KR101927549B1 - 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents

패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

미세 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크를 제공한다. 투명 기판 상에 형성된 하층막 및 상층막이 각각 패터닝된 전사용 패턴을 구비한 포토마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 상에, 하층막, 상층막이 적층되어 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상층막 상에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상층막을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과, 적어도 에칭된 상층막을 마스크로 하여 하층막을 에칭하여, 하층막 패턴을 형성하는 하층막 패터닝 공정과, 적어도 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상층막을 사이드 에칭하여, 상층막 패턴을 형성하는 상층막 패터닝 공정을 갖는다.

Description

패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법{METHOD FOR TRANSFERRING PATTERN, AND METHOD FOR MANUFACTURING FLAT PANEL DISPLAY}
본 발명은, 피전사체에의 패턴 전사에 이용하는 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크, 그것을 이용한 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치나, 유기 EL(일렉트로 루미네센스) 디스플레이로 대표되는 플랫 패널 디스플레이의 제조에서는, 보다 미세한 패턴을 형성함으로써, 화질의 향상을 도모할 필요가 있다. 특허 문헌 1에는, 차광막을 패터닝하고, i선에 대하여 180°의 위상차를 갖게 하는 막 두께의 위상 시프트층을, 차광막을 피복하도록 형성한 위상 시프트 마스크가 기재되어 있고, 이에 의해 미세 또한 고정밀도의 패턴 형성이 가능하게 되는 것으로 하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2011-13283호 공보
최근, 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴의 미세화가 요망되고 있다. 이러한 미세화는, 플랫 패널 디스플레이의 밝기의 향상, 반응 속도의 향상 등의 화상 품질의 고도화뿐만 아니라, 에너지 절약의 관점에서도, 유리한 점이 있다. 이에 수반하여, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 포토마스크에도, 미세한 선폭(Critical Dimension, CD) 정밀도의 요구가 높아지게 된다. 그러나, 포토마스크의 전사용 패턴을 단순히 미세화함으로써, 플랫 패널 디스플레이의 배선 패턴을 미세화하고자 하는 것은 용이하지 않다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 미세 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크, 그 제조 방법, 이러한 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법을 제안하고자 하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따르면,
투명 기판 상에 형성된 하층막 및 상층막이 각각 패터닝된 전사용 패턴을 구비한 포토마스크의 제조 방법으로서,
투명 기판 상에, 하층막, 상층막이 적층되어 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 상층막 상에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 상층막을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과,
적어도 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여 상기 하층막을 에칭하여, 하층막 패턴을 형성하는 하층막 패터닝 공정과,
적어도 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 상층막을 사이드 에칭하여, 상층막 패턴을 형성하는 상층막 패터닝 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면,
상기 하층막은, 상기 전사용 패턴을 피전사체에 전사할 때에 이용하는 노광광을 일부 투과하는 반투광막이고, 상기 상층막은, 상기 노광광을 실질적으로 차광하는 차광막인 제1 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면,
상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판이 노출된 투광부와, 상기 투명 기판 상에 하층막과 상층막이 적층되어 형성된 차광부와, 상기 투명 기판 상에 하층막이 형성되고, 상층막이 없는 반투광부를 구비하는 제1 또는 제2 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 따르면,
상기 전사용 패턴은, 상기 차광부의 엣지에 인접하여 형성된 선폭 0.1㎛∼1.0㎛의 상기 반투광부를 갖는 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제5 양태에 따르면,
상기 하층막은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2∼90%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180°인 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제6 양태에 따르면,
상기 하층막은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2∼60%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 0°를 초과하고 90°이하인 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제7 양태에 따르면,
상기 상층막 패터닝 공정과, 상기 상층막 예비 에칭 공정에서, 동일한 에천트를 이용한 웨트 에칭을 실시하는 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제8 양태에 따르면,
투명 기판 상의 하층막 및 상층막이 각각 패터닝되어 형성된 투광부, 차광부, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크로서,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에서, 상기 하층막 상에 상층막이 적층되어 형성되어 이루어지고,
상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 상기 하층막이 형성되어 이루어지고, 또한, 상기 차광부의 엣지에 인접하여 형성된 1.0㎛ 이하의 일정 선폭의 부분을 갖는 포토마스크가 제공된다.
본 발명의 제9 양태에 따르면,
투명 기판 상의 하층막 및 상층막이 각각 패터닝되어 형성된 투광부, 차광부, 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크로서,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에서, 상기 하층막 상에 상층막이 적층되어 형성되어 이루어지고,
상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 상기 하층막이 형성되어 이루어지고, 또한, 상기 차광부의 제1 엣지에 인접하여 형성된 제1 반투광부와, 상기 차광부의 상기 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지에 인접하여 형성된 제2 반투광부를 각각 갖고,
상기 제1 반투광부의 선폭과 상기 제2 반투광부의 선폭의 차가 0.1㎛ 이하인 포토마스크가 제공된다.
본 발명의 제10 양태에 따르면,
상기 하층막은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2∼90%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180°인 제8 또는 제9에 기재된 포토마스크가 제공된다.
본 발명의 제11 양태에 따르면,
상기 하층막은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2∼60%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 0°를 초과하고 90°이하인 제8 또는 제9에 기재된 포토마스크가 제공된다.
본 발명의 제12 양태에 따르면,
제1 내지 제7 중 어느 하나의 양태에 기재된 제조 방법에 의한 포토마스크, 또는 제8 내지 제10 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크를 이용하여, i선, h선, g선 중 어느 하나를 포함하는 노광 광원을 갖는 노광 장치에 의해, 피전사체 상에 상기 전사용 패턴을 전사하는 패턴 전사 방법이 제공된다.
본 발명의 제13 양태에 따르면,
제1 내지 제7 중 어느 하나의 양태에 기재된 제조 방법에 의한 포토마스크, 또는 제8 내지 제10 중 어느 하나의 양태에 기재된 포토마스크를 이용하여, i선, h선, g선 중 어느 하나를 포함하는 노광 광원을 갖는 노광 장치에 의해, 피전사체 상에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 미세 또한 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크, 그 제조 방법, 이러한 포토마스크를 이용한 패턴 전사 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 위상 시프트 마스크의 제조 방법을 도시하는 플로우도.
도 2는 종래의 방법에 의해 제조한 위상 시프트 마스크의 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 제조 방법을 설명하는 플로우도.
도 4의 (A)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 단면 확대도를, (B)는 그 상면 SEM 화상을 각각 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 전사용 패턴의 구성예를 도시하는 상면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크의 전사용 패턴의 다른 구성예를 도시하는 상면도.
도 7은 종래의 방법에 의해 제조된 포토마스크의 전사용 패턴의 구성예를 도시하는 상면도.
도 8은 종래의 방법에 의해 제조된 포토마스크의 전사용 패턴의 다른 구성예를 도시하는 상면도.
도 9는 바이너리형 포토마스크(비교예)의 전사용 패턴의 상면도.
도 10은 위상 시프트 마스크로서 구성된 포토마스크(실시예)의 전사용 패턴의 상면도.
도 11은 도 9 및 도 10에 도시하는 포토마스크를 투과한 투과광의 강도 분포를 도시하는 도면.
도 12는 투과 보조형 포토마스크로서 구성된 포토마스크(실시예)의 전사용 패턴의 상면도.
도 13은 바이너리형 포토마스크(비교예)의 전사용 패턴의 상면도.
도 14는 도 11 및 도 12에 도시하는 포토마스크를 투과한 투과광의 강도 분포를 각각 도시하는 도면.
도 15는 얼라인먼트 어긋남량과 투과광의 강도 분포의 관계를 도시하는 그래프도.
특허 문헌 1에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, 투명 기판 상의 차광층을 패터닝하고, 이 차광층을 피복하도록 투명 기판 상에 위상 시프트층을 형성하고, 이 위상 시프트층을 패터닝한다고 하는 것이다. 특허 문헌 1에 개시된 제조 공정을 도 1에 도시한다.
우선, 투명 기판(10) 상에 차광층(11)이 형성되고(도 1의 (A)), 다음으로, 차광층(11) 상에 포토레지스트층(12)이 형성된다(도 1의 (B)). 계속해서, 포토레지스트층(12)을 노광 및 현상함으로써, 차광층(11) 상에 레지스트 패턴(12P1)이 형성된다(도 1의 (C)). 레지스트 패턴(12P1)을 에칭 마스크로서 이용하여, 차광층(11)이 소정의 패턴 형상으로 에칭된다. 이에 의해, 투명 기판(10) 상에 소정 형상으로 패터닝된 차광층 패턴(11P1)이 형성된다(도 1의 (D)). 레지스트 패턴(12P1)을 제거한 후(도 1의 (E)), 위상 시프트층(13)이 형성된다. 위상 시프트층(13)은, 투명 기판(10) 상에 차광층 패턴(11P1)을 피복하도록 형성된다(도 1의 F)).
계속해서, 위상 시프트층(13) 상에 포토레지스트층(14)이 형성된다(도 1의 (G)). 다음으로, 포토레지스트층(14)을 노광 및 현상함으로써, 위상 시프트층(13) 상에 레지스트 패턴(14P1)이 형성된다(도 1의 (H)). 레지스트 패턴(14P1)을 에칭 마스크로서 이용하여, 위상 시프트층(13)이 소정의 패턴 형상으로 에칭된다. 이에 의해, 투명 기판(10) 상에 소정 형상으로 패터닝된 위상 시프트층 패턴(13P1)이 형성된다(도 1의 (I)).
위상 시프트층 패턴(13P1)의 형성 후, 레지스트 패턴(14P1)은 제거된다(도 1의 (J)). 이상과 같이 하여, 차광층 패턴(11P1)의 주위에 위상 시프트층 패턴(13P1)이 형성된 위상 시프트 마스크(1)가 제조된다.
그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 이 방법에 의해 고정밀도의 포토마스크를 제조하고자 할 때, 이하와 같은 과제가 발생하는 경우가 있다. 즉, 포토레지스트층(12)의 노광(즉 제1 묘화 공정(도 1의 (C))과, 포토레지스트층(14)의 노광(즉 제2 묘화 공정(도 1의 (H)) 사이에서, 상호의 얼라인먼트 어긋남을 제로로 하는 것은 불가능하다. 이 때문에, 차광층 패턴(11P1)과 위상 시프트층 패턴(13P1) 사이에 얼라인먼트 어긋남이 발생하게 되는 경우가 있다.
도 2는 도 1의 (J)에 기재한 위상 시프트 마스크(1)의 부분 확대도(파선 부분의 확대도)이다. 상기의 얼라인먼트 어긋남이 발생한 경우, 도 2에 도시한 치수 A와 치수 B가 상이하게 된다. 즉, 선폭 방향에서, 위상 시프트층의 기능이 비대칭으로 되게 된다. 경우에 따라서는, 이 패턴에서, 선폭 방향의 한쪽에는 위상 시프트 효과가 강하게 나타나고, 다른 쪽에는 위상 시프트 효과가 거의 나타나지 않는 전사상(포토마스크를 투과한 광에 의한 광 강도 분포)이 발생하게 되는 경우가 있다. 이와 같은 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 이용하여 플랫 패널 디스플레이를 제조하면, 선폭의 제어가 상실되어, 정밀도가 높은 회로 패턴이 얻어지지 않게 된다.
복수회의 포토리소그래피 공정을 거쳐서 제조되는 포토마스크에서, 복수회의 패터닝을 공통의 얼라인먼트 마크 등을 참조하면서 행함으로써, 극력 어긋남을 배제하는 노력을 행할 수 있다. 그러나, 묘화기의 좌표 정밀도나, 포토마스크의 핸들링 성능 등에 기인하여, 얼라인먼트 어긋남을 0.5㎛ 이하로 하는 것은 용이하지 않다. 이와 같은 얼라인먼트 어긋남에 의한 선폭 변동은, 미세 선폭(예를 들면 1.0㎛ 이하)의 패턴에서는 매우 심각하고, 0.5㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴은 안정적으로 형성할 수 없는 상황으로 된다.
따라서, 본 발명자들은, 미세 선폭이라도, 선폭 제어를 정밀하게 행할 수 있는 포토마스크의 제조 방법에 대하여 검토하였다. 이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
(포토마스크의 제조 방법)
우선, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 포토마스크(100)의 제조 방법을 설명한다.
본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)의 제조 방법은, 도 3에 예시한 바와 같이,
투명 기판(10) 상에 형성된 하층막(20) 및 상층막(30)이 각각 패터닝된 전사용 패턴을 구비한 포토마스크(100)의 제조 방법으로서,
투명 기판(10) 상에, 하층막(20), 상층막(30)이 형성된 포토마스크 블랭크(100b)를 준비하는 공정과,
상층막(30) 상에 형성된 레지스트 패턴(40p)을 마스크로 하여 상층막(30)을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과,
레지스트 패턴(40p) 또는 에칭된 상층막(30a)을 마스크로 하여, 하층막(20)을 에칭하여, 하층막 패턴(20p)을 형성하는 하층막 패터닝 공정과,
레지스트 패턴(40p)을 마스크로 하여 상층막(30a)을 사이드 에칭하여, 상층막 패턴(30p)을 형성하는 상층막 패터닝 공정을 갖는다.
여기서, 투명 기판(10)으로서는, 표면을 연마한 석영 글래스 기판 등이 이용된다. 크기는 특별히 제한되지 않고, 해당 마스크를 이용하여 노광하는 기판(예를 들면 플랫 패널 디스플레이용 기판 등)이나, 용도에 따라서 적절히 선정된다. 예를 들면 한 변 300㎜ 이상의 직사각형 기판이 이용된다.
본 실시 형태에서는, 이 투명 기판(10) 상에, 하층막(20), 상층막(30)이 이 순서로 적층된 포토마스크 블랭크(100b)를 준비한다.
상층막(30)과 하층막(20)은, 각각의 에천트(에칭액, 또는 에칭 가스)에 대하여 내성을 갖는 소재인 것이 바람직하다. 또한, 상층막(30)에 대해서는 후술하는 상층막 패터닝 공정에서 사이드 에칭을 행하기 때문에, 상층막(30)의 소재로서는, 등방성 에칭의 경향이 큰 웨트 에칭에 적합한 소재를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 하층막(20)은, 본 실시 형태의 포토마스크(100)를 노광기에 탑재하여 노광할 때에, 그 노광광을 일부 투과하는 반투광막인 것이 바람직하다. 하층막(20)의 구체적인 소재를 예시하면, Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등), Si 화합물(SiO2, SOG), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등) 등을 들 수 있다.
상층막(30)의 구체적인 소재를 예시하면, Cr 또는 Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등) 외에, Ta, W 또는 그들의 화합물(상기 금속 실리사이드를 포함함) 등을 들 수 있다.
상층막(30)과 하층막(20)은, 적층한 상태에서, 노광광을 실질적으로 투과하지 않는(광학 농도 OD가 3 이상) 것으로 하는 것이 바람직하지만, 포토마스크(100)의 용도에 따라서는, 노광광의 일부를 투과하는(예를 들면 투과율≤20%) 것으로 할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 일례로서, 상층막(30)은 광학 농도(OD) 3 이상의 차광막이고, 하층막(20)은 노광광을 일부 투과하는 반투광막인 것으로서 설명한다. 또한, 하층막(20)의 바람직한 투과율 범위 및 위상 시프트 특성에 대해서는 후술한다.
또한, 본 발명의 제조 방법을 적용할 수 있는 층 구성이면, 상기의 상층막(30), 하층막(20) 외에, 투명 기판(10) 상에 다른 막이 형성되는 경우를 배제하지 않는다. 예를 들면, 상층막(30)과 하층막(20)의 계면에 에칭 스토퍼막 등의 다른 막이 형성되어 있어도 되고, 상층막(30)의 상면에 다른 막이 형성되어 있어도 되고, 하층막(20)의 하면에 다른 막이 형성되어 있어도 된다.
하층막(20), 상층막(30)이 형성된 포토마스크 블랭크(100b)는, 상층막(30) 상에 또한 레지스트막(40)을 도포하여, 레지스트가 도포된 포토마스크 블랭크로서 이용한다. 그리고, 이 블랭크의 레지스트막(40)에 대하여, 묘화기를 이용하여 소정의 패턴을 묘화한다(도 3의 (A)). 레지스트막은 포지티브형이어도 네가티브형이어도 되지만, 본 양태에서는 포지티브형으로 설명한다.
계속해서, 레지스트막(40)을 현상하여, 레지스트 패턴(40p)을 형성한다(도 3의 (B)).
그리고, 이 레지스트 패턴(40p)을 마스크로 하여, 상층막(30)을 예비적으로 에칭하는 공정(상층막 예비 에칭 공정)을 실시한다(도 3의 (C)). 이 예비적으로 에칭된 상층막(30)을, 도 3에서는 상층막(30a)으로 하고 있다. 상층막(30)이 Cr계 차광막(Cr 또는 Cr 화합물을 주성분으로 하는 차광막)인 경우에는, 크롬용 에천트로서 알려진 질산제2세륨암모늄을 포함하는 에칭액을 사용할 수 있다. 또한, 염소계 가스의 에칭 가스를 이용한 드라이 에칭을 적용해도 상관없다. 이 Cr계 차광막은 표면에 Cr 화합물에 의한 반사 방지층을 갖는 구성이어도 된다.
이 후, 레지스트 패턴(40p)을 제거하지 않고, 레지스트 패턴(40p)과, 예비적으로 에칭된 상층막(30a)을 마스크로서 이용하여, 하층막(20)을 계속해서 에칭하는 공정(하층막 패터닝 공정)을 실시한다(도 3의 (D)). 하층막(20)이 MoSi계의 재료인 경우에는, 불화수소산, 규불화수소산, 불화수소암모늄 등의 불소 화합물에, 과산화수소, 질산, 황산 등의 산화제를 첨가한 에칭액을 사용할 수 있다. 또한, 불소계의 에칭 가스를 이용한 드라이 에칭을 적용해도 상관없다.
다음으로, 레지스트 패턴(40p)을 제거하지 않고, 다시, 상층막(30a)을 사이드 에칭하는 공정(상층막 패터닝 공정)을 행한다. 여기서는, 상술한 크롬용 웨트 에천트를 사용할 수 있다. 웨트 에칭은, 등방적으로 대상의 막을 에칭하는 경향이 있으므로, 상층막(30a)은, 레지스트 패턴(40p) 아래에서 수평 방향으로 엣지 부분이 용출된다(도 3의 (E)). 차광막의 사이드 에칭에 의해, 반투광막의 엣지가 노출된다. 이 노출 부분의 폭은, 0.1∼1.0㎛로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 사이드 에칭 공정(상층막 패터닝 공정)에는 웨트 에칭을 적용하고, 그 이외의 에칭 공정에, 드라이 에칭을 적용해도 상관없다. 바람직하게는, 에칭 공정에서는, 모두 웨트 에칭을 적용하는 것이 설비상 편의적이다.
상층막 패터닝 공정 후, 레지스트 패턴(40p)을 제거함으로써, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)의 제조가 완료된다(도 3의 (F)).
(포토마스크의 구성)
계속해서, 상술한 방법에 의해 제조된 포토마스크(100)의 구성을 설명한다. 도 4의 (A)는 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)의 단면 확대도를, 도 4의 (B)는 그 상면 SEM 화상(부분 확대도)을 각각 도시한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 투명 기판(10) 상의 하층막(20) 및 상층막(30)이 각각 패터닝되어 형성된 투광부(103), 차광부(102), 반투광부(101a, 101b)를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크(100)로서,
투광부(103)는, 투명 기판(10)이 노출되어 이루어지고,
차광부(102)는, 투명 기판(10) 상에서, 하층막(20)(하층막 패턴(20p)) 상에 상층막(30)(상층막 패턴(30p))이 적층되어 형성되어 이루어지고,
반투광부(101a, 101b)는, 투명 기판(10) 상에 하층막(20)(하층막 패턴(20p))이 형성되어 이루어지고, 또한, 차광부(102)의 엣지에 인접하여 형성된 1.0㎛ 이하의 일정 선폭의 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일정 선폭에 특별히 제약은 없지만, 예를 들면 0.1∼1.0㎛ 정도의 미세 선폭인 것이 유리하다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 상층막 패턴(30p)이 하층막 패턴(20p)의 수평 방향 중앙에 위치하고 있다. 그리고, 상층막 패턴(30p)의 엣지에 인접하여, 하층막 패턴(20p)의 일부가 일정한 폭으로 노출되어 있다.
본 발명의 포토마스크(100)는 이하의 양태를 포함한다. 즉,
「투명 기판(10) 상의 하층막(20) 및 상층막(30)이 각각 패터닝되어 형성된 투광부(103), 차광부(102), 반투광부(101a, 101b)를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크(100)로서,
투광부(103)는, 투명 기판(10)이 노출되어 이루어지고,
차광부(102)는, 투명 기판(10) 상에서, 하층막(20)(하층막 패턴(20p)) 상에 상층막(30)(상층막 패턴(30p))이 적층되어 형성되어 이루어지고,
반투광부(101a, 101b)는, 투명 기판(10) 상에 상층막(30)(상층막 패턴(30p))이 형성되어 이루어지고, 또한, 차광부(102)의 제1 엣지에 인접하여 형성된 제1 반투광부(101a)와, 차광부(102)의 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지에 인접하여 형성된 제2 반투광부(101b)를 각각 갖고,
제1 반투광부(101a)의 선폭과 제2 반투광부(101b)의 선폭의 차가 0.1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크(100)」.
보다 바람직하게는, 제1 반투광부(101a)의 선폭과 제2 반투광부(101b)의 선폭의 차가, 0.01㎛ 이상, 0.1㎛ 이하이다.
혹은, 이하의 양태도 포함한다. 즉,
「투명 기판(10) 상의 하층막(20) 및 상층막(30)이 각각 패터닝되어 형성된 투광부(103), 차광부(102), 반투광부(101a, 101b)를 포함하는 전사용 패턴을 구비한 포토마스크(100)로서,
투광부(103)는, 투명 기판(10)이 노출되어 이루어지고,
차광부(102)는, 투명 기판(10) 상에서, 하층막(20)(하층막 패턴(20p)) 상에 상층막(30)(상층막 패턴(30p))이 적층되어 형성되어 이루어지고,
반투광부(101a, 101b)는, 투명 기판(10) 상에 상층막(30)(상층막 패턴(30p))이 형성되어 이루어지고, 또한, 투광부(103)의 제1 엣지에 인접하여 형성된 제1 반투광부(101a)와, 투광부(103)의 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지에 인접하여 형성된 제2 반투광부(101b)를 각각 갖고,
제1 반투광부(101a)의 선폭과 제2 반투광부(101b)의 선폭의 차가 0.1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크(100)」로 표현할 수도 있다.
즉, 반투광부(101a, 101b)는, 차광부(102)의 엣지에 인접함과 함께, 투광부(103)의 엣지에 인접하고 있다. 이 경우도, 상기와 마찬가지로, 제1 반투광부(101a)의 선폭과 제2 반투광부(101b)의 선폭의 차가, 예를 들면 0.01㎛ 이상, 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하다.
도 4의 (A)에, 소정의 차광부(102)에서의 대향하는 2개의 엣지의 각각에 인접하여, 반투광부(101a, 101b)가 형성되어 있는 모습을 도시한다. 이들을 제1 반투광부(101a), 제2 반투광부(101b)로 하면, 이들은 차광부(102)를 중심으로 대칭으로 형성되어, 선폭의 불일치가 실질적으로 방지되어 있다. 즉, 제1 반투광부(101a)의 선폭에 대하여, 제2 반투광부(101b)의 선폭의 어긋남은 0.1㎛ 이내로 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 0.05㎛ 이내로 할 수 있다. 또한, 포토마스크(100)가 구비하는 전사용 패턴의 전체에서, 반투광부(101a, 101b)의 선폭 정밀도를, 상기 범위 내로 하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 반투광부(101a)의 선폭과 제2 반투광부(101b)의 선폭이, 모두 1.0㎛ 이하(0.1∼1.0㎛)일 때에, 본 실시 형태의 효과가 현저해진다.
여기서, 전사용 패턴의 형상, 즉 상층막 패턴(30p)과 하층막 패턴(20p)의 형상은, 포토마스크(100)의 용도에 따라서 결정하면 된다. 예를 들면, 도 5와 같은 라인 앤드 스페이스 패턴(이하, 「L/S 패턴」이라고 하는 경우도 있음)이나, 도 6과 같은 홀 패턴을 전사용 패턴으로서 구비하는 포토마스크(100)를 제조할 때에, 본 실시 형태는 유리하게 적용할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 라인 앤드 스페이스 패턴의 경우에는, 라인 패턴의 중앙에 차광부(102)가 배치되고, 라인 패턴의 엣지 부분, 즉 스페이스 패턴과의 경계 부분에, 가는 일정 폭의 반투광부(101a, 101b)가 형성되어 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 홀 패턴의 경우에는, 차광부(102)에 개구한 홀의 엣지에 일정 폭의 반투광부(101a, 101b)가 형성되어 있다. 홀 패턴으로서는, 고립 홀 패턴이어도, 밀집 홀 패턴이어도 된다. 밀집 홀 패턴이란, 동일 형상의 패턴이 규칙적으로 배열되고, 서로의 투과광이 서로 간섭하는 상태에 있는 전사용 패턴을 말하고, 고립 홀 패턴이란, 그와 같은 동일 형상의 패턴의 배열을 구성하지 않는 것을 말한다.
하층막 패턴(20p)의 일부가 노출되어 있는 부분의 폭은, 상층막 패턴(30p)의 선폭의 1/2 이하이면 된다. 단, 상술한 바와 같이 이 부분의 폭이 0.1㎛∼1.0㎛일 때에, 본 실시 형태의 효과가 현저해진다. 특히, 하층막 패턴(20p)의 노출 부분의 폭(하층막(20)을 반투광막으로 할 때, 이 부분이 포토마스크(100)에서의 반투광부(101a, 101b)의 선폭으로 됨)이 1.0㎛ 이하일 때에, 본 실시 형태의 효과가 현저해진다. 이와 같은 치수는, 상술한 특허 문헌 1의 방법 등의 종래 방법에 의해서는, 균일하게 얻는 것이 어려운 치수이기 때문이다. 또한, 이 부분의 폭이 0.1㎛ 이상일 때에, 포토마스크(100)의 전사용 패턴으로서의 광학적인 기능이 유리하게 발휘된다.
(위상 시프트형 마스크로서 이용하는 경우)
하층막(20)을 위상 시프트막, 상층막(30)을 차광막으로서 구성한 경우, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는 위상 시프트 마스크로서 이용할 수 있다. 이때, 하층막(20)은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 예를 들면 2∼90%의 투과율을 갖는 막으로 하고, 바람직하게는 2∼60%, 더욱 바람직하게는 2∼30%의 투과율을 갖는 막으로 한다. 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180°로 되도록 하는 막으로 하는 것이 바람직하다. 대략 180°란, 180±30°인 것을 말한다. 보다 바람직하게는, 180°±10°로 한다.
상기의 위상 시프트 마스크에서는, 투광부(103)를 투과하는 광(상기 대표 파장의 광)의 위상과, 투명 기판(10) 상에 하층막(20)(하층막 패턴(20p))이 형성되어 이루어지는 반투광부(101a, 101b)를 투과하는 광(상기 대표 파장의 광)의 위상을, 대략 180° 어긋나게 함으로써, 반투광부(101a, 101b)와 투광부(103)의 경계에서, 광의 상호 간섭을 일으킬 수 있어, 전사상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 상기 반투광부(101a, 101b)를 통과하는 광의 위상 시프트량 φ(rad)는, 거기에 사용된 하층막(20)의 굴절률(복소 굴절률 실부) n과 막 두께 d에 의존하고, 하기 수학식 1의 관계가 성립된다.
Figure 112013077394244-pat00001
여기서 λ는 노광광의 파장이다.
따라서, 위상을 180° 어긋나게 하기 위해서는, 반투광막의 막 두께 d를
Figure 112013077394244-pat00002
로 하면 된다. 그리고, 이 위상 시프트 마스크에 의해, 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 심도의 증대가 달성되어, 노광 파장을 변화시키지 않고 해상도와 프로세스 적용성을 개선시킬 수 있다.
도 9에, 바이너리 마스크(투명 기판 상에 차광막 패턴만이 형성된 마스크)의 라인 앤드 스페이스 패턴을 도시한다. 또한, 도 10에는, 도 9와 동일한 피치의 L/S 패턴으로서, 라인부의 엣지에 일정 폭의 위상 시프트 부분을 형성한 것을 도시한다. 또한, 도 10의 전사용 패턴은, 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
도 9 및 도 10의 전사용 패턴을, LCD용 노광 장치를 이용하여 피전사체 상에 각각 전사할 때, 피전사체가 받는 광 강도 곡선을 도 11에 도시한다. 도 11의 종축은 광 투과 강도를, 횡축은 피전사체 상의 전사 위치를 나타내고 있다. 도 11의 점선은 도 10에 기재된 위상 시프트 마스크(실시예)를 투과한 광의 광 투과 강도를 나타내고, 실선은 도 9에 기재된 바이너리 마스크(비교예)를 투과한 광의 광 투과 강도를 나타내고 있다. 도 11에 의하면, 도 10의 위상 시프트 마스크에서는, 스페이스부와 라인부의 경계에서, 역위상의 회절광이 간섭하기 때문에, 콘트라스트가 향상되고, 우수한 패턴 정밀도가 얻어지는 것을 알 수 있다.
또한, 도 10의 패턴이, 만약 도 7에 도시한 바와 같은 패턴 어긋남을 갖고 있는 경우, 라인 패턴의 양쪽 엣지에서 얻어지는 간섭 작용이 비대칭으로 되기 때문에, 피전사체 상에 얻어지는 패턴의 정밀도가 열화된다.
도 10의 위상 시프트 마스크는, 본 실시 형태의 하층막(20)을 위상 시프트 막으로 구성하고, 본 실시 형태의 상층막(30)을 차광막으로 구성함으로써 얻어지는 것은 이미 설명한 대로이다. 여기서, 바람직한 위상 시프트막으로서는, 노광광을 대략 180° 시프트하는 것이지만, 노광광이 복수 파장을 포함하는 경우(예를 들면, i선, h선, g선을 포함하는 광원을 사용하는 경우)에는, 대표 파장으로서, 이들 파장 중 어느 하나에 대하여, 대략 180°의 위상 시프트 작용이 있는 것으로 한다.
여기서, 예를 들면 위상 시프트량 180°란, 투명 기판(10)만을 투과하는 광과, 투명 기판(10) 및 하층막(20)을 투과하는 광 사이의 위상차가 180°로 되는 것을 의미한다. 라디안 표기하면 (2n+1)π(여기서 n=0, 1, 2, …)로 된다.
(투과 보조형 마스크로서 이용하는 경우)
또한, 본 실시 형태의 포토마스크(100)의 다른 양태로서, 하층막(20)은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2∼60%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 0°를 초과하고 90°이하인 막으로서 구성되어 있어도 된다. 이 경우의 하층막(20)은, 상기의 위상 시프트 작용을 발휘시켜 콘트라스트를 향상시키는 기능이라기보다는, 투광부(103)의 투과 광량을 보조하는 기능을 갖는다(이하, 이러한 막을 투과 보조막이라고도 한다). 예를 들면, 도 4에 도시한 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)에서, 하층막 패턴(20p)을 이 투과 보조막 패턴으로 함으로써, 투광부(103)의 투과 광량을 보조할 수 있다. 상세는 실시예에서 설명한다.
이와 같은 포토마스크(100)는, 노광 장치의 조사 광량을 증가시키는 것과 마찬가지의 작용 효과를 갖고, 에너지 절약, 혹은 노광 시간의 단축, 생산 효율의 향상에 현저한 메리트를 가져온다.
상기 광량 보조의 기능은, 투과율이 매우 작으면 충분히 발휘할 수 없고, 투과율이 지나치게 크면 전사상의 콘트라스트를 열화시키기 때문에, 하층막(20)의 투과율은 상기의 2∼60%의 범위로 한다. 또한, 하층막(20)의 투과율의 바람직한 범위는 10∼45%, 보다 바람직하게는 10∼30%, 더욱 바람직하게는 10∼20%이다.
또한, 위상 시프트량이 과도하게 작은 경우에는, 하층막(20)(반투광막)을 구성하는 소재의 선택이 용이하지 않은 것, 위상 시프트량이 과도하게 큰 경우에는, 역위상의 광의 간섭이 발생하여 투과 광량의 보조 효과가 손상되는 것을 고려하여, 그 막의 소재와 막 두께를 선택하는 것이 바람직하다. 하층막(20)의 위상 시프트량의 범위는, 0°를 초과하고, 90°이하(이것은 라디안 표기하면, (2n-1/2)π∼(2n+1/2)π(n은 정수)라는 의미임)로 하고, 바람직하게는 5∼60°, 더욱 바람직하게는 5∼45°이다.
상기 광량 보조 기능을 갖는 포토마스크의 구성예에 대하여, 도 12에 상면 구성을 도시한다. 여기서는, 피치 6㎛(라인부 3㎛, 스페이스부 3㎛)의 라인 앤드 스페이스 패턴을 예시한다. 라인부의 중앙은 폭 2㎛의 차광부로 이루어지고, 그 양쪽 사이드의 엣지에 인접하여 각각 폭 0.5㎛(합계 1.0㎛)의 반투광부(HT부)가 형성되어 있다. 이와 같은 전사용 패턴을 LCD용 노광기에 의해 노광하였을 때의 투과광의 강도 분포 커브(시뮬레이션 결과)를, 도 14에 도시한다. 도 14의 종축은 광 투과 강도를, 횡축은 피전사체 상의 전사 위치를 나타내고 있다. 도 14의 실선은 도 12에 기재된 투과 보조형의 포토마스크(실시예)를 투과한 광의 광 투과 강도를 나타내고, 점선은 도 13에 기재된 동일 치수의 바이너리 마스크(비교예)를 투과한 광의 광 투과 강도를 나타내고 있다. 도 14에 의하면, 도 12의 투과 보조형의 포토마스크에서는, 도 13의 바이너리 마스크에 비해 스페이스부에 대응하는 투광부의 투과 광량이 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같은 기능을 갖는 포토마스크는, 특히, 패턴의 미세화에 수반하여 유리다. 투광부의 선폭이 좁아짐에 따라서, 그 부분의 투과 광량이 감소하여(도 14에서 말하는 피크부가 내려가), 피전사체 상에 형성된 레지스트막의 감광 임계값에 도달하지 않게 되면, 에칭 마스크로 되는 레지스트 패턴의 기능을 발휘하기 어렵게 되기 때문이다.
만약, 상층막 패턴과 하층막 패턴 사이에, 도 7에 예시한 바와 같은 얼라인먼트 어긋남이 발생한 경우, 피전사체 상에서의 전사 위치(패턴 위치)가 어긋나게 됨과 함께, 투광부의 피크 광량이 저하되어 전사 정밀도가 손상되게 된다. 이러한 모습을 도 15에 도시한다. 도 15의 종축은, 피전사체 상에서의 투과광 강도를, 횡축은 피전사체 상에서의 전사 위치를 나타내고 있다. 도 15에서는, 얼라인먼트 어긋남이 없는 경우의 투과광 강도 분포를 "곡선 AL_E0"으로 나타내고, 0.1∼0.5㎛의 얼라인먼트 어긋남이 발생한 경우의 투과광 강도 분포를 각각 "곡선 AL_E0.1∼0.5"로 나타내고 있다. 도 15에 의하면, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 이러한 문제를 발생시키지 않는, 전사 성능이 우수한 포토마스크인 것을 알 수 있다.
또한, 이러한 효과는, 라인 앤드 스페이스 패턴에 한하지 않고, 홀 패턴에서도 마찬가지로 얻어지는 것이 확인되었다.
즉, 상층막(30)의 양쪽 사이드에 노출된 하층막(20)에 의한 광학적인 효과는, 그것이 위상 시프트 효과이어도, 광량 보조 효과이어도, 혹은 다른 광학적인 거동에 의한 효과이어도, 설계값에 기초하여, 선폭 방향에서 대칭으로 발생시키는 것이 요구된다. 여기서, 특허 문헌 1에 개시된 방법과 같이, 복수회의 포토리소그래피 공정을 이용하여 포토마스크를 제조하는 경우에는, 상호 패턴(상층막 패턴과 하층막 패턴)의 상호 얼라인먼트 어긋남을 제로로 하는 것은 불가능하고, 0.3㎛ 정도, 혹은 그 이상의 얼라인먼트 어긋남이 발생하게 된다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 1회의 묘화 공정에서 묘화한 레지스트 패턴(40p)을 이용하여, 2개의 막 패턴을 형성한다. 이에 의해, 상층막 패턴(30p)과 하층막 패턴(20p) 사이의 얼라인먼트 어긋남의 발생을 방지할 수 있다. 그 결과, 위상 시프트 효과나 광량 보조 효과 등의 광학적 효과를, 설계값에 기초하여, 선폭 방향에서 대칭으로 발생시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 포토리소그래피 공정의 횟수를 1회로 줄임으로써, 생산 공정의 효율화를 도모할 수도 있다. 즉, 상기한 바와 같은 고도의 광학적 기능을 갖는 포토마스크를 생산성 높게 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)를 이용하여 피전사체 상에 패턴 전사를 행할 때, 사용하는 노광 장치에 특별히 제한은 없다. 단, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 예를 들면 i선, h선, g선을 포함하는 광원을 갖는 LCD용 노광 장치를 이용하여 노광을 행할 때에, 특히 바람직하게 이용할 수 있다.
또한, 위상 시프트막 패턴을 이용한 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)에서는, 상기의 파장 중, 단일 파장(예를 들면 i선)만을 사용하여 노광해도 된다. 또한, 노광 장치의 노광 해상 한계가 3㎛ 이상일 때에, 본 실시 형태의 포토마스크(100)를 이용하는 효과가 특히 현저해진다.
또한, 투과 보조막을 이용한 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)에서는, 피전사체에 패턴을 전사할 때의 주사 노광의 소요 시간을 단축시키는 것도 가능하다. 이것은, 이러한 포토마스크(100)가, 노광 장치의 조사 광량을 증가시키는 것과 마찬가지의 작용 효과를 갖기 때문이다. 특히, 피전사체의 면적이 비교적 큰(예를 들면 1000㎜∼3100㎜ 등) 표시 장치(플랫 패널 디스플레이 등)를 제조할 때의 포토마스크로서 이용하는 경우에, 특히 유리한 효과가 얻어진다.
10 : 투명 기판
20 : 하층막
20p : 하층막 패턴
30 : 상층막
30a : 예비 에칭된 상층막
30p : 상층막 패턴
40 : 레지스트막
40p : 레지스트 패턴
100 : 포토마스크
100b : 포토마스크 블랭크
101a : 제1 반투광부
101b : 제2 반투광부
102 : 차광부
103 : 투광부

Claims (14)

  1. 투명 기판 상의 반투광막 및 차광막이 각각 패터닝되어 형성된 투광부, 차광부 및 반투광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비한, 플랫 패널 디스플레이 제조용의 포토마스크로서,
    상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
    상기 차광부는, 상기 투명 기판 상에 있어서, 상기 반투광막 상에 차광막이 적층되어 형성되어 이루어지고,
    상기 반투광부는, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막만이 형성되어 이루어지고,
    상기 반투광부는, 상기 투광부와 인접하는 엣지에, 상기 반투광막의 웨트 에칭 단면을 갖고,
    상기 차광부는, 상기 반투광부와 인접하는 엣지에, 상기 차광막의 사이드 에칭에 의해 형성된, 상기 차광막의 웨트 에칭 단면을 갖고,
    상기 전사용 패턴에 포함되는 복수의 반투광부의 전부가, 상기 차광부에 인접하고, 상기 차광막의 사이드 에칭 폭으로서 형성된, 1.0 ㎛ 이하의 균일한 폭을 갖는, 상기 반투광부이며,
    상기 반투광막은, 상기 포토마스크를 노광하는 노광광에 포함되는 대표 파장의 광에 대한 투과율이, 2~60%이며,
    상기 차광막과 상기 반투광막은, 각각 서로의 에천트에 대해 내성을 갖는 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반투광부는, 상기 차광부의 제1 엣지에 인접해서 형성된 제1 반투광부와, 상기 제1 엣지에 대향하는 제2 엣지에 인접해서 형성된 제2 반투광부를 포함하고,
    상기 제1 반투광부와 상기 제2 반투광부가, 각각, 상기 사이드 에칭 폭으로서 형성된, 1.0㎛ 이하의 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    i선, h선, 또는 g선 중 어느 하나를 대표 파장으로 했을 때, 상기 반투광막은, 상기 대표 파장에 대해 2∼60%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 거의 180°인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    i선, h선, 또는 g선 중 어느 하나를 대표 파장으로 했을 때, 상기 반투광막은, 상기 대표 파장에 대해 2∼60%의 투과율을 갖고, 또한, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 0°을 초과하고 90°이하인 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전사용 패턴은, 라인 앤드 스페이스 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전사용 패턴은, 홀 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반투광막은, 단일의 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 차광막은, Cr 또는 Cr 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반투광막은, SiO2, SOG를 포함하는 Si화합물, 또는 금속 실리사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전사용 패턴에 포함되는, 차광부의 전부는, 1.0 ㎛ 이하의 균일한 폭을 갖는 상기 반투광부와 인접하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차광부의 전부는, 1.0 ㎛ 이하의 균일한 폭을 갖는 상기 반투광부에 인접하고, 또한 끼워져서 위치하는 것을 특징으로 하는 포토마스크.
  13. 제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
    노광 장치에 의해, i선, h선, g선을 포함하는 노광광을 이용하여, 상기 전사용 패턴을 피전사체 상에 전사하는 공정을 포함하는 패턴 전사 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
    노광 장치에 의해, i선, h선, g선을 포함하는 노광광을 이용하여, 상기 전사용 패턴을 피전사체 상에 전사하는 공정을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6089604B2 (ja) * 2012-11-06 2017-03-08 大日本印刷株式会社 位相シフトマスクの製造方法
JP2015049282A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 Hoya株式会社 表示装置製造用フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP2015102608A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、フォトマスク、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP2015106001A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP6391495B2 (ja) * 2015-02-23 2018-09-19 Hoya株式会社 フォトマスク、フォトマスクセット、フォトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法
JP6601245B2 (ja) * 2015-03-04 2019-11-06 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法及びマスクパターン形成方法
JP2018508048A (ja) * 2015-03-12 2018-03-22 レイヴ リミテッド ライアビリティ カンパニー 間接的表面清浄化装置および方法
JP6456748B2 (ja) 2015-03-28 2019-01-23 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、フォトマスク及びフラットパネルディスプレイの製造方法
JP2016224289A (ja) * 2015-06-01 2016-12-28 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、フォトマスク及び表示装置の製造方法
CN105717737B (zh) * 2016-04-26 2019-08-02 深圳市华星光电技术有限公司 一种掩膜版及彩色滤光片基板的制备方法
JP2017033004A (ja) * 2016-09-21 2017-02-09 Hoya株式会社 表示装置製造用フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP2017076146A (ja) * 2016-12-26 2017-04-20 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、フォトマスク、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP2017068281A (ja) * 2016-12-27 2017-04-06 Hoya株式会社 フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
JP7080070B2 (ja) * 2017-03-24 2022-06-03 Hoya株式会社 フォトマスク、及び表示装置の製造方法
KR102170424B1 (ko) * 2017-06-28 2020-10-27 알박 세이마쿠 가부시키가이샤 마스크 블랭크스, 위상 시프트 마스크, 하프톤 마스크, 마스크 블랭크스의 제조 방법, 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법
KR102367141B1 (ko) * 2019-02-27 2022-02-23 호야 가부시키가이샤 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법
JP7214815B2 (ja) * 2020-04-28 2023-01-30 株式会社エスケーエレクトロニクス フォトマスク及びその製造方法
TWI785552B (zh) 2020-04-28 2022-12-01 日商Sk電子股份有限公司 光罩的製造方法
JP2024006265A (ja) 2022-07-01 2024-01-17 株式会社エスケーエレクトロニクス フォトマスクの製造方法及びフォトマスク

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215614A (ja) * 2010-03-15 2011-10-27 Hoya Corp 多階調フォトマスク、多階調フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2624351B2 (ja) * 1990-02-21 1997-06-25 松下電子工業株式会社 ホトマスクの製造方法
JPH05134384A (ja) * 1991-11-08 1993-05-28 Fujitsu Ltd レチクルの作成方法
JP2501383B2 (ja) * 1991-12-12 1996-05-29 ホーヤ株式会社 位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク
JPH07134389A (ja) * 1993-06-25 1995-05-23 Hoya Corp 位相シフトマスクブランクの製造方法及び位相シフトマスクの製造方法
JPH08272071A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Toppan Printing Co Ltd 位相シフトマスクとその製造方法、ならびにマスクブランク
JP3209257B2 (ja) * 1995-04-21 2001-09-17 凸版印刷株式会社 位相シフトマスク及びその製造方法
JP3244107B2 (ja) * 1995-06-02 2002-01-07 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法
JPH09325468A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Sony Corp ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法
JPH1031300A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Toppan Printing Co Ltd ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法
JP3636838B2 (ja) * 1996-09-06 2005-04-06 Hoya株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法
JPH1124231A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Sony Corp ハーフトーン位相シフトマスク、及びその製造方法
WO2001035166A1 (en) * 1999-11-08 2001-05-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Photomask, method of producing photomask, and method of making pattern using photomask
JP2001142195A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Nec Corp 近接効果補正マスク
JP2001291661A (ja) * 2000-04-07 2001-10-19 Fujitsu Ltd 反射型マスク製造方法
DE10307518B4 (de) * 2002-02-22 2011-04-14 Hoya Corp. Halbtonphasenschiebermaskenrohling, Halbtonphasenschiebermaske und Verfahren zu deren Herstellung
KR101042468B1 (ko) * 2003-03-31 2011-06-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 포토마스크 블랭크, 포토마스크, 및 이들의 제조 방법
JP4009219B2 (ja) * 2003-04-10 2007-11-14 松下電器産業株式会社 フォトマスク、そのフォトマスクを用いたパターン形成方法及びマスクデータ作成方法
JP2008090245A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Shinetsu Sasaki 新弦
JP5588633B2 (ja) * 2009-06-30 2014-09-10 アルバック成膜株式会社 位相シフトマスクの製造方法、フラットパネルディスプレイの製造方法及び位相シフトマスク

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215614A (ja) * 2010-03-15 2011-10-27 Hoya Corp 多階調フォトマスク、多階調フォトマスクの製造方法、及びパターン転写方法

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Publication number Publication date
JP2013134435A (ja) 2013-07-08
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