KR101821037B1 - 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 미세하고 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
투명 기판 위에 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막을 적층하는 포토마스크 블랭크를 준비한다. 하층막은 상층막의 에천트에 의해 에칭 가능한 재료를 포함하고, 에칭 스토퍼막은 상층막의 에천트에 대해 내성을 갖는 재료를 포함한다. 이 포토마스크 블랭크를 사용하여, 상층막 예비 에칭 공정, 에칭 스토퍼막 에칭 공정, 하층막 에칭 공정을 순서대로 행한 후, 상층막을 사이드 에칭함으로써, 상층막의 에지가 하층막의 에지보다 소정 폭만큼 후퇴한 림부를 형성하는 상층막 사이드 에칭 공정을 행한다.

Description

포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PHOTOMASK, PHOTOMASK, AND METHOD OF MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY}

본 발명은 피전사체에의 패턴 전사에 사용하는 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크, 및 그 포토마스크를 사용한 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 액정 패널 등의 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴의 미세화가 요망되고 있다. 그리고 이러한 미세화가 요망되는 이유는 플랫 패널 디스플레이 밝기의 향상, 반응 속도의 향상 등의 화상 품질의 고도화뿐만 아니라, 에너지 절약의 관점에서도, 유리한 점이 있는 것에 관계되어 있다. 이에 수반하여, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용되는 포토마스크에도, 미세 패턴의 선 폭의 정밀도에 대한 요구가 높아지게 된다.

선행 기술로서, 예를 들어 하기 특허문헌 1에는 차광막을 패터닝하여, i선에 대해 180°의 위상차를 갖게 하는 막 두께의 위상 시프트층을, 차광막을 피복하도록 형성한 위상 시프트 마스크가 기재되어 있고, 이에 의해 미세하고 또한 고정밀도의 패턴 형성이 가능해지는 것으로 하고 있다. 특허문헌 1에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법은 투명 기판 위의 차광층을 패터닝하고, 이 차광층을 피복하도록 투명 기판 위에 위상 시프트층을 형성하고, 이 위상 시프트층을 패터닝한다는 것이다. 위상의 반전 작용에 의해 광강도가 최소가 되는 영역을 형성하고, 노광 패턴을 보다 선명하게 할 수 있다고 기재되어 있다.

또한, 하기 특허문헌 2에는 투명 기판 위의 하층막 및 상층막이 각각 패터닝되어 형성된 투광부, 차광부, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크이며, 상기 투광부는 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고, 상기 차광부는 상기 투명 기판 위에 있어서, 상기 하층막 위에 상층막이 적층하여 형성되어 이루어지고, 상기 반투광부는 상기 투명 기판 위에 상기 하층막이 형성되어 이루어지고, 또한 상기 차광부의 에지에 인접하여 형성된 1.0㎛ 이하의 일정 선 폭의 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크, 및 그 제조 방법이 기재되어 있다. 이에 의해, 미세하고 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크를 제공할 수 있는 것으로 한다.

일본 특허 공개 제2011-13283호 공보 일본 특허 공개 제2013-134435호 공보

그러나, 포토마스크의 전사용 패턴을 단순히 미세화함으로써, 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴을 미세화하는 것은 용이하지 않다.

상기 특허문헌 1에 개시된 위상 시프트 마스크에 의하면, 차광층은 투명 기판 위에 형성되고, 위상 시프트층은 그 차광층의 주위에 형성되고, 300㎚ 이상 500㎚ 이하의 복합 파장 영역의 어느 하나의 광에 대해 180°의 위상차를 갖게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 이와 같은 위상 시프트층에 의한 위상 시프트 효과가 얻어지는 한편, 이와 같은 위상 시프트 마스크를 얻는 것은 실제로는 용이하지 않다. 특허문헌 1의 위상 시프트 마스크의 제조 방법에 의하면, 차광층과 위상 시프트층의 상대적인 위치 관계는 2회의 묘화의 상호의 얼라인먼트 어긋남의 영향을 받는다. 그로 인해, 차광층 주위에 형성되는 위상 시프트층의 폭이 일정해지지 않고, 위상 시프트 효과에 편차가 발생한다는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 상기 특허문헌 2에 개시된 포토마스크는 그 제조 방법에 있어서 1회의 묘화에 의해 형성된 레지스트 패턴이, 상층막과 하층막의 패터닝의 위치를 정한다. 그로 인해, 좁은 폭(1.0㎛ 이하)의 일정 폭 부분(이하 「림부」라고도 함)을 안정적이고 정확하게 형성할 수 있는 이점이 있다. 본 발명자의 검토에 의하면, 묘화 공정을 2회 실시하는 경우, 상호의 얼라인먼트 어긋남이 0.1 내지 0.5㎛ 정도에서 발생하는 경우가 있고, 이를 완전히 저지하는 것은 곤란하다. 따라서, 특허문헌 2에 개시된 포토마스크에 의하면, 치수가 작은 패턴을 정확하게 형성할 수 없다는 종래의 문제가 해결된다.

단, 특허문헌 2의 포토마스크의 제조 방법에 의하면, 하층막과 상층막의 에칭 특성이 다른, 즉, 한쪽의 에천트에 대해, 다른 쪽이 내성을 갖는 것이 중요해진다. 이 경우에는, 안정적으로 림부를 형성할 수 있지만, 하층막과 상층막이 공통의 에칭 특성을 갖는 경우에는, 림부가 형성되기 어렵다는 과제가 있다.

여기서, 이 과제에 대해, 상기 특허문헌 2의 포토마스크의 제조 방법을 도시하는 도 8을 참조하여 설명한다. 본원의 도 8은 특허문헌 2의 도 3을 전기한 것이다.

도 8의 (D)에 도시하는 하층막(20p)과 상층막(30a)이 공통의 에칭 특성을 갖는다고 가정한다. 이 경우, 통상 도 8의 (E)의 상층막 패터닝 공정에 있어서, 상층막(30a)을 사이드 에칭하여 림부를 형성하려고 할 때, 하층막(20p)이 상층막(30a)과 동시에 에칭되어 용출되어 버린다. 그 결과, 도 8의 (F)에 도시한 바와 같은, 하층막(20p)이 노출된 좁은 폭의 림부를 형성할 수 없다고 상정된다. 즉, 특허문헌 2의 방법을 채용하려고 할 때, 하층막과 상층막에, 서로 에칭 특성이 상이한 재료를 채용할 필요가 발생한다고 생각된다. 이 점을, 본 발명자는 착안하였다.

한편, 에칭 특성이 공통인 하층막과 상층막을 사용하여, 이 2개의 막을 각각 패터닝하여, 전사용 패턴을 형성하는 경우에는, 이 2개의 막 사이에, 에칭 스토퍼막을 개재시키는 것이 생각된다. 이 에칭 스토퍼막에는 하층막 및 상층막과는 다른 에칭 특성을 갖는 재료를 사용하여, 하층막 및 상층막의 에천트에 대해 내성을 갖는 것으로 한다. 이러한 에칭 스토퍼막을 하층막과 상층막 사이에 개재시켜, 하층막과 상층막을 각각에 적합한 에천트로 순차 에칭하면, 하층막과 상층막에 대해 각각 원하는 패턴을 형성하는 것이 가능하다.

따라서, 투명 기판 위에, 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막을 순서대로 적층하고, 그 표면에 포토레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하고, 상기 특허문헌 2에 기재된 방법을 적용하여, 얼라인먼트 어긋남이 없는 패터닝을 행하는 것을 생각한다. 본원의 도 9는 이 공정을 도시하는 참고도이다.

먼저, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은, 투명 기판(1) 위에, 하층막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 상층막(4)을 순서대로 적층한 포토마스크 블랭크를 준비한다.

이 포토마스크 블랭크는 투명 기판(1) 위에, 하층막(2)으로서 반투광막이 형성되고, 그 위에 에칭 스토퍼막(3), 상층막(4)으로서 차광막이 더 형성되어 있다. 최상층에는 포지티브형의 포토레지스트막(5)이 도포 형성되어 있다. 여기서, 반투광막은 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광을 일부 투과하는 것이고, 차광막은 실질적으로 차광한다. 또한, 예를 들어 반투광막과 차광막을 모두 Cr을 포함하는 재료로 하면, Cr용의 에천트(여기서는 습식 에칭을 채용하므로, 에칭액)에 의해 에칭 가능하다. 한편, 에칭 스토퍼막은 Cr용 에천트에 대해 내성이 있는 재료이며, 여기서는 몰리브덴실리사이드를 포함하는 재료를 포함하는 것으로 한다.

다음에, 이 포토마스크 블랭크에 대해, 레이저 묘화 장치를 사용하여 묘화하고, 현상을 행함으로써, 레지스트 패턴(5a)이 형성된다[도 9의 (b) 참조].

계속해서, 이 형성한 레지스트 패턴(5a)을 마스크로 하고, 상층막(4)을 에칭하여, 상층막 패턴(4a)을 형성한다[도 9의 (c) 참조]. 여기서는, Cr용 에칭액으로서, 질산 제2 세륨암모늄을 함유하는 에칭액을 사용한다.

다음에, 에칭액을 불산계의 것으로 바꾸고, 에칭 스토퍼막(3)을 에칭하여, 에칭 스토퍼막 패턴(3a)을 형성한다[도 9의 (d) 참조].

다시, Cr용의 에칭액을 사용하여, 하층막(2)을 에칭한다[도 9의 (e) 참조]. 투명 기판(1)이 일부 노출되어, 투광부가 형성된다.

다음에, 특허문헌 2의 (E) 공정[본원의 도 8의 (E) 참조]과 마찬가지로, 림부를 형성하기 위해, Cr용 에칭액으로 추가 에칭을 더 행한다. 이때, 상기 레지스트 패턴(5a)이 마스크가 되고, 상층막(4a)의 사이드 에칭이 진행된다[도 9의 (f) 참조]. 단, 상층막(4a)과 동일한 Cr계의 하층막(2a)에 대해서도, 마찬가지로 사이드 에칭이 진행된다.

그리고, 추가 에칭을 더 계속해서, 사이드 에칭을 진행시킨다[도 9의 (g) 참조].

이 후, 레지스트 패턴(5a)을 박리 제거한다[도 9의 (h) 참조].

마지막으로, 에칭 스토퍼막(3a)을 에칭 제거하면, 도 9의 (i)에 도시된 바와 같이, 도 8의 (F)에 도시하는 하층막(20p)과는 달리, 하층막(2c)만이 노출된 림부가 형성되지 않는다.

따라서, 하층막과 상층막의 에칭 특성이 공통인 경우에는, 특허문헌 2의 제법을 적용하여, 1회의 묘화에 의해 2개의 막을 각각 상이한 치수로 패터닝하는 것은 불가능하다고 상정된다. 또한, 한쪽의 막을 패터닝한 후에 다른 쪽의 막을 성막하여, 패터닝하는 방법(특허문헌 1의 방법)에 의하면, 막 소재에 의하지 않고, 각각의 막에 대한 패터닝이 가능하지만, 2회의 묘화에 의한 얼라인먼트 어긋남이 발생하므로, 미세한 폭을 갖는 패턴은 형성할 수 없다.

따라서, 본 발명은 하층막과 상층막의 에칭 특성이 공통인 경우라도, 좁은 폭의 림부를 안정적이고 정확하게 형성하는 것이 가능한 방법을 제공하고, 그것에 의해 미세하고 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크, 그 제조 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해, 하층막과 상층막의 사이드 에칭 특성에 착안하여 예의 검토한 결과, 이하의 구성을 갖는 발명에 의해 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.

(구성 1)

투명 기판 위에 형성된 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법이며, 상기 투명 기판 위에, 상기 하층막, 상기 에칭 스토퍼막 및 상기 상층막이 이 순서로 적층되는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 상층막 위에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과, 적어도 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 에칭 스토퍼막을 에칭하는 공정과, 적어도 에칭된 상기 에칭 스토퍼막을 마스크로 하여, 상기 하층막을 에칭하는 하층막 에칭 공정과, 적어도 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막을 사이드 에칭함으로써, 상기 상층막의 에지가, 상기 하층막의 에지보다 소정 폭만큼 후퇴한, 림부를 형성하는 상층막 사이드 에칭 공정을 갖고, 상기 하층막은 상기 상층막의 에천트에 의해 에칭 가능한 재료를 포함하고, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 상층막의 에천트에 대해 내성을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.

(구성 2)

상기 상층막 사이드 에칭 공정 후, 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 에칭 스토퍼막을 에칭하고, 상기 림부에 있어서, 상기 하층막의 표면을 노출시키는 것을 특징으로 하는, 구성 1에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 3)

상기 상층막 사이드 에칭 공정에 있어서, 형성되는 상기 림부에 대해, 상기 소정 폭을 림 폭으로 하고, 상기 림 폭을 W(㎛)로 할 때, 0<W≤1.0인 것을 특징으로 하는, 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 4)

상기 하층막의 막 두께를 A(Å)로 할 때, A≤300인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 5)

상기 상층막 사이드 에칭 공정에 있어서, 단위 시간당의 상기 상층막의 평균 사이드 에칭량이, 상기 하층막의 평균 사이드 에칭량의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 6)

상기 하층막의 막 두께를 A(Å), 상기 상층막의 막 두께를 B(Å)로 할 때, B≥2A인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 7)

상기 전사용 패턴은 상기 투명 기판 표면이 노출되어 이루어지는 투광부, 상기 투명 기판 위에 상기 하층막, 상기 에칭 스토퍼막 및 상기 상층막이 적층되는 차광부 및 상기 투명 기판 위에 상기 하층막, 또는 상기 하층막과 상기 에칭 스토퍼막의 적층막이 형성되어 이루어지는 반투광부를 포함하고, 상기 림부는 상기 투광부와 상기 차광부에 끼워져 위치하는 일정 폭의 상기 반투광부인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 8)

상기 하층막은 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 대한 투과율이 5 내지 80%의 반투광막인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 9)

상기 전사용 패턴은 라인 앤드 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 10)

상기 전사용 패턴은 홀 패턴 또는 도트 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 11)

상기 하층막은 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이 60도 이하인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법.

(구성 12)

투명 기판 위에, 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크이며, 상기 전사용 패턴은 상기 투명 기판 표면이 노출되어 이루어지는 투광부, 상기 투명 기판 위에 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막이 적층되는 차광부 및 상기 차광부가 인접하여 소정 폭으로 형성된 림부이며, 상기 투명 기판 위에 상기 하층막, 또는 상기 하층막과 상기 에칭 스토퍼막의 적층막이 형성되어 이루어지는 림부를 포함하고, 상기 하층막은 상기 상층막의 에천트에 의해 에칭 가능한 재료를 포함하고, 상기 에칭 스토퍼막은 상기 상층막의 에천트에 대해 내성을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크.

(구성 13)

상기 림부의 폭을 W(㎛)로 할 때, 0<W≤1.0인 것을 특징으로 하는, 구성 12에 기재된 포토마스크.

(구성 14)

상기 하층막의 막 두께를 A(Å)로 할 때, A≤300인 것을 특징으로 하는, 구성 12 또는 13에 기재된 포토마스크.

(구성 15)

상기 하층막의 막 두께를 A(Å), 상기 상층막의 막 두께를 B(Å)로 할 때, B≥2A인 것을 특징으로 하는, 구성 12 내지 14 중 어느 하나에 기재된 포토마스크.

(구성 16)

상기 전사용 패턴은 라인 앤드 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 12 내지 15 중 어느 하나에 기재된 포토마스크.

(구성 17)

상기 전사용 패턴은 홀 패턴 또는 도트 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 12 내지 15 중 어느 하나에 기재된 포토마스크.

(구성 18)

구성 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 포토마스크의 제조 방법에 의해 제조된 포토마스크, 또는 구성 12 내지 17 중 어느 하나에 기재된 포토마스크를 준비하고, 노광 장치에 의해 상기 전사용 패턴을 피전사체 위에 전사하는 것을 포함하는, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 하층막과 상층막의 에칭 특성이 공통인 경우에도, 좁은 폭의 림부를 안정적이고 정확하게 형성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따르면, 포토마스크에 사용하는 하층막과 상층막의 재료에 대한 제약을 완화하면서, 좁은 폭의 패턴을 안정적이고 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 그것에 의해 미세하고 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크를 사용하여 플랫 패널 디스플레이를 제조함으로써, 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴의 미세화를 달성하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 마스크 블랭크 등의 단면 구성도.
도 2는 반투광막의 막 두께 430Å인 경우의 에칭 시간과 차광막(상층막) 및 반투광막(하층막)의 사이드 에칭량의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 3은 반투광막의 막 두께 280Å인 경우의 에칭 시간과 차광막(상층막) 및 반투광막(하층막)의 사이드 에칭량의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 4는 반투광막의 막 두께 210Å인 경우의 에칭 시간과 차광막(상층막) 및 반투광막(하층막)의 사이드 에칭량의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 5는 반투광막의 막 두께 160Å인 경우의 에칭 시간과 차광막(상층막) 및 반투광막(하층막)의 사이드 에칭량의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 6은 Cr계 반투광막에 있어서의 투과율과 막 두께의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 7의 (a), (b), (c)는 각각 포토마스크의 전사용 패턴예를 도시하는 평면에서 본 도면.
도 8은 선행 문헌에 개시된 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 도면.
도 9는 선행 문헌에 기재된 방법을 적용한 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 참고도.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법을 공정순으로 도시하는 마스크 블랭크 등의 단면 구성도이다.

먼저, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 블랭크(200)를 준비한다. 이 포토마스크 블랭크(200)는 상술한 도 9의 (a)와 동일한 구성을 구비한다. 즉, 투명 기판(1) 위에, 하층막(2), 에칭 스토퍼막(3) 및 상층막(4)이 이 순서로 적층되고, 또한 최표면에는 레지스트막(5)이 형성되어 있다.

본 실시 형태에 따른 포토마스크(200)에 사용하는 투명 기판(1)으로서는, 유리 등의 투명 재료를 평탄, 평활하게 연마한 것을 사용할 수 있다. 플랫 패널 디스플레이 등의 표시 장치 제조용의 포토마스크(200)로서는, 주평면이 1변 300㎜ 이상인 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 하층막(2)은 반투광막, 상층막(4)은 차광막으로 한다.

상기 반투광막의 재료에는 Cr계의 경우, Cr 단체 외에, Cr의 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화질화탄화물 등)을 사용할 수 있다. 이 Cr계의 반투광막은 Cr용의 에천트(예를 들어, 질산 제2 세륨암모늄을 포함하는 에칭액)에 의해 에칭 가능하다.

또한, 상기 반투광막은 Si계의 막으로 할 수도 있다. 이 경우는, Si의 화합물(SiON 등), 또는 전이 금속 실리사이드(MoSi 등)의 화합물을 사용할 수도 있다. MoSi의 화합물로서는, MoSi의 질화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등이 예시된다.

포토마스크의 용도에 따라, 반투광막이 갖는 광학 특성을 선택한다. 예를 들어, 반투광막은 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 대해, 투과율을 5 내지 80%로 할 수 있다. 보다 바람직하게는 10 내지 60%이고, 또한 위상 시프트량을 90도 이하, 보다 바람직하게는 5 내지 60도로 할 수 있다.

또는, 반투광막은 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 대해, 투과율이 2 내지 30%, 보다 바람직하게는 3 내지 10%이고, 또한 위상 시프트량을 90 내지 270도, 보다 바람직하게는 150 내지 210도로 할 수 있다.

또한, 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광으로서는, i선, h선, g선 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 i선, h선, g선 모두를 포함하는 파장 영역의 광원을 사용함으로써, 충분한 조사량을 얻을 수 있다. 이 경우는, 파장 영역에 포함되는 대표 파장(예를 들어, h선)에 대한 투과율 및 위상 시프트량으로서, 상기 범위 내로 하는 것이 적합하다.

또한, 본 발명에 있어서는, 반투광막의 막 두께를 A(Å)로 할 때, A≤300인 것이 바람직하다. 이에 대해서는 후술한다.

상기 마스크 블랭크(200)에서는 상기 반투광막(하층막 2) 위에 에칭 스토퍼막(3)이 형성된다. 이 에칭 스토퍼막(3)은 상기 반투광막과는 에칭 특성이 상이한 것, 즉 에칭 선택성을 갖는 것으로 한다. 따라서, 반투광막이 Cr계인 경우에는, 에칭 스토퍼막(3)은 Si계의 막으로 하고, 반투광막이 Si계인 경우에는, 에칭 스토퍼막(3)은 Cr계의 막으로 할 수 있다. 에칭 스토퍼막(3)의 재료의 구체예로서는, 상기 반투광막의 재료로서 열기된 것과 동일한 것을 들 수 있다.

또한, 상기 에칭 스토퍼막(3) 위에는 상층막(4)으로서 차광막이 형성된다. 차광막의 재료는 상기 반투광막과 공통의 에칭 특성을 갖는 것으로 한다. 본 실시 형태에서는, 반투광막이 Cr계인 경우에는 차광막도 Cr계의 막으로 한다. 차광막의 재료로서는, 상기 반투광막의 재료로서 열기된 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또한, 차광막의 표면에는 반사 방지 기능을 갖는 표층(반사 방지층)을 형성하는 것이 바람직하고, 예를 들어 Cr 화합물층(예를 들어, Cr의 산화물 등)을 바람직하게 들 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 반투광막 및 차광막은 모두 Cr계의 막이고, 에칭 스토퍼막은 Si계의 막인 것으로 한다.

상기 하층막(2), 에칭 스토퍼막(3), 상층막(4) 등의 성막 방법은 스퍼터법 등, 공지의 수단을 적용할 수 있다. 각 막은 단층으로 구성되어 있는 경우 외에, 적층으로 구성되어 있을 수도 있다. 또한, 본 발명의 작용 효과를 방해하지 않는 범위에서, 다른 구성막이, 하층막(2), 에칭 스토퍼막(3), 상층막(4) 중 어느 하나의 위, 아래, 또는 중간에 존재하고 있을 수도 있다.

상기 마스크 블랭크(200)의 최표면에 형성되는 레지스트막(5)은 묘화 장치로서 레이저 묘화 장치를 사용하는 경우에는, 포토레지스트막으로 한다. 포토레지스트막은 포지티브형이어도 좋고, 네거티브형이어도 좋지만, 본 실시 형태에서는, 포지티브형으로서 설명한다.

다음에, 상기 포토마스크 블랭크(200)에 묘화 장치를 사용하여, 원하는 패턴을 묘화하고, 이어서 현상함으로써, 레지스트 패턴(5a)이 형성된다[도 1의 (b) 참조].

계속해서, 형성된 레지스트 패턴(5a)을 마스크로 하여, 상층막(4)의 차광막을 에칭(예비 에칭)한다[도 1의 (c) 참조]. 이에 의해, 상층막 패턴(4a)이 형성된다. 여기서는, 차광막은 Cr계의 막이므로, Cr용의 에칭액에 의해 습식 에칭한다.

계속해서, 적어도, 에칭된 차광막[상층막 패턴(4a)]을 마스크로 하고, 에칭액에 버퍼드불산을 사용하여, 에칭 스토퍼막(3)을 에칭한다[도 1의 (d) 참조]. 이에 의해, 에칭 스토퍼막 패턴(3a)이 형성된다.

계속해서, 적어도, 에칭된 에칭 스토퍼막[에칭 스토퍼막 패턴(3a)]을 마스크로 하고, 다시, Cr용 에칭액에 의해, 하층막(2)의 반투광막을 에칭한다[도 1의 (e) 참조]. 이에 의해, 하층막 패턴(2a)이 형성됨과 함께 투명 기판(1)의 일부가 노출되어, 투광부가 형성된다.

계속해서, Cr용 에칭액으로 추가 에칭(상층막의 사이드 에칭)을 행한다[도 1의 (f) 참조]. 이때, 상기 레지스트 패턴(5a)이 마스크가 되고, 차광막이 사이드 에칭됨으로써, 차광막의 에지가 레지스트 패턴(5a)의 에지보다 내측으로 이동(후퇴)하여, 차광막 패턴(4b)이 된다. 이에 의해, 차광막의 에지는 에칭 스토퍼막(3a)의 에지 및 반투광막(2b)의 에지의 어떤 것보다도 내측으로 이동(후퇴)한다. 이때, 반투광막의 에지도, 에칭액과 접촉하므로, 반투광막의 사이드 에칭도 발생한다. 단, 실제로는, 상기 차광막과 비교하면, 사이드 에칭에 의한 반투광막 에지의 후퇴량은 적었다.

그리고, 추가 에칭을 더 계속한다[도 1의 (g) 참조]. 상기 투광부 형성[상기 도 1의 (e) 공정] 후, 160초 경과한 시점에서, 에칭을 종료하였다.

이 결과, 차광막의 사이드 에칭에 의해, 차광막의 에지가 더욱 내측으로 이동(후퇴)하여, 차광막 패턴(4c)이 된다. 차광막의 에지에 따라서, 반투광막 및 에칭 스토퍼막이, 좁은 일정 폭으로 비어져 나온 형태의 림부가 형성되었다. 여기서, 차광막의 에지와, 반투광막의 에지의 간격을 림 폭으로 하면, 림 폭은, 본 실시 형태에서는 1㎛ 이하였다.

그리고, 레지스트 패턴(5a)을 박리 제거한다[도 1의 (h) 참조].

단, 에칭 스토퍼막을 에칭 제거하는 경우(하기 참조)에는, 그 후에 레지스트 패턴을 제거할 수도 있다. 즉, 레지스트 패턴의 제거는 모든 에칭 공정이 완료된 후에 행할 수도 있다.

또한, 상기 공정에 이어서, 표면의 차광막[상층막 패턴(4c)]을 마스크로 하고, 에칭액에 버퍼드불산을 사용하여, 노출되어 있는 부분의 에칭 스토퍼막(3a)을 에칭 제거함으로써, 림부(Rl, Rr)에 있어서의 반투광막 표면이 노출된 상태로 된다[도 1의 (i) 참조].

이렇게 하여 얻어진 본 실시 형태의 포토마스크(300)는 투명 기판(1)이 노출된 투광부, 투명 기판(1) 위에 반투광막[하층막(2)], 에칭 스토퍼막(3) 및 차광막[상층막(4)]이 적층되어 이루어지는 차광부 및 투명 기판(1) 위에 반투광막이 형성되고, 또한 차광막이 형성되어 있지 않은, 좁은 폭의 림부(Rl, Rr)를 갖는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크이다. 또한, 본 실시 형태에 따른 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴을 평면에서 본 도면을 도 7에 예시하지만, 이에 대해서는 또 이후에 설명한다.

또한, 상술한 반투광막 에칭 공정[도 1의 (e)]에 있어서도, 상층측의 차광막의 사이드 에칭이 개시되는 경우가 있지만, 이것에 전혀 문제는 없다. 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 반투광막의 막 두께가 충분히 작고, 반투광막 에칭 공정은 단시간이기 때문에, 이 단계에서 발생하는 차광막의 사이드 에칭량이 적어진다. 결국, 상술한 추가 에칭[도 1의 (f), (g)]의 공정에서, 최종적인 차광막의 사이드 에칭량을 조정하여, 원하는 림 폭을 얻을 수 있다.

그런데, 상술한 에칭 스토퍼막(3a)을 에칭 제거하는 공정[도 1의 (i)]은 생략해도 상관없다. 즉, 에칭 스토퍼막을 림부에 잔류시키는 것도 가능하다. 그 경우, 에칭 스토퍼막(3)은 광을 투과하는 소재로 하고, 그 투과율 등의 광학 특성을 적절히 선택하면 된다.

또한, 상기 에칭 스토퍼막의 에칭 제거 공정을 설치하지 않아도, 다른 공정(예를 들어, 모든 에칭 공정이 종료된 후, 레지스트 패턴을 박리하거나, 혹은 완성한 포토마스크를 세정하는 과정 등)에서, 에칭 스토퍼막의 노출 부분을 제거할 수도 있다.

상기와 같이, 에칭 스토퍼막을 림부에 잔류시켜도 되지만, 어느 하나의 공정에서 제거하는 것이 보다 바람직하다.

먼저, 하층막과 상층막의 에칭 특성이 공통인 경우에는, 특허문헌 2의 제법을 적용하여, 1회의 묘화에 의해 2개의 막을 각각 상이한 치수로 패터닝하는 것은 매우 곤란한 것으로 여겨진다고 설명하였다. 그러나, 실제, 상기 공정에서 명확해진 바와 같이, 도 1의 (a)와 같은 적층 구조를 갖는 포토마스크 블랭크(200)를 사용하여, 1회의 묘화[도 1의 (b) 공정]와 상층막의 사이드 에칭[도 1의 (f), (g) 공정]을 이용함으로써, 투명 기판(1) 위에 형성된 반투광막[하층막(2)]의 표면, 또는 반투광막과 에칭 스토퍼막의 적층막 표면이 소정 폭으로 노출되는 반투광부를 형성할 수 있다. 이는 본 발명자가 예의 검토한 결과, 처음으로 발견한 것이다.

이 반투광부는 차광부의 주연을 따라 일정 폭으로 형성되어 있으므로, 림부에 상당하는 부위이다. 또한, 이 반투광부는 차광부와 투광부에 끼워져 위치하므로, 투광부의 주연에 형성된 림부로서 생각할 수도 있다. 림부에 있어서, 차광막의 에지(즉, 차광부의 에지)와 반투광막의 에지의 간격을 림 폭으로 한다.

도 1의 (f) 내지 (g)의 공정에 있어서는, 반투광막과 차광막이 모두 Cr계 에칭액에 의해 에칭되는 재료임에도, 반투광막의 단위 시간당의 사이드 에칭이 진행된 치수(사이드 에칭량)는 차광막의 그것보다도 작은 것이 확인되었다. 이 결과, 상기 림부를 형성하는 것이 가능했던 것이다.

이에 관련하여, Cr용 에칭액에 의한 에칭 시간과, 차광막(상층막) 및 반투광막(하층막)의 사이드 에칭량의 상관 관계를 도 2 내지 도 5에 도시한다. 도 2 내지 도 5는 각각, 투명 기판 위에 반투광막, 에칭 스토퍼막 및 차광막을 이 순서로 적층한 포토마스크 블랭크를 준비하고, 도 1의 (a) 내지 (e)의 공정을 실시한 후, Cr용 에칭액으로 사이드 에칭을 행하였을 때의, 반투광막과 차광막 각각의 사이드 에칭량(에지가 후퇴하는 치수)을 측정한 것이다.

도 2 내지 도 5에서는 반투광막의 막 두께가 상이하다. 상세하게는, 반투광막의 막 두께는, 도 2에서는 430Å(h선에 대한 투과율 10% 상당), 도 3에서는 280Å(h선에 대한 투과율 20% 상당), 도 4에서는 210Å(h선에 대한 투과율 30% 상당), 도 5에서는 160Å(h선에 대한 투과율 40% 상당)이다. 또한, Cr계 반투광막에 있어서의 투과율과 막 두께의 상관 관계는 도 6에 도시한 바와 같다. 단, Cr계 반투광막의 투과율과 막 두께의 상관 관계에 대해서는, 반투광막의 조성 변경에 의해, 도 6과 상이한 것으로 할 수도 있다. 예를 들어, 성막을 스퍼터법에 의해 행하는 경우, 도입하는 가스종(질소, 산소, 이산화탄소 등)과 그 유량에 의해, 조정 가능하다.

한편, 차광막은 모두 막 두께 1200Å(광학 농도 3 이상)으로 하였다.

여기서, 도 2(반투광막의 막 두께가 430Å)의 경우, 차광막의 사이드 에칭 속도는 평균 96㎚/min, 반투광막의 사이드 에칭 속도는 평균 67㎚/min이며, 양 막의 사이드 에칭 속도의 차는 작았다. 또한, 160초 경과 후의 양 막의 사이드 에칭량의 차[반투광막 표면이 노출되어 형성되는 림부의 폭(림 폭)에 상당]는 77㎚ 정도였다.

한편, 도 5(반투광막의 막 두께가 160Å)의 경우, 차광막의 사이드 에칭 속도는 평균 116㎚/min으로 증가하는 반면, 반투광막의 사이드 에칭 속도는 평균 58㎚/min에 머무르고, 160초 경과 후의 양 막의 사이드 에칭량의 차는 153㎚ 정도였다.

즉, 도 2 내지 도 5의 결과로부터, 반투광막의 막 두께가 어느 정도 이하일 때에는, 반투광막과 차광막의 사이드 에칭량의 차가 명확해지고, 그 결과, 도 1의 (i)에 도시한 바와 같은 림 폭 W의 림부(Rl, Rr)가 형성되는 것이 명확해졌다.

본 발명에 있어서, 림 폭 W(㎛)은 0<W≤1.0인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0<W≤0.8, 더욱 바람직하게는, 0.05≤W≤0.6이다. 본 발명에 따르면, 이와 같은 좁은 폭의 림부를 안정적이고 정확하게 형성할 수 있으므로, 본 발명은 매우 유용하다.

본 발명자의 검토에 의하면, 양 막의 사이드 에칭량의 차를 발생시켜, 상기 림부를 형성하기 때문에, 예를 들어 막 재료의 선택을 생각할 수 있지만, 적절한 범위의 막 두께를 적용하는 것이 보다 유리하다.

상기 도 2 내지 도 5의 결과로부터 상정된 바와 같이, 반투광막의 막 두께가 300Å 이하일 때에, 양 막의 사이드 에칭 속도의 차를 얻기 쉽다.

또한, 본 발명에 있어서, 차광막의 막 두께는 반투광막의 막 두께에 대해, 보다 큰 것이 바람직하고, 예를 들어 반투광막(하층막)의 막 두께를 A(Å), 차광막(상층막)의 막 두께를 B(Å)로 할 때, B≥2A인 것이 바람직하다. 구체적으로는, B≥800, 보다 바람직하게는 B≥1000이다.

또한, 본 발명자의 검토에 의하면, 상기 사이드 에칭 공정에 있어서의, 단위 시간당의 평균적인 사이드 에칭량을, 「평균 사이드 에칭 속도」로 하고, 반투광막의 평균 사이드 에칭 속도를 Vh, 차광막의 평균 사이드 에칭 속도를 Vo로 할 때, Vo≥1.5Vh, 보다 바람직하게는 Vo≥1.8Vh가 되는 경우에, 림부의 형성을 행하기 쉬운 것이 발견되었다. 여기서의 사이드 에칭이란, 기판 주면과 평행한 방향으로 진행하는 에칭을 말한다.

또한, 도 2와, 도 3 내지 도 5의 각각을 비교하면 이해되는 바와 같이, 반투광막의 막 두께가 작고, 사이드 에칭이 억제될 때, 차광막의 사이드 에칭량은 오히려 촉진되는 경향이 보였다.

본 발명에 의해 형성되는 림부의 치수는 피에칭 재료와 에천트의 조합에 의존하여 결정되는 에칭 진행 속도를 의미하는, 일반적인 소위 에칭 레이트의 영향도 받는다. 단, 본 발명자의 검토에 의해, 반투광막과 차광막의 재료에 의한 에칭 레이트에 큰 차가 없어도, 림부를 형성할 수 있는 점이 새롭게 발견되었다.

본 발명의 실시에 적용하는 에칭법으로서는, 건식 에칭과 습식 에칭을 생각할 수 있지만, 상술한 사이드 에칭의 효과를 얻기 위해서는, 등방성 에칭의 성질을 갖는 습식 에칭이 바람직하다.

상기 림부는 포토마스크에 형성된 전사용 패턴을 피전사체에 전사할 때에 광학적인 기능을 발휘하는 영역이다. 예를 들어, 림부가, 노광광의 대표 파장의 위상을 거의 반전시키는 위상 시프트부인 경우(즉, 림부의 광투과율이 2 내지 30%이며, 위상 시프트량이 90 내지 270도인 경우), 포토마스크를 투과하는 광의 강도 분포를 보다 양호화시켜, 전사상(像)의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 림부가, 노광광의 대표 파장의 위상을 반전시키지 않고 일부 투과하는 경우(즉, 림부의 광투과율이 5 내지 80%이며, 위상 시프트량이 90도 이하인 경우), 포토마스크를 투과하는 광량 전체를 증가시켜, 피전사체 위의 레지스트막을 확실히 감광할 수 있다.

도 7의 (a) 내지 (c)에 본 발명에 의한 구체적인 전사용 패턴예의 평면에서 본 도면을 도시한다.

도 7의 (a) 내지 (c)의 어떤 전사용 패턴이든, 투광부와, 차광부와, 반투광부를 포함한다. 투광부는 투명 기판 표면이 노출되어 이루어지는 부위이다. 차광부는 투명 기판 위에 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막이 적층되는 부위이다. 반투광부는 투명 기판 위에, 하층막(또는, 하층막과 에칭 스토퍼막의 적층막)이 형성되고, 또한 상층막이 형성되어 있지 않은 부위이다. 상기 림부는 상기 투광부와 차광부에 끼워져 위치하는 일정 폭의 반투광부에 의해 형성되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 하층막, 상층막은 각각 반투광막, 차광막으로 하였지만, 물론 이 경우로 한정될 필요는 없고, 포토마스크를 구성하는 어느 하나의 광학막이나 기능막일 수 있다.

또한, 전사용 패턴 내에, 반투광부로서, 림부 이외의 반투광부, 예를 들어 림부보다 큰 폭(예를 들어, 1㎛를 초과하는 폭)을 갖는 반투광부가 포함되어 있을 수도 있다.

이하, 도 7에 도시하는 구체적인 전사용 패턴예에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도 7의 (a)는 라인 앤드 스페이스 패턴의 예시이다.

여기서는, 양측에 반투광부의 림부 Rl, Rr을 갖는 차광부 A를 포함하는 라인부와, 투명 기판이 노출된 투광부를 포함하는 스페이스부가 소정의 피치로 배치되어 있다. 본 발명에 의한 반투광부를 포함하는 림부는, 특히 미세한 패턴을 피전사체 위에 전사할 때에 특히 유용하므로, 라인 앤드 스페이스 패턴의 피치 P(㎛)(P=라인 폭 L+스페이스 폭 S)는 3 내지 7㎛인 것이 바람직하고, 라인 폭 L은 2 내지 4㎛, 스페이스 폭 S도 2 내지 4㎛일 때에, 본 발명의 효과가 현저하다.

여기서 림 폭 W(㎛)은 0)<W≤1.0의 범위의 일정 폭을 갖는 것인 것이 바람직하고, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 라인부의 차광부 A의 양측에 대칭으로 림부가 배치되어 있다. 즉, 차광부 A의 대향하는 양측의 2개의 에지에 인접하는 각 림부는 각각 실질적으로 동일한 폭이다. 차광부 A의 양측의 각 림부를 각각 Rl, Rr로 하고, 그 림 폭을 각각 Wl과 Wr로 할 때, Wr은 Wl±0.1㎛의 범위 내로 할 수 있다.

또한, 바람직하게는 상기 림부의 폭 치수는 포토마스크면 내에서의 편차가 작은 것이 바람직하고, 본 발명에 있어서는, 림 폭의 중심값을 Wc(㎛)로 할 때, Wc-0.05≤W≤Wc+0.05로 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 라인부의 차광부 A의 양측에 대칭으로, 또한 폭 치수의 편차가 작은, 좁은 폭의 림부의 패턴을 안정적이고 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 도 7의 (b)는 홀 패턴의 예시이다.

여기서는, 중앙의 투광부를 포함하는 홀부 H(예를 들어, 홀 직경이 2 내지 20㎛ 정도)가 반투광부를 포함하는 림부 R에 인접하여 둘러싸이고, 차광부 A에 의해 더 둘러싸여 있다. 여기서, 림 폭 W는 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 동일한 범위인 것이 바람직하다. 또한, 투광부의 대향하는 2개의 에지에 인접하는, 예를 들어 양측의 림부 Rl, Rr의 폭은 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 실질적으로 동일한 폭이다. 또한, 포토마스크면 내에서의 림 폭의 편차가 작은 것에 대해서도, 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 마찬가지이다.

또한, 도 7의 (b)에 예시하는 홀 패턴은 정사각형의 투광부의 홀부 H를, 반투광부의 림부 R이 둘러싸고, 차광부 A가 더 둘러싸는 형상이지만, 홀 패턴은 반드시 정사각형일 필요는 없고, 정다각형(정육각형, 정팔각형 등)이나, 그 밖의 형상이어도 상관없다. 이 경우의 직경은 다각형의 내경으로 할 수 있다.

또한, 도 7의 (c)는 도트 패턴의 예시이다.

여기서는, 중앙의 차광부 A가 반투광부의 림부 R에 의해 둘러싸여 이루어지는 도트 패턴(예를 들어, 직경이 2 내지 20㎛ 정도)이 투광부에 더 둘러싸여 있다. 여기서, 림 폭 W는 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 동일한 범위인 것이 바람직하다. 또한, 중앙의 차광부의 대향하는 2개의 에지에 인접하는, 예를 들어 양측의 림부 Rl, Rr의 폭은 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 실질적으로 동일한 폭이다. 또한, 포토마스크면 내에서의 림 폭의 편차가 작은 것에 대해서도, 상기 라인 앤드 스페이스 패턴과 마찬가지이다.

또한, 도 7의 (c)에 예시하는 도트 패턴은 정사각형의 차광부 A를, 반투광부의 림부 R이 둘러싸고, 투광부가 더 둘러싸는 형상이지만, 도트 패턴은 반드시 정사각형일 필요는 없고, 정다각형(정육각형, 정팔각형 등)이나, 그 밖의 형상이어도 상관없다.

이상, 본 발명의 포토마스크가 갖는 전사용 패턴의 구체예를 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시하여 설명하였지만, 물론 이들 패턴은 예시이며, 이들 패턴으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 포토마스크가 갖는 전사용 패턴에 있어서는, 차광부와 투광부가 직접 인접하는 부분을 갖지 않는 것이 바람직하다. 또한, 전사용 패턴 내에 반투광부를 포함하는 림부 이외의 반투광부를 가질 때, 상기 반투광부는 투광부와 직접 인접하는 부분을 갖지 않는 것이 바람직하다. 림부 이외의 반투광부는 상술한 사이드 에칭과는 다른 형성 방법에 따르게 되고, 투광부와의 인접 시에, 선 폭 정밀도의 유지는 용이하지 않다.

또한, 본 발명은 본 발명의 포토마스크를 준비하고, 노광 장치에 의해 전사용 패턴을 피전사체 위에 전사하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법에 대해서도 제공하는 것이다. 본 발명에 의해 얻어지는 포토마스크를 사용하여 플랫 패널 디스플레이를 제조함으로써, 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴의 미세화를 달성하는 것이 가능하다.

본 발명의 포토마스크는 플랫 패널 디스플레이용의 노광 장치에 의해, 그 전사용 패턴이 적절히 전사 가능하다. 예를 들어, i선, h선, g선을 노광광에 포함하는 광원(브로드 파장 광원이라고도 함)을 구비하고, 광학계의 개구수(NA)가 0.08 내지 0.15, 코히런스 팩터(σ)가 0.4 내지 0.9인 등배 노광용 프로젝션 노광 장치를 사용할 수 있다. 혹은, 상기 브로드 파장 광원을 구비한 프록시미티 노광 장치를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 포토마스크의 용도에 제한은 없다. 예를 들어, 라인 앤드 스페이스 패턴은 액정 표시 장치의 화소 전극 등에 적절히 사용되고, 홀 패턴, 도트 패턴은 액정 표시 장치의 컬러 필터 등에 이용할 수 있다. 이들 패턴에 있어서, 좁은 폭의 반투광부의 림부를 구비함으로써, 직경이나 피치가 작은 미세한 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 복수회의 묘화에 기인하는 얼라인먼트 어긋남을 방지할 수 있으므로, 좌표 정밀도의 향상이나, 미세선폭을 정교하고 치밀하게 전사할 수 있는 등의 이점이 있어, 피전사체 위에서, 다른 포토마스크와의 중첩 정밀도가 매우 유리해진다.

또한, 본 발명의 포토마스크는 상기 림부를 구비하는 라인 앤드 스페이스 패턴 등의 전사용 패턴 외에도, 다른 전사용 패턴을 구비하고 있을 수도 있다. 이 경우, 다른 전사용 패턴의 형성을 위해, 본 발명의 전사용 패턴을 형성하기 전에, 또는 그 도중에, 또는 그 후에, 부가적인 다른 공정이 실시되는 것을 방해하지 않는다.

1 : 투명 기판
2 : 하층막
3 : 에칭 스토퍼막
4 : 상층막
5 : 레지스트막
200 : 포토마스크 블랭크
300 : 포토마스크

Claims (19)

1. 투명 기판 위에 형성된 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법이며,
   상기 전사용 패턴은, 플랫 패널 디스플레이 제조용의 패턴임과 함께,
   상기 투명 기판 표면이 노출되어 이루어지는 투광부,
   상기 투명 기판 위에 하층막, 에칭 스토퍼막 및 상층막이 적층되는 차광부, 및
   상기 차광부에 인접하여 소정 폭으로 형성된 림부이며, 상기 투명 기판 위에 상기 하층막이 형성되어 이루어지는 림부를 포함하고,
   상기 투명 기판 위에, 상기 하층막, 상기 에칭 스토퍼막 및 상기 상층막이 이 순서로 적층되는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
   상기 상층막 위에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과,
   적어도 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 에칭 스토퍼막을 에칭하는 공정과,
   적어도 에칭된 상기 에칭 스토퍼막을 마스크로 하여, 상기 하층막을 에칭하는 하층막 에칭 공정과,
   적어도 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막과 상기 하층막에 습식 에칭에 의한 사이드 에칭을 실시하고, 그 때에, 상기 상층막에 대하여, 상기 하층막에 대한 것보다 큰 폭의 사이드 에칭을 실시함으로써, 상기 상층막의 에지가, 상기 하층막의 에지보다 소정 폭만큼 후퇴한, 림부를 형성하는 추가 에칭 공정을 갖고,
   상기 하층막은 상기 상층막의 에천트에 의해 에칭 가능한 재료를 포함하고, 또한 상기 하층막과 상기 상층막은 Cr을 함유하고,
   상기 하층막의 막 두께는 300Å 이하임과 함께, 상기 상층막은 상기 하층막의 막 두께에 대하여, 4.3배 이상 7.5배 이하의 막 두께를 갖고,
   상기 에칭 스토퍼막은 상기 상층막의 에천트에 대해 내성을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 추가 에칭 공정 후, 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 에칭 스토퍼막을 에칭하고, 상기 림부에 있어서, 상기 하층막의 표면을 노출시키는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 추가 에칭 공정에 있어서, 형성되는 상기 림부의 폭을 W(㎛)로 할 때,
   0<W≤1.0
   인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 추가 에칭 공정에 있어서, 단위 시간당의 상기 상층막의 평균 사이드 에칭량이, 상기 하층막의 평균 사이드 에칭량의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   1회만의 묘화 공정에 의해, 상기 하층막, 상기 에칭 스토퍼막 및 상기 상층막을 각각 패터닝하고, 상기 전사용 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
8. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 림부는 상기 투광부와 상기 차광부에 끼워져 위치하는 일정 폭의 반투광부인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
9. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하층막은 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 대한 투과율이 5 내지 80%의 반투광막인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
10. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전사용 패턴은 라인 앤드 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
11. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전사용 패턴은 홀 패턴 또는 도트 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
12. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하층막은 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이 60도 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
13. 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상층막이 차광막이며, 상기 하층막이 반투광막이며, 또한, 상기 반투광막은 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 대한 위상 시프트량이 90도 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
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