KR101837247B1 - Photomask, the method of manufacturing photomask, photomask blank and the method of manufacturing display device - Google Patents
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Abstract
표시 장치 제조용 마스크의 노광 환경에 유리하게 적합하고, 미세한 패턴을 안정적으로 전사할 수 있는 우수한 포토마스크 및 그 제조 방법을 얻는다.
투명 기판 상에 성막된 소정의 반투광막 및 소정의 저투광막을 각각 패터닝함으로써 형성된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크로서, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 직경 W1(㎛)의 주패턴과, 상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부를 포함하는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과, 상기 전사용 패턴의, 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고, 상기 주패턴의 직경 W1, 상기 반투광부의 광투과율 T1 및 상기 반투광부의 폭 d가 소정의 관계를 갖는 포토마스크이다.An excellent photomask suitable for exposure environment of a mask for manufacturing display device and capable of stably transferring a fine pattern and a manufacturing method thereof are obtained.
A transfer mask comprising a transfer pattern formed by patterning a predetermined semi-light-transmitting film and a predetermined low light-transmitting film formed on a transparent substrate, wherein the transferring pattern has a diameter W1 ( A main pattern of a main pattern having a width d (占 퐉) and an auxiliary pattern having a width d (占 퐉) including a semitransparent portion provided with the semitransparent film on the transparent substrate, And a low light transmitting portion disposed on the transparent substrate at least in a region other than where the auxiliary pattern is formed, wherein a diameter W1 of the main pattern, a light transmittance T1 of the semitranslucent portion, and a width d is a photomask having a predetermined relationship.
Description
본 발명은 액정이나 유기 EL로 대표되는, 표시 장치의 제조에 유리하게 사용되는 포토마스크 블랭크, 포토마스크 및 그 제조 방법, 및 그것을 사용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask blank, a photomask and a method of manufacturing the same, and a manufacturing method of a display device using the same, which are typified by a liquid crystal or an organic EL.
특허문헌 1에는, 반도체 장치의 제조에 사용되는 포토마스크로서, 주투광부(홀 패턴)의 각 변에 평행하게 4개의 보조 투광부가 배치되고, 주투광부와 보조 투광부의 광 위상이 반전하도록 한 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 반투명한 위상 시프트막을 갖는 대형 위상 시프트 마스크가 기재되어 있다.
현재, 액정 표시 장치나 EL 표시 장치 등을 포함하는 표시 장치에 있어서는, 더 밝고, 또한 전력 절약성임과 함께, 고정밀, 고속 표시, 광시야각과 같은 표시 성능의 향상이 요망되고 있다.At present, in a display device including a liquid crystal display device and an EL display device, improvement in display performance such as high-precision, high-speed display, and wide viewing angle is demanded with brighter and more power-saving.
예를 들어, 상기 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 「TFT」)로 말하면, TFT를 구성하는 복수의 패턴 중, 층간 절연막에 형성된 콘택트 홀이, 확실하게 상층 및 하층의 패턴을 접속시키는 작용을 가지지 않으면 올바른 동작이 보증되지 않는다. 그 한편, 표시 장치의 개구율을 최대한 크게 하고, 밝고, 전력 절약성의 표시 장치로 하기 위해서는, 콘택트 홀의 직경이 충분히 작을 것이 요구된다. 이에 따라, 이러한 콘택트 홀을 형성하기 위한 포토마스크가 구비하는 홀 패턴의 직경도 미세화(예를 들어 3㎛ 미만)가 요망되고 있다. 예를 들어, 직경이 2.5㎛ 이하, 나아가, 직경이 2.0㎛ 이하의 홀 패턴이 필요해지고, 가까운 장래, 이것을 하회하는 1.5㎛ 이하의 직경을 갖는 패턴의 형성도 요망될 것으로 생각된다. 이러한 배경으로부터, 미소한 콘택트 홀을 확실하게 전사 가능하게 하는, 표시 장치의 제조 기술이 필요하게 되어 있다.For example, in the case of a thin film transistor (" TFT ") used in the display device, a contact hole formed in an interlayer insulating film among a plurality of patterns constituting a TFT can reliably connect upper and lower patterns The operation can not be guaranteed. On the other hand, it is required that the diameter of the contact hole is sufficiently small in order to make the aperture ratio of the display device as large as possible and to obtain a bright and power-saving display device. Accordingly, it is desired that the diameter of the hole pattern included in the photomask for forming such a contact hole is reduced (for example, less than 3 mu m). For example, a hole pattern having a diameter of 2.5 占 퐉 or less, furthermore, a diameter of 2.0 占 퐉 or less is required, and it is considered that formation of a pattern having a diameter of 1.5 占 퐉 or less which is less than this is also expected in the near future. From this background, there is a need for a manufacturing technique of a display device which enables reliable transfer of minute contact holes.
그런데, 표시 장치에 비하여, 집적도가 높고, 패턴의 미세화가 현저하게 진행된 반도체 장치(LSI) 제조용 포토마스크의 분야에서는, 높은 해상성을 얻기 위해서, 노광 장치에는 고NA(Numerical Aperture: 개구수)(예를 들어 0.2 이상)의 광학계를 적용하여, 노광광의 단파장화가 진행된 경위가 있어, KrF나 ArF의 엑시머 레이저(각각, 248nm, 193nm의 단일 파장)가 다용되게 되었다.However, in the field of a photomask for manufacturing a semiconductor device (LSI) in which the degree of integration is high and pattern miniaturization is remarkably advanced as compared with a display device, in order to obtain high resolution, a high NA (numerical aperture (For example, 0.2 or more) optical system, the excimer lasers of KrF and ArF (single wavelengths of 248 nm and 193 nm, respectively) have been used in many cases.
그 한편, 표시 장치 제조용의 리소그래피 분야에서는, 해상성 향상을 위해 상기와 같은 방법이 적용되는 것은 일반적이지 않았다. 오히려, LCD용 등으로서 알려지는 노광 장치의 NA는, 0.08 내지 0.10 정도이고, 노광 광원도 i선, h선, g선을 포함하는, 브로드 파장 영역을 사용함으로써 해상성이나 초점 심도보다는 오히려, 생산 효율, 비용을 중시해 온 경향이 있다.On the other hand, in the field of lithography for manufacturing display devices, it has not been general that the above-described method is applied to improve resolution. Rather, the NA of an exposure apparatus known as an LCD or the like is about 0.08 to 0.10, and the exposure light source uses a broad wavelength region including i-line, h-line and g- Efficiency, and cost.
그러나, 상기와 같이 표시 장치 제조에 있어서도, 패턴의 미세화 요청이 전에 없이 높아지고 있다. 여기서, 반도체 장치 제조용의 기술을 표시 장치 제조에 그대로 적용하는 것에는 몇 가지의 문제가 있다. 예를 들어, 고NA(개구수)를 갖는 고해상도의 노광 장치로의 전환에는 큰 투자가 필요하게 되어, 표시 장치의 가격과의 정합성이 얻어지지 않는다. 또는, 노광 파장의 변경(ArF 엑시머 레이저와 같은 단파장을 단일 파장으로 사용한다)에 대해서는, 대면적을 갖는 표시 장치에의 적용 자체가 곤란한 데다가, 가령 적용하면, 생산 효율이 저하되는 외에, 역시 상당한 투자를 필요로 하는 점에서 사정이 좋지 못하다.However, in the display device manufacturing as described above, there is a demand for miniaturization of the pattern before. There are several problems in applying the technology for semiconductor device manufacturing directly to the manufacture of display devices. For example, a large investment is required for switching to a high-resolution exposure apparatus having a high NA (numerical aperture), so that the compatibility with the price of the display device can not be obtained. Alternatively, it is difficult to apply the present invention to a display device having a large area for changing the exposure wavelength (using a single wavelength such as an ArF excimer laser as a single wavelength), and furthermore, The situation is bad because it requires investment.
또한, 표시 장치용의 포토마스크에는, 후술하는 바와 같이, 반도체 장치 제조용의 포토마스크와 상이한, 제조 상의 제약이나 특유의 각종 과제가 있다.Further, as described later, the photomask for a display device has various manufacturing constraints and specific problems, which are different from the photomask for manufacturing a semiconductor device.
상기 사정으로부터, 문헌 1의 포토마스크를 그대로 표시 장치 제조용으로 전용하기에는 현실적으로는 곤란하다. 또한, 문헌 2에 기재된 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 바이너리 마스크에 비하여 광 강도 분포가 향상된다라는 기재가 있지만, 성능 향상의 여지가 더 있다.From the above reasons, it is practically difficult to devote the photomask of
따라서, 표시 장치 제조용 마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 과제를 극복하고, 미세한 패턴이어도, 피전사체 상으로의 전사를 안정적으로 행하는 것이 요망되고 있었다. 따라서 본 발명은 표시 장치 제조용 마스크의 노광 환경에 유리하게 적합하고, 미세한 패턴을 안정적으로 전사할 수 있는 우수한 포토마스크 및 그 제조 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.Therefore, in a method of manufacturing a display device using a mask for manufacturing a display device, it has been desired to overcome the above-described problems and to stably transfer the pattern onto a transferred body even in the case of a fine pattern. Therefore, it is an object of the present invention to obtain an excellent photomask which is suitable for an exposure environment of a mask for manufacturing a display device and is capable of stably transferring a fine pattern, and a manufacturing method thereof.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이하의 구성을 갖는다. 본 발명은 다음의 구성 1 내지 9인 것을 특징으로 하는 포토마스크, 다음의 구성 10인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법, 다음의 구성 11인 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법, 및 다음의 구성 12 및 13인 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크이다.The present invention has the following structure in order to solve the above problems. The present invention relates to a photomask characterized by the following
(구성 1)(Configuration 1)
본 발명의 구성 1은, 투명 기판 상에 성막된 반투광막 및 저투광막을 각각 패터닝함으로써 형성된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크로서, 상기 반투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광을 대략 180도 시프트함과 함께, 상기 대표 파장에 대한 투과율 T1(％)을 갖고, 상기 저투광막은 상기 대표 파장의 광에 대하여 상기 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮은 투과율 T2(％)를 갖고, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 직경 W1(㎛)의 주패턴과, 상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부를 포함하는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과, 상기 전사용 패턴의, 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고, 다음의 식 (1) 및 식 (2)을 만족하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크이다.The
(구성 2)(Composition 2)
본 발명의 구성 2는, 상기 보조 패턴의 상기 폭 d가 d≤W1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 구성 1에 기재된 포토마스크이다.The
(구성 3)(Composition 3)
본 발명의 구성 3은, 상기 전사용 패턴에 있어서의 상기 주패턴의 상기 직경 W1이 4.0(㎛) 이하임과 함께, 상기 주패턴에 대응하여, 피전사체 상에 직경 W2(㎛)(단 W1>W2)의 홀 패턴을 형성하는 것인 것을 특징으로 하는, 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크이다.In the
(구성 4)(Composition 4)
본 발명의 구성 4는, 상기 전사용 패턴에 있어서의 상기 주패턴의 상기 직경 W1이 4.0(㎛) 이하임과 함께, 상기 주패턴에 대응하여, 피전사체 상에 직경 W2가 3.0(㎛) 이하(단 W1>W2)인 홀 패턴을 형성하는 것인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 포토마스크이다.In the
(구성 5)(Composition 5)
본 발명의 구성 5는, 상기 주패턴의 상기 직경 W1과, 상기 피전사체 상의 상기 직경 W2와의 차 W1-W2를 바이어스 β(㎛)라고 할 때, 0.2≤β≤1.0인 것을 특징으로 하는 구성 3 또는 4에 기재된 포토마스크이다.The
(구성 6)(Composition 6)
본 발명의 구성 6은, 상기 저투광막의, 상기 대표 파장의 광에 대한 상기 투과율 T2(％)가 T2<30을 만족하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 포토마스크이다.The constitution 6 of the present invention is the photomask according to any one of
(구성 7)(Composition 7)
본 발명의 구성 7은, 상기 저투광막은 상기 대표 파장의 광을 실질적으로 투과하지 않는 것인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 포토마스크이다.The constitution 7 of the present invention is the photomask according to any one of
(구성 8)(Composition 8)
본 발명의 구성 8은, 상기 투광부는 상기 투명 기판이 노출되어서 이루어지고, 상기 반투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고, 상기 저투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막과 상기 저투광막이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 7 중 어느 하나에 기재에 기재된 포토마스크이다.In the constitution 8 of the present invention, the translucent portion is formed by exposing the transparent substrate, the translucent portion is formed by forming the translucent film on the transparent substrate, and the low translucent portion is formed on the translucent substrate, And the low-light-transmitting film are laminated on the substrate.
(구성 9)(Composition 9)
본 발명의 구성 9는, 상기 반투광막은 Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, Ti 중 어느 하나와, Si를 포함하는 재료, 또는, 이들 재료의 산화물, 질화물, 산화질화물, 탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 포토마스크이다.In the constitution 9 of the present invention, the semitransparent film may be formed of any one of Zr, Nb, Hf, Ta, Mo and Ti and a material containing Si or an oxide, nitride, A photomask according to any one of
(구성 10)(Configuration 10)
본 발명은, 본 발명의 구성 10은, 투명 기판 상에 형성된 전사용 패턴으로서, 피전사체 상에 고립 홀 패턴을 형성하기 위한 상기 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크의 제조 방법으로서, 상기 투명 기판 상에 반투광막 및 저투광막을 적층하고, 또한, 제1 포토레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 제1 포토레지스트막에 대하여 소정의 상기 전사용 패턴에 기초하는 제1 묘화를 행하고, 현상함으로써 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 저투광막을 습식 에칭하여 저투광막 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제1 레지스트 패턴을 제거하여, 상기 저투광막 패턴을 포함하는 전체면에 제2 포토레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 제2 포토레지스트막에 대하여 제2 묘화를 행하고, 현상함으로써 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 제2 레지스트 패턴과 상기 저투광막 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 습식 에칭하는 공정을 포함하고, 상기 반투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광을 대략 180도 시프트함과 함께, 상기 대표 파장에 대한 투과율 T1(％)을 갖고, 상기 저투광막은 상기 대표 파장의 광에 대하여 상기 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮은 투과율 T2(％)를 갖고, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 직경 W1(㎛)의 주패턴과, 상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부를 포함하는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과, 상기 전사용 패턴의, 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고, 다음의 식 (1) 및 식 (2)을 만족하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법이다.According to the present invention, the constitution 10 of the present invention is a method for manufacturing a photomask including the transfer pattern for forming an isolated hole pattern on a transfer body, the transfer pattern being formed on a transparent substrate, A step of preparing a photomask blank in which a first photoresist film is formed by laminating a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film on the first photoresist film, and a first drawing operation based on a predetermined transfer pattern with respect to the first photoresist film A step of forming a first resist pattern by performing a wet etching process on the low-transmittance film using the first resist pattern as a mask to form a low-transmittance film pattern; A step of forming a second photoresist film on the entire surface including the low light-transmitting film pattern, a second drawing operation on the second photoresist film, And a step of wet-etching the semi-light-transmitting film using the second resist pattern and the low light-transmitting film pattern as a mask, wherein the semitranslucent film has a thickness in the range of wavelengths from i-line to g-line And the transmittance T1 (%) with respect to the representative wavelength is shifted by approximately 180 degrees from the transmittance T1 (%) of the semitransparent film with respect to the light of the representative wavelength, Wherein the transfer pattern has a main pattern of a diameter W1 (占 퐉) including a transparent portion in which the transparent substrate is exposed, and a main pattern of a diameter W1 (占 퐉) disposed in the vicinity of the main pattern, An auxiliary pattern having a width d (占 퐉) including a semi-translucent portion having a film formed thereon and an auxiliary pattern having a width d (占 퐉) Group that the transparent film has low light-transmitting portion is formed, a characteristic way, production of the photomask according to satisfy the following formulas (1) and (2).
(구성 11)(Configuration 11)
본 발명은, 본 발명의 구성 11은, 구성 1 내지 9 중 어느 하나에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과, 개구수(NA)가 0.08 내지 0.20이며, i선, h선, g선을 포함하는 노광 광원을 갖는 노광 장치를 사용하여 상기 전사용 패턴을 노광하여, 피전사체 상에 직경 W2가 0.6 내지 3.0(㎛)인 홀 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법이다.According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a photomask, comprising the steps of: preparing a photomask according to any one of
(구성 12)(Configuration 12)
본 발명의 구성 12는, 상기 투명 기판 상에 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장에 대한 투과율 T1이 30 내지 80(％)인 반투광막과, 상기 대표 파장에 대한 투과율이 상기 반투광막보다 작은 저투광막을 적층한, 표시 장치 제조용의 포토마스크 블랭크로서, 상기 반투광막은 상기 대표 파장에 대하여 굴절률이 1.5 내지 2.9이며, 대략 180도의 위상 시프트량을 갖는 막 두께로 되어 있고, 상기 저투광막은 실질적으로 상기 대표 파장의 광을 투과하지 않는 것이거나, 또는, 30％ 미만의 투과율과, 대략 180도의 위상 시프트량을 갖는 것인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크이다.The constitution 12 of the present invention is a constitution 12 of the present invention, wherein a translucent film having transmittance T1 of 30 to 80 (%) with respect to a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line on the transparent substrate, Wherein the semi-light-transmitting film has a film thickness having a refractive index of 1.5 to 2.9 and a phase shift amount of about 180 degrees with respect to the representative wavelength, Wherein the translucent film substantially does not transmit the light of the representative wavelength, or has a transmittance of less than 30% and a phase shift amount of about 180 degrees.
(구성 13)(Composition 13)
본 발명의 구성 13은, 상기 반투광막은 Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, Ti를 포함하는 전이 금속과, Si를 포함하는 재료, 또는 그의 산화물, 질화물, 산화질화물, 탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함하는 재료를 포함하는 것으로 할 수 있는 구성 12에 기재된, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크이다.In the constitution 13 of the present invention, it is preferable that the semi-light-transmitting film is made of a material containing Si, a transition metal containing Zr, Nb, Hf, Ta, Mo and Ti and an oxide, nitride, oxynitride, carbide, Wherein the photomask blank is a photomask blank for manufacturing a display device.
본 발명에 따르면, 표시 장치 제조용 마스크의 노광 환경에 유리하게 적합하고, 미세한 패턴을 안정적으로 전사할 수 있는 우수한 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an excellent photomask which is suitable for the exposure environment of a mask for manufacturing a display device and is capable of stably transferring a fine pattern and a method of manufacturing the same.
도 1은 본 발명의 포토마스크의 일례의 (a) 평면 모식도 및 (b) 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 포토마스크의 다른 예의 평면 모식도 (a) 내지 (f)이다.
도 3은 본 발명의 포토마스크 제조 공정의 일례를 도시하는 단면 모식도 및 평면 모식도이다.
도 4는 비교예 1-1 및 1-2 및 실시예 1의 포토마스크의 평면 모식도, 치수 및 광학 시뮬레이션에 의한 전사 성능을 도시하는 도면이다.
도 5는 비교예 1-1 및 1-2 및 실시예 1의 포토마스크를 사용한 경우의 (a) 피전사체 상에 형성되는 광 강도의 공간상, 및 (b) 그것에 의하여 형성되는 레지스트 패턴의 단면 형상을 도시하는 도면이다.
도 6은 비교예 2-1 및 2-2 및 실시예 2의 포토마스크의 평면 모식도, 치수 및 광학 시뮬레이션에 의한 전사 성능을 도시하는 도면이다.
도 7은 비교예 2-1 및 2-2 및 실시예 2의 포토마스크를 사용한 경우의 (a) 피전사체 상에 형성되는 광 강도의 공간상, 및 (b) 그것에 의하여 형성되는 레지스트 패턴의 단면 형상을 도시하는 도면이다.1 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view of an example of a photomask of the present invention.
Fig. 2 is a schematic plan view (a) to (f) of another example of the photomask of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view and a schematic plan view showing an example of a photomask manufacturing process of the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing a plan view and dimensions of the photomask of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Example 1, and a transfer performance by optical simulation.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between (a) the spatial intensity of the light intensity formed on the transferred body and (b) the cross-sectional area of the resist pattern formed by the photomask of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Example 1 Fig.
Fig. 6 is a diagram showing a plan view, dimensions and transfer performance of the photomask of Comparative Examples 2-1 and 2-2 and Example 2 by optical simulation. Fig.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between (a) the spatial intensity of the light intensity formed on the transferred body, and (b) the cross-section of the resist pattern formed by the photomask of Comparative Example 2-1 and 2-2 and Example 2 Fig.
포토마스크가 갖는 전사용 패턴의 CD(Critical Dimension, 이하 패턴 선폭의 의미로 사용한다)가 미세화하면, 이것을 정확하게 피전사체(에칭 가공하려고 하는 박막 등, 피가공체라고도 말한다)에 전사하는 공정의 실시는 보다 곤란해진다. 표시 장치용의 노광 장치에 사양으로서 나타난 해상 한계는, 대부분의 경우 2 내지 3㎛ 정도이다. 이에 비해, 형성하려고 하는 전사용 패턴 중에는, 이미 이것에 근접하거나, 또는 이것을 하회하는 치수의 것이 출현하고 있다. 또한, 표시 장치 제조용 마스크는, 반도체 장치 제조용 마스크에 비하여 면적이 크기 때문에, 실생산상, 3㎛ 미만의 CD를 갖는 전사용 패턴을 면 내 균일하게 전사하기에는 크게 곤란하다.When the CD (Critical Dimension) of the transfer pattern of the photomask is miniaturized, the step of transferring the transferred photomask to a transfer target body (also referred to as a thin film or the like to be etched, to be processed) Becomes more difficult. The marginal limit indicated as a specification in an exposure apparatus for a display device is about 2 to 3 탆 in most cases. On the other hand, among the transfer patterns to be formed, those having a size close to or below this already appear. Further, since the mask for manufacturing a display device has a larger area than a mask for manufacturing a semiconductor device, it is very difficult to uniformly transfer a transfer pattern having a CD of less than 3 mu m in a real image, on the surface.
따라서, 순수한 해상도(노광 파장, 노광 광학계의 개구수에 의한) 이외의 요소를 고안함으로써, 실효적인 전사 성능을 인출하는 것이 필요해진다.Therefore, by designing elements other than pure resolution (due to the exposure wavelength and the numerical aperture of the exposure optical system), it becomes necessary to take out the effective transfer performance.
또한, 피전사체(플랫 패널 디스플레이 기판)의 면적이 크기 때문에, 노광에 의한 패턴 전사의 공정에서는, 피전사체의 표면 평탄도에 기인하는 디포커스가 발생하기 쉬운 환경이라고도 할 수 있다. 이 환경 하에서, 노광 시의 초점의 여유도(DOF: Depth of Focus)를 충분히 확보하는 것은 매우 의미가 있다.Further, since the area of the transferred body (flat panel display substrate) is large, it can be said that the step of pattern transfer by exposure is an environment in which defocus due to the surface flatness of the transferred body is likely to occur. Under this environment, it is very meaningful to sufficiently secure the depth of focus (DOF) at the time of exposure.
또한, 표시 장치 제조용의 포토마스크는, 주지대로 사이즈가 크고, 포토마스크 제조 공정에 있어서의 웨트 처리(현상이나 습식 에칭)에 있어서는, 면 내의 모든 위치에서, CD의 균일성을 확보하는 것은 용이하지 않다. 최종적인 CD 정밀도를 규정된 허용 범위 내에 수용하기 위해서도, 노광 공정에서의 충분한 초점 심도(DOF)의 확보가 긴요하고, 또한 이에 수반하여 다른 성능이 열화되지 않는 것이 바람직하다.In addition, the photomask for manufacturing a display device has a large size as known in the art, and in wet processing (development or wet etching) in the photomask manufacturing process, it is easy to ensure uniformity of CD at all positions in the plane not. In order to accommodate the final CD precision within the prescribed allowable range, it is desirable that the sufficient depth of focus (DOF) in the exposure process is critical and the performance deteriorates along with it.
본 발명은 투명 기판 상에 성막된 반투광막 및 저투광막을 각각 패터닝함으로써 형성된 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크이다. 본 발명의 포토마스크가 갖는 전사용 패턴을 도 1에 예시한다. 도 1의 (a)는 평면 모식도, 도 1의 (b)는 단면 모식도이다.The present invention is a photomask having a transfer pattern formed by patterning a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film formed on a transparent substrate, respectively. The transfer pattern of the photomask of the present invention is illustrated in Fig. Fig. 1 (a) is a schematic plan view, and Fig. 1 (b) is a sectional schematic view.
도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 투명 기판 상에 형성된 전사용 패턴은, 주패턴과, 주패턴의 근방에 배치된 보조 패턴을 포함한다.As shown in Fig. 1 (a), the transfer pattern formed on the transparent substrate includes a main pattern and auxiliary patterns arranged in the vicinity of the main pattern.
본 형태에서, 주패턴은, 투명 기판이 노출된 투광부를 포함하고, 보조 패턴은, 투명 기판 상에 반투광막이 형성된 반투광부를 포함한다. 또한, 주패턴 및 보조 패턴을 둘러싸는 부분은, 투명 기판 상에 적어도 저투광막이 형성된, 저투광부가 되어 있다. 즉, 도 1에 도시하는 전사용 패턴에 있어서, 주패턴 및 보조 패턴이 형성된 영역 이외의 영역이 저투광부가 되어 있다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 형태에서는, 저투광부는 반투광막과 저투광막이 투명 기판 상에 적층되어 있다. 반투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광을 대략 180도 시프트하는 위상 시프트량을 갖고, 대표 파장에 대한 투과율 T1(％)을 갖는다.In this embodiment, the main pattern includes a transparent portion where the transparent substrate is exposed, and the auxiliary pattern includes a semi-transparent portion having a translucent film formed on the transparent substrate. In addition, the portion surrounding the main pattern and the auxiliary pattern is a low-transmittance portion in which at least a light-transmitting film is formed on the transparent substrate. That is, in the transfer pattern shown in Fig. 1, regions other than the region where the main pattern and the auxiliary pattern are formed are low-light-transmitting portions. As shown in Fig. 1 (b), in this embodiment, a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film are laminated on a transparent substrate in the low light-transmitting portion. The semi-light-transmitting film has a phase shift amount for shifting the light of the representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line by approximately 180 degrees, and has the transmittance T1 (%) with respect to the representative wavelength.
본 발명의 포토마스크의 저투광막은 노광광의 대표 파장에 대하여 소정의 낮은 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다. 본 발명의 포토마스크 제조에 사용하는 저투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광에 대하여 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮은 투과율 T2(％)를 가질 수 있다.The low light transmittance film of the photomask of the present invention can have a predetermined low transmittance with respect to the representative wavelength of the exposure light. The low light transmittance film used in the production of the photomask of the present invention may have a transmittance T2 (%) lower than the transmittance T1 (%) of the semi-light transmittance film with respect to the light of the representative wavelength in the wavelength range of i line to g line.
여기서, 주패턴의 직경(W1)을 4㎛ 이하로 할 때, 이 주패턴에 대응하여, 피전사체 상에 직경 W2(㎛)(단 W1>W2)을 갖는 미세한 주패턴(홀 패턴)을 형성할 수 있다.Here, when the diameter W1 of the main pattern is 4 mu m or less, a fine main pattern (hole pattern) having a diameter W2 (mu m) (W1 > W2) is formed on the transferred body in correspondence with the main pattern can do.
구체적으로는, W1(㎛)을 하기 식 (1)Concretely, W1 (占 퐉) is expressed by the following formula (1)
의 관계가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이때 피전사체 상에 형성되는 주패턴(홀 패턴)의 직경 W2(㎛)은To be the relationship At this time, the diameter W2 (占 퐉) of the main pattern (hole pattern) formed on the transferred body is
0.6≤W2≤3.00.6? W2? 3.0
로 할 수 있다..
또한, 본 발명의 포토마스크는, 표시 장치 제조에 유용한 미세 사이즈의 패턴을 형성할 목적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 주패턴의 직경 W1이 3.0(㎛) 이하일 때, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 얻어진다. 바람직하게는, 주패턴의 직경 W1(㎛)을Further, the photomask of the present invention can be used for the purpose of forming a fine-size pattern useful for manufacturing a display device. For example, when the diameter W1 of the main pattern is 3.0 mu m or less, the effect of the present invention is more remarkably obtained. Preferably, the diameter W1 (mu m) of the main pattern is
1.0≤W1≤3.01.0? W1? 3.0
로 할 수 있다. 또한, 직경 W1과 직경 W2의 관계를 W1=W2로 할 수도 있지만, 바람직하게는, W1>W2로 한다. 즉, β(㎛)을 바이어스값으로 할 때,. The relationship between the diameter W1 and the diameter W2 may be W1 = W2, but preferably W1 > W2. That is, when? (占 퐉) is a bias value,
β=W1-W2>0(㎛)beta = W1-W2 > 0 (mu m)
일 때,when,
0.2≤β≤1.0,0.2??? 1.0,
보다 바람직하게는,More preferably,
0.2≤β≤0.80.2??? 0.8
로 할 수 있다. 이렇게 할 때, 후술하는 바와 같이, 피전사체 상에 있어서의, 레지스트 패턴의 손실을 저감하는 등의 유리한 효과가 얻어진다.. In doing so, as described later, advantageous effects such as reduction in the loss of the resist pattern on the transferred body can be obtained.
상기에 있어서, 주패턴의 직경 W1은, 원의 직경, 또는 그것에 근사되는 수치를 의미한다. 예를 들어, 주패턴의 형상이 정다각형일 때는, 주패턴의 직경 W1은, 내접원의 직경으로 한다. 주패턴의 형상이 도 1에 도시한 바와 같이 정사각형이라면, 주패턴의 직경 W1은 1변의 길이이다. 전사된 주패턴의 직경 W2에 있어서도, 원의 직경 또는 거기에 근사되는 수치로 하는 점에서 마찬가지이다.In the above, the diameter W1 of the main pattern means the diameter of the circle or a numerical value approximate thereto. For example, when the shape of the main pattern is a regular polygon, the diameter W1 of the main pattern is the diameter of the inscribed circle. If the shape of the main pattern is a square as shown in Fig. 1, the diameter W1 of the main pattern is the length of one side. The diameter W2 of the transferred main pattern is also the same as the diameter of the circle or a numerical value approximate thereto.
물론, 보다 미세화한 패턴을 형성하려고 할 때, W1이 2.5(㎛) 이하, 또는 2.0(㎛) 이하로 하는 것도 가능하고, 나아가, W1을 1.5(㎛) 이하로 하여 본 발명을 적용할 수도 있다.Of course, when a finer pattern is to be formed, it is also possible to set W1 to be not more than 2.5 (mu m) or not more than 2.0 (mu m), and furthermore, .
이러한 전사용 패턴을 갖는, 본 발명의 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광의 대표 파장에 대하여 주패턴과 보조 패턴의 위상차 φ가 대략 180도이다. 즉, 주패턴을 투과하는, 상기 대표 파장의 광과, 보조 패턴을 투과하는, 상기 대표 파장과의 위상차 φ1이 대략 180도가 된다. 대략 180도란, 120 내지 240도를 의미한다. 바람직하게는, 위상차 φ1은 150 내지 210도이다.The phase difference? Between the main pattern and the auxiliary pattern is approximately 180 degrees with respect to the representative wavelength of the exposure light used for exposure of the photomask of the present invention having such a transfer pattern. That is, the phase difference? 1 between the light of the representative wavelength transmitted through the main pattern and the representative wavelength transmitted through the auxiliary pattern becomes approximately 180 degrees. About 180 degrees, about 120 to 240 degrees. Preferably, the phase difference? 1 is 150 to 210 degrees.
또한, 본 발명의 포토마스크는, i선, h선, 또는 g선을 포함하는 노광광을 사용할 때에 효과가 현저하고, 특히 i선, h선, 및 g선을 포함하는 브로드 파장광을 노광광으로서 적용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 대표 파장으로서는, i선, h선, g선 중 어느 하나로 할 수 있다. 예를 들어 h선을 대표 파장으로 하여, 본 발명의 포토마스크를 구성할 수 있다.Further, the photomask of the present invention is remarkably effective when using exposure light including i-line, h-line, or g-line. In particular, when the broad wavelength light including i-line, h- As shown in Fig. In this case, the representative wavelength can be any one of i-line, h-line, and g-line. For example, the photomask of the present invention can be constructed with the h-line as the representative wavelength.
이러한 위상차를 형성하기 위해서는, 주패턴은, 투명 기판 주표면이 노출되어서 이루어지는 투광부로 하고, 보조 패턴은, 투명 기판 상에 반투광막을 형성하여 이루어지는 반투광부로 하고, 이 반투광막의, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량을 대략 180도로 하면 된다.In order to form such a phase difference, the main pattern is a translucent portion formed by exposing the main surface of a transparent substrate, and the auxiliary pattern is a semi-transparent portion formed by forming a translucent film on a transparent substrate, May be approximately 180 degrees.
반투광부가 갖는 광투과율 T1은, 이하와 같이 할 수 있다. 즉, 반투광부에 형성된 반투광막의, 상기 대표 파장에 대한 투과율이 T1(％)일 때,The light transmittance T1 of the translucent portion can be obtained as follows. That is, when the transmittance of the translucent film formed on the semitransparent portion with respect to the representative wavelength is T1 (%),
30≤T1≤8030? T1? 80
로 한다. 보다 바람직하게는,. More preferably,
40≤T1≤7540? T1? 75
이다. 또한, 투과율 T1(％)은 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.to be. The transmittance T1 (%) is defined as the transmittance of the representative wavelength with reference to the transmittance of the transparent substrate.
본 발명의 포토마스크에 있어서, 주패턴 및 보조 패턴이 형성된 이외의 영역에 배치되고, 주패턴 및 보조 패턴을 둘러싸도록 형성된 저투광부는 이하와 같은 구성으로 할 수 있다.In the photomask of the present invention, the low-light-transmitting portion formed so as to surround the main pattern and the auxiliary pattern is disposed in a region other than the region where the main pattern and the auxiliary pattern are formed.
저투광부는 노광광(i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광)을 실질적으로 투과하지 않는 저투광막(즉 차광막)이며, 이것은 광학 농도 OD≥2(바람직하게는 OD≥3, 보다 바람직하게는 OD≥5)의 막을, 투명 기판 상에 형성하여 이루어지는 것으로 할 수 있다.The low light transmitting portion is a low light transmitting film (i.e., a light shielding film) that does not substantially transmit the exposure light (light of the representative wavelength in the wavelength range of i line to g line), and this is an optical density OD? 2 (Preferably, OD > = 5) is formed on the transparent substrate.
또는, 저투광부는 소정 범위에서 노광광을 투과하는 저투광막을 형성하여 이루어지는 것으로 할 수도 있다. 단, 소정 범위에서 노광광을 투과하는 경우로서, 저투광부의 투과율 T3(％)(여기서, 반투광막과 저투광막의 적층의 경우에는, 그 적층으로서의 투과율)이Alternatively, the low light transmitting portion may be formed by forming a low light transmitting film which transmits exposure light in a predetermined range. However, when the exposure light is transmitted in a predetermined range, the transmittance T3 (%) of the low transmittance portion (transmittance in the case of the lamination of the semitransparent film and the low light transmittance film)
0<T3<T10 < T3 < T1
를 만족하는 것이다. 바람직하게는,Lt; / RTI > Preferably,
0<T3≤200 <T3? 20
를 만족한다. 투과율 T3(％)은 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.. The transmittance T3 (%) is defined as the transmittance of the representative wavelength with reference to the transmittance of the transparent substrate.
또한, 이렇게 저투광막이 소정의 투과율로 노광광을 투과하는 경우에는, 저투광부의 투과광과, 투광부의 투과광의 위상차 φ3은, 90도 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60도 이하이다. 「90도 이하」란, 라디안 표기하면, 상기 위상차가 「(2n-1/2)π 내지 (2n+1/2)π(여기서 n은 정수)」인 것을 의미한다. 상기와 마찬가지로, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 위상차로서 계산한다.When the low-light-transmitting film transmits the exposure light with a predetermined transmittance, the phase difference? 3 between the transmitted light of the low-light-transmitting portion and the transmitted light of the light-transmitting portion is preferably 90 degrees or less, more preferably 60 degrees or less. Means that the phase difference is "(2n-1/2)? To (2n + 1/2)? (Where n is an integer)" in radians. Is calculated as the phase difference with respect to the representative wavelength included in the exposure light as described above.
또한, 본 발명의 포토마스크에 사용되는 저투광막의 단독 성질로서는, 실질적으로 상기 대표 파장의 광을 투과하지 않는 것이거나, 또는, 30(％) 미만의 투과율(T2(％))을 갖고(즉, 0<T2<30), 위상 시프트량(φ2)이 대략 180도인 것이 바람직하다. 대략 180도란, 120 내지 240도를 의미한다. 바람직하게는, 위상차 φ1은 150 내지 210도이다.The sole property of the low light transmitting film used in the photomask of the present invention is that it does not substantially transmit the light of the representative wavelength or has a transmittance (T2 (%)) of less than 30 (% , 0 < T2 < 30), and the
여기에서의 투과율도, 상기와 마찬가지로, 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.Here, similarly to the above, the transmittance is the transmittance of the representative wavelength based on the transmittance of the transparent substrate.
상기 전사용 패턴에 있어서, 보조 패턴의 폭을 d(㎛)로 할 때, 보조 패턴의 폭 d와 그 부분에 있어서의 광투과율 T1의 사이에,In the transfer pattern, when the width of the auxiliary pattern is d (占 퐉), between the width d of the auxiliary pattern and the light transmittance T1 at that portion,
가 성립될 때에, 발명의 우수한 효과가 얻어진다. 여기서, 
1.0<P≤5.01.0 <P? 5.0
의 관계가 성립되는 것이 바람직하다.Is satisfied.
보다 바람직하게는, 피치 P는,More preferably,
1.5<P≤4.51.5 <P? 4.5
로 할 수 있다..
본 발명에 있어서, 보조 패턴은, 설계상 고립한 주패턴에 대하여 의사적으로 밀집 패턴(Dense Pattern)과 같은 광학적 작용을 미치는 효과가 있는데, 상기의 관계식이 충족될 때, 주패턴과 보조 패턴을 투과한 노광광이, 서로 양호한 상호 작용을 발휘하여, 후술하는 실시예에 기술하는 바와 같은, 우수한 전사성을 나타낼 수 있다.In the present invention, the auxiliary pattern has an effect of giving an optical action like a dense pattern to the main pattern which is isolated in design. When the above relation is satisfied, the main pattern and the auxiliary pattern The exposed exposure light exerts a good interaction with each other and can exhibit excellent transferability as described in Examples to be described later.
보조 패턴의 폭 d(㎛)는 본 발명의 포토마스크에 적용하는 노광 조건(사용하는 노광 장치)에 있어서, 해상 한계 이하의 치수(예를 들어 d≤3.0, 바람직하게는 d≤2.5)이며, 구체적인 예로서는,The width d (占 퐉) of the auxiliary pattern has a dimension (for example, d? 3.0, preferably d? 2.5) below the resolution limit in the exposure conditions (the exposure apparatus to be used) applied to the photomask of the present invention, As a specific example,
d≥0.7d? 0.7
보다 바람직하게는,More preferably,
d≥0.8d? 0.8
이다. 또한, d≤W1인 것이 바람직하고, d<W1인 것이 보다 바람직하다.to be. Further, it is preferable that d? W1, and more preferably d <W1.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 식 (2)의 관계식은, 다음의 식 (2)-1이며, 더욱 바람직하게는, 다음의 식 (2)-2이다.More preferably, the relational expression of the formula (2) is the following formula (2) -1, and more preferably, the following formula (2) -2.
상술한 바와 같이, 도 1에 도시하는 포토마스크의 주패턴은 정사각형이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 예시되는 바와 같이, 포토마스크의 주패턴은, 팔각형이나 원을 포함하는, 회전 대칭의 형상일 수 있다. 그리고 회전 대칭의 중심을, 상기 P의 기준이 되는 중심으로 할 수 있다.As described above, the main pattern of the photomask shown in Fig. 1 is square, but the present invention is not limited to this. For example, as illustrated in Fig. 2, the main pattern of the photomask may be a rotationally symmetrical shape, including an octagon or a circle. Then, the center of the rotational symmetry can be set as the center of the reference point P.
또한, 도 1에 도시하는 포토마스크의 보조 패턴의 형상은 팔각형띠이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 보조 패턴의 형상은, 홀 패턴의 중심에 대하여 3회 대칭 이상의 회전 대상의 형상에 일정한 폭을 부여한 것인 것이 바람직하다. 바람직한 주패턴 및 보조 패턴의 형상은, 도 2의 (a) 내지 (f)에 예시된 형상이며, 주패턴의 디자인과 보조 패턴의 디자인은, 서로 도 2의 (a) 내지 (f)의 상이한 것을 조합해도 된다.The shape of the auxiliary pattern of the photomask shown in Fig. 1 is an octagonal band, but the present invention is not limited to this. It is preferable that the shape of the auxiliary pattern is a shape in which a constant width is imparted to the shape of the object to be rotated three or more times symmetrically with respect to the center of the hole pattern. 2 (a) to 2 (f), and the design of the main pattern and the design of the auxiliary pattern are different from each other in FIGS. 2 (a) to 2 (f) .
예를 들어, 보조 패턴의 외주가, 정사각형, 정6각형, 정8각형, 정10각형 등의 정다각형(바람직하게는 정2n각형, 여기에서 n은 2 이상의 정수) 또는 원형일 경우가 예시된다. 그리고, 보조 패턴의 형상으로서는, 보조 패턴의 외주와 내주가 거의 평행한 형상, 즉, 거의 일정폭을 갖는 정다각형 또는 원형의 띠와 같은 형상인 것이 바람직하다. 이 띠형의 형상을, 다각형띠 또는 원형띠라고도 부른다. 보조 패턴의 형상으로서는, 이러한 정다각형띠 또는 원형띠가, 주패턴의 주위를 둘러싸는 형상인 것이 바람직하다. 이때, 주패턴의 투과광과, 보조 패턴의 투과광의 광량의 밸런스를 거의 동등한 것으로 할 수 있으므로, 본 발명의 작용 효과를 얻기 위한, 광의 상호 작용을 얻기 쉽다.For example, it is exemplified that the outer periphery of the auxiliary pattern is a regular polygon (preferably a regular 2n square, where n is an integer of 2 or more) or a circle such as a square, a hexagonal shape, a square octagonal shape or a regular octagonal shape. As the shape of the auxiliary pattern, it is preferable that the outer and inner peripheries of the auxiliary pattern are substantially parallel, that is, a shape such as a regular polygonal or circular band having a substantially constant width. This band-like shape is also referred to as a polygonal band or a circular band. As the shape of the auxiliary pattern, it is preferable that the regular polygonal band or the circular band surrounds the periphery of the main pattern. At this time, since the balance between the amount of light transmitted through the main pattern and the amount of light transmitted through the auxiliary pattern can be made substantially equal, it is easy to obtain a light interaction for obtaining the operation and effect of the present invention.
특히, 본 발명의 포토마스크를 표시 장치 제조용의 포토마스크로서 사용하는 경우, 즉, 본 발명의 포토마스크를 표시 장치 제조용의 포토레지스트와 조합하여 사용하는 경우에는, 피전사체 상에 있어서 보조 패턴에 대응하는 부분의 레지스트 손실을 저감하는 것이 가능하다.Particularly, when the photomask of the present invention is used as a photomask for manufacturing a display device, that is, when the photomask of the present invention is used in combination with a photoresist for producing a display device, It is possible to reduce the resist loss in the portion where the resist is formed.
또는, 보조 패턴의 형상은, 주패턴의 주위를 완전히 둘러싸지 않고, 상기 다각형띠 또는 원형띠의 일부가 결락된 형상이어도 된다. 보조 패턴의 형상은, 예를 들어, 도 2의 (f)와 같이, 사각형띠의 코너부가 결락된 형상이어도 된다.Alternatively, the shape of the auxiliary pattern may be such that the polygonal band or a part of the ring-shaped band is partially missing without completely surrounding the periphery of the main pattern. The shape of the auxiliary pattern may be a shape in which the corner portion of the rectangular band is missing, for example, as shown in Fig. 2 (f).
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 본 발명의 주패턴, 보조 패턴 외에, 부가적으로 다른 패턴을 사용해도 상관없다.In addition to the main pattern and the auxiliary pattern of the present invention, other patterns may be used as long as the effect of the present invention is not impaired.
본 발명의 포토마스크 제조 방법 일례에 대해서, 도 3을 참조하여 이하에 설명한다.An example of a method of manufacturing a photomask of the present invention will be described below with reference to Fig.
도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 블랭크를 준비한다.As shown in Fig. 3 (a), a photomask blank is prepared.
이 포토마스크 블랭크는, 유리 등을 포함하는 투명 기판 상에 반투광막과 저투광막이 이 순서대로 형성되어 있고, 또한 제1 포토레지스트막이 도포되어 있다.In this photomask blank, a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film are formed in this order on a transparent substrate including glass and the like, and a first photoresist film is coated.
반투광막은 투명 기판의 주표면 상에 i선, h선, g선 중 어느 하나를 대표 파장으로 할 때, 그 투과율이 30 내지 80(％)(T1(％)을 투과율로 할 때, 30≤T1≤80), 보다 바람직하게는, 40 내지 75(％)이며, 또한, 이 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180도인 막이다. 이러한 반투광막에 의해, 투광부를 포함하는 주패턴과, 반투광부를 포함하는 보조 패턴 사이의 투과광 위상차를 대략 180도로 할 수 있다. 그러한 반투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광 위상을 대략 180도 시프트한다. 반투광막의 성막 방법으로서는, 스퍼터법 등 공지된 방법을 적용할 수 있다.When the transmittance is 30 to 80 (%) (T1 (%) is the transmittance, and 30 (t) is the transmittance), when the transmittance of the translucent film is represented by one of the i line, h line and g line on the main surface of the transparent substrate, T1? 80), more preferably 40 to 75 (%), and the phase shift amount with respect to the representative wavelength is approximately 180 degrees. With this semi-light-transmitting film, the phase difference of transmitted light between the main pattern including the light-transmitting portion and the auxiliary pattern including the semi-light-transmitting portion can be made approximately 180 degrees. Such a semitranslucent film shifts the optical phase of the representative wavelength in the wavelength range of i line to g line by approximately 180 degrees. As a method of forming the semitransparent film, a known method such as a sputtering method can be applied.
반투광막은 상기의 투과율과 위상차를 충족하고, 또한, 이하에 설명하는 바와 같이, 습식 에칭 가능한 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 단, 습식 에칭 시에 발생하는 사이드 에칭의 양이 너무 커지면, CD 정밀도의 열화나, 언더컷에 의한 상층 막의 파괴 등 문제가 발생하기 때문에, 막 두께의 범위는, 2000Å 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 300 내지 2000Å의 범위, 보다 바람직하게는, 300 내지 1800Å이다. 여기서 CD란, Critical Dimension이며, 본 명세서에서는 패턴 선폭의 의미로 사용한다.It is preferable that the semitransparent film satisfies the transmittance and the retardation as described above and also includes a material that can be wet-etched as described below. However, if the amount of the side etching generated at the time of wet etching becomes too large, problems such as deterioration of the CD accuracy and destruction of the upper layer film due to undercut occur, and therefore, the film thickness is preferably 2000 angstroms or less. For example, in the range of 300 to 2000 angstroms, and more preferably in the range of 300 to 1800 angstroms. Here, CD is a Critical Dimension, which is used in this specification as a meaning of a pattern line width.
또한, 이러한 조건을 충족하기 위해서는, 반투광막 재료는, 노광광에 포함되는 대표 파장(예를 들어 h선)의 굴절률이 1.5 내지 2.9인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 1.8 내지 2.4이다.In order to satisfy such a condition, the semi-light-transmitting film material preferably has a refractive index of 1.5 to 2.9 at a representative wavelength (for example, h line) included in the exposure light. More preferably, it is from 1.8 to 2.4.
또한, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 습식 에칭에 의한 패턴 단면(피에칭면)이 투명 기판 주표면에 대하여 수직에 가까운 것이 바람직하다.In addition, in order to sufficiently exhibit the phase shift effect, it is preferable that the pattern end face (etched surface) by wet etching is nearly perpendicular to the main surface of the transparent substrate.
상기 성질을 고려할 때, 반투광막의 막 재료로서는, Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, Ti 중 어느 하나와 Si를 포함하는 재료, 또는, 이들 재료의 산화물, 질화물, 산화질화물, 탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함하는 재료를 포함하는 것으로 할 수 있다.Considering the above properties, the material of the semitransparent film may be a material containing any one of Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, and Ti and Si, or an oxide, nitride, oxynitride, carbide, It may be made of a material including a nitride carbide.
포토마스크 블랭크의 반투광막 상에는 저투광막이 형성된다. 성막 방법으로서는, 반투광막의 경우와 마찬가지로, 스퍼터법 등 공지된 수단을 적용할 수 있다.A low light transmittance film is formed on the semitransparent film of the photomask blank. As a film forming method, known means such as a sputtering method can be applied as in the case of the semitransparent film.
포토마스크 블랭크의 저투광막은 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막일 수 있다. 또는, 노광광의 대표 파장에 대하여 소정의 낮은 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다. 본 발명의 포토마스크 제조에 사용하는 저투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장의 광에 대하여 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮은 투과율 T2(％)을 갖는다.The low light transmitting film of the photomask blank may be a light shielding film which does not substantially transmit the exposure light. Alternatively, it can have a predetermined low transmittance with respect to the representative wavelength of the exposure light. The low light transmittance film used in the production of the photomask of the present invention has a transmittance T2 (%) which is lower than the transmittance T1 (%) of the semitransparent film with respect to light of the representative wavelength in the wavelength range of i line to g line.
저투광막이 노광광을 투과할 수 있는 경우에는, 노광광에 대한 저투광막의 투과율 및 위상 시프트량은, 본 발명의 포토마스크의 저투광부의 투과율 및 위상 시프트량을 달성할 수 있는 것일 것이 요구된다. 바람직하게는, 저투광막과 상기 반투광막의 적층 상태에서, 노광광 대표 파장의 광에 대한 투과율 T3(％)이 T3≤20이며, 또한, 위상 시프트량 φ3이, 90(도) 이하, 보다 바람직하게는 60(도) 이하로 한다.It is required that the transmittance and the phase shift amount of the low light transmittance film with respect to the exposure light can achieve the transmittance and the phase shift amount of the low light transmittance portion of the photomask of the present invention when the low transmittance film can transmit the exposure light . Preferably, the transmittance T3 (%) for the light of the representative wavelength of the exposure light is T3? 20 and the phase shift amount? 3 is 90 (degrees) or less in the laminated state of the low light transmitting film and the semi- Preferably 60 (degrees) or less.
저투광막의 단독 성질로서는, 실질적으로 상기 대표 파장의 광을 투과하지 않는 것이거나, 또는, 30(％) 미만의 투과율(T2(％))을 갖고(즉, 0<T2<30), 위상 시프트량(φ2)이 대략 180도인 것이 바람직하다. 대략 180도란, 120 내지 240도를 의미한다. 바람직하게는, 위상차 φ1은 150 내지 210(도)이다.As the sole property of the low light transmittance film, it is preferable that substantially no light of the representative wavelength is transmitted, or that the transmittance (T2 (%)) of less than 30 (% The angle? 2 is preferably approximately 180 degrees. About 180 degrees, about 120 to 240 degrees. Preferably, the phase difference? 1 is 150 to 210 degrees.
포토마스크 블랭크의 저투광막의 재료는, Cr 또는 그 화합물(산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 또는 산화질화탄화물)이어도 되고, 또는, Mo, W, Ta, Ti를 포함하는 금속의 실리사이드, 또는, 그 실리사이드의 상기 화합물이어도 된다. 단, 포토마스크 블랭크의 저투광막의 재료는, 반투광막과 마찬가지로 습식 에칭이 가능하고, 또한, 반투광막의 재료에 대하여 에칭 선택성을 갖는 재료가 바람직하다. 즉, 반투광막의 에칭제에 대하여 저투광막은 내성을 갖고, 또한, 저투광막의 에칭제에 대하여 반투광막은 내성을 갖는 것이 바람직하다.The material of the low light transmittance film of the photomask blank may be Cr or a compound thereof (oxide, nitride, carbide, oxynitride, or oxynitride carbide), or a silicide of a metal including Mo, W, Ta, The above-mentioned compound of the silicide may be used. However, the material of the low light transmittance film of the photomask blank is preferably a material capable of wet etching similarly to the semitransparent film and having etching selectivity to the material of the semitransparent film. That is, it is preferable that the low light-transmitting film has resistance to the etching agent of the semitransparent film and the semitransparent film has resistance to the etching agent of the low light transmitting film.
포토마스크 블랭크의 저투광막 상에는, 제1 포토레지스트막이 더 도포된다. 본 발명의 포토마스크는, 바람직하게는 레이저 묘화 장치에 의해 묘화되므로, 거기에 적합한 포토레지스트로 한다. 제1 포토레지스트막은 포지티브형이거나 네가티브형일 수도 있지만, 이하에서는 포지티브형으로서 설명한다.The first photoresist film is further coated on the low light transmittance film of the photomask blank. Since the photomask of the present invention is preferably drawn by a laser beam drawing apparatus, a photoresist suitable therefor is used. The first photoresist film may be a positive type or a negative type, but will be described as a positive type hereinafter.
이어서, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 포토레지스트막에 대하여 묘화 장치를 사용하여, 전사용 패턴에 기초한 묘화 데이터에 의한 묘화를 행한다(제1 묘화). 그리고, 현상에 의해 얻어진 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 저투광막을 습식 에칭한다. 이에 의해, 저투광부가 되는 영역이 획정되고, 또한 저투광부에 의해 둘러싸인 보조 패턴(저투광막 패턴)의 영역이 획정된다. 습식 에칭하기 위한 에칭액(웨트 에천트)는 사용하는 저투광막의 조성에 적합한 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, Cr을 함유하는 막이라면, 웨트 에천트로서 질산 제2 세륨 암모늄 등을 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in Fig. 3B, the first photoresist film is drawn using imaging data based on the transfer pattern using the imaging apparatus (first imaging). Then, using the first resist pattern obtained by the development as a mask, the low light transmittance film is wet-etched. Thereby, a region to be a low-light-transmitting portion is defined, and an area of an auxiliary pattern (low-light-transmitting film pattern) surrounded by the low-light-transmitting portion is defined. An etchant (wet etchant) for wet etching may be any known one suitable for the composition of the low light transmittance film to be used. For example, if it is a film containing Cr, ceric ammonium nitrate and the like can be used as a wet etchant.
이어서, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 레지스트 패턴을 박리한다.Then, as shown in Fig. 3 (c), the first resist pattern is peeled off.
이어서, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 형성된 저투광막 패턴을 포함하는 전체면에 제2 포토레지스트막을 도포한다.Then, as shown in Fig. 3 (d), the second photoresist film is applied to the entire surface including the formed low light-transmitting film pattern.
이어서, 도 3의 (e)에 도시한 바와 같이, 제2 포토레지스트막에 대하여 제2 묘화를 행하여, 현상에 의해 형성된 제2 레지스트 패턴을 형성한다. 이 제2 레지스트 패턴과, 상기 저투광막 패턴을 마스크로 하여 반투광막의 습식 에칭을 행한다. 이 에칭(현상)에 의해, 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는, 주패턴의 영역이 형성된다. 또한, 제2 레지스트 패턴은, 보조 패턴이 되는 영역을 덮고, 투광부를 포함하는 주패턴이 되는 영역에 개구를 갖는 것임과 함께, 그 개구로부터 저투광막의 에지가 노출되도록, 제2 묘화의 묘화 데이터에 대하여 사이징을 행해 두는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 제1 묘화와 제2 묘화 사이에 서로 발생하는 얼라인먼트 어긋남을 흡수하여, 전사용 패턴의 CD 정밀도의 열화를 방지할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 3 (e), the second photoresist film is subjected to a second rendering process to form a second resist pattern formed by development. Using this second resist pattern and the low light transmittance film pattern as masks, wet etching of the semitransparent film is performed. By this etching (development), a region of the main pattern including the transparent portion where the transparent substrate is exposed is formed. The second resist pattern covers the area to be the auxiliary pattern and has an opening in the area to be the main pattern including the transparent part and also the edge of the low transparent film is exposed from the opening. It is preferable to carry out sizing with respect to the above. By doing so, it is possible to absorb the alignment deviation occurring between the first and second imaging, thereby preventing deterioration of the CD accuracy of the transfer pattern.
즉, 이렇게 제2 묘화 시의 제2 레지스트 패턴의 사이징을 행함으로써, 피전사체 상에 고립 홀 패턴을 형성하자고 할 때, 차광막과 반투광막의 패터닝에 위치 어긋남이 발생하지 않으므로, 도 1에 예시하는 바와 같은 전사용 패턴에 있어서, 주패턴 및 보조 패턴의 무게 중심을 정교하고 치밀하게 일치시킬 수 있다.That is, when the isolation hole pattern is formed on the transferred body by sizing the second resist pattern at the time of the second drawing, the positional deviation does not occur in the patterning of the light shielding film and the semitransparent film. Therefore, The center of gravity of the main pattern and the auxiliary pattern can be precisely and closely matched in the transfer pattern as shown in Fig.
반투광막용의 웨트 에천트는, 반투광막의 조성에 따라서 적절히 선택한다.The wet etchant for the semitransparent film is appropriately selected in accordance with the composition of the semitransparent film.
이어서, 도 3의 (f)에 도시한 바와 같이, 제2 레지스트 패턴을 박리하여, 도 1에 도시하는 본 발명의 포토마스크가 완성된다.Then, as shown in Fig. 3 (f), the second resist pattern is peeled off to complete the photomask of the present invention shown in Fig.
표시 장치용 포토마스크의 제조에 있어서, 투명 기판 상에 형성된 차광막 등의 광학막을 패터닝할 때, 적용되는 에칭으로서는, 건식 에칭, 및 습식 에칭이 있다. 어느 것을 채용해도 되지만, 본 발명에 있어서는 습식 에칭이 특히 유리하다. 이것은, 표시 장치용의 포토마스크는, 사이즈가 비교적 크고, 또한 다종류의 사이즈가 존재하기 때문이다. 이러한 포토마스크의 제조 시에, 진공 챔버를 사용하는 건식 에칭을 적용하면, 건식 에칭 장치의 크기나 제조 공정에 비효율이 발생하게 된다.In the production of a photomask for a display device, when an optical film such as a light-shielding film formed on a transparent substrate is patterned, dry etching and wet etching are applicable. Any of them may be employed, but wet etching is particularly advantageous in the present invention. This is because the photomask for a display device has a relatively large size and a large variety of sizes. When dry etching using a vacuum chamber is applied to manufacture such a photomask, inefficiency is caused in the size and manufacturing process of the dry etching apparatus.
단, 이러한 포토마스크의 제조 시에 습식 에칭을 적용하는 것에 수반하는 과제도 있다. 습식 에칭은 등방 에칭의 성질을 갖기 때문에, 소정의 막을 깊이 방향으로 에칭하여 용출시키려고 하는 때에는, 깊이 방향에 대하여 수직인 방향으로도 에칭이 진행한다. 예를 들어, 막 두께 F(nm)의 반투광막을 에칭하여 슬릿을 형성할 때, 에칭 마스크가 되는 레지스트 패턴의 개구는, 원하는 슬릿 폭보다 2F(nm)(즉, 편측 F(nm))만큼 작게 하는데, 미세 폭의 슬릿이 될수록, 레지스트 패턴 개구의 치수 정밀도를 유지하기 어렵다. 이로 인해, 보조 패턴의 폭 d는 1㎛ 이상, 바람직하게는 1.3㎛ 이상으로 하는 것이 유용하다.However, there is also a problem associated with application of wet etching in the production of such a photomask. Since the wet etching has the property of isotropic etching, when a predetermined film is to be etched and etched in the depth direction, etching also proceeds in a direction perpendicular to the depth direction. For example, when a slit is formed by etching a semi-light-transmitting film having a film thickness F (nm), the opening of the resist pattern to be an etching mask is set to 2F (nm) However, it is difficult to maintain the dimensional accuracy of the opening of the resist pattern as the slit becomes a fine width. For this reason, it is useful that the width d of the auxiliary pattern is at least 1 탆, preferably at least 1.3 탆.
또한, 상기 막 두께 F(nm)가 큰 경우에는, 사이드 에칭량도 커지기 때문에, 막 두께가 작아도 대략 180도의 위상 시프트량을 갖는 막 재료를 사용하는 것이 유리하고, 이 결과, 그 파장에 대하여 반투광막의 굴절률이 높을 것이 요망된다. 이로 인해, 상기 대표 파장에 대한 굴절률이 1.5 내지 2.9, 바람직하게는, 1.8 내지 2.4인 재료를 사용하여 반투광막으로 하는 것이 바람직하다.In addition, when the film thickness F (nm) is large, since the side etching amount becomes large, it is advantageous to use a film material having a phase shift amount of about 180 degrees even if the film thickness is small. As a result, It is desired that the refractive index of the translucent film is high. Therefore, it is preferable to use a material having a refractive index with respect to the representative wavelength of 1.5 to 2.9, preferably 1.8 to 2.4 to form a semitransparent film.
본 발명은 상기한 본 발명의 포토마스크에, 노광 장치에 의해 노광하여, 피전사체 상에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법을 포함한다.The present invention includes a manufacturing method of a display device, which includes the step of transferring the transfer pattern onto a transfer body by exposing the photomask of the present invention by an exposure apparatus.
본 발명의 표시 장치의 제조 방법은, 먼저, 상술한 본 발명의 포토마스크를 준비한다. 이어서, 개구수(NA)가 0.08 내지 0.20이며, i선, h선, g선을 포함하는 노광 광원을 갖는 노광 장치를 사용하여 상기 전사용 패턴을 노광하여, 피전사체 상에 직경 W2가 0.6 내지 3.0㎛인 홀 패턴을 형성한다. 노광에는, 등배 노광을 적용하는 것이 일반적이고, 유리하다.In the method of manufacturing the display device of the present invention, first, the above-described photomask of the present invention is prepared. Subsequently, the transfer pattern was exposed using an exposure apparatus having an exposure light source including i-line, h-line and g-line with a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.20, Thereby forming a hole pattern having a thickness of 3.0 mu m. For exposure, it is common and advantageous to apply equal exposure.
본 발명의 포토마스크를 사용하여, 전사용 패턴을 전사할 때에 사용하는 노광기로서는, 등배의 프로젝션 노광을 행하는 방식의 노광기이며, 이하에 예시하는 것을 들 수 있다. 즉, LCD용(또는 FPD용, 액정용)으로서 사용되는 노광기이며, 그 구성은, 광학계의 개구수(NA)가 0.08 내지 0.15(코히런스 팩터(σ)가 0.4 내지 0.9)이며, i선, h선 및 g선 중 적어도 하나를 노광광에 포함하는 광원(브로드 파장광원이라고도 한다)을 갖는 것이다. 단, 개구수 NA가 0.10 내지 0.20이 되는 노광 장치에 있어서도, 본 발명을 적용하여 발명의 효과를 얻는 것이 물론 가능하다.The exposure apparatus used when transferring the transfer pattern using the photomask of the present invention is an exposure apparatus of the type that performs projection exposure of the same magnification, and the following examples are given. That is, it is an exposure device used as an LCD (or an FPD or a liquid crystal), and has an optical system with a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.15 (coherence factor (?) Of 0.4 to 0.9) (also referred to as a broad wavelength light source) including at least one of h-line and g-line in exposure light. However, it is of course possible to obtain the effect of the invention by applying the present invention to an exposure apparatus having a numerical aperture NA of 0.10 to 0.20.
또한, 사용하는 노광 장치의 광원은, 변형 조명(윤대 조명 등)을 사용해도 되지만, 비변형 조명으로도 발명의 우수한 효과가 얻어진다.The light source of the exposure apparatus to be used may be modified illumination (annular illumination or the like), but non-modified illumination also provides excellent effects of the invention.
본 발명은 상술한 본 발명의 포토마스크를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크를 포함한다. 본 발명의 포토마스크 블랭크는, 구체적으로는, 투명 기판 상에 반투광막과 저투광막이 적층되어 있다. 또한 레지스트막이 도포되어 있어도 된다.The present invention includes a photomask blank for producing the photomask of the present invention described above. Specifically, the photomask blank of the present invention has a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film laminated on a transparent substrate. A resist film may also be applied.
반투광막 및 저투광막의 물리적 성질, 막질, 및 조성에 대해서는, 상기에 기재한 바와 같다.The physical properties, film quality, and composition of the semitransparent film and the low light transmittance film are as described above.
즉, 본 발명의 포토마스크 블랭크의 반투광막은 i선 내지 g선의 파장 범위에 있는 대표 파장에 대한 투과율 T1이 30 내지 80(％)이다. 상기 반투광막은 상기 대표 파장에 대하여 굴절률이 1.5 내지 2.9이며, 대략 180도의 위상 시프트량을 갖는 막 두께로 되어 있다. 이러한 굴절률을 갖는 반투광막의 막 두께는, 충분히 얇아도 원하는 위상 시프트량을 갖기 때문에, 반투광막의 습식 에칭 시간을 짧게 할 수 있다. 이 결과, 반투광막의 사이드 에칭을 억제할 수 있다.That is, the semi-light-transmitting film of the photomask blank of the present invention has a transmittance T1 of 30 to 80 (%) with respect to a representative wavelength in the wavelength range of i-line to g-line. The semi-light-transmitting film has a refractive index of 1.5 to 2.9 with respect to the representative wavelength, and has a film thickness having a phase shift amount of approximately 180 degrees. Since the film thickness of the semi-light-transmitting film having such a refractive index has a desired phase shift amount even if it is sufficiently thin, the wet etching time of the semitransparent film can be shortened. As a result, the side etching of the semitransparent film can be suppressed.
본 발명의 포토마스크 블랭크의 저투광막은 그 대표 파장에 대한 투과율이 상기 반투광막보다 작다. 이 저투광막은 실질적으로 상기 대표 파장의 광을 투과하지 않는 것이거나, 또는, 30％ 미만의 투과율과, 대략 180도의 위상 시프트량을 갖는 것이다.The transmittance of the low light transmittance film of the photomask blank of the present invention to its representative wavelength is smaller than that of the semitransparent film. The low light transmittance film does not substantially transmit the light of the representative wavelength, or has a transmittance of less than 30% and a phase shift amount of about 180 degrees.
[실시예][Example]
도 4에 도시하는, 3종류(비교예 1-1 및 1-2 및 실시예 1)의 포토마스크에 대해서, 광학 시뮬레이션에 의해, 그 전사 성능을 비교하고, 평가하였다. 즉, 피전사체 상에 직경이 2.0㎛인 홀 패턴을 형성하기 위한 전사용 패턴을 갖는 3개의 포토마스크에 대해서, 노광 조건을 공통으로 설정했을 때에, 어떤 전사 성능을 나타낼지에 대해서 광학 시뮬레이션을 행하였다.The photomasks of the three types (Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Example 1) shown in Fig. 4 were compared and evaluated by their optical simulation by their transfer performance. That is, optical simulation was performed on three photomasks having a transfer pattern for forming a hole pattern having a diameter of 2.0 mu m on the transfer target body to determine which transfer performance would be exhibited when the exposure conditions were set in common .
(비교예 1-1)(Comparative Example 1-1)
도 4에 도시한 바와 같이, 비교예 1-1의 포토마스크는, 투명 기판 상에 형성한 차광막 패턴을 포함하는, 소위 바이너리 마스크의 패턴을 갖는다. 비교예 1-1의 포토마스크에서는, 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 주패턴이 차광부에 둘러싸여 있다. 주패턴의 직경 W1(정사각형의 1변)은 2.0(㎛)이다.As shown in Fig. 4, the photomask of Comparative Example 1-1 has a so-called binary mask pattern including a light-shielding film pattern formed on a transparent substrate. In the photomask of Comparative Example 1-1, the main pattern including the light transmitting portion to which the transparent substrate is exposed is surrounded by the light shielding portion. The diameter W1 (one side of the square) of the main pattern is 2.0 (占 퐉).
(비교예 1-2)(Comparative Example 1-2)
도 4에 도시한 바와 같이, 비교예 1-2의 포토마스크는, 노광광 투과율(대 h선)이 5％이며 위상 시프트량이 180도인 반투광막을 패터닝함으로써 형성된, 한 변(직경)(즉 W1)이 2.0(㎛)인 사각형의 투광부를 포함하는 주패턴을 갖는, 하프톤형 위상 시프트 마스크이다.As shown in Fig. 4, the photomask of Comparative Example 1-2 has a side (diameter) (that is, W1 (a diameter)) formed by patterning a semitransparent film having an exposure light transmittance ) Is 2.0 (占 퐉), which is a halftone type phase shift mask.
(실시예 1)(Example 1)
도 4에 도시한 바와 같이, 실시예 1의 포토마스크는, 본 발명의 전사용 패턴을 갖는다. 여기서 주패턴은, 한변(직경)(즉 W1)이 2.0(㎛)인 정사각형으로 하고, 보조 패턴은 폭 d가 1.3(㎛)인 팔각형띠로 하고, 주패턴 중심과, 보조 패턴의 폭 중심과의 거리인 피치 P는 4(㎛)로 하였다.As shown in Fig. 4, the photomask of Example 1 has the transfer pattern of the present invention. Here, the main pattern is a square having one side (diameter) (i.e., W1) of 2.0 占 퐉, and the auxiliary pattern is an octagonal band having a width d of 1.3 占 퐉. The pitch P, which is the distance, was set to 4 (占 퐉).
보조 패턴은, 투명 기판 상에 반투광막이 형성되어 이루어진다. 이 반투광막의 노광광(대 h선) 투과율 T1은 70(％), 위상 시프트량은 180도이다. 또한, 주패턴 및 보조 패턴을 둘러싸는 저투광부는 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 차광막(OD>2)을 포함한다.The auxiliary pattern is formed by forming a translucent film on a transparent substrate. The transmittance T1 of the exposed light (large line) of this semi-light-transmitting film is 70 (%) and the phase shift amount is 180 degrees. Further, the low-light-transmitting portion surrounding the main pattern and the auxiliary pattern includes a light-shielding film (OD > 2) which does not substantially transmit the exposure light.
비교예 1-1 및 1-2 및 실시예 1의 포토마스크 중 어는 것에 대해서도, 피전사체 상에 직경 W2가 2.0㎛(W1=W2이다. 즉, 피전사체 상에 형성되는 직경 W2는, 포토마스크의 전사용 패턴이 갖는 주패턴의 직경 W1과 동일하다.)의 홀 패턴을 형성하는 것으로 한다. 시뮬레이션에서 적용한 노광 조건은 이하와 같다. 즉, 노광광은 i선, h선, g선을 포함하는 브로드 파장으로 하고, 강도비는, g:h:i=1:0.8:1로 하였다.In the photomasks of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Example 1, the diameter W2 was 2.0 mu m (W1 = W2, that is, the diameter W2 formed on the transferred body) Is the same as the diameter W1 of the main pattern of the transfer pattern of the first embodiment). The exposure conditions applied in the simulation are as follows. That is, the exposure light has a broad wavelength including i-line, h-line, and g-line, and the intensity ratio is g: h: i = 1: 0.8: 1.
노광 장치의 광학계는, NA가 0.1이며, 코히런스 팩터 σ가 0.5이다. 피전사체 상에 형성되는, 레지스트 패턴의 단면 형상을 얻기 위한, 포지티브형 포토레지스트의 막 두께는 1.5㎛로 하였다.The optical system of the exposure apparatus has NA of 0.1 and coherence factor sigma of 0.5. The film thickness of the positive type photoresist for obtaining the cross-sectional shape of the resist pattern to be formed on the transferred body was set to 1.5 탆.
상기 조건 하에서, 각 전사용 패턴의 성능 평가를 도 4에 도시한다. 또한, 피전사체 상에 형성되는, 광 강도의 공간상 및 그것에 의하여 형성되는 레지스트 패턴의 단면 형상을 도 5에 도시한다.The performance evaluation of each transfer pattern under the above conditions is shown in Fig. 5 shows a space image of light intensity formed on the transfer target and a cross-sectional shape of a resist pattern formed thereby.
(포토마스크의 광학적 평가)(Optical evaluation of photomask)
예를 들어, 직경이 작은 미세한 투광 패턴을 전사하기 위해서는, 포토마스크 투과 후의 노광광이, 피전사체 상에 형성하는 공간상, 즉, 투과광 강도 곡선의 프로파일이 좋아야만 한다. 구체적으로는, 투과광 강도의 피크를 형성하는 경사가 예각이고, 수직에 가까운 상승 모양을 하고 있을 것, 및 피크의 광 강도의 절댓값이 높을 것(주위에 서브 피크가 형성되는 경우에는, 그 강도에 대하여 상대적으로 충분히 높을 것) 등이 긴요하다.For example, in order to transfer a fine light projecting pattern with a small diameter, the exposure light after passing through the photomask must have a good spatial profile, that is, a profile of a transmitted light intensity curve formed on the body. Specifically, it is preferable that the inclination forming the peak of the transmitted light intensity is an acute angle and that it has a rising shape close to the vertical direction and that the absolute value of the light intensity of the peak is high (when a sub-peak is formed around the peak, Relatively high enough to be relatively high).
보다 정량적으로, 포토마스크를, 광학적인 성능으로부터 평가할 때, 이하와 같은 지표를 사용할 수 있다.More quantitatively, when the photomask is evaluated from the optical performance, the following indexes can be used.
(1) 초점 심도(DOF)(1) depth of focus (DOF)
목표 CD에 대하여 ±10％ 이내의 범위 내가 되기 위한 초점 심도의 크기. DOF의 수치가 높으면, 피전사체(예를 들어 표시 장치용의 패널 기판)의 평탄도의 영향을 받기 어려워, 확실하게 미세한 패턴을 형성할 수 있어, 그 CD 편차가 억제된다.The size of the depth of focus to be within ± 10% of the target CD. If the numerical value of the DOF is high, it is hardly influenced by the flatness of the transferred body (for example, a panel substrate for a display device), and a fine pattern can surely be formed, and the CD deviation is suppressed.
(2) MEEF(Mask Error Enhancement Factor)(2) MEEF (Mask Error Enhancement Factor)
Mask CD 오차와 피전사체 상에 형성된 패턴의 CD 오차의 비율을 나타내는 수치로서, MEEF가 낮을수록 피전사체 상에 형성된 패턴의 CD 오차를 저감할 수 있다.The mask error is a numerical value indicative of the ratio of the CD error of the pattern formed on the transferred body. The lower the MEEF, the lower the CD error of the pattern formed on the body.
(3) Eop(3) Eop
표시 장치 제조용의 포토마스크에 있어서, 특히 중요한 평가 항목에 Eop가 있다. 이것은, 얻고자 하는 패턴 사이즈를 피전사체 상에 형성하기 위하여 필요한 노광광량이다. 표시 장치 제조에 있어서는 포토마스크 사이즈가 크기(예를 들어, 주표면의 한변이 300 내지 1400 mm 정도인 정사각형 또는 직사각형) 때문에, Eop 수치가 낮은 포토마스크를 사용하면, 스캔 노광의 속도를 높이는 것이 가능하여, 생산 효율이 향상된다.Eop is a particularly important evaluation item in the photomask for manufacturing a display device. This is the amount of exposure light required to form the pattern size to be obtained on the transferred body. Since the size of the photomask is large (for example, a square or a rectangle having about 300 to 1400 mm on one side of the main surface) in the manufacture of display devices, it is possible to increase the speed of scan exposure by using a photomask having a low Eop value So that the production efficiency is improved.
이상을 근거로 하여, 시뮬레이션 대상의 각 샘플의 성능을 평가하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실시예 1의 포토마스크는, 초점 심도(DOF)가 55㎛ 이상으로 확대되는 등, 비교예에 비하여 매우 우수한 점에서, 패턴이 안정된 전사성을 나타낸다. 이것은, MEEF의 값이 작은 것과 함께, 미세한 패턴의 CD 정밀도가 높은 것도 의미한다.4, the photomask of Example 1 has a depth of focus (DOF) of 55 mu m or more, for example. In the comparative example, The pattern exhibits a stable transfer property. This means that the value of the MEEF is small and the CD precision of the fine pattern is high.
또한, 실시예 1의 포토마스크의 Eop의 값이 매우 작다. 이것은, 실시예 1의 포토마스크의 경우에는, 대면적의 표시 장치 제조에 있어서도, 노광 시간이 증대하지 않는, 또는 단축할 수 있는 장점을 나타내고 있다.Further, the value of Eop of the photomask of Example 1 is very small. This shows that the photomask of Example 1 has the advantage that the exposure time does not increase or can be shortened even in the manufacture of a large-area display device.
또한, 도 5에 도시하는 투과광 강도의 공간상을 참조하면, 실시예 1의 포토마스크 경우에는, 레지스트가 감광하는 역치가 되는 레벨(Eth)에 대하여 주패턴부의 피크를 높게 하는 것이 가능하고, 그 피크의 경사도 충분히 세우는(피전사체의 표면에 대하여 수직에 가까워짐) 것이 가능한 것을 알 수 있다. 이 점은, 비교예 1-1 및 1-2와 비교하여 우위에 있다. 여기에서는, 보조 패턴을 투과하는 광을, 주패턴 위치의 광 강도 증강에 이용하는 것을 통해서, Eop의 증가와 MEEF의 저감을 달성하고 있다. 또한, 실시예 1의 포토마스크에서는, 주패턴의 전사상 위치의 양측에 사이드 피크가 발생하고 있지만, Eth 이하이기 때문에, 주패턴의 전사에는 영향이 없다.Referring to the spatial image of the intensity of the transmitted light shown in Fig. 5, in the case of the photomask of the
또한, 이 사이드 피크에서 유래하는 레지스트 잔막의 손실을 저감하는 방법에 대해서, 이하에 설명한다.A method of reducing the loss of the resist remnant film derived from this side peak will be described below.
포토마스크에 형성하는 전사용 패턴의 디자인을 변경하여, 도 6에 도시하는 비교예 2-1, 비교예 2-2 및 실시예 2의 샘플을 사용하여 시뮬레이션을 행하였다. 여기에서는, 각 샘플 모두, 주패턴의 직경 W1을 2.5(㎛)로 하고 있는 점에서, 상기 샘플(비교예 1-1, 비교예 1-2 및 실시예 1)과 상이하다.Simulations were conducted using the samples of Comparative Example 2-1, Comparative Example 2-2, and Example 2 shown in Fig. 6 by changing the design of the transfer pattern formed on the photomask. Here, all the samples are different from the above samples (Comparative Example 1-1, Comparative Example 1-2 and Example 1) in that the diameter W1 of the main pattern is 2.5 (占 퐉).
(비교예 2-1)(Comparative Example 2-1)
도 6에 도시한 바와 같이, 비교예 2-1의 포토마스크는, 투명 기판 상에 형성한 차광막 패턴을 포함하는, 소위 바이너리 마스크의 패턴이다. 비교예 2-1의 포토마스크에서는, 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 주패턴이 차광부에 둘러싸여 있다. 이 주패턴의 직경 W1(정사각형의 1변)은 2.5(㎛)이다.As shown in Fig. 6, the photomask of Comparative Example 2-1 is a so-called binary mask pattern including a light-shielding film pattern formed on a transparent substrate. In the photomask of Comparative Example 2-1, the main pattern including the light transmitting portion to which the transparent substrate is exposed is surrounded by the light shielding portion. The diameter W1 (one side of the square) of the main pattern is 2.5 (占 퐉).
(비교예 2-2)(Comparative Example 2-2)
도 6에 도시한 바와 같이, 비교예 2-1의 포토마스크는, 노광광 투과율(대 h선)이 5％이며 위상 시프트량이 180도인 반투광막을 패터닝함으로써 형성된, 주패턴의 직경 W1(정사각형의 1변)이 2.5(㎛)인 사각형의 투광부를 포함하는 주패턴을 갖는 하프톤형 위상 시프트 마스크이다.As shown in Fig. 6, the photomask of Comparative Example 2-1 has a main pattern having a diameter W1 (square) of a main pattern formed by patterning a semitransparent film having an exposure light transmittance (hue line) of 5% and a phase shift amount of 180
(실시예 2)(Example 2)
도 6에 도시한 바와 같이, 실시예 2의 포토마스크는, 본 발명의 전사용 패턴이다. 실시예 2의 포토마스크의 주패턴은, 주패턴의 직경 W1(정사각형의 1변)이 2.5(㎛)인 정사각형이며, 보조 패턴은 폭 d가 1.3(㎛)인 팔각형띠이며, 주패턴 중심과, 보조 패턴의 폭 중심의 거리인 피치 P는 4(㎛)로 하였다.As shown in Fig. 6, the photomask of Example 2 is a transfer pattern of the present invention. The main pattern of the photomask of Example 2 is a square having a diameter W1 (one side of a square) of 2.5 (mu m) and the auxiliary pattern is an octagonal band having a width d of 1.3 (mu m) , And the pitch P, which is the distance between the centers of the widths of the auxiliary patterns, was 4 (占 퐉).
비교예 2-1, 비교예 2-2 및 실시예 2의 포토마스크를 사용하여, 피전사체 상에 직경이 2.0㎛인 홀 패턴을 형성하는 것으로 한다. 즉, 이들 포토마스크의 마스크 바이어스(β=W1-W2)를 0.5(㎛)로 하였다. 시뮬레이션에서 적용한 노광 조건은, 상술한 비교예 1-1 및 1-2 및 실시예 1의 포토마스크 경우와 동일하다.Hole patterns having a diameter of 2.0 占 퐉 are formed on the photosensitive body using the photomasks of Comparative Example 2-1, Comparative Example 2-2, and Example 2. [ That is, the mask bias (? = W1-W2) of these photomasks was 0.5 (占 퐉). Exposure conditions applied in the simulation are the same as those in the case of the photomask of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Example 1 described above.
도 6에 도시된 데이터로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 2의 포토마스크를 사용한 경우에는, 우수한 DOF, MEEF와 함께, 비교예 2-1 및 2-2에 대하여 유리한 성능을 나타냈다. 실시예 2의 포토마스크에서는, 특히 DOF가 35㎛를 초과하는 수치가 되어 있다.As is apparent from the data shown in Fig. 6, when the photomask of Example 2 was used, good performance was shown for Comparative Examples 2-1 and 2-2 together with excellent DOF and MEEF. In the photomask of Example 2, in particular, the DOF is a numerical value exceeding 35 mu m.
또한, 도 7에 도시하는 투과광 강도의 공간상과, 피전사체 상의 레지스트 패턴 단면 형상을 참조하면, 또한, 실시예 2의 샘플이 갖는 우수한 특성이 명확해진다. 도 7에 도시한 바와 같이, 실시예 2의 포토마스크를 사용한 경우에는, 주패턴에 대응하는 피크가 양쪽 사이드에 형성되는 사이드 피크보다 현저히 높아, 레지스트 대미지가 거의 발생하지 않는다.Further, referring to the spatial image of the transmitted light intensity shown in FIG. 7 and the cross-sectional shape of the resist pattern on the transferred body, the excellent characteristics of the sample of Example 2 are also clear. As shown in Fig. 7, in the case of using the photomask of Example 2, the peak corresponding to the main pattern is significantly higher than the side peaks formed on both sides, and resist damage hardly occurs.
이상의 결과로부터, 본 발명의 포토마스크를 사용한 패턴 전사의 경우에는, 마스크 바이어스 β가 0.5(㎛) 정도, 구체적으로는, 0.2 내지 1.0(㎛)의 범위인 전사용 패턴에 있어서, 보다 실용에 제공하기 쉬운, 우수한 전사상을 얻을 수 있는 것이 명확해졌다.From the above results, it can be seen that, in the case of pattern transfer using the photomask of the present invention, in a transfer pattern in which the mask bias? Is in the range of about 0.5 (占 퐉), specifically in the range of 0.2 to 1.0 It is clear that an excellent transference, which is easy to carry out, can be obtained.
이상에 의해, 본 발명의 포토마스크의 우수한 성능이 확인되었다. 특히, 본 발명의 포토마스크를 사용하면, 2㎛ 이하의 미세한 패턴에 있어서, MEEF가 2.5 이하인 수치를 얻을 수 있는 것은, 장래의 표시 장치 제조에 있어서의 의의가 크다.Thus, the excellent performance of the photomask of the present invention was confirmed. Particularly, when the photomask of the present invention is used, it is significant in the future manufacture of a display device that a numerical value of MEEF of 2.5 or less can be obtained in a fine pattern of 2 탆 or less.
본 발명의 포토마스크의 용도에 특별히 제한은 없다. 본 발명의 포토마스크는, 액정 표시 장치나 EL 표시 장치 등을 포함하는 표시 장치의 제조 시에 바람직하게 사용할 수 있다.The use of the photomask of the present invention is not particularly limited. The photomask of the present invention can be preferably used at the time of manufacturing a display device including a liquid crystal display device, an EL display device and the like.
본 발명의 포토마스크에 의하면, 주패턴과 보조 패턴의 양쪽을 투과하는 노광광의 상호 간섭을 제어하고, 노광 시에 제로차광을 저감시켜, ±1차광의 비율을 상대적으로 증대시킬 수 있다. 이로 인해, 투과광의 공간상을 대폭으로 개선할 수 있다.According to the photomask of the present invention, the mutual interference of the exposure light transmitted through both the main pattern and the auxiliary pattern can be controlled, and the zero-order shielding can be reduced during exposure, and the ratio of the ± first-order light can be relatively increased. As a result, the spatial image of the transmitted light can be greatly improved.
이러한 작용 효과를 유리하게 얻을 수 있는 용도로서, 액정이나 EL 장치에 다용되는 콘택트 홀 등, 고립된 홀 패턴의 형성을 위하여 본 발명의 포토마스크를 사용하는 것이 유리하다. 패턴의 종류로서는, 일정한 규칙성을 갖고서 다수의 패턴이 배열됨으로써, 이들이 서로 광학적인 영향을 서로 미치는 밀집(Dense) 패턴과, 이러한 규칙적 배열의 패턴이 주위에 존재하지 않는 고립 패턴을 구별하여 호칭하는 경우가 많다. 본 발명의 포토마스크는, 피전사체 상에 고립 패턴을 형성하려고 할 때 적절하게 적용된다.As an application for advantageously obtaining such an action effect, it is advantageous to use the photomask of the present invention for forming an isolated hole pattern such as a liquid crystal or a contact hole widely used in an EL device. As a kind of pattern, a plurality of patterns having a regular regularity are arranged, thereby distinguishing a dense pattern in which the mutual optical effects are mutually different from each other and an isolated pattern in which the pattern of such regular arrangement does not exist around There are many cases. The photomask of the present invention is suitably applied when an isolated pattern is to be formed on a body to be transferred.
본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 본 발명의 포토마스크에는 부가적인 광학막이나 기능막을 사용해도 된다. 예를 들어, 저투광막이 갖는 광투과율이, 검사나 포토마스크의 위치 검지에 지장을 주는 문제를 방지하는, 전사용 패턴 이외의 영역에 차광막이 형성되는 구성으로 하여도 된다. 또한, 반투광막에 있어서는, 그 표면에 묘화광이나 노광광의 반사를 저감시키기 위한 반사 방지층을 형성해도 된다. 또한, 반투광막은 그 투명 기판측에 이면 반사를 억제하는 원하는 저반사층을 갖는 것으로 해도 상관없다.To the extent that the effect of the present invention is not impaired, an additional optical film or functional film may be used for the photomask of the present invention. For example, the light-shielding film may be formed in an area other than the transfer pattern, in which the light transmittance of the low light-transmissive film prevents the problem of obstructing the inspection or the detection of the position of the photomask. Further, in the semitransparent film, an antireflection layer for reducing reflection of imaging light and exposure light may be formed on the surface thereof. Further, the semi-light-transmitting film may have a desired low-reflection layer for suppressing the back reflection on the side of the transparent substrate.
Claims (14)
상기 전사용 패턴은 i선, h선, 및 g선을 포함하는 광을 사용하는 표시 장치용 노광 장치에 의해 전사되고,
상기 반투광막은 Zr 및 Si를 포함하는 재료, 또는 그 산화물, 그 질화물, 그 산화질화물, 그 탄화물, 또는 그 산화질화탄화물을 포함하는 재료로 이루어지는 습식 에칭이 가능한 막이고, 상기 반투광막은 또한 상기 광의 대표 파장의 광을 150도 내지 210도 위상 시프트함과 함께, 상기 대표 파장에 대한 투과율 T1(％)은 30-80(%)이고,
상기 저투광막의 투과율은 상기 대표 파장의 광에 대하여 상기 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮고, 광학 농도 OD는 2 이상이고,
상기 전사용 패턴은,
상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 직경 W1(㎛)의 주패턴과,
상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부를 포함하는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과,
상기 전사용 패턴의, 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부
를 갖고,
상기 보조 패턴은 상기 저투광부를 통해 상기 주패턴의 주위를 둘러싸는 정다각형의 띠 또는 원형의 띠의 형상을 갖고,
상기 주패턴의 중심과 상기 보조 패턴의 폭 방향의 중심과의 거리는 P(㎛)이며,
다음의 식 (1) 내지 식 (3)을 만족하고,
1.0<P≤5.0 ···(3)
상기 표시 장치용 포토마스크는 상기 보조 패턴을 투과하는 광을 상기 주패턴 위치의 광 강도 증강에 이용함으로써, 상기 보조 패턴이 형성되지 않는 경우보다 MEEF(피전사체 상에 형성된 패턴의 CD 오차를 마스크 CD 오차로 나눈 비율)를 저감하고,
상기 주패턴과 상기 보조 패턴을 투과하는 광의 간섭에 의한 0차광을 저감하는 것에 의해 DOF를 증대시키는 것을 특징으로 하는, 표시 장치용 포토마스크.1. A photomask for a display device comprising a transfer pattern formed by patterning a semitransparent film and a low light transmittance film formed on a transparent substrate,
The transfer pattern is transferred by an exposure apparatus for a display apparatus using light including i-line, h-line, and g-line,
The semi-light-transmitting film is a wettable film made of a material containing Zr and Si, or a material containing an oxide thereof, a nitride thereof, an oxynitride thereof, a carbide thereof, or a oxynitride carbide thereof, The transmittance T1 (%) with respect to the representative wavelength is 30-80 (%), the light with the representative wavelength of light is shifted by 150 to 210 degrees,
The transmittance of the low light transmittance film is lower than the transmittance T1 (%) of the semitransparent film with respect to light of the representative wavelength, the optical density OD is 2 or more,
Wherein the transfer pattern
A main pattern having a diameter W1 (占 퐉) including a transparent portion where the transparent substrate is exposed,
An auxiliary pattern having a width d (占 퐉) including a semi-transparent portion formed with the semitransparent film on the transparent substrate;
And a low transmissive film formed on at least the transparent substrate, the low transmissive film being formed on the transparent substrate in a region other than where the main pattern and the auxiliary pattern are formed,
Lt; / RTI &
Wherein the auxiliary pattern has a shape of a regular polygonal band or a circular band surrounding the periphery of the main pattern through the low light-
The distance between the center of the main pattern and the center in the width direction of the auxiliary pattern is P (占 퐉)
Satisfy the following formulas (1) to (3)
1.0 <P? 5.0 (3)
The photomask for a display uses MEEF (a CD error of a pattern formed on a body to be masked) with respect to a mask CD By the error) is reduced,
Shielding the main pattern and the auxiliary pattern to reduce the zero-order light due to the interference of the light passing through the main pattern and the auxiliary pattern, thereby increasing the DOF.
0.2≤β≤1.0
인 것을 특징으로 하는, 표시 장치용 포토마스크.4. The method according to claim 3, wherein when a difference W1-W2 between the diameter W1 of the main pattern and the diameter W2 on the body is defined as a bias? (占 퐉)
0.2??? 1.0
Wherein the mask is a photomask.
상기 반투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고,
상기 저투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막과 상기 저투광막이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 표시 장치용 포토마스크.The liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the transparent portion is formed by exposing the transparent substrate,
Wherein the translucent portion has the translucent film formed on the transparent substrate,
Wherein the low light transmitting portion is formed by stacking the semi-light transmitting film and the low light transmitting film on the transparent substrate.
상기 전사용 패턴은 i선, h선, 및 g선을 포함하는 광을 사용하는 표시 장치용 노광 장치에 의해 전사되고,
상기 투명 기판 상에 반투광막 및 저투광막을 적층하고, 또한, 제1 포토레지스트막을 형성한 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 제1 포토레지스트막에 대하여 소정의 상기 전사용 패턴에 기초하는 제1 묘화를 행하고, 현상함으로써 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 저투광막을 습식 에칭하여 저투광막 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 제거하여, 상기 저투광막 패턴을 포함하는 전체면에 제2 포토레지스트막을 형성하는 공정과,
상기 제2 포토레지스트막에 대하여 제2 묘화를 행하고, 현상함으로써 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴과 상기 저투광막 패턴을 마스크로 하여 상기 반투광막을 습식 에칭하는 공정을 포함하고,
상기 반투광막은 Zr 및 Si를 포함하는 재료, 또는 그 산화물, 그 질화물, 그 산화질화물, 그 탄화물, 또는 그 산화질화탄화물을 포함하는 재료로 이루어지는 습식 에칭이 가능한 막이고, 상기 반투광막은 또한 상기 광의 대표 파장의 광을 150도 내지 210도 위상 시프트함과 함께, 상기 대표 파장에 대한 투과율 T1(％)을 갖고,
상기 저투광막의 투과율은 상기 대표 파장의 광에 대하여 상기 반투광막의 투과율 T1(％)보다 낮고, 광학 농도 OD는 2 이상이고,
상기 전사용 패턴은,
상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 포함하는 직경 W1(㎛)의 주패턴과,
상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부를 포함하는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과,
상기 전사용 패턴의, 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고,
상기 보조 패턴은 상기 저투광부를 통해 상기 주패턴의 주위를 둘러싸는 정다각형의 띠 또는 원형의 띠의 형상을 갖고,
상기 주패턴의 중심과 상기 보조 패턴의 폭 방향의 중심과의 거리는 P(㎛)이며,
다음의 식 (1) 내지 식 (3)을 만족하고,
1.0<P≤5.0 ···(3)
상기 표시 장치용 포토마스크는 상기 보조 패턴을 투과하는 광을 상기 주패턴 위치의 광 강도 증강에 이용함으로써, 상기 보조 패턴이 형성되지 않는 경우보다 MEEF(피전사체 상에 형성된 패턴의 CD 오차를 마스크 CD 오차로 나눈 비율)를 저감하고,
상기 주패턴과 상기 보조 패턴을 투과하는 광의 간섭에 의한 0차광을 저감하는 것에 의해 DOF를 증대시키는 것을 특징으로 하는, 표시 장치용 포토마스크의 제조 방법.A transfer method for a display device comprising the transfer pattern for forming an isolated hole pattern on a transfer body, the transfer pattern being formed on a transparent substrate,
The transfer pattern is transferred by an exposure apparatus for a display apparatus using light including i-line, h-line, and g-line,
A step of laminating a semi-light-transmitting film and a low light-transmitting film on the transparent substrate and preparing a photomask blank having a first photoresist film formed thereon,
Forming a first resist pattern on the first photoresist film by performing first drawing based on a predetermined transfer pattern,
Forming a low light transmittance film pattern by wet-etching the low light transmittance film using the first resist pattern as a mask;
Removing the first resist pattern to form a second photoresist film on the entire surface including the low light transmittance film pattern;
A step of forming a second resist pattern by performing a second drawing on the second photoresist film and developing the second resist pattern,
And wet-etching the semi-light-transmitting film using the second resist pattern and the low light-transmitting film pattern as a mask,
The semi-light-transmitting film is a wettable film made of a material containing Zr and Si, or a material containing an oxide thereof, a nitride thereof, an oxynitride thereof, a carbide thereof, or a oxynitride carbide thereof, A light having a wavelength of a representative wavelength of light is shifted by 150 to 210 degrees and a transmittance T1 (%) with respect to the representative wavelength,
The transmittance of the low light transmittance film is lower than the transmittance T1 (%) of the semitransparent film with respect to light of the representative wavelength, the optical density OD is 2 or more,
Wherein the transfer pattern
A main pattern having a diameter W1 (占 퐉) including a transparent portion where the transparent substrate is exposed,
An auxiliary pattern having a width d (占 퐉) including a semi-transparent portion formed with the semitransparent film on the transparent substrate;
And a low light transmitting portion which is disposed in an area other than where the main pattern and the auxiliary pattern are formed and in which at least the low light transmittance film is formed on the transparent substrate,
Wherein the auxiliary pattern has a shape of a regular polygonal band or a circular band surrounding the periphery of the main pattern through the low light-
The distance between the center of the main pattern and the center in the width direction of the auxiliary pattern is P (占 퐉)
Satisfy the following formulas (1) to (3)
1.0 <P? 5.0 (3)
The photomask for a display uses MEEF (a CD error of a pattern formed on a body to be masked) with respect to a mask CD By the error) is reduced,
Shielding the main pattern and the auxiliary pattern, and increasing the DOF by reducing the zero-order light due to the interference of the light passing through the main pattern and the auxiliary pattern.
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