KR20080016949A - 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤마스크 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080016949A
KR20080016949A KR1020087000769A KR20087000769A KR20080016949A KR 20080016949 A KR20080016949 A KR 20080016949A KR 1020087000769 A KR1020087000769 A KR 1020087000769A KR 20087000769 A KR20087000769 A KR 20087000769A KR 20080016949 A KR20080016949 A KR 20080016949A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
etching
light shielding
semi
gray tone
Prior art date
Application number
KR1020087000769A
Other languages
English (en)
Inventor
후미히코 야마다
도시하루 오자키
고우 히라모토
Original Assignee
아루바쿠 세이마쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아루바쿠 세이마쿠 가부시키가이샤 filed Critical 아루바쿠 세이마쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20080016949A publication Critical patent/KR20080016949A/ko

Links

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
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching
    • 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
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • 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
    • G03F1/50—Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

차광부와 개구부와 반투광부로 이루어지는 패턴을 가지는 그레이톤 마스크용 블랭크스에 있어서, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 차광막 및 반투광막을 가지며, 차광막 및 반투광막의 금속성분의 조성이 상이하게 되도록 구성된다. 또, 그레이톤 마스크의 제조방법은 차광막 및 반투광막을 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서 에칭하고, 또한 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 하프 에칭하는 것으로 이루어진다.

Description

그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤 마스크 및 그 제조방법{BLANKS FOR GRAY TONE MASK, GRAY TONE MASK USING SAID BLANKS, AND PROCESS FOR PRODUCING SAID BLANKS}
본 발명은 액정 컬러 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤 마스크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)의 제조에 있어서 코스트 다운을 도모하는 기술의 개발이 진행되고 있다. 컬러 필터 제조공정에서는 고비용의 포토리소공정을 사용하지 않고 저비용인 잉크 젯 방식에 의한 작성이 시도되고 있고, TFT기판 제조공정에서는 그레이톤 마스크를 사용해서 TFT 채널부의 형성공정이나 이온주입공정 등에 사용되는 마스크의 수를 삭감하여 포토리소공정을 줄이는 것이 제안되고 있다(특허문헌 1 참조).
그레이톤 마스크라 불리는 포토 마스크는 통상의 포토 마스크와는 달리 그레이톤 마스크 1장에서 2종류 이상의 노광량이 얻어지므로, 1장의 그레이톤 마스크로 종래의 포토 마스크의 2장 이상의 공정을 할 수 있어 마스크의 수, 즉 포토리소공 정을 줄일 수 있다.
그레이톤 마스크의 구조는 차광부와 개구부와 반투광부로 이루어지고, 차광부와 개구부는 통상의 포토 마스크와 같은 기능을 가지며, 반투광부는 개구부에 대해서 중간의 노광량을 얻도록 되어 있다. 그레이톤 마스크로부터 얻어지는 노광량을 2종류로 한 경우, 개구부로부터의 노광량 100%와 반투광부로부터의 중간의 노광량이 된다. 반투광부로부터의 노광량은 반투광부의 투과율에 의해서 결정되며, TFT기판 제조공정에 요구되는 조건에 따라서 20∼50%의 범위에서 선택된다. 또한, 당연히 차광부로부터의 노광량은 0%이다.
또, 그레이톤 마스크는 반투광부의 구조로부터 2종류로 분류되며, 그 하나는 첨부 도면의 도 8에 나타낸 바와 같은 슬릿 마스크라 불리는 타입이고, 다른 하나는 도 9∼도 12에 나타낸 바와 같은 하프톤 마스크 타입이라 불리는 타입이 있다. 이들 도면에 있어서 A는 차광부, B는 반투광부, C는 개구부이다.
도 8에 나타낸 슬릿 마스크 타입의 그레이톤 마스크는 노광기의 해상 한계의 미세패턴을 반투광부(B)로서 사용함으로써 중간의 노광량을 얻고 있다(특허문헌 1, 특허문헌 4 및 특허문헌 5 참조). 현재의 LCD용 대형 마스크의 노광기의 해상 한계가 3∼4㎛이기 때문에, 반투광부의 미세패턴은 1∼2㎛의 사이즈가 되지만, 미세패턴의 결함검출 및 결함수정은 현재의 LCD용 대형 마스크의 기술에서는 어렵다.
하프톤 마스크 타입의 그레이톤 마스크는 그 제조방법 및 마스크 구조에 있어서 4종류로 더 분류된다. 도 9에 나타낸 마스크 구조에서는 반투광부(B)가 차광막을 하프 에칭함으로써 형성된다. 투명성이 있는 산화Cr막(CrOx막) 등의 Cr화합물 을 차광막으로 하고, 이 차광막의 웨트 또는 드라이 에칭에 의한 하프 에칭으로 중간 막두께의 반투광부를 얻는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 산화Cr막(CrOx막) 등의 Cr화합물은 금속Cr막보다도 차광성을 얻을 수 있는 막두께가 두껍기 때문에, 중간 막두께를 얻기 위한 하프 에칭은 금속Cr막보다도 용이하다고 기술하고 있다. 이 마스크 구조에 있어서의 반투광막의 조성은 산화Cr막(CrOx막)이 된다. 그러나, 이 방법에서도 대형 마스크 전체 면에서의 하프 에칭에 의한 막두께 제어 및 반투광부의 면내의 균일성을 보증하는 것은 곤란하다.
도 10에 나타낸 마스크 구조는 반투광막(D), 스토퍼막(E) 및 차광막(F)의 3층막 구조로 하고, 스토퍼막(E)을 사용해서 에치 스톱하게 함으로써 하프 에칭에 의한 막두께 제어를 가능하게 하고, 반투광부(B)를 얻고 있다(특허문헌 3 참조). 특허문헌 3에 의하면 스토퍼막은 SiO2 등의 투과율에 영향을 주지 않는 것으로 하고, 반투광막과 차광막은 동일 재료이거나 이종 재료이어도 된다고 기재되어 있다. 스토퍼막을 SiO2로 하고, 반투광막과 차광막을 Cr막으로 한 경우, 개구부(C)를 얻기 위한 에칭은 1) Cr에칭액(질산제2세륨암모늄을 함유하는 용액), 2) 불화수소에칭액 및 3) Cr에칭액을 사용한 3공정이 된다. 또 반투광부(B)를 얻기 위한 에칭은 Cr에칭액을 사용한 1공정(스토퍼막을 제거할 경우에는 2공정)이 된다. 또, 반투광막의 조성으로서 산화Cr막(CrOx막) 및 (금속)Cr막 등이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 에칭의 공정수가 많아 비용이 드는 문제가 있다.
도 11에는, 반투광막(G) 및 차광막(H)을 동일하거나 또는 상이한 조성의 2층 막 구조로 하고, 통상의 Cr막 포토 마스크 패턴을 포토리소공정으로 형성한 후, 마스크 개구부의 일부에 산화Cr막(CrOx막), (금속)Cr막, 산화MoSi막(MoSiOx막), (금속)Si막, 질화Si막(SixNy막), (금속)W막, (금속)Al막 등의 반투광막을 재차 성막하여 반투광부(B)를 형성한 마스크구조가 나타나 있다. 이러한 프로세스는 특허문헌 1, 특허문헌 6 및 특허문헌 9에 제안되어 있다.
도 12에 나타낸 마스크 구조는, 도 11에 나타낸 마스크 구조와 반대의 구조가 되며, 반투광막(I) 및 차광막(J)을 상이한 조성의 2층막 구조로 하고, 각 층의 드라이 에칭성의 차이를 이용해서 하프 에칭에 의해 중간 막두께의 반투광부(B)를 얻고 있다. 이러한 프로세스 기술은 특허문헌 7 및 특허문헌 8에 제안되어 있다. 2층막 구조에 있어서, 반투광막을 산화MoSi막(MoSiOx막)으로 하고 차광막을 Cr막으로 한 경우, Cr막은 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭 또는 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄을 함유하는 용액)을 사용한 웨트 에칭을 행하고, 다음으로 산화MoSi막(MoSiOx막)을 불소계 가스를 사용한 드라이 에칭에 의해서 각각 선택적으로 에칭을 행하여 중간 막두께를 얻는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 프로세스가 복잡하고, 또한 개구부 패턴의 단면형상에 있어서, 2층막의 단면형상을 맞추는 것이 곤란하여 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 개구부(C)에 있어서의 반투광막(I) 및 차광막(J)의 단면이 어긋나게 된다.
도 8에 나타낸 바와 같은 슬릿 마스크 타입의 그레이톤 마스크의 가공 프로세스는 통상의 포토 마스크의 포토리소공정과 같다. 또 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같은 하프톤 마스크 타입의 그레이톤 마스크에 있어서 이것들과 같은 하프 에칭을 사용하는 그레이톤 마스크의 가공 프로세스는 특허문헌 2 및 특허문헌 9에 기재되어 있는 바와 같이, 2회의 포토리소공정으로 행하는 것이 일반적이지만, 공정수가 적은 가공 프로세스도 제안되어 있다(특허문헌 3, 특허문헌 6, 특허문헌 7, 특허문헌 8, 특허문헌 10 및 특허문헌 11 참조).
그런데, Cr막 및 산화Cr막(CrOx막)은 그 우수한 가공성 및 가공 프로세스에 대한 각종 내성(내약품성 등)이 매우 우수하기 때문에, 포토 마스크, 블랙 매트릭스, 배선재 등 여러 가지 용도로 사용되고 있는데, 최근 환경성의 염려에서 Cr의 대체재료가 개발되고 있다(특허문헌 12 및 특허문헌 13 참조). NiMo를 주성분으로 하는 박막(특허문헌 12, 특허문헌 13 및 특허문헌 14 참조), NiMoAl, NiMoTi를 주성분으로 하는 박막(특허문헌 15 참조)은, Cr막 및 산화Cr막(CrOx막)과 동등 이상의 가공성 및 가공 프로세스에 대한 각종 내성(내약품성 등)을 가지고 있으며, 블랙 매트릭스재료로서 유용하다고 제안되고 있다. 이러한 재료를 사용해서 포토 마스크를 작성하는 것도 가능하다.
특허문헌 1：일본국 특허공개 평8-250446호 공보
특허문헌 2：일본국 특허공개 평7-49410호 공보
특허문헌 3：일본국 특허공개 2002-189281호 공보(분할출원；특허공개 2005-10814호 공보)
특허문헌 4：일본국 특허 제3586647호(특허공개 2002-196474호 공보)
특허문헌 5：일본국 특허 제3590373호(특허공개 2002-244272호 공보)
특허문헌 6：일본국 특허공개 2005-257712호 공보
특허문헌 7：일본국 특허공개 2005-24730호 공보
특허문헌 8：일본국 특허공개 2005-37933호 공보
특허문헌 9：일본국 특허공개 2006-18001호 공보
특허문헌 10：일본국 특허공개 2002-189280호 공보
특허문헌 11：일본국 특허공개 2005-91855호 공보
특허문헌 12：일본국 특허공개 평9-243801호 공보
특허문헌 13：WO97/31290
특허문헌 14：일본국 특허공개 평10-301499호 공보
특허문헌 15：일본국 특허공개 평11-119676호 공보
상술한 바와 같이, 그레이톤 마스크는 여러 가지 구조 및 제법이 제안되어 있으나, 모두 고비용의 프로세스가 사용되고 있고, 또한 반투광부의 면내 균일성의 보증이 어렵고, 패턴형상, 패턴단면형상에 문제를 안고 있기 때문에 실시가 곤란하다.
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 액정 컬러 디스플레이 제조의 코스트 다운화 기술에 필요하고, 우수한 가공성 또한 양호한 패턴형상을 가지며, 저비용의 프로세스로 제조할 수 있는 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤 마스크 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기한 목적을 달성하기 위해서, 차광부와 개구부와 반투광부로 이루어지는 패턴을 가지는 본 발명에 의한 그레이톤 마스크용 블랭크스는, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 차광막 및 반투광막을 가지며, 차광막 및 반투광막의 금속성분의 조성이 상이한 것을 특징으로 하고 있다.
차광막은 차광막만으로 이루어질 수 있다. 이것 대신에, 차광막은 차광막 위에 형성한 반사 방지막을 포함하고, 반사 방지막은 차광막의 금속성분과 동일한 조성이며, 이들의 산화막 또는 산질화막으로 형성된 박막으로 이루어질 수 있다.
차광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo과 Ti을 함유하는 박막, 또는 Ni과 Mo과 Al을 함유하는 박막, 또는 Ni과 Mo을 함유하는 박막으로 이루어질 수 있다.
반투광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo과 Ti을 함유하는 박막, 또는 Ni과 Mo과 Al을 함유하는 박막, 또는 Ni과 Mo을 함유하는 박막, 또는 Cr을 함유하는 박막으로 이루어질 수 있다.
차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo과 Ti을 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 10∼37%, Ti을 7∼25% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어질 수 있다.
차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo과 Al을 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 5∼30%, Al을 10∼30% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어질 수 있다.
차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo를 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 15∼75% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어질 수 있다.
반투광막은 Cr 또는 Ni과 Mo과 Ti의 금속막으로 형성된 박막으로 이루어질 수 있다.
이것 대신에, 반투광막은 Cr의 또는 Ni과 Mo과 Ti의 또는 Ni과 Mo과 Al의 또는 Ni과 Mo의 산화막 또는 산질화막으로 형성된 박막으로 이루어질 수 있다.
차광막 위의 반사 방지막은 포토 마스크를 사용한 노광 프로세스의 필요에 따라서 사용할 수 있고, 이 경우에는 차광막과 동일한 금속성분이고, 또한 차광막과의 에칭속도에 차이가 없는 조성범위의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 차광막과 동일한 금속성분의 산화물 또는 산질화물이며, 02, CO2, NO, N2O가스 중 적어도 하나를 사용한 반응성 스퍼터링으로부터 얻을 수 있는 것이다. 또 차광막 위에 반사 방지막이 있는 경우에는 이것도 포함해서 차광막으로 한다.
또, 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명에 의한 블랭크스를 사용해서 그레이톤 마스크를 제조하는 방법이 제공되고, 이 방법은 차광막 및 반투광막을 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서 에칭하고, 또한 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 하프 에칭하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 다른 특징에 의한 방법에 있어서는, 제 1 에칭액으로서 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄을 함유하는 용액)이 사용될 수 있다. 이것 대신에, 제 1 에칭액으로서 FeNO3용액 또는 희질산(HNO3)용액이 사용될 수 있다.
또, 제 2 에칭액으로서는 ITO에칭액(HCl＋FeCl3)이 사용될 수 있다. 이것 대신에, 제 2 에칭액으로서 FeCl3용액이 사용될 수 있다. 또, 제 2 에칭액으로서 Al에칭액(인산＋질산＋아세트산) 또는 Ag에칭액(인산＋질산＋아세트산)을 사용할 수 있다. 또한, 제 2 에칭액으로서 FeNO3용액 또는 희질산(HNO3)용액을 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 차광막으로 이루어지는 차광부와, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성하고, 금속성분의 조성이 상이한 차광막 및 반투광막을 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서 에칭하여 형성한 개구부와, 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 하프 에칭해서 형성한 반투광부를 가지고서 이루어지는 그레이톤 마스크가 제공된다.
이와 같이 구성함으로써, 차광막만을 선택적으로 웨트 에칭할 수 있는 에칭액으로 하프 에칭을 행하여 반투광부를 형성할 수 있으므로, 대형 마스크 전체 면에서의 하프 에칭에 의한 반투광부의 막두께 제어가 용이하게 되고, 또 반투광막과 차광막을 2회로 나누어 성막하면, 반투광막 성막 후에 반투광막의 투과율의 검사를 할 수 있으므로, 반투광부의 투과율의 면내 균일성을 보증하는 것이 용이하게 된다.
또, 차광막과 반투광막의 조성은 상이하지만, 차광막과 반투광막 양쪽 모두를 동일한 에칭속도를 가지는 에칭액으로 1회의 공정으로 에칭을 행하여 개구부를 형성하므로, 개구부 패턴의 단면형상은 수직이 되어 양호하다. 또한, 그레이톤 마스크의 제조공정으로서는 다른 구조 또는 제법의 그레이톤 마스크보다도 공정수가 적어 저비용으로 제조할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의한 그레이톤 마스크용 블랭크스는 액정 컬러 디스플레이 제조의 코스트 다운화에 기여할 수 있으며, 가공성이 우수한 것을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의한 그레이톤 마스크의 제조방법에 의하면, 액정 컬러 디스플레이 제조의 코스트 다운화 기술에 필요한 그레이톤 마스크에 있어서, 우수한 가공성 또한 양호한 패턴형상을 가지며, 저비용의 프로세스로 그레이톤 마스크를 제공할 수 있게 된다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 첨부 도면의 도 1∼도 7을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 그레이톤 마스크용 블랭크스 및 이것을 사용한 그레이톤 마스크의 제조방법의 일 실시형태를 나타낸다. 도 1의 (a)에는 그레이톤 마스크용 블랭크스의 구성을 나타내며, 도시한 그레이톤 마스크용 블랭크스는 투명 유리기판(1)의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 반투광막(2) 및 차광막(반사 방지막을 포함한다)(3)을 가지며, 차광막(3) 위에 포지티브형 레지스트를 도포하고 프리베이크를 행함으로써 레지스트막(4)이 형성되어 있다. 차광막(3) 및 반투광막(2)은 각각 금속성분의 조성이 상이하다.
차광막(3)은 노광광에 대한 차광성{광학농도(OD)에 있어서, 3.0∼5.0}을 어떠한 막두께로 가지는 재료이지만, 차광막 단독으로 완전하게 차광할 필요는 없고, 차광막(또한 반사 방지막을 포함)과 반투광막을 합쳐서 그 차광성을 달성해도 된다.
반투광막(2)은 개구부에 대해서 중간의 노광량을 얻기 위한 것이며, 반투광막(2)으로부터 얻을 수 있는 노광량은 반투광막(2)의 투과율에 의해 정해지고, TFT-LCD 제조공정에 요구되는 조건에 따라서 20∼50%의 범위에서 선택된다. 또, 이 반투광막(2)의 투과율은, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 막두께에 의해 제어 가능하다. 즉 도 3에 나타낸 바와 같이 반투광막(2)의 조성이 Cr막인 경우에서는 5∼10㎚의 막두께 범위에 있어서, 도 4의 CrOx막인 경우에서는 10∼40㎚의 막두께 범위에 있어서, 도 5의 NiMo22Ti15막인 경우에서는 5∼20㎚의 막두께 범위에 있어서, 또, 도 6의 NiMo22Ti150x막인 경우에서는 25∼65㎚의 막두께 범위에 있어서 각각 소망의 투과율을 얻을 수 있다.
Cr막, NiMo22Ti15막 등의 금속막보다 CrOx막, NiMo22Ti150x막 등의 산화막 또는 산질화막이 투명성이 높고, 차광성을 얻을 수 있는 막두께가 커지므로, 투과율에 대한 막두께 제어범위가 넓고 실용적이다. 또, 반투광막(2)이 산화막 또는 산질화막인 경우에는 성막조건(반응 가스량)으로도 투과율의 제어는 가능하지만, 막조성은 안정적인 산화도의 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 성막조건에 의해 투과율을 제어할 경우에는 미조정 정도로의 적용으로 하고, 주로 막두께에 의해 투과율을 제어하는 것이 바람직하다.
차광막(3) 및 반투광막(2)의 조성은 이하의 이유로 선택하였다. 표 1에는 각종 NiMoTi막, NiMoTiOx막, NiMoAl막, NiMoAlOx막, NiMo막, Cr막, CrOx막{참고 데이터로서 순Ni막, 순Mo막, 순Ti막, (NiCr막)}에 대해서 각각 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액), ITO에칭액(HCl＋FeCl3), (FeCl3용액), Al에칭액(인산＋질산＋아세트산), FeNO3용액{희질산(HNO3)용액}에 대한(실온에서 에칭을 행한 경우의) 에칭레이트를 나타낸다.
각종 막의 에칭레이트(㎚/초)
NO 막조성 막기능 Cr에칭액 (질산제2 세륨암모늄+과염소산계) ITO에칭액 (HCl＋FeCl3) 40%-FeCl3용액 42°Be＇ Al에칭액 (인산＋질산＋아세트산) 15%- FeNO3용액 35%-HNO3용액
1 NiMo18Ti27 - 0.1 0.3 - ＜0.1 ＜0.1 -
2 NiMo21Ti17 차광막, 반투광막 1.2 2.9 - ＜0.1 ＜0.1 - 본발명
3 NiMo22Ti15 차광막, 반투광막 2.3 3.8 0.3 0.1 0.4 2.8 본발명
4 NiMo22Ti15Ox 반투광막,반사방지막 2.7 2.9 ＜0.1 0.2 0.9 1.2 본발명
5 NiMo22Ti12 차광막, 반투광막 2.9 7.3 - 0.1 0.6 - 본발명
6 NiMo18Ti12 - 0.3 27.5 - ＜0.1 0.2 -
7 NiMo23Ti10 차광막, 반투광막 2.8 18.3 - 0.4 3.1 - 본발명
8 NiMo23Ti9 차광막, 반투광막 2.8 18.5 - 0.4 3.2 - 본발명
9 NiMo15Al20 차광막 2.3 31.0 2.1 0.9 0.7 - 본발명
10 NiMo15Al20Ox 반사방지막,반투광막 3.2 1.3 ＜0.1 0.4 0.4 - 본발명
11 NiMo25 차광막 3.2 36.7 2.0 6.5 2.8 - 본발명
12 NiMo7 - 0.4 40.0 - 1.0 0.5 -
Ni22Cr 차광막, 반투광막 2.3 16.1 ＜0.1 - - -
13 Ni - ＜0.1 8.9 41.1 ＜0.1 ＜0.1 - 비교예
14 Mo - 1.3 0.8 - 5.3 3.1 - 비교예
15 Ti - ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 - 비교예
16 Cr 반투광막 1.5 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 - 본발명
17 CrOx 반투광막 2.5 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 ＜0.1 - 본발명
Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액)을 사용한 경우에는 Cr막(NO.16), CrOx막(NO.17)은 모두 가용이며, NiMoTi막, NiMoTiOx막, NiMOAl막, NiMoAlOx막, NiMo막은 어느 조성 범위 내에서, 구체적으로는 NiMo21Ti17(NO.2), NiMo22Ti15(NO.3), NiMo22Ti15Ox(NO.4), NiMo22Ti12(NO.5), NiMo23Ti10(NO.7), NiMo23Ti9(NO.8), NiMo15Al20(NO.9), NiMo15A120Ox(NO.10), NiMo25(NO.11)에 있어서 가용이고, 또한 Cr막, CrOx막과 차이가 없는 에칭레이트(1.0∼3.O㎚)를 나타내고 있다.
상기 조성 범위의 NiMoTi막, NiMoTiOx막, NiMoAl막, NiMoAlOx막, NiMo막은 ITO에칭액, FeNO3용액에 가용이지만, Cr막, CrOx막은 이들 에칭액에는 용해하지 않는다.
본 발명은 이러한 에칭성을 이용해서 그레이톤 마스크의 가공(반투광부의 작성)을 행한다. 즉, 차광막(3)과 반투광막(2)은 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서 웨트 에칭하고, 또한 반투광막(2)을 에칭하지 않고 차광막(3)만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 하프 에칭한다.
상기의 에칭성을 나타내는 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성에서는, 차광막(3)과 반투광막(2)은 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서 웨트 에칭 가능할 것, 반투광막(2)을 에칭하지 않고 차광막(3)만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액을 사용해서 하프 에칭 가능할 것의, 2가지의 조건을 만족시키는 것이 필요하다.
막구성의 예를 표 2에 나타낸다.
그레이톤 마스크의 작성결과
NO 막조성 막기능 막 두 께 (㎚) 막 구 성 반투광막성막후의 투과율 (%) at 436㎚ 광학 농도 (OD) 막면측 반사율 에칭 시간 (sec) 단 면 형 상 하프 에칭 시간 (sec) 단 면 형 상 하프에칭후의 반투광부의 투과율 (%) at 436㎚
436㎚ 600㎚
18 Cr 반투 광막 6 2 층 막 41.7 3.8 - - 45 (Cr에칭액) 양 호 20 (ITO에칭액) 양 호 41.7 본 발명
NiMo22Ti15 차광막 100 - -
19 CrOx 반투 광막 28 2 층 막 30.4 4.0 - - 62 (Cr에칭액) 양 호 20 (ITO에칭액) 양 호 30.4 본 발명
NiMo22Ti15 차광막 100 - -
20 CrOx 반투 광막 28 3 층 막 30.4 4.4 5.3 16.0 71 (Cr에칭액) 양 호 29 (ITO에칭액) 양 호 30.4 본 발명
NiMo22Ti15 차광막 100 - -
NiMo22Ti15Ox 반사 방지막 35 - -
21 CrOx 반투 광막 28 2 층 막 30.4 4.0 - - 65 (Cr에칭액) 양 호 4 (ITO에칭액) 양 호 30.4 본 발명
NiMo15Al20 차광막 100 - -
22 CrOx 반투 광막 28 2 층 막 30.4 4.0 - - 42 (Cr에칭액) 양 호 3 (ITO에칭액) 양 호 30.4 본 발명
NiMo25 차광막 100 - -
23 NiMo22Ti15 반투 광막 9 2 층 막 37.6 4.0 - - 58 (Cr에칭액) 양 호 138 (Al에칭액) 양 호 37.6 본 발명
NiMo15Al20 차광막 100 - -
24 NiMo22Ti15Ox 반투 광막 30 2 층 막 46.8 4.0 - - 65 (Cr에칭액) 양 호 138 (Al에칭액) 양 호 46.8 본 발명
NiMo15Al20 차광막 100 - -
표 2에 나타낸 바와 같이, 차광막이 NIMo22Ti15막이고 반투광막이 Cr막(NO.18), 차광막이 NiMo22Ti15막이고 반투광막이 CrOx막(NO.19), 차광막이 NiMo15Al20막이고 반투광막이 CrOx막(NO.21), 차광막이 NiMo25막이고 반투광막이 CrOx막(NO.22)인 경우에는, 차광막과 반투광막의 양쪽 모두를 에칭하는 제 1 에칭액은 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액)이 되고, 또 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭(하프 에칭)하는 제 2 에칭액은 ITO에칭액(HCl＋FeCl3), 그 외에 FeNO3용액을 사용하는 것도 가능하다.
차광막이 Ti함유량이 적은 NiMo23Ti1O(NO.7) 및 NiMo23Ti9(NO.8), NiMo15Al20(NO.9) 및 NiMo25(NO.11)일 경우(반투광막이 예를 들면 CrOx막을 사용하고)만 제 2 에칭액은 Al에칭액(인산＋질산＋아세트산)을 사용하는 것도 가능하다.
또한 Cr원소를 함유하지 않는 그레이톤 마스크 블랭크스인 막구성으로서, 차광막이 NiMo22Ti15막이고 반투광막이 NiMo15Al20막(NO.23), 차광막이 NiMo22Ti150x막이고 반투광막이 NiMo15Al20막(NO.24)도 가능하고, 차광막의 NiMo22Ti15막 및 NiMo22Ti150x막은 Al에칭액에는 거의 용해하지 않으므로(에칭레이트가 작다), 이 경우에는, 제 1 에칭액은 Cr에칭액 또는 FeNO3용액이 되고, 제 2 에칭액은 Al에칭액이 된다.
실험에 의거해서 예시한 상기 조합 이외에도 막구성이 가능하며, 예를 들면, NiMoAlOx막, NiMoOx막을 반투광막으로 하고, NiMoAl막, NiMo막을 차광막으로 하는 것도 상기 결과로부터 용이하게 추측할 수 있다.
또, 표 2에 있어서, 비교예의 순Mo막(NO.14)도 Cr에칭액에 대해서 1.0∼3.O㎚의 에칭레이트 범위에 있고, 또한 ITO에칭액 및 FeNO3용액에 가용이며, 차광막으로서 사용하는 것도 가능하지만, 순Mo(및 순Ni)막은 마스크 가공 프로세스에 대한 각종 내성(내약품성이나 내수성 등)이 부족한 것이 알려져 있다. 그 때문에, 이들의 단층막을 사용하는 것보다도 NiMoTi막, NiMoAl막, NiMo막, 보다 바람직하게는 내약품성이나 내수성이 가장 우수한 NiMoTi막을 차광막으로 사용하는 것이 좋다.
또한, 표 2에 있어서, 비교예에 나타낸 바와 같이, 순Ni막, 순Mo막, 순Ti막의 에칭특성은 Ni막이 Cr에칭액에 불용이고, ITO에칭액(특히 FeCl3에 대해서)에 높은 가용성을 나타내는 것에 대하여, 순Mo막의 ITO에칭액의 에칭레이트는 순Ni막과 비교해서 작지만, Cr에칭액을 비롯해서 각종 산성 에칭액에도 가용성을 나타내고, 에칭레이트가 크다는 차이를 나타낸다. Ni와 Mo를 조합함으로써 각종 에칭액에 대한 에칭레이트를 조정할 뿐만 아니라, 내약품성을 향상시키는 것이 가능하다. 순Ti막은 어느 에칭액에도 불용이며, 내약품성이 우수하다. NiMo막의 내약품성이나 내수성을 한층 더 향상시키기 위해서는 Ti 또는 Al 등을 첨가할 필요가 있다.
상기한 바와 같은 막구성의 블랭크스로부터 얻어진 마스크의 개구부의 패턴 단면형상은, 차광막과 반투광막의 양쪽 모두를 동일한 에칭속도를 가지는 제 1 에칭액을 사용해서, 1회의 공정으로 에칭을 행하여 개구부를 얻기 때문에, 조성이 상이한 2층막이라도 개구부 패턴의 단면형상, 즉 반투광막(2)과 차광막(3)의 단면형상은 표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같이 수직이 되어 양호하였다.
또, 조성이 상이한 2층막이라도 2층 따로따로 에칭할 필요가 없기 때문에, 공정수를 적게 할 수 있어 마스크의 제조 코스트를 저감할 수 있다.
또한, 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액을 사용해서 하프 에칭을 행함으로써, 대형 마스크 전체 면에서의 하프 에칭에 의한 반투광부의 막두께제어는 용이하고, 또 블랭크스의 성막시에 반투광막의 투과율의 조정을 할 수 있으므로, 반투광부의 투과율의 면내 균일성을 용이하게 보증할 수 있다.
차광막 위에 반사 방지막(차광막과 동일한 금속성분의 산화막 또는 산질화막)을 사용하는 경우에는, 개구부를 얻기 위한 제 1 에칭액 및 반투광부를 얻기 위한 제 2 에칭액의 양쪽 모두에 있어서, 차광막과의 에칭레이트에 차이가 없는 조성범위(산화도)이어야 한다. 반사 방지막이 NiMo22Ti150x막(NO.4)인 경우에는, 차광막의 NiMo22Ti15막(NO.3)에 대해서 Cr에칭액 및 ITO에칭액, FeNO3용액의 에칭레이트에 큰 차이가 없어 사용 가능하다. 또 반사 방지막이 NiMo15Al20Ox막(NO.10)인 경우에는, 차광막의 NiMO15Al20막(NO.9)에 대해서 Cr에칭액 및 Al에칭액, FeNO3용액의 에칭레이트에 큰 차이가 없어 사용 가능하다.
반사 방지막을 포함하는 그레이톤 마스크의 막구성의 예로서, 차광막이 NiMo22Ti15막이고, 반사 방지막이 NiMo22Ti150x막이고, 반투광막이 CrOx막(NO.20)인 그레이톤 마스크를 작성하였다. 이 그레이톤 마스크는 도 7에 나타낸 바와 같이 저반사특성을 나타내고, 포토 마스크로서 실용적으로 사용할 수 있는 특성(반사율이 436㎚에 있어서 5.0∼15.0%, 600㎚에 있어서 15.0∼25.0%)을 나타내고 있다. 3층막이라도 개구부 패턴의 단면형상은 도 2 및 표 2에 나타낸 바와 같이 수직이 되어 양호하였다.
본 발명에 사용되는 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산 또는 질산 등을 함유하는 용액), ITO에칭액(HCl＋FeCl3계), Al에칭액(인산＋질산＋아세트산)은 조정된 시판의 것을 사용할 수 있다. Al에칭액은 배합비율이 다른 Ag에칭액(인산＋질산＋아세트산)을 사용하는 것도 가능하다. ITO에칭액 대신에, 표 1에 나타낸 바와 같이, 시판의 FeCl3용액을 단독으로 사용할 수도 있다. FeNO3용액은 시판의 FeNO3를 순수(純水)중에 용해하고, 예를 들면 5∼50wt%의 농도로 사용할 수 있으며, 이것 대신에 표 1에 나타낸 바와 같이, 희질산(HNO3)용액(예를 들면 5∼35wt%)을 사용할 수도 있다.
다음으로, 다시 도 1을 참조하여 이 마스크 블랭크스를 사용한 그레이톤 마스크의 제조공정에 대해서 설명한다.
도 1의 (b)는 레지스트 노광 및 현상공정을 나타내고, (a)에 나타낸 그레이톤 마스크용 블랭크스를 노광, 현상하여, 레지스트 패턴(5)을 형성한다.
다음으로, 도 1의 (c)에 나타낸 에칭공정에서는, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하고 차광막(3)과 반투광막(2)의 양쪽 모두를 에칭할 수 있는 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄을 함유하는 용액)을 사용해서 에칭을 행하여, 개구부(6)를 형성한다.
다음으로, 도 1의 (d)의 공정에서는 알칼리로 레지스트막(4)이 제거된다.
다음으로, 도 1의 (e)에 나타낸 단계에 있어서, 다시 포지티브형 레지스트를 도포하여, 레지스트막(7)을 형성한다.
이렇게 해서 형성한 레지스트막(7)을 도 1의 (f)에 나타낸 공정에 있어서 노광, 현상하여, 레지스트 패턴(8)을 형성한다.
도 1의 (g)는 하프 에칭공정을 나타내며, 이 레지스트 패턴(8)을 마스크로 하고 차광막(3)만을 선택적으로 에칭할 수 있는 ITO에칭액(HCl＋FeCl3)을 사용해서 하프 에칭을 행하여 반투광부(9)를 형성한다.
마지막으로, 도 1의 (h)의 공정에 있어서, 알칼리로 레지스트막(7)이 제거되고 그레이톤 마스크를 얻을 수 있다. 도 1의 (h)에 있어서, (10)은 차광부이다.
또한 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 차광막(반사 방지막을 포함한다) 및 반투광막은 본 발명의 제조방법을 만족시키는 에칭특성을 나타내는 것이면, 본 실시형태 이외의 Ni합금조성에 관해서도 사용 가능하다. 예를 들면, 표 1에 참고 데이터로서 나타낸 NiCr22(니크롬)도 차광막 또는 반투광막으로서 본 발명의 그레이톤 마스크의 제법에 적용 가능한 것도 용이하게 추측할 수 있다. 또, 본 발명의 실시형태에서는 반투광막의 투과율을 20∼50%로 하고 있지만, 투과율은 액정 컬러 디스플레이 제조의 노광 프로세스에 의해 결정되는 것이며, 이들 투과율은 20∼50%에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 그레이톤 마스크용 블랭크스 및 이것을 사용한 그레이톤 마스크의 제조공정을 나타내는 개략 단면도
도 2는 본 발명의 방법에 따라서 제조한 그레이톤 마스크의 개구부에 있어서 의 층단면형상을 나타내는 부분 확대 단면도
도 3은 반투광막이 Cr막인 경우의 반투광부의 막두께와 투과율과의 관계를 나타내는 그래프
도 4는 반투광막이 CrOx막인 경우의 반투광부의 막두께와 투과율과의 관계를 나타내는 그래프
도 5는 반투광막이 NiMo22Ti15막인 경우의 반투광부의 막두께와 투과율과의 관계를 나타내는 그래프
도 6은 반투광막이 NiMo22Ti150x막인 경우의 반투광부의 막두께와 투과율과의 관계를 나타내는 그래프
도 7은 본 발명에 따라서 제작한 그레이톤 마스크 NO.20의 막면측 반사율을 나타내는 그래프
도 8은 (a)는 종래의 슬릿 마스크 타입의 그레이톤 마스크의 평면도, (b)는 그 단면도
도 9는 (a)는 종래의 하프톤 타입의 그레이톤 마스크의 일례를 나타내는 평면도, (b)는 그 단면도
도 10은 (a)는 종래의 하프톤 타입의 그레이톤 마스크의 다른 예를 나타내는 평면도, (b)는 그 단면도
도 11은 (a)는 종래의 하프톤 타입의 그레이톤 마스크의 또 다른 예를 나타내는 평면도, (b)는 그 단면도
도 12는 (a)는 종래의 하프톤 타입의 그레이톤 마스크의 또 다른 예를 나타 내는 평면도, (b)는 그 단면도
도 13은 종래 기술에 의한 그레이톤 마스크의 개구부에 있어서의 층단면형상의 일례를 나타내는 부분 확대 단면도
도 14는 종래 기술에 의한 그레이톤 마스크의 개구부에 있어서의 층단면형상의 다른 예를 나타내는 부분 확대 단면도
(부호의 설명)
1 - 투명유리기판 2 - 반투광막
3 - 차광막 4 - 레지스트막
5 - 레지스트 패턴 6 - 개구부
7 - 레지스트막 8 - 레지스트 패턴
9 - 반투광부 10 - 차광부
(실시예 1)
투명기판 위에 NiMo 18원자%와 Ti 27원자%, NiMo 21원자%와 Ti 17원자%, NiMo 22원자%와 Ti 15원자%, NiMo 22원자%와 Ti 12원자%, NiMo 18원자%와 Ti 12원자%, NiMo 23원자%와 Ti 1O원자%, NiMo 23원자%와 Ti 9원자%, NiMo 15원자%와 Al 20원자%, NiMo 25원자%, NiMo 7원자%로 각각 이루어진 소결체 타깃 및 순Cr타깃을 사용해서 소정의 분위기 가스의 진공 챔버 내에서 직류 스퍼터링법에 의해 차광막 및 반투광막을 성막하였다.
투명기판은 5.Omm두께의 석영판, 또는 4.8mm두께의 청판유리를 사용하고, 성막중에는 진공 챔버 내에 설치된 석영 히터에 의해 투명기판이 120∼200℃가 되도록 가열하였다. 진공 챔버 내에는 분위기 가스로서 금속NiMoTi막, 금속NiMoAl막, 금속NiMo막, 금속Cr막의 작성은 Ar가스만을 사용하고, 또, NiMoTiOx막, NiMoAlOx막, CrOx막의 작성은 Ar가스와 NO 또는 CO2가스를 사용하여 반응성 스퍼터링법으로 성막을 행하였다. 막두께는 투입전력에 의해서 제어하였다.
형성된 각종 차광막 및 반투광막, 반투광막의 에칭레이트를 검토한 결과는 표 1과 같다. 에칭액으로서는 시판의 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액), ITO에칭액(HCl＋FeCl3)[및 40% FeCl3용액{산화철(Ⅲ)(42°Be＇)}] 및 Al에칭액(인산＋질산＋아세트산)을 사용하였다. FeNO3용액은 시판의 FeNO3를 순수중에 용해하여, 15wt%의 농도의 것을 사용하였다{또한 희질산(HNO3)용액은 35wt%로 희석한 것을 사용하였다}. 이러한 에칭액을 사용하고, 실온에서 에칭을 행하여 에칭시간 및 막두께를 측정해서 에칭레이트를 산출하였다. 또, 형성된 반투광막 중 Cr막(NO.16), CrOx막(NO.17), NiMo22Ti15막(NO.3) 및 NiMo22Ti150x막(NO.4)에 관해서 막두께와 투과율과의 상관을 검토한 결과를 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 나타낸다.
그 결과, Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액)을 사용한 경우에는, Cr막(NO.16), CrOx막(NO.17)은 모두 가용이고, NiMOTi막, NiMoTiOx막, NiMoAl막, NiMoAlOx막, NiMo막에 대해서는, NiMo21Ti17막(NO.2), NiMo22Ti15막(NO.3), NiMo22Ti150x막(NO.4), NiMo22Ti12막(NO.5), NiMo23Ti1O막(NO.7), NiMo23Ti9막(NO.8), NiMo15Al20막(NO.9), NiMo15Al20Ox막(NO.10), NiMo25막(NO.11)에 있어서 가용이고, 또한 Cr막, CrOx막과 차이가 없는 에칭레이트(1.0∼3.O㎚)를 나타내었다.
상기 조성의 NiMoTi막, NiMoTiOx막, NiMoAl막, NiMoAlOx막, NiMo막(NO.2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11)은 ITO에칭액(HCl＋FeCl3), FeNO3용액에 가용이었지만, Cr막(NO.16), CrOx막(NO.17)은 이들 에칭액에는 용해하지 않았다. 또, 차광막이 Ti함유량이 적거나 또는 함유되지 않은 NiMo23Ti1O막(NO.7) 및 NiMo23Ti9막(NO.8), NiMo15Al20막(NO.9) 및 NiMo25막(NO.11)은 Al에칭액(인산＋질산＋아세트산)에 가용이었다.
막두께와 투과율과의 상관을 검토한 결과, 반투광막의 조성이 Cr막(NO.16)인 경우(도 3)에는 5∼10㎚의 막두께 범위에서, CrOx막(NO.17)의 경우(도 4)에는 10∼40㎚의 막두께 범위에서, NiMo22Ti15막(NO.3)의 경우(도 5)에는 5∼20㎚의 막두께 범위에서, 또 NiMo22Ti150x막(NO.4)의 경우(도 9)에는 25∼65㎚의 막두께 범위에서, 투과율 20∼50%를 얻을 수 있었다. Cr막(NO.16), NiMo22Ti15막(NO.3)의 금속막보다 CrOx막(NO.17), NiMo22Ti150x막(NO.4)의 산화막이 투과율에 대한 막두께 제어 범위가 넓었다.
비교예 1
투명기판 위에 순Ni, 순Mo, 순Ti, {및 NiCr 22원자%(니크롬)} 타깃을 사용하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 성막을 행하였다.
형성된 각종 박막의 에칭레이트를 검토한 결과는 표 1과 같았다. 그 결과, 순Mo막(NO.14)도 Cr에칭액에 대해서 Cr막, CrOx막과 차이가 없는 1.0∼3.0㎚의 에칭레이트 범위에 있고, 또한, ITO에칭액 및 FeNO3용액, Al에칭액에 가용이었다. Ni막은 Cr에칭액에 불용이고, ITO에칭액에 높은 가용성을 나타내는데 대하여, 순Mo막의 ITO에칭액의 에칭레이트는 순Ni막과 비교해서 작지만, Cr에칭액을 비롯하여 각종 산성 에칭액에도 가용성을 나타내고, 에칭레이트가 컸다. 순Ti막은 어느 에칭액에도 불용이었다.
실시예　2
실시예 1에서 얻어진 결과를 기초로, 실제로 그레이톤 마스크의 작성을 행하였다. 막구성으로서 표 2에 나타낸 바와 같이, 차광막이 NiMo22Ti15막이고 반투광막이 Cr막(NO.18)인 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성, 차광막이 NiMo22Ti15막이고 반투광막이 CrOx막(NO.19)인 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성, 차광막이 NiMo15Al20막이고 반투광막이 CrOx막(NO.21)인 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성, 차광막이 NiMo25막이고 반투광막이 CrOx막(NO.22)인 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성, 또한 Cr원소를 함유하지 않는 그레이톤 마스크 블랭크스의 막구성으로서, 차광막이 NiMo22Ti15막이고 반투광막이 NiMo15Al20막(NO.23)인 것, 차광막이 NiMo22Ti150x막이고 반투광막이 NiMo15Al20막(NO.24)인 것을 실시예 1과 동일한 성막조건으로 2층막을 작성하였다. 반투광막을 성막한 후, 투과율의 측정을 행하고, 막을 부착한 기판을 세정한 후, 차광막의 성막을 행하였다. 2층막의 성막 후, 광학 농도(OD)의 측정을 행하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
다음으로, 그레이톤 마스크에 대한 에칭가공을 행하기 위해서, 얻어진 각각의 그레이톤 마스크 블랭크스 위에 레지스트 패턴(10㎛의 라인＆스페이스)을 형성하고, 그레이톤 마스크 블랭크스 NO.18, NO.19, NO.21, NO.22에 대해서는, 제 1 에칭액으로서 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄과 과염소산을 함유하는 용액)을 사용하였다. 제 1 에칭액을 사용한 에칭에 의해서 개구부를 형성하였다. 또한 레지스트 제거 후, 다시 레지스트 패턴을 형성하고, 제 2 에칭액으로서 ITO에칭액(HCl＋FeCl3)을 사용하였다. 제 2 에칭액을 사용한 에칭에 의해서 반투광부를 형성하였다. NO.23, NO.24의 그레이톤 마스크 블랭크스에 대해서는, 제 1 에칭액은 Cr에칭액을 사용하고, 제 2 에칭액은 Al에칭액을 사용하였다.
제 1 에칭액을 사용한 패턴형성 후, 개구부의 단면형상을 단면 SEM사진에 의해 평가하였다. 제 2 에칭액을 사용한 패턴형성 후, 반투광부의 투과율을 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
그 결과, 반투광막을 성막한 후, 투과율은 NO.18, NO.19, NO.21, NO.22, NO.23, NO.24 모두 그레이톤 마스크로서 사용할 수 있는 20∼50%의 범위에 있었다. 그레이톤 마스크 블랭크스(2층막)의 성막 후, 광학농도는 NO.18, NO.19, NO.21, NO.22, NO.23, NO.24 모두 포토 마스크로서 사용할 수 있는 3.0∼5.0의 범위에 있었다. 또 그레이톤 마스크에 대한 에칭 가공 후, 개구부의 단면형상은 표 2 및 도 2에 나타낸 바와 같이, NO.18, NO.19, NO.21, NO.22, NO.23, NO.24 모두 수직으로 양호하였다. 그레이톤 마스크에 대한 에칭 가공 후, 반투광부의 투과율은, NO.18, NO.19, NO.21, NO.22, NO.23, NO.24 모두 반투광막 성막 후와 제 2 에칭액을 사용한 패턴형성 후 각각 일치하고, 반투광부의 투과율의 변화없이 그레이톤 마스크의 가공이 가능하였다.
실시예　3
실시예 2의 그레이톤 마스크 블랭크스 NO.19의 차광막 위에 반사 방지막을 형성하여, 그레이톤 마스크 블랭크스 NO.20을 작성하였다. 성막조건, 그레이톤 마스크에 대한 에칭가공은 실시예 2와 동일한 조건에서 행하였다. 반사 방지막은 Ar가스와 CO2가스를 사용하고, 반응성 스퍼터링법으로 성막하고, 차광막상과 반사 방지막의 성막은 동일한 성막기로 1회의 성막으로 행하였다. 얻어진 그레이톤 마스크 블랭크스의 막면측의 반사율을 측정한 결과를 표 2에 나타낸다. 그 외, 반투광막을 성막한 후의 투과율의 측정, 2층막의 성막 후의 광학농도(OD)의 측정, 제 1 에칭액을 사용한 패턴형성 후의 개구부의 단면형상, 제 2 에칭액을 사용한 패턴형성 후의 반투광부의 투과율의 측정은 실시예 2와 동일한 조건에서 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
그 결과, 그레이톤 마스크 NO.20의 막면측 반사율은 포토 마스크로서 사용할 수 있는 저반사특성(반사율이 436㎚에 있어서 5.0∼15.0%, 600㎚에 있어서 15.0∼25.0%)을 나타내었다. 그레이톤 마스크에 대한 에칭 가공 후, 개구부의 단면형상은 3층막이어도 수직으로 양호하였다. 반투광막을 성막한 후의 투과율, 2층막의 성막 후의 광학농도(OD), 제 2 에칭액을 사용한 패턴형성 후의 반투광부의 투과율은 반사 방지막이 없는 그레이톤 마스크 블랭크스 NO.19와 마찬가지로 양호한 결과이고, 그레이톤 마스크로서 실용적으로 사용할 수 있는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 액정 컬러 디스플레이 제조의 코스트 다운화 기술에 필요하고, 우수한 가공성 또한 양호한 패턴형상을 가지며, 저비용의 프로세스로 제조할 수 있는 그레이톤 마스크용 블랭크스 및 이것을 사용한 그레이톤 마스크의 제조방법을 제공한다.

Claims (23)

  1. 차광부와 개구부와 반투광부로 이루어지는 패턴을 가지는 그레이톤 마스크용 블랭크스에 있어서, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 차광막 및 반투광막을 가지며, 차광막 및 반투광막의 금속성분의 조성이 상이한 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 차광막은 차광막만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 차광막은 차광막 위에 형성한 반사 방지막을 포함하고, 반사 방지막은 차광막의 금속성분과 동일한 조성이며, 이들의 산화막 또는 산질화막으로 형성된 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo과 Ti을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo과 Ti을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo과 Ti을 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 10∼37%, Ti을 7∼25% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo과 Al을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 금속성분 으로서 Ni과 Mo과 Al을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo과 Al을 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 5∼30%, Al을 10∼30% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 금속성분으로서 Ni과 Mo을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 차광막 또는 반투광막에 사용되는 Ni과 Mo을 주성분으로 하는 박막은, 금속의 원자%로서 Mo을 15∼75% 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피 원소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 금속성분으로서 Cr을 함유하는 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  14. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 Cr 또는 Ni과 Mo과 Ti의 금속막으로 형성된 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  15. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반투광막은 Cr의 또는 Ni과 Mo과 Ti의 또는 Ni과 Mo과 Al의 또는 Ni과 Mo의 산화막 또는 산질화막으로 형성된 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크용 블랭크스.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 블랭크스를 사용해서 그레이톤 마스크를 제조하는 방법으로서, 차광막 및 반투광막을 제 1 에칭액을 사용해서 에칭하고, 또한 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 하프 에칭하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 제 1 에칭액으로서 Cr에칭액(질산제2세륨암모늄을 함유하는 용액)을 사용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조방법.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 제 1 에칭액으로서 FeNO3용액 또는 희질산(HNO3)용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조방법.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 제 2 에칭액으로서 ITO에칭액(HCl＋FeCl3) 또는 FeCl3용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크스의 제조방법.
  20. 청구항 16에 있어서, 상기 제 2 에칭액으로서 Al에칭액(인산＋질산＋아세트산) 또는 Ag에칭액(인산＋질산＋아세트산)을 사용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크스의 제조방법.
  21. 청구항 16에 있어서, 상기 제 2 에칭액으로서 FeNO3용액 또는 희질산(HNO3)용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크스의 제조방법.
  22. 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성한 차광막을 가지는 차광부와, 투명기판의 표면 위에 직접 또는 간접으로 부착시켜서 형성하고, 금속성분의 조성이 상이한 차광막 및 반투광막을 제 1 에칭액을 사용해서 1공정으로 에칭하여 형성한 개구부와, 반투광막을 에칭하지 않고 차광막만을 선택적으로 에칭하는 제 2 에칭액으로 차광막을 에칭해서 형성한 반투광부를 가지고서 이루어지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
  23. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 기재된 블랭크스를 사용해서, 차 광막 및 반투광막을 1공정으로 에칭하여 형성된 개구부와, 차광막만을 에칭해서 형성된 반투광부와, 상기 개구부와 상기 반투광부 이외에 형성된 차광부를 가지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
KR1020087000769A 2005-07-15 2006-07-14 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤마스크 및 그 제조방법 KR20080016949A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00207285 2005-07-15
JP2005207285 2005-07-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080016949A true KR20080016949A (ko) 2008-02-22

Family

ID=37668745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087000769A KR20080016949A (ko) 2005-07-15 2006-07-14 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤마스크 및 그 제조방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP4898679B2 (ko)
KR (1) KR20080016949A (ko)
CN (1) CN101061431A (ko)
TW (1) TW200712756A (ko)
WO (1) WO2007010864A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008203373A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Clean Surface Gijutsu:Kk ハーフトーンブランクス及びハーフトーンブランクスの製造方法
JP5115953B2 (ja) * 2007-03-30 2013-01-09 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP5254581B2 (ja) * 2007-08-22 2013-08-07 Ｈｏｙａ株式会社 フォトマスク及びフォトマスクの製造方法
JP5217345B2 (ja) * 2007-10-05 2013-06-19 大日本印刷株式会社 フォトマスクおよびフォトマスクブランクス
JP5808944B2 (ja) * 2011-05-11 2015-11-10 ピクストロニクス，インコーポレイテッド 表示装置及び表示装置の製造方法
US9097918B2 (en) 2012-06-25 2015-08-04 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Mask for curing frame sealant and liquid crystal display panel manufacturing method
CN102736323B (zh) * 2012-06-25 2014-12-17 深圳市华星光电技术有限公司 框胶固化之光罩及液晶显示面板的制作方法
CN103451665B (zh) * 2013-08-30 2016-02-17 东莞市平波电子有限公司 一种触摸屏引线的加工工艺
CN107086219B (zh) * 2017-04-20 2019-11-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种tft基板的制作方法、tft基板及光罩

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5189846A (ja) * 1975-02-05 1976-08-06 Aruminiumupataannokeiseiho
JPS52136526A (en) * 1976-05-10 1977-11-15 Akai Electric Method of forming twoocolor stripe filter
JPS5779174A (en) * 1980-11-06 1982-05-18 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Etching solution for chromium film and chromium oxide film
JPH03259409A (ja) * 1990-03-07 1991-11-19 Nec Corp 薄膜磁気ヘッドの製造方法
JP3453435B2 (ja) * 1993-10-08 2003-10-06 大日本印刷株式会社 位相シフトマスクおよびその製造方法
JP3250973B2 (ja) * 1997-06-27 2002-01-28 ホーヤ株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
JP4071849B2 (ja) * 1997-10-08 2008-04-02 アルバック成膜株式会社 ブランクス及びブラックマトリクス
JP4163331B2 (ja) * 1999-07-14 2008-10-08 アルバック成膜株式会社 位相シフタ膜の製造方法、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法、および、位相シフトマスクの製造方法
JP2002189281A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Hoya Corp グレートーンマスク及びその製造方法
JP3645882B2 (ja) * 2002-03-01 2005-05-11 Ｈｏｙａ株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの製造方法
JP4210166B2 (ja) * 2003-06-30 2009-01-14 Ｈｏｙａ株式会社 グレートーンマスクの製造方法
JP4385690B2 (ja) * 2003-09-09 2009-12-16 凸版印刷株式会社 液晶表示素子製造用露光マスク及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007010864A1 (ja) 2007-01-25
JPWO2007010864A1 (ja) 2009-01-29
JP4898679B2 (ja) 2012-03-21
CN101061431A (zh) 2007-10-24
TW200712756A (en) 2007-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080016949A (ko) 그레이톤 마스크용 블랭크스와 이것을 사용한 그레이톤마스크 및 그 제조방법
DE112004000235B4 (de) Fotomasken-Rohling, Fotomaske und Muster-Übertragungsverfahren unter Verwendung einer Fotomaske
KR101774573B1 (ko) 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크
JP6823703B2 (ja) フォトマスクブランクおよびその製造方法、フォトマスクの製造方法、並びに表示装置の製造方法
US9494852B2 (en) Mask blank and method of manufacturing phase shift mask
TWI755337B (zh) 光罩基底、光罩之製造方法、以及顯示裝置製造方法
DE102009027150A1 (de) Phasenverschiebungsmaskenrohling, Phasenverschiebungsmaske und Verfahren zur Herstellung eines Phasenverschiebungsmaskenrohlings
KR100663115B1 (ko) 그레이톤 마스크 및 그레이톤 마스크의 제조 방법
JP4695964B2 (ja) グレートーンマスク及びその製造方法
JP4385690B2 (ja) 液晶表示素子製造用露光マスク及びその製造方法
JP5201762B2 (ja) グレートーンマスク及びグレートーンマスクの製造方法、並びにパターン転写方法
TWI387843B (zh) A mask substrate, a mask, and a method for manufacturing the same
KR20060049091A (ko) 포토마스크 블랭크 및 포토마스크 및 그 제조방법
JP2000181049A (ja) ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
JP4005622B1 (ja) フォトマスク用基板及びフォトマスク並びにその製造方法
JP4898680B2 (ja) グレートーンマスク用ブランクスを用いたグレートーンマスクの製造方法
JP2020095248A (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法
JP2017182052A (ja) 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及び表示装置の製造方法
JPH10301499A (ja) ブランクス又はブラックマトリクス及びこれらの製造方法
TWI430016B (zh) 光罩基板、光罩及其製造方法
TWI785160B (zh) 光罩基底及光罩之製造方法、以及顯示裝置之製造方法
KR20160024204A (ko) 평판 디스플레이용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 제조 방법
JP4071849B2 (ja) ブランクス及びブラックマトリクス
JP4569016B2 (ja) 液晶表示装置用ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ
JPH11119007A (ja) ブランクス及びブラックマトリクス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application