KR102288495B1 - Method for manufacturing mask having three or more tone - Google Patents

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Abstract

3-톤 이상의 마스크 제조 방법이 개시된다. 기판에 적어도 둘 이상의 박막층을 형성하고 그 위에 포토레지스트층을 형성한 후 적어도 둘 이상의 서로 다른 두께를 가지는 제1 포토레지스트 패턴을 형성한다. 그리고 제1 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각하고, 제1 포토레지스트 패턴을 일정 두께 제거하여 제2 포토레지스트 패턴을 형성한 후 제2 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각한다.A method of manufacturing a three-tone or more mask is disclosed. After forming at least two or more thin film layers on a substrate and forming a photoresist layer thereon, a first photoresist pattern having at least two or more different thicknesses is formed. Then, at least one or more thin film layers are etched according to the first photoresist pattern, the first photoresist pattern is removed to a predetermined thickness to form a second photoresist pattern, and then at least one or more thin film layers are etched according to the second photoresist pattern.

Description

3-톤 이상의 마스크 제조 방법{Method for manufacturing mask having three or more tone}{Method for manufacturing mask having three or more tone}

본 발명의 실시 예는 마스크 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3-톤(tone) 이상의 구조를 가지는 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a mask, and more particularly, to a method of manufacturing a mask having a structure of three or more tones.

리소그래피(lithography) 노광 공정에서 분해능(resolution) 및 초점심도(DOF, Depth Of Focus)를 향상시키기 위하여 위상반전마스크(PSM, Phase Shift Mask)를 사용하고 있다. 위상반전마스크는 빛을 완전히 차단하는 차광층, 위상 및 투과율이 조절되는 위상반전층, 그리고 빛을 완전히 투과하는 투과층의 3톤 이상의 구조를 포함한다. A phase shift mask (PSM) is used to improve resolution and depth of focus (DOF) in a lithography exposure process. The phase shift mask includes a structure of three or more tones of a light blocking layer that completely blocks light, a phase shift layer whose phase and transmittance are controlled, and a transmission layer that completely transmits light.

도 1a 내지 도 1e는 종래 3-톤 이상의 구조를 가지는 위상반전마스크를 제조하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.1A to 1E are diagrams illustrating an example of a method of manufacturing a phase shift mask having a conventional three-tone or more structure.

도 1a을 참조하면, 투명기판(100) 위에 차광층(110) 및 위상반전층(120)이 순차적으로 형성된다. 그리고 1차 노광 공정을 통해 제1 포토레지스트 패턴(130)을 형성한다.Referring to FIG. 1A , the light blocking layer 110 and the phase shift layer 120 are sequentially formed on the transparent substrate 100 . Then, a first photoresist pattern 130 is formed through a first exposure process.

도 1b를 참조하면, 제1 포토레지스트 패턴(130)을 이용하여 위상반전층(120) 및 차광층(100)을 식각하여, 차광층 패턴을 형성한다.Referring to FIG. 1B , the phase shift layer 120 and the light blocking layer 100 are etched using the first photoresist pattern 130 to form a light blocking layer pattern.

도 1c를 참조하면, 위상반전층(120)의 패턴 형성을 위하여 다시 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상의 2차 노광 공정을 통해 제2 포토레지스트 패턴(130)을 형성한다.Referring to FIG. 1C , after a photoresist is applied again to form a pattern of the phase shift layer 120 , a second photoresist pattern 130 is formed through a secondary exposure process of exposure and development.

도 1d를 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(130)을 이용하여 위상반전층(120)을 식각하여 위상반전층 패턴을 형성한다. Referring to FIG. 1D , the phase shift layer 120 is etched using the second photoresist pattern 130 to form a phase shift layer pattern.

도 1e를 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(130)을 제거하여 3-톤의 구조를 가지는 위상반전마스크를 생성한다.Referring to FIG. 1E , a phase shift mask having a three-tone structure is generated by removing the second photoresist pattern 130 .

이와 같이 투과영역, 위상반전영역, 차광영역 등의 3-톤 이상의 구조를 가지는 위상반전마스크를 제조하기 위해서는 적어도 2번 이상의 노광 공정이 필요하다. 이 외에도, 평판 디스플레이 패널 제작 공정에서 사용되는 MTM(Multi Tone Mask), HTM(Half Tone Mask)의 경우에도 2번 이상의 노광 공정이 필요하다. 특히 MTM은 3회 이상의 노광 공정을 요구한다. In order to manufacture a phase shift mask having a structure of three or more tones such as a transmission region, a phase shift region, and a light blocking region, at least two exposure processes are required. In addition, in the case of MTM (Multi Tone Mask) and HTM (Half Tone Mask) used in the flat panel display panel manufacturing process, two or more exposure steps are required. In particular, MTM requires three or more exposure steps.

2번 이상의 노광 공정을 통해 패턴을 형성하는 경우, 각 노광 공정 간의 위치 정렬도(aligh accuracy)에 따른 결함(defect) 발생 가능성과 노광 복잡성 등이 증가하고, 여러 번의 노광 공정으로 인해 전체 공정 기간이 길어져 마스크 제조 단가가 증가하는 문제점이 존재한다.When a pattern is formed through two or more exposure processes, the possibility of defects and exposure complexity increase according to aligh accuracy between each exposure process, and the entire process period is shortened due to multiple exposure processes. There is a problem in that the mask manufacturing cost increases due to the lengthening.

본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 한 번의 노광 공정을 통해 3-톤 이상의 구조를 가지는 마스크를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.An aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a mask having a structure of three or more tones through a single exposure process.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 3-톤 이상의 마스크 제조 방법의 일 예는, 기판에 적어도 둘 이상의 박막층을 형성하는 단계; 상기 적어도 둘 이상의 박막층 위에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 적어도 둘 이상의 서로 다른 두께를 가지는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 일정 두께 제거하여 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제2 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각하는 단계;를 포함한다.An example of a method for manufacturing a 3-tone or more mask according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is the steps of forming at least two or more thin film layers on a substrate; forming a photoresist layer on the at least two thin film layers; forming a first photoresist pattern having at least two different thicknesses; etching at least one thin film layer according to the first photoresist pattern; forming a second photoresist pattern by removing the first photoresist pattern to a predetermined thickness; and etching at least one thin film layer according to the second photoresist pattern.

본 발명의 실시 예에 따르면, 한 번의 노광 공정으로 3-톤 이상의 구조를 가지는 마스크를 제조할 수 있다. 한 번의 노광 공정을 사용하므로 위치 정렬도는 항상 0의 결과를 얻을 수 있으며, 제조 공정의 단순화를 통해 마스크 제조 단가를 낮추고 제조 공정 시간을 단축할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a mask having a structure of three or more tones may be manufactured through a single exposure process. Since a single exposure process is used, a result of the alignment degree of 0 can always be obtained, and the manufacturing cost can be lowered and the manufacturing process time can be shortened through the simplification of the manufacturing process.

도 1a 내지 도 1e는 종래 3-톤 이상의 구조를 가지는 위상반전마스크를 제조하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법에 사용되는 포토레지스트의 에너지 특성의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조를 위해 노광 에너지를 조정하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 한 번의 노광 공정을 통해 3-톤 이상의 구조를 가지는 마스크 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다. 1A to 1E are views showing an example of a method of manufacturing a phase shift mask having a conventional 3-tone or more structure;
2 is a view showing an example of energy characteristics of a photoresist used in a method for manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an example of a method of adjusting exposure energy for mask manufacturing according to an embodiment of the present invention;
4A to 4E are diagrams illustrating an example of a method of manufacturing a mask having a three-tone or more structure through a single exposure process according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 3-톤 이상의 마스크 제조 방법에 대해 상세히 살펴본다.Hereinafter, a method of manufacturing a 3-tone or more mask according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법에 사용되는 포토레지스트의 에너지 특성의 일 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of energy characteristics of a photoresist used in a method of manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 포토레지스트는 노광 에너지(Exposure Energy)가 일정 값(E0)에 도달할 때까지는 두께(R0)를 그대로 유지하지만 그 이상의 값(>E0)이 되면 두께가 감소하기 시작한다. Referring to FIG. 2 , the photoresist maintains the thickness (R 0 ) as it is until the exposure energy reaches a certain value (E 0 ), but when it reaches a value (>E 0 ) beyond that, the thickness decreases. Start.

노광 에너지가 일정 이상인 지점(E0)부터 포토레지스트의 두께는 노광 에너지가 증가함에 따라 감소한다. 노광 에너지가 계속 증가하여 임계 에너지(Eth)에 이르면, 포토레지스트는 모두 제거된다. 일반적으로 노광 공정에서는 임계 에너지(Eth)의 2배 이상을 사용한다. From the point (E 0 ) where the exposure energy is greater than or equal to a certain level, the thickness of the photoresist decreases as the exposure energy increases. When the exposure energy continues to increase and reaches a critical energy (E th ), the photoresist is all removed. In general, in the exposure process, more than twice the critical energy (E th ) is used.

노광 에너지가 증가할 때 포토레지스트의 두께 감소는 일정한 기울기를 가진다. 예를 들어, 노광 에너지가 E1에 도달하면, 포토레지스트의 두께는 일정량 줄어들어 R1이 된다. 노광 에너지를 조절하면, 포토레지스트의 두께를 원하는 값으로 만들 수 있다. 도 2의 그래프를 통해 남기기 원하는 포토레지스트의 두께에 해당하는 노광 에너지의 크기를 파악할 수 있다. The decrease in the thickness of the photoresist has a constant slope when the exposure energy is increased. For example, when the exposure energy reaches E 1 , the thickness of the photoresist is reduced by a certain amount to become R 1 . By adjusting the exposure energy, the thickness of the photoresist can be made to a desired value. The amount of exposure energy corresponding to the thickness of the photoresist desired to be left can be grasped through the graph of FIG. 2 .

마스크 제조 공정에서 포토레지스트층의 각 영역에 서로 다른 노광 에너지를 입력하여 한 번의 노광 공정으로 적어도 둘 이상의 서로 다른 두께를 가진 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. In the mask manufacturing process, different exposure energies are input to each region of the photoresist layer to form photoresist patterns having at least two different thicknesses in one exposure process.

노광장비 그 자체가 포토레지스트층의 각 영역에 서로 다른 노광 에너지를 출력할 수 있다면 해당 노광장비를 이용하여 두께가 서로 다른 포토레지스트 패턴을 한 번의 노광 공정으로 형성할 수 있다. 그러나 마스크 제조 공정에서 사용하는 대부분의 노광장비는 단일의 노광 에너지를 출력하므로 기존 노광장비만으로 포토레지스트층의 각 영역에 서로 다른 노광 에너지를 입력하기가 어렵다. 이를 해결하기 위한 방법의 일 예가 도 3에 도시되어 있다.If the exposure equipment itself can output different exposure energy to each region of the photoresist layer, photoresist patterns with different thicknesses can be formed in a single exposure process using the exposure equipment. However, since most exposure equipment used in the mask manufacturing process outputs a single exposure energy, it is difficult to input different exposure energy to each region of the photoresist layer only with the existing exposure equipment. An example of a method for solving this is shown in FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조를 위해 노광 에너지를 조정하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a method of adjusting exposure energy for mask manufacturing according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 노광 공정에서는 미리 설계된 패턴을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 가우시안 스팟 빔(Gaussian Spot Beam)을 사용하고 패턴의 크기에 따라 빔의 세기가 조절되는 그레이 톤 방식의 노광장비가 본 실시 예에서 사용될 수 있다. 이 외에도, 실시 예에 따라 다양한 종류의 노광장비를 사용할 수 있다. Referring to FIG. 3 , in the exposure process, a photoresist pattern is formed using a previously designed pattern. A gray tone type exposure apparatus using a Gaussian spot beam and adjusting the beam intensity according to the size of a pattern may be used in this embodiment. In addition to this, various types of exposure equipment may be used according to embodiments.

일반적으로 노광 공정을 위해 설계된 패턴은 노광장비의 광을 그대로 투과시키는 투과영역(300)과 광을 차단하는 차단영역을 포함한다. 본 실시 예는 포토레지스트의 두께를 제어하기 위한 방법의 일 예로 광의 일부(360)를 투과시키는 반투과영역(350)을 포함한다. 다시 말해, 톤이 서로 다른 층의 패턴 영역에 서로 다른 두께의 포토레지스트를 남기기 위하여 패턴 설계시에 반투과영역(350)을 이용한다. In general, a pattern designed for an exposure process includes a transmission region 300 that transmits the light of the exposure equipment as it is and a blocking region that blocks the light. The present embodiment includes a semi-transmissive region 350 that transmits a portion 360 of light as an example of a method for controlling the thickness of the photoresist. In other words, the transflective region 350 is used when designing a pattern to leave photoresists of different thicknesses in the pattern regions of layers having different tones.

예를 들어, 차광층, 위상반전층 및 투과층을 포함하는 위상반전마스크의 경우에 위상반전층 패턴 영역에 포토레지스트를 일정 두께 남기기 위하여 위상반전층 패턴을 반투과영역(350)으로 설계할 수 있다. For example, in the case of a phase shift mask including a light blocking layer, a phase shift layer, and a transmissive layer, the phase shift layer pattern can be designed as a transflective region 350 in order to leave a certain thickness of photoresist in the phase shift layer pattern region. there is.

노광 공정에서 패턴의 투과영역(300)을 통과한 스팟 빔(310)의 노광 에너지(320)는 도 2의 임계 에너지(Eth)보다 더 크므로 투과영역(300)에 해당하는 포토레지스트는 모두 제거(330)되고, 차단영역에 해당하는 포토레지스트는 그대로 남는다. 반면, 반투과영역(350)을 통과한 스팟 빔(360)의 축적된 노광 에너지(370)는 포토레스트가 감소하는 구간(E0~Eth) 사이의 특정 에너지값(E1)을 가지므로 반투과영역(350)에 해당하는 포토레지스트는 일부 두께(380)가 남는다. In the exposure process, the exposure energy 320 of the spot beam 310 passing through the transmission region 300 of the pattern is greater than the critical energy E th of FIG. 2 , so the photoresist corresponding to the transmission region 300 is all After the removal 330, the photoresist corresponding to the blocking region remains as it is. On the other hand, since the accumulated exposure energy 370 of the spot beam 360 that has passed through the semi-transmissive region 350 has a specific energy value (E 1 ) between the sections (E 0 to E th ) in which the photoresist is reduced. A partial thickness 380 of the photoresist corresponding to the transflective region 350 remains.

반투과영역(350)은 빛을 차단하는 차단슬릿(352)을 이용하여 형성될 수 있다. 일 예로, 차단슬릿(352)은 노광장비의 광 스팟 크기(spot size)의 간격으로 배열되며, 차단슬릿(352)의 너비에 따라 광투과율이 달라질 수 있다. 차단슬릿(352)은 본 실시 예와 같은 막대모양 뿐만 아니라 격자모양 등 다양하게 변형가능하다.The semi-transmissive region 350 may be formed using a blocking slit 352 that blocks light. For example, the blocking slits 352 are arranged at intervals of the light spot size of the exposure equipment, and light transmittance may vary according to the width of the blocking slit 352 . The blocking slit 352 is variously deformable, such as a lattice shape as well as a bar shape as in the present embodiment.

예를 들어, 도 2에서 노광장비의 노출 에너지가 E일 때 반투과영역을 통과한 노광 에너지가 E1이 되도록 차단슬릿(352)의 모양, 너비, 개수 또는 간격 등을 조정하여 반투과영역(350)의 광투과율을 조절할 수 있다. 반투과영역(350)에 해당하는 포토레지스트는 완전히 제거되지 않고 일정한 두께가 남는다. For example, in FIG. 2, when the exposure energy of the exposure equipment is E, the shape, width, number, or spacing of the blocking slit 352 is adjusted so that the exposure energy that has passed through the transflective region becomes E 1 in the transflective region ( 350) can be adjusted. The photoresist corresponding to the semi-transmissive region 350 is not completely removed, but a constant thickness remains.

패턴 설계시에 반투과영역(350)의 투과율을 다르게 설계하여 적어도 하나 이상의 서로 다른 두께를 가진 포토레지스트 패턴을 한 번의 노광 공정으로 형성할 수 있다. 예를 들에, 제1 투과율을 가진 반투과영역과 제2 투과율을 가진 반투과영역을 포함하도록 패턴을 설계한 경우에, 한 번의 노광 공정으로 제1 투과율에 해당하는 제1 두께와 제2 투과율에 해당하는 제2 두께를 가진 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다.By designing different transmittances of the semi-transmissive region 350 during pattern design, photoresist patterns having at least one or more different thicknesses may be formed in a single exposure process. For example, when a pattern is designed to include a semi-transmissive region having a first transmittance and a semi-transmissive region having a second transmittance, the first thickness and the second transmittance corresponding to the first transmittance in one exposure process A photoresist pattern having a second thickness corresponding to may be formed.

다른 실시 예로, 반투과영역의 외곽에서 근접효과로 인해 국부적으로 빛의 양이 변하여 레지스터가 불균일하게 남는 것을 보상하기 위하여 반투과영역(350)의 차단슬릿(352)의 전부 또는 일부의 크기를 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 반투과영역(350)의 외곽의 포토레지스트가 다른 영역보다 많이 남는 경우에는 투반투과영역의 외곽에 위치한 적어도 하나 이상의 차단슬릿의 너비를 작게하고 반대의 경우에는 더 크게 할 수 있다. 이 외에, 근접효과를 보상하기 위하여 차단슬릿(352)의 너비 또는 배치간격 등은 다양하게 변형 가능하다.In another embodiment, the size of all or part of the blocking slits 352 of the semi-transmissive area 350 is set to each other in order to compensate for the non-uniformity of the register due to the local change in the amount of light due to the proximity effect at the outer edge of the semi-transmissive area. You can do it differently. For example, when more photoresist outside the transflective region 350 remains than in other regions, the width of at least one or more blocking slits located outside the transmissive region may be decreased, and vice versa. In addition, in order to compensate for the proximity effect, the width or spacing of the blocking slits 352 can be variously modified.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시 예에 따른 한 번의 노광 공정을 통해 3-톤 이상의 구조를 가지는 마스크 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다. 4A to 4E are diagrams illustrating an example of a method of manufacturing a mask having a structure of three or more tones through a single exposure process according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 투명기판(400)에 서로 다른 톤을 가지는 적어도 둘 이상의 박막층(410,420)을 형성한다. 예를 들어, 투명기판(400)에 차광층(410)을 형성하고, 그 위에 부분투과층(420) 또는 위상반전층(420)을 형성할 수 있다. 적어도 둘 이상의 박막층(410,420)은 이 외에도 서로 다른 톤을 가진 다양한 종류의 층으로 구성될 수 있으며, 실시 예에 따라 세 개 이상의 서로 다른 톤의 박막층이 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 4A , at least two or more thin film layers 410 and 420 having different tones are formed on the transparent substrate 400 . For example, a light blocking layer 410 may be formed on the transparent substrate 400 , and a partially transmitting layer 420 or a phase shifting layer 420 may be formed thereon. At least two or more thin film layers 410 and 420 may be formed of various types of layers having different tones, and three or more thin film layers having different tones may be formed according to embodiments.

둘 이상의 박막층(410,420) 위에 본 실시 예 따른 한 번의 노광 공정을 통해 적어도 둘 이상의 서로 다른 두께를 가진 제1 포토레지스트 패턴(430)을 형성한다. 예를 들어, 차광층과 위상반전층을 포함하는 위상반전마스크를 제조하는 경우에 도 1에서 설명한 바와 같이 차광층 패턴(110)을 위한 제1 노광 공정과 위상반전층 패턴(120)을 위한 제2 노광 공정이 필요하다. 이에 반해, 본 실시 예는 제1 박막층 패턴(410)과 제2 박막층 패턴(420)을 형성하기 위한 제1 포토레지스트 패턴(430)을 한 번의 노광 공정으로 생성한다. 즉, 투과영역으로 제1 박막층(410)의 패턴을 설계하고 반투과영역으로 제2 박막층(420)의 패턴을 설계한 후 노광 공정을 통해 서로 다른 두께를 가진 제1 포토레지스트 패턴(430)을 한 번에 형성할 수 있다. A first photoresist pattern 430 having at least two different thicknesses is formed on two or more thin film layers 410 and 420 through a single exposure process according to the present embodiment. For example, in the case of manufacturing a phase shift mask including a light blocking layer and a phase shift layer, as described in FIG. 1 , a first exposure process for the light blocking layer pattern 110 and a first exposure process for the phase shift layer pattern 120 . 2 exposure process is required. In contrast, in the present embodiment, the first photoresist pattern 430 for forming the first thin film layer pattern 410 and the second thin film layer pattern 420 is generated through a single exposure process. That is, after designing the pattern of the first thin film layer 410 as the transmissive region and designing the pattern of the second thin film layer 420 as the semi-transmissive region, the first photoresist pattern 430 having different thicknesses is formed through an exposure process. can be formed at once.

다시 말해, 반투과영역을 포함하여 설계된 패턴을 이용하여 노광 공정을 수행하면, 패턴의 투과영역에 해당하는 포토레지스트층은 모두 제거(460)되고, 패턴의 차단영역에 해당하는 포토레지스트층은 그대로 남는다(450). 반면, 반투과영역에 해당하는 포토레지스트층은 설정된 투과율에 따라 일정 두께가 남는다(470).In other words, when an exposure process is performed using a pattern designed including a semi-transmissive region, all photoresist layers corresponding to the transmissive region of the pattern are removed (460), and the photoresist layer corresponding to the blocking region of the pattern remains intact. remaining (450). On the other hand, the photoresist layer corresponding to the semi-transmissive region has a predetermined thickness according to the set transmittance ( 470 ).

도 4b를 참조하면, 제1 포토레지스트 패턴(430)에 따라 두 박막층(410,420)을 식각하여 제1 톤을 가진 제1 박막층(410)의 패턴을 형성한다.Referring to FIG. 4B , a pattern of the first thin film layer 410 having a first tone is formed by etching the two thin film layers 410 and 420 according to the first photoresist pattern 430 .

도 4c를 참조하면, 제1 포토레지스 패턴(430)의 두께를 일부 제거하여 제2 포토레지스트 패턴(440)을 형성한다. 종래의 마스크 제조 공정에서는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하기 위하여 별도의 노광 공정을 다시 수행하여야 하나, 본 실시 예는 별도의 노광 공정 없이 제1 포토레지스트 패턴(430)을 일정 두께 제거하여 제2 포토레지스트 패턴(430)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 포토레지스트 패턴에서 반투과영역에 해당하는 포토레지스트층의 두께가 R1이면, 제1 포토레지스트 패턴(430)을 R1 두께만큼 제거하여 제2 포토레지스트 패턴(440)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4C , a second photoresist pattern 440 is formed by partially removing the thickness of the first photoresist pattern 430 . In the conventional mask manufacturing process, a separate exposure process must be performed again to form the second photoresist pattern, but in this embodiment, the first photoresist pattern 430 is removed to a predetermined thickness without a separate exposure process to form the second photoresist pattern. A resist pattern 430 may be formed. For example, if the thickness of the photoresist layer corresponding to the transflective region in the first photoresist pattern is R1, the second photoresist pattern 440 may be formed by removing the first photoresist pattern 430 by the thickness R1. can

도 4d를 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(440)에 따라 제2 박막층(420)을 식각하여 제2 톤을 가진 제2 박막층(420)의 패턴을 형성한다. Referring to FIG. 4D , the second thin film layer 420 is etched according to the second photoresist pattern 440 to form a pattern of the second thin film layer 420 having a second tone.

도 4e를 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(440)을 제거하여 투과층, 차광층, 반투과층 또는 위상반전층의 3톤을 가진 마스크를 생성한다. Referring to FIG. 4E , the second photoresist pattern 440 is removed to create a mask having three tones of a transmissive layer, a light blocking layer, a semi-transmissive layer, or a phase shift layer.

본 실시 예의 제조 방법은 위상반전마스크, MTM, HTM 등 3-톤 이상의 구조를 가진 마스크 제조 방법에 적용될 수 있다. The manufacturing method of this embodiment may be applied to a mask manufacturing method having a structure of three or more tones, such as a phase shift mask, MTM, and HTM.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at with respect to preferred embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

350: 반투과영역 352: 차단슬릿
400: 투명기판 410: 제1 박막층
420: 제2 박막층 430: 제1 포토레지스트 패턴350: semi-transmissive area 352: blocking slit
400: transparent substrate 410: first thin film layer
420: second thin film layer 430: first photoresist pattern

Claims (4)

기판에 적어도 둘 이상의 박막층을 형성하는 단계;
상기 적어도 둘 이상의 박막층 위에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
적어도 둘 이상의 서로 다른 두께를 가지는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각하는 단계;
상기 제1 포토레지스트 패턴을 일정 두께 제거하여 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제2 포토레지스트 패턴에 따라 적어도 하나 이상의 박막층을 식각하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는,
광을 그대로 투과시키는 투과영역, 광을 차단하는 차단영역, 광의 일부를 투과하는 반투과영역을 포함하도록 설계된 패턴을 이용하여 한 번의 노광 공정으로 포토레지스트층을 서로 다른 크기의 에너지로 노광시키는 단계;를 포함하고,
상기 반투과영역의 차단슬릿은 노광장치의 스팟 빔의 크기 간격으로 배열되고, 상기 차단슬릿의 너비에 따라 광투과율을 조절하고,
상기 반투과영역의 외곽에서 근접효과로 인해 국부적으로 빛의 양이 변화하여 포토레지스트가 불균일하게 남는 것을 보상하기 위하여 상기 반투과영역의 외곽에 위치한 차단슬릿의 너비를 상기 반투과영역의 다른 차단슬릿의 너비와 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 3-톤 이상의 마스크 제조 방법.forming at least two or more thin film layers on a substrate;
forming a photoresist layer on the at least two or more thin film layers;
forming a first photoresist pattern having at least two different thicknesses;
etching at least one thin film layer according to the first photoresist pattern;
forming a second photoresist pattern by removing the first photoresist pattern to a predetermined thickness; and
Including; etching at least one thin film layer according to the second photoresist pattern;
Forming the first photoresist pattern comprises:
exposing the photoresist layer to different energies in a single exposure process using a pattern designed to include a transmissive region that transmits light as it is, a blocking region that blocks light, and a semi-transmissive region that transmits a portion of light; including,
The blocking slits of the semi-transmissive area are arranged at intervals of the size of the spot beams of the exposure apparatus, and the light transmittance is adjusted according to the width of the blocking slits,
In order to compensate for the photoresist remaining non-uniform due to the local change in the amount of light due to the proximity effect at the outer edge of the transflective region, the width of the blocking slit located outside the transflective region is set to the other blocking slit in the transflective region. 3-tone or more mask manufacturing method, characterized in that the width and different from each other. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 둘 이상의 박막층은,
차광층; 및
부분투과층 또는 위상반전층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3-톤 이상의 마스크 제조 방법.According to claim 1, wherein the at least two or more thin film layers,
light blocking layer; and
Partial transmission layer or phase shift layer; 3-tone or more mask manufacturing method comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 제1 포토레지스트 패턴은 톤이 서로 다른 층의 패턴에 대해 서로 다른 두께의 포토레지스트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 3-톤 이상의 마스크 제조 방법.The method of claim 1,
wherein the first photoresist pattern includes photoresist layers having different thicknesses with respect to the patterns of layers having different tones. 제 1항에 있어서, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는,
서로 다른 층의 패턴에 해당하는 포토레지스트층의 각 영역을 서로 다른 크기의 에너지로 노광시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-톤 이상의 마스크 제조 방법.
The method of claim 1 , wherein the forming of the first photoresist pattern comprises:
and exposing each region of the photoresist layer corresponding to the pattern of the different layers to different energies.
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US5914202A (en) * 1996-06-10 1999-06-22 Sharp Microeletronics Technology, Inc. Method for forming a multi-level reticle
KR20090009618A (en) * 2007-07-20 2009-01-23 엘지디스플레이 주식회사 3tone mask for exposure
KR101168406B1 (en) * 2009-05-26 2012-07-25 엘지이노텍 주식회사 Half tone mask and method of manufacturig the same
JP2010276724A (en) * 2009-05-26 2010-12-09 Hoya Corp Multi-gradation photomask, method for manufacturing the same, and pattern transfer method
JP6139826B2 (en) * 2012-05-02 2017-05-31 Hoya株式会社 Photomask, pattern transfer method, and flat panel display manufacturing method

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