KR101560452B1 - Electronic device manufacturing method, display device manufacturing method, photomask manufacturing method and photomask - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 다른 레이어 간의 상호 얼라인먼트 에러를 저감시킬 수 있는 전자 디바이스의 제조 방법을 얻는 것이다.
전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 기판 위에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 포토리소그래피 공정을 실시하는 제1 박막 패턴 형성 공정과, 제2 포토마스크를 사용한 제2 포토리소그래피 공정을 실시하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖고, 상기 제1 포토마스크 및 상기 제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.An object of the present invention is to obtain an electronic device manufacturing method capable of reducing mutual alignment errors between different layers.
A method of manufacturing an electronic device, comprising: a first thin film pattern forming step of performing a first photolithography step using a first photomask on a substrate; a second thin film forming step of performing a second photolithography step using a second photomask Wherein the first photomask and the second photomask have a first transfer pattern including a transparent portion, a light-shielding portion, and a semi-transparent portion, and the second photomask has a pattern forming process, Or the second photomask has a second transfer pattern formed by performing further processing on the first transfer pattern of the first photomask, Way.
Description
본 발명은 포토리소그래피를 이용한, 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 이에 이용하는 포토마스크, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electronic device using photolithography, and more particularly to a method of manufacturing a display device. The present invention also relates to a photomask to be used therefor, and a manufacturing method thereof.
특허 문헌 1에는, 전기 광학 장치나 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서, 위치 정렬 정밀도가 좋게 패턴을 형성하기 위한 방법이 기재되어 있다. 특허 문헌 1에는, 하층측의 위치 정렬 마크의 중심에 대한 상층측의 위치 정렬 마크 중심의 어긋남량을 측정하고, 어긋남량이 허용값 이내가 될 때까지, 소정의 작업을 반복하는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 2에는, 고품질의 TFT(박막 트랜지스터)를 제조할 수 있는, 그레이톤 마스크(본 발명에서는 「다계조 포토마스크」라고도 함)의 제조 방법이 기재되어 있다.
특허 문헌 3에는, 포토마스크 패턴의 평가 방법 및 그 장치가 기재되어 있다.Patent Document 3 describes a method of evaluating a photomask pattern and an apparatus therefor.
특허 문헌 1은, 전기 광학 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 적층 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 종래의 방법에 비해 중첩 정밀도를 향상할 수 있는 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.
예를 들어 액정 표시 장치 등의 전기 광학 장치나 LSI 등의 반도체 장치의 제조 프로세스에 있어서는, 다양한 도전막이나 절연막을 적층함으로써 트랜지스터, 다이오드, 캐패시터, 저항 등의 소자나 배선 등(이하,「전자 디바이스」라고 함)을 형성하고 있다. 이때, 예를 들어 설계한 대로의 전기적 특성을 갖는 전자 디바이스를 얻기 위해서는, 그 전자 디바이스를 구성하는 복수 레이어의 상호 위치 정렬 정밀도가 중요해진다. 예를 들어, 액티브 매트릭스 방식의 액정 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하「TFT」라고 약기함)로 말하자면, TFT를 구성하는 복수 레이어 각각의 패턴 중, 패시베이션(절연층)에 형성된 콘택트 홀이, 그 하층측에 있는 접속부에, 정확하게 위치 정렬이 되어 있지 않으면, 액정 표시 장치의 올바른 동작이 보증되지 않는다. 이러한 사정은, LSI 등의 반도체 장치에 있어서도 마찬가지이다.For example, in a manufacturing process of a semiconductor device such as an electro-optical device such as a liquid crystal display device or an LSI, various devices and wirings such as transistors, diodes, capacitors, resistors and the like Quot;). At this time, for example, in order to obtain an electronic device having an electrical characteristic as designed, mutual position alignment accuracy of plural layers constituting the electronic device becomes important. For example, in a thin film transistor (hereinafter abbreviated as " TFT ") used in an active matrix type liquid crystal display device, among the patterns of the plurality of layers constituting the TFT, The correct operation of the liquid crystal display device can not be guaranteed unless the contact hole is correctly aligned with the connection portion on the lower side of the contact hole. This is also true for semiconductor devices such as LSIs.
이들 적층 구조에 있어서는, 성막 및 패터닝을 적절히 반복하여, 적층되는 막의 개개에 대하여, 다른 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하고, 포토리소그래피 공정을 적용하여 패터닝하는 공정을 이용하는 경우가 많다. 이때, 개개의 패터닝 시의 위치 정렬로서는, 하층측에 설치한 얼라인먼트 마크를, 상층측의 패터닝 시에 참조하여 행할 수 있다.In these laminated structures, a process of patterning by applying a photolithography process and using a photomask having another transfer pattern for each of the films to be laminated is appropriately repeated in many cases. At this time, the alignment at the time of individual patterning can be performed with reference to the alignment mark provided on the lower layer side at the time of patterning the upper layer.
단, 특허 문헌 1에 개시된 방법은, 얼라인먼트 에러의 측정, 평가에 유용하다고 해도, 이 방법만으로 얼라인먼트 에러 그 자체를 유효하게 저감시킨다고는 할 수 없다.However, even if the method disclosed in
또한, 본 발명자의 검토에 의하면, 적층 구조를 갖는 전자 디바이스에 발생하는 얼라인먼트 에러의 원인은 복수개 존재하며, 이것이, 제조된 전자 디바이스에 있어서는 누적되어 나타난다.Further, according to the study by the inventor of the present invention, there are a plurality of causes of alignment errors occurring in an electronic device having a laminated structure, and this occurs cumulatively in the manufactured electronic device.
특허 문헌 2에는, 그레이톤 마스크의 제조 공정에 있어서, 복수회 행해지는 포토리소그래피 공정, 즉 복수회 필요해지는 묘화 공정의 중첩 어긋남에 기인하여, 상기 포토마스크를 사용하여 제조한 TFT의 오동작이 발생할 수 있는 것을 방지하기 위한 방법이 기재되어 있다.
또한, 특허 문헌 3에는, 포토마스크의 묘화 공정에 있어서, 레지스트막에 대하여 패턴을 묘화하면, 반드시 설계 좌표 데이터에 기초하는 패턴과는 완전히 일치하지 않는 것이 기재되어 있다. 그로 인해, 특허 문헌 3에는 전체적인 패턴의 배치 어긋남의 관점에서, 마스크 패턴의 양부(良否)를 평가하는 것이 기재되어 있다.Patent Document 3 discloses that when a pattern is drawn on a resist film in a photomask drawing process, the pattern does not completely coincide with a pattern based on design coordinate data. Therefore, Patent Document 3 describes that evaluation of the mask pattern goodness or badness is evaluated from the viewpoint of the displacement of the entire pattern.
즉, 전자 디바이스의 얼라인먼트 에러로서 나타나는 위치 어긋남은, 특허 문헌 1에서 언급된, 복수 레이어의 중첩 정밀도에 의한 것 외에, 사용하는 포토마스크가 이미 가지고 있는 전사용 패턴의 좌표 어긋남에 기인하는 것이 영향을 주고 있게 된다.That is, position shifts appearing as alignment errors in electronic devices are affected not only by the overlapping accuracy of a plurality of layers mentioned in
그런데, 전자 디바이스의 다층 구조를 형성할 때, 레이어마다, 다른 포토마스크를 노광 장치에 세트하고, 얼라인먼트 마크를 판독하여, 패턴을 적층해 가게 된다. 이 때에 사용하는 노광 장치에 유래하는 얼라인먼트 에러(EA)는 대략 ±0.6㎛ 정도인 것이 본 발명자의 검토에 의해 판명되어 있다.When forming a multilayer structure of an electronic device, another photomask is set for each layer in an exposure apparatus, alignment marks are read, and patterns are stacked. The inventor of the present invention has found that the alignment error (EA) derived from the exposure apparatus used at this time is approximately ± 0.6 μm.
그런데, 사용하는 포토마스크 자신이 가지고 있는 얼라인먼트 에러 성분(특허 문헌 3에 관하여 설명한, 1회의 묘화 중에 나타나는 이상 좌표로부터의 어긋남 성분이, 복수의 묘화에 의한 중첩에 의해 합성된 에러로서의, 마스크 유래의 얼라인먼트 에러 성분(EM))은 상기 EA와 거의 동등한 레벨의 ±0.5㎛ 정도 발생해 버리는 것이, 본 발명자의 검토에 의해 밝혀졌다.However, since the misalignment component from the abnormal coordinate appearing during one rendering operation described in relation to Patent Document 3 is misaligned as an error synthesized by overlapping by a plurality of drawing operations, Alignment error component (EM)) of about 0.5 占 퐉, which is almost the same level as that of the above-mentioned EA, has been found by the inventors of the present invention.
또한, 여기서 주목해야 할 것은, 적층 구조를 갖는 전자 디바이스에 발생하는 얼라인먼트 에러의 평가는, 각 레이어의 좌표 절대값보다도, 레이어 간의 상대적인 어긋남의 평가에 의해 행하는 것이, 보다 적절한 경우가 있다. 즉, 레이어(1)와 레이어(2)가, 가상적인 이상 좌표에 대하여, 동일 방향으로 동일량의 얼라인먼트 에러 성분을 가지고 있으면, 그 중첩 정밀도는 열화되지 않고, 전자 디바이스로서의 성능에도 큰 악영향은 없다. 그러나, 다른 방향의 얼라인먼트 에러 성분을 가지면, 그 누적에 의해, 디바이스의 오동작을 발생할지 모르는 얼라인먼트 에러량이 되는 경우가 있다.It should be noted that it is more appropriate to evaluate the alignment error occurring in the electronic device having the laminated structure by the evaluation of the relative displacement between the layers than the absolute value of the coordinates of the respective layers. That is, if the
그래서, 본 발명에 있어서는, 상기를 고려하여, 특히 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시키는 방법에 대해서 검토하고, 달성하였다. 즉, 본 발명은 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서 사용하는 포토마스크 자신이 가지고 있는 얼라인먼트 에러 성분으로서, 1회의 묘화 중에 나타나는 좌표 어긋남 성분이, 복수의 묘화에 의한 중첩에 의해 합성되어 발생하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시킬 수 있는 전자 디바이스의 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.In view of the above, in the present invention, in particular, a method for reducing the alignment error component (EM) has been studied and achieved. That is, the present invention relates to an alignment error component contained in a photomask used in an electronic device manufacturing process, in which coordinate displacement components appearing in one rendering operation are combined by overlapping by a plurality of imaging operations, (EM) of the electronic device can be reduced.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다. 본 발명은 하기의 구성 1 내지 9의 전자 디바이스의 제조 방법, 하기의 구성 10 내지 12의 포토마스크의 제조 방법, 하기의 구성 13 내지 15의 포토마스크 및 하기의 구성 16의 표시 장치의 제조 방법이다.In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. The present invention is a method of manufacturing an electronic device of the following
(구성 1)(Configuration 1)
본 발명의 구성 1은 전자 디바이스의 제조 방법으로서,The
기판 위에 형성된 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과,A first photolithography process including a first exposure using a first photomask is performed on a first thin film formed on a substrate or a first resist film formed on the first thin film, 1 thin film pattern forming step,
상기 기판 위에 형성된 상기 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖고,A second photolithography process including a second exposure using a second photomask is performed on the second thin film formed on the substrate or the second resist film formed on the second thin film, 1 < / RTI > thin film pattern,
상기 제1 포토마스크 및 상기 제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한Wherein the first photomask and the second photomask have a first transfer pattern including a transparent portion, a light-shielding portion, and a semi-transparent portion,
상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공(追加工)을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법이다.Wherein the second photomask is the same photomask as the first photomask, or the second photomask is a photomask formed by further processing (additional processing) the first transfer pattern of the
(구성 2)(Composition 2)
본 발명의 구성 2는 전자 디바이스의 제조 방법으로서,According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electronic device,
기판 위에 제1 박막을 형성하는 공정과,Forming a first thin film on a substrate,
상기 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과,A first photolithography process including a first exposure using a first photomask is performed on the first thin film or the first resist film formed on the first thin film to form a first thin film for patterning the first thin film A pattern forming step,
상기 제1 박막 패턴이 형성된 상기 기판 위에, 제2 박막을 형성하는 공정과,Forming a second thin film on the substrate on which the first thin film pattern is formed;
상기 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖고,A second photolithography process including a second exposure using a second photomask is performed on the second thin film or a second resist film formed on the second thin film to form the second thin film on the first thin film pattern, And a second thin film pattern forming step of patterning the thin film in another shape,
상기 제1 포토마스크 및 상기 제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한Wherein the first photomask and the second photomask have a first transfer pattern including a transparent portion, a light-shielding portion, and a semi-transparent portion,
상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법이다.Wherein the second photomask is a photomask identical to the first photomask, or the second photomask is a second transfer pattern formed by further processing the first transfer pattern of the first photomask, The method comprising the steps of:
(구성 3)(Composition 3)
본 발명의 구성 3은 상기 제2 포토마스크가, 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이며, 또한 상기 제1 전사용 패턴에 포함되는 차광부 및 반투광부의 엣지는 1회의 묘화 공정에 의해 획정된 것인 것을 특징으로 하는, 구성 1 또는 2에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.In the structure 3 of the present invention, the second photomask is the same photomask as the first photomask, and the edges of the light-shielding portion and the semitransparent portion included in the first transfer pattern are defined by a single drawing process The method of manufacturing an electronic device according to
(구성 4)(Composition 4)
본 발명의 구성 4는 상기 제1 박막 패턴 형성 공정과 상기 제2 박막 패턴 형성 공정은, 다른 조건을 적용하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.The constitution 4 of the present invention is the method for producing an electronic device according to any one of
(구성 5)(Composition 5)
본 발명의 구성 5는 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막과 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막은, 다른 감광성을 갖는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.In the constitution 5 of the present invention, the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film have different photosensitivity. In the electronic device according to any one of the
(구성 6)(Composition 6)
본 발명의 구성 6은 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.The constitution 6 of the present invention is characterized in that the first thin film or the first resist film is made of a positive photosensitive material and the second thin film or the second resist film is made of a negative type photosensitive material. And the method of manufacturing an electronic device according to any one of
(구성 7)(Composition 7)
본 발명의 구성 7은 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.The constitution 7 of the present invention is characterized in that the first thin film or the first resist film is made of a negative photosensitive material and the second thin film or the second resist film is a positive photosensitive material. And a method for manufacturing an electronic device.
(구성 8)(Composition 8)
본 발명의 구성 8은 상기 제2 포토마스크가 갖는 상기 제2 전사용 패턴이 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 상기 추가 가공을 실시한 것이며, 상기 추가 가공이 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 제거함으로써, 상기 제2 전사용 패턴을 형성하는 것인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.In the constitution 8 of the present invention, the second transfer pattern possessed by the second photomask is obtained by subjecting the first transfer pattern possessed by the first photomask to further processing, And the second transfer pattern is formed by removing a part of the pattern in the second transfer pattern.
(구성 9)(Composition 9)
본 발명의 구성 9는 상기 제1 전사용 패턴이, 상기 제1 포토마스크를 사용하여 노광할 때에 사용하는 노광 장치에 의해, 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 구성 8에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법이다.The constitution 9 of the present invention is a constitution 8 characterized in that the first transfer pattern has a mark pattern of line width which is not resolved by an exposure apparatus used when exposure is performed using the first photomask And a method of manufacturing the electronic device.
본 발명은 하기의 구성 10 내지 12인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.The present invention is a method for producing a photomask, which is the following
(구성 10)(Configuration 10)
본 발명의 구성 10은 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한, 포토마스크의 제조 방법으로서,A
상기 포토마스크가 투명 기판 위에 형성된, 차광부, 반투광부 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖고,Wherein the photomask has a transfer pattern formed on a transparent substrate, the transfer pattern including a light-shielding portion, a translucent portion, and a translucent portion,
투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A step of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on a transparent substrate,
상기 차광막 위에 형성한 제1차 레지스트막에 대하여 제1차 묘화를 행함으로써, 상기 차광부와, 상기 반투광부를 획정하는 잠정 패턴을 형성하기 위한 제1차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a first resist pattern for forming a provisional pattern defining the light-shielding portion and the semi-light-projecting portion by performing a first drawing operation on the first resist film formed on the light-shielding film;
상기 제1차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하는 제1차 에칭 공정과,A first etching step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask,
형성된 상기 차광부와 상기 잠정 패턴을 포함하는 전체면에 제2차 레지스트막을 형성하는 공정과,Forming a second resist film on the entire surface including the light-shielding portion and the provisional pattern;
상기 제2차 레지스트막에 대하여 제2차 묘화를 행함으로써, 상기 반투광부를 형성하기 위한 제2차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a second resist pattern for forming the semitransparent portion by performing a second drawing on the second resist film;
상기 잠정 패턴과 상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하는, 제2차 에칭 공정과,A second etching step of etching the semitransparent film using the temporary pattern and the second resist pattern as masks;
상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 잠정 패턴을 에칭 제거하는 제3차 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.And a third etching step of etching and removing the provisional pattern using the second resist pattern as a mask.
(구성 11)(Configuration 11)
본 발명의 구성 11은 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한, 포토마스크의 제조 방법으로서,The
상기 포토마스크가 투명 기판 위에, 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비하고,Wherein the photomask has a first transfer pattern for forming the first thin film pattern on a transparent substrate,
상기 투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A step of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on the transparent substrate,
상기 반투광막 및 상기 차광막에, 각각 포토리소그래피 공정을 실시함으로써 패터닝하고, 상기 제1 전사용 패턴을 형성하는 제1 전사용 패턴 형성 공정을 갖고,The first transfer pattern forming step of patterning the semitransparent film and the light shield film by respectively performing a photolithography process and forming the first transfer pattern,
상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해, 상기 전자 디바이스에 있어서의, 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, 또한 상기 노광 시에 사용하는 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖고,Wherein the first transfer pattern is a pattern for forming the first thin film pattern in the electronic device by exposure and has a line width of a mark pattern which is not resolved by the exposure apparatus used for the exposure And,
상기 형상은, 상기 전자 디바이스에 있어서의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를, 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법이다.The shape is characterized in that a part of the first transfer pattern defined by the mark pattern can be removed by further processing so as to form the second thin film pattern in the electronic device And a photomask.
(구성 12)(Configuration 12)
본 발명의 구성 12는 상기 포토마스크 블랭크가 상기 투명 기판 위에, 서로 에칭 특성이 다른 상기 반투광막과 상기 차광막을 이 순서로 적층한 것인 것을 특징으로 하는, 구성 10 또는 11에 기재된 포토마스크의 제조 방법이다.In the
(구성 13)(Composition 13)
본 발명의 구성 13은 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크로서,A
투명 기판 위에, 형성된 반투광막과 차광막이 각각 패터닝되어 이루어지는 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비하고,A first transfer pattern for forming the first thin film pattern formed by patterning a semi-light-transmitting film and a light-shielding film formed on a transparent substrate,
상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해, 상기 전자 디바이스의 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, 또한 상기 노광 시에 사용하는 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖고,Wherein the first transfer pattern has a shape for forming the first thin film pattern of the electronic device by exposure and a shape including a mark pattern of line width that is not resolved by the exposure apparatus used for the exposure Lt; / RTI &
상기 전자 디바이스의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위한 제2 전사용 패턴으로 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크이다.A part of the first transfer pattern defined by the mark pattern can be removed by further processing in order to form the second transfer pattern for forming the second thin film pattern of the electronic device Is a photomask.
(구성 14)(Composition 14)
본 발명의 구성 14는, 상기 제2 전사용 패턴은, 반투광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 반투광부, 반투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 반투광부 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는, 구성 13에 기재된 포토마스크이다.In the constitution 14 of the present invention, the second transfer pattern may comprise a transparent portion surrounded by the translucent portion, a translucent portion surrounded by the light shield portion, a light shield portion surrounded by the translucent portion, Shielding portion surrounded by the light-shielding portion surrounded by the light-shielding portion and the translucent portion surrounded by the light-transmitting portion.
(구성 14)(Composition 14)
본 발명의 구성 15는, 상기 마크 패턴은, 상기 제1 전사용 패턴의 차광부의 일부를 둘러싸는, 0.3 내지 1.5㎛ 폭의 반투광부 또는 투광부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 13 또는 14에 기재된 포토마스크이다.In the
(구성 15)(Composition 15)
본 발명은, 본 발명의 구성 16은, 구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법을 이용한, 표시 장치의 제조 방법이다.The present invention provides a display device manufacturing method using the electronic device manufacturing method according to any one of
본 발명의 전자 디바이스의 제조에 의하면, 복수 레이어에, 동일한 포토마스크를 그대로 사용하거나, 또는 추가 가공에 의해 전사용 패턴을 변화시켜서 사용함으로써, 복수 레이어에 사용하는 포토마스크가 갖는 개개의 위치 어긋남 경향을 일치시켜, 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이로 인해, 다른 레이어에 대해서는, 포토리소그래피 공정의 조건 변경, 또는 포토마스크가 갖는 전사용 패턴의 변경(추가 가공)을 행하지만, 후자의 경우, 추가 가공에 의해, 새로운 얼라인먼트 에러 성분을 발생시키지 않는다. 본 발명의 실시예로서 나타내고 있는 어떠한 경우도, 복수 레이어의 각각에 대하여, 전사가 이루어지는 전사용 패턴의 엣지는 포토마스크의 제조 공정에 있어서, 1회의 묘화에 의해 획정된 것이다.According to the manufacture of the electronic device of the present invention, the same photomask is used as it is in a plurality of layers as it is, or the transfer pattern is changed by further processing so that the individual position deviation tendency The overlapping accuracy can be improved. In this case, a change in the conditions of the photolithography process or a change in the transfer pattern (further processing) of the photomask is performed for the other layer, but in the latter case, a new alignment error component is generated Do not. In any of the cases shown in the embodiment of the present invention, the edge of the transfer pattern in which the transfer is performed for each of the plurality of layers is defined by drawing once in the manufacturing process of the photomask.
본 발명에 의해, 적어도 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서 사용하는 포토마스크 자신이 가지고 있는 얼라인먼트 에러 성분(EM), 즉 1회의 묘화 중에 나타나는 좌표 어긋남 성분이 복수의 묘화에 의한 중첩 어긋남에 의해 합성되는 얼라인먼트 에러를 저감시킬 수 있는 전자 디바이스의 제조 방법을 얻을 수 있다.According to the present invention, at least the alignment error component EM of the photomask used in the manufacturing process of the electronic device, that is, the coordinate shift component appearing during rendering one time, is aligned by overlapping by a plurality of drawing operations An electronic device manufacturing method capable of reducing an error can be obtained.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정에 사용하는 포토마스크의 하나의 양태를 도시하는 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 포토마스크와 동일한 포토마스크이며, 본 발명의 제1 실시예의, 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 포토마스크의 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제2 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정에 사용하는 포토마스크의 일 양태를 도시하는 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 6은, 본 발명의 제2 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 7은, 도 5에 도시한 포토마스크와 동일한 포토마스크이며, 본 발명의 제2 실시예의, 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 포토마스크의 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 나타낸다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제2 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정에 사용하는 포토마스크의 일 양태를 도시하는 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 11은, 도 9에 도시한 포토마스크를 추가 가공한 포토마스크이며, 본 발명의 제3 실시예의, 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 포토마스크의 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 12는, 본 발명의 제3 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제2 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 13은, 도 11에 도시한 포토마스크를 얻기 위한, 제4 실시예로서 설명하는 추가 가공의 공정을 도시하는 모식도이다.
도 14는, 도 11에 도시한 포토마스크를 얻기 위한, 제5 실시예로서 설명하는 추가 가공의 공정을 도시하는 모식도이다.
도 15는, 종래예인 제1 비교예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 Mask A의 포토마스크를 도시하는 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 16은, 종래예인 제1 비교예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 17은, 종래예인 제1 비교예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 Mask B의 포토마스크를 도시하는 모식도이다. (a)는 평면 모식도, (b)는 단면 모식도, (c)는 (a)에 도시한 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포 및 제1 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 레지스트 재료에 대한 해상 임계값을 도시한다.
도 18은, 종래예인 제1 비교예의 전자 디바이스를 제조하는 공정 중, 제2 박막 패턴 형성 공정을 도시하는 모식도이다.
도 19는, 포토마스크 제조 공정에서 발생하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감하기 위한 포토마스크의 제조 방법 중 하나의 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 20은, 도 19에 이어서, 포토마스크 제조 공정에서 발생하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감하기 위한 포토마스크의 제조 방법 중 하나의 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 21은, 2회의 포토리소그래피 공정을 이용하여 행하는 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 개개의 공정에 의한 전사용 패턴 상호의 얼라인먼트 어긋남을 판정하기 위해 사용하는 거리 D1 및 D2를 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing one embodiment of a photomask used in a step of manufacturing an electronic device according to the first embodiment of the present invention. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance on the one-dot chain line shown in (a) and the sea threshold value for the resist material used in the first thin- do.
2 is a schematic diagram showing a first thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device of the first embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a schematic view of a photomask used in the second thin film pattern formation step of the first embodiment of the present invention, which is the same photomask as the photomask shown in Fig. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance of light on the one-dot chain line and the threshold value for the resist material used in the second thin- do.
4 is a schematic diagram showing the second thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing an embodiment of a photomask used in a step of manufacturing an electronic device according to the second embodiment of the present invention. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance on the one-dot chain line shown in (a) and the sea threshold value for the resist material used in the first thin- do.
6 is a schematic diagram showing the first thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a schematic view of a photomask used in the second thin film pattern forming step of the second embodiment of the present invention, which is the same photomask as the photomask shown in Fig. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) shows a transmitted light amount distribution on the one-dot chain line shown in (a) and a marine threshold value for a resist material used in the second thin film pattern forming step .
8 is a schematic diagram showing the second thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device according to the second embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram showing an embodiment of a photomask used in a step of manufacturing an electronic device according to the third embodiment of the present invention. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance on the one-dot chain line shown in (a) and the sea threshold value for the resist material used in the first thin- do.
10 is a schematic diagram showing the first thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device according to the third embodiment of the present invention.
Fig. 11 is a schematic view of a photomask used in the second thin film pattern forming step in the third embodiment of the present invention, which is a photomask further processed with the photomask shown in Fig. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance of light on the one-dot chain line and the threshold value for the resist material used in the second thin- do.
12 is a schematic diagram showing the second thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device according to the third embodiment of the present invention.
Fig. 13 is a schematic diagram showing a further processing step for obtaining the photomask shown in Fig. 11 as the fourth embodiment.
Fig. 14 is a schematic diagram showing a further processing step for obtaining the photomask shown in Fig. 11 as the fifth embodiment.
Fig. 15 is a schematic diagram showing a photomask of Mask A used in the first thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device of the first comparative example, which is a conventional example. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance on the one-dot chain line shown in (a) and the sea threshold value for the resist material used in the first thin- do.
16 is a schematic diagram showing a first thin film pattern forming step in a process of manufacturing an electronic device according to a first comparative example which is a conventional example.
17 is a schematic diagram showing a photomask of Mask B used in the second thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device of the first comparative example, which is a conventional example. (a) is a schematic plan view, (b) is a schematic cross-sectional view, (c) is a graph showing the distribution of transmittance on the one-dot chain line shown in (a) and the sea threshold value for the resist material used in the first thin- do.
Fig. 18 is a schematic diagram showing the second thin film pattern forming step in the process of manufacturing the electronic device of the first comparative example, which is the conventional example.
19 is a schematic diagram showing one embodiment of a method of manufacturing a photomask for reducing an alignment error component EM generated in a photomask manufacturing process.
Fig. 20 is a schematic diagram showing one embodiment of a manufacturing method of a photomask for reducing an alignment error component EM generated in a photomask manufacturing process, following Fig. 19.
Fig. 21 is a schematic diagram showing distances D1 and D2 used for determining misalignment of transferred patterns in individual steps in a method of manufacturing a photomask using two photolithography steps. Fig.
본 발명에 있어서는, 전자 디바이스가 구비하는, 다층 구조의 제조에 있어서, 복수의 레이어를 동일한 묘화 공정에 의해 형성한 포토마스크로 패터닝 가능한 포토마스크를 실현할 수 있으면, 상기 얼라인먼트 에러를 저감할 수 있는 것을 착안하였다. 즉, 1매의 포토마스크가, 그 포토마스크의 설계 데이터와 비교했을 때에 측정되는 얼라인먼트 에러 성분을 가령 갖고 있었다고 해도, 전자 디바이스의 적층 구조에 포함되는 복수 레이어를, 각각 동일한 얼라인먼트 에러 성분을 갖는 포토마스크에 의해 패터닝하면, 실효적으로는 상기 얼라인먼트 에러 성분(EM)은, 최종 제품인 전자 디바이스에는 현재화하지 않는다. 즉, EM의 성분을, 이론적으로는 제로로 하는 것도 불가능하지 않다.In the present invention, it is possible to realize a photomask capable of patterning with a photomask in which a plurality of layers are formed by the same drawing process, in the manufacture of a multilayer structure included in an electronic device, . That is, even if a single photomask has alignment error components measured when compared with the design data of the photomask, the plurality of layers included in the laminated structure of the electronic device can be divided into a plurality of layers having the same alignment error component When patterned by a mask, the alignment error component (EM) effectively does not become present in the electronic device as a final product. In other words, it is also not possible to set the EM component to theoretically zero.
예를 들어, 동일한 얼라인먼트 에러 경향을 갖는 포토마스크를 복수 제조하는 것은 곤란해도, 1개의 포토마스크로서, 동일한 묘화 공정에 의해 획정된 전사용 패턴을(필요에 따라서, 추가 가공을 행하면서) 전사 가능한 포토마스크를 사용하고, 이 포토마스크를 복수 레이어에 적용하면, 전사용 패턴이 갖는 얼라인먼트 에러 경향은 동일하므로, 얼라인먼트 에러 성분(EM)을, 실질적으로 제로로 할 수 있다.For example, even if it is difficult to produce a plurality of photomasks having the same alignment error tendency, it is possible to transfer the transfer pattern defined by the same drawing process (while performing additional processing, if necessary) When a photomask is used and the photomask is applied to a plurality of layers, the alignment error tendency of the transfer pattern is the same, and therefore, the alignment error component EM can be substantially zero.
따라서, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은, 기판 위에 형성된 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과, 상기 기판 위에 형성된 상기 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖는다. 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 포토마스크 및 상기 제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 한다.Therefore, a method of manufacturing an electronic device of the present invention is a method of manufacturing an electronic device, comprising: forming a first thin film formed on a substrate or a first resist film formed on the first thin film by a first photolithography process including a first exposure using a first photomask A first thin film pattern forming step of patterning the first thin film; and a second exposure step of forming a second thin film on the substrate, or a second exposure using a second photomask on the second resist film formed on the second thin film, A second thin film pattern forming step of patterning the second thin film in a shape different from the first thin film pattern. In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the first photomask and the second photomask have a first transfer pattern including a transparent portion, a light-shielding portion, and a semi-transparent portion, And the second photomask has a second transfer pattern formed by further processing the first transfer pattern of the first photomask. The second transfer pattern may be a photomask identical to the first photomask, .
구체적으로는, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은 기판 위에 제1 박막을 형성하는 공정과, 상기 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과, 상기 제1 박막 패턴이 형성된 상기 기판 위에, 제2 박막을 형성하는 공정과, 상기 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖는 것으로 할 수 있다. 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제1 포토마스크 및 상기 제2 포토마스크는, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 한다.Specifically, a method of manufacturing an electronic device of the present invention includes the steps of forming a first thin film on a substrate, forming a first thin film on the first thin film or a first resist film formed on the first thin film, Forming a second thin film on the substrate on which the first thin film pattern is formed by performing a first photolithography process including one exposure on the first thin film by patterning the first thin film; A second photolithography process including a second exposure using a second photomask is performed on the second thin film or the second resist film formed on the second thin film, And a second thin film pattern forming step of patterning the first thin film pattern. In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the first photomask and the second photomask have a first transfer pattern including a transparent portion, a light-shielding portion, and a semi-transparent portion, And the second photomask has a second transfer pattern formed by further processing the first transfer pattern of the first photomask. The photomask according to
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 사용하는 제2 포토마스크는, 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것이다. 즉, 제1 포토마스크와 제2 포토마스크는 동일한 투명 기판 위의 동일 전사 영역에, 전사용 패턴을 형성한 것이다. 그리고 후술하는 방법에 의해, 제2 전사용 패턴은, 상기 제1 전사용 패턴을 형성하기 위한 묘화 공정에 의해 획정된 것으로 할 수 있다. 그로 인해, 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서 사용하는 포토마스크 자신에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시킬 수 있다. 또한, 전사 영역이란, 노광에 의해 그 영역에 있는 전사용 패턴을, 피전사체 위에 전사하려고 하는 영역인 것을 말한다.The second photomask used in the method of manufacturing an electronic device of the present invention may be the same photomask as the first photomask or the second photomask may be added to the first transfer pattern of the first photomask To thereby form a second transfer pattern. That is, the first photomask and the second photomask have transfer patterns formed in the same transfer region on the same transparent substrate. According to a method described later, the second transfer pattern can be defined by a drawing process for forming the first transfer pattern. Therefore, the alignment error component EM caused by the photomask used in the manufacturing process of the electronic device can be reduced. The transfer area is a region to which a transfer pattern in the area is to be transferred onto the transferred object by exposure.
종래의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 전자 디바이스가 구비하는 복수의 레이어에 대해서는, 각각 다른 전사용 패턴을 갖는 복수의 포토마스크를 사용하거나, 또는 복수의 전사용 패턴을 구비한 1개의 포토마스크(다계조 포토마스크)를 사용하는 일이 행해졌다. 어떠한 경우에도, 복수의 전사용 패턴에는, 각각 묘화 시에 발생하는 좌표 어긋남이 포함되어 있고, 상호 중첩에 의해 이것이 얼라인먼트 에러로서 현재화되었다. 이 얼라인먼트 에러 성분(EM)으로서, ±0.5㎛ 정도의 발생을, 저감하는 수단이 없었다. 그로 인해, 얼라인먼트 에러 성분(EM)에, 노광 장치 기인(상기 EA)의 ±0.6㎛ 정도의 얼라인먼트 에러를 더한, 최대 1㎛ 정도 남짓의 얼라인먼트 에러를, 수용할 수밖에 없었다. 또한, 노광 장치 기인의 얼라인먼트 에러는 포토마스크를 노광 장치에 탑재하는 단계에서의 얼라인먼트 마크의 판독 정밀도, 및 그 판독에 맞춘, 마스크 기판의 스테이지 세트의 기계 정밀도의 합계 에러이다. 본 발명에 의하면, 이론적으로는 노광 장치 기인의 얼라인먼트 에러 이외의 얼라인먼트 에러를 실질적으로 발생시키지 않는 것으로 할 수 있다.In a conventional electronic device manufacturing method, a plurality of photomasks having different transfer patterns are used for a plurality of layers of an electronic device, or one photomask having a plurality of transfer patterns A gradation photomask) was used. In any case, a plurality of transfer patterns includes coordinate deviations occurring at the time of drawing, and these are present as alignment errors due to mutual overlapping. As the alignment error component EM, there was no means for reducing the occurrence of about 0.5 mu m. Thereby, the alignment error component EM was forced to accommodate an alignment error of about 1 μm or so, plus an alignment error of about ± 0.6 μm due to the exposure apparatus (EA). The alignment error caused by the exposure apparatus is a total error of the alignment accuracy of the alignment mark in the step of mounting the photomask on the exposure apparatus and the mechanical precision of the stage set of the mask substrate in accordance with the reading. According to the present invention, theoretically, alignment errors other than the alignment errors caused by the exposure apparatus can be substantially prevented from occurring.
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본 발명의 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서 에칭을 행할 때, 건식 에칭 및 습식 에칭 모두 적용 가능하다. 에칭의 등방성 및 제조 비용 등을 고려하면, 습식 에칭의 적용이 보다 바람직하다. 마스크 제조에 있어서도, 마찬가지로, 습식 에칭의 적용이 보다 바람직하다. 또한, 건식 에칭을 적용할 경우에는 박막의 에칭에 의한 레지스트(감광성 재료)의 감막량에 대해서, 미리 고려할 필요가 있다.When etching is performed in the manufacturing process of the electronic device of the present invention, both dry etching and wet etching are applicable. Considering the isotropy of etching, the manufacturing cost, and the like, application of wet etching is more preferable. In mask production, similarly, wet etching is more preferably applied. In addition, when dry etching is applied, it is necessary to consider in advance the amount of thin film of the resist (photosensitive material) by etching the thin film.
본 발명의 포토마스크는 차광부, 반투광부 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크이다. 이것은, 후술하는 구성에 있어서 설명한 바와 같이, 투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 사용하여 제조할 수 있다.The photomask of the present invention is a photomask having a transfer pattern including a light-shielding portion, a translucent portion and a light-projecting portion. This can be produced by using a photomask blank in which a semi-light-transmitting film and a light-shielding film are formed in this order on a transparent substrate, as described in the following constitution.
또한, 후술하는 실시예에서 설명한 대로, 목적으로 하는 전자 디바이스가 갖는 적층 구조 중, 어느 하나의 층으로서 감광성 재료를 사용하는 경우가 존재하고, 한편 감광성을 갖지 않는 재료를 사용하는 경우도 존재한다. 예를 들어, 제1 박막이 감광성 재료인 경우에는, 제1 박막 자체를 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여, 목적으로 하는 층을 형성하면 된다. 한편, 제1 박막이 감광성을 갖지 않는 재료인 경우에는 제1 박막을 패터닝하기 위해, 제1 박막 표면에 레지스트막(포토레지스트막)을 형성하고, 이것을 패터닝하여 에칭 마스크로 하고, 제1 박막을 에칭하면 된다. 이렇게 한 것은, 제2 박막에 있어서도 마찬가지이다. 이러한 의미에서, 상기에서는「상기 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막」이라 표현되어 있다. 즉,「제1 박막(감광성을 갖는 막일 경우) 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막(제1 박막이 감광성을 갖지 않는 경우)」이라는 의미이다.In addition, as described in the embodiments described later, there is a case where a photosensitive material is used as any one layer of the laminated structure of the target electronic device, and a case where a material having no photosensitive property is also used. For example, when the first thin film is a photosensitive material, the first thin film itself may be patterned by photolithography to form a desired layer. On the other hand, in the case where the first thin film is a material having no photosensitivity, a resist film (photoresist film) is formed on the surface of the first thin film to pattern the first thin film and is used as an etching mask to pattern the first thin film, Etched. This also applies to the second thin film. In this sense, this is referred to as " the first thin film or the first resist film formed on the first thin film ". That is, it means "the first thin film (in the case of photosensitive film) or the first resist film formed on the first thin film (in the case where the first thin film does not have photosensitivity)".
또한, 제1 박막 또는 제1 박막 위의 레지스트막, 또는 제2 박막 또는 제2 박막 위의 레지스트막, 즉 차례로 패터닝되어, 제1 박막 패턴 및 제2 박막 패턴이 되는 각각의 막은, 다른 소재이며, 이에 의해 다른 에칭 특성을 갖는 것인 것이 일반적이지만, 동일한 소재라도 된다. 또한, 하나의 성막 공정에서 형성된 것이라도 된다.Further, the resist film on the first thin film or the first thin film, or the resist film on the second thin film or the second thin film, that is, each film which is patterned in turn and becomes the first thin film pattern and the second thin film pattern, , Thereby having other etching characteristics. However, the same material may be used. It may also be formed in one film forming step.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은, 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이며, 또한 상기 제1 전사용 패턴에 포함되는 차광부 및 반투광부의 엣지는, 1회의 묘화 공정에 의해 획정된 것인 것을 포함한다. 즉, 제1 전사 패턴을 형성할 때에 복수의 묘화 공정의 중첩을 행할 필요가 없고, 따라서, 다른 묘화 공정에 의해 형성된 패턴의 중첩 어긋남이 발생하는 일이 없다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the second photomask is the same photomask as the first photomask, and the edges of the light-shielding portion and the semitransparent portion included in the first transfer pattern are subjected to a single painting operation And the like. In other words, there is no need to overlap a plurality of drawing processes when forming the first transfer pattern, and therefore, overlapping deviations of patterns formed by different drawing processes do not occur.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제1 박막 패턴 형성 공정과, 상기 제2 박막 패턴 형성 공정은 다른 조건을 적용하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, it is preferable that different conditions are applied to the first thin film pattern forming step and the second thin film pattern forming step.
「다른 조건」이라 함은, 레지스트(감광성 재료)막의 차이, 레지스트 프로세스의 차이, 노광 조건의 차이 등을 포함한다.The "other conditions" include differences in resist (photosensitive material) film, difference in resist process, differences in exposure conditions, and the like.
레지스트(감광성 재료)막이나 레지스트 프로세스의 차이로서는, 제1 박막 패턴 형성 공정 및 제2 박막 패턴 형성 공정의 각각에 사용하는 레지스트 재료의 종류 및 레지스트의 현상 조건(현상액의 조성, 농도 및 현상 시간 등) 등이 다른 것을 포함한다. 그로 인해, 제1 포토마스크와 제2 포토마스크가 동일한 포토마스크인 경우라도, 이 동일한 포토마스크를 사용하여, 제1 박막 패턴과는 다른 제2 박막 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 제1 포토마스크의 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴(「추가 가공한 제2 전사용 패턴」이라고도 함)을 사용한 경우에도, 제1 박막 패턴과는 다른 제2 박막 패턴을 형성할 수 있다.The differences between the resist (photosensitive material) film and the resist process include the type of the resist material used in each of the first thin film pattern forming step and the second thin film pattern forming step and the developing conditions of the resist ) And the like. Therefore, even when the first photomask and the second photomask are the same photomask, a second thin film pattern different from the first thin film pattern can be formed by using the same photomask. Further, even when the second transfer pattern (also referred to as " additional processed second transfer pattern ") formed by further processing the first transfer pattern of the first photomask is used, Another second thin film pattern can be formed.
또는, 상술한 레지스트(감광성 재료)막의 차이로서, 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막과 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이라 함은, 서로 도포막 두께가 다른 것으로 할 수 있다.Alternatively, as the difference between the above-mentioned resist (photosensitive material) film, the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film may have different coating thicknesses from each other.
노광 조건의 차이라 함은, 제1 노광 및 제2 노광의 적용 조건이 다른 경우를 포함한다. 예를 들어, 제1 노광 및 제2 노광에 적용하는 광원의 조사 강도가 다르거나, 또는 조사 시간이 다른 것에 의해, 조사 광량이 다른 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 제1 노광의 조사 광량을, 제2 노광에 비해 크게 하거나, 그 반대로 할 수 있다.The difference in exposure conditions includes cases where the application conditions of the first exposure and the second exposure are different. For example, the irradiation intensity of the light source applied to the first exposure and the second exposure may be different, or the irradiated light amount may be different because of different irradiation times. For example, the irradiation amount of the first exposure can be made larger than that of the second exposure, or vice versa.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막과 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막은 다른 감광성을 갖는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, it is preferable that the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film have different photosensitivity.
「다른 감광성」이라 함은, 레지스트 재료의 차이 중 하나이며, 예를 들어 네가티브형 및 포지티브형의 차이라도 되고, 또는 감도 특성의 차(광량에 대한 감광성의 특성 커브의 차이)라도 되고, 현상제에 대한 현상성의 차이라도 된다. 제1 박막 또는 제1 레지스트막과 제2 박막 또는 제2 레지스트막이라 함은, 다른 감광성을 가짐으로써, 동일한 포토마스크 또는 추가 가공한 제2 전사용 패턴의 포토마스크를 사용한 경우에도, 제1 박막 패턴과는 다른 제2 박막 패턴을 형성할 수 있다.The term " other photosensitive property " is one of the differences among the resist materials, and may be, for example, a difference between a negative type and a positive type, or a difference in sensitivity characteristics (difference in sensitivity characteristic curve with respect to the amount of light) May be different from each other. Since the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film have different photosensitivity, even when a photomask of the same photomask or a further processed second transfer pattern is used, A second thin film pattern different from the pattern can be formed.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료일 수 있다. 제1 박막 또는 제1 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료로 이루어지고, 제2 박막 또는 제2 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료인 것에 의해, 동일한 포토마스크 또는 추가 가공한 제2 전사용 패턴의 포토마스크를 사용한 경우에도, 제1 박막 패턴과는 다른 제2 박막 패턴을 확실하게 형성할 수 있다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the first thin film or the first resist film may be made of a positive photosensitive material, and the second thin film or the second resist film may be a negative type photosensitive material. Since the first thin film or the first resist film is made of a positive photosensitive material and the second thin film or the second resist film is a negative type photosensitive material, when a photomask of the same photomask or a further processed second transfer pattern is used The second thin film pattern different from the first thin film pattern can be reliably formed.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료일 수 있다. 제1 박막 또는 제1 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료로 이루어지고, 제2 박막 또는 제2 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료인 것에 의해, 동일한 포토마스크 또는 추가 가공한 제2 전사용 패턴의 포토마스크를 사용한 경우에도, 제1 박막 패턴과는 다른 제2 박막 패턴을 확실하게 형성할 수 있다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the first thin film or the first resist film may be made of a negative photosensitive material, and the second thin film or the second resist film may be a positive photosensitive material. Since the first thin film or the first resist film is made of a positive photosensitive material and the second thin film or the second resist film is a negative type photosensitive material, when a photomask of the same photomask or a further processed second transfer pattern is used The second thin film pattern different from the first thin film pattern can be reliably formed.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에서는, 상기 제2 포토마스크가 갖는 상기 제2 전사용 패턴은, 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 상기 추가 가공을 실시한 것이며, 상기 추가 가공은, 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 제거함으로써, 상기 제2 전사용 패턴을 형성할 수 있다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, the second transfer pattern possessed by the second photomask is obtained by subjecting the first transfer pattern of the first photomask to the further processing, , The second transfer pattern can be formed by removing a part of the first transfer pattern.
상기 제2 전사용 패턴은 상기 제1 포토마스크를 제조하는 단계에서, 상기 제1 전사용 패턴이 형성되었을 때에, 형성된 패턴 엣지를, 그 패턴 엣지로서 가지고 있다. 즉, 제2 전사용 패턴으로 형성하기 위한 추가 가공의 공정에 있어서, 새로운 묘화 공정을 행하는 경우에도, 그 새로운 묘화 공정에 있어서, 제2 전사용 패턴의 패턴 엣지를 새롭게 형성하지 않는다. 즉, 제2 전사용 패턴의 형성 공정에서 행하는 묘화 공정은, 제2 전사용 패턴의 패턴 엣지를 형성하는 기능을 갖지 않는다. 제2 전사용 패턴은, 제1 전사용 패턴 중, 고립 부분을 제거하는 추가 가공을 실시한 것으로 할 수 있다. 따라서, 제2 전사용 패턴은 실제로 1회의 묘화에 의해 획정된 것만으로 이루어지고, 이것은 제1 전사용 패턴의 묘화일 때에 획정된 것이므로, 양 전사용 패턴 상호 간의 묘화 위치 어긋남이 존재하지 않는다. 그로 인해, 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서 사용하는 포토마스크 자신이 가지고 있는 얼라인먼트 에러에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시킬 수 있다.The second transfer pattern has a pattern edge formed when the first transfer pattern is formed in the step of manufacturing the first photomask as its pattern edge. That is, even in the case where a new imaging process is performed in the additional processing step for forming the second transfer pattern, the pattern edge of the second transfer pattern is not newly formed in the new imaging process. That is, the drawing process performed in the step of forming the second transfer pattern does not have the function of forming the pattern edge of the second transfer pattern. The second transfer pattern may be obtained by further processing to remove the isolated portion from the first transfer pattern. Therefore, the second transfer pattern is merely defined by one drawing, and this is defined at the time of drawing the first transfer pattern, so there is no drawing position deviation between the transfer patterns. Therefore, it is possible to reduce the alignment error component EM caused by the alignment error of the photomask used in the manufacturing process of the electronic device.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 전사용 패턴은, 상기 제1 포토마스크를 사용하여 노광할 때에 사용하는 노광 장치에 의해, 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 갖는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing an electronic device of the present invention, it is preferable that the first transfer pattern has a mark pattern of line width that is not resolved by an exposure apparatus used when exposure is performed using the first photomask .
상기 추가 가공에 있어서, 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 제거하여 상기 제2 전사용 패턴을 형성할 때, 상기 마크 패턴을 사용할 수 있다. 즉, 상기 마크 패턴은, 차광부에 의해 양 사이드가 협지된, 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 반투광부(투명 기판 위의 반투광막이 노출된 부분) 또는 투광부(투명 기판이 노출된 부분)로 할 수 있다. 추가 가공 시에는, 이 마크 패턴의 한쪽에 있는 제1 전사용 패턴의 일부를, 이 마크 패턴을 경계로 하여 제거할 수 있다. 이 결과, 제2 전사용 패턴은, 원래 제1 전사용 패턴에 포함되어 있었던 것이므로, 양자 사이에, 상호 묘화 위치 어긋남이 존재하지 않는다. 그로 인해, 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 상기 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시킬 수 있다.In the further processing, when the second transfer pattern is formed by removing a part of the first transfer pattern, the mark pattern can be used. That is, the mark pattern can be formed by a semi-transmissive portion (a portion in which a semi-light-transmissive film on a transparent substrate is exposed) or a light-transmissive portion (a transparent substrate is exposed) in which both sides are sandwiched by the light- Part). At the time of further processing, a part of the first transfer pattern on one side of the mark pattern can be removed with the mark pattern as a boundary. As a result, since the second transfer pattern was originally contained in the first transfer pattern, there is no mutual positional displacement between them. Therefore, in the manufacturing process of the electronic device, the alignment error component EM can be reduced.
또한, 포토마스크가 투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 갖는 마스크 블랭크를 사용하여 형성한 것인 상기의 경우, 마크 패턴은 차광막을 마크 패턴의 형상으로 제거함으로써 형성한 반투광부로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 마크 패턴은 적층한 반투광막 및 차광막의 양쪽을, 마크 패턴의 형상으로 제거함으로써 형성한 투광부로서 형성할 수 있다. 마크 패턴은, 노광 시에 해상되지 않는(레지스트 재료가 갖는 감광성의 임계값에 도달하지 않음) 것이 바람직하므로, 전자 쪽이 바람직하다.In the above case where the photomask is formed using a mask blank having a semitransparent film and a light-shielding film in this order on a transparent substrate, the mark pattern is formed as a semitransparent portion formed by removing the light- . In this case, the mark pattern can be formed as a transparent portion formed by removing both the laminated semi-light-transmitting film and the light-blocking film in the shape of a mark pattern. It is preferable that the mark pattern is a resist pattern which is not resolved at the time of exposure (does not reach the photosensitive threshold value of the resist material).
상기 마크 패턴의 선 폭은, 지나치게 크면 제1 노광 시에 해상되어 버리는 문제가 발생한다. 한편, 상기 마크 패턴의 선 폭이 지나치게 작으면, 추가 가공 시에 필요한 묘화 공정(후술)에 있어서, 포토마스크 위에 이미 형성되어 있는 제1 전사용 패턴 사이의 얼라인먼트 에러를 흡수하는 것이 곤란해진다. 이 점을 고려하여, 상기 마크 패턴의 선 폭은 0.3㎛ 내지 1.5㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1.0㎛이다.If the line width of the mark pattern is too large, there arises a problem that the mark pattern is resolved at the time of the first exposure. On the other hand, if the line width of the mark pattern is too small, it becomes difficult to absorb the alignment error between the first transfer patterns already formed on the photomask in the drawing process (described later) necessary for further processing. Taking this point into consideration, the line width of the mark pattern is preferably 0.3 mu m to 1.5 mu m, more preferably 0.3 mu m to 1.0 mu m.
노광 장치라 함은, 여기에서는 LCD용 노광 장치 또는 액정용 노광 장치로서 알려진 노광 장치이며, 예를 들어 그 광학계의 NA(개구수)가 0.06 내지 0.10, σ(코히어런스)가 0.5 내지 1.0인 범위의, 등배 노광의 광학계를 갖는 것이며, 보다 바람직하게는 NA가 0.08 내지 0.1, σ가 0.8 내지 0.9인 범위이다. 이러한 노광 장치에서는, 해상 가능한 패턴의 최소 폭(해상 한계)이 3㎛ 정도인 것으로 할 수 있다. 본 발명은 또한, 보다 넓은 범위의 노광 장치를 사용한 전사 시에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, NA가 0.06 내지 0.14, 또는 0.06 내지 0.15의 범위로 할 수 있다. NA가 0.08을 초과하는 고해상도의 노광 장치에도 요구가 발생하고 있어, 이들에도 적용할 수 있다. 노광광 파장으로서는, i선, h선, g선을 포함하는 것을 사용할 수 있다. i선, h선, g선을 모두 포함하는 노광광이 조사 광량의 점에서 바람직하지만, 필요에 따라서, 광학 필터 등을 사용하여, 원하는 파장(예를 들어 i선) 이외를 커트해도 된다.The exposure apparatus is an exposure apparatus known as an LCD exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus. For example, the exposure apparatus is an exposure apparatus in which an NA (numerical aperture) of the optical system is 0.06 to 0.10 and a coherence is 0.5 to 1.0 , And more preferably an NA of 0.08 to 0.1 and a range of 0.8 to 0.9. In such an exposure apparatus, the minimum width (resolution limit) of the resolvable pattern can be about 3 占 퐉. The present invention can also be applied to a transferring operation using a wider range of exposure apparatuses. For example, the NA may be in the range of 0.06 to 0.14, or 0.06 to 0.15. A high-resolution exposure apparatus having an NA of more than 0.08 is required, and the present invention can be applied to these. As the exposure light wavelength, those containing i-line, h-line, and g-line can be used. Although exposure light including all of the i-line, h-line and g-line is preferable in terms of the amount of light to be irradiated, other than a desired wavelength (for example, i-line) may be cut using an optical filter or the like as necessary.
추가 가공을 행할 경우, 제1 박막 또는 제1 레지스트막 및 제2 박막 또는 제2 레지스트막은, 모두 포지티브형 감광성 재료로 할 수 있다. 또한, 제1 박막 또는 제1 레지스트막 및 제2 박막 또는 제2 레지스트막은, 모두 네가티브형 감광성 재료로 할 수 있다.In the case of further processing, the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film may all be made of a positive photosensitive material. The first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film may all be negative photosensitive materials.
제1 박막 및 제2 박막의 종류는, 제조되는 전자 디바이스의 종류에 따라, 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 박막 및 제2 박막은, 각각 전극층 및 절연층일 수 있다.The kind of the first thin film and the second thin film can be appropriately selected depending on the kind of the electronic device to be manufactured. For example, the first thin film and the second thin film may be an electrode layer and an insulating layer, respectively.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조되는 포토마스크는, 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크이다. 이 포토마스크는, 차광부, 반투광부 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크이다.A photomask manufactured by the method of manufacturing a photomask of the present invention has a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are stacked on the same substrate A photomask for manufacturing an electronic device. This photomask is a photomask having a transfer pattern including a light-shielding portion, a translucent portion and a light-projecting portion.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법은,A method of manufacturing a photomask according to the present invention includes:
투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A step of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on a transparent substrate,
상기 차광막 위에 형성한 제1차 레지스트막에 대하여 제1차 묘화를 행함으로써, 상기 차광부와, 상기 반투광부를 획정하는 잠정 패턴을 형성하기 위한 제1차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a first resist pattern for forming a provisional pattern defining the light-shielding portion and the semi-light-projecting portion by performing a first drawing operation on the first resist film formed on the light-shielding film;
상기 제1차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하는 제1차 에칭 공정과,A first etching step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask,
형성된 상기 차광부와 상기 잠정 패턴을 포함하는 전체면에 제2차 레지스트막을 형성하는 공정과,Forming a second resist film on the entire surface including the light-shielding portion and the provisional pattern;
상기 제2차 레지스트막에 대하여 제2차 묘화를 행함으로써, 상기 반투광부를 형성하기 위한 제2차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a second resist pattern for forming the semitransparent portion by performing a second drawing on the second resist film;
상기 잠정 패턴과 상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하는 제2차 에칭 공정과,A second etching step of etching the semitransparent film using the temporary pattern and the second resist pattern as masks;
상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 잠정 패턴을 에칭 제거하는 제3차 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.And a third etching step of etching and removing the provisional pattern using the second resist pattern as a mask.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 의해, 동일한 포토마스크에 의해, 원하는 전자 디바이스의 제1 박막 패턴과 제2 박막 패턴을 형성할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다. 그리고 이들 박막 패턴의 서로, 포토마스크가 갖는 전사용 패턴에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 실질적으로 발생시키지 않는 것으로 할 수 있다.According to the method of manufacturing a photomask of the present invention, a photomask capable of forming a first thin film pattern and a second thin film pattern of a desired electronic device can be manufactured by the same photomask. Further, the alignment error components EM caused by the transfer pattern of the photomask can be substantially prevented from occurring between the thin film patterns.
상기에 있어서,「반투광막과 차광막이 이 순서로 적층」이라 함은, 직접 적층되는 경우뿐만 아니라, 본 발명의 작용 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 막이 개재되는 것을 방해하지 않는다. 예를 들어, 반투광막과 차광막의 에칭 특성이 유사한(에칭 선택성이 충분하지 않음) 경우에는, 반투광막과 차광막 사이에 에칭 스토퍼막이 개재되어도 된다.In the above, the term " the semi-light-transmitting film and the light-shielding film are laminated in this order " does not hinder not only the direct lamination but also the interposition of another film within the range not hindering the action and effect of the present invention. For example, when the etching characteristics of the semitransparent film and the light shielding film are similar (etching selectivity is not sufficient), an etching stopper film may be interposed between the semitransparent film and the light shielding film.
또한, 상기에 있어서의 제1차 레지스트막, 제1차 레지스트 패턴 등의 표현은, 전자 디바이스를 제조하는 과정의 설명에 있어서 사용한, 제1 레지스트막, 제1 레지스트 패턴으로 구별하여, 포토마스크의 제조 공정의 설명용으로서 사용하고 있다.The expression of the first resist film, the first resist pattern, and the like in the above description is different from the first resist film and the first resist pattern used in the description of the process of manufacturing the electronic device, It is used for explaining the manufacturing process.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조되는 포토마스크는, 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크이다. 이 포토마스크는, 투명 기판 위에, 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비한다. 본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 상기 투명 기판 위에 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 반투광막 및 상기 차광막에, 각각 포토리소그래피 공정을 실시함으로써 패터닝하고, 상기 제1 전사용 패턴을 형성하는 제1 전사용 패턴 형성 공정을 갖는다. 여기서, 상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해 상기 전자 디바이스에 있어서의 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, 또한 상기 노광 시에 사용하는 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖는다. 본 발명의 포토마스크에 있어서, 상기 형상은, 상기 전자 디바이스에 있어서의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 한다.A photomask manufactured by the method of manufacturing a photomask of the present invention has a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are stacked on the same substrate A photomask for manufacturing an electronic device. This photomask has a first transfer pattern for forming the first thin film pattern on a transparent substrate. A method of manufacturing a photomask according to the present invention comprises the steps of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on the above transparent substrate and a step in which a photolithography process is performed on each of the semitransparent film and the light- And patterning the first transfer pattern to form the first transfer pattern. Here, the first transfer pattern is a shape for forming the first thin film pattern in the electronic device by exposure, and a mark pattern having a line width which is not resolved by the exposure apparatus used in the exposure . In the photomask of the present invention, the shape may be such that, in order to form the second thin film pattern in the electronic device, a part of the first transfer pattern defined by the mark pattern is removed by further processing And the like.
본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 의해, 상기 제1 전사용 패턴이 소정의 마크 패턴을 포함하는 형상이며, 마크 패턴에 의해 획정된, 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 포토마스크를 제조할 수 있다. 그 포토마스크를, 상술한 소정의 추가 가공을 포함하는 전자 디바이스의 제조 방법에 사용함으로써, 포토마스크에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 저감시킬 수 있는 전자 디바이스의 제조 방법을 얻을 수 있다.According to the method for manufacturing a photomask of the present invention, a part of the first transfer pattern defined by a mark pattern and having a predetermined mark pattern includes the first transfer pattern, is removed by further processing A photomask can be manufactured. It is possible to obtain an electronic device manufacturing method capable of reducing an alignment error component EM caused by a photomask by using the photomask in a manufacturing method of an electronic device including the above-mentioned predetermined additional processing.
본 발명의 각 형태에 있어서의 포토마스크의 제조 방법에 있어서, 상기 포토마스크 블랭크는 상기 투명 기판 위에, 서로 에칭 특성이 다른 상기 반투광막과 상기 차광막을 이 순서로 적층한 것인 것이 바람직하다. 상기 포토마스크 블랭크가 상기 투명 기판 위에, 서로 에칭 특성이 다른 상기 반투광막과 상기 차광막을 이 순서로 적층하는 것인 것에 의해, 마크 패턴에 의해 획정된, 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거하는 것이 쉬워진다.In the method of manufacturing a photomask according to each aspect of the present invention, it is preferable that the photomask blank is formed on the transparent substrate by laminating the semitransparent film and the light-shielding film having different etching characteristics from each other in this order. Wherein the photomask blank is formed by laminating the semitransparent film and the light shielding film in this order on the transparent substrate in the order of the etching characteristics so that a part of the first transfer pattern defined by the mark pattern is added It becomes easy to remove by processing.
서로 에칭 특성이 다르다고 하는 것은, 한쪽의 에칭 환경에 있어서, 다른 쪽이 내성을 갖는 것을 말한다. 구체적으로는, 차광막과 반투광막은, 서로의 에천트(에칭액, 또는 에칭 가스)에 대하여 내성을 갖는 소재인 것이 바람직하다.The fact that the etching characteristics are different from each other means that the other has resistance in one etching environment. Specifically, it is preferable that the light-shielding film and the semi-light-transmitting film are materials having resistance to each other etchant (etching liquid or etching gas).
본 발명의 각 형태의 포토마스크 및 본 발명의 각 형태의 전자 디바이스의 제조 방법에 사용할 수 있는 포토마스크에 있어서, 구체적인 반투광막의 소재를 예시하면, Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화 탄화물 등), Si 화합물(SiO2, SOG), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들 질화물, 산화질화물 등) 외에, TiON 등의 Ti 화합물을 사용할 수 있다.In the photomask that can be used in the photomask of each mode of the present invention and the method of manufacturing each type of electronic device of the present invention, the material of the specific semitransparent film is exemplified by a Cr compound (an oxide of Cr, a nitride, A Ti compound such as TiON may be used in addition to a Si compound (SiO 2 , SOG), a metal silicide compound (TaSi, MoSi, WSi or nitride thereof, an oxynitride, etc.)
차광막의 소재는, Cr 또는 Cr 화합물(Cr 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화 탄화물 등) 외에, Ta, Mo, W 또는 그들 화합물(상기 금속 실리사이드를 함유함) 등을 사용할 수 있다.As the material of the light-shielding film, Ta, Mo, W or a compound thereof (containing the above metal silicide) and the like can be used in addition to Cr or a Cr compound (Cr oxide, nitride, carbide, oxynitride and oxynitride carbide).
따라서, 각각의 에칭 선택성을 고려하면, 예를 들어 반투광막에 Si 화합물, 금속 실리사이드 화합물 또는 Ti 화합물을 사용한 경우에는, 차광막 소재는 Cr 또는 Cr 화합물로 하는 조합이 바람직하다. 이 반대의 조합으로 할 수도 있다.Therefore, in consideration of the respective etching selectivities, for example, when a Si compound, a metal silicide compound or a Ti compound is used for the semitransparent film, it is preferable to use a combination of a Cr or Cr compound as the light-shielding film material. This can be done in a combination of the opposite.
차광막 및 반투광막은, 적층한 상태에서, 노광광을 실질적으로 투과하지 않는(광학 농도 OD가 3 이상) 것으로 하는 것이 바람직하지만, 포토마스크의 용도에 따라서는, 노광광의 일부를 투과하는 것으로 할(예를 들어 투과율≤20%) 수도 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 차광막이란, 완전한 차광성을 필수로 하는 것은 아니다. 투광막과의 적층에 의해, 광학 농도 OD 3 이상이 되는 것인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 차광막만으로, 광학 농도 OD가 3 이상인 것이 바람직하다. OD는, 예를 들어 노광 파장의 대표 파장을 g선으로 했을 때, 이 대표 파장에 대한 것으로 할 수 있다.It is preferable that the light shielding film and the semitranslucent film should not substantially transmit the exposure light (the optical density OD is 3 or more) in the laminated state, but depending on the use of the photomask, a part of the exposure light may be transmitted For example, transmittance < = 20%). In this specification, the light shielding film does not necessarily mean complete light shielding. It is preferable that the optical density OD 3 or more is obtained by lamination with the translucent film. More preferably, the optical density OD is preferably 3 or more with only the light-shielding film. The OD can be set to the representative wavelength when the representative wavelength of the exposure wavelength is, for example, g-line.
반투광막으로서는, 노광광 투과율이 20 내지 80%, 보다 바람직하게는 30 내지 70%이며, 위상 시프트량이 90도 이하, 보다 바람직하게는 60도 이하인 것이 바람직하게 사용된다. 여기에서의 노광광 투과율이라 함은 투명 기판의 투과율을 100%로 한 경우의 반투광막의 투과율이며, 노광에 사용하는 광의 대표 파장에 대한 것인 것일 수 있다. 반투광막의 위상 시프트량이라 함은 투명 기판을 투과하는 광과 반투광막을 투과하는 광의 상호 위상차이다. 위상 시프트량이「90도 이하」라 함은 라디안 표기하면, 상기 위상차가「(2n-1/2)π 내지 (2n＋1/2)π(여기서 n은 정수)」인 것을 의미한다.The translucent film preferably has an exposure light transmittance of 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, and a phase shift amount of 90 degrees or less, more preferably 60 degrees or less. Here, the exposure light transmittance is the transmittance of the translucent film when the transmittance of the transparent substrate is 100%, and may be about the representative wavelength of light used for exposure. The phase shift amount of the semitransparent film is a phase difference between the light passing through the transparent substrate and the light passing through the semitransparent film. Means that the phase difference is "(2n-1/2)? To (2n + 1/2)? (Where n is an integer)" when the phase shift amount is 90 degrees or less.
전사에 사용하는 노광광으로서는, i선, h선, g선을 포함하는 파장 영역을 포함하는 것인 것이 바람직하다. 이에 의해, 피전사체의 면적이 커져도(예를 들어, 한 변이 300㎜ 이상인 사각형 등), 생산 효율을 낮추지 않고 노광을 행할 수 있다. 상기 노광광의 대표 파장은, i선, h선, g선 중 어느 것이든 좋지만, 예를 들어 g선으로 할 수 있다. 바람직하게는, i선, h선, g선 중 어느 것에 대해도, 상기 투과율과 위상 시프트량이 충족되는 것이다.The exposure light used for transfer preferably includes a wavelength region including i-line, h-line, and g-line. Thereby, even if the area of the transferred body is large (for example, a square of 300 mm or more on one side), exposure can be performed without lowering the production efficiency. The representative wavelength of the exposure light may be any of i-line, h-line, and g-line, but may be, for example, g-line. Preferably, the transmittance and the phase shift amount are satisfied for any of i-line, h-line and g-line.
각각의 막 소재에 대하여 사용하는 에천트(에칭액, 또는 에칭 가스)는 공지된 것을 사용할 수 있다. Cr이나 Cr 화합물을 함유하는 막(예를 들어 Cr 차광막이며, Cr 화합물에 의한 반사 방지층을 표면에 갖는 것 등)일 경우에는, 크롬용 에천트로서 알려진, 질산 제2 세륨 암모늄을 함유하는 에칭액을 사용할 수 있다. 또한, Cr이나 Cr 화합물을 함유하는 막에 대하여, 염소계 가스를 사용한 건식 에칭을 적용해도 상관없다.A known etchant (etchant or etching gas) to be used for each of the film materials may be used. In the case of a film containing Cr or a Cr compound (for example, a Cr light-shielding film having an antireflection layer made of Cr compound on its surface, etc.), an etchant containing ceric ammonium nitrate, Can be used. In addition, dry etching using a chlorine-based gas may be applied to a film containing Cr or a Cr compound.
또한, MoSi 또는 그 화합물의 막에 대해서는, 불화 수소산, 규불화 수소산, 불화 수소 암모늄 등의 불소 화합물에, 과산화수소, 질산, 황산 등의 산화제를 첨가한 에칭액을 사용할 수 있다. 또는, MoSi 또는 그 화합물의 막에 대하여, 불소계의 에칭 가스를 사용해도 된다.As the film of MoSi or a compound thereof, an etching solution obtained by adding an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, nitric acid, or sulfuric acid to a fluorine compound such as hydrofluoric acid, hydrofluoric acid or ammonium hydrogen fluoride can be used. Alternatively, a fluorine-based etching gas may be used for a film of MoSi or a compound thereof.
또한, 이들 막 소재를 사용하여 패턴을 형성한 경우에는, 패턴을 에칭 제거하는 공정에 있어서는, 습식 에칭을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 모든 에칭 공정에서 습식 에칭을 사용하는 것이 보다 바람직하다.In the case of forming a pattern using these film materials, it is preferable to use wet etching in the step of etching away the pattern. Further, it is more preferable to use wet etching in all the etching processes.
이어서, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 사용할 수 있는 포토마스크에 대하여 설명한다. 본 발명의 포토마스크는, 동일 기판 위에, 제1 박막이 패터닝되어 이루어지는 제1 박막 패턴과, 제2 박막이 패터닝되어 이루어지는 제2 박막 패턴이 적층된 적층 구조를 갖는 전자 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크이다. 본 발명의 포토마스크는, 투명 기판 위에, 형성된 반투광막과 차광막이 각각 패터닝되어 이루어지는 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비한다. 여기서, 상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해 상기 전자 디바이스의 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, 또한 상기 노광 시에 사용하는 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖는다. 본 발명의 포토마스크는 상기 전자 디바이스의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위한 제2 전사용 패턴으로 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 포토마스크는 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있으므로, 제1 전사용 패턴의 추가 가공을 포함하는 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 적절하게 사용할 수 있다.Next, a photomask usable in the method of manufacturing an electronic device of the present invention will be described. A photomask of the present invention is a photomask for manufacturing an electronic device having a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are stacked on the same substrate to be. The photomask of the present invention comprises a first transfer pattern for forming the first thin film pattern formed by patterning a semi-light-transmitting film and a light-shielding film formed on a transparent substrate. Here, the first transfer pattern is a shape for forming the first thin film pattern of the electronic device by exposure, and includes a mark pattern of a line width which is not resolved by the exposure apparatus used in the exposure Shape. The photomask of the present invention is characterized in that a part of the first transfer pattern defined by the mark pattern is removed by further processing so as to form a second transfer pattern for forming the second thin film pattern of the electronic device And the like. Since the photomask of the present invention can remove a part of the first transfer pattern by further processing, the photomask of the present invention can be suitably used in the method of manufacturing the electronic device of the present invention including further processing of the first transfer pattern.
상기 제2 전사용 패턴은, 반투광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 반투광부, 반투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 반투광부 중 어느 하나를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 추가 가공에 의해 작성되는 제2 전사용 패턴은, 제1 전사용 패턴의 일부가 제거된 결과, 상기와 같은 패턴이 형성된다.The second transfer pattern includes a transparent portion surrounded by a translucent portion, a transparent portion surrounded by the transparent portion, a transparent portion surrounded by the transparent portion, a light shield portion surrounded by the transparent portion, It is preferable to have any one of the translucent portions surrounded by the translucent portion. The second transfer pattern formed by the further processing of the present invention has the above-described pattern as a result of removing a part of the first transfer pattern.
상기 마크 패턴은, 상기 제1 전사용 패턴의 차광부의 일부를 둘러싸는, 0.3 내지 1.5㎛ 폭의 반투광부 또는 투광부로 이루어지는 것이 바람직하고, 0.3 내지 1.0㎛ 폭의 반투광부 또는 투광부로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 마크 패턴의 선 폭은, 지나치게 크면 제1 노광 시에 해상, 전사되어 버리는 문제가 발생한다. 한편, 상기 마크 패턴의 선 폭은, 지나치게 작으면, 추가 가공 시에 필요한 묘화 공정에 있어서, 포토마스크 위에 이미 형성되어 있는 제1 전사용 패턴 사이의 얼라인먼트 에러를 흡수하는 것이 곤란해진다. 마크 패턴의 선 폭이 상술한 바와 같은 소정의 폭인 것에 의해, 문제 및 어려움을 피할 수 있다. 또한, 마크 패턴은 차광부에 협지된 반투광부로 이루어지는 경우 쪽이, 제1 노광 시에 해상되기 어려워, 보다 바람직하다.The mark pattern preferably comprises a semi-transmissive portion or a light-transmissive portion having a width of 0.3 to 1.5 占 퐉 and surrounding a part of the light-shielding portion of the first transfer pattern, preferably a semi-transmissive portion or a light- Do. If the line width of the mark pattern is excessively large, there arises a problem that the mark pattern is transferred at the time of the first exposure. On the other hand, if the line width of the mark pattern is excessively small, it becomes difficult to absorb the alignment error between the first transfer patterns already formed on the photomask in the drawing step necessary for further processing. Problems and difficulties can be avoided when the line width of the mark pattern is a predetermined width as described above. It is more preferable that the mark pattern is composed of the semi-light-projecting portion sandwiched between the light-shielding portions, since it is difficult for the mark pattern to be resolved at the time of the first exposure.
본 발명은, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법을 이용한, 표시 장치의 제조 방법에 적용할 수 있다. 「표시 장치」는 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 유기 EL 표시 장치 등을 포함한다. 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법에 의하면, 다양한 도전막이나 절연막을 적층함으로써 트랜지스터, 다이오드, 캐패시터, 저항 등의 소자나 배선 등의 전자 디바이스를 고정밀도로 형성할 수 있다. 이들 전자 디바이스는, 집적 회로 등의 반도체, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 등에 적용된다. 따라서, 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은, 이들 전자 디바이스를 갖는 표시 장치의 제조 시에, 적절하게 사용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a manufacturing method of a display device using a manufacturing method of an electronic device of the present invention. The "display device" includes a liquid crystal display (LCD), a plasma display (PDP), an organic EL display, and the like. According to the method of manufacturing an electronic device of the present invention, it is possible to form electronic devices such as transistors, diodes, capacitors, resistors, and other electronic devices, such as wiring, with high precision by stacking various conductive films and insulating films. These electronic devices are applied to semiconductors such as integrated circuits, liquid crystal display devices, organic EL display devices, plasma displays, and the like. Therefore, the method of manufacturing an electronic device of the present invention can be suitably used at the time of manufacturing a display device having these electronic devices.
또한, 표시 장치(액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 표시 장치를 포함함)에 있어서는, 패턴이 미세화되는 동시에, 소면적에 미세 패턴을 밀도 높게 배열하는 경향 및 적층수가 증가하는 경향이 현저해지고 있다. 이러한 상황 하에서, 본 발명의 산업상의 의의가 점점 커진다.In addition, in a display device (including a liquid crystal display device, a plasma display, and an organic EL display device), there is a tendency that the pattern becomes finer, the tendency to arrange fine patterns in a small area with a high density and the tendency to increase the number of layers are remarkable . Under such circumstances, the industrial significance of the present invention becomes greater.
[실시예][Example]
<제1 실시예>≪
도 1은, 본 발명의 제1 실시예의 전자 디바이스의 제조 방법에 사용할 수 있는 포토마스크의 일 양태를 나타낸다. 도 1의 (a)는 이 포토마스크가 갖는 투광부(11), 반투광부(12), 차광부(13)를 포함하는 제1 전사용 패턴을, 평면에서 보는 것으로 도시하고, 이 일점 쇄선부의 단면을, 도 1의 (b)에 나타내었다.Fig. 1 shows an embodiment of a photomask that can be used in the method for manufacturing an electronic device according to the first embodiment of the present invention. 1 (a) shows the first transfer pattern including the
도 1에 도시한 포토마스크는, 투명 기판(10) 위에 반투광막(20)과 차광막(30)을 이 순서로 성막한 포토마스크 블랭크를 준비하고, 이 반투광막(20)과 차광막(30)을 각각, 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여 형성한 것이다. 따라서, 투광부(11)에 있어서는 투명 기판(10)이 노출되고, 반투광부(12)는 투명 기판(10) 위에 반투광막 패턴(21)이 형성되어 이루어지고, 차광부(13)는 반투광막 패턴(21)과 차광막 패턴(31)이 적층되어 이루어진다.The photomask shown in Fig. 1 is prepared by preparing a photomask blank in which a
또한, 반투광막(20)과 차광막(30)의 적층 순서는 반대라도 된다. 그 경우에는, 투명 기판(10) 위에 성막한 차광막(30)을 패터닝한 다음, 반투광막(20)을 성막하고, 패터닝하여 본 발명의 포토마스크를 제조할 수 있다.The stacking order of the
본 발명의 포토마스크에 적용하는 차광막(30)은 표면에 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지층을 구비하고 있어도 된다. 이하의 실시예에 있어서도 마찬가지이다.The light-shielding film 30 applied to the photomask of the present invention may be provided with an antireflection layer having an antireflection function on its surface. This also applies to the following embodiments.
여기서, 포토마스크를 구성하는 투명 기판(10)으로서는, 표면을 연마한 석영 유리 기판 등이 사용된다. 투명 기판(10)의 크기는 특별히 제한되지 않고, 당해 마스크를 사용하여 노광하는 기판(예를 들어 플랫 패널 디스플레이용 기판 등)에 따라서 적절히 선정된다. 투명 기판(10)으로서, 예를 들어 한 변이 300㎜ 이상인 직사각형 기판이 사용된다.Here, as the
또한, 제1 실시예에서 사용한 포토마스크에서는, 차광막(30)으로서 Cr을 소재로 한 것으로 하고, 표면에 Cr 산화물의 반사 방지층을 형성한 것을 사용하고, 또한 반투광막(20) 소재로서는, MoSi를 사용하였다. 즉, 차광막(30)과 반투광막(20)은 서로 에칭 선택성을 갖고, 한쪽 막의 에칭제(에칭액, 또는 에칭 가스)에 대하여 다른 쪽이 내성을 갖는 것이, 도 1의 포토마스크의 제조에는 적합하다. 서로 에칭 선택성을 갖지 않을 경우에는 양쪽 막 사이에 에칭 스토퍼막을 설치할 수 있다.In the photomask used in the first embodiment, Cr is used as the light-shielding film 30 and an antireflection layer of Cr oxide is formed on the surface. As the material of the
도 1의 (c)에는, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같은 본 발명의 포토마스크를 노광 장치에 세트하고, 노광광을 조사했을 때의, 도 1의 (a)에 나타낸 일점 쇄선 위의 투과 광량 분포를 나타낸다. 피전사체 위의 레지스트막은, 이 분포에 따른 광량의 조사를 받게 된다. 도 1의 (c)에 나타낸 수평 파선은, 레지스트 재료가 갖는 감광성의 임계값을 나타낸다. 이하의 예에 있어서도 마찬가지이다.1 (c), a photomask of the present invention as shown in Fig. 1 (a) is set in an exposure apparatus, and exposure light is irradiated onto the photomask of Fig. 1 (a) Of the transmitted light amount. The resist film on the transferred body is irradiated with the light quantity corresponding to this distribution. The horizontal dotted line shown in Fig. 1 (c) represents the photosensitive threshold value of the resist material. The same also applies to the following examples.
이하에, 이 포토마스크를 사용하여, 제1 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정을, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.Hereinafter, the process of manufacturing the electronic device of the first embodiment using this photomask will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.
도 2는, 피전사체 위에 있어서 행해지는 제1 박막 패턴 형성 공정을 나타낸다. 여기에서는, 표시 장치에 사용하는 TFT 어레이에 있어서, 화소 전극의 레이어와, 소스·드레인의 레이어를 연결하는 콘택트 홀(90)을 형성한다[도 4의 (c) 참조]. 단, 본 발명은 이 용도에 한정되지 않고, 다층 구조의 배선에 있어서 상층측과 하층측을 연결하는 콘택트 홀(90)에 적용할 수 있다.Fig. 2 shows a first thin film pattern forming step performed on the transferred body. Here, in the TFT array used for the display device, the
이 콘택트 홀(90)은 1.5 내지 5㎛ 정도의 지름을 갖는 것인 것일 수 있고, 여기에서는 2.5㎛ 지름으로, 얻고자 하는 전자 디바이스의 절연층(예를 들어 패시베이션층)에 구멍을 냄으로써 형성된다. 또한, 소스·드레인·레이어에 있어서는, 한 변이 7㎛인 대략 정사각형의 접속부 및 그에 연결하는 배선부를 가지고, 이 접속부 중앙에 상기 콘택트 홀(90)이 배치되도록 설계되어 있다. 또한, 접속부의 치수는 대략 3 내지 10㎛ 정도의 한 변을 갖는 범위일 때에, 본 발명의 효과가 현저하다.The
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 우선, 기판(50)(이하,「디바이스 기판(50)」이라고도 함) 위에 성막한 제1 박막(60) 위에, 제1 레지스트막(40a)을 형성한다. 이 제1 레지스트막(40a)은 포지티브형 레지스트이다. 그리고 이 제1 레지스트막(40a)에 대하여, 도 1에 도시한 포토마스크를 사용하여 노광하고, 제1 전사용 패턴을 전사한다. 노광에 사용하는 노광 장치로서는 LCD용의 노광 장치를 사용하고, i선 내지 g선의 파장 영역을 포함하는 광원을 사용하였다. 계속해서, 제1 레지스트막(40a)의 현상을 행하였다[도 2의 (b-1) 평면도, 도 2의 (b-2) 단면도]. 여기서, 포토마스크의 반투광부(12)에 대응하는 영역과 차광부(13)에 대응하는 영역에 있어서, 레지스트 잔막값이 다른 레지스트 패턴(41a)이 얻어진다. 그리고 이 레지스트 패턴(41a)을 에칭 마스크로서, 제1 박막(60)을 에칭한다[도 2의 (c)]. 즉, 레지스트가 잔류하고 있는 부분만을 남기고, 제1 박막(60)이 제거되고, 제1 박막 패턴(61)이 형성된다. 이 제1 박막 패턴(61)은 얻고자 하는 전자 디바이스의 접속부를 포함하는 형태를 갖는다. 제1 레지스트 패턴(41a)은 박리 제거된다[도 2의 (d-1) 평면도, (d-2) 단면도].The first resist
이어서, 얻어진 제1 박막 패턴(61)을 포함하는 디바이스 기판(50)의 전체면에, 제2 박막(70)을 형성한다[도 4의 (a-1) 평면도, 도 4의 (a-2) 단면도]. 또한, 여기서는, 제2 박막(70)으로서 감광성(네가티브형) 재료인 제2 박막(70b)을 사용한다.Next, a second thin film 70 is formed on the entire surface of the
그리고 제2 박막(70b)을 패터닝하여, 제2 박막 패턴(71b)을 형성한다. 즉, 도 3의 포토마스크(도 1의 포토마스크와 동일)를 사용하여, 그 제1 전사용 패턴을, 상기 제2 박막(70b)에 노광한다. 사용하는 노광 장치는, 상기와 마찬가지인 것을 사용할 수 있다. 그리고 도 4의 (b-1) 및 도 4의 (b-2)에 도시한 바와 같이, 포토마스크의 차광부(13)에 대응하는 영역의 제2 박막(70b)이 제거된 패턴이 되도록, 광량을 조정한다. 이에 의해, 제2 박막(70b) 중에, 미세한 지름(1.5 내지 5㎛ 정도)의 제2 박막 패턴(71b)(콘택트 홀 패턴)이 형성된다.Then, the second thin film 70b is patterned to form the second thin film pattern 71b. That is, the first transfer pattern is exposed to the second thin film 70b using the photomask (the same as the photomask of FIG. 1) of FIG. The same exposure apparatus as that described above can be used as the exposure apparatus to be used. As shown in FIGS. 4B and 4B, the second thin film 70b in the region corresponding to the light-shielding
또한, 상기에서는 제2 박막(70)이 감광성(네가티브형)일 경우에 대하여 설명했지만, 감광성을 갖지 않는 재료로 이루어지는 제2 박막(70)의 경우에는, 제2 박막(70) 위에 제2 레지스트막(네가티브형)을 형성하고, 이 제2 레지스트막을 패터닝한 후에, 얻어진 레지스트 패턴을 마스크로 하여 제2 박막을 에칭하고, 제2 박막 패턴을 형성해도 된다.In the case of the second thin film 70 made of a material having no photosensitivity, the second thin film 70 is formed on the second thin film 70. In this case, A film (negative type) may be formed. After patterning the second resist film, the second thin film may be etched using the obtained resist pattern as a mask to form a second thin film pattern.
상기로부터 밝혀진 바와 같이, 제1 박막(60)과 제2 박막(70)의 패터닝은, 서로 다른 형상의 패턴을 형성하기 위한 패터닝임에도 불구하고, 동일한 포토마스크를 사용한다. 즉, 동일한 전사용 패턴을 사용하여 2회의 노광을 행하지만, 그 박막 형성 공정의 조건이 다름으로써, 접촉부의 패턴과 홀 패턴을, 다른 레이어로 형성할 수 있다.As described above, the same photomask is used for patterning the first
여기서, 포토마스크의 제1 전사용 패턴에는, 그 제조 공정(구체적으로는 묘화 공정)에 있어서 발생한, 묘화 어긋남 성분이 존재하는 경우를 상정한다. 즉, 제1 전사용 패턴은, 그 묘화 데이터에 도시된 이상적인 좌표 위로 전개된 2차원의 패턴은 완전히 일치하고 있지 않은 경우가 있다. 단, 제1 전사용 패턴 위의 임의의 좌표에 있어서, 가상적인 이상 좌표로부터의 어긋남 성분이 있어도, 제1 박막 패턴(61)과 제2 박막 패턴(71)에 있어서, 이 좌표는 모두 동일한 방향으로도 동일량의 어긋남이 발생할 뿐이므로, 그 상호 간에, 중첩 어긋남을 발생시키지 않는다.Here, it is assumed that the first transfer pattern of the photomask has a drawing displacement component that occurs in the manufacturing process (specifically, the drawing process). That is, the first transfer pattern may not completely coincide with the two-dimensional pattern developed over the ideal coordinates shown in the drawing data. However, in the first
또한, 제1 전사용 패턴은, 차광부(13), 반투광부(12), 투광부(11)를 갖는 마스크이며, 그 제조 공정에 있어서는, 2회의 묘화를 필요로 한다. 이 2회의 묘화 공정에 있어서, 묘화하는 패턴[구체적으로는, 반투광막 패턴(21) 및 차광막 패턴(31)] 상호 간에, 중첩 어긋남이 발생하는 것을 억제하는 것이 요망된다. 즉, 반투과부(12), 차광부(13)의 엣지는, 1도의 묘화 공정에 의해 획정된 것인 것이 바람직하다. 이러한 포토마스크의 제조 방법에 대해서는 후술한다.The first transfer pattern is a mask having the light-shielding
상기에 의해, 제1 박막 패턴(61)과 제2 박막 패턴(71)의 중첩 정밀도가 매우 높은, 전자 디바이스를 제조할 수 있다[도 4의 (c)].As a result, the electronic device can be manufactured with a high degree of superposition accuracy between the first
<제2 실시예>≪
제2 실시예에 있어서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 동일한 포토마스크를 사용하여, 제1 박막(60) 및 제2 박막(70)의 패터닝을 행하고, 제1 실시예와 마찬가지의 전자 디바이스를 형성한다. 단, 포토마스크가 갖는 제1 전사용 패턴의 형상과, 피전사체 위에 형성하는 제1 레지스트, 제2 박막(70)의 감광성에 관해서, 제1 실시예와 다르다.In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the first
여기에서 사용하는 포토마스크의 제1 전사용 패턴으로서는, 도 5에 도시한 것을 사용한다(이것은 후술하는, 도 7의 포토마스크와 동일함). 도 5의 (a)는 평면도, 도 5의 (b)는 단면도, 도 5의 (c)는 노광광의 투과 광량 분포를 나타낸다.As the first transfer pattern of the photomask used here, the one shown in Fig. 5 is used (this is the same as the photomask of Fig. 7 described later). FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a sectional view, and FIG. 5C is a transmission light amount distribution of exposure light.
도 7에 나타낸 포토마스크는, 제1 실시예의 포토마스크와 마찬가지로, 투명 기판(10) 위에 반투광막(20)과 차광막(30)을 이 순서로 성막한 포토마스크 블랭크를 준비하고, 이 반투광막(20)과 차광막(30)을 각각, 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여 형성한 것이다. 따라서, 투광부(11)에 있어서는 투명 기판(10)이 노출되고, 반투광부(12)는 투명 기판(10) 위에 반투광막 패턴(21)이 형성되어 이루어지고, 차광부(13)는 반투광막 패턴(21)과 차광막 패턴(31)이 적층되어 이루어진다.The photomask shown in Fig. 7 is prepared by preparing a photomask blank in which a
또한, 반투광막(20)과 차광막(30)의 적층 순서는 반대라도 좋은 점도, 제1 실시예와 마찬가지이다. 차광막(30) 및 반투광막(20)의 소재도 제1 실시예와 마찬가지로 하였다.The order of lamination of the
이 포토마스크를 사용하여, 제2 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정을, 도 5 내지 도 8을 사용하여 설명한다. 형성하려고 하는 제1 박막 패턴(61) 및 제2 박막 패턴(71)은 제1 실시예와 동일하다. 또한, 공정에 있어서도 제1 실시예와 마찬가지의 부분은 생략하여 기재하는 경우가 있다.The process of manufacturing the electronic device of the second embodiment using this photomask will be described with reference to Figs. 5 to 8. Fig. The first
도 6은, 피전사체 위에 있어서 행해지는, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시한다.6 shows a first thin film pattern forming step performed on the transferred body.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선, 디바이스 기판(50) 위에 성막한 제1 박막(60) 위에 제1 레지스트막(40b)을 형성한다. 이 제1 레지스트막(40b)은 네가티브 레지스트이다. 그리고 이 제1 레지스트막(40b)에 대하여, 도 5에 도시한 포토마스크를 사용하여 노광하고, 제1 전사용 패턴을 전사한다. 노광 장치는 제1 실시예와 마찬가지이다.The first resist
계속해서, 제1 레지스트막(40b)의 현상을 행하였다[도 6의 (b-1) 평면도, 도 6의 (b-2) 단면도]. 여기서, 포토마스크의 반투광부(12)에 대응하는 영역과, 투광부(11)에 대응하는 영역에 있어서, 레지스트 잔막값이 다른 제1 레지스트 패턴(41b)이 얻어진다. 그리고 이 제1 레지스트 패턴(41b)을 에칭 마스크로 하여, 제1 박막(60)을 에칭한다[도 6의 (c)]. 즉, 레지스트가 잔류하고 있는 부분만을 남기고, 제1 박막(60)이 제거되어, 제1 박막 패턴(61)이 형성된다. 이 제1 박막 패턴(61)은 얻고자 하는 전자 디바이스의 접속부를 포함하는 형태를 가지고 있다. 제1 레지스트 패턴(41b)은, 박리 제거된다[도 6의 (d-1) 평면도, 도 6의 (d-2) 단면도].Subsequently, development of the first resist
이어서, 얻어진 제1 박막 패턴(61)을 포함하는 디바이스 기판(50)의 전체면에, 제2 박막(70)을 형성한다[도 8의 (a-1) 평면도, 도 8의 (a-2) 단면도]. 또한, 여기서는, 제2 박막(70)으로서 감광성(포지티브형) 재료의 제2 박막(70a)을 사용한다.Subsequently, a second thin film 70 is formed on the entire surface of the
그리고 제2 박막(70a)을 패터닝하여, 제2 박막 패턴(71a)을 형성한다. 즉, 도 7의 포토마스크(도 5의 포토마스크와 동일)를 사용하여, 그 제1 전사용 패턴을, 상기 제2 박막(70a)에 노광한다. 사용하는 노광 장치는, 상기와 마찬가지이다. 그리고 도 8의 (b-1) 및 도 8의 (b-2)에 도시한 바와 같이, 포토마스크의 차광부(13)에 대응하는 영역의 제2 박막(70a)이 제거된 패턴이 된다.Then, the second thin film 70a is patterned to form the second thin film pattern 71a. That is, the first transfer pattern is exposed to the second thin film 70a using the photomask (the same as the photomask of Fig. 5) of Fig. The exposure apparatus to be used is the same as the above. The second thin film 70a in the region corresponding to the
또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 상기에서는 제2 박막(70)이 감광성을 갖지 않는 재료인 경우에는, 제2 박막 위에 제2 레지스트막(포지티브형)을 형성하고, 이 제2 레지스트막을 패터닝한 후에, 얻어진 레지스트 패턴을 마스크로 하여 제2 박막을 에칭하고, 제2 박막 패턴을 형성해도 된다.As in the first embodiment, in the above case, when the second thin film 70 is a material having no photosensitivity, a second resist film (positive type) is formed on the second thin film, and the second resist film is patterned Thereafter, the second thin film may be etched using the obtained resist pattern as a mask to form the second thin film pattern.
상기로부터 명확해진 바와 같이, 제2 실시예에 있어서도, 제1 박막(60)과 제2 박막(70a)의 패터닝은, 서로 다른 형상의 패턴을 형성하기 위한 패터닝임에도 불구하고, 동일한 포토마스크를 사용한다. 이로 인해, 제1 박막 패턴(61)과 제2 박막 패턴(71a)의 중첩 정밀도가 매우 높은, 전자 디바이스를 제조할 수 있다[도 8의 (c)].As is clear from the above, also in the second embodiment, the patterning of the first
<참고예><Reference example>
또한, 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 사용하는 포토마스크는, 차광부(11), 반투광부(12) 및 투광부(11)를 포함하는 전사용 패턴을 구비한다[도 1의 (a), 도 5의 (a) 참조], 말하자면 다계조 포토마스크이다. 이러한 포토마스크를 제조하는 과정에서는, 상기에서 언급한 대로, 기판 위에 형성한 반투광막과 차광막에 대하여, 각각 포토리소그래피 공정을 적용하여 패터닝을 실시한다. 그러나 이 2회의 포토리소그래피에 있어서의 묘화 공정에서, 위치 어긋남이 발생해 버리면, 포토마스크 자신이 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 갖는 것이 되어 버리는 리스크가 있다.The photomask used in the first and second embodiments includes a transfer pattern including the light-shielding
이 점에 대해서, 본 발명자는 이하의 방법에 의해, 2회의 포토리소그래피 공정에서, 상호 간의 위치 어긋남이 발생하지 않는 다계조 포토마스크를 제조할 수 있는 것을 발견하였다.With respect to this point, the inventors of the present invention have found that a multi-gradation photomask can be produced in two photolithography processes, in which positional deviation does not occur, by the following method.
얼라인먼트 에러가 없는 마스크 제조 방법 1은,In the
노광광 투과율이 서로 다른 하층막과 상층막이 각각 패터닝되어 이루어지는 하층막 패턴과 상층막 패턴이 적층되어 투명 기판 위에 설치된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법이며,There is provided a method of manufacturing a photomask including a transfer pattern provided on a transparent substrate by laminating a lower layer film pattern and an upper layer film pattern formed by patterning a lower layer film and an upper layer film having different exposure light transmittances,
상기 투명 기판 위에, 서로 에칭 선택성이 있는 재료로 이루어지는 상기 하층막과 상기 상층막을 적층하고, 또한 제1차 레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1차 레지스트막에 대하여 제1차 묘화를 행함으로써, 상기 상층막 패턴과, 상기 하층막 패턴의 영역을 획정하는 잠정 패턴을 형성하기 위한 제1차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,A step of preparing a photomask blank having a first resist film formed thereon by laminating the lower layer film and the upper layer film made of a material having mutually etching selectivity on the transparent substrate, A step of forming a first resist pattern for forming a provisional pattern for delimiting the upper layer film pattern and the lower layer film pattern region by performing drawing,
상기 제1차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막을 에칭하는 제1차 에칭 공정과,A first etching step of etching the upper layer film using the first resist pattern as a mask,
형성된 상기 상층막 패턴과 상기 잠정 패턴을 포함하는 전체면에 제2차 레지스트막을 형성하는 공정과,Forming a second resist film on the entire surface including the upper layer film pattern and the temporary pattern formed;
상기 제2차 레지스트막에 대하여 제2차 묘화를 행함으로써, 상기 하층막 패턴을 형성하기 위한 제2차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,A step of forming a second resist pattern for forming the lower layer film pattern by performing second drawing on the second resist film,
상기 잠정 패턴과 상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 하층막을 에칭하는, 제2차 에칭 공정과,A second secondary etching step of etching the lower layer film using the provisional pattern and the second resist pattern as a mask,
상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 잠정 패턴을 에칭 제거하는 제3차 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.And a third etching step of etching and removing the provisional pattern using the second resist pattern as a mask.
상기 얼라인먼트 에러가 없는 마스크 제조 방법 1은, 보다 구체적으로는, 이하와 같은 얼라인먼트 에러가 없는 마스크 제조 방법 2로서 이용할 수 있다.More specifically, the
얼라인먼트 에러가 없는 마스크 제조 방법 2는,In the
차광부, 반투광부 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법이며,A method of manufacturing a photomask including a transfer pattern including a light-shielding portion, a translucent portion, and a light-
투명 기판 위에, 서로 에칭 선택성이 있는 재료로 이루어지는 반투광막과 차광막을 적층하고, 또한 제1차 레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A step of laminating a semi-light-transmitting film and a light-shielding film made of a material having mutually etching selectivity on a transparent substrate and preparing a photomask blank having a first resist film formed thereon,
상기 제1차 레지스트막에 대하여 제1차 묘화를 행함으로써, 상기 차광부와, 상기 반투광부를 획정하는 잠정 패턴을 형성하기 위한 제1차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하는 제1차 에칭 공정과,Forming a first resist pattern for forming a provisional pattern defining the light-shielding portion and the semi-light-projecting portion by performing a first drawing operation with respect to the first resist pattern, A first etching step of etching the light-shielding film using the mask as a mask,
형성된 상기 차광부와 상기 잠정 패턴을 포함하는 전체면에 제2차 레지스트막을 형성하는 공정과,Forming a second resist film on the entire surface including the light-shielding portion and the provisional pattern;
상기 제2차 레지스트막에 대하여 제2차 묘화를 행함으로써, 상기 반투광부를 형성하기 위한 제2차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a second resist pattern for forming the semitransparent portion by performing a second drawing on the second resist film;
상기 잠정 패턴과 상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하는 제2차 에칭 공정과,A second etching step of etching the semitransparent film using the temporary pattern and the second resist pattern as masks;
상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 잠정 패턴을 에칭 제거하는 제3차 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법이다.And a third etching step of etching and removing the provisional pattern using the second resist pattern as a mask.
상기 두 가지의 방법[얼라인먼트 에러가 없는 마스크 제조 방법 (1) 및 (2)]에 있어서는, 또한 이하와 같이 하는 것이 바람직하다.In the above two methods (mask fabrication methods (1) and (2) without alignment error), it is also preferable to perform the following process.
(1) 상기 제2차 레지스트 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 잠정 패턴의 일부분이 상기 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터 노출되도록 상기 제2차 묘화를 행하고, 상기 잠정 패턴의 에칭 제거 공정에 있어서는, 상기 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터 일부분 노출된 상태의 상기 잠정 패턴에 대하여, 습식 에칭을 실시한다.(1) In the second resist pattern forming step, the second patterning is performed so that a part of the provisional pattern is exposed from an edge of the second resist pattern, and in the etching removal step of the provisional pattern, Wet etching is performed on the provisional pattern partially exposed from the edge of the second resist pattern.
(2) 상기 잠정 패턴의 폭을 2㎛ 이하로 한다.(2) The width of the provisional pattern is 2 mu m or less.
(3) 상기 전사용 패턴을, 홀 패턴 또는 도트 패턴으로 한다.(3) The transfer pattern is a hole pattern or a dot pattern.
(4) 상기 제2차 레지스트 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 잠정 패턴의 상기 투광부측의 엣지가 0.1 내지 1.0㎛의 폭으로 노출되도록, 상기 제2차 묘화를 행하는 것을 특징으로 한다.(4) In the second resist pattern forming step, the second drawing operation is performed so that the edge of the provisional pattern on the transparent portion side is exposed in a width of 0.1 to 1.0 탆.
이러한 포토마스크의 제조 방법의 실시 형태에 대해서, 도 19 및 도 20을 이용하여 설명한다.An embodiment of a method of manufacturing such a photomask will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG.
여기서 형성하는 포토마스크의 전사용 패턴은, 도 21에 도시한 바와 같은 것일 수 있다. 전사용 패턴에 포함되는, 차광부 및 반투광부(결과적으로 당연히 투광부도 포함) 상호 간의 얼라인먼트 에러가 발생하고 있는지 여부를 평가하기 위해, 도 21에 도시한 D1, D2의 치수를 이용하여 판정할 수 있다. 하기의 참고 실시 형태에서는, 이 중, 도 21의 (A), 즉 투광부에 둘러싸인 반투광부, 반투광부에 둘러싸인 차광부를 갖는 전사용 패턴을, 얼라인먼트 에러를 발생시키지 않고 제조하는 방법을 도시한다.The transfer pattern of the photomask formed here may be as shown in Fig. It is possible to judge by using the dimensions of D1 and D2 shown in Fig. 21 in order to evaluate whether or not an alignment error between the light-shielding portion and the translucent portion included in the transfer pattern (and consequently also the translucent portion naturally) have. In the following reference embodiment, FIG. 21A shows a method of manufacturing a transfer pattern having a translucent portion surrounded by a translucent portion and a shielding portion surrounded by a translucent portion, without causing an alignment error.
도 19 및 도 20에 있어서는, 하층막 패턴으로서 반투광부가 형성되고, 상층막 패턴으로서 차광부가 형성되는 경우를 예로 들어서 설명한다. 또한, 도 19, 도 20에 있어서도, 상측에 평면도를 나타내고, 하측에 그 단면도를 도시한다. 또한, 레지스트막이 최상층에 있을 경우, 모식적으로 밑에 가려진 차광막이 비쳐 보이도록 그려져 있다.19 and 20, a case is described in which a semi-transparent portion is formed as a lower layer film pattern and a shielding portion is formed as an upper layer film pattern. 19 and 20, a plan view is shown on the upper side and a cross-sectional view is shown on the lower side. Further, when the resist film is located on the uppermost layer, a shielding film shielded at the bottom is schematically illustrated so as to be seen through.
우선, 도 19의 (A) 내지 (C) 및 도 20의 (D)에 도시한 바와 같이, 차광막을 패터닝하는 제1차 포토리소그래피 공정을 행한다.First, as shown in FIGS. 19A to 19C and FIG. 20D, a first photolithography process for patterning the light-shielding film is performed.
도 19에 있어서, 우선, 투명 기판 위에, 반투광막과 차광막이 이 순서로 적층되고, 또한 그 위에 제1차 레지스트막(여기서는 포지티브형 레지스트로 이루어짐)이 형성된, 포토마스크 블랭크를 준비한다[도 19의 (A) 참조]. 여기서, 반투광막과 차광막은, 서로 에칭 선택성을 갖는 것으로 한다. 즉, 반투광막의 에천트에 대하여 차광막은 내성을 가지고, 차광막의 에천트에 대하여 반투광막은 내성을 갖는다. 또한, 구체적 소재에 대해서는, 이미 설명한 것으로 할 수 있다.19, first, a photomask blank is prepared, in which a semi-light-transmitting film and a light-shielding film are laminated in this order on a transparent substrate, and a first resist film (here, made of a positive resist) is formed thereon 19 (A)]. Here, it is assumed that the semitransparent film and the light-shielding film have mutual etching selectivity. That is, the light-shielding film has resistance to the etchant of the semitransparent film and the semitransparent film has resistance to the etchant of the light-shielding film. Further, concrete materials can be already described.
이어서, 제1차 묘화를 행하고, 현상함으로써, 제1차 레지스트 패턴을 형성한다. 이 제1차 레지스트 패턴은 차광부의 영역을 획정한다. 또한, 반투광부가 되는 영역 내에 있어서, 반투광부의 외측 테두리를 획정하는 차광막으로 이루어지는 잠정 패턴을 형성하기 위한 부분도 제1차 레지스트 패턴에 포함된다[도 19의 (B) 참조].Subsequently, the first drawing operation is performed and the first drawing operation is performed to form the first resist pattern. The first resist pattern defines a region of the light-shielding portion. The first resist pattern also includes a portion for forming a provisional pattern made of a light-shielding film for defining the outer edge of the semi-light-transmitting portion in the region where the semitranslucent portion is provided (see FIG. 19B).
이 잠정 패턴은, 후속 공정에서 에칭 제거되는 것이다. 바람직하게는, 등방성 에칭의 작용이 우수한 습식 에칭에 의해 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 잠정 패턴의 폭은, 이 제거 공정에 과대한 시간을 필요로 하지 않고, 확실하게 제거 가능할 정도의 폭으로 하는 것이 요망된다. 구체적으로는, 2㎛ 이하의 폭인 것이 바람직하다.This interim pattern is etched away in the subsequent process. Preferably, it is preferably removed by wet etching with excellent isotropic etching action. Therefore, it is desirable that the width of the provisional pattern should be such that it can be reliably removed without requiring an excessive time for the removal process. Specifically, the width is preferably 2 m or less.
또한, 이 잠정 패턴은, 2회의 묘화 공정에 유래하는 얼라인먼트 어긋남량을 흡수할 수 있는 것으로 한다. 따라서, 발생할 수 있는 얼라인먼트 어긋남의 크기를 기초로 결정하는 것이 바람직하다. 따라서, 얼라인먼트 어긋남의 최대값이 ±0.5㎛로 하면, 잠정 패턴의 폭은 0.5 내지 2㎛가 바람직하고, 0.5 내지 1.5㎛의 폭이 보다 바람직하고, 나아가서는 0.5 내지 1.0㎛가 바람직하다.Further, it is assumed that the provisional pattern can absorb the amount of alignment displacement resulting from the two drawing processes. Therefore, it is preferable to determine based on the size of the alignment deviation that can occur. Therefore, when the maximum value of the alignment displacement is +/- 0.5 mu m, the width of the provisional pattern is preferably 0.5 to 2 mu m, more preferably 0.5 to 1.5 mu m, and further preferably 0.5 to 1.0 mu m.
그리고 제1차 레지스트 패턴은, 상기와 같이 차광부를 형성하는 부분과, 잠정 패턴을 형성하는 부분을 포함하므로, 제1차 묘화 시의 묘화 데이터를, 이것을 기초로 하여 결정한다.Since the first resist pattern includes the portion forming the light-shielding portion and the portion forming the provisional pattern as described above, the drawing data at the time of the first drawing operation is determined on the basis thereof.
이상과 같이, 잠정 패턴의 폭을, 얼라인먼트 어긋남의 최대값에 따라서 적절하게 결정함으로써(예를 들어, 2㎛ 이하), 잠정 패턴을 제거하는 에칭 공정(제3차 에칭 공정)에 있어서, 과대한 시간이나 수고를 필요로 하는 일이 없으므로, 효율적인 포토마스크의 제조를 실현할 수 있다.As described above, in the etching step (third etching step) for removing the provisional pattern by appropriately determining the width of the provisional pattern according to the maximum value of the alignment displacement (for example, 2 탆 or less) There is no need for time or effort, and therefore, it is possible to realize an efficient photomask manufacturing.
이어서, 제1차 레지스트 패턴을 에칭 마스크로 하여, 차광막을 에칭한다(제1차 에칭). 여기서, 차광부의 영역이 획정되고, 또한 잠정 패턴에 의해, 이 후 패터닝되는 반투광부의 외측 테두리가 획정하게 된다[도 19의 (C) 참조]. 계속해서, 도 20으로 나아가, 제1차 레지스트 패턴을 박리한다[도 20의 (D) 참조]. 이상에 의해, 차광막을 패터닝하는 제1차 포토리소그래피 공정이 종료된다.Subsequently, using the first resist pattern as an etching mask, the light-shielding film is etched (first etching). Here, the area of the light-shielding portion is defined and the outer edge of the semi-light-transmitting portion to be patterned thereafter is defined by the provisional pattern (see Fig. 19C). Subsequently, referring to FIG. 20, the first resist pattern is peeled off (see FIG. 20 (D)). Thus, the first photolithography process for patterning the light-shielding film is completed.
이어서, 기판 위의 전체면에 다시 레지스트막을 도포한다[도 20의 (E) 참조]. 그리고 제2차 묘화와 현상을 행하고, 제2차 레지스트 패턴을 형성한다[도 20의 (F) 참조]. 이 제2차 레지스트 패턴은, 투광부가 되는 부분을 노출시키는 것이다.Then, a resist film is applied again to the entire surface on the substrate (see FIG. 20 (E)). Then, the second drawing and development are carried out to form a second resist pattern (see FIG. 20 (F)). This second resist pattern exposes a portion to be a light transmitting portion.
이 제2차 레지스트 패턴은, 상기 제1차 레지스트 패턴을 형성할 때의 묘화 공정과는 다른 묘화 공정에 의해 형성되므로, 상기 제1차 레지스트 패턴의 위치에 대하여 위치 어긋남을 제로로 하여 형성하는 것은 실질적으로 불가능하다. 그러나 본 발명에 따르면, 이 얼라인먼트 변동에도 상관없이, 형성되는 최종적인 전사용 패턴에 있어서, 설계값으로부터의 어긋남을 제로로 할 수 있다.Since this second resist pattern is formed by a drawing process different from the drawing process at the time of forming the first resist pattern, it is preferable that the second resist pattern is formed by setting the positional deviation to zero with respect to the position of the first resist pattern It is practically impossible. However, according to the present invention, the deviation from the design value can be made zero in the final transfer pattern to be formed irrespective of this alignment variation.
즉, 제2차 레지스트 패턴은 투광부가 되는 영역을 노출시켜, 반투광부가 되는 영역을 덮는 것인 바, 반투광부와 투광부의 경계가 되는 부분에 있어서는, 반투광부측에 잠정 패턴의 폭에 따른 소정의 마진 치수(예를 들어, 0.1 내지 1.0㎛, 보다 바람직하게는 0.2 내지 0.8㎛)만큼 작은 치수의 레지스트 패턴으로 한다. 즉, 레지스트 패턴의 엣지를, 반투광부측[도 20의 (F)의 단면 J-J에서 좌측]으로 후퇴시킨다. 이로 인해, 상기 잠정 패턴의, 투광부측의 엣지(또는, 적어도 투광부측의 측면)가 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터 약간 노출되어 있다[도 20의 (F) 참조].That is, the second resist pattern exposes a region to be a light transmitting portion and covers a region to be semi-light transmitting portion. In a portion which is a boundary between the semitransparent portion and the light transmitting portion, (For example, 0.1 to 1.0 탆, more preferably 0.2 to 0.8 탆) of the resist pattern. That is, the edge of the resist pattern is retreated toward the semitransparent portion side (left side in the section J-J of FIG. 20 (F)). As a result, the edge (or at least the side of the light-transmitting portion side) of the provisional pattern is slightly exposed from the edge of the second resist pattern (see FIG. 20 (F)).
따라서, 제2차 묘화 시에는 이 점을 고려한 묘화 데이터를 사용한다. 예를 들어, 잠정 패턴 폭의 중앙에, 레지스트 패턴의 엣지가 위치하는 설계로, 제2차 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.Therefore, the drawing data considering this point is used in the second drawing operation. For example, the second resist pattern can be formed with the design in which the edge of the resist pattern is located at the center of the provisional pattern width.
이와 같이, 잠정 패턴의 투광부측의 엣지가 소정(예를 들어, 0.1 내지 1.0㎛)의 폭으로 노출되도록 함으로써, 다른 포토리소그래피 공정 간의 얼라인먼트 어긋남을 확실하게 흡수할 수 있는 동시에, 잠정 패턴을 제거하는 에칭 공정(제3차 에칭 공정)에 있어서, 과대한 시간이나 수고를 필요로 하지 않도록 할 수 있다.By thus exposing the edge of the provisional pattern on the side of the transparent portion with a predetermined width (for example, 0.1 to 1.0 탆), it is possible to reliably absorb the alignment deviation between the other photolithography processes and to remove the provisional pattern It is possible to prevent an excessive time and labor from being required in the etching process (third etching process).
이 잠정 패턴의 투광부측의 엣지는, 제1차 에칭 공정에서 획정된 반투광부의 정확한 외측 테두리가 되는 부분이므로, 이 부분을, 에칭 마스크로서, 제2차 레지스트 패턴과 함께 사용하고, 반투광막의 에천트를 사용하여 반투광막의 에칭(제2 차 에칭)을 행한다[도 20의 (G) 참조]. 여기서, 잠정 패턴은 차광막에 의해 형성되어 있으므로, 반투광막의 에천트에 접촉해도 소실되는 일은 없다.The edge of the provisional pattern on the transparent portion side is a portion which becomes an accurate outer edge of the semi-transparent portion defined in the first etching step. Therefore, this portion is used together with the second resist pattern as an etching mask, (Second etching) of the semitransparent film is performed using a film etchant (see FIG. 20 (G)). Here, since the provisional pattern is formed by the light-shielding film, it does not disappear even if it comes into contact with the etchant of the semitransparent film.
이어서, 제2차 레지스트 패턴을 잔존시킨 상태에서, 차광막의 에천트를 사용하여 잠정 패턴을 제거한다(제3차 에칭 공정). 또한, 이미 형성된 차광부는, 제2차 레지스트 패턴에 의해 보호되고 있으므로, 잠정 패턴 제거 시에 손상되는 일은 없다. 여기에서는, 잠정 패턴의 측면으로부터 사이드 에칭하는 것이 효과적이므로, 건식 에칭이 아닌, 등방성 에칭의 작용이 우수한 습식 에칭을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 잠정 패턴을 소실시킨다. 이때, 반투광막은 차광막의 에천트에 대하여 내성을 가지므로, 소실되는 일은 없다[도 20의 (H) 참조]. 그리고 마지막으로 제2차 레지스트 패턴을 박리한다[도 20의 (I) 참조].Subsequently, in a state where the second resist pattern remains, a temporary pattern is removed using an etchant of a light-shielding film (third etching step). Further, since the already formed shielding portion is protected by the second resist pattern, it is not damaged at the time of removing the temporary pattern. In this case, since it is effective to perform side etching from the side surface of the provisional pattern, it is preferable to use wet etching, which is excellent in the action of isotropic etching, instead of dry etching. And the temporary pattern is lost. At this time, since the semi-light-transmitting film has resistance to the etchant of the light-shielding film, it is not lost (see FIG. 20 (H)). Finally, the second resist pattern is peeled off (see FIG. 20 (I)).
이상과 같이, 도 19 및 도 20에 나타낸 공정에 의해 얻어진 포토마스크는, 설계한 대로 반투광부의 중심에 차광부가 배치되어 있다. 즉, 각각 다른 묘화 공정에서 형성된 차광막 패턴과 반투광막 패턴의 엣지가 X 방향, Y 방향으로 시프트한다고 하는 종래의 문제가 발생하지 않고, 설계한 대로의 위치가 된다.As described above, in the photomask obtained by the processes shown in Figs. 19 and 20, the shielding portion is disposed at the center of the semi-transparent portion as designed. That is, the conventional problem that the edges of the light-shielding film pattern and the semitransparent film pattern formed in different drawing processes shift in the X and Y directions does not occur, and the position is as designed.
제2차 묘화 시에, 제1차 묘화와의 상대적인 위치 어긋남이 발생했다고 해도, 잠정 패턴의 일부가 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터, 적어도 일부 노출된 상태가 된다. 바꾸어 말하면, 상기 상대적인 위치 어긋남이 발생한 경우에도, 잠정 패턴의 측면이 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터 노출된 상태가 되도록, 잠정 패턴의 치수가 선택되어 있다. 따라서, 잠정 패턴에 의해, 확실하게 반투광부의 외측 테두리를 획정할 수 있으므로, 제1차 레지스트 패턴으로 형성된 설계한 대로의 배치를 실현할 수 있다. 또한, 제2차 레지스트 패턴에 의해 차광부가 보호되어, 에칭 선택성에 의해 반투광부에 영향을 주는 일 없이, 잠정 패턴을 에칭 제거(제3차 에칭 공정)할 수 있으므로, 잠정 패턴을 제거하기 위한 또 다른 포토리소그래피 공정을 필요로 하지 않는다. 또한, 잠정 패턴을 제거하기 위해, 나아가 다시 한번 포토리소그래피 공정을 반복해도 된다.A portion of the provisional pattern is at least partially exposed from the edge of the second resist pattern even if a positional shift relative to the first drawing is caused in the second drawing operation. In other words, even when the relative positional deviation occurs, the dimensions of the provisional pattern are selected such that the side surface of the provisional pattern is exposed from the edge of the second resist pattern. Therefore, since the outer edge of the semi-transparent portion can be reliably defined by the provisional pattern, it is possible to realize the arrangement as designed by the first resist pattern. In addition, since the shielding portion is protected by the second resist pattern and the provisional pattern can be etched away (third etching step) without affecting the semitransparent portion by the etching selectivity, No other photolithography process is required. Further, in order to remove the provisional pattern, the photolithography process may be repeated again.
이상과 같이, 본 발명에서는 복수회의 묘화를 필요로 하는 포토마스크에 있어서, 전사용 패턴이 구비하는 각 영역의 얼라인먼트가 정확하게 행해지고, 또한 포토리소그래피 공정의 실시 횟수를 억제 가능한, 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the photomask requiring a plurality of times of drawing, it is possible to accurately align the respective regions of the transfer pattern and to suppress the number of times of the photolithography process, A method of manufacturing a photomask can be provided.
또한, 잠정 패턴의 일부분이 제2차 레지스트 패턴의 엣지로부터 노출되도록 형성되고, 일부분이 노출된 잠정 패턴에 대하여 습식 에칭이 갖는 등방성 에칭의 작용에 의해, 잠정 패턴의 전체를 제거할 수 있다. 따라서, 포토리소그래피 공정의 실시 횟수를 확실하게 억제할 수 있다.In addition, a part of the provisional pattern is formed to be exposed from the edge of the second resist pattern, and the entirety of the provisional pattern can be removed by the action of the isotropic etching having the wet etching for the provisional pattern in which a part is exposed. Therefore, the number of times of performing the photolithography process can be reliably suppressed.
본 발명에 있어서는, 상기 참고예에 기재된 방법으로, 제1 실시예 및 제2 실시예에 기재된 다계조 포토마스크의 제1 전사용 패턴을 형성할 수 있다. 이 경우, 제1 전사용 패턴에 포함되는 차광부, 반투광부의 엣지는, 모두 제1차 묘화에 의해 획정되어 있다. 이에 의해, 전사용 패턴이 구비하는 각 영역의 얼라인먼트가 정확하게 행해지고, 또한 포토리소그래피 공정의 실시 횟수를 억제 가능한, 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.In the present invention, the first transfer pattern of the multi-gradation photomask described in the first and second embodiments can be formed by the method described in the above-mentioned Reference Examples. In this case, the edges of the light-shielding portion and the semitransparent portion included in the first transfer pattern are all defined by the first drawing operation. Thereby, it is possible to provide a method of manufacturing a photomask including a transfer pattern, in which alignment of each region of the transfer pattern is accurately performed and the number of times of the photolithography process can be suppressed.
<제3 실시예>≪ Third Embodiment >
도 9는, 본 발명의 다른 형태에 의한 포토마스크이며, 제3 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정에 사용하는 포토마스크의 일례를 나타낸다.Fig. 9 is a photomask according to another embodiment of the present invention, and shows an example of a photomask used in a step of manufacturing the electronic device of the third embodiment.
이 포토마스크는, 투명 기판(10) 위에 반투광막(20)을 형성하고, 또한 차광막(30)을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하고, 차광막(30)을 패터닝함으로써 얻어진 제1 전사용 패턴을 구비한다. 막 소재는, 제1 실시예와 마찬가지이다.This photomask has a structure in which a
이 제1 전사용 패턴은, 제1 박막 패턴(61)을 형성하기 위한 것으로, 소스·드레인의 레이어에 있어서의 접속부를 형성하는 한편, 제1 박막 패턴(61) 형성 후에, 추가 가공을 실시함으로써 제2 박막 패턴(71)의 형성에 사용하는, 제2 전사용 패턴으로 할 수 있다.The first transfer pattern is for forming the first
제1 전사용 패턴에는, 차광부(13)와 반투광부(12)를 갖는다. 그리고 그 차광부(13) 영역 내에, 미세 폭(여기서는 폭 1㎛)의 슬릿 형상의 반투광부(12)[마크 패턴(80)]가 형성되고, 이 슬릿 형상의 반투광부(12)에 의해 둘러싸인 차광부(13)가 존재한다[도 9의 (a) 평면도, (b) 단면도]. 본 형태에서는, 슬릿 형상의 반투광부(12)는 얻고자 하는 전자 디바이스의 콘택트 홀 패턴의 외주에 대응하는 형상을 가지고, 1㎛의 폭으로 그 콘택트 홀 패턴을 둘러싸는 4각형을 이루고 있다.The first transfer pattern has a light-shielding
마크 패턴(80)은 반투광부로서 형성되어 있으나, 투광부로 하여 형성해도 된다. 전자 쪽이 해상되기 어려운 점에서 보다 바람직하다.Although the
이하에, 이 포토마스크를 사용하여, 제1 실시예와 마찬가지인 제3 실시예의 전자 디바이스를 제조하는 공정을, 도 9 내지 도 12를 이용하여 설명한다. 단, 제1 박막 패턴 형성 공정에서 사용한 포토마스크에 추가 가공을 실시하여, 제2 박막 패턴 형성 공정에 사용하는 점이, 제1 실시예와 다르다.Hereinafter, the steps of manufacturing the electronic device according to the third embodiment, which is the same as that of the first embodiment, will be described with reference to Figs. 9 to 12 using this photomask. Note that the photomask used in the first thin film pattern forming step is further processed and used in the second thin film pattern forming step, which is different from the first embodiment.
도 10은, 제1 박막 패턴 형성 공정을 도시한다. 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 우선, 디바이스 기판(50) 위에 성막한 제1 박막(60) 위에, 제1 레지스트막(40a)을 형성한다. 이 제1 레지스트막(40a)은 포지티브형 레지스트이다. 그리고 이 제1 레지스트막(40a)에 대하여, 도 9에 나타낸 포토마스크를 사용하여 노광하고, 제1 전사용 패턴을 전사한다. 노광 장치는 제1 실시예와 마찬가지인 것을 사용할 수 있지만, 노광 시간을 소정량 연장함으로써, 포토마스크로의 조사 광량을 늘리는 것이 바람직하다. 계속해서, 제1 레지스트막(40a)의 현상을 행하였다[도 10의 (b-1) 평면도, 도 2의 (b-2) 단면도].Fig. 10 shows a first thin film pattern forming step. The first resist
여기서, 조사 광량을 증가시켰으므로, 포토마스크의 반투광부(12)에 대응하는 영역의 제1 레지스트막(40a)은 충분히 감광하여, 현상에 의해 용출된다. 한편, 차광부(13)에 대응하는 영역의 제1 레지스트막(40a)은 소정의 잔막이 남은, 제1 레지스트 패턴(41a)이 형성되었다. 또한, 폭 1㎛의 반투광부(12)는 노광 장치의 해상 한계 이하의 선 폭이므로, 제1 레지스트막(40a)을 감막시키는 것을 거의 할 수 없어, 실질적으로 전사하지 않는다.Here, since the amount of irradiation light is increased, the first resist
그리고 이 제1 레지스트 패턴(41a)을 에칭 마스크로 하여, 제1 박막(60)을 에칭한다[도 10의 (c)]. 즉, 레지스트가 잔류되어 있는 부분만을 남기고, 제1 박막(60)이 제거되어, 제1 박막 패턴(61)이 형성된다. 이 제1 박막 패턴(61)은 얻고자 하는 전자 디바이스의 접속부를 포함하는 형태를 갖는다. 제1 레지스트 패턴(41a)은 박리 제거된다[도 10의 (d-1) 평면도, (d-2) 단면도].Then, the first
이어서, 얻어진 제1 박막 패턴(61)을 포함하는 디바이스 기판(50) 전체면에, 제2 박막(70)을 형성한다[도 12의 (a-1) 평면도, 도 12의 (a-2) 단면도]. 또한, 여기서는, 제2 박막(70)으로서 감광성(포지티브형) 재료인 제2 박막(70a)을 사용한다.Next, a second thin film 70 is formed on the entire surface of the
그리고 제2 박막(70a)을 패터닝하여, 제2 박막 패턴(71a)을 형성한다. 이때, 도 9의 포토마스크에 대하여 추가 가공을 실시한 도 11의 포토마스크를 사용한다. 이 추가 가공은, 미세 폭의 슬릿 형상으로 형성된 반투광부(12)에 둘러싸인 위치에 있는 차광부(13)를 제거하고, 투광부(11)로 변환한다. 즉, 슬릿 형상의 반투광부(12)에 주위를 둘러싼 차광부(13)를 이루는 차광막(30)을 에칭 제거하고, 또한 거기에 노출된 반투광막(20)도, 에칭 제거한다. 그리고 투명 기판(10)이 노출된 투광부(11)가 형성된다. 이 투광부(11)는 전자 디바이스에 있어서의 홀 패턴을 형성하기 위한 형상과 크기를 갖는다. 또한, 추가 가공 프로세스의 상세한 것은, 후술한다.Then, the second thin film 70a is patterned to form the second thin film pattern 71a. At this time, the photomask of FIG. 11 in which further processing is performed on the photomask of FIG. 9 is used. In this additional processing, the light-shielding
상기 추가 가공에 의해, 도 9의 포토마스크의 제1 전사용 패턴은, 도 11의 포토마스크의 제2 전사용 패턴으로 변환된다. 단, 제2 전사용 패턴에 있어서의 차광부(13)의 엣지는, 제1 전사용 패턴에 존재한 엣지[미세 폭의 반투광부(12)에 인접하고 있던 엣지도 포함함]이므로, 제2 전사 패턴이 갖는 패턴의 엣지[특히 차광부(13)의 엣지]는 상기 변환 과정에서 새롭게 형성된 엣지는 아니다.By the above additional processing, the first transfer pattern of the photomask of Fig. 9 is converted into the second transfer pattern of the photomask of Fig. However, the edge of the light-shielding
제2 전사용 패턴을, 상기 제2 박막(70a)에 전사할 때 사용하는 노광 장치는, 상기와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 그리고 도 12의 (b-1) 및 (b-2)에 도시한 바와 같이, 포토마스크의 투광부(11)에 대응하는 영역의 제2 박막(70a)이 제거된 패턴이 되도록, 광량을 조정한다. 이에 의해, 제2 박막 패턴(71a)(콘택트 홀 패턴)이 형성된다.As the exposure apparatus used when transferring the second transfer pattern to the second thin film 70a, the same one as described above can be used. As shown in Figs. 12 (b-1) and 12 (b-2), the amount of light is adjusted so that the second thin film 70a in the region corresponding to the
또한, 상기에서는 제2 박막(70)이 감광성(포지티브형)인 경우에 대하여 설명했지만, 감광성을 갖지 않는 재료로 이루어지는 제2 박막(70)의 경우에는, 제2 박막(70) 위에 제2 레지스트막(포지티브형)을 형성하여 포토리소그래피 공정을 행해도 되는 것은, 제1 실시예와 마찬가지이다.In the case of the second thin film 70 made of a material having no photosensitivity, the second thin film 70 is formed on the second thin film 70, It is the same as in the first embodiment that a film (positive type) may be formed and the photolithography process may be performed.
상기로부터 명확해진 바와 같이, 제1 박막(60) 및 제2 박막(70)의 패터닝은, 서로 다른 형상의 패턴을 형성하기 위한 패터닝이다. 그럼에도, 그 패터닝에 사용된 포토마스크 위의 전사용 패턴은 추가 가공에 의해 변환된 것이지만, 단지 1회의 포토리소그래피 공정(즉 1회의 묘화 공정)에 의해 획정된 전사용 패턴이다. 이로 인해, 가령 포토마스크의 제1 전사용 패턴이, 그 제조 공정(묘화 공정)에 있어서 발생한 묘화 어긋남 성분을 포함하고 있었다고 해도, 제1 박막 패턴(61) 및 제2 박막 패턴(71)에 있어서, 그 성분은 동일하므로, 중첩에 의한 얼라인먼트 에러를 발생시키지 않는다.As is clear from the above, the patterning of the first
결과적으로, 제1 박막 패턴(61)과 제2 박막 패턴(71)의 중첩 정밀도가 매우 높은, 전자 디바이스를 제조할 수 있다[도 4의 (c)].As a result, it is possible to manufacture an electronic device having a very high superposition accuracy of the first
<제4 실시예><Fourth Embodiment>
제3 실시예에 있어서 행한 포토마스크의 추가 가공에 대해서, 제4 실시예로서 설명한다.Further processing of the photomask performed in the third embodiment will be described as the fourth embodiment.
도 13[(a-1) 평면도, (a-2) 단면도]은 제3 실시예에서 사용한, 제1 전사용 패턴을 갖는 포토마스크이다. 제1 박막 패턴 형성 공정 후, 미세 폭의 반투광부로 이루어지는 마크 패턴에 둘러싸인 차광부(13)(이하, 제거 패턴이라고도 함)의 차광막과, 그 하층측에 있는 반투광막을 제거할 필요가 있다. 이 공정은, 이하와 같이 행할 수 있다.13 ((a-1) plan view and (a-2) cross-sectional view) are photomasks having the first transfer pattern used in the third embodiment. After the first thin film pattern formation step, it is necessary to remove the light-shielding film of the light-shielding portion 13 (hereinafter also referred to as a removal pattern) surrounded by the mark pattern made of the semitransparent portion with a fine width and the semitransparent film on the lower side thereof. This process can be carried out as follows.
우선, 제1 전사용 패턴을 포함하는 투명 기판(10)의 전체면에 레지스트를 도포하고, 추가 가공용 레지스트막(45)을 형성한다[도 13의 (b-1) 평면도, (b-2) 단면도]. 이어서, 묘화기를 사용하여 묘화를 행하고, 현상함으로써, 제거 패턴 부분을 노출되고, 그 이외의 차광부(13)를 덮는 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 형성한다[도 13의 (c)].First, a resist is applied to the entire surface of the
또한, 이때, 묘화 패턴으로서는, 제거 패턴 이외 부분의 차광부(13)를 확실하게 덮을 필요가 있다. 그러나 제거 패턴 이외의 차광부(13)의 치수에 추가 가공용 레지스트 패턴(46)의 엣지 위치가 일치하는 묘화를 행해도, 이미 제1 전사용 패턴의 묘화가 이루어진 동일 투명 기판(10) 위에, 새롭게 묘화를 행하는 것이므로, 중첩에 의한 상호 어긋남에 의해, 그 엣지 위치가 정확하게 일치하지 않는 리스크가 있다. 엣지 위치에 어긋남이 발생하면, 제거 패턴 이외의 차광부(13)[즉 제2 전사용 패턴에 있어서의 차광부(13)의 엣지]가 추가 가공용 레지스트 패턴(46)으로부터 일부 노출되어, 에칭 시에 용출해 버릴 가능성이 있다.At this time, as the imaging pattern, it is necessary to securely cover the light-shielding
따라서, 형성되는 추가 가공용 레지스트 패턴(46)의 엣지 위치가 미세 폭의 슬릿 형상의 반투광부(12)의 영역 내가 되도록, 묘화 데이터를 조정한다. 또한, 묘화기에 기인하는 좌표 어긋남은 최대 0.5㎛ 정도이므로, 미세 폭의 반투광부(12)가 1㎛의 폭이면, 확실하게 추가 가공용 레지스트 패턴(46)의 엣지를, 그 반투광부(12)[마크 패턴(80)]의 선 폭 내에 위치시킬 수 있다. 도 13의 (c)에서는, 추가 가공용 레지스트 패턴(46)이 미세 폭의 반투광부(12)의 내측에 거리 d1만큼 들어간 모습을 도시하고 있다.Therefore, the drawing data is adjusted such that the edge position of the formed additional resist
이로 인해, 묘화 데이터로서는 추가 가공용 레지스트 패턴(46)의 엣지를, 제거 패턴측을 향해 0.5㎛ 확장하는 사이징을 행한다(얼라인먼트 마진을 0.5㎛ 부가함). 즉, 이 부분에 있어서, 제2 전사용 패턴의 설계상의 치수보다, 0.5㎛만큼만, 미세 폭의 반투광부(12)측으로 시프트시키는 묘화를 행한다.As a result, as the drawing data, the edge of the resist
이에 의해, 제거 패턴은 확실하게 추가 가공용 레지스트 패턴(46)으로부터 노출되는 한편, 제거 패턴 이외의 차광부(13)[제2 전사용 패턴의 차광부(13)]는 확실하게 추가 가공용 레지스트 패턴(46)에 덮인다.As a result, the removed pattern is reliably exposed from the additional processing resist
또한, 이 사이징의 치수는 묘화기가 갖는 좌표 어긋남 성분의 크기를 고려하여 결정할 수 있다. 단, 좌표 어긋남의 최대값이 ±X㎛(예를 들어 ±5㎛)이면, 사이징을 X㎛(예를 들어 5㎛)로 하면 된다. 단, 이 치수는 제1 전사용 패턴에 형성해야 할, 미세 폭의 반투광부(12)의 폭을 2X㎛로 하는 것으로 이어진다. 그리고 이 반투광부(12)의 폭이 지나치게 크면, 노광 장치에 의해 해상 가능한 선 폭에 근접해 버린다. 따라서, 여기서는, X로서, 0.3 내지 0.8㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.Further, the dimension of the sizing can be determined in consideration of the size of the coordinate displacement component of the plotter. However, if the maximum value of the coordinate deviation is ± X m (for example, +/- 5 m), the sizing may be X m (for example, 5 m). However, this dimension leads to making the width of the
계속해서, 형성된 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 에칭 마스크로서, 제거 패턴을 에칭 제거한다[도 13의 (d)]. 여기에서는, 차광막 소재용의 에칭제(차광막 소재가 Cr을 주성분으로 하는 것이면, Cr용의 에칭제)를 사용한다.Subsequently, the removed pattern is removed by etching using the formed additional resist
이 후, 노출된 반투광막(20)을 제거하기 위한 에칭을 행한다[도 13의 (e)]. 예를 들어 반투광막(20)이 MoSi를 주성분으로 하는 것이면, MoSi용의 에칭제를 사용한다. 이때, 상기 차광막(30)의 에칭에 사용한 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 제거하지 않고, 그대로 에칭제만 변경하여, 반투광막(20)을 제거하는 것이 바람직하다.Thereafter, etching for removing the exposed
이때, 도 13의 (e)에 도시한 바와 같이, 추가 가공용 레지스트 패턴(46)의 엣지는, 상기 사이징을 행한 0.5㎛만큼 커져 있으므로, 제2 전사 패턴에 있어서의 투광부(11)에 반투광막(20)의 일부가 남아 버리는 리스크가 발생할 수 있다. 그러나 반투광부(12)의 에칭에 대하여, 습식 에칭을 적용하면, 도 12의 (e)에 도시한 바와 같이, 사이드 에칭이 진행됨으로써, 반투광막(20)이 충분히 에칭된다. 또한, 오버 에칭을 행하면, 보다 확실하게, 콘택트 홀 패턴 형성용의 차광부(13)가 얻어진다. 이것은, 얻고자 하는 전자 디바이스의 얼라인먼트 에러를 저감하려고 하는 본 발명의 과제를, 더 높은 레벨에 도달시킬 가능성을 시사하고 있다.13 (e), since the edge of the resist
즉, 제1 내지 제3 실시예에 있어서 검증한 대로, 포토마스크에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)을 이론상 제로로 하는 것이 가능하면, 최종적으로 얻어지는 전자 디바이스의 얼라인먼트 에러는, 종래 생각할 수 없었을 정도로 압축할 수 있게 된다.That is, as verified in the first to third embodiments, if it is possible to make the alignment error component EM caused by the photomask to the theoretical zero, the alignment error of the finally obtained electronic device can not be predicted so far Compression.
<제5 실시예><Fifth Embodiment>
제3 실시예에 있어서 행한 포토마스크의 추가 가공에 대해서, 또 다른 형태를 제5 실시예로서 설명한다.As to the further processing of the photomask performed in the third embodiment, another embodiment will be described as the fifth embodiment.
도 14[(a-1) 평면도, (a-2) 단면도]는 제3 실시예에서 사용한, 제1 전사용 패턴을 갖는 포토마스크이다. 제1 박막 패턴 형성 공정 후, 미세 폭의 반투광부로 이루어지는 마크 패턴에 둘러싸인 차광부(13)(이하,「제거 패턴」이라고도 함)의 차광막 및 그 하층측에 있는 반투광막을 제거할 필요가 있다. 이 공정은, 이하와 같이 행할 수 있다.14 (a-1) plan view and (a-2) cross-sectional view] is a photomask having a first transfer pattern used in the third embodiment. After the first thin film pattern forming step, it is necessary to remove the light shielding film of the light shielding portion 13 (hereinafter also referred to as a "removal pattern") surrounded by the mark pattern made of the semi-light transmitting portion with a fine width and the semitranslucent film on the lower side thereof . This process can be carried out as follows.
우선, 제4 실시예와 마찬가지로, 제1 전사용 패턴을 포함하는 투명 기판(10)의 전체면에 레지스트를 도포하고, 추가 가공용 레지스트막(45)을 형성한다[도 14의 (b-1) 평면도, (b-2) 단면도]. 이어서, 제4 실시예와 마찬가지로, 묘화기를 사용하여 묘화를 행하고, 현상함으로써, 제거 패턴 부분을 노출하고, 그 이외의 차광부(13)를 덮는 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 형성한다[도 14의 (c)].First, as in the fourth embodiment, resist is applied to the entire surface of the
계속해서, 제4 실시예와 마찬가지로, 형성된 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 에칭 마스크로 하여, 제거 패턴을 에칭 제거한다[도 14의 (d)]. 여기에서는, 차광막 소재용의 에칭제(차광막 소재가 Cr을 주성분으로 하는 것이면, Cr용의 에칭제)를 사용한다.Subsequently, as in the fourth embodiment, the removed pattern is removed by etching using the formed additional resist
계속해서, 제5 실시예의 포토마스크의 추가 가공에서는, 추가 가공용 레지스트 패턴(46)을 박리한다[도 14의 (e)]. 이 후, 제2 전사용 패턴에 있어서의 투광부(11)를 형성하기 위해, 반투광막(20)을 부분적으로 제거한다.Subsequently, in the further processing of the photomask of the fifth embodiment, the resist
구체적으로는 도 14의 (f)에 도시한 바와 같이, 포토마스크의 전체면에 새로운 추가 가공용 레지스트막(47)을 형성하고, 또한 묘화기를 사용하여 묘화한다. 이 묘화용 데이터에 있어서는, 추가 가공용 레지스트 패턴(48)의 엣지가 제2 전사용 패턴의 차광부(13)의 엣지 위치에 대하여 0.5㎛ 후퇴하는 사이징을 한다(얼라인먼트 마진을 0.5㎛ 삭감함)[도 14의 (g)]. 이에 의해, 도 14의 (g)에 도시한 바와 같이, 추가 가공용 레지스트 패턴(48)의 엣지가 차광부(13)의 엣지로부터 거리 d2만큼 후퇴한다. 이와 같이 하여 형성된 추가 가공용 레지스트 패턴(48)을 마스크로 하여, 반투광막(20)을 에칭하면, 이미 제1 전사 패턴으로서 형성되어 있는 차광부(13)의 엣지가 에칭 마스크로서 기능을 하므로, 이 하층측에 있는 반투광막(20)만이 제거되어, 제2 전사용 패턴에 있어서의 홀 패턴이 정확하게 형성된다.More specifically, as shown in FIG. 14F, a new resist
즉, 제4 실시예 및 제5 실시예에 있어서는, 포토마스크의 추가 가공에 의해 묘화 공정이 증가함에도 불구하고, 이 새로운 묘화에 의해, 포토마스크의 패턴 중첩에 기인하는 얼라인먼트 에러 성분(EM)이 발생하지 않는 방법을 도시하는 것이다.That is, in the fourth embodiment and the fifth embodiment, although the drawing process is increased by the additional processing of the photomask, the alignment error component EM resulting from the pattern overlap of the photomask And does not occur.
<제1 비교예>≪ Comparative Example 1 >
종래 방법에 의해, 제1 실시예와 마찬가지의 전자 디바이스를 제조하는 방법에 대해서, 도 15 및 도 16을 이용하여 설명한다.A method of manufacturing an electronic device similar to that of the first embodiment by the conventional method will be described with reference to Figs. 15 and 16. Fig.
도 15의 (a)는 투명 기판(10) 위에 형성한 차광막(30)을 공지된 방법에 의해 패터닝한 것으로, 접속부를 포함하는 차광부(13)(제1 전사용 패턴)를 구비한다. 이 바이너리 마스크를 Mask A로 한다.15A is a patterned light shielding film 30 formed on a
이것을 이용하여, 우선 디바이스 기판(50) 위에 접속부를 형성한다. 즉, 도 16의 (a-1)에 도시한 바와 같이, 디바이스 기판(50) 위에 제1 박막(60)을 형성하고, 또한 제1 레지스트막(40a)(포지티브형)을 형성한다. 그리고 Mask A를 사용하여, 노광 장치에 의해 제1 전사용 패턴을 노광한다. 노광 장치는 상기 실시예와 마찬가지이다. 그리고 도 16의 (b-1) 및 (b-2)에 도시한 바와 같이, 제1 레지스트막(40a)을 현상하고, 얻어진 제1 레지스트 패턴(41a)을 마스크로 하여, 제1 박막(60)을 에칭한다[도 16의 (c)].By using this, a connecting portion is formed on the
제1 레지스트 패턴(41a)을 박리하면, 도 16의 (d-1) 및 (d-2)에 나타낸, 접속부를 갖는 제1 박막 패턴(61)이 완성된다.When the first resist
이어서, 상기 제1 박막 패턴(61)을 포함하는 디바이스 기판(50) 전체면에, 제2 박막(70a)을 형성한다. 이 제2 박막(70a)은 포지티브형의 감광성을 갖는 재료의 제2 박막(70a)으로 이루어진다[도 18의 (a-1) 평면도, 도 18의 (a-2) 단면도].Then, a second thin film 70a is formed on the entire surface of the
그리고 도 17에 나타낸, 제2 마스크(Mask B)를 사용하여, 노광 장치에 의해 노광한다. 이 Mask B는 홀 패턴을 형성하기 위한, 제2 전사용 패턴을 구비하는 바이너리 마스크이다.Then, using the second mask (mask B) shown in Fig. 17, exposure is performed by the exposure apparatus. This mask B is a binary mask having a second transfer pattern for forming a hole pattern.
노광 후, 현상하면, 제2 박막(70a)에 콘택트 홀(90)이 형성된다[도 18의 (c)].After exposure and development, a
단, Mask A와 Mask B는, 각각 다른 공정에서 형성된 포토마스크이며, 개개의 제조 시에 행해진 포토리소그래피 공정(특히 묘화 공정)에서 발생한 좌표 어긋남의 경향은, 가령 동일한 묘화기를 사용했다고 해도, 완전히 일치하는 일은 없다. 도 18의 (c)에서는, x 방향으로 Δx 및 y 방향으로 Δy의 좌표 어긋남이 발생한 모습을 나타내고 있다.However, Mask A and Mask B are photomasks formed in different processes, and the tendency of the coordinate deviation occurring in the photolithography process (especially the imaging process) performed at the time of individual manufacturing is not completely matched There is nothing to do. Fig. 18C shows a state in which a coordinate shift of? Y in the x direction and? Y in the y direction occurs.
예를 들어, Mask A가 갖는 제1 전사용 패턴 위의 임의의 좌표가 설계 좌표에 대하여 ＋M㎛의 위치로 어긋나고, Mask B가 -M㎛의 위치로 어긋났다고 하면, 중첩 시에 발생하는 얼라인먼트 에러로서는, 2M㎛가 된다. 즉, 이 방법으로 제조된 전자 디바이스에는 두 가지 패턴의 중첩에 기인하는 얼라인먼트 에러의 EM 성분이 전자 디바이스의 정밀도를 열화시키는 것을 피할 수 없게 된다[도 18의 (c)].For example, if arbitrary coordinates on the first transfer pattern of Mask A are shifted to the position of + M m with respect to the design coordinates and Mask B is shifted to the position of -M m, alignment errors , It becomes 2 M m. That is, in the electronic device manufactured by this method, it is inevitable that the EM component of the alignment error due to the overlapping of the two patterns deteriorates the precision of the electronic device (Fig. 18C).
10 : 투명 기판
11 : 투광부
12 : 반투광부
13 : 차광부
15 : 얼라인먼트 마크
20 : 반투광막
21 : 반투광막 패턴
30 : 차광막
31 : 차광막 패턴
40a : 제1 레지스트막(포지티브형)
40b : 제1 레지스트막(네가티브형)
41a : 제1 레지스트 패턴(포지티브형)
41b : 제1 레지스트 패턴(네가티브형)
45 : 추가 가공용 레지스트막
46 : 추가 가공용 레지스트 패턴
47 : 추가 가공용 레지스트막
48 : 추가 가공용 레지스트 패턴
50 : 디바이스 기판
60 : 제1 박막
61 : 제1 박막 패턴
70 : 제2 박막
70a : 제2 박막(포지티브형)
70b : 제2 박막(네가티브형)
71 : 제2 박막 패턴
71a : 제2 박막 패턴(포지티브형)
71b : 제2 박막 패턴(네가티브형)
80 : 마크 패턴
90 : 콘택트 홀10: transparent substrate
11:
12: translucent part
13:
15: alignment mark
20: Semitransparent film
21: Semitransparent film pattern
30:
31: Light-shielding film pattern
40a: First resist film (positive type)
40b: a first resist film (negative type)
41a: First resist pattern (positive type)
41b: First resist pattern (negative type)
45: Resist film for further processing
46: resist pattern for further processing
47: Resist film for further processing
48: resist pattern for further processing
50: Device substrate
60: first thin film
61: first thin film pattern
70: second thin film
70a: second thin film (positive type)
70b: second thin film (negative type)
71: second thin film pattern
71a: second thin film pattern (positive type)
71b: second thin film pattern (negative type)
80: Mark pattern
90: Contact hole
Claims (20)
기판 위에 형성된 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과,
상기 기판 위에 형성된 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖고,
상기 제1 포토마스크는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한
상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공(追加工)을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing an electronic device,
A first photolithography process including a first exposure using a first photomask is performed on a first thin film formed on a substrate or a first resist film formed on the first thin film, 1 thin film pattern forming step,
The second thin film formed on the substrate or the second resist film formed on the second thin film is subjected to a second photolithography process including a second exposure using a second photomask, And a second thin film pattern forming step of patterning the thin film pattern in a different shape from the thin film pattern,
The first photomask has a first transfer pattern, and further,
Wherein the second photomask is the same photomask as the first photomask, or the second photomask is a photomask formed by further processing (additional processing) the first transfer pattern of the first photomask 2 < / RTI > transfer pattern.
기판 위에 제1 박막을 형성하는 공정과,
상기 제1 박막, 또는 상기 제1 박막 위에 형성한 제1 레지스트막에, 제1 포토마스크를 사용한 제1 노광을 포함하는 제1 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제1 박막을 패터닝하는 제1 박막 패턴 형성 공정과,
상기 제1 박막 패턴이 형성된 상기 기판 위에, 제2 박막을 형성하는 공정과,
상기 제2 박막, 또는 상기 제2 박막 위에 형성한 제2 레지스트막에 제2 포토마스크를 사용한 제2 노광을 포함하는 제2 포토리소그래피 공정을 실시함으로써, 상기 제2 박막을 상기 제1 박막 패턴과 다른 형상으로 패터닝하는 제2 박막 패턴 형성 공정을 갖고,
상기 제1 포토마스크는 제1 전사용 패턴을 갖고, 또한
상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크와 동일한 포토마스크이거나, 또는 상기 제2 포토마스크는 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 추가 가공을 실시하여 형성한 제2 전사용 패턴을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing an electronic device,
Forming a first thin film on a substrate,
A first photolithography process including a first exposure using a first photomask is performed on the first thin film or the first resist film formed on the first thin film to form a first thin film for patterning the first thin film A pattern forming step,
Forming a second thin film on the substrate on which the first thin film pattern is formed;
A second photolithography process including a second exposure using a second photomask is performed on the second thin film or a second resist film formed on the second thin film to form the second thin film on the first thin film pattern, And a second thin film pattern forming step of patterning the thin film in another shape,
The first photomask has a first transfer pattern, and further,
Wherein the second photomask is a photomask identical to the first photomask, or the second photomask is a second transfer pattern formed by further processing the first transfer pattern of the first photomask, Wherein the step of forming the electronic device comprises the steps of:
상기 제1 전사용 패턴 및 제2 전사용 패턴은, 각각, 투명 기판 위에 형성된 반투광막 및 차광막으로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first transfer pattern and the second transfer pattern are formed from a semitransparent film and a light shield film formed on a transparent substrate, respectively.
상기 제2 전사용 패턴은, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the second transfer pattern includes a transparent portion, a light shielding portion, and a semi-transparent portion.
상기 제1 전사용 패턴은, 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the first transfer pattern includes a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-light-transmitting portion.
상기 제1 전사용 패턴에 포함되는 상기 차광부 및 상기 반투광부의 엣지는 1회의 묘화 공정에 의해 획정된 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein an edge of the light-shielding portion and the edge of the translucent portion included in the first transfer pattern are defined by a single drawing process.
상기 제2 박막 패턴 형성 공정에서는, 상기 제1 박막 패턴 형성 공정과는, 이용하는 레지스터막, 레지스터 프로세스 및 노광 조건 중 어느 하나가 다른 조건을 적용하는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the second thin film pattern forming step applies different conditions to the first thin film pattern forming step, the resist film being used, the resistor process and the exposure condition being different from each other.
상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막과 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막은, 다른 감광성을 갖는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the first thin film or the first resist film and the second thin film or the second resist film have different photosensitivity.
상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the first thin film or the first resist film is made of a positive photosensitive material and the second thin film or the second resist film is a negative type photosensitive material.
상기 제1 박막 또는 상기 제1 레지스트막이 네가티브형 감광성 재료로 이루어지고, 상기 제2 박막 또는 상기 제2 레지스트막이 포지티브형 감광성 재료인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the first thin film or the first resist film is made of a negative type photosensitive material and the second thin film or the second resist film is a positive type photosensitive material.
상기 제2 포토마스크가 갖는 상기 제2 전사용 패턴은, 상기 제1 포토마스크가 갖는 상기 제1 전사용 패턴에 상기 추가 가공을 실시한 것이며, 상기 추가 가공은, 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 제거함으로써, 상기 제2 전사용 패턴을 형성하는 것인 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.The method according to claim 4 or 5,
Wherein the second transfer pattern of the second photomask is obtained by further subjecting the first transfer pattern of the first photomask to the additional processing, Removing the second transfer pattern to form the second transfer pattern.
상기 제1 전사용 패턴은, i선 내지 g선의 파장 영역의 광원을 구비한 노광 장치에 의해, 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 전자 디바이스의 제조 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the first transfer pattern has a mark pattern having a line width that is not resolved by an exposure apparatus having a light source in the wavelength range of i line to g line.
상기 포토마스크가 투명 기판 위에 형성된, 차광부, 반투광부 및 투광부를 포함하는 전사용 패턴을 갖고,
투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 차광막 위에 형성한 제1차 레지스트막에 대하여 제1차 묘화를 행함으로써, 상기 차광부와, 상기 반투광부를 획정하는 잠정 패턴을 형성하기 위한 제1차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 차광막을 에칭하는 제1차 에칭 공정과,
형성된 상기 차광부와 상기 잠정 패턴을 포함하는 전체면에 제2차 레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제2차 레지스트막에 대하여 제2차 묘화를 행함으로써, 상기 반투광부를 형성하기 위한 제2차 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 잠정 패턴과 상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하는 제2차 에칭 공정과,
상기 제2차 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 잠정 패턴을 에칭 제거하는 제3차 에칭 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of an electronic device according to claim 1 for manufacturing an electronic device having a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are laminated on the same substrate A method for manufacturing a photomask,
Wherein the photomask has a transfer pattern formed on a transparent substrate, the transfer pattern including a light-shielding portion, a translucent portion, and a translucent portion,
A step of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on a transparent substrate,
Forming a first resist pattern for forming a provisional pattern defining the light-shielding portion and the semi-light-projecting portion by performing a first drawing operation on the first resist film formed on the light-shielding film;
A first etching step of etching the light shielding film using the first resist pattern as a mask,
Forming a second resist film on the entire surface including the light-shielding portion and the provisional pattern;
Forming a second resist pattern for forming the semitransparent portion by performing a second drawing on the second resist film;
A second etching step of etching the semitransparent film using the temporary pattern and the second resist pattern as masks;
And a third etching step of etching and removing the provisional pattern using the second resist pattern as a mask.
상기 전사용 패턴은, 반투광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 반투광부, 반투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 반투광부 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.14. The method of claim 13,
The transfer pattern includes a light-transmitting portion surrounded by a translucent portion, a translucent portion surrounded by a light-shielding portion surrounded by the light-shielding portion, a light-shielding portion surrounded by the translucent portion, a light-shielding portion surrounded by the translucent portion, And a semitransparent portion surrounded by the semitransparent portion.
상기 포토마스크가 투명 기판 위에, 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비하고,
상기 투명 기판 위에, 반투광막 및 차광막을 이 순서로 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
포토리소그래피 공정을 이용하여, 상기 반투광막 및 상기 차광막으로부터, 상기 제1 전사용 패턴을 형성하는 제1 전사용 패턴 형성 공정을 갖고,
상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해, 상기 전자 디바이스에 있어서의 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, i선 내지 g선의 파장 영역의 광원을 구비한 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖고,
상기 형상은, 상기 전자 디바이스에 있어서의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.A manufacturing method of a photomask for manufacturing an electronic device having a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are laminated on the same substrate,
Wherein the photomask has a first transfer pattern for forming the first thin film pattern on a transparent substrate,
A step of preparing a photomask blank in which a semitransparent film and a light shielding film are formed in this order on the transparent substrate,
A first transfer pattern forming step of forming the first transfer pattern from the semitransparent film and the light shielding film by using a photolithography process,
Wherein the first transfer pattern is a shape for forming the first thin film pattern in the electronic device by exposure and has a line width which is not resolved by an exposure apparatus having a light source of a wavelength range from an i line to a g line Of the mark pattern,
Characterized in that the shape is such that a part of the first transfer pattern defined by the mark pattern can be removed by further processing so as to form the second thin film pattern in the electronic device , And a method of manufacturing a photomask.
상기 포토마스크 블랭크는 상기 투명 기판 위에, 서로 에칭 특성이 다른 상기 반투광막과 상기 차광막을 이 순서로 적층한 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.16. The method according to any one of claims 13 to 15,
Wherein the photomask blank is formed by laminating the semitransparent film and the light shielding film having different etching characteristics on the transparent substrate in this order.
투명 기판 위에 형성된, 반투광막과 차광막으로부터 이루어지는, 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 제1 전사용 패턴을 구비하고,
상기 제1 전사용 패턴은 노광에 의해, 상기 전자 디바이스의 상기 제1 박막 패턴을 형성하기 위한 형상이며, i선 내지 g선의 파장 영역의 광원을 구비한 노광 장치에 의해 해상되지 않는 선 폭의 마크 패턴을 포함하는 형상을 갖고,
상기 전자 디바이스의 상기 제2 박막 패턴을 형성하기 위한 제2 전사용 패턴으로 형성하기 위해, 상기 마크 패턴에 의해 획정된 상기 제1 전사용 패턴의 일부를 추가 가공에 의해 제거할 수 있는 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크.A photomask for manufacturing an electronic device having a laminated structure in which a first thin film pattern formed by patterning a first thin film and a second thin film pattern formed by patterning a second thin film are laminated on the same substrate,
And a first transfer pattern formed on the transparent substrate, the first transfer pattern comprising the semitransparent film and the light shielding film for forming the first thin film pattern,
Wherein the first transfer pattern is a shape for forming the first thin film pattern of the electronic device by exposure and is a line mark having a line width that is not resolved by an exposure apparatus having a light source of a wavelength range from an i line to a g line Having a shape including a pattern,
A part of the first transfer pattern defined by the mark pattern can be removed by further processing in order to form the second transfer pattern for forming the second thin film pattern of the electronic device Features a photomask.
상기 제2 전사용 패턴은, 반투광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 투광부, 차광부에 의해 둘러싸인 반투광부, 반투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 차광부, 투광부에 의해 둘러싸인 반투광부 중 어느 하나를 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크.18. The method of claim 17,
The second transfer pattern includes a transparent portion surrounded by a translucent portion, a transparent portion surrounded by the transparent portion, a transparent portion surrounded by the transparent portion, a light shield portion surrounded by the transparent portion, And a translucent portion surrounded by the translucent portion.
상기 마크 패턴은 상기 제1 전사용 패턴의 차광부의 일부를 둘러싸는, 0.3 내지 1.5㎛ 폭의 반투광부 또는 투광부로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 포토마스크.The method according to claim 17 or 18,
Wherein the mark pattern comprises a semitransparent portion or a light transmitting portion having a width of 0.3 to 1.5 mu m surrounding a part of the light shielding portion of the first transfer pattern.
제1항 또는 제2항에 기재된 전자 디바이스의 제조 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.A manufacturing method of a display device,
A manufacturing method of a display device, characterized by using the manufacturing method of an electronic device according to any one of claims 1 to 3.
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