KR20080031535A - Gray-tone blank mask and gray-tone photomask, the manufacturing method of them - Google Patents

Gray-tone blank mask and gray-tone photomask, the manufacturing method of them Download PDF

Info

Publication number
KR20080031535A
KR20080031535A KR1020060097484A KR20060097484A KR20080031535A KR 20080031535 A KR20080031535 A KR 20080031535A KR 1020060097484 A KR1020060097484 A KR 1020060097484A KR 20060097484 A KR20060097484 A KR 20060097484A KR 20080031535 A KR20080031535 A KR 20080031535A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semi
pattern
film
gray tone
light shielding
Prior art date
Application number
KR1020060097484A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101329525B1 (en
Inventor
남기수
차한선
강형종
류기훈
Original Assignee
주식회사 에스앤에스텍
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 주식회사 에스앤에스텍 filed Critical 주식회사 에스앤에스텍
Priority to KR1020060097484A priority Critical patent/KR101329525B1/en
Publication of KR20080031535A publication Critical patent/KR20080031535A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101329525B1 publication Critical patent/KR101329525B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/60Substrates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

A gray-tone blank mask, a gray-tone photomask, and a manufacturing method thereof are provided to finely manufacture a semi-transparent pattern for improving the quality of an FPD(Flat Panel Display), and to make the minimum linear width of an object identical to or less than 2mum. A gray-tone blank mask, which is a raw material of a gray-tone photomask used in a lithography exposure device using a single wavelength of 365nm or using exposure light of 365nm as a main exposure light source, comprises at least a non-transparent pattern, a semi-transparent pattern, and a transparent pattern on a transparent substrate(1). A semi-transparent layer(2) is deposited on the transparent substrate, and a non-transparent layer(3) is layered thereon.

Description

그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조방법{Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them}Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 > <Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 투명기판                        2 : 반투과막1: transparent substrate 2: semi-permeable membrane

3 : 차광막 4 : 반사방지막3: shading film 4: anti-reflection film

5 : 포토레지스트 5: photoresist

본 발명은 액정 표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광 디스플레이(FED) 등의 평판 디스플레이(FPD) 제품의 제조시 마스크 단축 공정에 사용되는 그레이톤 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다. The present invention relates to a gray tone used in a mask shortening process in the manufacture of flat panel display (FPD) products such as liquid crystal display (LCD), organic light emitting diode (OLED), plasma display panel (PDP), and electroluminescent display (FED). It relates to a blank mask and a photomask.

오늘날 액정표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광소자(FED) 등의 평판 디스플레이(FPD) 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화 됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. Today's flat panel display (FPD) products, such as liquid crystal display (LCD), organic light emitting diode (OLED), plasma display panel (PDP), and electroluminescent display (FED), have a range of application as the market demands are advanced and advanced. As is expanding, the development of excellent manufacturing process technology is required.

일반적으로 TFT-LCD 등의 평판 디스플레이 제조시 패턴이 형성된 포토마스크를 사용하는 리소그래피 공정이 사용되고 있으며 최근 원가 절감과 수율 향상을 위하여 마스크 단축 공정을 사용하는 기술이 개발, 적용되고 있다. In general, a lithography process using a patterned photomask is used to manufacture a flat panel display such as a TFT-LCD. Recently, a technique of using a mask shortening process has been developed and applied for cost reduction and yield improvement.

예를 들면 TFT-LCD의 경우 TFT 기판 제조시 종래의 5-마스크 공정에서 점차 4-마스크 및 3-마스크로의 공정 이행이 이루어지고 있다. 상기의 마스크 단축 공정은 하나의 포토마스크로써 2회의 노광 효과를 낼 수 있는 마스크 단축 공정용 포토마스크를 사용하는 방법으로 가능하며, 노광회수 감소에 따른 공정 단축, 생산성 향상 및 수율 향상, 재료비 절감에 의한 원가 절감 효과를 얻을 수 있다. For example, in the case of a TFT-LCD, a process transition from a conventional 5-mask process to a 4-mask and a 3-mask is gradually performed in manufacturing a TFT substrate. The above mask shortening process is possible by using a mask shortening process photomask that can produce two exposure effects as a single photomask, and it is possible to shorten the process by reducing the number of exposures, improve productivity and yield, and reduce material cost. The cost reduction effect can be obtained.

상기 마스크 단축 공정용 포토마스크는 1회의 노광으로 2회의 노광 효과를 내어야 하기 때문에 종래의 포토마스크가 차광 패턴과 투과 패턴으로 이루어진 반면에 마스크 단축 공정용 포토마스크는 차광 패턴, 투과 패턴, 반투과 패턴으로 이루어지게 된다. Since the photomask for the mask shortening process must produce two exposure effects with one exposure, the conventional photomask is composed of a light shielding pattern and a transmission pattern, whereas the mask shortening process photomask has a light shielding pattern, a transmission pattern, and a semi-transmissive pattern. Will be made.

마스크 단축 공정은 상기 패턴에 의해 노광을 실시하여 피사체의 포토레지스트가 투과 패턴에 의해 완전히 제거된 영역과, 반투과 패턴에 의해 피사체의 포토레지스트 잔막이 잔류하는 영역, 차광 패턴에 의해 피사체의 포토레지스트가 완전한 두께로 잔류하는 영역을 형성시키고 먼저 포토레지스트가 완전히 제거된 영역을 식각 등의 방법으로 패터닝하여 1회의 노광에 의한 효과를 얻고, 애슁(Ashing) 등의 방법으로 포토레지스트 잔막이 잔류하는 영역의 포토레지스트를 제거한 다음 새롭게 노출된 영역을 식각하는 등의 방법으로 패터닝하여 2회째의 노광 효과를 얻는 방법이다. 종래에는 이러한 마스크 단축 공정용 포토마스크로서 종래의 바이너리 블랭크 마스크를 사용하고 반투과 패턴으로 슬릿 패턴이 형성된 슬릿 마스크(Slit Mask)를 사용하는 것이 일반적이었으나, 최근 패턴이 미세화 됨에 따라 슬릿 마스크 대신 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하고 반투과 패턴에 반투과막이 적층된 그레이톤 마스크(Graytone Mask)가 필요하게 되었다. In the mask shortening process, the exposure is performed by the above pattern, and the photoresist of the subject is completely removed by the transmission pattern, the region where the photoresist residual film of the subject remains by the semi-transmissive pattern, and the photoresist of the subject by the shading pattern. Forms a region where the thickness is completely, and first, the region where the photoresist has been completely removed is patterned by etching or the like to obtain an effect by one exposure, and the region where the residual photoresist film remains by ashing or the like. After removing the photoresist, the newly exposed areas are patterned by etching to obtain a second exposure effect. Conventionally, as a photomask for such a mask shortening process, a conventional binary blank mask is used, and a slit mask in which a slit pattern is formed in a semi-transmissive pattern has been generally used. There is a need for a graytone mask using a blank mask and having a semitransmissive layer laminated on a semitransmissive pattern.

그러나 상기 그레이톤 마스크는 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the gray tone mask has the following problems.

최근, 평판 디스플레이 제품이 급격히 고급화됨에 따라 그 제조 공정이 더욱 미세한 패턴의 제조가 요구되고 있는데 TFT-LCD와 같은 평판 디스플레이 제품 제조시 브로드 밴드(Broad Band) 파장을 노광광으로 하여 리소그패피 공정을 수행하는 것이 많으며, 특히 수은(Hg) 램프의 365nm의 i-line, 405nm의 h-line, 436nm의 g-line을 모두 포함하는 300 ~ 500nm의 브로드 밴드 노광광을 광원으로 사용하는 것이 일반적이었다. Recently, as flat panel display products are rapidly advanced, the manufacturing process is required to produce finer patterns. In the manufacture of flat panel display products such as TFT-LCD, the lithography process is carried out using broadband light as exposure light. In many cases, it was common to use a 300-500 nm broadband exposure light including a 365 nm i-line, a 405 nm h-line, and a 436 nm g-line of a mercury (Hg) lamp as a light source.

그러나 상기 브로드 밴드 파장에 의한 노광은 색수차에 의하여 투과패턴 및 반투과 패턴을 투과하는 각각의 파장에 따라 회절되는 정도가 다르고 특히 반투과 패턴을 투과하는 노광광의 경우 위상 변화까지 발생하기 때문에 해상도 저하로 인하여 피사체의 패턴 크기 제어와 최소선폭(CD)을 2㎛ 이하로 제조하기가 매우 어려운 문제점이 있었다. However, since the exposure by the broadband wavelength differs in the degree of diffraction according to each wavelength passing through the transmission pattern and the semi-transmissive pattern due to chromatic aberration, and especially in the case of exposure light transmitting through the semi-transmissive pattern, the resolution is reduced. Due to the pattern size control and the minimum line width (CD) of the subject it was very difficult to manufacture a 2㎛ or less.

특히, 마스크 단축 공정에서 가장 중요한 반투과 패턴의 미세화가 어려워 평판 디스플레이 제품의 고급화와 품질 개선을 제약하고 또한 마스크 단축 공정의 수율을 감소시키는 문제점이 있었다.In particular, the miniaturization of the transflective pattern, which is most important in the mask shortening process, is difficult, thereby restricting the quality and quality improvement of the flat panel display product and reducing the yield of the mask shortening process.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 피사체의 최소선폭을 2㎛ 이하로 제조할 수 있는 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gray tone blank mask, a gray tone photo mask, and a method of manufacturing the same, which can produce a minimum line width of a subject of 2 μm or less.

또한, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 반투과 패턴을 미세하게 제조하여 평판 디스플레이 제품의 고급화와 품질 개선을 이룰 수 있는 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, the present invention was created in order to solve the above problems, a gray tone blank mask and a gray tone photomask and a method of manufacturing the same that can produce a semi-transparent pattern finely to improve the quality and quality of flat panel display products Its purpose is to provide.

또한, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 상기 색수차가 없는 노광광을 광원으로 하는 리소그래피 노광장치에 마스크 단축 공정용으로 사용가능한 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, the present invention was created to solve the above problems, and can be used for a mask shortening process in a lithographic exposure apparatus using the exposure light without chromatic aberration as a light source, and a gray tone photomask and a manufacturing method thereof. To provide that purpose.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, i-line(365nm)의 단일 파장을 사용하거나 또는 h-line(405nm)와 g-line(436nm) 등의 수은 램프의 특성파장을 포함 하지 않으며 i-line(365nm)을 포함하는 브로드 밴드 파장을 사용하여 노광하는 것이 바람직하다. 상기 해상도를 저해하는 색수차는 각 파장에 따라 투과 패턴(슬릿)을 투과할 때의 회절 정도가 다르기 때문에 발생하며 투과 패턴이 작을수록 더 커진다. 따라서 브로드 밴드 파장을 노광광으로 하는 대신에 단일 파장을 사용하게 되면 상기 색수차에 의한 해상도 저하를 제거할 수 있다. 또한 수은 램프의 경우 i-line, h-line, g-line 등의 특성 파장의 강도가 특히 강하기 때문에 어느 하나의 특성 파장만을 포함하는 브로드 밴드 파장을 노광광으로 사용하더라도 그 주변부의 노광광의 강도가 약하기 때문에 단일 파장을 사용하는 것과 거의 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 해상도는 아래의 식과 같이 노광 파장이 감소하면 동시에 감소하게 된다. 따라서 가장 우수한 해상도를 얻기 위해서는 i-line, h-line, g-line 중 가장 짧은 파장을 가지는 특성 파장인 365 nm의 i-line을 사용하는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention uses a single wavelength of i-line (365 nm) or does not include characteristic wavelengths of mercury lamps such as h-line (405 nm) and g-line (436 nm). It is preferable to expose using a broadband wavelength including line (365 nm). Chromatic aberration that inhibits the resolution occurs because the diffraction degree when transmitting the transmission pattern (slit) is different according to each wavelength, and the smaller the transmission pattern, the larger. Therefore, when a single wavelength is used instead of the broadband wavelength as the exposure light, the resolution degradation due to the chromatic aberration can be eliminated. In the case of mercury lamps, the intensity of characteristic wavelengths such as i-line, h-line, and g-line is particularly strong. Therefore, even when a broadband wavelength including only one characteristic wavelength is used as exposure light, the intensity of exposure light of the peripheral part of the mercury lamp is increased. Because of their weakness, the effect is almost the same as using a single wavelength. In addition, the resolution decreases at the same time as the exposure wavelength decreases as shown in the following equation. Therefore, to obtain the best resolution, it is preferable to use an i-line of 365 nm, which is a characteristic wavelength having the shortest wavelength among i-line, h-line, and g-line.

Figure 112006072426236-PAT00001
Figure 112006072426236-PAT00001

R : 해상도 k1 : 공정 상수R: resolution k1: process constant

NA : 개구수 λ : 노광 파장NA: numerical aperture λ: exposure wavelength

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 그레이톤 포토마스크의 원재료인 그레이톤 블랭크 마스크가 투명기판(1) 위에365nm의 파장의 노광광에서 10 ~ 90%의 투과율을 가지는 반투과막(2)과 상기 노광광에 대하여 차광 효과를 가지는 차광막(3)이 적층되는 것이 바람직하다. 만약 반투과막(2)의 투과율이 10% 이 하가 되면 상기 그레이톤 포토마스크를 사용하여 리소그래피 공정을 하는 경우 반투과 패턴에 의한 피사체의 포토레지스트(5) 잔막의 두께가 너무 두껍게 남기 때문에 차광 패턴에 의한 포토레지스트(5) 패턴과 구분이 잘 되지 않게 되고, 반대로 투과율이 90% 이상인 경우 반대로 반투 패턴에 의한 피사체의 포토레지스트(5) 잔막의 두께가 너무 얇기 때문에 투과 패턴에 의한 포토레지스트(5) 패턴과 구분이 잘 되지 않는다. 따라서 4-마스크 혹은 3-마스크 등의 마스크 단축공정을 수행하는데 어려움이 따르게 된다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a semi-transmissive film in which a gray tone blank mask, which is a raw material of a gray tone photomask, has a transmittance of 10 to 90% in exposure light having a wavelength of 365 nm on the transparent substrate 1 ( It is preferable that the light shielding film 3 which has a light shielding effect with respect to 2) and the said exposure light is laminated | stacked. If the transmissivity of the semi-transmissive film 2 is 10% or less, shading is performed using the gray tone photomask, so that the thickness of the remaining film of the photoresist 5 of the subject due to the semi-transmissive pattern remains too thick. In contrast to the photoresist 5 pattern due to the pattern, on the contrary, when the transmittance is 90% or more, the thickness of the remaining film of the photoresist 5 of the subject due to the semi-permeable pattern is too thin. 5) It is difficult to distinguish from patterns. Therefore, there is a difficulty in performing a mask shortening process such as 4-mask or 3-mask.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 블랭크 마스크가 적어도 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층되고 그 위에 차광막(3)이 적층된 형태인 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable that the blank mask has a form in which a semi-transmissive film 2 is laminated on at least the transparent substrate 1 and a light shielding film 3 is stacked thereon.

상기의 블랭크 마스크 형태 가지게 되면 반투과막(2)과 차광막(3)을 각각 식각하여 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한 상기 그레이톤 블랭크 마스크는 반투과막(2)이 차광막(3) 하부에 적층되어 있기 때문에 차광막(3) 식각액에 대하여 식각 선택비가 3 이상인 것이 바람직하다. 만약 차광막(3) 식각액에 대한 반투과막(2)의 식각비가 3 이하가 되면 차광만을 식각하여 반투과 패턴 형성시 하부의 반투과막(2)에 손상이 발생하여 원하는 투과율을 얻기가 어렵다.When the blank mask is formed, the semi-transmissive film 2 and the light shielding film 3 may be etched to form a pattern. In addition, since the semi-transmissive film 2 is stacked below the light shielding film 3, the gray tone blank mask preferably has an etching selectivity of 3 or more with respect to the etching solution of the light shielding film 3. If the etch ratio of the semi-permeable membrane 2 to the etching solution 3 is less than or equal to 3, only the light shield is etched to damage the semi-transmissive layer 2 at the time of forming the semi-transmissive pattern, thereby making it difficult to obtain a desired transmittance.

또한 상기 차광막(3) 위에 반사방지막(4)을 더 적층하여 그레이톤 포토마스크 제조 및 리소그래피 공정에서의 반사율을 감소시킨 것이 더욱 바람직하다. 반사방지막(4)을 더 적층하게 되면 포토마스크 제조시 스탠딩 웨이브(Standing Wave)현상 방지하고 그레이톤 포토마스크를 사용하여 리소그래피 공정 진행시 다중 반사에 의한 패턴 에러를 감소시킨다.In addition, it is more preferable that the antireflection film 4 is further laminated on the light shielding film 3 to reduce the reflectance in the production of a gray tone photomask and a lithography process. Further stacking of the anti-reflection film 4 prevents standing wave phenomenon during photomask fabrication and reduces pattern errors due to multiple reflections during the lithography process using a gray tone photomask.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하여 그레이톤 포토마스크를 제조하는 것이 바람직하다. 상기의 결과로 그레이톤 포토마스크의 차광 패턴은 투명기판(1) 위에 적어도 반투과막(2)이 적층되고 그 위에 차광막(3)이 적층되며, 반투과 패턴은 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층되고 차광막(3)은 식각되어 제거되며, 투과 패턴은 반투과막(2)과 차광막(3)이 식각되어 제거된 형태로 된다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention preferably manufactures a gray tone photomask using the gray tone blank mask. As a result of the above, the light shielding pattern of the gray tone photomask has at least a semi-transmissive film 2 laminated on the transparent substrate 1 and the light shielding film 3 is laminated thereon, and the semi-transmissive pattern is semi-transmissive on the transparent substrate 1. The film 2 is laminated and the light shielding film 3 is etched and removed, and the transmission pattern is formed by removing the semi-transmissive film 2 and the light shielding film 3 from etching.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 그레이톤 블랭크 마스크가 차광막(3)이 식각되어 형성된 차광막(3) 패턴 위에 반투과막(2)이 적층된 형태인 것이 바람직하다. 상기와 같은 형태는 차광막(3)이 식각되어진 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층되기 때문에 차광막(3)과의 식각비에 제한이 없으며 동일한 식각 특성을 가지는 물질을 반투과막(2) 물질로 사용하는 것이 가능하다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, the gray tone blank mask is preferably in the form of a semi-transmissive film 2 is laminated on the light shielding film 3 pattern formed by etching the light shielding film 3. Since the semi-transmissive layer 2 is stacked on the transparent substrate 1 on which the light-shielding layer 3 is etched, the etch ratio with the light-shielding layer 3 is not limited, and the material having the same etching characteristics is a semi-transmissive layer. (2) It can be used as a substance.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하여 그레이톤 포토마스크를 제조하는 것이 바람직하다. 상기의 결과로 그레이톤 포토마스크의 차광 패턴은 투명기판(1) 위에 적어도 차광막(3)이 적층된 후 그 위에 반투과막(2)이 적층되며, 반투과 패턴은 차광막(3)이 식각된 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층되며, 투과 패턴은 차광막(3)과 반투과막(2)이 식각되어 제거된 형태로 된다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention preferably manufactures a gray tone photomask using the gray tone blank mask. As a result of the above, the light shielding pattern of the gray tone photomask is formed by stacking at least the light shielding film 3 on the transparent substrate 1 and then laminating the transflective film 2 thereon. The transflective film 2 is stacked on the transparent substrate 1, and the transmissive pattern is formed by removing the light shielding film 3 and the transflective film 2 by etching.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반투과막(2) 적층시 1차 노광에 의한 패턴 위치와 2차 노광에 의한 패턴 위치를 정렬하기 위하여 얼라인 키(Align Key) 패턴이 형성될 영역을 포함하는 일부 영역에 반투과막(2)을 적층하지 않는 것이 바람직하다. 상기 얼라인 키 패턴은 1차 노광에 의해 형성되며, 상기 영역에 반투과막(2)이 적층되지 않음으로 인하여 얼라인 키 패턴의 투과 패턴과 그 주변부와의 높은 반사율 차이로 인하여 2차 노광시 위치 정렬이 쉽고 정확하게 될 수 있다.In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, an alignment key pattern is formed to align the pattern position by the primary exposure and the pattern position by the secondary exposure when the semi-transmissive film 2 is laminated. It is preferable not to laminate the semi-transmissive film 2 in some regions including the region to be formed. The alignment key pattern is formed by the first exposure, and the second transmission is not performed because the transflective film 2 is not laminated in the area. Position alignment can be easily and precisely.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 1차 노광 및 2차 노광 중 어느 하나의 패턴을 실제로 형성되는 패턴보다 크게 노광하여 셀프 얼라인(Self Align)이 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 크게 노광된 패턴은 위치 정렬 마진(Align Margin)으로만 역할을 수행하며 실제 패턴이 되지 않도록 하는 범위 내에서 하는 것이 가능하다.In addition, in order to achieve the above object, it is preferable that the present invention exposes one of the first and second exposure patterns larger than the pattern actually formed so as to be self-aligned. The largely exposed pattern serves only as an alignment margin and may be used within a range that does not become an actual pattern.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, i-line(365nm), h-line(405nm), g-line(436nm)에서의 투과율 편차가 5%이하를 만족하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 반투과막(2)을 적층하고 그레이톤 포토마스크를 제조하게 되면 상기에서와 같이 i-line을 노광광으로 하는 리소그래피 노광 장치에서 뿐만 아니라 브로드 밴드 파장을 노광광으로 사용하는 리소그래피 노광 장치에서도 동일한 투과율로 사용 가능하게 되는 장점이 있다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention preferably satisfies a transmittance deviation of 5% or less in i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm). When the semi-transmissive film 2 is laminated and a gray tone photomask is manufactured as described above, a lithographic exposure apparatus using broadband wavelength as exposure light as well as in a lithography exposure apparatus using i-line as exposure light as described above. Even in the same transmittance there is an advantage that can be used.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반투과막(2)의 투과율이 기판 외곽에서 50mm를 제외한 영역내의 365nm의 파장에서 투과율 편차가 5% 이하가 되는 것이 바람직하다. 그레이톤 포토마스크를 사용하는 마스크 단축 공정은 두 번째 패턴의 정밀도는 반투과 패턴의 투과율 정밀도에 의존하게 된다. 따라서 기판 내에서 반투과 패턴의 투과율 편차는 작을수록 좋으며 5% 이상의 투과율 편차를 가지는 경우 마스크 단축 공정시 공정 여유도를 감소시키고 불량을 일으키는 원인이 된다. 상기 피사체의 노광에 관여하는 패턴은 일반적으로 기판의 50mm 정도의 외곽에는 형성되지 않기 때문에 기판 외곽의 투과율 편차는 무관하기 때문에 기판 외곽으로부터 50mm를 제외한 영역 내에서만 투과율 편차가 5% 이내가 되면 된다.Moreover, in order to achieve the said objective, in this invention, it is preferable that the transmittance | permeability deviation of the semi-transmissive film 2 becomes 5% or less in the wavelength of 365 nm in the area | region except 50 mm in the outer periphery of a board | substrate. In the mask shortening process using a gray tone photomask, the precision of the second pattern depends on the transmittance precision of the transflective pattern. Therefore, the smaller the transmittance variation of the transflective pattern in the substrate, the better. If the transmittance variation is 5% or more, the process margin is reduced during the mask shortening process and causes a defect. Since the pattern involved in the exposure of the subject is not generally formed at about 50 mm outside of the substrate, the transmittance deviation of the outside of the substrate is irrelevant. Therefore, the transmittance deviation may be within 5% only within an area excluding 50 mm from the outside of the substrate.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반투과막(2)의 전면(Front Side)의 반사율이 그레이톤 포토마스크 패턴 검사 파장에서 5 ~ 70%의 반사율이 되는 것이 바람직하다. 일반적으로 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하여 그레이톤 포토마스크를 제조하는 과정에서 패턴 결함을 검사하여 세정(Cleaning), 결함수정(Repair)을 실시하게 되는데 상기 패턴 결함 검사시 반투과막(2)의 반사율이 5% 이하인 경우, 투과 패턴인 투명기판(1)의 반사율과 차이가 거의 없기 때문에 투과 패턴과 구분이 잘 되지 않기 때문에 패턴 검사가 매우 어려운 문제점이 발생하게 되고 반투과막(2)의 반사율이 70% 이상이 되면 상기 그레이톤 포토마스크를 사용하여 리소그래피 노광을 실시할 경우 피사체에 의해 반사되는 노광광을 강하게 재반사하게 되어 패턴 불량을 일으키기 쉽다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable that the reflectance of the front side of the semi-transmissive film 2 is 5 to 70% of the reflectance at the gray tone photomask pattern inspection wavelength. In general, in the process of manufacturing a gray tone photomask using a gray tone blank mask, pattern defects are inspected to clean and repair defects. During the pattern defect inspection, the reflectance of the semi-transmissive layer 2 is examined. If it is less than 5%, there is little difference from the reflectance of the transparent substrate 1, which is a transparent pattern, and thus it is difficult to distinguish it from the transparent pattern. Therefore, a problem of pattern inspection is very difficult, and the reflectance of the semi-transmissive film 2 is increased. When 70% or more is used, the lithographic exposure using the gray tone photomask strongly rereflects the exposure light reflected by the subject, thereby easily causing pattern defects.

상기 반투과막(2)의 반사율은 15 ~ 40%가 되는 것이 더욱 바람직하다. FPD 제조시 검사 파장은 일반적으로 300 ~ 600nm 정도이다. More preferably, the reflectance of the semi-transmissive film 2 is 15 to 40%. In the manufacture of FPD, the inspection wavelength is generally about 300 to 600 nm.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반투과막(2)이 차광막(3) 또는 반사방지막(4) 표면과의 반사율 차이가 상기 검사 파장에서 5 ~ 60%가 되는 것이 바람직하다. 상기에서와 같이 그레이톤 포토마스크 제조 과정에서 패턴 검사 를 실시하는 경우 반투과 패턴이 차광막(3) 패턴과 반사율 차이가 5% 이하가 되면 패턴 검사가 어려우며 60% 이상이 되는 경우 그레이톤 포토마스크를 사용하여 리소그래피 노광을 실시하는 경우 차광 패턴 또는 반투과 패턴의 높은 반사율에 의하여 피사체가 패턴 불량을 일으키기 쉽다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable that the difference in reflectance between the semi-transmissive film 2 and the surface of the light shielding film 3 or the anti-reflection film 4 becomes 5 to 60% at the inspection wavelength. As described above, when the pattern inspection is performed in the process of manufacturing the gray tone photomask, when the semi-transmissive pattern has a difference in reflectance between the light shielding film 3 pattern and 5% or less, pattern inspection is difficult. In the case of performing lithography exposure using the light source, the subject tends to cause pattern defects due to the high reflectance of the light shielding pattern or the transflective pattern.

상기 반사율 차이는 5 내지 20%가 되는 것이 더욱 바람직하다. The reflectance difference is more preferably 5 to 20%.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 반투과막(2)에 의한 위상 변화가 365nm의 파장에서 0 ~ ±100°가 되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention is preferably such that the phase change by the semi-transmissive film 2 is 0 to ± 100 ° at a wavelength of 365 nm.

반투과막(2)은 1 이상의 굴절율을 가지기 때문에 반투과막(2)이 적층된 반투과 패턴을 투과하는 노광광은 투과 패턴을 투과하는 노광광에 비하여 위상차를 일으키게 된다. Since the semi-transmissive film 2 has a refractive index of 1 or more, the exposure light transmitted through the semi-transmissive pattern on which the semi-transmissive film 2 is laminated causes a phase difference as compared with the exposure light transmitted through the transmissive pattern.

이 때 반투과막(2) 패턴과 투과 패턴이 인접하는 경우 위상 차이에 의하여 노광광이 상호 간섭하여 노광광이 중첩되는 부분의 노광광의 강도가 달라지게 되는데 만약 상쇄 간섭이 발생하면 이로 인하여 패턴 불량을 일으키기 쉽다. At this time, when the semi-transmissive film 2 pattern and the transmission pattern are adjacent to each other, the exposure light interferes with each other due to the phase difference, and thus the intensity of the exposure light of the portion where the exposure light overlaps is changed. Easy to cause

따라서 상쇄 간섭이 발생하지 않도록 반투과막(2)을 적층하여야 하며 0 내지 50°가 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다. Therefore, the transflective film 2 should be laminated so as not to cause destructive interference, and more preferably 0 to 50 °.

상기 위상 변화는 Lasertech사의 MPM-100등의 위상 이동 측정 장치를 사용하거나, 또는 반투과막(2)의 굴절율을 측정하여 아래의 식으로 계산하는 것이 가능하다. The phase change can be calculated by using a phase shift measuring apparatus such as MPM-100 manufactured by Lasertech, or by measuring the refractive index of the semi-transmissive film 2 by the following equation.

Figure 112006072426236-PAT00002
Figure 112006072426236-PAT00002

        Φ : 위상 이동               n : 반투과막(2)의 굴절율 Φ: phase shift n: refractive index of semi-transmissive film 2

        d : 반투과막(2)의 두께        λ : 노광광 파장 d: thickness of semi-transmissive film 2 λ: exposure light wavelength

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반투과막(2)의 표면 거칠기가 0.1 ~ 5nmRMS가 되도록 적층되는 것이 바람직하다. 반투과막(2)의 표면 거칠기가 5nmRMS 이상이 되면 반투과 패턴을 투과하는 투과광의 산란이 커지기 때문에 반투과 패턴을 투과하는 노광광의 분포에 악영향을 주게 되어 현상 공정 후 패턴 크기, 노광 정도, 반투과 패턴에 의한 피사체의 포토레지스트(5) 잔막 두께 등을 제어하기가 매우 어렵게 된다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention is preferably laminated so that the surface roughness of the semi-transmissive film 2 is 0.1-5 nm RMS. If the surface roughness of the semi-transmissive film 2 is 5 nm RMS or more, scattering of the transmitted light passing through the semi-transmissive pattern becomes large, which adversely affects the distribution of exposure light passing through the semi-transmissive pattern. It becomes very difficult to control the remaining film thickness and the like of the photoresist 5 of the subject by the transmission pattern.

따라서 반투과막(2)의 거칠기는 작을수록 좋으며 0.1 ~ 1.5nmRMS가 되도록 적층하는 것이 더욱 바람직하다. Therefore, the smaller the roughness of the semi-transmissive film 2 is, the better and the more preferable it is to be laminated so as to be 0.1 to 1.5 nm RMS.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 반투과막(2)이 원자 간에 국소배열(Short Range Ordering)로 이루어지는 비정질구조를 갖는 것이 바람직하다. 반투과막(2)의 표면 거칠기가 큰 경우, 반투과 패턴을 투과하는 노광광이 산란되어 피사체 포토레지스트(5)의 잔막 두께와 회선폭(CD)을 제어하기가 매우 어렵게 된다. In addition, in order to achieve the above object, it is preferable that the present invention has an amorphous structure in which the semi-permeable membrane 2 consists of short range ordering between atoms. When the surface roughness of the semi-transmissive film 2 is large, the exposure light transmitted through the semi-transmissive pattern is scattered, and it becomes very difficult to control the residual film thickness and the line width CD of the subject photoresist 5.

상기 표면 거칠기는 반투과막(2)이 결정화(Crystallization)가 되면 커지는 경향이 있기 때문에 반투과막(2)이 비정질인 것이 바람직하다. 또한 하기의 차광막(3) 및 반사방지막(4)의 경우에도 패턴 에지 거칠기와 난반사에 의한 문제를 감소시키기 위하여 비정질 구조를 가지는 것이 바람직하다. Since the surface roughness tends to increase when the semi-permeable membrane 2 becomes crystallization (Crystallization), it is preferable that the semi-permeable membrane 2 is amorphous. Also in the case of the light shielding film 3 and the anti-reflection film 4 described below, it is preferable to have an amorphous structure in order to reduce the problems caused by pattern edge roughness and diffuse reflection.

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 반투과막(2)으로 탄탈륨(Ta), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 실리콘(Si), 니켈(Ni), 카드늄(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 게르마늄(Ge) 중 어느 하나 이상을 주성분으로 하는 것이 바람직하고 산소(O), 질소(N), 보론(B), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 성분 중 어느 하나 이상이 더 포함된 물질로 구성하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, the present invention, in order to achieve the above object, the tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), vanadium (V), Palladium (Pd), Titanium (Ti), Platinum (Pt), Manganese (Mn), Iron (Fe), Silicon (Si), Nickel (Ni), Cadmium (Cd), Zirconium (Zr), Magnesium (Mg) It is preferable to have at least one of lithium (Li) selenium (Se), copper (Cu), yttrium (Y), sulfur (S), indium (In), tin (Sn), and germanium (Ge) as a main component. More preferably, the material further comprises any one or more of oxygen (O), nitrogen (N), boron (B), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H).

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 차광막(3)의 광학밀도(O/D : Optical Density)가 2.0 내지 6.0이 되는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, the optical density (O / D: Optical Density) of the light shielding film 3 is preferably 2.0 to 6.0.

차광막(3)은 노광광에 대하여 차광 효과를 가져야 하기 때문에 노광광에 대한 투과율이 1% 이하가 되는 것이 바람직하며 광학밀도 2에 해당한다. Since the light shielding film 3 should have a light shielding effect with respect to exposure light, it is preferable that the transmittance | permeability with respect to exposure light will be 1% or less, and it corresponds to optical density 2.

또한 상기 광학밀도를 너무 높게 하면 차광효과는 거의 증가하지 않는데 차광막(3)의 두께만 두꺼워지게 되므로 6.0 이하로 적절히 제어되는 것이 바람직하다. 상기 광학밀도는 아래의 식으로 계산한다. In addition, if the optical density is too high, the light shielding effect is hardly increased, but only the thickness of the light shielding film 3 is thickened. The optical density is calculated by the following equation.

광학밀도 = 2-log10( 투과율%노광 파장) Optical density = 2-log 10 (transmittance% exposure wavelength )

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 반투과막(2), 반사방지막(4) 및 차광막(3) 중의 어느 하나는 진공챔버 내에서 불활성 가스 및 반응성 가스를 도입하여 리액티브 스퍼터링(Reactive Sputtering) 및 진공 증착 방법(PVD, CVD, ALD)을 이용하는 것이 바람직하며 상기에서 리액티브 스퍼터링법을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, any one of the transflective film 2, the antireflection film 4 and the light shielding film 3 is reactive sputtering by introducing an inert gas and a reactive gas in the vacuum chamber (Reactive Sputtering) and vacuum deposition methods (PVD, CVD, ALD) are preferably used, and reactive sputtering is more preferable.

리액티브 스퍼터링법은 대면적의 기판에 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr) 등의 타겟을 사용하여 금속박막을 균일한 두께 및 성분으로 적층하는데 매우 적합하며, 또한 사용되는 반응성 가스에 따라 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 보론(B), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 등의 성분비를 제어하여 박막의 특성을 제어하는 것이 가능하다. Reactive sputtering method is very suitable for laminating metal thin films with uniform thickness and composition by using targets such as tantalum (Ta) and chromium (Cr) on a large-area substrate, and depending on the reactive gas used, oxygen (O ), Nitrogen (N), carbon (C), boron (B), fluorine (F), chlorine (Cl), hydrogen (H) and the like can be controlled by controlling the properties of the thin film.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 투명기판(1)을 반투과막(2) 적층 전 또는 반투과막(2) 적층 후 80 ~ 800℃ 온도에서 0 내지 60분간 열처리 하는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, the transparent substrate (1) before the semi-transmissive film (2) laminated or after the semi-transmissive film (2) lamination is carried out for 0 to 60 minutes at a temperature of 80 ~ 800 ℃ desirable.

반투과막(2) 적층 전, 후의 열처리를 통하여 투과율 특성을 개선시킬 수 있으며, 그레이톤 포토마스크 제조시 세정 등에 사용되는 화학약품에 대한 내화학성이 개선되는 효과가 있다. 상기 열처리는 800℃ 이상의 온도에서는 대부분의 물질이 결정화가 진행되어 반투과막(2) 표면 거칠기가 증가하기 쉽고 80℃ 이하의 온도에서는 열처리 효과가 거의 없다. Through the heat treatment before and after the semi-permeable membrane (2) can be improved, the transmittance characteristics can be improved, and the chemical resistance to chemicals used for cleaning and the like in the manufacture of a gray tone photomask is improved. In the heat treatment, most of the materials are crystallized at a temperature of 800 ° C. or more, so that the surface roughness of the semi-permeable membrane 2 is easily increased, and there is almost no heat treatment effect at a temperature of 80 ° C. or less.

상기 열처리 방법으로는 진공 또는 대기압에서 램프에 의한 적외선, 자외선, X-Ray 조사 등의 비접촉식 방법을 사용하거나 핫플레이트(Hot Plate)등의 접촉식 방법을 사용하는 것이 가능하다. As the heat treatment method, it is possible to use a non-contact method such as infrared, ultraviolet, X-ray irradiation by a lamp under vacuum or atmospheric pressure, or use a contact method such as a hot plate.

진공 중에서 열처리하는 경우 투과율 특성 및 표면 개질을 위하여 아르곤(Ar), 헬륨(He), 네온(Ne), 크립톤(Kr), 크세논(Xe) 등의 불활성 가스와 산소(O2), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 이산화질소(NO2), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 불소(F2) 중에서 어느 하나 이상을 사용하는 것도 가능하 다. In case of heat treatment in vacuum, inert gas such as argon (Ar), helium (He), neon (Ne), krypton (Kr), xenon (Xe), oxygen (O2), nitrogen (N2) It is also possible to use any one or more of carbon dioxide (CO 2), nitrogen dioxide (NO 2), nitrogen oxides (NO), nitrogen dioxide (NO 2), ammonia (NH 3) and fluorine (F 2).

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명기판(1)과 차광막(3) 또는 반투과막(2) 사이, 또는 차광막(3)과 반투과막(2) 사이에 선택적 식각이 어려울 경우 식각저지막을 더 적층하는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention is difficult to selectively etch between the transparent substrate (1) and the light shielding film (3) or semi-transmissive film (2), or between the light shielding film (3) and the semi-transmissive film (2). In this case, it is preferable to further laminate the etch stop layer.

이 때 식각 저지막은 투명기판(1)과 차광막(3) 또는 반투과막(2) 사이에 적층될 경우 상기 투명기판(1), 차광막(3) 또는 반투과막(2)과 식각비가 3 이상이어야 하고, 차광막(3)과 반투과막(2) 사이에 적층될 경우 차광막(3)과 반투과막(2)과의 식각비가 3 이상이 되는 것이 바람직하다. At this time, when the etch stop layer is laminated between the transparent substrate 1 and the light shielding film 3 or the semi-transmissive film 2, the etching ratio of the etch stop film and the transparent substrate 1, the light shielding film 3 or the semi-transmissive film 2 is 3 or more. It is preferable that the etch ratio between the light shielding film 3 and the semi-transmissive film 2 is 3 or more when laminated between the light shielding film 3 and the semi-transmissive film 2.

식각비는 아래의 식으로 계산된다. 식각저지막 물질로는 식각비를 만족하는 경우 상기에서 나열한 물질을 사용하는 것이 가능하다. Etch ratio is calculated by the following equation. As the etch stop material, it is possible to use the materials listed above if the etching ratio is satisfied.

식각비 = (식각하고자 하는 물질의 식각속도) / (식각하지 않고자 하는 물질의 식각속도) Etch Ratio = (Etching Speed of Material to be Etched) / (Etching Speed of Material Not to be Etched)

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 식각액으로 CAN(Ceric Amonium Ntrate), 염산(HCl), 질산(HNO3), FeCl3, 초산(CH3COOH), 옥살산, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼륨(KOH) 중 어느 하나 이상이 포함된 식각액으로 식각하는 것이 가능하다. 상기 식각액은 반투과막(2), 차광막(3) 및 식각저지막을 구성하는 물질의 종류, 적층 및 패터닝 순서 등을 고려하여 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하며 식각비, 식각속도에 따라 식각액을 가열하거나 물(H2O), 과산화 수소(H2O2)를 더 포함하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, as an etchant, CAN (Ceric Amonium Ntrate), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO3), FeCl3, acetic acid (CH3COOH), oxalic acid, sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide ( It is possible to etch with an etchant containing any one or more of KOH). The etchant may be appropriately selected and used in consideration of the kinds of materials constituting the semi-transmissive film 2, the light shielding film 3, and the etch stop film, the stacking and patterning procedures, and the etching solution is heated according to an etching rate and an etching rate. Or it is more preferable to further contain water (H2O) and hydrogen peroxide (H2O2).

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 적어도 상기 차광막(3)과 상기 반투과막(2)이 적층된 그레이톤 블랭크 마스크 위에 포토레지스트(5)가 코팅되는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable that at least the photoresist 5 is coated on the gray tone blank mask on which the light shielding film 3 and the transflective film 2 are laminated.

상기 포토레지스트는 포지티브(Positive)형, 네가티브(Negative)형 중 어느 것이라도 사용 가능하며 제조 공정과 설계상의 필요에 따라 적절히 선택하면 된다.The photoresist may be used in any of a positive type and a negative type, and may be appropriately selected depending on the manufacturing process and design needs.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 차광막(3) 및 반사방지막(4)의 두께는 100nm내지 2500nm며, 상기 차광막(3)을 패터닝하기 위해서 100nm 내지 2000nm 두께의 포토레지스트(5)를 코팅하는 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, the light shielding film 3 and the anti-reflection film 4 has a thickness of 100nm to 2500nm, in order to pattern the light shielding film 3, a photoresist 5 having a thickness of 100nm to 2000nm ) Is preferred.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 포토레지스트(5)를 스핀 코팅법, 캐필러리(Capillary) 코팅법, 스캔 앤드 스핀(Scan And Spin) 코팅법 중 어느 하나를 사용하는 것이 가능하며 코팅 후 50 내지 300℃ 범위 내에서 소프트 베이트(Soft Bake)를 하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, it is preferable to use any one of the spin coating method, the capillary coating method, the scan and spin coating method for the photoresist (5) It is more preferred to soft bake within the range of 50 to 300 ° C. after coating.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 반투과막(2), 차광막(3) 중의 어느 하나 이상이 습식 식각이 가능한 물질 또는 습식 식각과 건식 식각이 모두 가능한 물질로 형성하는 것이 바람직하며 반투과막(2)과 차광막(3)이 모두 습식식각이 가능한 물질로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, it is preferable that any one or more of the transflective film 2, the light shielding film 3 is formed of a material capable of wet etching or a material capable of both wet etching and dry etching. More preferably, both the transflective film 2 and the light shielding film 3 are formed of a material capable of wet etching.

상기와 같이 하게 되면 상기 그레이톤 블랭크 마스크 제조 또는 상기 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하여 그레이톤 포토마스크 제조시 불량이 발생하더라도 고가의 투명기판(1) 손상 없이 상기 반투과막(2)과 차광막(3)을 제거하여 재사용하는 것이 가능하게 된다. In this case, even if a defect occurs in manufacturing the gray tone blank mask or manufacturing the gray tone photo mask using the gray tone blank mask, the transflective film 2 and the light shielding film 3 may be damaged without damaging the expensive transparent substrate 1. Can be removed and reused.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기의 그레이톤 블랭크 마스크 제조공정을 통해 제조된 포토마스크는 TFT-LCD 뿐만 아니라, 반도체 집적회로, 유기전계 발광소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 효과 디스플레이(FED) 및 평판 디스플레이(FPD)의 제조용인 것이 바람직하다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention, the photomask manufactured by the above-described gray tone blank mask manufacturing process is not only a TFT-LCD, but also a semiconductor integrated circuit, an organic light emitting device (OLED), a plasma display panel ( PDP), field effect display (FED) and flat panel display (FPD) are preferable.

(실시예 1) (Example 1)

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 제1실시예에 따른 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 도시한 것이다. 본 실시예에서는 TFT-LCD 제조시 스위칭 소자로 사용되는 TFT(Thin Film Transistor)의 소스/드레인/채널 패턴 제조용의 그레이톤 블랭크 마스크 및 그레이톤 포토마스크를 예를 들어 설명한다. 차광 패턴은 상기 소스/드레인 패턴에 해당하며 반투과 패턴은 상기 채널 패턴에 해당한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1A to 1E illustrate a gray tone blank mask, a gray tone photo mask, and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a gray tone blank mask and a gray tone photomask for manufacturing a source / drain / channel pattern of a TFT (Thin Film Transistor) used as a switching element in manufacturing a TFT-LCD will be described as an example. The light blocking pattern corresponds to the source / drain pattern and the transflective pattern corresponds to the channel pattern.

도면을 참조하면, 투명기판(1) 위에 반투과막(2)을 적층하고 그 위에 차광막(3)을 적층하고 그 위에 반사방지막(4)이 적층하고 그 위에 1차 포토레지스트(5)를 코팅하여 본 실시예에 의한 그레이톤 블랭크 마스크를 제조하였다(도 1a). 상기 투명기판(1)은 석영 유리의 152 x 152 x 6mm 크기의 투명기판(1)을 사용하였다.Referring to the drawings, a semi-transmissive film 2 is laminated on a transparent substrate 1, a light shielding film 3 is laminated thereon, an antireflection film 4 is laminated thereon, and a primary photoresist 5 is coated thereon. The gray tone blank mask which concerns on a present Example was manufactured (FIG. 1A). As the transparent substrate 1, a transparent substrate 1 having a size of 152 x 152 x 6 mm of quartz glass was used.

상기 기판은 바람직한 실시예를 보이기 위하여 반도체와 미세한 패턴의 TFT-LCD 제조에 흔히 사용되는 소형의 기판을 사용하였으나 일반적으로 TFT-LCD 제조에 사용되는 330 x 450 x 6mm 내지 1200 x 1600 x 13mm의 기판을 사용하는 경우에도 동일한 방법이 적용하는 것이 가능하다. In order to show a preferred embodiment, the substrate is a small substrate commonly used in the manufacture of a semiconductor and a fine pattern of TFT-LCD, but generally, a substrate of 330 x 450 x 6 mm to 1200 x 1600 x 13 mm used in manufacturing TFT-LCD. Even when using the same method is applicable.

이 때 위치 정렬 패턴이 형성될 일부 영역에는 스크린을 실시하여 반투과막(2)이 적층되지 않도록 하였으며, 차광막(3)과 반사방지막(4)은 위치 정렬 패턴 영역에 적층되도록 하였다. In this case, a screen was applied to some areas where the alignment pattern was to be formed so that the semi-transmissive film 2 was not laminated, and the light shielding film 3 and the anti-reflection film 4 were stacked in the alignment pattern area.

상기 반투과막(2)은 몰리브데늄(Mo)과 실리콘(Si)이 1mol : 9mol의 비율을 가지는 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 타겟(Target)을 사용하고 직류 전원(DC Power)을 사용하는 리액티브 스퍼터링(Reactive Sputtering) 장치를 사용하여 적층하였다. 불활성 가스로서 아르곤(Ar) 가스를 100sccm 사용하고 반응성 가스로서 질소(N2) 가스를 15sccm사용하여 몰리브데늄 실리사이드 질화물(MoSiN)의 반투과막(2)을 적층하였다. The semi-transmissive layer 2 uses a molybdenum silicide (MoSi) target having a ratio of 1 mol: 9 mol of molybdenum (Mo) and silicon (Si) and uses a DC power source. Lamination was carried out using a reactive sputtering apparatus. A semi-permeable membrane 2 of molybdenum silicide nitride (MoSiN) was laminated using 100 sccm of argon (Ar) gas as an inert gas and 15 sccm of nitrogen (N2) gas as a reactive gas.

이 때 인가 전력은 0.5kW이고 2mTorr의 압력하에서 적층하였다. 상기 반투과막(2)은 투과율은 365nm에서 25%, 두께는 30nm 두께가 되도록 아르곤(Ar) 가스 및 질소(N2) 가스량과 스퍼터링 장치의 전력을 제어하여 적층된 것이며, 상기 25%의 투과율은 소스/드레인 및 채널 패턴을 형성하기에 알맞은 투과율이며 상기 30nm의 두께는 25%의 투과율에서 반투과막(2)의 위상차가 50° 미만이 되도록 제어한 것이다. At this time, the applied power was 0.5 kW and laminated under a pressure of 2 mTorr. The semi-permeable membrane 2 is laminated by controlling the amount of argon (Ar) gas and nitrogen (N2) gas and the power of the sputtering device so that the transmittance is 25% at 365 nm and the thickness is 30 nm. The transmittance suitable for forming source / drain and channel patterns, and the thickness of 30 nm is controlled so that the phase difference of the transflective film 2 is less than 50 ° at 25% transmittance.

상기 위상차는 위상 이동 측정 장치인 MPM-100으로 측정하였을 때 43°의 위상 변화가 측정되었다. The phase difference was 43 ° phase change was measured by the phase shift measuring device MPM-100.

또한 상기 반투과막(2)의 표면 거칠기를 AFM(Atomic Force Microscope)로 측정한 결과 0.61nmRMS로 측정되어 표면거칠기에 문제가 없었으며, XRD(X-Ray Diffraction) 분석을 실시한 결과 주요 결정방향에서의 피크(Peak)가 발견되지 않 아 반투과막(2)이 비정질인 것으로 확인되었다. In addition, the surface roughness of the semi-permeable membrane (2) was measured by AFM (Atomic Force Microscope). As a result, it was measured by 0.61 nm RMS, and there was no problem in surface roughness. As a result of XRD (X-Ray Diffraction) analysis, The peak of (Peak) was not found, it was confirmed that the semi-permeable membrane (2) is amorphous.

그 다음 상기 리액티브 스퍼터링 장치를 사용하여 종래의 바이너리 블랭크 마스크를 제조하는 방법으로 차광막(3)과 반사방지막(4)을 적층하였다. 차광막(3)은 크롬(Cr) 타겟과 아르곤(Ar), 질소(N2), 및 메탄(CH4) 가스를 사용하여 적층하고 반사방지막(4)은 크롬(Cr) 타겟과 아르곤(Ar), 질소(N2), 및 이산화 탄소(CO2) 가스를 사용하여 적층하였다. Then, the light shielding film 3 and the antireflection film 4 were laminated by a method of manufacturing a conventional binary blank mask using the reactive sputtering apparatus. The light shielding film 3 is laminated using a chromium (Cr) target, argon (Ar), nitrogen (N2), and methane (CH4) gas, and the antireflection film 4 is a chromium (Cr) target, argon (Ar), and nitrogen. It laminated using (N2) and carbon dioxide (CO2) gas.

그 다음 포지티브(Positive) 타입의 포토레지스트(5)인 IP3500을 465nm 두께로 코팅하여 본 실시예에 의한 그레이톤 블랭크 마스크를 완성하였다(도 1a). Then, IP3500, a positive type photoresist 5, was coated to a thickness of 465 nm to complete a gray tone blank mask according to this embodiment (FIG. 1A).

그 다음 상기 그레이톤 블랭크 마스크를 사용하여 그레이톤 포토마스크를 제조하는데 먼저 1차 노광 및 현상하여 1차 포토레지스트(5) 패턴을 형성(도 1b)한 다음, 상기 1차 포토레지스트(5) 패턴을 식각 마스크로 하여 반사방지막(4)과 차광막(3)을 식각하고 이어서 반투과막(2)을 식각하였다(도 1c). Then, a gray tone photomask is manufactured by using the gray tone blank mask. First, exposure and development are performed to form a primary photoresist 5 pattern (FIG. 1B), and then the primary photoresist 5 pattern. As an etching mask, the antireflection film 4 and the light shielding film 3 were etched, and then the semi-transmissive film 2 was etched (FIG. 1C).

반사방지막(4)과 차광막(3) 식각은 크롬 식각은 염소(Cl2) 가스와 산소(O2) 가스를 사용하고, 반투과막(2)은 CF4, SF6 가스를 사용하는 ICP 방식의 건식 식각 장치를 사용하여 식각하였다. ICP dry etching apparatus using anti-reflection film (4) and light-shielding film (3) for chromium etching using chlorine (Cl2) gas and oxygen (O2) gas, and semi-transmissive film (2) using CF4 and SF6 gas It was etched using.

이 때 상기 반투과막(2)이 습식 식각이 가능한 물질인 경우, 예를 들면 탄탈륨 질화물(TaN)일 경우, 반사방지막(4) 및 차광막(3)은 크롬 식각액인 CR-7S 등을 사용하고 가열된 수산화 나트륨(NaOH)와 과산화 수소(H2O2)의 혼합액을 사용하여 습식 식각만으로 제조하는 것도 가능하다. In this case, when the semi-permeable membrane 2 is a wet etching material, for example, tantalum nitride (TaN), the antireflection film 4 and the light shielding film 3 use CR-7S, which is a chromium etchant. It is also possible to prepare only by wet etching using a mixture of heated sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2).

상기의 결과로 투과 패턴이 형성되며 반투과 패턴이 포함된 차광 패턴이 형 성된다. 그 다음 상기 1차 포토레지스트(5)를 제거하고 2차 포토레지스트(5)를 코팅한 다음 2차 노광 및 현상하였다(도 1d). As a result of this, a transmission pattern is formed and a light blocking pattern including a transflective pattern is formed. Then, the primary photoresist 5 was removed and the secondary photoresist 5 was coated, followed by secondary exposure and development (FIG. 1D).

상기 2차 노광은 반투과 패턴의 반사방지막(4)과 차광막(3)이 식각되도록 노광하며 그 다음 상기 2차 포토레지스트(5) 패턴을 식각마스크로 하여 CR-7S으로 차광막(3)을 식각하여 반투과막(2) 표면이 드러나도록 하면 상기 반투과 패턴을 포함하는 차광 패턴이 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 차광막(3) 및 반사방지막(4)이 순서대로 적층된 차광 패턴과 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층된 반투과 패턴으로 구분된다. The secondary exposure exposes the anti-reflective film 4 and the light shielding film 3 of the transflective pattern to be etched, and then etches the light shielding film 3 with CR-7S using the second photoresist 5 pattern as an etching mask. When the surface of the semi-transmissive film 2 is exposed, the light-shielding pattern including the semi-transmissive pattern is formed by sequentially stacking the light-transmitting film 3 and the anti-reflection film 4 on the transparent substrate 1. The light shielding pattern is divided into a semi-transmissive pattern in which a semi-transmissive layer 2 is laminated on the transparent substrate 1.

그 다음 상기 2차 포토레지스트(5)를 제거하면 본 실시예에 의한 그레이톤 포토마스크가 제조된다(도 1e). 본 실시예에서는 먼저 1차 노광에 의해 차광막(3)과 반투과막(2)을 식각하여 투과 패턴을 먼저 형성하고 2차 노광에 의해 차광 패턴과 반투과 패턴을 형성하였으나 순서를 바꾸어 제조 하는 것도 가능하며 상기의 방법 중 어떤 방법을 선택하더라도 동일한 그레이톤 포토마스크를 제조할 수 있다. Then, when the secondary photoresist 5 is removed, the gray tone photomask according to the present embodiment is manufactured (Fig. 1E). In the present embodiment, first, the light shielding film 3 and the semi-transmissive film 2 are etched by the primary exposure to form the transmission pattern first, and the light shielding pattern and the semi-transmissive pattern are formed by the secondary exposure, but the manufacturing may be performed in reverse order. It is possible to produce the same gray tone photomask by any of the above methods.

즉, 1차 노광에 의해 차광막(3)을 식각하여 반투과 패턴을 먼저 형성한 다음 2차 노광에 의해 차광막(3)과 반투과막(2)을 식각하여 투과 패턴과 차광 패턴을 형성하는 것도 가능하다. That is, forming the transmissive pattern by first etching the light shielding film 3 by the primary exposure and then etching the light shielding film 3 and the semitransmissive film 2 by the secondary exposure to form the transmission pattern and the light shielding pattern. It is possible.

본 실시예에서 1차 노광에 의한 패턴과 2차 노광에 의한 패턴의 정확한 위치 정렬을 위하여 2차 노광시 실제 반투과 패턴이 되는 영역보다 더 크게 노광하여 셀프 얼라인이 되도록 하였으나 본 실시예에서는 본 특허의 핵심 내용을 설명하고자 생략하였으며 세정, 결함 수정 공정 또한 수행되었으나 내용 설명을 생략하였다.In the present embodiment, in order to accurately align the pattern by the first exposure and the pattern by the second exposure, the exposure is larger than the area of the actual semi-transmissive pattern during the second exposure so as to be self-aligned. The core contents of the patent have been omitted, and cleaning and defect correction processes have also been performed, but the description of the contents has been omitted.

상기 제조된 그레이톤 포토마스크의 투과율을 측정하였더니 365nm에서 25.3%로 측정되어 그레이톤 포토마스크 제조 과정에서 반투과막(2)의 손상이 거의 없는 것이 확인되었다.When the transmittance of the prepared gray tone photomask was measured, it was measured as 25.3% at 365 nm, and it was confirmed that there is little damage of the semi-transmissive film 2 in the process of manufacturing the gray tone photomask.

그 다음, 본 실시예에 의해 제조된 상기의 그레이톤 포토마스크를 i-line을 노광광으로 하는 TFT-LCD 제조용의 리소그래피 노광 장치에 장착하고 평가를 실시하였더니 2㎛ 이하의 반투과막(2) 패턴이 매우 정밀하게 제조되어 종래의 리소그래피 노광 장치 및 그레이톤 포토마스크로 제조 불가능한 미세 패턴 형성이 가능함을 보였다. Then, the gray tone photomask manufactured according to the present embodiment was mounted on a lithographic exposure apparatus for manufacturing a TFT-LCD with i-line as exposure light, and evaluation was carried out. ) Patterns have been manufactured with great precision, enabling the formation of fine patterns that cannot be manufactured with conventional lithographic exposure apparatus and gray tone photomasks.

또한 상기 미세 패턴의 제조로 인하여 더 고급화된 TFT-LCD를 제조하였으며 마스크 단축 공정 수행이 원활히 진행되어 불량율이 매우 낮았다. 또한 반투과 패턴과 투과 패턴의 경계면에서 피사체 패턴에 이상이 없었으며 따라서 반투과막(2)의 위상 변화에 의한 문제가 없는 것으로 확인되었다.In addition, a more advanced TFT-LCD was manufactured due to the manufacture of the fine pattern, and the defect reduction rate was very low because the mask shortening process was performed smoothly. In addition, it was confirmed that there was no abnormality in the subject pattern at the interface between the transflective pattern and the transmissive pattern, and thus there was no problem due to the phase change of the transflective film 2.

(실시예 2)(Example 2)

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제2실시예에 따른 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 도시한 것이다. 2A to 2E illustrate a gray tone blank mask, a gray tone photo mask, and a manufacturing method thereof according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예에서는 제 1 실시예와 동일한 패턴의 그레이톤 포토마스크를 제조하게 되나 그레이톤 블랭크 마스크 및 제조 방법이 다르다. In this embodiment, a gray tone photomask having the same pattern as that of the first embodiment is manufactured, but the gray tone blank mask and the manufacturing method are different.

차광막(3) 적층 및 식각, 포토레지스트(5) 코팅, 노광 및 현상 공정은 상기 제 1 실시예와 동일한 방법으로 수행하였다. The process of laminating and etching the light shielding film 3, coating the photoresist 5, exposing and developing were performed in the same manner as in the first embodiment.

먼저 투명기판(1) 위에 크롬 탄화 질화물(CrCN)의 차광막(3)을 적층하였다. 그 다음 포토레지스트(5)를 코팅하여 블랭크 마스크를 제조하였다(도 2a). First, a light shielding film 3 of chromium carbide nitride (CrCN) was laminated on the transparent substrate 1. The photoresist 5 was then coated to produce a blank mask (FIG. 2A).

그 다음 반투과 패턴이 형성될 영역의 차광막(3)이 식각되도록 1차 노광하고 현상하여 1차 포토레지스트(5) 패턴을 형성한 다음 상기 1차 포토레지스트(5) 패턴을 식각 마스크로 하여 차광막(3)을 식각하였다. After that, the light-shielding film 3 in the region where the semi-transmissive pattern is to be formed is first exposed and developed to form a first photoresist 5 pattern, and then the light-shielding film is formed using the first photoresist 5 pattern as an etching mask. (3) was etched.

그 다음 1차 포토레지스트(5)를 제거하였다(도 2b). 그 다음 상기 제 1 실시예와 동일한 방법으로 위치 정렬 패턴이 형성될 영역이 제외된 전면에 반투과막(2)을 적층한다. 반투과막(2)은 상기와 다르게 크롬 질화물(CrN)을 적층하였다. 상기의 리액티브 스퍼터링 장치를 사용하고 크롬(Cr) 타겟에 아르곤(Ar) 가스 80sccm, 질소(N2) 가스 3sccm을 사용하고 2mTorr의 압력에서 0.35kW의 직류 전원을 인가하여 12nm 두께로 적층하였다. The primary photoresist 5 was then removed (FIG. 2B). Then, the semi-transmissive film 2 is laminated on the entire surface except for the region where the alignment pattern is to be formed in the same manner as in the first embodiment. The semi-permeable membrane 2 laminated chromium nitride (CrN) differently from the above. Using the reactive sputtering apparatus described above, an argon (Ar) gas 80 sccm and a nitrogen (N 2) gas 3 sccm were applied to a chromium (Cr) target, and a DC power of 0.35 kW was applied at a pressure of 2 mTorr, and the thickness was laminated to 12 nm.

상기 반투과막(2)의 투과율은 365nm에서 25.1%, 405nm에서 25.3%, 436nm에서 25.5%로 i-line(365nm)을 노광광으로 하는 리소그래피 노광 장치 뿐만 아니라 300 내지 500nm의 브로드 밴드 파장을 노광광으로 하는 리소그래피 노광 장치에서도 사용 가능하도록 제작되었다. The transmittance of the semi-transmissive film 2 is 25.1% at 365 nm, 25.3% at 405 nm, and 25.5% at 436 nm, and not only a lithographic exposure apparatus using i-line (365 nm) as exposure light but also a broadband wavelength of 300 to 500 nm. It was produced so that it could be used also in the lithographic exposure apparatus made into optical light.

상기 반투과막(2)의 위상 이동은 21°로 측정되었고 표면 거칠기는 0.58nmRMS로 측정되었으며, 상기와 마찬가지로 비정질의 구조인 것으로 측정되었다. The phase shift of the semi-permeable membrane 2 was measured at 21 ° and the surface roughness was measured at 0.58 nm RMS, and as described above, the amorphous structure was measured.

그 다음 2차 포토레지스트(5)를 코팅한(도 2c) 다음 차광 패턴과 반투과 패턴이 식각되지 않도록 하여 2차 노광 및 현상을 실시하였다. Then, the secondary photoresist 5 was coated (FIG. 2C), and then the secondary light exposure and development were performed by preventing the light shielding pattern and the transflective pattern from being etched.

그 다음 반투과막(2) 및 차광막(3)을 CR7-S를 사용하여 동시에 식각하였다. 상기 제 1 실시예와 달리 본 실시예의 차광막(3)은 크롬 탄화 질화물(CrCN)이고 반투과막(2)은 크롬 질화물(CrN)이기 때문에 동시에 식각 가능하다. Then, the semitransmissive film 2 and the light shielding film 3 were simultaneously etched using CR7-S. Unlike the first embodiment, since the light shielding film 3 of the present embodiment is chromium carbide nitride (CrCN) and the semi-transmissive film 2 is chromium nitride (CrN), it can be simultaneously etched.

상기의 결과로 투명기판(1) 위에 차광막(3)과 그 위에 반투과막(2)이 적층된 차광 패턴, 투명기판(1) 위에 반투과막(2)이 적층된 투과 패턴, 상기 차광막(3)과 반투과막(2)이 식각되어 제거된 투과 패턴으로 구성된 그레이톤 포토마스크가 제조된다. 상기 본 실시예의 그레이톤 포토마스크의 투과율을 측정하였더니 365nm 에서 25.5%, 405nm에서 25.7%, 436nm에서 25.9%로 측정되어 투과율 변화가 거의 없었다.As a result, the light shielding pattern in which the light shielding film 3 and the transflective film 2 are laminated on the transparent substrate 1, the transmission pattern in which the transflective film 2 is laminated on the transparent substrate 1, and the light shielding film ( A gray tone photomask consisting of 3) and a transmissive pattern in which the transflective film 2 was etched and removed was produced. The transmittance of the gray tone photomask of the present embodiment was measured to be 25.5% at 365 nm, 25.7% at 405 nm, and 25.9% at 436 nm, indicating little change in transmittance.

본 실시예에서도 패턴 형성 순서를 바꾸어 제조하는 것이 가능하며 셀프 얼라인을 위하여 얼라인 마진을 부가하여 패턴 노광 크기를 실제 패턴보다 크게 하여 제조하는 것이 가능하다.In this embodiment, it is possible to manufacture by changing the order of pattern formation, and it is possible to manufacture the pattern exposure size larger than the actual pattern by adding an alignment margin for self-alignment.

제 1 실시예와 동일하게 본 실시예에 의해 제조된 상기의 그레이톤 포토마스크를 i-line을 노광광으로 하는 TFT-LCD 제조용의 리소그래피 노광 장치에 장착하고 평가를 실시하였더니 2㎛ 이하의 반투과막(2) 패턴이 매우 정밀하게 제조되었다.Similarly to the first embodiment, the gray tone photomask manufactured according to the present embodiment was mounted on a lithographic exposure apparatus for manufacturing a TFT-LCD whose i-line is exposure light, and the evaluation was performed. The permeable membrane 2 pattern was produced very precisely.

상술한 바와 같이 본 발명의 그레이톤 블랭크 마스크 및 그레이톤 포토마스크는 다음과 같은 효과를 제공한다. As described above, the gray tone blank mask and the gray tone photo mask of the present invention provide the following effects.

첫째, 피사체를 2㎛ 이하로 제조할 수 있는 그레이톤 블랭크 마스크와 그레 이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공 하는 효과가 있다. First, there is an effect of providing a gray tone blank mask and a gray tone photomask, and a method of manufacturing the subject, which can manufacture a subject to 2 μm or less.

둘째, 반투과 패턴을 미세하게 제조하여 평판 디스플레이 제품의 고급화와 품질 개선을 이룰 수 있는 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 효과가 있다. Second, there is an effect of providing a gray tone blank mask and a gray tone photomask and a method of manufacturing the same to produce a semi-transparent pattern finely to achieve high quality and quality improvement of flat panel display products.

셋째, 상기 색수차가 없는 i-line을 광원으로 하는 리소그래피 노광장치에 마스크 단축 공정용으로 사용가능한 그레이톤 블랭크 마스크와 그레이톤 포토마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 효과가 있다. Third, there is an effect of providing a gray tone blank mask and a gray tone photomask which can be used for a mask shortening process in a lithography exposure apparatus using the i-line without chromatic aberration as a light source.

본 발명은 TFT-LCD 제조의 소스/드레인/채널 패턴을 실시예로 하여 설명하였으나 여기에 한정되는 것은 아니며, TFT 제조의 패시베이션(Passivation) /컨택 홀(Contact Hole) 패턴, OLED 제조용, PDP 제조용, FED 제조용 등 제조 제품, 용도와 목적 및 패턴 형태에 따라 적절히 변형하여 사용하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명은 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다. Although the present invention has been described with reference to a source / drain / channel pattern of TFT-LCD manufacturing as an example, it is not limited thereto, and it is a passivation / contact hole pattern of TFT manufacturing, OLED manufacturing, PDP manufacturing, It is possible to modify suitably according to a manufactured product, a use, an objective, and a pattern form, such as for FED manufacture. Therefore, it is to be understood that the invention is capable of many more modifications and variations within the scope of the following claims.

Claims (24)

투명기판 상에 투명기판 위에 적어도 차광 패턴, 반투과 패턴, 투과 패턴을 가지며 365nm의 단일 파장을 사용하거나 또는 365nm의 노광광을 주 노광광으로 사용하는 리소그래피 노광 장치에 사용되는 그레이톤 포토마스크의 원재료인 그레이톤 블랭크 마스크에 있어서, Raw material of a gray tone photomask used in a lithographic exposure apparatus having at least a light shielding pattern, a transflective pattern and a transmission pattern on a transparent substrate and using a single wavelength of 365 nm or using 365 nm exposure light as the main exposure light. In the gray tone blank mask, 상기 블랭크 마스크가 적어도 투명기판 위에 반투과막이 적층되고 그 위에 차광막이 적층된 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.And a semi-transmissive film is laminated on at least the transparent substrate, and a light shielding film is laminated on the blank mask. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반투과막과 차광막이 차광막 식각액에 대하여 식각 선택비가 3 이상인 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.And the etch selectivity of the semi-transmissive film and the light shielding film with respect to the light shielding film etching solution is 3 or more. 투명기판 상에 투명기판 위에 적어도 차광 패턴, 반투과 패턴, 투과 패턴을 가지며 365nm의 단일 파장을 사용하거나 또는 365nm의 노광광을 주 노광광으로 사용하는 리소그래피 노광 장치에 사용되는 그레이톤 포토마스크의 원재료인 그레이톤 블랭크 마스크에 있어서, Raw material of a gray tone photomask used in a lithographic exposure apparatus having at least a light shielding pattern, a transflective pattern and a transmission pattern on a transparent substrate and using a single wavelength of 365 nm or using 365 nm exposure light as the main exposure light. In the gray tone blank mask, 상기 그레이톤 블랭크 마스크가 차광막이 식각되어 형성된 차광막 패턴 위에 반투과막이 적층된 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. And a semi-transmissive layer is laminated on the light blocking layer pattern formed by etching the light blocking layer. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막이365nm의 파장의 노광광에서 10 ~ 90%의 투과율을 가지며, 상기 차광막이 노광광에 대하여 차광 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.And the transflective film has a transmittance of 10 to 90% in exposure light having a wavelength of 365 nm, and the light shielding film has a light shielding effect with respect to the exposure light. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 2차 노광에 필요한 위치 정렬 패턴을 포함하며, 반투과 패턴이 형성되는 영역은 포함하지 않는 일부 영역에는 반투과막이 적층되지 않고 적어도 차광막은 적층되며, 반투과 패턴이 형성되는 영역에는 적어도 반투과막과 차광막이 적층되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.The semi-transmissive layer is not laminated in at least some of the regions including the alignment pattern required for the second exposure and does not include the region in which the semi-transmissive pattern is formed, and the light shielding film is laminated in at least the region in which the semi-transmissive pattern is formed. And a light shielding film are laminated. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막이 i-line(365nm), h-line(405nm), g-line(436nm)에서의 투과율 편차가 5%이하를 만족하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. And said transflective film satisfies a transmittance deviation of 5% or less in i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm). 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 차광막 위에 반사방지막을 더 적층된 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. The gray tone blank mask, characterized in that further stacked on the light-shielding film. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 반투과막의 전면(Front Side)의 반사율이 그레이톤 포토마스크 패턴 검사 파장에서 5 ~ 70%의 반사율이 되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.A gray tone blank mask, characterized in that the reflectance of the front side of the semi-transmissive film is a reflectance of 5 to 70% at the wavelength of the gray tone photomask pattern inspection. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막이 차광막 또는 반사방지막 표면과의 반사율 차이가 포토마스크 패턴 검사 파장에서 5 ~ 60%가 되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. And a difference in reflectance between the semi-transmissive layer and the surface of the light-shielding layer or the anti-reflection layer is 5 to 60% at a wavelength of the photomask pattern inspection. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막에 의한 위상 변화가 365nm의 파장에서 0 ~ ±100°가 되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. The phase change by the semi-transmissive film is gray tone blank mask, characterized in that 0 ~ ± 100 ° at 365nm wavelength. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막의 표면 거칠기가 0.1 ~ 5nmRMS가 되도록 적층되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.The gray tone blank mask, characterized in that the semi-transmissive film is laminated so that the surface roughness of 0.1 ~ 5nm RMS. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막이 비정질구조인 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. And said transflective film has an amorphous structure. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 반투과막이 탄탈륨(Ta), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 실리콘(Si), 니켈(Ni), 카드늄(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 게르마늄(Ge) 중 어느 하나 이상을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.Semi-transmissive film is tantalum (Ta), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), vanadium (V), palladium (Pd), titanium (Ti), flat titanium (Pt), manganese (Mn), iron (Fe), silicon (Si), nickel (Ni), cadmium (Cd), zirconium (Zr), magnesium (Mg), lithium (Li) selenium (Se), copper (Cu), yttrium ( A gray tone blank mask comprising at least one of Y), sulfur (S), indium (In), tin (Sn), and germanium (Ge) as main components. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 반투과막이 상기 주성분 외에 산소(O), 질소(N), 보론(B), 불소(F), 염소(Cl), 수소(H) 성분 중 어느 하나 이상이 더 포함된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. The semi-permeable membrane is composed of a material further containing any one or more of oxygen (O), nitrogen (N), boron (B), fluorine (F), chlorine (Cl), and hydrogen (H) components in addition to the main component. Characteristic gray tone blank mask. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막이 리액티브 스퍼터링(Reactive Sputtering) 또는 진공 증착 방법(PVD, CVD, ALD)을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.And the semi-transmissive film is manufactured using reactive sputtering or vacuum deposition methods (PVD, CVD, ALD). 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 투명기판을 반투과막 적층 전 또는 반투과막(10) 적층 후 80 ~ 800℃ 온도에서 0 내지 60분간 열처리 하는 것을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. The transparent substrate is a gray tone blank mask, characterized in that the manufacturing method comprising the heat treatment before or after the semi-transmissive film laminated or translucent film 10 laminated at 0 to 60 minutes at a temperature of 80 ~ 800 ℃. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 투명 기판 또는, 차광막 또는 반투과막 위에 식각저지막이 더 적층된 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. A gray tone blank mask, wherein an etch stop layer is further laminated on a transparent substrate or a light shielding film or a transflective film. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 그레이톤 블랭크 마스크 위에 포토레지스트가 더 코팅된 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크. The gray tone blank mask, characterized in that the photoresist is further coated on the gray tone blank mask. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반투과막, 차광막 중의 어느 하나 이상이 습식 식각이 가능한 물질 또는 습식 식각과 건식 식각이 모두 가능한 물질로 적층되는 것을 특징으로 하는 그레이톤 블랭크 마스크.At least one of the transflective film and the light shielding film is laminated with a material capable of wet etching or a material capable of both wet etching and dry etching. 투명기판 상에 투명기판 위에 적어도 차광 패턴, 반투과 패턴, 투과 패턴을 가지며 365nm의 단일 파장을 사용하거나 또는 365nm의 노광광을 주 노광광으로 사용하는 리소그래피 노광 장치에 사용되는 그레이톤 포토마스크에 있어서, In a gray tone photomask used in a lithographic exposure apparatus having at least a light shielding pattern, a transflective pattern and a transmission pattern on a transparent substrate and using a single wavelength of 365 nm or using 365 nm exposure light as the main exposure light. , 상기 차광 패턴은 투명기판 위에 적어도 반투과막이 적층되고 그 위에 차광막이 적층된 것이며, 상기 반투과 패턴은 투명기판 위에 적어도 반투과막이 적층된 것이며, 상기 투과 패턴은 상기 반투과막과 차광막이 식각으로 제거되어 투명기판이 드러난 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크.The light shielding pattern is at least a semi-transmissive film is laminated on a transparent substrate and the light-shielding film is laminated on the transparent substrate, the semi-transmissive pattern is at least a semi-transmissive film is laminated on a transparent substrate, the transmission pattern is the semi-transmissive film and the light shielding film by etching A gray tone photomask, characterized in that removed to reveal a transparent substrate. 투명기판 상에 투명기판 위에 적어도 차광 패턴, 반투과 패턴, 투과 패턴을 가지며 365nm의 단일 파장을 사용하거나 또는 365nm의 노광광을 주 노광광으로 사용하는 리소그래피 노광 장치에 사용되는 그레이톤 포토마스크에 있어서, In a gray tone photomask used in a lithographic exposure apparatus having at least a light shielding pattern, a transflective pattern and a transmission pattern on a transparent substrate and using a single wavelength of 365 nm or using 365 nm exposure light as the main exposure light. , 상기 차광 패턴은 투명기판 위에 적어도 차광막막이 적층되고 그 위에 반투과막이 적층된 것이며, 상기 반투과 패턴은 투명기판 위에 적어도 반투과막이 적층된 것이며, 상기 투과 패턴은 상기 차광막과 반투과막이 식각으로 제거되어 투명기판이 드러난 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크.The light shielding pattern is at least a light shielding film layer is laminated on a transparent substrate and a semi-transmissive film is stacked thereon, the transflective pattern is at least a semi-transmissive film is laminated on a transparent substrate, the transmission pattern is the light shielding film and the semi-transmissive film is removed by etching A gray tone photomask, wherein the transparent substrate is exposed. 제 20항 또는 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 20 or 21, 상기 반투과막이 CAN(Ceric Amonium Ntrate), 염산(HCl), 질산(HNO3), FeCl3, 초산(CH3COOH), 옥살산, 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼륨(KOH) 중 어느 하나 이상이 포함된 식각액으로 식각하여 제조된 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크.The semi-permeable membrane is an etching solution containing any one or more of CAN (Ceric Amonium Ntrate), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO3), FeCl3, acetic acid (CH3COOH), oxalic acid, sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH) A gray tone photomask, which is prepared by etching. 제 20항 또는 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 20 or 21, 상기 그레이톤 포토마스크가 TFT-LCD, 유기전계 발광소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 효과 디스플레이(FED) 및 평판 디스플레이(FPD)의 제조용인 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크. And the gray tone photomask is for manufacturing a TFT-LCD, an organic light emitting diode (OLED), a plasma display panel (PDP), a field effect display (FED), and a flat panel display (FPD). 제 20항 또는 제 21항 중 어느 한 항에 기재된 그레이톤 포토마스크를 사용하여 제조되는 특징으로 하는 평판 디스플레이 제품.A flat panel display product produced by using the gray tone photomask according to any one of claims 20 and 21.
KR1020060097484A 2006-10-04 2006-10-04 Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them KR101329525B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060097484A KR101329525B1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060097484A KR101329525B1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080031535A true KR20080031535A (en) 2008-04-10
KR101329525B1 KR101329525B1 (en) 2013-11-14

Family

ID=39532889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060097484A KR101329525B1 (en) 2006-10-04 2006-10-04 Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101329525B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156658B1 (en) * 2008-09-26 2012-06-14 호야 가부시키가이샤 Multi-gray scale photomask, photomask blank and pattern transcription method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102444186B1 (en) 2015-07-03 2022-09-16 한국단자공업 주식회사 Clip for printed circuit board

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484517B1 (en) 2000-12-19 2005-04-20 호야 가부시키가이샤 Grayton mask and manufacturing method thereof
JP3093632U (en) * 2002-03-01 2003-05-16 Hoya株式会社 Halftone phase shift mask blank
JP4393290B2 (en) * 2003-06-30 2010-01-06 Hoya株式会社 Method for manufacturing gray tone mask and method for manufacturing thin film transistor substrate
TW200639576A (en) * 2005-02-28 2006-11-16 Hoya Corp Method of manufacturing gray level mask, gray level mask, and gray level mask blank

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156658B1 (en) * 2008-09-26 2012-06-14 호야 가부시키가이샤 Multi-gray scale photomask, photomask blank and pattern transcription method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101329525B1 (en) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101935171B1 (en) Phase-shift mask blank for display device manufacture, phase-shift mask for display device manufacture and its manufacturing method, and method for manufacturing display device
JP5306507B2 (en) Blank mask and photomask
TWI467316B (en) Method of manufacturing a photomask
KR101780068B1 (en) Mask blank and method for manufacturing transfer mask
JP6625692B2 (en) Photomask blank and method for manufacturing the same, photomask manufacturing method, and display device manufacturing method
KR101145453B1 (en) Mask blank and photomask
TWI514067B (en) Mask blank, transfer mask, methods of manufacturing the same and method of manufacturing a semiconductor device
KR20070096922A (en) Half-tone phase shift blankmask and photomask using the same
JP2013088814A (en) Blank mask and photo mask using the blank mask
JP5105407B2 (en) Photomask blank, photomask and photomask manufacturing method
JP2008052120A (en) Mask blank, photomask, and method for manufacturing same
US8709683B2 (en) Photomask blank, photomask blank manufacturing method, and photomask manufacturing method
KR100812253B1 (en) Process Method of Gray Tone Photo Mask, Gray Tone Photo Mask and Gray Tone Blank Mask
KR100800304B1 (en) Gray-tone blankmask, photomask and manufacturing method thereof
KR100850517B1 (en) Process Method of Gray Tone Blankmask
KR100800301B1 (en) Manufacturing method of blankmask and photomask for gray-tone
CN111742259A (en) Mask blank, phase shift mask and method for manufacturing semiconductor device
KR101430763B1 (en) Mask blank and photomask
KR100849849B1 (en) Flat Transmittance ModulationTM Blank Mask and Photomask using the same
KR101329525B1 (en) Gray-tone Blank Mask and Gray-tone Photomask, the Manufacturing method of them
KR20160024204A (en) Blankmask for Flat Panel Display and method for fabricating photomask using the same
JP7490485B2 (en) Photomask blank, photomask manufacturing method, and display device manufacturing method
JP6532919B2 (en) Phase shift mask blank for manufacturing display device, phase shift mask for manufacturing display device, and method of manufacturing display device
KR20100096650A (en) Gray-tone blankmask and photomask
KR20080025545A (en) Gray-tone blank mask, gray-tone photomak and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161018

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181101

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191204

Year of fee payment: 7