KR102092993B1 - 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법 - Google Patents

포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다.

Description

포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법{PHOTOMASK, LAMINATE COMPRISING THE PHOTOMASK AND METHOD FOR MANUFACTURING THE PHOTOMASK}
본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 패턴을 형성하는 경우에, 기판에 패턴을 형성하는 방법 중에서, 포토마스크를 이용한 포토리소그래피법이 많이 사용되고 있다.
상기 포토리소그래피법은 포토레지스트(photoresist)를 기재 상에 균일하게 도포하고, 노광(exposing) 장비와 포토마스크를 사용하여 포토마스크 상의 패턴을 노광시킨 후, 현상(developing), 포스트 베이크 과정을 거쳐 원하는 패턴을 형성시키는 모든 공정을 말한다.
상기 포토레지스트 층이 포지티브(positive) 레지스트 층이면, 노광된 영역에서 레지스트 층 재료의 화학적 변화가 일어나고, 상기 재료는 현상 시에 레지스트 층으로부터 떨어져 나갈 수 있다. 이에 반해, 포토레지스트 층이 네가티브(negative) 레지스트 층이면, 현상 시에 노광되지 않은 재료가 떨어져 나간다.
이때, 포토리소그래피법은 마스크패턴이 형성된 투과성 기판을 포토마스크로 배치하고 상기 포토마스크 상에 빛을 조사하여 레지스트막에 소정형상의 레지스트 패턴을 형성한다.
한국특허공개번호 제10-2009-0003601호
본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체 및 상기 포토마스크의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 명세서는 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층; 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하는 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 명세서는 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층, 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하는 포토마스크를 포함하고, 상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 차광층과 접촉하는 것인 적층체를 제공한다.
또한, 본 명세서는 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층을 준비하는 단계; 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법을 제공한다.
본 명세서에 따른 포토마스크를 통해 10㎛ 이하의 미세 패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법으로 10㎛ 이하의 비차광 패턴을 갖는 필름 포토마스크를 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 따른 필름 형태의 포토마스크는 공정상 제약이 적어 제작이 용이한 장점이 있다.
도 1은 본 명세서에 따른 제1 실시상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서에 따른 제2 실시상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서에 따른 제3 실시상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 명세서에 따른 제4 실시상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 명세서에 따른 제5 실시상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 명세서에 따른 포토마스크 제조방법의 일 실시상태를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1의 포토마스크의 제조 및 이를 이용한 패턴형성방법을 나타낸 것이며, 각 단계의 포토마스크 및 제조된 포토레지스트 패턴의 광학현미경 사진을 도시했다.
도 8은 실시예 1에서 제조된 포토마스크의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층; 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하는 포토마스크를 제공한다.
상기 투명 수지층은 광투과도가 50%이상일 수 있으며, 상기 광투과도는 높을수록 좋으므로 상한치를 한정하지 않는다.
상기 투명 수지층의 홈부와 돌출부는 임프린팅법에 의해 음각의 미세패턴이 형성된 것일 수 있으며, 투명 수지층의 재질은 광투과도가 50% 이상이고 임프린팅법으로 음각패턴을 형성하고 경화시킬 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리우레탄 아크릴레이트계 고분자를 포함할 수 있다.
상기 투명 수지층의 두께는 홈부의 깊이보다 크다면 특별히 한정하지 않는다. 여기서 투명 수지층의 두께는 패턴이 없는 일면으로부터 투명 수지층의 돌출부의 상면까지의 거리를 의미한다.
본 발명에서는 투명 수지층의 돌출부에 선택적으로 차광층을 형성하기 위하여 오프(OFF) 공정을 이용할 수 있으며, 이 경우 오프 공정 시 발생되는 바닥닿음 현상을 회피하기 위해 홈부 패턴의 선폭, 홈부와 돌출부의 높이 차이 및 홈부 패턴 간 피치를 조절할 수 있다.
여기서, 오프 공정은 표면에 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층과 접촉하여 돌출부에만 차광 조성물을 전사시킴으로써, 투명 수지층의 돌출부 상에 차광층을 형성하는 공정을 의미하며, 이때 바닥닿음은 인쇄롤이 홈부의 표면과 접촉하여 홈부에도 차광층이 형성되는 것을 말한다.
상기 투명 수지층의 홈부가 선형(Line) 패턴의 경우, 상기 투명 수지층의 홈부와 돌출부의 높이 차이, 홈부 간 피치 및 홈부의 폭의 관계는 하기 관계식 1과 같이 표시될 수 있으며, 상기 관계식 1을 만족하도록 홈부 패턴을 형성할 수 있다.
[관계식 1]
D ≥42.9exp(-{(P - W)/P}/0.35) - 1.5
상기 관계식 1에서, D는 홈부와 돌출부의 높이 차이이고, P는 홈부 패턴 간 피치이며, W는 홈부 패턴의 선폭이고, 이들의 단위는 모두 마이크로미터이다.
상기 투명 수지층의 홈부가 메쉬(Mesh) 및 스퀘어 패턴(Square pattern)과 같은 폐쇄도형의 경우, 상기 투명 수지층의 홈부와 돌출부의 높이 차이, 홈부 간 피치 및 홈부의 폭의 관계는 하기 관계식 2와 같이 표시될 수 있으며, 상기 관계식 2를 만족하도록 홈부 패턴을 형성할 수 있다.
[관계식 2]
D ≥ 33.8exp(-{(P - W)/P}/0.235) + 0.82
상기 관계식 2에서, D는 홈부와 돌출부의 높이 차이이고, P는 홈부 패턴 간 피치이며, W는 홈부 패턴의 선폭이고, 이들의 단위는 모두 마이크로미터이다.
상기 투명 수지층의 홈부가 선형(Line) 패턴과 메쉬(Mesh) 및 스퀘어 패턴(Square pattern)과 같은 폐쇄도형을 모두 포함하는 경우, 상기 선형패턴은 관계식 1을 만족하고, 상기 폐쇄도형은 관계식 2를 만족할 수 있다.
상기 포토마스크는 차광층이 구비된 투명 수지층의 일면의 반대면에 구비된 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 투명기판이며, 상기 기판의 광투과도는 50% 이상일 수 있으며, 상기 광투과도는 높을수록 좋으므로 상한치를 한정하지 않는다.
상기 기판의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 투명 수지층과의 접착성이 좋고, 포토마스크의 기판으로서 포토마스크를 투과하는 빛에 최소한으로 영향을 미칠 수 있는 것이 바람직하다.
상기 기판은 유리 기판이거나 플렉서블 기판일 수 있다. 구체적으로 플렉서블 기판은 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름일 수 있다. 상기 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(PI; polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 기판이 플렉서블 기판인 경우, 포토마스크가 롤투롤 공정에 사용될 수 있도록 롤에 감겨 저장할 수 있는 장점이 있다.
상기 기판의 굴절률은 투명수지층의 굴절률과 차이가 적은 것이 바람직하며, 상기 기판의 굴절률은 1.45 이상 1.65 이하일 수 있다.
상기 기판의 두께는 15㎛ 이상 2mm 이하일 수 있다.
상기 차광층은 빛을 차단할 수 있는 재질로 형성된 것이며, 빛을 차단할 수 있고 패턴형성에 용이한 재질이라면 특별히 한정하지 않으며 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재질로 형성할 수 있다.
상기 차광층의 형성방법은 차광패턴을 기판 상에 형성할 수 있다면, 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 롤프린팅, 잉크젯인쇄법, 스크린인쇄법, 증착법, 포토리소그래피법, 식각법 등일 수 있으며, 롤프린팅법이 바람직하다.
상기 차광층의 형성방법은 리버스 오프셋 인쇄 공정의 오프 공정이며, 구체적으로, 상기 오프 공정은 표면에 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층과 접촉하여 돌출부에만 차광 조성물을 전사시킴으로써, 투명 수지층의 돌출부 상에 차광층을 형성하는 공정일 수 있다.
상기 차광층의 형상은 금속패턴 또는 포토레지스트 패턴이 필요한 분야의 패턴형상일 수 있다.
상기 차광층의 형상은 투명 수지층의 돌출부 패턴에 대응되며, 터치패널의 금속패턴의 형상일 수 있으며, 동일한 패턴이 반복된 형상이거나 서로 상이한 2 이상의 패턴이 이격 또는 연결된 형상일 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차광층의 형상은 격자모양의 화면부패턴, 화면부패턴과 연결되고 외부의 연성인쇄회로기판과 연결되는 라우터패턴 및 상기 화면부 패턴과 라우터패턴의 연결시 저항을 낮춰주는 연결패턴 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 차광층의 두께는 200nm 이상 5㎛ 이하일 수 있다. 상기 차광층은 2 이상의 패턴이 적층되어 구비될 수 있으며, 상기 차광층의 두께는 1 이상의 차광층의 전체 두께를 의미한다.
상기 차광층은 350nm 내지 450nm 파장을 갖는 광에 대한 광투과율이 10% 이내일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1% 이내일 수 있다.
상기 차광층의 폭은 특별히 한정하지 않으나, 상기 관계식 1 및 2에서 P-W에 해당한다.
상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 무기산화물층 및 실리콘계 고분자층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보호층은 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 보호층의 반대면까지의 두께가 일정할 수 있다. 이 경우, 보호층이 구비된 포토마스크의 상면은 투명 수지층의 홈부 및 돌출부와 대응되는 패턴이 유지될 수 있다. 상기 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 두께가 20nm 이상 1㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 상기 포토마스크는 임프린팅 또는 포토 임프린팅을 위한 마스터 몰드로 사용이 가능한 장점이 있다.
상기 보호층은 투명 수지층의 홈부 및 돌출부에 의해 기인한 굴곡이 없도록 홈부를 채울 수 있다. 이때, 상기 보호층은 평탄층일 수 있다. 상기 보호층은 상기 투명 수지층의 돌출부 상에 구비된 차광층의 표면으로부터 두께가 5㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 상기 포토마스크의 홈부는 상기 보호층에 의해 안정적으로 채워질 수 있으며 평탄도를 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기 보호층의 평탄도를 나타내는 표면거칠기(Ra)는 100nm 이하일 수 있다. 이 경우 상기 포토마스크와 노광대상물인 포토레지스트층의 균일한 적층이 가능한 장점이 있다.
상기 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 무기산화물을 포함하는 제1 보호층; 및 상기 제1 보호층 상에 구비된 실리콘계 고분자를 포함하는 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 무기산화물은 투명 금속산화물일 수 있으며, 구체적으로, SiO2, ITO(Indium-tin-oxide), IZTO(Indium zinc tin oxide), ZnO, AZO (Aluminum zinc oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 실리콘계 고분자층은 실록산계 고분자층일 수 있으며, 구체적으로, 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층은 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 제1 보호층의 반대면까지의 두께가 일정할 수 있다. 이 경우, 제1 보호층이 구비된 포토마스크의 상면은 투명 수지층의 홈부 및 돌출부와 대응되는 패턴이 유지될 수 있다. 상기 제1 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 두께가 20nm 이상 1㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 보호층은 상기 제1 보호층 상에 구비되며, 투명 수지층의 홈부 및 돌출부에 의해 기인한 굴곡이 없도록 홈부를 채울 수 있다. 이때, 상기 제2 보호층은 평탄층일 수 있다. 상기 제2 보호층은 상기 투명 수지층의 돌출부 상에 구비된 제1 보호층의 표면으로부터 두께가 5㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다.
상기 제2 보호층의 평탄도를 나타내는 표면거칠기(Ra)는 100nm 이하일 수 있다. 이 경우 상기 포토마스크와 노광대상물인 포토레지스트층의 균일한 적층이 가능한 장점이 있다.
본 명세서는 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층, 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하는 포토마스크를 포함하고, 상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 차광층과 접촉하는 것인 적층체를 제공한다.
상기 기재의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 상기 기재는 강성 재질 또는 연성 재질일 수 있다.
상기 강성 재질은 유리, 금속, 강성 플라스틱 또는 두꺼운 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 연성 재질은 연성 플라스틱 또는 얇은 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 기재의 두께는 15㎛ 이상 2mm 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 포토레지스트층(PR, Photoresist)은 빛에 노출됨으로써 현상액에 대한 내성이 변화하는 고분자를 포함하는 층을 의미하며, 상기 포토레지스트층은 포지티브 포토레지스트층 또는 네가티브 포토레지스트층일 수 있다.
상기 포토레지스트층의 두께는 100nm 이상 10㎛ 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 노광대상물은 상기 기재와 상기 포토레지스트층 사이에 구비된 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 금속층의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 상기 금속층은 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 금(Au), 및 은(Ag) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 적층체에서 포토마스크에 대한 설명은 상술한 포토마스크에 대한 설명을 인용할 수 있다.
상기 포토마스크는 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 보호층을 더 포함하고, 상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 보호층과 접촉할 수 있다.
상기 보호층은 무기산화물층 및 실리콘계 고분자층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 무기산화물을 포함하는 제1 보호층; 및 상기 제1 보호층 상에 구비된 실리콘계 고분자를 포함하는 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 적층체에서 보호층에 대한 설명은 상술한 보호층에 대한 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서는 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층을 준비하는 단계; 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법을 제공한다.
상기 투명 수지층을 준비하는 단계는 투명 수지층에 홈부와 돌출부를 형성하거나, 홈부와 돌출부가 이미 형성된 투명 수지층을 준비하는 단계일 수 있다.
상기 투명 수지층을 준비하는 단계가 투명 수지층에 홈부와 돌출부를 형성하는 단계일 경우, 상기 투명 수지층을 준비하는 단계는 임프린팅법으로 투명 수지층에 홈부와 돌출부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명 수지층을 준비하는 단계는 기판 상에 투명 수지 조성물을 도포하여 막을 형성하는 단계; 상기 막의 표면에 패턴이 형성된 몰드를 접촉 후 제거하여 상기 막 상에 상기 몰드의 패턴과 반전된 홈부와 돌출부를 형성하는 단계; 및 상기 홈부와 돌출부가 형성된 막을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 수지 조성물은 투명 수지 및 용매를 포함할 수 있으며, 상기 투명 수지는 광투과도가 50% 이상이고 임프린팅법으로 음각패턴을 형성하고 경화시킬 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리우레탄 아크릴레이트계 고분자를 포함할 수 있다.
상기 차광층을 형성하는 단계는 롤프린팅법으로 투명 수지층의 돌출부 상에 차광층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 차광층을 형성하는 단계는 S1) 인쇄롤에 차광 조성물을 도포하는 단계; 및 S2) 상기 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 상기 투명 수지층과 접촉시켜 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차광층을 형성하는 단계는 상기 S1)과 S2) 단계를 2회 이상 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차광층을 형성하는 단계는 S1) 실리콘계 블랭킷이 감긴 인쇄롤의 실리콘계 블랭킷 상에 차광 조성물을 도포하는 단계; S2-1) 상기 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 상기 투명 수지층과 접촉시켜 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광 조성물을 전사하는 단계; 및 S2-2)상기 차광 조성물이 전사된 투명 수지층을 건조한 후 경화하여 차광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 차광층을 형성하는 단계는 상기 S1)~S2-2) 단계를 2회 이상 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 조성물은 착색제, 바인더 수지, 다관능성 화합물, 개시제 및 용매를 포함할 수 있으며, 필요에 따라, 밀착촉진제, 광가교증감제, 경화촉진제, 계면활성제, 분산제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제 및 레벨링제 중 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 착색제는 1종 이상의 안료, 염료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로 예시하면, 흑색 안료로는 카본 블랙, 흑연, 카본나노튜브, 금속 산화물 등을 사용할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 착색제의 함량은 5 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 바인더 수지는 특별히 한정하지 않으며, 당 기술업계에서 일반적으로 사용되는 에틸렌성 불포화 결합을 함유한 고분자를 선택할 수 있다. 예를 들면 2 이상의 모노머로 중합된 공중합체일 수 있으며, 구체적으로, 불포화 결합을 함유한 화합물; 측쇄가 긴 화합물; 및 산기를 포함하는 화합물을 포함하는 모노머로 중합된 1 종 이상의 아크릴계 바인더일 수 있다.
상기 바인더 수지의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 50,000일 수 있으며, 필요에 따라, 2,000 내지 30,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바인더 수지의 산가는 10 KOH mg/g내지 200 KOH mg/g일 수 있으며, 필요에 따라, 30 KOH mg/g 내지 150 KOH mg/g일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 바인더 수지의 함량은 1 내지 20 중량%일 수 있다.
상기 다관능성 화합물은 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머이며, 가교제로서 역할을 할 수 있다면 한정되지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 다관능성 화합물의 함량은 1 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 개시제는 빛 또는 열에 의해 라디칼을 발생시켜 가교를 촉발하는 재료로서 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 중 상기 다관능성 화합물과 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 개시제의 함량은 1 내지 300 중량부일 수 있다.
상기 용매는 차광 조성물의 고형분을 용해하거나 분산시켜 도포성을 부여할 수 있고, 제거가 용이하다면 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 용매의 함량은 60 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 밀착촉진제, 광가교증감제, 경화촉진제, 계면활성제, 분산제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제 및 레벨링제 당 기술분야에 포함될 수 있는 모든 화합물이 사용될 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 각각 독립적으로 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.01 ~ 10 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보호층을 형성하는 단계는 증착법, 스퍼터링, 슬롯다이 코팅, 스핀코팅 및 바코팅을 이용한 도포법 등으로 보호층을 형성할 수 있다.
여기서 보호층에 대한 설명은 상술한 보호층에 대한 설명을 인용할 수 있다.
기존 레이저노광을 이용한 포토마스크 제조 공정은 제조 비용이 고가이고 유연한 필름 기재 상에는 미세한 패턴을 구현하는 것이 용이하지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 리버스 오프셋 인쇄 공정을 이용할 경우, 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 폭이 10㎛ 이하의 홈부가 구비된 클리쉐에 접촉하여 인쇄롤에 남겨진 클리쉐의 홈부 패턴에 대응되는 10㎛ 이하의 폭을 갖는 미세 차광 패턴은 필름 기재 상에 형성할 수 있다. 그러나, 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 10㎛ 이하의 돌출부가 구비된 클리쉐에 접촉하여 인쇄롤에 남겨진 차광 패턴을 필름 기재 상에 전사하는 경우, 10㎛ 이하의 돌출부가 구비된 클리쉐의 홈부가 넓어 홈부 바닥에 인쇄롤이 닿아 차광 패턴이 유실되기 때문에, 패턴간의 피치가 10㎛인(비차광 패턴의 폭이 10㎛인) 차광 패턴의 구현에는 제약이 있다.
반면, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법은 10㎛ 이하의 비차광 패턴을 갖는 필름 포토마스크를 쉽게 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
[실시예]
[실시예 1]
홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층
투명 수지층 재료인 광경화성 우레탄 아크릴레이트 조성물(미뉴타텍, 경기도)을 250㎛ 두께의 PET 기재 상에 고르게 도포하고, 그 위에 과불화폴리에테르 재질의 마스터 몰드를 덮었다. 상기 투명 수지층 재료가 마스터 몰드와 상기 PET 기재 사이에 균일하게 퍼지도록 한 후, 진공 탈포 과정으로 미세기포를 제거하였다. 이어서, 자외선 조사로 투명 수지층 재료를 경화하고, 마스터 몰드를 탈거하여 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층을 제조하였다.
차광층 형성
UV 경화형 차광 잉크를 실리콘계 블랭킷 인쇄롤 상부에 5㎛ 두께로 균일하게 도포하였다. 상기 제조된 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층을 석정반에 고정한 후 상기 차광 잉크가 도포된 실리콘계 블랭킷을 회전접촉시켜 투명 수지층의 돌출부에 차광 잉크를 전사했다. 상기 차광 잉크가 전사된 투명 수지층을 120℃에서 5분간 열건조 후 UV 경화하여 돌출부 상에 1.77㎛ 두께의 차광층을 형성했다.
보호층 형성
상기 차광층이 구비되어 있는 투명 수지층 상부에 스퍼터링 증착법을 이용하여 ITO(Indium Tin Oxide)를 20nm 두께로 형성했다.
1: 포토마스크
100: 투명 수지층
110: 홈부 130: 돌출부
200: 차광층
300: 기판
400: 보호층
410: 제1 보호층 430: 제2 보호층
500: 인쇄롤 530: 차광 조성물
600: 기재

Claims (22)

  1. 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층; 및
    상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하며,
    상기 투명 수지층의 홈부는 선형 패턴 및 폐쇄 도형 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 선형 패턴은 하기 관계식 1을 만족하며,
    상기 폐쇄 도형은 하기 관계식 2를 만족하는 것인 포토마스크:
    [관계식 1]
    D ≥ 42.9exp(-{(P - W)/P}/0.35) - 1.5
    [관계식 2]
    D ≥ 33.8exp(-{(P - W)/P}/0.235) + 0.82
    상기 관계식 1 및 2에서, D는 홈부와 돌출부의 높이 차이이고, P는 홈부 패턴 간 피치이며, W는 홈부 패턴의 선폭이고, 이들의 단위는 모두 마이크로미터이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 보호층을 더 포함하는 포토마스크.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 차광층의 두께는 200nm 이상 5㎛ 이하인 것인 포토마스크.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 차광층은 350nm 내지 450nm 파장을 갖는 광에 대한 광투과율이 10% 이내인 것인 포토마스크.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 보호층은 무기산화물층 및 실리콘계 고분자층 중 적어도 하나를 포함하는 것인 포토마스크.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 무기산화물을 포함하는 제1 보호층; 및 상기 제1 보호층 상에 구비된 실리콘계 고분자를 포함하는 제2 보호층을 포함하는 것인 포토마스크.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 보호층의 두께는 상기 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 20nm 이상 1㎛ 이하인 것인 포토마스크.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 제2 보호층의 두께는 상기 투명 수지층의 돌출부 상에 구비된 제1 보호층의 표면으로부터 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것인 포토마스크.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 제2 보호층의 표면거칠기는 100nm 이하인 것인 포토마스크.
  12. 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및
    홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층, 및 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 구비된 차광층을 포함하는 포토마스크를 포함하고,
    상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 차광층의 표면과 접촉하며,
    상기 투명 수지층의 홈부는 선형 패턴 및 폐쇄 도형 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 선형 패턴은 하기 관계식 1을 만족하며,
    상기 폐쇄 도형은 하기 관계식 2를 만족하는 것인 적층체:
    [관계식 1]
    D ≥ 42.9exp(-{(P - W)/P}/0.35) - 1.5
    [관계식 2]
    D ≥ 33.8exp(-{(P - W)/P}/0.235) + 0.82
    상기 관계식 1 및 2에서, D는 홈부와 돌출부의 높이 차이이고, P는 홈부 패턴 간 피치이며, W는 홈부 패턴의 선폭이고, 이들의 단위는 모두 마이크로미터이다.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 포토마스크는 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 보호층을 더 포함하고,
    상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 보호층의 표면과 접촉하는 것인 적층체.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 보호층은 무기산화물층 및 실리콘계 고분자층 중 적어도 하나를 포함하는 것인 적층체.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 보호층은 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 구비된 무기산화물을 포함하는 제1 보호층; 및 상기 제1 보호층 상에 구비된 실리콘계 고분자를 포함하는 제2 보호층을 포함하는 것인 적층체.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 제1 보호층의 두께는 상기 차광층이 구비된 투명 수지층의 표면으로부터 20nm 이상 1㎛ 이하인 것인 적층체.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 제2 보호층의 두께는 상기 투명 수지층의 돌출부 상에 구비된 제1 보호층의 표면으로부터 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것인 적층체.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 제2 보호층의 표면거칠기는 100nm 이하인 것인 적층체.
  19. 홈부와 돌출부를 갖는 투명 수지층을 준비하는 단계; 및
    상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 투명 수지층의 홈부는 선형 패턴 및 폐쇄 도형 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 선형 패턴은 하기 관계식 1을 만족하며,
    상기 폐쇄 도형은 하기 관계식 2를 만족하는 것인 포토마스크의 제조방법:
    [관계식 1]
    D ≥ 42.9exp(-{(P - W)/P}/0.35) - 1.5
    [관계식 2]
    D ≥ 33.8exp(-{(P - W)/P}/0.235) + 0.82
    상기 관계식 1 및 2에서, D는 홈부와 돌출부의 높이 차이이고, P는 홈부 패턴 간 피치이며, W는 홈부 패턴의 선폭이고, 이들의 단위는 모두 마이크로미터이다.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 차광층이 구비된 투명 수지층 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  21. 청구항 19에 있어서, 상기 차광층을 형성하는 단계는 S1) 인쇄롤에 차광 조성물을 도포하는 단계; 및
    S2) 상기 차광 조성물이 도포된 인쇄롤을 상기 투명 수지층과 접촉시켜 상기 투명 수지층의 돌출부의 상면에 차광층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 포토마스크의 제조방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 차광층을 형성하는 단계는 상기 S1)과 S2) 단계를 2회 이상 반복하는 단계를 더 포함하는 것인 포토마스크의 제조방법.
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