때, 이들 포토마스크용 기판 세트로서의 「높이 변동의 최대값 ΔZdmax를 17㎛ 이하」로 할 수 있다. 이것은, 패턴 영역의 높이 변동에 기인하는 허용 어긋남량이, 단품의 포토마스크에 있어서 0.15㎛ 이내(따라서, 2매의 포토마스크의 조합에 의해 발생하는 어긋남량은 0.3㎛ 이내)라고 하는, 상기 설명에 의해 성립된다(도 4의 (c)의 S1-S2). 즉, 세트를 이루는 상대의 포토마스크의 평탄도 프로파일을 알 수 있으면, 개개의 포토마스크의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가 8.5㎛를 초과하고 있어도 허용된다. 이에 의해, 포토마스크용 기판 단일 부재에서의 평탄도의 요구 기준을 완화시킬 수 있어, 좌표 정밀도를 열화시키지 않고, 포토마스크의 생산 비용을 낮추는 것이 가능해진다.

또한, 상기에 있어서 동일한 피전사체라 함은, 패터닝하려고 하는 박막이 적층되는 것, 혹은 패터닝 과정에서 적층되는 것이며, 개개의 포토마스크가 갖는 전사 패턴을 위치 맞춤하여, 순차 겹쳐 전사하는 대상이 되는 것이다. 예를 들면, 블랙 매트릭스나 색판용 포토마스크를 순차 겹쳐 피전사체에 전사함으로써 컬러 필터를 제조하거나, 이것에 또한 박막 트랜지스터용 포토마스크를 겹쳐 피전사체에 전사함으로써 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 피전사체는, 패터닝을 위한 마스크로 되는 레지스트막을 도포한 상태인 것도 포함된다.

포토마스크용 기판 세트를 구성하는 제1 포토마스크(100')용 기판과 제2 포토마스크(200')용 기판의 높이의 차(Zd＝│－Zm－(－Zn)│)의 최대값 ΔZdmax를 구하는 방법은 상기와 마찬가지로 할 수 있다.

즉, 제1 포토마스크(100')용 기판 상에는, 복수의 측정점 M1, M2, M3 ㆍㆍㆍ을 설정한다. 측정점 M1 ㆍㆍㆍ은, 제1 포토마스크(100')용 기판 상의 패턴 영역에, 등간격으로 복수 설정한다. 예를 들면, 그 패턴 영역에, 소정 간격(예를 들면, 10㎜)으로, XY 방향으로 격자를 그렸을 때의 격자점으로 할 수 있다. 그리고 M1, M2, M3 ㆍㆍㆍ에 대해, 기준면에 대한 높이 Zm1, Zm2, Zm3 ㆍㆍㆍ의 값을 얻는다. 한편, 제2 포토마스크(200')용 기판에 있어서도, 마찬가지로, 제1 포토마스크(100')용 기판과 대응하는 위치에, 격자점 N1, N2, N3 ㆍㆍㆍ을 설정하였을 때, 그들의 기준면에 대한 높이 Zn1, Zn2, Zn3 ㆍㆍㆍ을 얻는다. 그리고 대응하는 위치에 있는 양 기판의 높이의 차(Zd＝│－Zm－(－Zn)│)로부터 최대값 ΔZdmax를 구할 수 있다.

또한, 이들 포토마스크용 기판에 각각 전사 패턴을 형성하여 제작한 포토마스크군에 있어서도, 상기와 마찬가지의 평가를 행할 수 있다. 그러므로, 본 발명은, 본 실시 형태와 마찬가지로, 이하에 서술하는 포토마스크 세트를 이용할 수 있다.

즉,

피전사체에 전사되는 전사용 패턴이 주표면에 형성된 제1 포토마스크와, 상기 전사용 패턴과 겹쳐 상기 피전사체에 전사되는 전사용 패턴이 주표면에 형성된 제2 포토마스크용 기판을 구비한 포토마스크 세트로서,

상기 제2 포토마스크의 주표면 상의 패턴 영역 내의, 상기 제1 포토마스크 상의 점 M에 대응하는 위치에 있는 점 N의, 상기 기준면에 대한 높이를 Zn으로 하고,

상기 Zm과 상기 Zn의 차 Zd를 구하였을 때, 상기 패턴 영역 내에 있어서, Zd의 변동의 최대값 ΔZdmax가, 17(㎛) 이하인 포토마스크 세트를 이용할 수 있다.

또한, 전술한 포토마스크용 기판 세트 및 포토마스크 세트에서는, ΔZdmax가 15(㎛) 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 이들 포토마스크 세트를 이용한 전사 방법을 행할 수 있다. 즉, 제1 포토마스크가 갖는 전사용 패턴과, 제2 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을, 동일한 피전사체에, 근접 노광용 노광기를 이용하여 겹쳐 전사한다. 이에 의해, 좌표 정밀도가 우수한 액정 표시 장치 등의 전자 디바이스를 얻는 것이 가능하다.

<본 발명의 다른 실시 형태>

이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.

예를 들면, 블랙 매트릭스층(12p)은, Cr 등의 금속 재료를 주성분으로 하는 경우에 한정되지 않고, 차광성을 갖는 감광성 수지 등에 의해 형성해도 된다. 감광성 수지를 이용하는 경우, 블랙 매트릭스층(12p)은, 컬러 필터층과 같이 노광, 현상, 베이크를 순차 실시함으로써 형성 가능하다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 포토마스크용 기판으로서, 석영 등을 연마하여 제조한 투명 글래스 기판을 이용하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 포토마스크용 기판으로서, 상기 투명 글래스 기판에 광학막이나 레지스트 등 중 어느 하나를 형성한 포토마스크 블랭크를 이용하거나, 상기 포토마스크에 소정의 전사 패턴을 형성하는 공정에 있어서의 포토마스크 중간체 등을 이용하는 경우에도, 본 발명은 적절하게 적용 가능하다.

본 발명에 의해, 겹침 전사에 이용하는 각 포토마스크용 기판의 전사 성능을, 전사용 패턴 형성에 앞서 투명 기판의 단계로부터 평가하는 것이 가능해졌다. 또한, 패턴 영역의 높이 변동의 분석으로부터, 개개의 포토마스크의 성능 평가와, 조합하여 이용하는 포토마스크 세트의 성능 평가를 각각 이용하여, 양산상의 이점(advantage)을 제공할 수 있었다. 이 이점은, 컬러 필터에 한정되지 않고, 박막 트랜지스터나 유기 EL 등, 근접 노광을 적용 가능한 제품의 제조에 유용하게 이용된다.

100 : 제1 포토마스크
101 : 투명 기판(제1 포토마스크용 기판)
103 : 접촉면
112p : 전사용 패턴
133 : 패턴 영역
200 : 제2 포토마스크
201 : 투명 기판(제2 포토마스크용 기판)
203 : 접촉면
212p : 전사용 패턴
233 : 패턴 영역
500 : 노광기
503 : 지지 부재

Claims

주표면에 전사용 패턴을 형성하여 포토마스크로 하기 위한 포토마스크용 기판으로서,
상기 주표면 상의 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가, 8.5(㎛) 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 기판.
제1항에 있어서,
상기 높이 변동의 최대값 ΔZmax는, 상기 패턴 영역에 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정한 각 측정점의 기준면에 대한 높이를 Z로 할 때, 상기 Z의 최대값과 최소값의 차인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 기판.
제2항에 있어서,
상기 이격 거리 P가 5(㎜)≤P≤15(㎜)인 것을 특징으로 하는 포토마스크용 기판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크용 기판을 준비하고, 상기 포토마스크용 기판의 주표면에 광학막을 형성하고, 상기 광학막에 패터닝을 실시함으로써 전사용 패턴을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
주표면에 전사용 패턴이 형성된 포토마스크로서,
상기 주표면 상의 패턴 영역의 높이 변동의 최대값 ΔZmax가, 8.5(㎛) 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제5항에 있어서,
상기 높이 변동의 최대값 ΔZmax는, 상기 패턴 영역에 소정의 이격 거리 P를 두고 등간격으로 설정한 각 측정점의 기준면에 대한 높이를 Z로 할 때, 상기 Z의 최대값과 최소값의 차인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제6항에 있어서,
상기 이격 거리 P가 5(㎜)≤P≤15(㎜)인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
근접 노광용인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴 영역에 컬러 필터 제조용 패턴을 구비한 것을 특징으로 하는 포토마스크.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 포토마스크를 근접 노광용 노광기에 세트하고, 피전사체에의 패턴 전사를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
삭제
삭제
삭제