KR20070054016A - 포토 마스크 - Google Patents

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KR20070054016A
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최진경
김병주
최지원
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Abstract

본 발명은 포토 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크는 서로 평행한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 기판, 상기 제1 면 및 제2 면에 각각 형성된 제1 반사 방지막 및 제2 반사 방지막, 및 상기 제2 반사 방지막 상에 형성된 차광막 패턴을 포함한다. 본 발명에 의하면, 반사되어 손실되는 빛, 즉 광손실이 최소가 되게 함으로써 에너지 효율이 증대된다. 이에 의해, 노광 공정의 공정 시간이 단축된다.
포토 마스크, 반사 방지막, 차광막 패턴

Description

포토 마스크{PHOTOMASK}
도 1은 종래 기술에 따른 포토마스크를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 포토마스크를 개략적으로 보여주는 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크를 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도들이다.
♧ 도면의 주요부분에 대한 참조부호의 설명 ♧
100 : 포토 마스크 110 : 투명 기판
120,130 : 반사 방지막 155 : 차광막 패턴
170 : 보호막
본 발명은 노광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토 마스크에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치와 같은 표시 장치를 제조하기 위해서는 증착 공정, 사진 공정, 식각 공정 등과 같은 다수의 공정들이 요구된다. 이러한 공정들 중에서 사진 공정은 기판 상에 원하는 패턴을 형성하기 위한 것으로 표시 장치의 제조에 필수적으로 요구되는 공정이다.
최근 표시 장치의 기판이 대형화되면서 제조 공정에 있어서 공정 시간을 줄이는 것이 다른 제조사에 대하여 경쟁력를 갖게 된다. 특히, 여러 공정 중에서 가장 많은 공정 시간이 소요되는 사진 공정에서 공정 시간을 줄이는 것이 더욱 효율적이다.
도 1은 종래 기술에 따른 포토마스크를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 포토 마스크(10)는 석영 기판(11)과 크롬 패턴(15)을 포함한다. 소정의 패턴이 형성될 표시 장치의 기판(미도시)에 대향하여 포토 마스크(10)가 배치되고, 노광기(미도시)에서 포토 마스크(10)를 향하여 빛이 주사된다. 주사된 빛은 석영 기판(11)의 양면에서 각각 4% 정도 반사가 되어, 총 8%의 에너지 손실이 발생한다. 이러한 에너지 손실은 공정 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 노광 공정의 공정 시간을 증가시킨다.
따라서, 사진 공정에서 공정 시간을 줄이기 위해서는 노광시 조사되는 빛의 에너지 효율을 극대화하는 것이 필요하다.
본 발명은 이상에서 언급한 상황을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노광 공정에서 발생하는 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 포토 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 노광 공정의 공정 시간을 최소 화할 수 있는 포토 마스크를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 포토 마스크는 반사 방지막이 형성된 투명 기판을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크는 서로 평행한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 기판, 상기 제1 면에 형성된 제1 반사 방지막, 및 상기 제2 면에 형성된 차광막 패턴을 포함한다.
상기 실시예에서, 상기 제1 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것일 수 있으며, 상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 투명 기판의 제2 면과 상기 차광막 패턴 사이에 개재된 제2 반사 방지막을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것일 수 있으며, 상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 차광막 패턴 상에 형성되어, 상기 차광막 패턴을 보호하는 보호막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 마스크는 서로 평행한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 기판, 상기 제2 면에 형성된 반사 방지막, 및 상기 반사 방지막 상에 형성된 차광막 패턴을 포함한다.
상기 실시예에서, 상기 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것일 수 있으며, 이때 상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 차광막 패턴 상에 형성되어, 상기 차광막 패턴을 보호하는 보호막을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 반사되어 손실되는 빛, 즉 광손실이 최소가 되게 함으로써 에너지 효율이 증대된다. 이에 의해, 노광 공정의 공정 시간이 단축된다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
본 명세서의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어가 반사 방지막 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 반사 방지막이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 어느 소정의 반사 방지막을 다른 반사 방지막과 구별시 키기 위해서 사용되었을 뿐이다.
도면들에 있어서, 막 또는 영역들의 두께 등은 명확성을 기하기 위하여 과장되게 표현될 수 있다. 또한, 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
(포토 마스크의 구조)
도 2, 도3, 및 도4는 본 발명의 실시예들에 따른 포토마스크를 개략적으로 보여주는 단면도들이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 포토 마스크(100)는 투명 기판(110), 제1 반사 방지막(120), 제2 반사 방지막(130), 및 차광막 패턴(155)을 포함한다.
투명 기판(110)은 서로 평행한 제1 면(110a)과 제2 면(110b)을 갖는다. 투명 기판(110)은 석영(quartz) 또는 소다석회(soda lime) 등의 투명한 물질로 이루어진다.
투명 기판(110)의 제1 면(110a) 위에는 제1 반사 방지막(120)이 위치하고, 제2 면(110b) 위에는 제2 반사 방지막(130)이 위치한다. 제1 반사 방지막(120) 및 제2 반사 방지막(130)은 각각 굴절률이 서로 다른 물질막들이 적층되어 이루어질 수 있다. 예컨대, 티타늄 산화막(TiO2)과 실리콘 산화막(SiO2)이 교대로 적층된 다층막일 수 있다. 또한, 제1 반사 방지막(120) 및/또는 제2 반사 방지막(130)은 빛을 흡수할 수 있는 고분자 물질(polymer)로 이루어질 수도 있다.
제2 반사 방지막(130) 상에 차광막 패턴(155)이 위치한다. 차광막 패턴(155)은 빛을 차단할 수 있는 물질 예컨대, 크롬 등의 금속 물질 또는 고분자 수지 등의 유기 물질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 반사 방지막(120,130)이 투명 기판(110)의 양쪽 면(110a,110b)에 모두 형성된 경우, 종래의 포토 마스크에 비해 반사에 의해 손실되는 빛이 종래의 8%에서 1% 이하로 대폭 감소할 수 있다.
도 3을 참조하면, 반사 방지막(120)이 투명 기판(110)의 제1 면(110a)에만 위치하고, 도 4를 참조하면, 반사 방지막(130)이 투명 기판(110)의 제2 면(110b)에만 위치한다. 반사 방지막(120,130)이 투명 기판(110)의 한 면에만 형성되는 경우에는 양쪽 면에 모두 형성된 경우보다 빛의 투과율이 감소되지만, 반사 방지막(120,130)이 없는 종래의 포토 마스크에 비해 반사에 의해 손실되는 빛이 종래의 8%에서 4% 이하로 감소할 수 있다.
다시 도 2, 도3, 및 도4을 참조하면, 포토 마스크(100)는 차광막 패턴(155)을 보호하는 보호막(170)을 더 포함할 수 있다. 보호막(170)은 차광막 패턴(155)과 직접 접촉할 수도 있고, 투명 기판(110) 상에 배치된 프레임(미도시)에 의해 차광막 패턴(155)과 이격되어 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 포토 마스크는 투명 기판의 양면 또는 어느 한면에 형성된 반사 방지막에 의해 노광 공정시 조사되는 빛의 에너지 효율이 대폭 증대된다.
(포토 마스크의 제조 방법)
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크를 제조하는 과정이 설명된다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 마스크를 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 투명 기판(110)의 제1 면(110a)과 제2 면(110b)에 각각 제1 반사 방지막(120) 및 제2 반사 방지막(130)이 형성된다. 제1 반사 방지막(120) 및 제2 반사 방지막(130)은 굴절률이 서로 다른 물질막으로 형성될 수 있다. 예컨대, 티타늄 산화막(TiO2)과 실리콘 산화막(SiO2)이 스퍼터링 방법에 의해 교대로 형성될 수 있다. 이렇게 굴절률이 서로 다른 물질막으로 반사 방지막(120,130)이 형성되는 경우, 반사 방지막(120,130)은 빛을 더욱 효과적으로 흡수할 수 있다. 또한, 제1 반사 방지막(120) 및/또는 제2 반사 방지막(130)은 빛을 흡수할 수 있는 고분자 물질(polymer)로 형성될 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 반사 방지막(130) 상에 차광막(150)과 감광막(160)이 차례로 형성된다. 차광막(150)은 빛을 차단할 수 있는 물질 예컨대, 크롬 등의 금 속 물질 또는 고분자 수지 등의 유기 물질로 형성될 수 있다. 다만, 유기 물질로 형성되는 경우, 유기 물질 자체가 감광막이 될 수 있기 때문에 차광막(150)을 패터닝하기 위해 차광막(150) 상에 별도의 감광막이 형성되지 않을 수 있다.
도 5c를 참조하면, 노광(exposure) 장치를 이용하여 감광막(160)에 원하는 패턴대로 전자빔 또는 레이저를 조사한다. 이어서, 현상(development) 장치를 이용하여 노광된 감광막(160)을 현상하여 감광막 패턴(165)이 형성된다.
도 5d를 참조하면, 감광막 패턴(165)을 식각 마스크로 하여 차광막(150)을 식각하여 차광막 패턴(155)이 형성된다. 이어서, 감광막 패턴(165)이 제거된다.
도 5e를 참조하면, 차광막 패턴(155) 상에 보호막(170)이 형성된다. 보호막(170)은 차광막 패턴(155)과 직접 형성될 수도 있고, 투명 기판(110) 상에 프레임(미도시)을 먼저 형성한 후 프레임 상에 보호막이 형성될 수 있다. 후자의 경우, 보호막(170)은 차광막 패턴(155)과 이격되어 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 본 발명에 의하면, 광손실이 최소가 되어 에너지 효율이 증대된다. 또한, 노광 공정의 공정 시간이 단축되어 생산성이 향상된다.

Claims (11)

  1. 서로 평행한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 기판;
    상기 제1 면에 형성된 제1 반사 방지막; 및
    상기 제2 면에 형성된 차광막 패턴을 포함하는 포토 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기판의 제2 면과 상기 차광막 패턴 사이에 개재된 제2 반사 방지막을 더 포함하는 포토 마스크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광막 패턴 상에 형성되어, 상기 차광막 패턴을 보호하는 보호막을 더 포함하는 포토 마스크.
  8. 서로 평행한 제1 면 및 제2 면을 갖는 투명 기판;
    상기 제2 면에 형성된 반사 방지막;
    상기 반사 방지막 상에 형성된 차광막 패턴을 포함하는 포토 마스크
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 물질막들이 교대로 적층된 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 물질막들은 티타늄 산화막(TiO2) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 차광막 패턴 상에 형성되어, 상기 차광막 패턴을 보호하는 보호막을 더 포함하는 포토 마스크.
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