KR101544324B1 - 표시 장치 제조용 포토마스크 및 패턴 전사 방법 - Google Patents

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Abstract

전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서, 상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과, 상기 주패턴의 주변에 배치된, 노광에 의해 해상하지 않은 폭을 갖는 투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고, 상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 사이에는, 서로 실질적으로 위상차가 없고, 상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때, 상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의해 생기는 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 표시 장치 제조용 포토마스크.

Description

표시 장치 제조용 포토마스크 및 패턴 전사 방법{PHOTOMASK FOR MANUFACTURING A DISPLAY DEVICE AND PATTERN TRANSFER METHOD}
본 발명은, 표시 장치의 제조에 적합한 포토마스크 및 이것을 사용한 패턴 전사 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 투명 기판과, 이 투명 기판 상에 설치되어 투광성의 메인 패턴과 이 주위에 형성된 투광성의 보조 패턴을 갖는 차광막과, 이 차광막의 상기 보조 패턴 형성 부위에 설치되어 보조 패턴을 통과하는 노광광의 위상을 변위시키는 위상 시프트층을 구비하는 보조 패턴을 갖는 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다. 이 위상 시프트 마스크는 반도체 장치를 제조시에, 반도체 기판 상에 성막된 피막에 대해서 콘택트 홀 등의 반복성이 없는 고립 패턴을 형성하는 경우에 사용되고, 통과한 노광광이 급준한 광 강도 분포를 나타내는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 홀 패턴과 보조 패턴과 하프톤 영역과 차광 영역을 구비한, 하프톤 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다. 이것은, 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 노광 마스크이며, 이에 의해 고립 패턴의 초점 심도를 충분히 얻어지는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 출원 공개 평6-282064호 공보 일본 특허 출원 공개 제2009-80143호 공보
특허문헌 1 및 2에 기재된 발명이 속하는, 반도체 장치 제조용 포토마스크의 분야에서는 해상성을 얻기 위해, 고NA(Numerical Aperture)(예를 들어 0.2 이상)의 광학계와 함께, 위상 시프트 작용을 이용한 위상 시프트 마스크를 개발해 온 경위가 있다. 위상 시프트 마스크는 단일 파장이며, 또한 비교적 파장이 짧은 광원(KrF나 ArF의 엑시머 레이저 등)과 함께 사용되고 있다. 이에 의해, 고집적화 및 그것에 수반하는 패턴의 미세화에 대응해 온 것이다.
그 한편, 표시 장치 제조용의 리소그래피 분야에서는, 해상성 향상이나 초점 심도 확대를 위해, 상기와 같은 방법이 적용되는 것은, 일반적이지 않았다. 이 이유로서는, 표시 장치에 있어서의, 패턴의 집적도나 미세함이, 반도체 제조 분야만큼은 아니었던 것을 들 수 있다.
실제로, 표시 장치 제조용의 노광기[일반적으로는 LCD(Liquid Crystal Display) 노광 장치, 혹은 액정 노광 장치 등으로서 알려짐]에 탑재되는 광학계나 광원도, 반도체 장치 제조용의 노광기와는 대폭 서로 다르고, 해상성이나 초점 심도보다, 생산 효율[예를 들어, 광원의 파장 영역을 넓혀서 광량을 크게 하고, 생산 택트(production cycle time)를 단축하는 등]이 중시되어 왔다.
그런데, 액정, 유기 EL(Electro-Luminescence) 등을 사용한 표시 장치의 제조시에는, 필요한 패터닝이 실시된, 복수의 도전막이나 절연막을 적층함으로써 트랜지스터 등의 소자를 형성하고 있다. 이들의 적층 구조에 있어서, 성막 및 패터닝을 적절하게 반복하고, 적층되는 막의 개개에 대해서, 포토마스크를 사용하고, 포토리소그래피 공정을 적용하여 패터닝하는 공정을 이용하는 경우가 많다.
예를 들어, 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, 「TFT」라고 약기함)라고 하면, TFT를 구성하는 복수의 패턴 중, 패시베이션층(절연층)으로 형성된 콘택트 홀이, 절연층을 가로지르고, 그 하층측에 있는 접속부에 도통하는 구성을 갖는 것이 있다. 이때, 상층측과 하층측의 패턴이 정확하게 위치 결정되고, 또한, 콘택트 홀의 형상이 확실하게 형성되어 있지 않으면, 표시 장치의 정확한 동작이 보증되지 않는다.
이러한 표시 장치의 최근 동향으로서는, 밝고, 선명한 화상을, 충분한 동작 속도로써 표시하고, 또한, 소비 전력을 저감시키는 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 표시 장치의 구성 부품이나 소자는, 점점 미세화하고, 고집적화하는 것이 요구된다. 이에 수반하여, 이들의 제조에 사용되는 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 디자인도 미세화하고 있다.
포토마스크의 전사용 패턴이 미세화하면, 이를 정확하게 피전사체(에칭 가공하고자 하는 박막 등)에 전사하는 공정은 곤란해진다. 전사의 공정으로 현실에 사용되고 있는 노광기의 해상 한계는 3㎛ 정도로 되어 있지만, 표시 디바이스에 필요한 전사용 패턴 중에는 CD(Critical Dimension)(선폭)가, 이미 이에 근접하거나, 혹은 이를 하회하는 치수의 것이 필요하게 되어 있다.
예를 들어, 콘택트 홀 등에 적용되는, 홀 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하고, 이를 피전사체 상에 전사하는 것을 생각한다. 직경이 3㎛를 초과하는 홀 패턴이면, 종래, 그다지 어려움없이 전사하는 것이 가능하였다. 그러나, 3㎛ 이하의 홀 패턴을 전사하고자 하면, 피전사체 상에서 면내 균일하게, 확실하게 홀을 형성할 수 있는, 정밀도가 높은 전사는 용이하지는 않았다. 더구나, 2.5㎛ 이하의 직경도 홀의 형성에는, 큰 어려움이 있었다.
이 주된 이유는, 전사에 사용하는 노광기의 성능상의 제약이다. 현행의 많은 LCD 노광기는, i선, h선, g선을 포함하는 파장 영역(이하, 브로드 파장이라고도 함)을 갖는 노광광을 이용하고 있고, 상술한 바와 같이 해상 한계로서는, 3㎛ 정도이다. 이 상황 하에서, 예를 들어, 포토마스크의 전사용 패턴에 있어서, 직경이 2.5㎛ 이하, 나아가서는, 직경이 2.0㎛ 이하의 홀 패턴을 형성하기 위해서는, 당연 어려움이 있다. 그러나, 조만간, 이를 하회하는 1.5㎛ 이하의 직경도 홀 패턴의 전사도 요망된다고 생각된다.
그런데, 지금까지 반도체 장치 제조의 목적으로 개발되어 온, 해상성 향상을 위한 방법을, 표시 장치 제조에 그대로 적용하는 것으로는, 몇 가지의 문제가 있고, 적어도 조만간 이를 행하는 현실성은 그다지 크지 않다. 예를 들어, 반도체 장치 제조용과 같은 고NA(개구수)를 갖는 노광기로의 전환에는, 큰 투자가 필요하게 되어, 표시 장치의 가격과의 정합성에 어긋남이 생긴다. 혹은, 노광 파장의 변경(ArF 엑시머 레이저와 같은 단파장을, 단일 파장에서 사용함)에 대해서는, 비교적 대면적을 갖는 표시 장치에의 적용이 곤란한 것이나, 제조 택트가 연장되기 쉬운 문제 외에, 역시 상당한 투자를 필요로 하는 점에서 부적합하다.
따라서, 본 발명자는, 노광기의 성능에만 의존하는 것이 아니라, 포토마스크의 전사용 패턴에 고안을 추가함으로써, 3㎛ 미만의 패턴이어도, 정밀도가 높고, 확실하게 전사할 수 있는 방법을 검토하였다.
발명자들의 검토에 따르면, 미세 직경의 패턴이, 확실하게 전사할 수 없는 것의 요인의 하나로서, 이하의 점이 생각된다.
일반적으로, 포토마스크 기판의 전사용 패턴면은 이상적인 평면이 아니라, 또한, 피전사체도 이상적인 평면은 아니다. 또한, 노광기의 광학계의 포커스 에러 성분이 있으므로, 반드시 저스트 포커스 상태에서 전사가 행해지는 것은 아니다. 표시 장치 제조용의 포토마스크의 면적은 다양하지만, 일반적으로 반도체 장치 제조용보다 크다(예를 들어, 1변이 300㎜ 이상의 사각형). 또한, 피전사체(표시 패널 생산용 글래스 등)는 또한 대면적(예를 들어, 1변이 1000㎜ 이상의 사각형)이므로, 이들 표면의 요철이 있었다고 해도, 디포커스에 의한 전사성에의 영향이 작은 것이 긴요하다. 즉, 노광시의 포커스 마진(포커스 어긋남에 대한 여유도)이 커지는 포토마스크가 요구된다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어졌다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다. 본 발명은, 하기의 구성 1 내지 6인 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조용 포토마스크 및 하기의 구성 7인 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법이다.
(구성 1)
본 발명의 구성 1은, 투명 기판 상에 성막한, 적어도 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는, 투광부 또는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 0도 이상 90도 이하이고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 2)
본 발명의 구성 2는, 투명 기판 상에 성막한 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 노광에 의해 해상하지 않은 폭을 갖는 투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에는, 서로 실질적으로 위상차가 없고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 3)
본 발명의 구성 3은, 상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B/2, 또한 A≤C/2를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 구성 2에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 4)
본 발명의 구성 4는, 투명 기판 상에 성막한 반투광막과 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부와, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 90도 이하이고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 5)
본 발명의 구성 5는, 상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B, 또한 A≤C를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 구성 4에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 6)
본 발명의 구성 6은, 상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±2차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하지 않도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 7)
본 발명의 구성 7은, 상기 보조 패턴은, 상기 주패턴을 둘러싸서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 8)
본 발명의 구성 8은, 상기 피치 P는, 상기 노광기의 해상 한계가 B(㎛)일 때, 0.7B≤P≤1.3B인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 9)
본 발명의 구성 9는, 투명 기판 상에 성막한, 적어도 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는, 투광부 또는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 0도 이상 90도 이하이고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 하고,
상기 주패턴의 투과광이, 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포를 나타내는 광 강도 분포 곡선에 있어서, 주피크와, 상기 주피크에 가장 가까운, 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 Q(㎛)로 하고, 상기 주피크로부터 2번째로 가까운 제2 서브 피크와 상기 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 R(㎛)로 할 때,
Q≤P≤R
인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 10)
본 발명의 구성 10은, 투명 기판 상에 성막한, 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작고, 또한, 노광에 의해 해상하지 않은 폭을 갖는 투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에는, 서로 실질적으로 위상차가 없는 것을 특징으로 하는, 구성 9에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 11)
본 발명의 구성 11은, 상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B/2, 또한 A≤C/2를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 구성 10에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 12)
본 발명의 구성 12는, 투명 기판 상에 성막한, 반투광막과 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부와, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 구성 9에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 13)
본 발명의 구성 13은, 상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B, 또한 A≤C를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 구성 12에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 14)
본 발명의 구성 14는, 상기 보조 패턴의 폭을 A(㎛)로 할 때,
Q≤P±(A/2)≤R
인 것을 특징으로 하는, 구성 9 내지 구성 13 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 15)
본 발명의 구성 15는, 상기 보조 패턴은, 상기 주패턴을 둘러싸서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 구성 9 내지 구성 13 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
(구성 16)
본 발명의 구성 16은, 패턴 전사 방법으로서, 구성 1 내지 구성 5, 구성 9 내지 구성 13 중 어느 하나에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크를 사용하고, 표시 장치 제조용 노광기에 의해 피전사체 상에 패턴 전사하는 것을 특징으로 하는, 패턴 전사 방법이다.
본 발명의 포토마스크에 따르면, 표시 장치를 제조하기 위해, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을 전사할 때, 포커스 마진(포커스 어긋남에 대한 여유도)을 확대한 조건으로 전사를 행할 수 있다. 따라서, 포토마스크나 피전사체의 평탄도나 노광 광학계의 포커싱 상태의 영향을 받기 어려워, 안정적으로, 원하는 치수의 패턴을 전사할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제1 포토마스크의 일 형태이며, (a)는 전사용 패턴의 평면시, (b)는 전사용 패턴의 단면을 도시하는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 제2 포토마스크의 일 형태이며, (a)는 전사용 패턴의 평면시, (b)는 전사용 패턴의 단면을 도시하는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 의한 제1, 제2 포토마스크에 적용할 수 있는 주패턴 및 보조 패턴의 형상을 복수의 예에 대해서 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 의한 제2 포토마스크의 제조 방법의 일 양태를 공정순으로 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제1 포토마스크에 대한 광학 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이며, (a)는 포커스 마진에 관한 평가, (b)는 노광량 마진에 관한 평가, (c)는 목표 선폭(CD)을 달성하기 위해 필요한 기준 노광량 Eop에 관한 평가에 대해서, 각각 (d) 실시예 1, (e) 참고예 1, (f) 비교예 1의 결과를 도시한다.
도 6은 본 발명에 의한 제2 포토마스크에 대한 광학 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이며, (a)는 포커스 마진에 관한 평가, (b)는 노광량 마진에 관한 평가, (c)는 목표 선폭(CD)을 달성하기 위해 필요한 기준 노광량 Eop에 관한 평가에 대해서, 각각 (d) 실시예 2, 도 5의 (e)의 참고예 1, 도 5의 (f)의 비교예 1의 결과를 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 제1 포토마스크를 사용하였을 때에, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴 형상(단면 형상)에 대한, 광학 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 제2 포토마스크를 사용하였을 때에, 피전사체 상에 형성되는 레지스트 패턴 형상(단면 형상)에 대한, 광학 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 제1 또는 제2 포토마스크의 주패턴을 투과한 노광광이, 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포를 나타내는, 광 강도 분포 곡선을 도시하는 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3의 홀 패턴에 의한 광 강도 분포 곡선의 상세를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예 4의 홀 패턴에 의한 광 강도 분포 곡선의 상세를 도시하는 도면이다.
본 발명의 포토마스크는, 표시 장치 제조용의 포토마스크로서, 기존의 노광기를 사용하면서, 종래 불가능하였던 미세한 패턴을 전사 가능한 포토마스크이며, 구체적으로는, 노광시의 포커스 어긋남에 대한 여유도(마진)가 크다.
본 발명의 구성 1에 의한 포토마스크는, 투명 기판 상에 성막한, 적어도 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는, 투광부 또는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 0도 이상 90도 이하이고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있다.
즉, 투명 기판 상에는, 차광막, 또는 차광막과 다른 막이 성막되어 있을 수 있다. 다른 막으로서는, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막일 수 있다. 물론, 이하에 서술하는 본 발명의 작용을 방해하지 않는 범위에서, 그 밖의 막이 존재해도 좋다.
또한, 투광부는 투명 기판이 노출된 것인 것이 바람직하다. 상기 막 구성에 따라서, 보조 패턴은 투광부로 하는 것도, 반투광부로 하는 것도 가능하다.
구체적으로는, 본 발명에 의한 제1 포토마스크는, 투명 기판 상에 성막한 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과,
상기 주패턴의 주변에 배치된, 노광에 의해 해상하지 않은 폭을 갖는 투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
상기 주패턴을 투과한 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과한 노광광에는, 서로 실질적으로 위상차가 없고,
상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때,
상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의한 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서는, 주패턴 및 보조 패턴이 모두 투광부로 이루어진다. 따라서, 주패턴, 보조 패턴의 모두, 투명 기판 표면이 노출된 것으로 할 수 있어, 양자 서로 위상차가 실질적으로 존재하지 않는다.
단, 주패턴, 보조 패턴 중 어느 하나에, 어떠한 기능을 갖는 막을 형성한 경우라도, 양자의 위상차가 실질적으로 없다. 실질적으로 위상차가 없는 것은, 위상차가 30도 이하인 것을 말한다.
이 제1 포토마스크는, 예를 들어 도 1에 예시하는 바와 같은 구성으로 할 수 있다.
도 1에 있어서, 제1 포토마스크는 투명 기판(10) 상에 형성한 차광막(20)을 패터닝함으로써, 주패턴(31), 보조 패턴(32)을 형성하여 이루어진다. 주패턴(31), 보조 패턴(32)은 투광부로서 작용하고, 남아있는 차광막(20)은 차광부로서 작용한다.
본 발명은, 직경이 4㎛ 이하인 홀 패턴을, 주패턴으로서 피전사체 상에 형성하기 위한 포토마스크로서 유용한 것이다. 본 발명은, 특히, 직경이, 사용되는 노광기의 해상 한계 이하, 구체적으로는 직경이 3㎛ 이하인 주패턴을 피전사체 상에 형성하는 것에 유리하다. 또한, 직경이 2.5㎛ 이하, 혹은, 2.0㎛ 이하인 주패턴을 피전사체 상에 형성하는 경우에, 특히 발명의 효과가 현저하다. 단, 주패턴 직경은 1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
이로 인해, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴도, 상기와 같은 미세 직경의 주패턴을 갖는다. 즉, 주패턴 직경은, 4㎛ 이하이고, 바람직하게는, 3㎛ 이하, 나아가서는 2.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0㎛ 이하이다. 단, 주패턴 직경은 1㎛ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 의해, 피전사체 상의 포토레지스트 막에 대해, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴이 갖는 주패턴 직경과 다른 직경의 주패턴을 형성해도 좋다. 예를 들어, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴의 주패턴 직경보다도, 작은 직경을 갖는 주패턴을, 피전사체 상의 포토레지스트 막에 형성할 수 있다.
또한, 도 1에 도시하는 포토마스크에서는, 주패턴이 정사각형이다. 단, 주패턴의 형상은 이에 한정되지 않고, 원이나 다각형, 예를 들어 정2n각형(n은 2 이상의 정수)일 수 있다(도 3 참조). 여기서, 주패턴 직경이란, 주패턴이 원 직경일 때는 그 직경, 정사각형일 때는 그 1변의 길이, 그 밖의 다각형일 때는, 내접원의 직경이라고 한다.
보조 패턴은 주패턴의 주변에 배치된다. 바람직하게는, 보조 패턴은 주패턴의 주위를 둘러싸서 형성된다. 보조 패턴의 바람직한 형상에 대해서는 후술한다.
한편, 보조 패턴의 폭은, 주패턴 직경보다도 작고, 또한, 노광기에 의해 해상되지 않는 폭이다. 따라서, 보조 패턴의 폭은, 3㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 보조 패턴의 폭은, 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보조 패턴의 폭의 결정은, 예를 들어 이하와 같이 행할 수 있다.
우선, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B/2, 또한 A≤C/2를 충족시키는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 주패턴 직경 C(㎛)가 노광기의 해상 한계 B(㎛) 이상의 치수인 경우에는, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 노광기의 해상 한계 B(㎛)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 보다 바람직하게는 노광기의 해상 한계 B(㎛)의 1/3 이하이고, 더욱 바람직하게는 B/5≤A≤B/3이다.
한편, 주패턴 직경 C(㎛)가 노광기의 해상 한계 B(㎛) 미만의 치수인 경우에는, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 주패턴 직경 C(㎛)의 1/2 이하인 것이 바람직하다. 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 보다 바람직하게는 주패턴 직경 C(㎛)의 1/3 이하이고, 더욱 바람직하게는 C/5≤A≤C/3이다.
보조 패턴의 폭이 지나치게 크면, 해상하고, 피전사체 상에 전사해 버리는 리스크가 있고, 후술하는 레지스트 로스(resist loss)의 원인이 되기 쉽다. 또한, 보조 패턴의 폭이 지나치게 작으면, 후술하는 효과가 불충분해지는 동시에, 치수 정밀도가 얻기 어렵다.
보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이것은, 0.5㎛ 미만의 선폭(CD)을 갖는 패턴은, 포토마스크 제조시의 묘화나 포토레지스트의 현상(이하, 포토레지스트를, 간단히 레지스트라고도 함), 에칭 프로세스에 있어서, 균일하게 형성하는 것이 용이하지 않기 때문이다.
구체적인 파라미터의 예로서는, 직경이 2 내지 4㎛의 고립한 홀을, 피전사체 상에 형성하고자 하는 경우, 전사용 패턴의 주패턴 직경 C(㎛)를 2 내지 4㎛로 하고, 보조 패턴의 폭은 0.5 내지 1.5㎛, 피치 P를 3 내지 5㎛의 범위로 할 수 있다. 이때 사용하는 노광기는, LCD용의 노광기이다. 따라서, 보조 패턴의 폭은, 노광기의 해상 한계 이하의 치수가 된다. 피치 P에 대해서는 이후에 설명한다.
본 발명의 포토마스크를 사용하여, 전사용 패턴을 전사할 때에 사용하는 노광기로서는 이하의 것을 들 수 있다. 즉, 표시 장치 제조용[LCD용 혹은 FPD(Flat Panel Display)용 등]으로서 사용되는, 등배(等倍) 노광용의 노광기이고, 그 구성은 광학계의 개구수(NA)가 0.08 내지 0.10, 코히어런스 팩터(coherence factor)(σ)가 0.7 내지 0.9, i선, h선, g선을 노광광에 포함하는 광원(브로드 파장 광원이라고도 함)을 갖는 것이다. 특히 광학계의 개구수 NA가 0.08 내지 0.09, 또는 0.08 내지 0.095일 때에, 발명의 효과가 현저하다.
또한, 본 발명의 포토마스크는 보조 패턴에 의해 생기는 회절광을 효과적으로 이용하기 때문에, 코히어런스 팩터가 비교적 큰(예를 들어, 0.85 내지 0.9) 경우에, 특히 효과가 현저하다.
단, 본 발명의 포토마스크의 노광에는, i선, h선, g선 중 어느 하나의 단일 파장을 이용해도 좋다. 또한, 본 발명은 브로드 파장 광원을 사용해도, 미세 직경의 홀 패턴이 확실하게 전사 가능한 점에서 의의가 크다. 이에 의해, 피전사체의 면적이 커져도(예를 들어, 1변이 300㎜ 이상의 사각형 등), 생산 효율을 떨어뜨리지 않고 노광을 행할 수 있다.
적용하는 노광기의 광원 형상에 특별히 제약은 없다. 예를 들어, 광원으로부터 출사되는 조명광 중, 포토마스크에 대한 수직 성분을 커트하는 목적의 변형 조명(윤대 조명을 포함하는 경사입사 조명)을 적용함으로써, 양호한 전사성이 얻어진다. 단, 본 발명은, 특정한 출사광 성분을 제한하지 않는 일반적인 형상(비변형)의 조명(수은 램프 등)으로도, 발명의 효과가 얻어져, 이 점에서 의의가 크다.
노광기의 해상 한계란, 노광기가 갖는 광학계의 사양 및 사용하는 소정의 광원을 포함하는 노광 조건 하에서, 그 노광기가 해상할 수 있는 최소의 폭을 말한다. 개개의 노광기 제품 사양의 하나로서, 공표되어 있는 경우가 많다. 예를 들어, 일반적으로, 표시 장치 제조용(LCD용 혹은 FPD용 등)으로서의 노광기에 있어서, i선, h선, g선을 포함하는 노광 광원을 사용하였을 때의 해상 한계는, 3㎛ 정도이다.
도 1에 도시하는 제1 포토마스크는, 투명 기판 상에 형성한 차광막을, 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하고, 형성한 것이다. 중앙에, 주패턴으로서 정사각형의 홀 패턴이 배치되어 있다. 주패턴의 부분은, 투명 기판이 노출된 투광부로서 형성되어 있다. 또한, 이 주패턴의 주변에, 미세 폭의 보조 패턴이 설치되고, 이 보조 패턴이 주패턴을 둘러싸서 배치되어 있다. 보조 패턴도, 투명 기판이 노출된 투광부로서 형성되어 있다. 따라서, 주패턴 및 보조 패턴을 투과하는 노광광은, 서로 위상차가 없다.
주패턴의 중심과, 보조 패턴의 폭의 중심과의 거리를, 피치 P(㎛)로 한다. 이 피치 P는, 이하와 같이 설계된다.
즉, 이 포토마스크를 상기 노광기에 세트하고, 노광하였을 때, 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의해 생기는 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있다.
±1차의 회절광이 입사한다고 함은, +1차와 -1차의 양쪽이 입사하는 것을 의미한다. ±1차보다 차수가 큰 회절광(예를 들어 ±2차 회절광)이, 노광기의 광학계에 입사하는 피치 P의 설정으로도 상관없다. 단 ±1차의 회절광은, 후술하는 포커스 마진을 확대하는 효과가 가장 높기 때문에, 실질적으로 ±2차 또는 그보다 차수가 큰 회절광이 입사하지 않는 조건으로 설계하는 것이 바람직하다. 즉 ±1차 회절광이, 노광기의 광학계에 입사하고, 또한, 이 ±1차광의 회절각이 충분히 크고, 그 간섭 효과를 크게 살릴 수 있는 설계가 바람직하다. ±2차 회절광이 입사하는 경우, 주패턴과 보조 패턴이 지나치게 이격되어, 간섭의 힘이 약해지는 경향이 있다.
또한, 0차광이 노광기의 광학계에 입사해도 좋다. 단, 포커스 마진의 확대[초점면의 변동에 대해서, 상(像)의 열화가 작음]라고 하는 효과에 기여하는 것은 ±1차광 이상이므로, 이 회절광에 대해서, 광학계에 입사하는 0차광이 있는 경우에는 그 강도는, ±1차 회절광에 대해서, 상대적으로 작은 것이 바람직하다.
또한, 피치 P의 결정은, 이하에 따라서 행하는 것이 바람직하다. 즉, 주패턴의 투과광이, 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포를 나타내는 광 강도 분포 곡선에 있어서, 주피크와, 상기 주피크에 가장 가까운, 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 Q(㎛)로 하고, 상기 주피크로부터 2번째로 가까운 제2 서브 피크와 상기 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 R(㎛)로 할 때, Q≤P≤R로 하는 것이 바람직하다.
도 9는, 주패턴을 투과하는 노광광이 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포를 나타내는, 광 강도 분포 곡선이다. 여기서, 중앙이 가장 높은 피크를 주피크, 그 양측에 대칭으로 발생하는 서브 피크를, 주피크에 가까운 측으로부터, 제1 서브 피크, 제2 서브 피크, …이라고 한다.
주피크와 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 Q(㎛)로 하고, 제2 서브 피크와 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 R(㎛)로 한다. 이때, 피치 P(㎛)는,
Figure 112014088436514-pat00001
을 충족시키는 것이 바람직하다.
즉, 보조 패턴의 중심 위치가, 제1 서브 피크를 형성하는 산형의 커브와 겹치는 어느 하나의 위치에 있다. 또한, 보다 바람직하게는, 보조 패턴의 폭 전체가, 제1 서브 피크를 형성하는 산형의 커브의 일부와 겹치는 위치에 있을 수 있다.
즉,
Figure 112014088436514-pat00002
이다. A(㎛)는, 보조 패턴의 폭이다.
또한, 피치 P는, 상기 노광기의 해상 한계가 B(㎛)일 때, 0.7B≤P≤1.3B인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 피치 P는, 0.8B≤P≤1.2B이다. 또한, 가공성의 점으로부터, 주패턴과 홀 패턴 사이에는, 0.5㎛ 이상의 차광부가 있는 것이 바람직하다.
도 1에 도시하는 제1 포토마스크는 석영 등의 투명 기판 상에, 차광막을 성막하고, 패터닝하고, 차광부와 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 형성한 것이다. 제조 방법은, 공지의 바이너리 마스크의 제조 방법을 적용할 수 있다.
여기서 차광막은, 노광광을 실질적으로 차광하는(광학 농도 OD가 3 이상) 막인 경우 외에, 노광광의 투과율이 20％ 이하의 막이어도 좋다. 차광막으로서, 바람직하게는 OD3 정도 이상의 차광성이 있는 것을 사용한다. 또한, 차광막이 노광광을 일부 투과하는 경우에는, 그 차광막이 갖는, 노광광의 위상 시프트량은, 90도 이하로 하고, 보다 바람직하게는 60도 이하로 한다.
차광막의 소재는, Cr 또는 Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물 또는 산화질화탄화물 등) 외에, Ta, Mo, W 또는 그들의 화합물(상기 금속 실리사이드를 포함함) 등을 사용할 수 있다.
여기서, 노광광이란, 본 발명의 포토마스크를 사용해서 패턴 전사를 행할 때에 사용하는 노광기의 노광광이다. 구체적으로는, 노광광은, i선, h선, g선을 포함하는 파장 영역을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 피전사체의 면적이 커져도(예를 들어, 1변이 300㎜ 이상의 사각형 등), 생산 효율을 떨어뜨리지 않고 노광을 행할 수 있다. 또한, 이미 상술한 바와 같이, 노광광으로서 i선, h선, g선 중 어느 하나를 단독으로 사용해도 좋다.
차광막의 노광광 투과율이란, 투명 기판의 노광광 투과율을 100％로 한 경우의, 차광막이 형성된 투명 기판의 투과율이며, 노광에 사용하는 광의 대표 파장에 대한 것이라고 정의할 수 있다. 상기 노광광의 대표 파장은, i선, h선, g선 중 어느 것이어도 좋지만, 예를 들어 g선으로 할 수 있다.
차광막의 위상 시프트량이란, 투명 기판을 투과하는 광과, 상기 차광막이 형성된 투명 기판을 투과하는 광과의 상호의 위상차이다. 위상 시프트량이 「90도 이하」란, 라디안 표기하면, 상기 위상차가 「(2n-1/2)π 내지 (2n+1/2)π(n은 정수)」인 것을 의미한다. 상기와 마찬가지로, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 위상 시프트량으로서 계산할 수 있다.
본 발명에 의한 제1 포토마스크는, 차광막이 성막된 투명 기판으로 이루어지는 포토마스크 블랭크를 사용해서 제조할 수 있다. 즉, 그 제1 포토마스크는, 패터닝된 소정의 차광막을 갖는 투명 기판으로 이루어지는 포토마스크로 할 수 있다. 따라서, 이 포토마스크가 갖는 전사용 패턴이 있어서, 주패턴 및 보조 패턴 이외의 영역은, 차광부로 이루어진다. 본 발명에 의한 제1 포토마스크는, 소위 위상 반전 효과가 있는, 위상 시프트막(노광광에 대한 위상 시프트량이 실질적으로 180도인 것)을 불필요로 하면서, 전사시의 포커스 마진의 증가를 달성할 수 있다.
본 발명에 의한 제1 포토마스크는, 표시 장치 제조용으로서 유용하다. 구체적으로는, LCD(액정 표시) 장치, 유기 EL 표시 장치, PDP(플라즈마 디스플레이 패널) 등을 제조하기 위한 포토마스크이다.
이러한 용도의 전사용 패턴에는, 고립한 홀 패턴이 필요한 장면이 많다. 본 발명에 의한 제1 포토마스크에 있어서의 주패턴은, 고립한 홀 패턴일 때에 발명의 효과가 현저하다. 고립한 패턴이란, 동일 형상의 패턴이 규칙적으로 배열되고, 또한 서로의 투과광이 서로 간섭하는 상태에 있는 전사용 패턴(밀집 패턴이라고도 함)과는 서로 다르고, 그와 같은 동일 형상의 패턴의 배열을 형성하지 않는 것을 말한다.
도 1에 도시하는 보조 패턴의 형상은, 8각형띠이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 보조 패턴의 형상은, 주패턴인 홀 패턴의 주변에 있어서, 홀 패턴의 주위를 둘러싸는 것인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 홀 패턴의 중심에 대해서, 3회 대칭 이상의 회전 대상의 형상으로 일정한 폭을 부여한 것인 것이 바람직하다. 바람직한 주패턴과 보조 패턴의 형상을, 도 3에 예시한다. 주패턴의 디자인과 보조 패턴의 디자인은 서로 도 3의 (a) 내지 (f)의 다른 것을 조합해도 좋다.
예를 들어, 보조 패턴의 외주가, 정사각형, 정6각형, 정8각형, 정10각형 등, 정2n각형(n은 2 이상의 정수) 또는 원형인 경우는 바람직한 양태이다. 그리고, 보조 패턴의 외주와 내주는, 거의 평행할 때의 형상, 즉, 거의 일정 폭을 갖는 다각형 또는 원형의 띠와 같은 형상이 바람직하다. 이 형상을, 다각형띠 또는 원형띠라고도 부른다.
보조 패턴은 홀 패턴의 주변에 있어서, 그 주위의 대부분을 둘러싸는 것이어도 좋다. 예를 들어, 보조 패턴의 형상은, 상기 다각형띠 또는 원형띠의 일부가 결락된 형상이어도 좋다. 보조 패턴의 형상은, 예를 들어, 도 3의 (f)와 같이, 사각형띠의 각부가 결락된 형상이어도 좋다.
또한, 본 발명자의 검토에 따르면, 도 3에 예시되는 형상에 있어서, 패턴 형성 정밀도(CD 등)가 유리한 점에서, (b), (f)가 바람직하고, 이들 (b), (f) 중, 포커스 마진 향상 효과로서는 (b)가 유리하였다.
다음으로, 본 발명에 의한 제2 포토마스크에 대해서 설명한다. 본 발명에 의한 제2 포토마스크는, 이하와 같은 특징을 갖는다.
즉, 본 발명에 의한 제2 포토마스크는, 투명 기판 상에 성막한 반투광막과 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부와, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서, 상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 4㎛ 이하인 주패턴과, 상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고, 상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 90도 이하이고, 상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 할 때, 상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광에 의해 생기는 광의 간섭에 의해 생기는, ±1차의 회절광이, 상기 노광에 사용하는 노광기의 광학계에 입사하도록, 상기 피치 P가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크이다.
이 제2 포토마스크는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같은 구성으로 할 수 있다.
제2 포토마스크는, 도 1에서 설명한 제1 포토마스크에 대해서, 이하의 점에서 상위한다. 즉, 제1 포토마스크에 있어서는 보조 패턴(32)이, 투명 기판(10)이 노출된 투광부로서 형성되어 있었던 것에 반해, 제2 포토마스크에 있어서는 보조 패턴(32')이 노광광을 일부 투과하는 반투광부로서 형성되어 있는 점이다. 이 반투광부는 투명 기판(10) 상에 반투광막(40)이 형성되어 이루어진다.
여기서, 반투광부로 이루어지는 보조 패턴의 노광광 투과율은, 투광부로 이루어지는 것에 비해, 그것을 둘러싸는 차광부의 노광광 투과율과 가까우므로, 피전사체 상에 해상되기 어렵다. 따라서, 제2 포토마스크의 경우, 제1 포토마스크보다도, 보조 패턴의 폭의 설계 자유도가 넓다. 즉, 제1 포토마스크에 있어서의 보조 패턴보다, 보조 패턴의 폭을 크게 할 수 있는 점에 상위가 있다. 이것은, 미세한 보조 패턴을, CD 정밀도 높게 형성할 때의 패터닝 난이도를 고려하면, 큰 의의가 있다. 즉, 제2 포토마스크에 있어서의 보조 패턴의 폭은, 반드시 소위 노광기의 해상 한계로서 공표되어 있는 수치 이하일 필요는 없다.
제2 포토마스크의 보조 패턴의 폭은, 이하와 같이 결정할 수 있다.
우선, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B, 또한 A≤C를 충족시키는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 주패턴 직경 C(㎛)가 노광기의 해상 한계 B(㎛) 이상의 치수인 경우에는, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 노광기의 해상 한계 B(㎛) 이하인 것이 바람직하다. 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 보다 바람직하게는 노광기의 해상 한계 B(㎛)의 1/2 이하이고, 더욱 바람직하게는 B/5≤A≤B/2이다.
한편, 주패턴 직경이 노광기의 해상 한계 B(㎛) 미만의 치수인 경우에는, 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 그 주패턴 직경 C(㎛) 이하인 것이 바람직하다. 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 보다 바람직하게는 주패턴 직경 C(㎛)의 1/2 이하이고, 더욱 바람직하게는 C/5≤A≤C/2이다. 이 보조 패턴 폭 A(㎛)는 0.5㎛ 이상인 것이 바람직하다.
제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 외에 반투광부가 존재하므로, 그 제법이 제1 포토마스크보다 조금 복잡해진다. 제2 포토마스크의 제조 과정을 도 4에 도시한다.
즉, 투명 기판(10) 상에 반투광막(40) 및 차광막(20)이 순서대로 형성되고, 또한 레지스트막(50)이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다[도 4의 (a)]. 다음에, 레지스트막(50)(제1 레지스트)에 제1 묘화를 실시한다. 이를 현상하고, 형성된 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 차광막(20)을 에칭함으로써, 차광부가 획정된다[도 4의 (b)].
제1 레지스트 패턴을 박리[도 4의 (c)]한 후, 다시, 레지스트막(60)(제2 레지스트막)을 표면에 도포 형성하고[도 4의 (d)], 제2 레지스트 패턴을 형성하기 위한 제2 묘화를 행한다. 이것은, 반투광막(40)을 에칭하고, 투광부를 형성하기 위한 묘화 데이터를 사용해서 행한다. 이때, 상기 묘화 데이터는 주패턴의 주위에서, 제2 레지스트 패턴의 엣지를 약간 후퇴시키고, 차광막(20)의 엣지가 노출되도록 가공해 둔다. 그리고, 현상 후, 형성된 제2 레지스트 패턴과 차광부의 엣지를 마스크로 하여, 반투광막(40)을 에칭[도 4의 (e)]하고, 투광부를 형성한다. 이에 의해, 형성되는 투광부는, 앞서 획정된 차광부의 위치에 대해서, 정확한 위치에 셀프 얼라인먼트(self alignment)된다. 이하, 도 4의 방법과 같이, 투명 기판 상에 직접, 반투광막을 형성하는 방법을, 선부법(先付法)이라고도 한다.
제2 레지스트 패턴을 박리하면, 본 발명의 제2 포토마스크가 완성된다[도 4의 (f)].
이와 같이, 본 발명의 제2 포토마스크는, 바람직하게는, 전사용 패턴에 있어서, 주패턴과 보조 패턴을 제외한 영역은 차광부로 이루어진다.
또한, 상기 제법 이외의 제법으로서, 투명 기판 상에 차광막을 형성해서 이를 패터닝하고, 계속해서 전체면에 반투광막을 형성해서 패터닝하는 방법도 적용 가능하다[이를 후부법(後付法)이라고도 함]. 단, 2회의 묘화의 얼라인먼트 어긋남을 방지하는 관점에서, 선부법을 적용하는 것이 바람직하다.
제2 포토마스크에 사용하는 차광막의 소재는, 제1 포토마스크와 마찬가지로, Cr 또는 Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등) 외에, Ta, Mo, W 또는 그들의 화합물(상기 금속 실리사이드를 포함함) 등을 사용할 수 있다.
또한, 제2 포토마스크에 사용하는 반투광막의 소재는, Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물 또는 산화질화탄화물 등), Si 화합물(SiO2, SOG), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 산화질화물 등) 외에, TiON 등의 Ti 화합물을 사용할 수 있다.
단, 선부법을 적용하는 것을 고려하면, 반투광막과 차광막은, 서로 에칭 선택성이 있는 소재를 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 반투광막의 에천트에 대해서 차광막이 내성을 갖고, 차광막의 에천트에 대해서 반투광막이 내성을 갖는 것이 요망된다.
이 관점에서는, 차광막의 소재에, Cr 또는 Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등)을 선택한 경우에는, 반투광막의 소재로서는, Si 화합물(SiO2, SOG), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 산화질화물 등)을 사용하는 것이 적절하다. 또한 이 반대이어도 좋다.
제2 포토마스크에 사용하는 반투광막은, 노광광 투과율이 20 내지 80％인 것이 바람직하다. 이 노광광 투과율은 투명 기판의 투과광에 대해서, 반투광막을 형성한 투명 기판의 투과율이고, 제1 포토마스크에 있어서 설명한 것과 마찬가지로, 노광광의 대표 파장에 대한 것으로 할 수 있다. 제2 포토마스크에 사용하는 반투광막은, 보다 바람직하게는 노광광 투과율이 30 내지 60％이다.
또한, 보조 패턴은 미세 선폭이므로, 패턴을 형성한 상태에서 이 부분의 노광광 투과율을 측정하는 것이 어렵다(광의 회절의 영향을 받기 때문에, 선폭에 의해, 주위 패턴으로부터의 영향을 받고, 실제로 투과하는 광량이 크게 변동됨). 따라서, 보조 패턴의 노광광 투과율로서는, 이 보조 패턴의 폭을 충분히 크게 한 경우를 가정하고, 주위 패턴의 영향을 받지 않는 상태를 상정한 경우의 투과율을 말하는 것으로 하고, 투명 기판의 노광광 투과율을 100％로 한 경우의 상대값이다. 반투광막의 노광광 투과율이라고 하는 경우도 동의이다.
또한, 제2 포토마스크에 사용하는 반투광막의, 노광광에 대한 위상 시프트량은, 90도 이하이고, 바람직하게는 60도 이하이다. 위상 시프트량에 대한 정의는, 제1 포토마스크에 있어서 행한 설명과 마찬가지이다.
본 발명에 의한 제2 포토마스크는, 패턴의 경계에 있어서, 반전하는 위상(위상차 180도)의 광에 의한 간섭(상쇄) 작용을 사용한, 소위 위상 시프트 마스크와는 달리, 반전 위상의 광을 실질적으로 사용하는 것을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명에 있어서, 보조 패턴 부분의 반투광막에 위상 시프트량 180도의 것을 이용하면, ±1차 회절광의 회절각이 좁아진다. 따라서, ±1차 회절광의 회절각을 충분히 크게 하고, 게다가, ±1차 회절광을 노광기의 광학계에 입사시킴으로써 얻어지는 본 발명의 효과가, 위상 시프트 마스크에 있어서는 충분히 얻어지지 않는 경향이 있다.
또한, 반전 위상의 광에 의한 간섭 작용을 사용하는 것을 필요로 하지 않는 점에 대해서는, 본 발명의 제1 포토마스크도 마찬가지이다.
제2 포토마스크의 그 밖의 특징에 대해서는, 제1 포토마스크와 공통되므로, 중복 설명을 생략한다. 예를 들어, 노광에 사용하는 바람직한 노광기의 광학 특성(NA, σ를 포함함), 노광광의 파장, 보조 패턴의 피치의 결정에 관한 바람직한 조건(수학식 1, 2를 포함함), 주패턴, 보조 패턴의 바람직한 형상 등에 대해서는, 제1, 제2 포토마스크 중 어느 쪽에도 적합하다.
또한, 본 발명은, 제1 포토마스크, 또는 제2 포토마스크를 사용하고, 표시 장치 제조용 노광기에 의해, 피전사체 상에 전사용 패턴을 전사하는 방법도 포함한다.
본 발명의 제1, 제2 포토마스크는, 상술한 바와 같이, 주패턴과 보조 패턴의 협동에 의해 형성되는 ±1차 회절광을, 노광기의 광학계에 입사시키는 특징을 갖는다. ±1차광은, 피전사면의 소정 위치에 있어서(가령 피전사체의 XY면 상에 요철이 있고, 피전사면이 Z 방향으로 위치 변위하고 있었다고 해도), 항상 위상이 같고, 간섭면이 양호한 포커스 마진을 갖는다. 이로 인해, 이 2광속을 유효하게 이용해서 레지스트를 감광시킨다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 포토마스크에는, 포커스 마진을 확대하는 효과 외에, 노광기에 생기기 쉬운, 노광량의 변동에 대한 마진을 확대하고, 또한, 필요한 조사광량을 저감시키는 효과도 있는 것이, 본 발명자의 검토에 의해 명백하게 되었다.
보조 패턴의 노광광 투과율이 높은 제1 포토마스크에서는, 포커스 마진이 높아지는 이점이 특히 현저하다. 한편, 보조 패턴의 노광광 투과율이 상대적으로 낮은 제2 포토마스크에서는, 피전사체 상에 형성되는 레지스트의 로스가 생기기 어려운 장점 외에, 정밀한 가공이 용이한 점에서 의의가 크다.
또한, 제1, 제2 포토마스크에 있어서, 위상 반전 효과가 있는 위상 시프트 막을 불필요로 하면서, 상기 포커스 마진 증가의 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 상술한, 제1, 제2 포토마스크의 구성에 대해, 부가적인 광학막이나 기능성막이 존재해도 좋다. 또한, 차광막의 표면에, 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지층을 구비하는 등, 원하는 층 구성을 갖는 막을 이용해도 좋다.
<실시예>
(실시예 1)
도 1에 도시하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크(본 발명의 제1 포토마스크)를 사용하고, 노광을 행하였을 때의 전사성에 관해, 광학 시뮬레이션을 행하고, 평가하였다.
시뮬레이션에 있어서 적용한 조건은, 이하와 같다.
노광기의 광학계:개구수(NA):0.085
코히어런스 팩터(σ):0.9
노광광의 파장(각 파장의 상대 강도) g:h:i=1:0.8:0.95
주패턴(투광부)=정사각형의 홀 패턴. 1변의 길이(직경 C)=2㎛
보조 패턴(투광부):주패턴을 둘러싸는 8각형띠. 폭(A)=1㎛
차광부는 OD3 이상의 차광성을 갖는 차광막에 의해 형성.
피치 P는 3.0 내지 5.0㎛[도 5의 (d)].
비교예 1의 포토마스크[도 5의 (f)]에 있어서의 전사용 패턴은, 보조 패턴이 없는 것을 제외하고, 실시예 1의 포토마스크와 동일하다. 또한 참고예 1의 포토마스크[도 5의 (e)]에 있어서의 전사용 패턴은, 비교예 1의 포토마스크의 주패턴 직경을 2.5㎛로 한 것이다.
<1-1 포커스 마진>
초점 심도(DOF) 등, 리소그래피의 퍼포먼스를 평가하는 방법으로서, 프로세스 윈도우를 사용하는 것이 알려져 있다. 여기서는, 횡축을 초점 위치(㎛), 종축을 노광량(mJ/㎠ 등)으로 하고, 노광 및 프로세스를 행한 결과, 허용하는 선폭 변동(목표 선폭의 ±10％ 이내)이 되는 영역을 프로세스 허용 범위로 한다. 또한, 프로세스 허용 범위 내에서, 기준 초점 위치(0㎛)에 있어서 목표 선폭대로 전사되기 위한 노광량을 Eop(기준 노광량)로 한다. 프로세스 허용 범위 내에서 기준 초점 위치 또한 기준 노광량을 중심으로 하여, 면적이 최대가 되는 직사각형으로 초점 오차 허용량(포커스 마진) 및 노광량 오차 허용량(노광량 마진)을 나타낼 수 있다. 이때, 직사각형의 폭은 포커스 마진, 높이는 허용되는 노광량 마진이 된다.
따라서, 어느 피치 P에 대한, 포커스 마진의 값을, 피치 P의 값마다 플롯한 것이 도 5의 (a)이다. 또한, 후술하는 도 6의 (a)도 마찬가지의 도면이다.
도 5의 (a)에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 제1 포토마스크에 따르면, 피치 P가 3 내지 5㎛의 어떠한 경우에도, 비교예 1에 도시하는 보조 패턴이 없는 포토마스크보다도, 포커스 마진이 큰 것을 알 수 있다. 본 발명의 제1 포토마스크는, 특히 피치 P가 3 내지 4㎛일 때에, 포커스 마진이 20㎛를 초과하고, 매우 유리한 것을 알 수 있다. 본 발명의 제1 포토마스크는 또한, 피치 P가 3 내지 4㎛의 영역에서는, 주패턴 직경이 큰 참고예 1과 비교해도, 포커스 마진이 유리한 것을 알 수 있다.
<1-2 노광량 마진>
상기와 마찬가지로, 프로세스 윈도우를 사용하고, 어느 피치 P에 대한, 노광량 마진(EL 마진)의 값을, 피치 P의 값마다 플롯한 것이 도 5의 (b)이다. 또한, 후술하는 도 6의 (b)도 마찬가지의 도면이다.
도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 실시예 1의 결과는, 피치 P가 4 내지 5㎛의 영역에 있어서, 비교예 1보다도 유리한 것을 알 수 있다. 따라서, 이 영역에서는 포커스 변동에 대한 여유도가 클 뿐만 아니라, 노광기에 의한 조사광량의 변동에 대해서도, 거의 영향을 받지 않고, 원하는 패턴을 전사할 수 있는 것을 알 수 있다.
<1-3 기준 노광량(Eop)>
프로세스 윈도우에 있어서, 기준 초점 위치(0㎛)에서 목표 선폭에 패턴이 전사되기 위한 노광량을 Eop로 하고, 어느 피치 P에 대한, Eop의 값을 피치 P의 값마다 플롯한 것이 도 5의 (c)이다. 후술하는 도 6의 (c)도 그래프의 구성은 동일하다.
도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 실시예 1의 포토마스크는, 비교예 1의 포토마스크에 비교하여, 약 10 내지 20％ 적은 조사광량으로 전사할 수 있는 것을 알 수 있다. 이 점도, 본 발명의 우수한 작용 효과이다. 또한, LCD용 노광기에서는, 포토마스크가 갖는 면적에 일정한 조사광량을 부여하는 노광을 행할 때에, 전체면 일괄 조사가 아니라, 주사 노광을 채용하므로, 필요한 조사광량의 감소는 생산 택트의 감소를 의미하고, 생산성 상에서는 큰 의의가 있다.
<1-4 레지스트 패턴 단면 형상>
도 7에는, 본 발명의 제1 포토마스크를 사용하여, 피전사체 상의 레지스트막(포지티브형 포토레지스트)을 노광하였을 때에, 얻어지는 레지스트 패턴의 단면 형상을 도시한다. 이것은, 프로세스 윈도우에 있어서의, 기준 초점 위치 또한 기준 노광량(Eop)에서의 레지스트 패턴 단면 형상을 피치 P마다 나타낸 것이다. 또한, 후술하는 도 8도 동일한 지표로 레지스트 패턴 단면 형상을 도시한다.
도 7로부터 명백해진 바와 같이, 주패턴에 대응하는 위치에, 소정대로(직경 2.0㎛)의 홀 패턴이 형성되어 있다. 또한, 홀 패턴의 외측에, 보조 패턴에 기인하는 오목부(레지스트 로스)가 생겨 있고, 피치 P가 미소하게 됨에 따라서 이 오목부의 위치도 주패턴에 근접한다. 단, 피전사체의 가공(즉, 이 레지스트 패턴의 하층측에 있는 박막의 에칭 가공)을 행할 때에는, 일반적으로 이용되는 웨트 에칭에 의해, 필요한 패턴 형성이 가능하다.
(실시예 2)
도 2에 도시하는 전사용 패턴을 갖는 포토마스크(본 발명의 제2 포토마스크)를 사용하고, 노광을 행하였을 때의 전사성에 관해, 광학 시뮬레이션을 행하고, 평가하였다.
시뮬레이션에 있어서 적용한 조건은, 이하와 같다.
노광기의 광학계:개구수(NA):0.085
코히어런스 팩터(σ):0.9
노광광의 파장(각 파장의 상대 강도) g:h:i=1=0.8:0.95
주패턴(투광부):정사각형의 홀 패턴. 1변의 길이(직경 C)=2㎛
보조 패턴(반투광부):주패턴을 둘러싸는 8각형띠. 폭(A)=1㎛
차광부는 OD3 이상의 차광성을 갖는 차광막에 의해 형성.
반투광부에 사용한 반투광막의 노광광 투과율은 50％.
피치 P는 3.0 내지 5.0㎛[도 6의 (d)].
<2-1 포커스 마진>
도 6의 (a)에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2(제2 포토마스크)[도 6의 (d)]에 따르면, 피치 P가 3 내지 5㎛ 중 어느 것의 경우에도, 비교예 1에 도시하는 보조 패턴이 없는 포토마스크[도 5의 (e)]보다도, 포커스 마진이 큰 것을 알 수 있다. 실시예 2의 포토마스크는 특히, 피치 P가 3.5 내지 4.5㎛일 때에, 포커스 마진이 20㎛를 초과하고, 매우 유리한 것을 알 수 있다.
<2-2 노광량 마진>
도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 실시예 2의 포토마스크의 결과는, 피치가 4.0㎛ 정도일 때, 비교예 1의 포토마스크보다도 유리한 것을 알 수 있다.
<2-3 조사광량(Eop)>
피전사체 상에 목표 직경(2㎛)의 패턴을 형성하기 위해 필요한, 노광기의 조사광량은, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 실시예 2의 포토마스크에 따르면, 비교예 1의 포토마스크에 비교하여 10％ 이상 적은 조사광량으로 전사할 수 있는 것을 알 수 있다.
<2--4 레지스트 단면 형상>
도 8에는, 본 발명의 제2 포토마스크를 사용하여, 피전사체 상의 레지스트막(포지티브 레지스트)을 노광하였을 때에, 얻어지는 레지스트 패턴의 단면 형상을 도시한다. 이에 따르면, 주패턴에 대응하는 위치에, 소정대로(직경 2.0㎛)의 홀 패턴이 형성되어 있다. 또한, 보조 패턴에 기인하는, 주패턴 주변의 레지스트 로스가 실질적으로 생기지 않는다. 이로 인해, 피전사체의 가공에서는, 매우 안정적인 에칭을 행할 수 있다.
(실시예 3)
주패턴을 투과하는 노광광이 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포와, 피치 P의 관계를 조사하기 위해, 이하의 시뮬레이션을 행하였다.
도 9에 도시하는 광 강도 분포와, 그 서브 피크의 위치를 파악할 때에, 시뮬레이션에 있어서 적용한 조건은, 이하와 같다.
노광기의 광학계:개구수(NA):0.085
코히어런스 팩터(σ):0.9
노광광의 파장(각 파장의 상대 강도) g=h=i=1:0.8:0.95
주패턴 형상은 1변의 길이(직경 C) 2㎛의 정사각형(상기 비교예 1과 동일함)으로 하였다. 또한, 여기서는 보조 패턴은 사용하지 않는다.
도 10에, 실시예 3의 주패턴(홀 패턴)에 의한, 피전사체 상의 광 강도부 분포 곡선의 상세를 나타낸다. 여기서, 주피크와, 주피크에 가장 가까운, 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 Q(㎛)로 하고, 주피크로부터 2번째로 가까운 제2 서브 피크(도시 생략)와 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 R(㎛)로 할 때, Q는 3.1㎛, R은 5.5㎛이었다. 또한, 제1 서브 피크의 극대점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리는 3.9㎛이었다.
상기는, 도 5에 도시하는 피치 P에 의한 전사성의 결과와 양호한 일치성을 나타낸다. 즉, 피치 P의 치수를,
[수학식 1]
Figure 112014088436514-pat00003
로 함으로써, 전사에 유리한 우수한 조건을 얻을 수 있는 것이 명확해진다. 또한, 본 발명자의 검토에 따르면, 보조 패턴의 폭 전체가, 제1 서브 피크의 폭에 겹칠 때, 즉,
[수학식 2]
Figure 112014088436514-pat00004
일 때, 보다 우수한 포커스 마진을 얻는 것을 알 수 있었다. 따라서, 상기 수학식 1 또는 2를 충족시키도록 전사용 패턴의 설계를 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
(실시예 4)
실시예 3에 있어서, 주패턴의 형상을, 1변의 길이(직경 C) 3.5㎛의 정사각형으로 한 것에 대해, 실시예 3과 마찬가지의 방법으로, 광 강도 분포 곡선의 상세를 얻었다(도 11). 이 실시예 4는, 실시예 3에 비해, 제1 서브 피크의 위치가, 주피크 위치보다 약간 먼 측으로 이동하였다.
구체적으로는, Q가 3.8㎛, R이 6.2㎛, 제1 서브 피크의 극대점은 4.4㎛이었다.
그러나, 이 경우에서도, 상기 수학식 1 또는 수학식 2가 충족되는 경우에, 포커스 마진이 높게 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 노광량 마진, Eop에 있어서도, 바람직한 결과가 얻어졌다.
또한, 피치 P를, 상기 범위로 하는 것에 의한 상술의 우수한 효과는, 제1 포토마스크뿐만 아니라, 제2 포토마스크에 있어서도 얻어졌다.
이상, 본 발명을, 복수의 실시예를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구성이나 상세하게는, 청구항에 기재된 본 발명의 정신이나 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 투명 기판 상에 성막한, 적어도 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
    상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 1㎛ 이상 4㎛ 이하인 주패턴과,
    상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는, 투광부 또는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
    상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광과의 위상차는 0도 이상 90도 이하이고,
    상기 주패턴의 중심과, 상기 보조 패턴의 폭의 중심 사이의 거리를 피치 P(㎛)로 하고,
    상기 주패턴의 투과광이, 피전사체 상에 형성하는 광 강도 분포를 나타내는 광 강도 분포 곡선에 있어서, 주피크와, 상기 주피크에 가장 가까운, 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 Q(㎛)로 하고, 상기 주피크로부터 2번째로 가까운 제2 서브 피크와 상기 제1 서브 피크 사이의 극소점의, 주피크 중심 위치로부터의 거리를 R(㎛)로 할 때,
    Q≤P≤R
    인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    투명 기판 상에 성막한, 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
    상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 1㎛ 이상 4㎛ 이하인 주패턴과,
    상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작고, 또한, 노광에 의해 해상하지 않은 폭을 갖는 투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖고,
    상기 주패턴을 투과하는 노광광과, 상기 보조 패턴을 투과하는 노광광은, 서로 위상차가 30도 이하인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B/2, 또한 A≤C/2를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    투명 기판 상에 성막한, 반투광막과 차광막을 패터닝함으로써 형성된, 차광부와, 투광부와, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서,
    상기 전사용 패턴은 투광부로 이루어지는, 직경이 1㎛ 이상 4㎛ 이하인 주패턴과,
    상기 주패턴의 주변에 배치된, 주패턴 직경보다 작은 폭을 갖는 반투광부로 이루어지는 보조 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보조 패턴의 폭 A(㎛)는, 상기 노광에 사용하는 노광기의 해상 한계가 B(㎛), 상기 주패턴 직경이 C(㎛)일 때, A≤B, 또한 A≤C를 충족시키는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 패턴의 폭을 A(㎛)로 할 때,
    Q≤P±(A/2)≤R
    인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 패턴은, 상기 주패턴을 둘러싸서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.
  8. 패턴 전사 방법으로서,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크를 사용하고, 표시 장치 제조용 노광기에 의해 피전사체 상에 패턴 전사하는 것을 특징으로 하는, 패턴 전사 방법.
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