KR102371333B1 - 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

근접 노광 장치를 사용하여 피델리티가 높은 패턴 전사를 행할 수 있는 포토마스크를 제공하는 것이다.
포토마스크(10)는, 투명 기판 상에 형성된 투과 제어막이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크이며, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 갖는다. 상기 투과 제어부는, 상기 포토마스크를 노광하는 노광광에 대하여, 180도를 초과하는 위상 시프트양을 갖는다.

Description

포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법 {PHOTOMASK, PHOTOMASK MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 포토마스크, 포토마스크의 제조 방법, 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

플랫 패널 디스플레이 및 반도체 집적 회로 등의 전자 디바이스의 제작에는, 투명 기판의 하나의 주 표면 상에 차광막 등의 광학막을 패터닝하여 형성된, 전사용 패턴을 갖는 포토마스크가 사용된다.

특히, 반도체 집적 회로(이하, LSI: Large-scale Integrated Circuit) 제조용 포토마스크로서, 하프톤형 위상 시프트 마스크가 알려져 있다. 이 포토마스크는, 바이너리 마스크에 있어서의 차광 영역을, 패턴이 전사되지 않을 정도의 투과율을 갖는 것으로 하고, 투과하는 광의 위상을 180도 시프트시키는 구조로 하여, 해상 성능을 향상시키는 것이다(비특허문헌 1).

한편, 화상 표시 장치에 있어서도, 화소수를 증대시켜, 더 높은 해상도를 갖는 것에 대한 요망이 생겼다는 점에서, 위상 시프트 마스크를, 화상 표시 장치의 제조에 사용하는 시도가 이루어지고 있다(특허문헌 1).

또한, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 사용되는, 다계조의 하프톤 마스크가 알려져 있다. 예를 들어, 투명 기판 상에, 투과율이 20 내지 50％, 위상차가 60 내지 90도인 반투과막 패턴과 차광막 패턴을 구비한다. 이러한 다계조의 하프톤 마스크를 사용함으로써, 1회의 노광으로, 위치에 따라 막 두께가 상이한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있고, 플랫 패널 디스플레이의 제조 공정에 있어서의 리소그래피의 공정수를 삭감하여, 제조 비용을 저감할 수 있다. 이러한 용도의 하프톤 마스크는, 투명 기판, 반투과막, 차광막에 의해 3계조를 실현할 수 있고, 또한 투과율이 상이한 복수의 반투과막을 사용한 4계조 이상의 하프톤 마스크를 실현할 수도 있다(특허문헌 2).

일본 특허 공개 제2014-092727호 공보 일본 특허 공개 제2018-005072호 공보

다나베 이사오, 다케하나 요이치, 호가 모리히사 저, 「포토마스크 전자 부품 제조의 기간 기술」, 초판, 도쿄 덴키 다이가쿠 출판국, 2011년 4월 20일, p.245-246

플랫 패널 디스플레이의 제조 공정에 있어서는, 근접(프록시미티) 노광 방식이 적용되는 경우가 있다. 근접 노광 장치는, 투영(프로젝션) 노광 장치와 비교하면, 해상 성능에 있어서는 미치지 못하지만, 포토마스크와 피전사체(디스플레이 기판 등)의 사이에 결상 광학계를 마련하지 않음으로써 장치 구성이 심플하고, 장치 도입이 비교적 용이하며, 또한 제조상의 비용의 장점이 높다. 이러한 이유에 의해, 근접 노광 장치는 액정 표시 장치의 컬러 필터(CF: Color Filter)에 사용하는 블랙 매트릭스 또는 블랙 스트라이프, 혹은 포토 스페이서(PS: Photo Spacer)의 제조에 주로 적용된다. 또한, 유기 EL 표시 장치의 블랙 매트릭스 등에도 사용할 수 있다.

한편, 플랫 패널 디스플레이의 화소 밀도 증대나 밝기 증대, 전력 절약의 요망에 따라, 제조 공정에 사용하는 포토마스크에 있어서도 전사용 패턴의 미세화 경향이 현저하다. 미세한 패턴의 전사에, 투영 노광 방식을 사용하면, 해상력은 유리하지만, 근접 노광 방식에 의한 상기 장점이 상실되기 때문에, 근접 노광 방식을 적용하면서, 미세한 패턴을 정교하고 치밀하게 전사하는 것이 새로운 과제이다.

본 발명의 제1 양태는,

투명 기판 상에 형성된 투과 제어막이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크이며, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 갖고, 상기 투과 제어부는, 상기 포토마스크를 노광하는 노광광에 대하여, 180도를 초과하는 위상 시프트양을 갖는, 포토마스크이다.

본 발명의 제2 양태는,

투명 기판 상에 형성된 투과 제어막이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크이며, 파장 313 내지 365nm의 파장 영역 내의 파장을 갖는 노광광에 의해 근접 노광하기 위한 포토마스크에 있어서, 상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 갖고, 상기 투과 제어부는, 파장 365nm의 광에 대하여, 180도를 초과하는 위상 시프트양을 갖는, 포토마스크이다.

본 발명의 제3 양태는,

네가티브형 감광성 재료 노광용인, 제1 또는 제2 양태의 포토마스크이다.

본 발명의 제4 양태는,

상기 투과 제어부는, 노광광에 대한 투과율이 10％ 이하인, 제1 내지 제3 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제5 양태는,

상기 전사용 패턴은, 폭 3 내지 10㎛의 라인형 투광부를 갖는, 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제6 양태는,

상기 전사용 패턴은, 피전사체 상의 네가티브형 감광성 재료에, 10㎛ 이하의 폭의 라인형 패턴을 형성하는 것인, 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제7 양태는,

상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부와 상기 투광부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 갖고, 상기 반복 패턴의 반복 피치는 10 내지 35㎛인, 제1 내지 제6 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제8 양태는,

상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부와 상기 투광부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 가지며, 또한 상기 투과 제어부는, 폐쇄된 선으로 둘러싸인 형상을 갖는, 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제9 양태는,

상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 갖고, 또한 상기 투과 제어부는 사각형인, 제1 내지 제7 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제10 양태는,

상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 255도 이상의 위상 시프트양을 갖는, 제1 내지 제9 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제11 양태는,

상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 300도 이상의 위상 시프트양을 갖는, 제1 내지 제10 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제12 양태는,

상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 330도 이하의 위상 시프트양을 갖는, 제1 내지 제11 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제13 양태는,

상기 전사용 패턴은, 블랙 매트릭스 또는 블랙 스트라이프 형성용 패턴인, 제1 내지 제12 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제14 양태는,

상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 있어서, 상기 투과 제어막만이 패터닝되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제1 내지 제13 양태 중 어느 하나인 포토마스크이다.

본 발명의 제15 양태는,

투명 기판 상에 형성된 투과 제어막이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크의 제조 방법이며,

상기 투명 기판 상에, 상기 투과 제어막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,

상기 투과 제어막에 대하여 패터닝을 실시하여, 상기 전사용 패턴을 형성하는 패터닝 공정

을 갖고,

상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 상기 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부를 갖고,

상기 투과 제어부는, 상기 포토마스크를 노광하는 노광광에 대하여, 10％ 이하의 투과율 및 180도를 초과하는 위상 시프트양을 갖는,

포토마스크의 제조 방법이다.

본 발명의 제16 양태는,

제1 내지 제14 양태 중 어느 하나에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,

근접 노광 장치에 의해 상기 포토마스크를 노광하고, 피전사체 상에 형성한 네가티브형 감광성 재료막에, 상기 전사용 패턴을 전사하는 전사 공정

을 갖고,

상기 전사 공정에서는, 프록시미티 갭을 50 내지 200㎛의 범위로 설정한 근접 노광을 적용하는, 플랫 패널 디스플레이용 전자 디바이스의 제조 방법이다.

본 발명에 따르면, 근접 노광 장치를 사용하여, 포토마스크의 전사용 패턴을 보다 정확하게 전사하기 위한 포토마스크를 제공할 수 있다.

도 1은, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 전사용 패턴의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는, 피전사체를 구성하는 유리 기판 상에 블랙 매트릭스가 형성된 상태를 도시하는 단면 설명도이다.
도 3은, 근접 노광 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 4는, 도 1에 도시하는 전사용 패턴이, 충실하게 피전사체 상에 전사되었다고 가정한 경우에, 피전사체 상에 형성되는 블랙 매트릭스의 형상을 예시하는 도면이다.
도 5는, 도 1에 도시하는 전사용 패턴을 갖는 바이너리 마스크를 근접 노광하여, 피전사체 상에 전사될 때, 광의 회절, 간섭의 작용에 의해 형상이 열화된 경우의 전사상을 도시하는 도면이다.
도 6은, 포토마스크(10)와, 근접 노광에 의해 형성되는 전사상을 설명하는 설명도이다.
도 7은, 도 1의 형상, 표 1의 치수를 갖는 전사용 패턴에 대하여, 프록시미티 갭 G를 100㎛로 하여, 투과 제어부의 위상 시프트양을 변화시켰을 때의 전사상에 대한 영향을, 차분 S의 수치와 형상 차이의 분포에 의해 도시한 도면이다.
도 8은, 시뮬레이션에 있어서, 프록시미티 갭 G가 150㎛로 된 경우의, 피델리티에 대하여, 검토를 행한 결과를 도시한다.
도 9는, 시뮬레이션 결과의 표시 방법을 설명하는 설명도이다.
도 10은, 시뮬레이션 결과를 설명하는 설명도이다.
도 11은, 시뮬레이션 결과를 설명하는 설명도이다.
도 12는, 시뮬레이션 결과를 설명하는 설명도이다.
도 13은, 피전사체 상에 형성되는 전사상의 콘트라스트 Co를 산정한 결과를 도시한다.
도 14는, 블랙 매트릭스 형성용의 전사용 패턴의 다른 예를 도시한다.
도 15는, 도 14에 도시하는 전사용 패턴이, 충실하게 피전사체 상에 전사되었다고 가정한 경우에, 피전사체 상에 형성되는 블랙 매트릭스의 형상을 도시한다.
도 16은, 도 14에 도시하는 전사용 패턴을 근접 노광한 경우에 대하여, 도 7, 8에 있어서 행한 것과 마찬가지의 광학 시뮬레이션의 결과를 도시한다.
도 17은, 도 14에 도시하는 전사용 패턴을 근접 노광한 경우에 대하여, 도 7, 8에 있어서 행한 것과 마찬가지의 광학 시뮬레이션의 결과를 도시하는 도면이다.
도 18은, 도 9 내지 도 11과 마찬가지의 시뮬레이션에 의한 결과를 설명하는 설명도이다.
도 19는, 도 9 내지 도 11과 마찬가지의 시뮬레이션에 의한 결과를 설명하는 설명도이다.
도 20은, 도 9 내지 도 11과 마찬가지의 시뮬레이션에 의한 결과를 설명하는 설명도이다.
도 21은, 근접 노광에 있어서 포토마스크를 투과한 노광광이, 피전사체 상의 임의의 일점에 도달하는 모습을 도시하는 모식도이다.

플랫 패널 디스플레이 등, 얻으려고 하는 전자 디바이스의 설계가 고정밀화되어, 밀도가 증대되었을 때, 전자 디바이스를 제조하기 위해 사용하는 포토마스크의 전사용 패턴을, 단순하게 미세화하기만 해서는 문제가 발생한다. 예를 들어, 미세한 패턴 폭(CD: Critical Dimension)을 갖는 블랙 매트릭스의 전사용 패턴을, 근접 노광 방식을 사용하여 노광하면, 사변형 픽셀의 모퉁이부가 둥그스름해지는 등, 전사상에 있어서의 패턴 형상의 열화가 발생하기 쉽다.

도 1은, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 전사용 패턴(35)의 일례를 도시한다. 이 전사용 패턴(35)은, 투명 기판(21)(도 6 참조)에 형성되며, 투과 제어부(36)와 투광부(37)를 갖는다. 투광부(37)는, 투명 기판(21)의 표면이 노출된 라인형 부분이다. 투과 제어부(36)는, 투명 기판(21) 상에 투과 제어막이 형성된 사각형의 형상이며, 투광부(37)를 개재시켜 매트릭스형으로 배치되어 있다. 즉, 폐쇄된 선으로 둘러싸인 형상(여기서는 4개의 모퉁이부를 갖는 사각형)의 투과 제어부(36)가 투광부(37)를 개재시켜, X 방향 및 그것과 수직인 Y 방향으로 규칙적으로 소정의 피치로 배열되어 있다. 모퉁이부는, 도 1에 도시하는 바와 같이 직각인 경우 외에, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 예각이나 둔각이 포함되어 있어도 된다.

그런데, 종래의 포토마스크에 있어서는, 투과 제어부(36)에 상당하는 영역은, 투명 기판(21) 상에 차광막을 형성한 차광부로서 형성되어, 포토마스크를 노광할 때, 실질적으로 노광광을 투과하지 않는 영역이었다. 이 경우, 패턴이 미세화되고, CD가 작아짐에 따라, 근접 노광에 의해 피전사체(51)(도 3 참조) 상에 전사하여 얻어지는 전사상의 형상이 열화되어, 전사용 패턴(35)의 형상을 충실하게 반영하지 않는 것으로 되는 경향이 보였다.

도 5에는, 투광부와 차광부를 포함하는 종래의 포토마스크를, 근접 노광 장치(50)(도 3 참조)에 의해, 피전사체(51)의 표면에 마련된 네가티브형 감광성 재료(이하, 감광성 재료를 편의적으로 레지스트라고도 함)에 전사하였을 때, 얻어지는 블랙 매트릭스(52)의 형상을 예시한다. 이것은, 도 1에 도시하는 전사용 패턴(35)을 노광하였을 때, 충실한 패턴 전사가 행해지지 않은 경우의 일례이다. 도 1과 비교하면, 사각형 모퉁이부에 라운딩이 생기고, 라인형 부분의 형상에도 변화가 생겼다.

이것은, 근접 노광 시에, 전사용 패턴(35)의 에지에 있어서 광의 회절이 생기고, 또한 포토마스크와 피전사체(51)의 간극(즉 프록시미티 갭)에 의해, 피전사체(51) 상에 있어서 복잡한 광의 간섭이 생기기 때문이라고 생각된다. 즉, 피전사체(51) 상에 형성되는 투과광의 광 강도 분포가, 포토마스크의 전사용 패턴(35)을 충실하게 반영하지 않는다고 하는 문제가 있다. 특히 고정밀의 패턴에 있어서 이 경향이 현저하게 보인다.

한편, 차광막 대신에, 노광광에 대하여 소정 범위의 광투과율을 갖고, 노광광의 위상을 180도 시프트시키는, 소위 하프톤형 위상 시프트 마스크는, 주로 투영 노광을 적용하는, 반도체 장치 제조용 마스크(LSI 마스크) 분야에서 적용되고 있다. 그래서, 이 하프톤형 위상 시프트 마스크를, 근접 노광용 포토마스크로서 사용함으로써, 전사용 패턴(35)을 보다 정확하게 전사할 가능성이 고려된다. 그래서, 도 1에 있어서의 투과 제어부(36)로서, 투과광의 위상을 180도 시프트시키는 위상 시프트막을 형성하였을 때의, 패턴의 전사성의 향상을 검토하였다. 그러나, 후술하는 실시 형태에 나타내는 바와 같이, 그 효과는 반드시 기대한 대로는 아니었다.

일반적으로, 근접 노광에 의해 전사상이 형성되는 원리에는 프레넬 회절이 작용하는 것이 알려져 있다. 도 21은, 근접 노광에 있어서 포토마스크(10)를 투과한 노광광이, 피전사체(51) 상의 임의의 일점에 도달하는 모습을 도시하는 모식도이다. 도 21에 있어서, 광파는 실선과 파선의 주기 구조에 의해 표시되고 있다. 실선이 파의 산을, 파선이 파의 골짜기를 각각 나타낸다(산과 골짜기를 역전시켜 생각해도 됨). 슬릿 SL(Slit)을 투과한 광이, 에지에서 회절(돌아 들어감)을 발생시키면서 진행하여, 여러 가지 위상으로 피전사체(51) 상의 도달점에 도달함을 알 수 있다.

도달점의 임의의 일점(x,y)에 있어서의, 광의 진폭 정보 U(x,y)는, 이하의 프레넬 회절식 (1)로 근사된다(J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (3rd Edition), Roberts & Company Publishers(2016), p.66-67).

프레넬 회절식 (1) 중, ξ 및 η는 각각 포토마스크(10) 상의 X 좌표 및 Y 좌표를 나타낸다. 즉 U(ξ,η)는, 포토마스크(10) 상의 좌표(ξ,η)에 있어서의 광의 진폭 정보이다. 또한, z는 프록시미티 갭, λ는 노광광의 파장, k는 파수, j는 허수 단위를 각각 나타낸다.

그리고, 피전사체(51) 상의 소정 면 내의 모든 위치에 있어서의 상기 진폭 정보 U(x,y)를 통합한 것이, 전사상의 광 강도 분포를 결정하여, 피전사체(51) 상에 전사된다.

한편, 포토마스크(10)의 전사용 패턴(35)을 근접 노광할 때, 형성되는 전사상의 해상성, 충실성을 향상시키기 위해서는, 피전사체(51) 상의 광의 위상, 진폭을 최적화하는 것이 유용하다고 생각된다. 이에 의해, 기존의 바이너리 마스크에 있어서 생겼던 프레넬 회절에 대하여, 보다 유리한 광 강도 분포를 발생시킬 수 있을 가능성이 고려된다.

본 발명자의 검토에 따르면, 상기를 고찰할 때, 투영 노광에서 사용되는, 하프톤형 위상 시프트 마스크의 위상 시프트양(180도)이, 반드시 근접 노광에 있어서 최적이지는 않음이 발견되었다.

그리고, 검토 결과, 근접 노광용 전사용 패턴(35)(예를 들어 도 1에 있어서의 투과 제어부(36))을, 위상 시프트 작용이 있는 투과 제어막에 의해 형성하며, 또한 그 위상 시프트양을, 기존의 하프톤형 위상 시프트 마스크보다 큰 값으로 할 때, 피전사체(51) 상에 얻어지는 전사상의 형상 열화를 저감하고, 전사의 충실성을 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다.

[실시 형태 1]

본 실시 형태 1의 포토마스크(10)는, 주면이 직사각형 또는 정사각형인 판형의 투명 기판(21)(도 6)의 일 주면에, 소정의 전사용 패턴(35)(도 1)을 마련하여 구성되어 있다. 투명 기판(21)은, 합성 석영 등의 투명 재료를 가공하여, 주 표면을 평탄, 평활하게 연마한 것이 사용된다. 플랫 패널 디스플레이용 포토마스크에 사용하는 투명 기판(21)으로서는, 주면의 한 변이 300 내지 2000mm, 두께가 5 내지 16mm인 것이 적합하게 사용된다.

포토마스크(10)가 갖는 전사용 패턴(35)을 도 1에 예시한다. 전사용 패턴(35)은, 투명 기판(21) 상에, 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부(36)와, 투명 기판(21)이 노출된 투광부(37)를 포함한다.

여기서, 투과 제어부(36)는, 짧은 변의 치수가 B, 긴 변의 치수가 C인 직사각형이며, 짧은 변 방향으로 D, 긴 변 방향으로 E의 간격을 두고, 매트릭스형으로 배치되어 있다. 즉, 각각의 투과 제어부(36)가, 투광부(37)를 개재시켜, 규칙적으로 배열되며, 긴 변 방향의 피치(긴 변 피치라고도 함)가 Pm1(=C+E), 짧은 변 방향의 피치(짧은 변 피치라고도 함)가 Pm2(=B+D)의, 반복 패턴으로 되어 있다. 본 실시 형태 1에 있어서, 전사용 패턴(35)은, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 블랙 매트릭스(52)(도 4 참조)용 패턴이며, 도 1에 있어서의 종횡으로 연장되는 투광부(37)가, 피전사체(51) 상의 네가티브형 감광성 재료에 전사되어, 얻으려고 하는 블랙 매트릭스(52)로 된다. 도 2에, 피전사체(51)를 구성하는 유리 기판(56) 상에 블랙 매트릭스(52)가 형성된 상태의 단면 설명도를 도시한다.

즉, 포토마스크(10)는, 피전사체 상에, 감광성 재료가 잔존하는 부분과 잔존하지 않는 부분을 형성하는 2계조의 포토마스크이며, 투과 제어부(36)는, 종래의 바이너리 마스크의 차광부에 대응한다.

전사용 패턴(35)의 각 부분의 치수(CD)는, 예를 들어 이하와 같이 하는 것이 바람직하다. 도 1에 있어서 종방향의 라인형 투광부(37)(긴 변 슬릿이라고도 함)의 폭 D는, 3≤D≤10(㎛)

인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는

3≤D≤8(㎛)

더욱 바람직하게는

3≤D≤6(㎛)

이다. 상기에 의해, 플랫 패널 디스플레이에 있어서 개구율이 높은 양호한 블랙 매트릭스(52)가 얻어진다. 이러한 미세한 CD를 갖는 고정밀 패턴이라도 본 발명을 적용하면, 형상 열화가 저감되고, 효과가 현저하다.

또한, 도 1에 있어서 횡방향으로 연장되는 라인형 투광부(37)(짧은 변 슬릿이라고도 함)의 폭 E는, 상기 긴 변 슬릿의 폭 D와 동등해도 되며, 또한 그보다 커도 된다.

예를 들어, 3≤E≤30(㎛)

이어도 된다.

또한, 도 1의 반복 패턴의 짧은 변 피치(반복 피치) Pm2는,

10≤Pm2≤35(㎛)

로 할 수 있다.

보다 바람직하게는,

15≤Pm2≤35(㎛)

로 할 수 있다. 이 정도일 때, 250ppi에서부터 700ppi 정도의, 고정밀의 디스플레이에 적절하게 이용할 수 있다.

한편, 긴 변 피치 Pm1은, 상기 Pm2보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어,

30≤Pm1≤105(㎛)

로 할 수 있다.

또한, 근접 노광에서는, 투영 배율은 설정되지 않으며(즉 등배), 피전사체(51) 상에서의 긴 변 피치 Pp1, 짧은 변 피치 Pp2는, 상기 Pm1, Pm2와 동일하게 된다.

또한, 이러한 전사용 패턴(35)을 사용하여 근접 노광할 때, 프록시미티 갭 G는, 50 내지 200㎛ 정도가 적합하게 사용된다. 그리고, 본 발명에 따르면, 프록시미티 갭 G의 면 내 불균일이 있는 경우에 있어서도, 그에 의해 발생하는 전사상의 면 내 불균일이 저감된다. 근접 노광의 콜리메이션각은 1.5 내지 2.5도 정도가 바람직하다.

상기와 같은 전사용 패턴(35)을 사용하여, 피전사체(51) 상에, 상기 폭 D의 라인형 투광부(37)에 대응하여, 폭 10㎛ 이하의 라인형 패턴을 형성하는 것을 생각해 보자. 예를 들어, 3 내지 10㎛ 폭, 보다 미세한 것으로서는 3 내지 8㎛ 폭, 나아가 3 내지 6㎛ 폭의 패턴을 형성하여, 미세 폭의 블랙 매트릭스(52)로 하는 것을 생각해 보자.

본 실시 형태 1의 포토마스크(10)에 있어서, 투과 제어부(36)를 형성하기 위한 투과 제어막은, 포토마스크(10)를 노광하는 노광광에 대하여, 그 위상을 φ(도) 시프트시키는 작용을 갖는다. 즉, 투과 제어막의 위상 시프트양 φ는,

φ>180(도)

이다.

또한, φ>180, 즉 180도를 초과하는 위상 시프트양이란, 하기 식 (2)에 의해 정의되는 위상 시프트양 φ의 범위를 나타낸다. 식 (2) 중의 M은 부(負)가 아닌 정수를 나타낸다.

180+360M<φ<360+360M(도) … (2)

여기서 포토마스크(10)를 노광하는 노광광이란, 근접 노광 장치(50)(도 3)에 의해, 전사용 패턴(35)을 노광하고, 전사하기 위해 사용하는 광이며, 313 내지 365nm의 범위 내의 파장을 갖는 광이 바람직하게 사용된다. 복수 파장을 포함하는 노광광에 있어서는, 상기 파장 범위에 포함되는 어느 파장(바람직하게는 강도 피크를 갖는 파장)을, 대표 파장으로서 상기 위상 시프트양 φ의 기준으로 할 수 있다.

예를 들어, 313 내지 365nm의 범위 내의 파장을 포함하는 노광광을 사용하는 경우, 단파장측의 313nm를 대표 파장으로 해도 되고, 상기 파장 영역의 중앙값에 가까운 334nm를 대표 파장으로 해도 된다. 또한, 상기 파장 범위의 최장측에 있는 365nm를 대표 파장으로 할 수 있다.

또한, 노광광이, 복수 파장을 포함하는 경우에, 상기 파장 범위에 포함되는 모든 파장에 대하여, φ>180으로 할 수 있다. 또한, 이하에 기재된 바람직한 파장 범위에 대해서도 마찬가지이다.

따라서, 예를 들어 포토마스크(10)는, 파장 313 내지 365nm의 파장 영역 내의 파장을 포함하는 노광광에 의해 근접 노광하기 위한 포토마스크이며, 상기 투과 제어부(36)는, 무엇보다 장파장측의 파장 365nm의 광에 대하여, 180도를 초과하는 위상 시프트양을 갖는 포토마스크로 할 수 있다. 이 경우, 실질적으로, 노광광에 포함되는 상기 파장 범위의 모든 파장에 대하여, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양은 180도를 초과하는 것으로 된다.

혹은, 노광광의 파장이, 365 내지 436nm(i선, h선, g선)를 포함하는 것으로 하는 경우에는, 무엇보다 장파장측의 436nm를 대표 파장으로 하고, 이에 대한, 투과 제어막의 위상 시프트양 φ를, φ>180으로 해도 된다. 나아가, 사용하는 노광광의 파장 영역에 있어서, 무엇보다 강도가 큰 파장을 대표 파장으로 해도 된다. 고압 수은 램프를 노광 광원으로 하여, i선, h선, g선을 사용하는 경우, 가장 강도가 큰 것은 일반적으로 i선이다.

또한, 투과 제어부(36)를 형성하기 위한 투과 제어막은, 노광광에 대하여, 투과율 T를 갖는다. 이 투과율 T는, 투명 기판(21)을 1.0(100％)이라고 하였을 때의 수치이다. 또한, 여기서 말하는 투과율은, 상기 위상 시프트양 φ에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 대표 파장에 대한 것으로 할 수 있다.

투과 제어막의 투과율 T는, 0.1(10％) 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 투과율 T는,

0.01≤T≤0.1

로 할 수 있다. T가 지나치게 작으면, 기존의 바이너리 마스크에 대하여, 후술하는 피델리티 향상 효과가 현저하게 얻어지지 않는다. T가 지나치게 크면, 투과 제어부(36) 중, 에지로부터 먼 영역에 있어서, 차광성이 불충분해지는 리스크가 발생한다.

투과 제어막의 투과율 T 및 위상 시프트양 φ의 상세에 대해서는, 후술한다.

포토마스크(10)를 사용하여, 플랫 패널 디스플레이의 블랙 매트릭스(52)를 형성할 때, 도 1에 있어서, 이점쇄선에 의해 이 플랫 패널 디스플레이를 구성하는 각 픽셀(화소)끼리의 경계선에 대응하는 선을 나타낸다. 이 예에서는, 1개의 픽셀은, 적, 녹 및 청의 합계 3개의 서브픽셀을 포함하고, 한 변의 길이가 A(=Pm1)인 정사각형이다. 도 1에 있어서의 투과 제어부(36)에 대응하는 부분에, 각각 1개의 서브픽셀이 형성된다.

플랫 패널 디스플레이가 액정 디스플레이인 경우, 대향 배치된 컬러 필터 기판과, TFT(Thin-Film-Transistor) 기판의 사이에, 액정을 밀봉하여 제작된다. 블랙 매트릭스(52)는, 컬러 필터 기판의 일면에 형성된다. 예를 들어, 도 1에 있어서의 투과 제어부(36)에 대응하는 부분에, 적, 녹 및 청의 컬러 필터를 형성할 수 있다.

플랫 패널 디스플레이가, 유기 EL(electro-luminescence) 디스플레이인 경우, 도 1에 있어서의 투과 제어부(36)가 마련된 부분에, 적, 녹 및 청의 유기 EL 발광 소자가 형성된다.

어느 경우라도, 블랙 매트릭스(52)는, 서브픽셀간의 혼색이나 광 누출을 방지하여, 플랫 패널 디스플레이에 표시되는 화상ㆍ영상을 선명하게 한다. 고정밀, 즉 개개의 화소가 작고 화소 밀도가 높은 데다가, 밝은 플랫 패널 디스플레이를 실현하기 위해서는, 블랙 매트릭스(52)의 폭을 좁게(예를 들어 3 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 3 내지 8㎛), 또한 설계대로의 형상으로 형성할 필요가 있다.

따라서, 포토마스크(10)가 갖는 전사용 패턴(35)의 형상을, 가능한 한 충실하게(피델리티를 높게 하여), 피전사체(51) 상의 전사상에 반영할 것이 요망된다. 여기서 피델리티란, 포토마스크(10)의 전사용 패턴(35)의 형상이, 피전사체(51) 상에 유지되는 정도를 말하며, 예를 들어 전사용 패턴(35)의 모퉁이부가, 피전사체(51) 상의 전사상에 있어서 라운딩을 발생시키는 정도가 저감되거나, 혹은 전사용 패턴(35)의 라인형 부분이, 전사상에 있어서 굵어지거나, 또는 가늘어지는 정도가 저감된 경우 등에, 피델리티가 향상되었다고 할 수 있다.

상기와 같이, 전사용 패턴(35)은, 폐쇄된 선으로 둘러싸인 투과 제어부(36)가, 라인형 투광부(37)를 개재시켜 배치되어 있다. 이 투과 제어부(36)에 의해, 포토마스크(10)를 사용한 노광 및 현상에 의해 피전사체(51) 상의 감광성 재료가 용출되고, 한편, 이것을 둘러싸는 투광부(37)에 대응하는 부분에는 감광성 재료에 의한 입체 구성물(예를 들어 블랙 매트릭스)이 형성된다. 그리고, 본 발명의 포토마스크(10)는, 이 입체 구성물의 형상 피델리티의 향상에 우수한 효과가 있다.

이하에 있어서는, 도 1에 도시하는 A 내지 E가 표 1에 나타내는 길이인 경우를 예로 들어 설명한다.

본 발명의 포토마스크(10)의 노광에는, 근접 노광 장치(50)가 바람직하게 사용된다. 도 3은, 근접 노광 장치(50)의 구성을 모식적으로 설명하는 설명도이다. 근접 노광 장치(50)는, 광원(57)으로부터 출사된 광을, 조명계(58)를 통하여, 포토마스크(10)의 이면(12)측에 조사하면, 전사용 패턴이 형성된 표면(11)측에 투과하여, 피전사체(51)에 도달한다. 포토마스크(10)와 피전사체(51)의 사이에는, 프록시미티 갭 G가 마련된다.

광원(57)은 고압 수은 램프로 할 수 있다. 고압 수은 램프는 i선, h선, g선에 강한 피크를 갖지만, 본 실시 형태 1의 포토마스크(10)의 노광에는, i선(파장 λ=365nm), 및 그보다 단파장측의 스펙트럼군을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 365nm, 334nm 및 313nm의 피크를 갖는 노광광에 대하여, 양호한 감도 영역을 갖는 네가티브형 레지스트를 사용하는 것이 유용하다.

도 4는, 도 1에 도시하는 전사용 패턴(35)이, 충실하게 피전사체(51) 상에 전사되었다고 가정한 경우에, 피전사체(51) 상에 형성되는 블랙 매트릭스(52)의 형상을 예시한다. 네가티브형 감광성 재료를 사용한 경우, 도 1에 대하여 흑백이 반전된다. 여기서는, 도 4의 형상을, 이상적인 상태의 블랙 매트릭스라고 한다.

한편, 도 5는, 도 1에 도시하는 전사용 패턴(35)을 갖는 바이너리 마스크를 근접 노광하여, 피전사체(51) 상에 전사될 때, 광의 회절, 간섭의 작용에 의해 형상이 열화된 경우의 전사상을 도시한다. 예를 들어, 도 1에 도시하는 투과 제어부(36)를 차광부로 한 종래의 포토마스크에 있어서는, 이러한 형상 열화가 생기기 쉽다. 이 경우, 서브픽셀에 대응하는 부분의 모퉁이부가 둥그스름해지는 등, 전사의 충실도(피델리티)가 불충분하다.

그래서, 도 1에 도시하는 전사용 패턴(35)에 있어서, 투과 제어부(36)에 사용한 투과 제어막을, 소정의 투과율 T와 위상 시프트양 φ를 갖는 것으로 하였을 때, 전사상의 피델리티가 어떻게 변화하는지를, 프레넬 회절을 이용한 광학 시뮬레이션에 의해 검증하였다.

즉, 상기 전사용 패턴(35)을, 근접 노광에 의해 노광하였을 때, 피전사체(51) 상에 형성되는 노광광의 광 강도 분포를 광학 시뮬레이션에 의해 구하여, 보다 좋은 전사 조건을 찾아냄과 함께, 투과 제어막의 투과율 T 및 위상 시프트양 φ에 의한, 상기 전사상에 대한 영향을 검토하였다.

도 6을 사용하여, 포토마스크(10)와, 근접 노광에 의해 형성되는 전사상을 설명한다. 도 6의 (a)에는, 포토마스크(10)를 투과 제어부(36)의 짧은 변 방향을 따라 절단한 모식 단면도를 도시한다. 도 1을 사용하여 설명한 바와 같이, 투과 제어부(36)의 폭은 B, 투광부(37)의 폭은 D라고 한다. 여기서는, 블랙 매트릭스(52)의 폭에 대응하는 D의 치수는, 10㎛ 이하의 미세 치수이다.

도 6의 (b)는, 포토마스크(10)의 이면측에서 근접 노광 장치(50)에 의해 노광하였을 때, 피전사체(51) 상에 형성되는 광 강도 분포를 도시한다. 횡축은 피전사체(51) 상의 위치를 나타내고, 종축은 광 강도를 나타낸다.

광 강도 역치 Ith는, 현상에 의해, 피전사체(51) 상의 네가티브형 감광성 재료에, 폭 D의 블랙 매트릭스(52)를 형성할 때의, 광 강도의 역치에 상당한다. 이때, 현상 거동을 완전한 가용과 완전한 불용으로 2치화할 수 있는, 이상적인 현상 모델을 고려하는 경우, Ith는 네가티브형 감광성 재료가 완전 불용으로 되는 광 강도의 역치이다.

라인 앤 스페이스 패턴 등의, 명암이 교대로 반복되는 반복 패턴에 있어서는, 일반적으로 전사상의 우열을 콘트라스트라고 불리는 지표에 의해 평가한다. 콘트라스트값이 높을수록, 명부와 암부의 광 강도차가 명확하다. 포토리소그래피는, 이 명암의 차를 이용하여 전사 정보를 피전사체(51) 상에 베이킹하는 방법이기 때문에, 일정값 이상의 콘트라스트를 갖는 것이 선호된다.

콘트라스트의 정량화에는 몇 가지 방법이 존재하는데, 차이에 주목하는 방법으로서는, Michelson Contrast에 의한 정량화가 널리 이용된다. Michelson Contrast는 명부의 광 강도를 I1, 암부의 광 강도를 I2라고 하였을 때, {(I1-I2)/((I1+I2)}로서 정의된다. 본 발명에 있어서는, 명부의 광 강도를 나타내는 지표로서 이미 Ith를 정의하였다. 한편, 암부에 대해서는, 투과 제어부(36)의 성질에 따라 크게 지배된다는 것이, 도 6의 (b)로부터도 명확하다. 도 6의 (b)에서는, 암부 B가 충분히 어두운 경우를 상정한, I2가 0에 가까운 경우를 도시하고 있지만, 후술하는 바와 같이 투과 제어막에 유의한 투과율 T를 갖게 한 경우, 이 암부는, 포토마스크 상에 배치되는 위치, 혹은 피전사체 상에서 작용하는 위치에 따라서는, 무시할 수 없는 광 강도로서 움직이는 경우가 있다.

이상을 근거로 하여, 여기서는, 본 실시 형태 1에 있어서의 콘트라스트 Co를 식 (3)에 의해 정의하고, 투과 제어부(36)의 투과율 T나, 위상 시프트양 φ가 상기 광 강도 분포에 끼치는 영향을 조사한다.

여기서, Ith는, 상기한 바와 같이, 피전사체(51) 상의 레지스트막이 현상에 의해 불용으로 되는 광 강도의 역치에 상당한다. 그리고, 피전사체(51) 상에 폭 D를 갖는 전사상을 형성하는 것을 상정한 것이다.

T는, 투과 제어부(36)의 노광광에 대한, 위상 효과를 고려하지 않는, 투과 제어막 고유의 막투과율이며, 투과율이 100％일 때, T를 1로 하는 수치이다.

식 (3)에 있어서 콘트라스트 Co는, Ith와 T의 Michelson Contrast를 나타낸다. 즉, T의 값이 Ith에 대하여 무시할 수 없는, 충분한 비율을 가지면, 분모에 대하여 분자가 상대적으로 작아져, 콘트라스트 Co도 작아진다. 이때, 기대되는 피델리티 개선 효과와는 별도로, 이하와 같은 우려가 생길 것을 예상할 수 있다.

레지스트는 네가티브형일 때, 노광광이 조사됨으로써 가교 반응이 진행되고, 현상에 의해 용출되지 않는 상태로 된다.

이상적인 모델을 제외하고, 현실의 감광성 재료에 있어서는 많든 적든 간에 어중간한 광반응이나, 그에 따른 어중간한 현상 거동이 존재한다. 결과로서, 피전사체(51) 상에 있어서 최종적으로는 레지스트에 의한 구조물이 불필요하게 되는 부분(예를 들어 블랙 매트릭스(52)를 형성해야 하는 것은 아닌 부분)에서 부분적으로 가교 반응이 진행되어, 현상 후에 잔사가 체류할 리스크가 고려된다. 즉, 투과율 T의 값이 Ith에 가까우면, 상기 구조물이 불필요하게 되는 부분에서의 가교 반응, 나아가 잔사 체류의 리스크가 상승하는 경우가 있을 수 있다. 이것을 피하기 위해, 투과 제어부(36)의 투과율 T가, 노광에 의한 광 강도 역치 Ith의 2할을 초과하지 않는 범위인 것이 바람직하다. 투과율 T가, 노광에 의한 광 강도 역치 Ith의 2할인 경우의 콘트라스트 Co2는, 식 (4)에 의해 산출된다.

즉, 콘트라스트 Co는 0.667 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 노광 공정이나 그 후의 현상 공정에서 생길 수 있는 변동(조사 강도의 변동, 현상의 면 내 불균일 등)이 생길 가능성을 고려하면, 보다 우수한 수율을 얻기 위해서는, 투과 제어부(36)의 투과율 T가, 노광에 의한 광 강도 역치 Ith의 1할 이하인 것이 보다 바람직하다. 투과율 T가, 노광에 의한 광 강도 역치 Ith의 1할인 경우의 콘트라스트 Co1은, 이하의 식 (5)에 의해 산출된다.

즉, 콘트라스트 Co는 0.818 이상인 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 상기 식 (4), (5)로부터 명백한 바와 같이, 이들 바람직한 콘트라스트 Co의 값은, Ith의 값에 의존하지 않는다.

또한, 포토마스크(10)에 형성된 전사용 패턴(35)이, 피전사체(51)에 반영되는 정도(피델리티)를, 보다 직접적으로 평가하기 위해, 시뮬레이션에 의해, 근접 노광에 의해 피전사체(51) 상에 형성되는 전사용 패턴(35)의 전사상을 얻고, 얻어진 전사상과 전사용 패턴(35)의 형상 차이를 정량화하여, 차분 S로서 산출한다.

차분 S는, 포토마스크(10) 상의 전사용 패턴(35)의 형상과, 피전사체(51) 상에 형성된 전사상의 형상이 상이한 면적에 대응한다. 차분 S는, 식 (6)에 의해 정의된다. 차분 S가 0에 가까울수록, 포토마스크(10) 상의 전사용 패턴이, 피전사체(51)에 충실하게 전사되는, 소위 피델리티가 좋은 상태이다.

S=S1+S2 … (6)

여기서, S1은, 포토마스크(10)의 전사용 패턴(35)이 충실하게 전사되면 블랙 매트릭스(52)를 구성하는 영역으로 되지만, 시뮬레이션에 의해 얻어진 전사상에서는, 광 강도가, 노광에 의한 광 강도 역치 Ith 미만이기 때문에, 블랙 매트릭스(52)를 구성하지 않는 영역으로 되는 면적을 의미한다.

한편, S2는, 포토마스크(10)의 전사용 패턴(35)이 충실하게 전사되면 블랙 매트릭스(52)를 구성하지 않는 영역이지만, 시뮬레이션에 의해 얻어진 전사상에서는, 광 강도가 역치 Ith를 상회하여, 블랙 매트릭스(52)를 구성하는 영역으로 되는 면적을 의미한다.

즉, S1, S2는 각각, 충실한 전사로부터의 마이너스측, 플러스측의 오차(일탈분)의 절댓값이라고 생각할 수 있으며, 그 합계를 여기서는 평가한다. 또한, S1, S2의 수치는, 680픽셀 사방으로 출력하였을 때의 상기 일탈 부분의 픽셀수를 산정하여, 이것에 픽셀 단위 면적의 u를 곱셈한 것으로서 정량화하였다.

도 7은, 도 1의 형상, 표 1의 치수를 갖는 전사용 패턴(35)에 대하여, 프록시미티 갭 G를 100㎛로 하여, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양을 변화시켰을 때의 전사상에 대한 영향을, 시뮬레이션에 의해, 차분 S의 수치와 형상 차이의 분포(도 7의 (b) 내지 (f))에 의해 나타낸 것이다. 구체적으로는, 투과율을 제로로 한 바이너리 마스크의 비교예 1과 함께, 투과 제어부(36)의 투과율을 0.03(3％)으로 하여, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양을, 0도, 90도, 180도, 270도의 각각의 경우에 대한 차분 S 및 차분 S에 대응하는 형상 차이의 분포로서 구하고 있다. 또한, 여기서의 노광에 의한 광 강도 역치 Ith는 피전사체(51) 상에서 미세 폭의 블랙 매트릭스(52)에 상당하는 부분(도 1의 투광부(37)의 폭 D에 대응하는 부분)이, 6㎛가 되도록 설정하였다.

전사용 패턴(35)의 형상 (a)에 대하여, 상기 S를 산출하기 위한 형상 차이의 분포, 및 그것을 정량화한 S의 수치를 보면 이하의 것을 알 수 있다. (b)의 비교예 1(바이너리 마스크, 이하 간단히 「바이너리」라고도 함)이나 (c)의 참고예 1(위상 시프트가 없는 하프톤 마스크, 이하 「위상차가 없는 HTM」이라고도 함)에 비하여, 위상 시프트양을 180도보다 크게 한 (f)의 실시예 1은, 차분 S의 수치가 가장 낮고, 피델리티가 우수하다.

(e)에 도시하는, 위상 시프트양 180도의 소위 하프톤형 위상 시프트 마스크(이하 「180도 PSM」이라고도 함)를 사용하여 투과 제어부(36)로 한 참고예 3은, (b)에 도시하는 비교예 1의 바이너리 마스크보다 피델리티가 낮았다.

상기 경향은, 도 7의 형상 차이의 분포로부터, 시각적으로도 파악할 수 있다. 즉, 본 실시 형태 1의 포토마스크(10)는, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양을, 180도를 초과하는 수치로 함으로써, 종래의 어느 포토마스크보다, 우수한 전사상을 얻을 수 있는 것임이 밝혀졌다.

일반적으로, 근접 노광 방식은, 프록시미티 갭을 소정값(예를 들어 100㎛)으로 설정하여 행하는데, 포토마스크(10)의 면 내 전역에 걸쳐, 피전사체(51)와의 거리를 이 수치로 설정하기는 현실적으로는 불가능하다. 예를 들어, 큰 사이즈의 플랫 패널 디스플레이용 포토마스크(10)에 있어서는, 근접 노광 시에 자중에 의한 휨이 발생하기 때문에, 포토마스크(10)의 중심 부근과, 외측 에지 부근에서는, 프록시미티 갭이 상이한 경우가 생기고 있다. 혹은, 이 휨을 저감할 목적으로, 포토마스크(10)에 가중을 가하는 보유 지지 기구 등에 의해, 보다 복잡한 프록시미티 갭의 면 내 분포(변동)가 생기는 경우도 있다.

그래서, 상기 시뮬레이션에 있어서, 프록시미티 갭 G가 150㎛로 된 경우의 피델리티에 대하여 검토를 행한 결과를, 도 8에 도시한다. 이 경우, 150㎛라고 하는 프록시미티 갭은 면 내 분포 등에 의해 의도치 않게 생긴 것이기 때문에, 노광에 의한 광 강도 역치에는, 의도하여 설정한 소정 프록시미티 갭 값인, 100㎛에 있어서 도출한 Ith의 값을 사용한다.

도 8에 따르면, 도 7과 마찬가지로, (b)에 도시하는 바이너리 마스크나, (e)에 도시하는 180도 PSM과 비교하여, (f)에 도시하는 실시예 2의 포토마스크(10)에 있어서는 형상 차이가 작고, 우수한 피델리티를 나타내고 있다.

상기로부터는, 근접 노광용 포토마스크(10)에, 위상 시프트막을 적용하여, 위상 시프트 효과에 의한 해상성의 향상을 얻고자 한 경우에, 그 위상 시프트양은, 투영 노광 방식에 있어서 확립되어 있는 180도의 위상 시프트가 반드시 최적은 아니라는 것이 밝혀졌다. 즉, 근접 노광 방식에서 이용하는 위상 시프트 작용은, 그 위상 시프트양이 180도를 초과하였을 때, 보다 우수한 피델리티를 나타냄이 판명되었다. 특히, 이 경우, 프록시미티 갭 G의 변동에 대하여, 전사상의 형상 안정성이 두드러지게 우수함을 알 수 있었다. 이 점은, 실시예 1과 실시예 2의 차이(즉 도 7의 (f)와 도 8의 (f)의 차분 S의 차이)가 작다는 점으로부터도 이해할 수 있다.

이어서, 얻어지는 전사상의 피델리티에 대하여, 더욱 상세한 광학 시뮬레이션을 나타낸다.

이하의 광학 시뮬레이션은, 도 1의 전사용 패턴(35)에 있어서, 위상 시프트양 φ와 투과율 T가 각각 변화하였을 때, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ, 투과율 T와, 전사상의 콘트라스트 Co, 차분 S의 상관에 대하여 조사한 것이다.

도 9는, 시뮬레이션 결과의 표시 방법을 설명하는 설명도이다. 시뮬레이션은, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ와 투과율 T의 조합을 여러 가지로 변경하여 실시한다. 도 9에 있어서, 횡축은 위상 시프트양 φ(도)를 나타내고, 종축은 투과율 T를 나타낸다. 경계를 파선으로 나타내는 하나하나의 직사각형 프레임이, 각각의 시뮬레이션 조건을 나타낸다.

굵은 선으로 둘러싼 K부는, 투과 제어부(36)의 투과율 T가 0, 즉 투과 제어부(36)가 광을 투과하지 않는, 바이너리 마스크를 나타낸다. 굵은 선으로 둘러싼 L부는, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 360도, 즉 0도이며, 위상차가 없는 HTM을 나타낸다. 굵은 선으로 둘러싼 M부는, 180도 PSM을 나타낸다. 굵은 선으로 둘러싼 N부는, 위상 시프트양 φ가 180도 초과 360도 미만인 투과 제어부(36)를 나타낸다. 이후의 설명에 있어서는 N부에 해당하는 투과 제어부(36)를 구비하는 포토마스크(10)를, 과시프트각 위상 시프트 마스크라고도 한다.

시뮬레이션에서는, 노광광으로서, 파장이 313nm, 334nm 및 365nm인 광(강도비 0.25:0.25:0.5)을 포함하는 브로드 파장 영역의 노광 조건을 적용하였다. 이들은, 고압 수은 램프의 방사 스펙트럼 중, 블랙 매트릭스(52) 등의 제조에 적용되는, 네가티브형 레지스트가 갖는 감광 영역에 적합한 i선 이하의 주요한 피크 성분이다. 투과율 T 및 위상차 φ는, 시뮬레이터 특성에 의해, 파장마다 소정값과 일치하고 있다. 또한, 프록시미티 갭 G는 100㎛로 하였다.

또한, 포토마스크(10)의 전사용 패턴(35)은, 도 7에 대하여 설명한 것과 동일하다.

그리고, 본 시뮬레이션에서는, 상기 각 시뮬레이션 조건에 있어서의 콘트라스트 Co와 차분 S의 값을 산출하여, 도 9의 파선으로 나타내는 각 직사각형 프레임에 대응지었다.

도 10 내지 도 12는, 시뮬레이션 결과를 설명하는 설명도이다. 도 10은, 프록시미티 갭 G가 100㎛인 경우를 나타내며, 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 과시프트각 위상 시프트 마스크에 의한 차분 S가, 동일한 투과율(0.03)을 갖는 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM과 비교하여 작으며, 또한 바이너리보다 작은 영역을 나타낸다.

즉, 굵은 선 내의 영역은, 과시프트각 위상 시프트 마스크에 있어서의, 전사의 피델리티가, 바이너리, 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM의 어느 것보다 우수한 영역이다.

도 11은, 프록시미티 갭 G를 150㎛로 한 것 이외에는, 도 10과 동일한 조건에서 행한 시뮬레이션 결과를 도시한다. 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 상기와 동일한 기준으로, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가, 바이너리, 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM의 어느 것보다 우수한 영역을 나타낸다.

일반적으로 프록시미티 갭 G가 설정값보다 커지면, 전사상의 열화는 현저해지는 경향이 있다. 이 점은, 도 7, 도 8로부터도 파악할 수 있다. 그러나, 본 발명의 과시프트각 위상 시프트 마스크에 따르면, 프록시미티 갭 G가 면 내에서 변화하여, 설정값보다 커져도, 기존의 포토마스크에 비하여, 안정된 피델리티를 가진 높은 전사성을 나타냄을 알 수 있다.

도 12의 일점쇄선으로 둘러싸인 영역은, 도 10 및 도 11에 있어서, 굵은 선으로 둘러싸인 부분의 화집합을 나타낸다. 즉, 프록시미티 갭 G가, 100㎛ 또는 150㎛의 어느 경우에 있어서, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가 다른 포토마스크(10)보다 높은 영역을 나타낸다. 또한, 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 도 10 및 도 11의 어느 경우에 있어서도 굵은 선으로 둘러싸인 부분, 즉 공통 집합을 나타낸다. 즉, 프록시미티 갭 G가 100㎛와 150㎛의 어느 경우에 있어서도, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가 높은 영역을 나타낸다.

도 12로부터, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 180도를 초과하는, 과시프트각 위상 시프트 마스크가, 기존의 포토마스크보다 유리한 피델리티를 갖는 것임을 알 수 있다.

또한, 도 10에 따르면, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 255도 이상일 때, 이 프록시미티 갭 G일 때의 피델리티가 유리함을 알 수 있다.

또한, 도 10에 따르면, 투과 제어부(36)의 투과율 T가 0.06 이하이면, 양호한 피델리티를 얻기 위한 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ의 선택 범위가 넓다.

또한, 도 11에 따르면, 프록시미티 갭이, 면 내 분포 등에 의해 의도하지 않게 넓어진 경우에 있어서도, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 330도 이하의 넓은 과시프트각 범위에서 양호한 피델리티가 얻어진다.

또한, 도 10 내지 도 12에 따르면, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ는 255도 이상 330도 이하일 때, 프록시미티 갭 G의 변동에 의한 피델리티에의 영향이 작다는 이점이 있고, 위상 시프트양 φ가 270도 이상일 때에는, 그 이점이 보다 현저하다.

또한, 투과율 T를 0.06 이하로 하면, 프록시미티 갭 G의 변동에 상관없이, 유리한 피델리티가 얻어지기 위한 위상 시프트양 φ의 선택 범위가 넓다.

나아가, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 위상 시프트양 φ를 270도 이상으로 하면, 유리한 피델리티가 얻어지기 위한 투과율 T의 선택 범위가 넓다.

또한, 도 13에는, 피전사체(51) 상에 형성되는 전사상의 콘트라스트 Co를 산정한 결과를 도시한다. 굵은 선으로 둘러싼 W부는, 콘트라스트 Co가 0.667 이상으로 되는 영역(단 0.818 미만)이며, 또한 굵은 선으로 둘러싼 V부는, 콘트라스트 Co가 0.818 이상으로 되는 영역이다. 즉, 영역 W는, 상기 식 (4)에 의한 바람직한 범위이고, 영역 V는, 상기 식 (5)에 의한 보다 바람직한 범위이다.

따라서, 상술한 유리한 피델리티가 얻어지는 바람직한 위상 시프트양 φ나 투과율 T의 조건에 추가하여, 나아가 도 13에 있어서의, 유리한 콘트라스트 Co의 범위를 함께 고려함으로써, 보다 바람직한 전사성이 얻어짐을 알 수 있다.

예를 들어, 과시프트각 위상 시프트 마스크에 있어서 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 225도 이상일 때, 콘트라스트가 양호한 전사상을 얻기 위한 적용 투과율 T의 범위가 넓어지고, 위상 시프트양 φ를 270도 이상으로 하면, 더 넓어지는 유리한 효과가 얻어짐을 알 수 있다.

또한, 투과율 T의 값은, 상기한 바와 같이 0.1 이하인 것이 바람직하지만, 특히 0.01≤T≤0.09

이면, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ의 넓은 범위에 있어서, 콘트라스트가 양호한 전사상이 얻어진다.

투과율 T는,

0.01≤T≤0.08

이면 그 이점이 보다 현저하다.

또한, 투과율 T는,

T≤0.05

이면, 더욱 바람직한 콘트라스트 Co가 얻어지고,

T≤0.04

이면, 바람직한 콘트라스트를 얻기 위한, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ의 선택 범위가 높다.

[실시 형태 2]

도 14는, 포토마스크(10)가 갖는 전사용 패턴(35)의 설계 형상을 실시 형태 1로부터 변경한 경우를 도시한다. 즉, 이 포토마스크(10)가 갖는 전사용 패턴(35)은, 직사각형 대신에 평행사변형의 반복 패턴을 갖는다. 예를 들어, 플랫 패널 디스플레이의 서브픽셀의 형상이 평행사변형인 경우의 설계로 한다.

도 14에 있어서는, 투과 제어부(36)는 저변의 길이가 C, 높이가 B, 예각 부분의 각도가 45도, 둔각 부분의 각도가 135도인 평행사변형이다. 투과 제어부(36)는, 높이 방향에 D, 저변을 따르는 방향에 E의 간격을 두고, 매트릭스형으로 배치되어 있다. 본 실시 형태 2의 전사용 패턴(35)은, 이들 패턴의 디자인 변경 외에는, 특기하는 것 이외에 있어서 실시 형태 1과 마찬가지로 하고, 또한 여기서의 A 내지 E의 치수는, 표 1에 나타내는 치수와 동일하게 한다.

도 15는, 도 14에 도시하는 전사용 패턴(35)이, 충실하게 피전사체(51) 상에 전사되었다고 가정한 경우에, 피전사체(51) 상에 형성되는 블랙 매트릭스(52)의 형상을 도시한다. 이것을, 이상적인 상태의 블랙 매트릭스(52)라고 한다. 단, 실제로 도 14의 전사용 패턴(35)을 근접 노광하면, 피전사체(51) 상의 전사상에는, 광의 회절, 간섭에 의한 형상 열화가 생긴다.

여기서, 도 14에 도시하는 전사용 패턴(35)을 근접 노광한 경우에 대하여, 상기 도 7, 도 8에 있어서 행한 것과 마찬가지의 광학 시뮬레이션의 결과를, 도 16, 도 17에 도시한다.

즉, 도 14의 전사용 패턴(35)에 대하여, 간격 D를 6㎛, 프록시미티 갭 G를 100㎛로 한, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양을 변화시켰을 때의, 전사상과 차분 d를, 도 16의 (b) 내지 (e)에 도시한다. 구체적으로는, 투과율을 제로로 한 바이너리 마스크의 비교예 4와 함께, 투과 제어부(36)의 투과율을 0.03(3％)으로 하여, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양을, 0도, 90도, 180도, 270도의 각각의 경우에 대한 차분 d로서 구하고 있다. 또한, 여기서도, Ith는, 미세 폭의 블랙 매트릭스(52)(전사용 패턴(35)의 D에 상당하는 부분)가, 6㎛가 되도록 광 강도를 규격화하였다. 근접 노광의 콜리메이션각은 2.0도로 하였다. 시뮬레이션 조건은, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지로 하였다.

또한, 도 17은 프록시미티 갭 G가 150㎛인 것 외에는, 도 16과 동일한 조건에서 시뮬레이션한 결과를 도시한다.

도 16, 도 17에 따르면, 바이너리 마스크나, 180도 PSM과 비교하여, 차분 d의 값에 따라, 실시예 3 및 실시예 4의 과시프트각 위상 시프트 마스크의 전사 피델리티가 우수함을 알 수 있다. 또한, 도 16에 따르면 프록시미티 갭 G가 100㎛인 경우에는, 실시예 3보다 위상차가 없는 HTM의 피델리티가 약간 좋기는 하지만, 도 17에 따르면, 프록시미티 갭 G가 150㎛로 되면, 실시예 4의 차분 d의 수치가 보다 우수한 것으로 된다. 또한, 근접 노광에 있어서, 면 내의 위치에 따라 상이한 프록시미티 갭 G가 형성될 때, 그 프록시미티 갭 G의 변동에 따라, 차분 d의 변화량이 작다는 점도, 실시예 3, 4로부터 이해할 수 있다. 이 점은, 특히 플랫 패널 디스플레이의 제조에 있어서, 전사되는 패턴의 면내 균일성을 유지한다는 점에서, 매우 의의가 크다.

도 18 내지 도 20은, 상기 도 9 내지 도 11과 마찬가지의 시뮬레이션에 의한 결과를 설명하는 설명도이다.

도 18은, 프록시미티 갭 G가 100㎛인 경우를 도시하며, 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가, 바이너리, 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM의 피델리티보다 우위인 영역을 나타낸다.

즉, 굵은 선 내의 영역은, 과시프트각 위상 시프트 마스크에 있어서의, 상기 차분 d가, 바이너리보다 작으며, 또한 동일한 투과율을 갖는 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM의 어느 것보다 작은 영역이다.

도 19는, 프록시미티 갭 G를 150㎛로 한 것 이외에는, 도 18과 동일한 조건에서 행한 시뮬레이션 결과를 도시한다. 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가, 바이너리, 위상차가 없는 HTM, 180도 PSM의 어느 것보다 우수한 영역을 나타낸다.

도 20의, 일점쇄선으로 둘러싸인 영역은, 도 18 및 도 19에 있어서, 굵은 선으로 둘러싸인 부분의 화집합을 나타낸다. 즉, 프록시미티 갭 G가, 100㎛ 또는 150㎛의 어느 경우에 있어서, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가 높은 영역을 나타낸다. 또한, 굵은 선으로 둘러싼 부분은, 도 18 및 도 19의 어느 경우에 있어서도 굵은 선으로 둘러싸인 부분, 즉 공통 집합을 나타낸다. 즉, 프록시미티 갭 G가 100㎛와 150㎛의 어느 경우에 있어서도, 과시프트각 위상 시프트 마스크의 피델리티가 높은 영역을 나타낸다.

도 20으로부터, 투과 제어부(36)의 위상 시프트양 φ가 180도를 초과할 때, 과시프트각 위상 시프트 마스크가, 기존의 포토마스크보다 유리한 피델리티를 갖는 것임을 알 수 있다. 또한, 위상 시프트양 φ가 300도 이상일 때, 특히 양호한 결과가 얻어짐을 알 수 있다.

또한, 실시 형태 1과 마찬가지로, 도 13에 의한, 콘트라스트 Co가 양호한 범위를 동시에 고려함으로써, 보다 피델리티가 유리한 조건을 선택할 수 있다.

상기 실시 형태 1 및 2에 나타내는 바와 같이, 과시프트각 위상 시프트 마스크에 따르면, 근접 노광 장치(50)를 사용하여, 피델리티가 양호한 포토리소그래피를 행할 수 있는 포토마스크(10)를 제공할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 따르면, 포토마스크(10)의 면 내 위치에 따라 프록시미티 갭 G가 변동된 경우라도, 그에 따른 전사상의 형상(CD를 포함함)의 변화를 저감하는 것이 가능한 포토마스크(10)를 제공할 수 있다. 특히, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 대형 포토마스크(10)에 있어서는, 자중에 의한 휨이나 노광 장치의 보유 지지 수단에 의한 프록시미티 갭 G의 변동이 생기기 쉽기 때문에, 본 실시 형태의 포토마스크(10)의 채용이 유효하다.

또한, 상기 실시 형태에 따르면, 네가티브형 감광성 재료를 사용한 레지스트와, 고압 수은 램프를 조합하여, 피델리티가 높은 노광을 행할 수 있는 포토마스크(10)를 제공할 수 있다.

투과 제어부(36)를 구성하는 투과 제어막은, 소정의 노광광 투과율과 위상 시프트양을 갖는 것으로 하기 위해, 그 조성이나 막 두께가 결정된 것이며, 그 조성은 막 두께 방향으로 균일해도 되고, 또는 상이한 조성이나 상이한 물성의 막이 적층되어 하나의 투과 제어막을 구성하는 것이어도 된다.

단, 본 발명의 작용 효과를 손상시키지 않는 한, 부가적으로, 상이한 막(차광막, 에칭 스토퍼막 등)을 가져도 되고, 부가적인 막에 의한 막 패턴을, 투과 제어막의 패턴의 상면측 또는 하면측에 가져도 된다.

또한, 전사용 패턴(35)의 외주측에, 부가적인 막 패턴(예를 들어, 차광막 패턴)을 가져도 되고, 이러한 부가적인 막 패턴에, 포토마스크(10)의 노광 시나 핸들링 시에 참조되는 마크 패턴을 형성해도 된다.

상기 두 실시 형태에 공통되게, 본 발명의 포토마스크(10)는, 예를 들어 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

우선, 투명 기판(21) 상에 투과 제어막이 성막된, 포토마스크 블랭크를 준비한다. 투과 제어막의 성막에 있어서는, 노광광에 대하여 소정의 투과율, 및 위상 시프트양을 만족하도록, 그 소재와 막 두께를 선택한다. 성막 방법은 스퍼터링법 등, 공지의 성막 방법을 적용할 수 있다.

이어서, 투과 제어막 상에 레지스트막이 형성된, 레지스트 구비 포토마스크 블랭크를 준비한다. 레지스트는, 포지티브형이어도 네가티브형이어도 되지만, 포지티브형이 바람직하다.

그리고, 상기 레지스트 구비 포토마스크 블랭크에 대하여, 패터닝을 실시한다. 구체적으로는, 레이저 묘화 장치 등의 묘화 장치를 사용하여, 소정의 패턴 데이터에 의한 묘화를 행하고, 현상을 행한다. 또한, 현상에 의해 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 투과 제어막에 건식 또는 습식 에칭을 실시하여, 전사용 패턴(35)을 형성한다. 그리고, 레지스트 패턴을 박리한다.

이상의 공정에 따르면, 1회만의 패터닝(즉 1회만의 묘화)에 의해 포토마스크(10)를 형성할 수 있다. 즉, 투과 제어막만을 패터닝하여 이루어지는 포토마스크(10)인 것이 바람직하다. 필요에 따라, 부가적인 막의 형성 및 패터닝을 행해도 된다.

투과 제어막의 재료는, 예를 들어 Si, Cr, Ta, Zr 등을 함유하는 막으로 할 수 있고, 이들 화합물로부터 적절한 것을 선택할 수도 있다.

Si 함유막으로서는, Si의 화합물(SiON 등), 또는 전이 금속 실리사이드(MoSi, TaSi, ZrSi 등)나, 그의 화합물(산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등)을 사용할 수 있다.

Cr 함유막으로서는, Cr의 화합물(산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화 질화물, 산화질화탄화물)을 사용할 수 있다.

본 발명은 포토마스크(10)를 사용한, 플랫 패널 디스플레이용 전자 디바이스의 제조 방법을 포함한다.

즉, 상기 과시프트각 위상 시프트 마스크를 준비하는 공정과, 근접 노광 장치(50)에 의해 이것을 노광하고, 피전사체(51) 상에 상기 전사용 패턴(35)을 전사하는 전사 공정을 가지며, 상기 전사 공정에서는, 프록시미티 갭이 50 내지 200㎛인 근접 노광을 적용하는, 플랫 패널 디스플레이용 전자 디바이스의 제조 방법이다.

포토마스크(10)의 용도는, 블랙 매트릭스(52) 또는 블랙 스트라이프의 제조에 적합하게 사용할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 단, 본 발명의 포토마스크는, 피전사체 상에, 감광성 재료에 의한 입체 구조물을 형성할 목적으로, 특히 적합하게 이용할 수 있다. 이것은, 상술한 폐쇄된 선으로 둘러싸인 투과 제어부와, 이것을 둘러싸는 투광부가 형성하는, 입체 구조물의 형상에 있어서, 우수한 피델리티를 얻을 수 있음이, 매우 유의미하기 때문이다.

또한, 본 발명은 라인 앤 스페이스 패턴과 같이, 광학적으로 서로 영향을 미치는 거리에 있는 단위 패턴이 규칙적으로 반복되는, 소위 밀집 패턴을 포함하는 전사용 패턴에 적합하게 적용할 수 있다.

각 실시예에서 기재되어 있는 기술적 특징(구성 요건)은 서로 조합 가능하며, 조합함으로써, 새로운 기술적 특징을 형성할 수 있다.

금회 개시된 실시 형태 1, 2는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기 의미가 아니라, 특허청구범위에 의해 나타나며, 특허청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

10: 포토마스크
21: 투명 기판
35: 전사용 패턴
36: 투과 제어부
37: 투광부
50: 근접 노광 장치
51: 피전사체
52: 블랙 매트릭스
56: 피전사체(유리 기판)
57: 광원
58: 조명계

Claims (16)

1. 투명 기판 상에 형성된 하나의 투과 제어막만이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크이며,
   상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 상기 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와,
   상기 투명 기판이 노출되는 투광부만을 갖고,
   상기 투과 제어부는, 파장 313nm, 334nm, 365nm, 405nm 또는 436nm의 광에 대하여, 180도를 초과하는 위상 시프트량을 갖고,
   상기 전사용 패턴이 전사되는 피전사체 상의 감광성 재료가 네가티브형인 경우, 상기 투과 제어부는, 상기 포토마스크를 사용한 노광 및 현상에 의해 상기 감광성 재료가 용출되는 영역에 대응하고,
   상기 투과 제어부의 투과율이 T이고, 상기 피전사체 상의 레지스트막이 현상에 의해 불용으로 되는 광 강도의 역치가 Ith일 때, (Ith-T)/(Ith+T)로 정의되는 콘트라스트를 0.667 이상으로 하는,
   포토마스크.
2. 제1항에 있어서,
   네가티브형 감광성 재료 노광용인, 포토마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 투과 제어부는, 파장 313nm, 334nm, 365nm, 405nm 또는 436nm의 광에 대한 투과율이 10％ 이하인, 포토마스크.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전사용 패턴은, 폭 3 내지 10㎛의 라인형 투광부를 갖는, 포토마스크.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전사용 패턴은, 상기 피전사체 상의 네가티브형 감광성 재료에, 10㎛ 이하의 폭의 라인형 패턴을 형성하는 것인, 포토마스크.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부와 상기 투광부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 갖고, 상기 반복 패턴의 반복 피치는 10 내지 35㎛인, 포토마스크.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부와 상기 투광부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 갖고, 또한 상기 투과 제어부는, 폐쇄된 선으로 둘러싸인 형상을 갖는, 포토마스크.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전사용 패턴은, 상기 투과 제어부가 규칙적으로 배열되는 반복 패턴을 갖고,
   또한, 상기 투과 제어부는, 사각형인, 포토마스크.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 255도 이상의 위상 시프트량을 갖는, 포토마스크.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 300도 이상의 위상 시프트량을 갖는, 포토마스크.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투과 제어부는, 노광광에 대하여, 330도 이하의 위상 시프트량을 갖는, 포토마스크.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전사용 패턴은, 블랙 매트릭스 또는 블랙 스트라이프 형성용 패턴인, 포토마스크.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투과 제어부는, 상기 투광부를 개재시켜 매트릭스형으로 배치되는, 포토마스크.
14. 플랫 패널 디스플레이용 전자 디바이스의 제조 방법이며,
    제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
    근접 노광 장치에 의해 상기 포토마스크를 노광하고, 피전사체 상에 형성한 네가티브형 감광성 재료막에, 상기 전사용 패턴을 전사하는 전사 공정
    을 갖고,
    상기 전사 공정에서는, 프록시미티 갭을 50 내지 200㎛의 범위로 설정한 근접 노광을 적용하는, 플랫 패널 디스플레이용 전자 디바이스의 제조 방법.
15. 투명 기판 상에 형성된 하나의 투과 제어막만이 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한, 근접 노광용 포토마스크의 제조 방법이며,
    상기 투명 기판 상에, 상기 투과 제어막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
    상기 투과 제어막에 대하여 패터닝을 실시하여, 상기 전사용 패턴을 형성하는, 패터닝 공정
    을 갖고,
    상기 전사용 패턴은, 상기 투명 기판 상에 상기 투과 제어막이 형성되어 이루어지는 투과 제어부와, 상기 투명 기판이 노출되는 투광부만을 갖고,
    상기 투과 제어부는,
    파장 313nm, 334nm, 365nm, 405nm 또는 436nm의 광에 대하여, 10％ 이하의 투과율 및 180도를 초과하는 위상 시프트량을 갖고,
    상기 전사용 패턴이 전사되는 피전사체 상의 감광성 재료가 네가티브형인 경우, 상기 투과 제어부는, 상기 포토마스크를 사용한 노광 및 현상에 의해 상기 감광성 재료가 용출되는 영역에 대응하고,
    상기 투과 제어부의 투과율이 T이고, 상기 피전사체 상의 레지스트막이 현상에 의해 불용으로 되는 광 강도의 역치가 Ith일 때, (Ith-T)/(Ith+T)로 정의되는 콘트라스트를 0.667 이상으로 하는,
    포토마스크의 제조 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 투과 제어부는, 상기 투광부를 개재시켜 매트릭스형으로 배치되는, 포토마스크의 제조 방법.
    
    

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