KR20070034346A - 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법 및 이를 이용한리페어된 하프톤 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반투과부, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크(half tone mask)에 발생한 결함을 수정하는 방법에 관한 것으로, 특히 광투과량을 조정하여 포토레지스트의 노광 두께를 조정할 수 있는 반투과부에 발생한 결함을 용이하게 수정하여, 이 수정된 하프톤 마스크로 LCD 노광 및 현상 공정을 수행하였을 때 원하는 포토레지스트 패턴을 정확하게 얻을 수 있는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정방법을 이루는 구성수단은, 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부와, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크에서 상기 반투과부에 발생한 결함 부분을 수정하는 방법에 있어서, 상기 결함 부분이 포함된 일정한 구역을 제거하여 공간부를 형성하는 단계, 상기 공간부에 조사되는 광을 차단하거나 광의 일부만을 투과할 수 있는 물질을 증착한 후, 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
하프톤 마스크, 리페어, 반투과부
Description
도 1은 종래의 일반적인 포토 마스크의 단면도이다.
도 2는 하프톤 마스크의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 종래의 리페어 방법을 이용한 하프톤 마스크 리페어 공정도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모자이크 패턴의 리페어막이 형성된 반투과부의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 관한 공정도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
21 : 투명 기판 23 : 광차단부
25 : 광투과부 27 : 반투과부
27a : 리페어막 27b : 모자이크 패턴의 리페어막
27' : 공간부 29 : 결함부분
30: 기판 31 : 포토레지스트
본 발명은 반투과부, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크(half tone mask)에 발생한 결함을 수정하는 방법에 관한 것으로, 특히 광투과량을 조정하여 포토레지스트의 노광 두께를 조정할 수 있는 반투과부에 발생한 결함을 용이하게 수정하여, 이 수정된 하프톤 마스크로 LCD 노광 및 현상 공정을 수행하였을 때 원하는 포토레지스트 패턴을 정확하게 얻을 수 있는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 관한 것이다.
포토리소그라피(photolithography) 공정으로 패터닝을 할 때 사용되는 일반적인 포토마스크는 도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(11)과 투명기판(11) 상에 형성되며 광을 완전히 투과시키는 광투과부(13)와 광을 완전히 차단시키는 광차단부(15)를 가진다.
상기와 같은 종래의 일반적인 포토마스크는 한 층의 패턴을 구현할 수밖에 없으므로 노광→현상→에칭으로 이루어지는 한 싸이클의 포토리소그라피 공정에만 사용할 수 있다.
상세히 설명하면, 액정디스플레이 TFT(Thin Film Transistor) 및 칼라필터는 많은 층이 증착 또는 도포되어 있고, 증착 또는 도포된 각 층은 각각 포토리소그라 피 공정으로 패터닝된다. 그런데, 한 싸이클의 포토리소그라피 공정을 줄일 수만 있다면 큰 경제적인 효과를 얻을 수 있는데, 종래의 일반적인 포토마스크는 단지 한 층의 패턴을 구현할 수밖에 없는 구조로 되어 있어 비경제적이다.
상기와 같은 일반적인 종래의 포토마스크의 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 그레이톤 마스크(gray tone mask), 하프톤 마스크(half tone mask) 등이 개발되고 있는 시점이다.
상기 그레이톤 마스크는 광이 완전히 투과하는 광투과부, 광이 완전히 차단되는 광차단부 및 조사되는 광의 양을 줄여서 투과시키는 그레이톤층(gray tone layer)을 가진다. 그러나, 상기와 같은 그레이톤 마스크는 미세 패턴을 통과하는 빛의 회절현상을 이용하여 투과되는 광의 양을 조절하기 때문에 그레이톤 마스크를 이용하여 형성하고자 하는 그레이톤 패턴의 영역이 소정 크기 이상인 경우 및 그레이톤 마스크가 소정 크기 이상인 경우에는 균일한 패터닝을 기대하기 어려운 단점이 있다.
한편, 상기 하프톤 마스크는 도 2에 도시된 바와 같이, 투명기판(21) 상에 형성되어 조사되는 광을 완전히 투과시키는 광투과부(25), 조사되는 광을 완전히 차단시키는 광차단부(23) 및 조사되는 광의 일부만 투과시키는 반투과부(27)를 가지면 족하고, 반드시 하프톤 마스크의 구성이 도 2의 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기 반투과부(27)는 상기 광투과부(25) 중 필요한 부위의 투명기판(21) 상에 소정 범위의 파장대의 광을 부분적으로 투과시킬 수 있는 물질, 즉 CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SixNy, MoxSiy 등의 물질로 형성된다.
상기와 같은 구조를 가지는 하프톤 마스크를 제작함에 있어서 결함이 발생될 수 있는데, 결함이 발생된 부분은 광투과율 이상으로 인하여 노광공정 후 포토레지스트(31) 상에 높이 차이를 유발시키게 된다. 따라서 하프톤 마스크의 품질을 향상시키기 위해서는 후반공정에서 하프톤 마스크의 리페어(repair) 공정이 수반되어야 하는데, 노광 후 포토레지스트(31) 상의 높이 차이를 발생시키지 않도록 리페어 하기가 어려운 문제점이 있었다.
즉, 도 3a에 도시된 바와 같이, 반투과부(27)에 결함(29)이 발생한 경우 상기 결함(29)이 발생한 소정 부분(29a)을 제거하고, 도 3b에 도시된 바와 같은 리페어막(27a)을 형성하는데, 상기 형성된 리페어막(27a)의 투과율이 기존 반투과부(27)의 투과율과 동일하도록 리페어막(27a)을 형성하기가 어렵다.
따라서, 상기 도 3b에 도시된 리페어된 하프톤 마스크를 이용하여 기판(30) 상에 코팅된 포토레지스트(31)를 노광하게 되면 도 3c에 도시된 바와 같이, 노광되어야 할 부분(33)이 노광되지 않고 남게 되거나, 또는 기판(30) 상에 코팅된 포토레지스트(31)에 홀(hole)이 발생하는 문제점이 발생한다.
이상적인 하프톤 마스크 리페어는 도 3d에 도시된 바와 같이, 리페어막(27a)이 기존의 반투과부(27)의 투과율과 동일하게 증착되게 하는 것이다. 이와 같은 리페어된 하프톤 마스크를 이용하여 기판 상에 코팅된 포토레지스트를 노광하면 도 3e에 도시된 바와 같은 원하는 패턴으로 노광될 수 있다. 그러나, 현재 하프톤 마스크에 대응할 수 있는 리페어 장비가 없기 때문에 상기와 같은 이상적인 리페어를 기대하기가 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 하프톤 마스크의 반투과부에 결함이 발생한 경우에 기존의 리페어 장비를 이용하여 모자이크 형상의 리페어막을 형성하고, 상기 리페어된 하프톤 마스크를 이용하여 기판 상에 코팅된 포토레지스트를 노광하더라도 원하는 패턴을 얻을 수 있도록 하는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정방법을 이루는 구성수단은, 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부와, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크에서 상기 반투과부에 발생한 결함 부분을 수정하는 방법에 있어서, 상기 결함 부분이 포함된 일정한 구역을 제거하여 공간부를 형성하는 단계, 상기 공간부에 조사되는 광을 차단하거나 광의 일부만을 투과할 수 있는 물질을 증착한 후, 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세 슬릿의 리페어막은 모자이크 형상의 슬릿, 수직 형상의 슬릿 및 수평 형상의 슬릿 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 미세 슬릿 의 리페어막을 수직 및 수평으로 슬릿화되는 모자이크 형상의 슬릿으로 형성할 수 있을뿐 아니라, 수직 또는 수평으로만 슬릿화되는 수직 형상 또는 수평 형상의 슬릿으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 공간부에 증착되는 물질은 화학기상증착법(CVD)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 구성수단으로 이루어진 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 의해 리페어된 하프톤 마스크를 이루는 구성수단은, 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부와, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크에 있어서, 상기 반투과부에 결함이 발생한 경우, 상기 결함 부분이 포함된 일정한 구역에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 결함 수정 방법은 일반적인 종래의 포토 마스크가 아닌, 하프톤 마스크에 적용된다. 구체적으로는 상기 하프톤 마스크의 반투과부에 결함이 발생한 경우 리페어하는 방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 하프톤 마스크는 투명 기판 상에 형성되는 반투과부와 광 투과부 및 광차단부로 구성된다. 상기 반투과부는 조사되는 광의 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감시켜 소정 패턴이 구현되는 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법과 수정된 하프톤 마스크를 이용하여 포토레지스트를 노광하는 결과를 보여주는 공정도이다.
제작된 하프톤 마스크의 반투과부(27)에 결함(도 3a에서 도면부호 29 참조)이 발생하면, 상기 결함이 발생한 반투과부(27)의 일정한 구역에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성하여 하프톤 마스크의 반투과부(27)의 결함을 수정한다.
상기 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성하는 공정에 대하여 살펴보면, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 결함 부분이 포함된 상기 반투과부(27)의 일정한 구역을 레이져 수정 장치를 이용하여 제거함으로써, 소정 형상의 공간부(27')를 형성한다.
상기 레이져 수정 장치에 의하여 형성된 공간부(27') 패턴은 다양하게 변경될 수 있으며, 바람직하게는 사각형(정사각형 또는 직사각형) 또는 원형 패턴으로 형성될 수 있다. 이와 같은 공간부(27') 패턴은 다음 공정에서 진행되는 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막이 용이하게 형성될 수 있도록 선택하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 결함이 발생한 반투과부(27)의 소정 부분을 레이져로 제거하여 공간부(27')를 형성한 후에는, 상기 공간부(27')에 조사되는 광의 일부만을 통과시킬 수 있거나, 조사되는 광을 차단하는 소정 물질을 증착한다. 상기 공간부(27')에 증착되는 물질은 상기와 같이 반드시 조사되는 광의 일부만을 통과할 필요는 없다. 왜냐하면 광 투과율의 조절은 후술할 미세 슬릿에서 발생하는 회절 현상에 의하여 조정되기 때문이다.
그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 공간부(27')에 증착된 물질을 레이져 가공하여 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성한다.
상기 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)은 도 4에 도시된 바와 같이 모자이크 패턴의 슬릿 형상으로 형성될 수 있을 뿐 아니라, 수직 또는 수평의 한 방향으로 슬릿화되는 수직 슬릿 또는 수평 슬릿 형상으로도 형성될 수 있다. 상기와 같은 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)은 도 4에 도시된 바와 같이 결함이 발생한 반투과부(27)의 소정 부분이 제거되어 형성된 공간부(27')에 형성된다.
상기 공간부(27')에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성하기 위해 증착되는 물질은 화학기상증착법(CVD)에 의하여 형성된다. 그리고 상기 리페어막(27b)의 미세 슬릿은 레이져 가공 장비를 통해 최적화할 수 있다.
한편, 상기 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)은 소정 파장대의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있거나, 광을 차단할 수 있는 조성물로 형성되면 된다. 바람직하게는 반투과부(27)와 동일한 조성물로 형성하는 것이 좋다.
즉, 상기 반투과부(27)와 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)의 조성물은 광을 차단할 수 있는 물질로 형성될 수 있으나, 조사되는 소정 파장대의 광을 일부만 통과시킬 수 있는 물질로도 형성할 수 있다. 광을 일부만 통과시킬 수 있는 조성물에는 CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SixNy, MoxSiy 등이 있으며, 이중 어느 하나로 상기 반투과부(130) 및 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성할 수 있다. 상기 첨자 x,y 및 z는 자연수로서 각 화학 원소의 개수를 의미한다.
상기와 같이 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)이 상기 공간부(27')에 형성되면, 리페어된 하프톤 마스크가 완성된다.
상기와 같이 완성된 리페어된 하프톤 마스크를 이용하여 기판(30) 상에 코팅된 포토레지스트(31)를 노광하면, 도 5c에 도시된 바와 같은 원하는 패턴대로 포토레지스트(31)가 노광된다.
정리하면, 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트(31)의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부(27)와, 광차단부(23) 및 광투과부(25)로 구성되는 하프톤 마스크에 있어서, 상기 반투과부(27)에 결함이 발생한 경우, 상기 결함 부분이 포함된 상기 반투과부(27)의 일정한 구역에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)이 형성됨으로써, 리페어된 하프톤 마스크를 최종적으로 형성할 수 있다.
상기 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27b)을 형성하는 방법은 전술한 바와 같이, 상기 반투과부(27) 중 결함이 발생한 일정한 영역을 레이져로 조사하여 공간부(27')를 형성하고, 상기 공간부(27')에 CVD 증착방식에 의하여 광을 차단하거나 광의 일부만을 투과할 수 있는 물질을 증착한 후, 레이져 가공에 의하여 상기 공간부(27')에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27)을 형성한다.
상기와 같이 형성된 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막(27)은 모자이크 형상의 슬릿, 수직 형상의 슬릿 및 수평 형상의 슬릿 중 어느 하나의 형상으로 형성된다. 이와 같은 리페어된 하프톤 마스크를 이용하여 기판(30) 상에 코팅된 포토레지스트(31)를 노광하면 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법에 의하면, 현 리페어 장비를 이용하여 모자이크 형상의 리페어막을 형성할 수 있고, 리페어막이 형성된 하프톤 마스크를 이용하여 기판 상에 코팅된 포토레지스트를 노광하더라도 원하는 패턴을 얻을 수 있기 때문에, 하프톤 마스크 리페어 장비가 완성되지 않는 현 시점에서도 용이하게 하프톤 마스크를 리페어할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부와, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크에서 상기 반투과부에 발생한 결함 부분을 수정하는 방법에 있어서,상기 결함 부분이 포함된 일정한 구역을 제거하여 공간부를 형성하는 단계;상기 공간부에 조사되는 광을 차단하거나 광의 일부만을 투과할 수 있는 물질을 증착한 후, 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법.
- 청구항 1에 있어서,상기 미세 슬릿의 리페어막은 모자이크 형상의 슬릿, 수직 형상의 슬릿 및 수평 형상의 슬릿 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법.
- 청구항 2에 있어서,상기 공간부에 증착되는 물질은 화학기상증착법(CVD)에 의하여 형성되는 것 을 특징으로 하는 하프톤 마스크의 반투과부 결함 수정 방법.
- 광 투과량을 조정하는 영역으로서 투과되는 광의 투과량을 저감하여 포토레지스트의 막두께를 선택적으로 조정할 수 있는 반투과부와, 광차단부 및 광투과부로 구성되는 하프톤 마스크에 있어서,상기 반투과부에 결함이 발생한 경우, 상기 결함 부분이 포함된 일정한 구역에 소정 패턴을 가지는 미세 슬릿의 리페어막이 형성된 것을 특징으로 하는 리페어된 하프톤 마스크.
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