KR102195658B1 - 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102195658B1 KR102195658B1 KR1020200132749A KR20200132749A KR102195658B1 KR 102195658 B1 KR102195658 B1 KR 102195658B1 KR 1020200132749 A KR1020200132749 A KR 1020200132749A KR 20200132749 A KR20200132749 A KR 20200132749A KR 102195658 B1 KR102195658 B1 KR 102195658B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pattern
- photomask
- semi
- manufacturing
- transmissive film
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 74
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 claims description 18
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000013518 transcription Methods 0.000 claims 2
- 230000035897 transcription Effects 0.000 claims 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 144
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O azanium;cerium;nitrate Chemical compound [NH4+].[Ce].[O-][N+]([O-])=O HKVFISRIUUGTIB-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
- G03F1/56—Organic absorbers, e.g. of photo-resists
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
- G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
- G03F7/2063—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam for the production of exposure masks or reticles
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70275—Multiple projection paths, e.g. array of projection systems, microlens projection systems or tandem projection systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 표시 장치용의 포토마스크에는, 후술하는 바와 같이, 반도체 장치 제조용의 포토마스크와 상이한, 제조 상의 제약이나 특유의 각종 과제가 있다.
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.
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.
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.
(구성 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.
(구성 2)
본 발명의 구성 2는, 상기 보조 패턴의 상기 폭 d가 d≤W1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 구성 1에 기재된 포토마스크이다.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
(구성 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.
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.
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.
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.
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.
따라서, 순수한 해상도(노광 파장, 노광 광학계의 개구수에 의한) 이외의 요소를 고안함으로써, 실효적인 전사 성능을 인출하는 것이 필요해진다.
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.
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.
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.
도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 투명 기판 상에 형성된 전사용 패턴은, 주패턴과, 주패턴의 근방에 배치된 보조 패턴을 포함한다.
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.
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.
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.
구체적으로는, W1(㎛)을 하기 식 (1)
의 관계가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이때 피전사체 상에 형성되는 주패턴(홀 패턴)의 직경 W2(㎛)은
0.6≤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(㎛)을
1.0≤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,
β=W1-W2>0(㎛)
일 때,
0.2≤β≤1.0,
보다 바람직하게는,
0.2≤β≤0.8
로 할 수 있다. 이렇게 할 때, 후술하는 바와 같이, 피전사체 상에 있어서의, 레지스트 패턴의 손실을 저감하는 등의 유리한 효과가 얻어진다.
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.
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.
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.
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.
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.
반투광부가 갖는 광투과율 T1은, 이하와 같이 할 수 있다. 즉, 반투광부에 형성된 반투광막의, 상기 대표 파장에 대한 투과율이 T1(％)일 때,
30≤T1≤80
로 한다. 보다 바람직하게는,
40≤T1≤75
이다. 또한, 투과율 T1(％)은 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.
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.
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.
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)이
0<T3<T1
를 만족하는 것이다. 바람직하게는,
0<T3≤20
를 만족한다. 투과율 T3(％)은 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.
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.
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.
여기에서의 투과율도, 상기와 마찬가지로, 투명 기판의 투과율을 기준으로 했을 때의, 상기 대표 파장의 투과율로 한다.
상기 전사용 패턴에 있어서, 보조 패턴의 폭을 d(㎛)로 할 때, 보조 패턴의 폭 d와 그 부분에 있어서의 광투과율 T1의 사이에,
가 성립될 때에, 발명의 우수한 효과가 얻어진다. 여기서, 
는 보조 패턴을 투과하는 광의 양을 나타내는 팩터(이하, 간단히 팩터라고 칭한다)이다. 식 (2)는 상기 팩터의 적합한 범위를 나타내고, 상기 팩터가 1.5보다 커지면, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 레지스트의 슬릿(slit)부에 있어서의 두께의 손실이 허용 범위를 초과하여 커지고, 상기 팩터가 0.5보다 작아지면, 충분한 해상도가 얻어지지 않는다. 이때, 주패턴의 중심과, 보조 패턴의 폭 방향의 중심 거리를 피치 P(㎛)로 하고, 피치 P는,
1.0<P≤5.0
의 관계가 성립되는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 피치 P는,
1.5<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.
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,
d≥0.7
보다 바람직하게는,
d≥0.8
이다. 또한, d≤W1인 것이 바람직하고, d<W1인 것이 보다 바람직하다.
또한, 보다 바람직하게는, 상기 식 (2)의 관계식은, 다음의 식 (2)-1이며, 더욱 바람직하게는, 다음의 식 (2)-2이다.
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.
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.
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.
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.
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.
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 본 발명의 주패턴, 보조 패턴 외에, 부가적으로 다른 패턴을 사용해도 상관없다.
본 발명의 포토마스크 제조 방법 일례에 대해서, 도 3을 참조하여 이하에 설명한다.
도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 포토마스크 블랭크를 준비한다.
이 포토마스크 블랭크는, 유리 등을 포함하는 투명 기판 상에 반투광막과 저투광막이 이 순서대로 형성되어 있고, 또한 제1 포토레지스트막이 도포되어 있다.
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.
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.
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.
또한, 위상 시프트 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 습식 에칭에 의한 패턴 단면(피에칭면)이 투명 기판 주표면에 대하여 수직에 가까운 것이 바람직하다.
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.
포토마스크 블랭크의 반투광막 상에는 저투광막이 형성된다. 성막 방법으로서는, 반투광막의 경우와 마찬가지로, 스퍼터법 등 공지된 수단을 적용할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이어서, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 레지스트 패턴을 박리한다.
이어서, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 형성된 저투광막 패턴을 포함하는 전체면에 제2 포토레지스트막을 도포한다.
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.
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.
반투광막용의 웨트 에천트는, 반투광막의 조성에 따라서 적절히 선택한다.
이어서, 도 3의 (f)에 도시한 바와 같이, 제2 레지스트 패턴을 박리하여, 도 1에 도시하는 본 발명의 포토마스크가 완성된다.
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.
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.
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.
본 발명은 상기한 본 발명의 포토마스크에, 노광 장치에 의해 노광하여, 피전사체 상에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법을 포함한다.
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.
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.
또한, 사용하는 노광 장치의 광원은, 변형 조명(윤대 조명 등)을 사용해도 되지만, 비변형 조명으로도 발명의 우수한 효과가 얻어진다.
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.
반투광막 및 저투광막의 물리적 성질, 막질, 및 조성에 대해서는, 상기에 기재한 바와 같다.
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.
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.
[실시예]
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.
(비교예 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.
(비교예 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.
(실시예 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.
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.
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.
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.
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.
(포토마스크의 광학적 평가)
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.
보다 정량적으로, 포토마스크를, 광학적인 성능으로부터 평가할 때, 이하와 같은 지표를 사용할 수 있다.
(1) 초점 심도(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.
(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.
(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.
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.
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.
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.
또한, 이 사이드 피크에서 유래하는 레지스트 잔막의 손실을 저감하는 방법에 대해서, 이하에 설명한다.
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.
(비교예 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.
(비교예 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.
(실시예 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Claims (14)
- 투명 기판의 주표면 상에, 노광광의 대표 파장에 대한 투과율 T1이 30~80(%)인 반투광막과, 상기 대표 파장에 대한 투과율이 상기 반투광막보다 작은 저투광막을 적층한 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크로서,
상기 반투광막은 습식 에칭이 가능한 막이고, 300~2000Å 의 막 두께를 갖고, 상기 반투광막은 또한 상기 대표 파장에 대해 굴절률이 1.5~2.9이고, 위상 시프트량이 150~210도이고,
상기 저투광막은 습식 에칭이 가능하고, 광학 농도 OD는 2이상인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 투명 기판의 주표면 상에, 노광광의 대표 파장에 대한 투과율 T1이 30~80(%)인 반투광막과, 상기 대표 파장에 대한 투과율이 상기 반투광막보다 작은 저투광막을 적층한 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크로서,
상기 반투광막은 습식 에칭이 가능한 막이고, 300~2000Å 의 막 두께를 갖고, 상기 반투광막은 또한 상기 대표 파장에 대해 굴절률이 1.5~2.9이고, 위상 시프트량이 150~210도이고,
상기 저투광막은 습식 에칭이 가능하고, 상기 저투광막과 상기 반투광막의 적층 상태로서, 상기 대표 파장의 광에 대한 투과율 T3(%)가 T3≤20이고, 위상 시프트량 φ3가 90도 이하인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 저투광막은, Cr 또는 Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 또는 산화질화탄화물인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반투광막은 Zr, Nb, Hf, Ta, Mo, Ti를 포함한 전이 금속 및 Si를 포함하는 재료, 또는 그 산화물, 질화물, 산화질화물, 탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 저투광막은, 상기 반투광막의 재료에 대해 에칭 선택성을 갖는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 노광광은 i선, h선, 또는 g선을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크에서의 상기 반투광막 및 상기 저투광막을 각각 패터닝하는 것에 의해 전사용 패턴을 구비하는 표시 장치 제조용 포토마스크로서,
상기 전사용 패턴은,
상기 투명 기판이 노출되는 투광부로 이루어지는 직경 W1(㎛)의 주패턴과,
상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부로 이루어지는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과,
상기 전사용 패턴 중 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고,
상기 투광부는 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 반투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고,
상기 저투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막과 상기 저투광막이 적층되어 이루어지고,
다음의 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는,
···(1)
···(2)
표시 장치 제조용 포토마스크. - 제7항에 있어서,
상기 보조 패턴의 상기 폭 d가 d≤W1을 만족하는, 표시 장치 제조용 포토마스크. - 제7항에 있어서,
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, 표시 장치 제조용 포토마스크. - 제9항에 있어서,
상기 직경 W2가 3.0(㎛) 이하인, 표시 장치 제조용 포토마스크. - 제9항에 있어서,
상기 주패턴의 상기 직경 W1과, 상기 피전사체 상의 상기 직경 W2와의 차 W1-W2를 바이어스 β(㎛)라고 할 때, 0.2≤β≤1.0인, 표시 장치 제조용 포토마스크. - 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법으로서,
제1항 또는 제2항에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 저투광막 및 상기 반투광막을 각각 습식 에칭하는 것에 의해 전사용 패턴을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 저투광막은 상기 대표 파장의 광에 대하여 상기 반투광막의 투과율 T1(%)보다 낮은 투과율 T2(%)를 갖고,
상기 전사용 패턴은,
상기 투명 기판이 노출되는 투광부로 이루어지는 직경 W1(㎛)의 주패턴과,
상기 주패턴의 근방에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성된 반투광부로 이루어지는 폭 d(㎛)의 보조 패턴과,
상기 전사용 패턴 중 상기 주패턴 및 상기 보조 패턴이 형성되는 이외의 영역에 배치되고, 상기 투명 기판 상에 적어도 상기 저투광막이 형성된 저투광부를 갖고,
상기 투광부는 상기 투명 기판이 노출되어 이루어지고,
상기 반투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막이 형성되어 이루어지고,
상기 저투광부는 상기 투명 기판 상에 상기 반투광막과 상기 저투광막이 적층되어 이루어지고,
다음의 식 (1) 및 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는,
···(1)
···(2)
표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법. - 제7항에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여 상기 전사용 패턴을 노광하여, 피전사체 상에 홀 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에 기재된 제조 방법에 의한 표시 장치 제조용 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치를 사용하여 상기 전사용 패턴을 노광하여, 피전사체 상에 홀 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2014-146847 | 2014-07-17 | ||
| JP2014146847A JP6581759B2 (ja) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | フォトマスク、フォトマスクの製造方法、フォトマスクブランク及び表示装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170129263A Division KR102168149B1 (ko) | 2014-07-17 | 2017-10-11 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200120599A KR20200120599A (ko) | 2020-10-21 |
| KR102195658B1 true KR102195658B1 (ko) | 2020-12-28 |
Family
ID=55247536
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150098602A KR101837247B1 (ko) | 2014-07-17 | 2015-07-10 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
| KR1020170129263A KR102168149B1 (ko) | 2014-07-17 | 2017-10-11 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
| KR1020200132749A KR102195658B1 (ko) | 2014-07-17 | 2020-10-14 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150098602A KR101837247B1 (ko) | 2014-07-17 | 2015-07-10 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
| KR1020170129263A KR102168149B1 (ko) | 2014-07-17 | 2017-10-11 | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6581759B2 (ko) |
| KR (3) | KR101837247B1 (ko) |
| CN (2) | CN110673436B (ko) |
| TW (3) | TWI690770B (ko) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6259509B1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-01-10 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | ハーフトーンマスク、フォトマスクブランクス及びハーフトーンマスクの製造方法 |
| JP6808665B2 (ja) * | 2017-03-10 | 2021-01-06 | Hoya株式会社 | 表示装置製造用フォトマスク、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 |
| JP6964029B2 (ja) * | 2017-06-06 | 2021-11-10 | Hoya株式会社 | フォトマスク、及び、表示装置の製造方法 |
| TWI659262B (zh) | 2017-08-07 | 2019-05-11 | 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 | 光罩之修正方法、光罩之製造方法、光罩及顯示裝置之製造方法 |
| TWI691608B (zh) * | 2017-09-12 | 2020-04-21 | 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 | 光罩之修正方法、光罩之製造方法、光罩及顯示裝置之製造方法 |
| JP7383490B2 (ja) | 2020-01-07 | 2023-11-20 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | フォトマスク |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014102496A (ja) | 2012-10-25 | 2014-06-05 | Hoya Corp | 表示装置製造用フォトマスク、及びパターン転写方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0315845A (ja) | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | マスク及びマスク作製方法 |
| JP3225535B2 (ja) * | 1991-04-26 | 2001-11-05 | ソニー株式会社 | 位相シフトマスク |
| JPH0683031A (ja) * | 1992-08-31 | 1994-03-25 | Sony Corp | 露光マスク形成方法 |
| JPH0695360A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Fujitsu Ltd | 光学マスク |
| JP3353124B2 (ja) * | 1992-11-27 | 2002-12-03 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトフォトマスク |
| JPH0764274A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Sony Corp | 位相シフトマスク及びその製造方法 |
| JP2000019710A (ja) * | 1998-07-07 | 2000-01-21 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP2000181048A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Sharp Corp | フォトマスクおよびその製造方法、並びにそれを用いた露光方法 |
| JP2002323746A (ja) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位相シフトマスク及び、それを用いたホールパターン形成方法 |
| US7147975B2 (en) * | 2003-02-17 | 2006-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photomask |
| JP3746497B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2006-02-15 | 松下電器産業株式会社 | フォトマスク |
| JP4684584B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2011-05-18 | キヤノン株式会社 | マスク及びその製造方法、並びに、露光方法 |
| JP2005150494A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP4645076B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2011-03-09 | 凸版印刷株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法およびパターン転写方法 |
| JP3971774B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-09-05 | 松下電器産業株式会社 | パターン形成方法 |
| JP3971775B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-09-05 | 松下電器産業株式会社 | フォトマスク |
| JP2007219038A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Hoya Corp | マスクブランク及びフォトマスク |
| JP5611581B2 (ja) * | 2009-12-21 | 2014-10-22 | Hoya株式会社 | マスクブランク及びその製造方法、並びに、転写マスク及びその製造方法 |
| CN103998985B (zh) | 2011-12-21 | 2018-04-03 | 大日本印刷株式会社 | 大型相移掩膜及大型相移掩膜的制造方法 |
| JP6081716B2 (ja) * | 2012-05-02 | 2017-02-15 | Hoya株式会社 | フォトマスク、パターン転写方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
| JP6139826B2 (ja) * | 2012-05-02 | 2017-05-31 | Hoya株式会社 | フォトマスク、パターン転写方法、及びフラットパネルディスプレイの製造方法 |
| JP6093117B2 (ja) * | 2012-06-01 | 2017-03-08 | Hoya株式会社 | フォトマスク、フォトマスクの製造方法及びパターンの転写方法 |
| JP6322250B2 (ja) * | 2016-10-05 | 2018-05-09 | Hoya株式会社 | フォトマスクブランク |
-
2014
- 2014-07-17 JP JP2014146847A patent/JP6581759B2/ja active Active
-
2015
- 2015-06-11 TW TW108100864A patent/TWI690770B/zh active
- 2015-06-11 TW TW104118949A patent/TWI621907B/zh active
- 2015-06-11 TW TW107103718A patent/TWI651585B/zh active
- 2015-07-10 KR KR1020150098602A patent/KR101837247B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-16 CN CN201910982223.5A patent/CN110673436B/zh active Active
- 2015-07-16 CN CN201510418721.9A patent/CN105319831B/zh active Active
-
2017
- 2017-10-11 KR KR1020170129263A patent/KR102168149B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-10-14 KR KR1020200132749A patent/KR102195658B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014102496A (ja) | 2012-10-25 | 2014-06-05 | Hoya Corp | 表示装置製造用フォトマスク、及びパターン転写方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110673436A (zh) | 2020-01-10 |
| CN105319831A (zh) | 2016-02-10 |
| KR20170117987A (ko) | 2017-10-24 |
| CN105319831B (zh) | 2019-11-12 |
| KR20160010322A (ko) | 2016-01-27 |
| KR20200120599A (ko) | 2020-10-21 |
| TW201604643A (zh) | 2016-02-01 |
| KR101837247B1 (ko) | 2018-03-09 |
| TW201816503A (zh) | 2018-05-01 |
| KR102168149B1 (ko) | 2020-10-20 |
| TWI621907B (zh) | 2018-04-21 |
| TW201921091A (zh) | 2019-06-01 |
| CN110673436B (zh) | 2023-10-27 |
| TWI651585B (zh) | 2019-02-21 |
| JP2016024264A (ja) | 2016-02-08 |
| JP6581759B2 (ja) | 2019-09-25 |
| TWI690770B (zh) | 2020-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102195658B1 (ko) | 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크 블랭크 및 표시 장치의 제조 방법 | |
| KR102182505B1 (ko) | 포토마스크 및 표시 장치의 제조 방법 | |
| JP5916680B2 (ja) | 表示装置製造用フォトマスク、及びパターン転写方法 | |
| JP2016071059A5 (ko) | ||
| JP2016024264A5 (ko) | ||
| KR102245531B1 (ko) | 표시 장치 제조용 포토마스크 및 표시 장치의 제조 방법 | |
| JP2016224289A (ja) | 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 | |
| JP7231667B2 (ja) | 表示装置製造用フォトマスクブランク、表示装置製造用フォトマスク及び表示装置の製造方法 | |
| JP7080070B2 (ja) | フォトマスク、及び表示装置の製造方法 | |
| JP6731441B2 (ja) | フォトマスク及び表示装置の製造方法 | |
| JP2019012280A (ja) | フォトマスク、フォトマスクの製造方法、フォトマスクブランク及び表示装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |