KR20090033317A - 그레이톤 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법 - Google Patents

그레이톤 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법 Download PDF

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KR20090033317A
KR20090033317A KR1020080094421A KR20080094421A KR20090033317A KR 20090033317 A KR20090033317 A KR 20090033317A KR 1020080094421 A KR1020080094421 A KR 1020080094421A KR 20080094421 A KR20080094421 A KR 20080094421A KR 20090033317 A KR20090033317 A KR 20090033317A
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미찌아끼 사노
가즈히사 이무라
야스끼 기무라
마사루 미쯔이
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위에 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 그 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 반투광막은, 기판면 내 의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가 4.0% 이내이다. 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와 투광부와, 반투광막에 의한 반투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 한다.
Figure 112008067606894-PAT00001
반투광막, 차광막, 투광부, 마스크 패턴, 노광광, 위상차 분포, 포토레지스트, 투과율, 투명 기판

Description

그레이톤 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법{GRAYTONE MASK BLANK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, METHOD OF MANUFACTURING GRAYTONE MASK AND GRAYTONE MASK, AND PATTERN TRANSFER METHOD}
본 발명은, 마스크를 이용하여 피전사체 위의 포토레지스트에, 상이한 레지스트 막 두께 부분을 형성한 전사 패턴을 형성하는 패턴 전사 방법, 이 패턴 전사 방법에 사용하는 그레이톤 마스크 및 그 제조 방법, 이 그레이톤 마스크의 제조에 이용하는 그레이톤 마스크 블랭크에 관한 것이다.
현재, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하, LCD라고 함)의 분야에서, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD라고 함)는, CRT(음극선관)에 비해, 박형으로 하기 쉽고 소비 전력이 낮다고 하는 이점으로부터, 상품화가 급속하게 진행되고 있다. TFT-LCD는, 매트릭스 형상으로 배열된 각 화소에 TFT가 배열된 구조의 TFT 기판과, 각 화소에 대응하여, 레드, 그린, 및 블루의 화소 패턴이 배열된 컬러 필터가 액정층의 개재 하에 서로 겹쳐진 개략 구조를 갖는다. TFT-LCD는, 제조 공정수가 많고, TFT 기판만이라도 5∼6매의 포토마스크를 이용하여 제조되어 있었다. 이와 같은 상황 하에서, 차광부와 투광부와 반투광부를 갖는 포토마스크(그레이톤 마스크라고 함)를 이용함으로써, TFT 기판의 제조에 이용하는 마스크의 매수를 삭감하는 방법이 제안되어 있다. 이와 같은 방법은, 예를 들면, 일본 특개 2002-107913호 공보에 기재되어 있다.
여기서, 그레이톤 마스크의 투광부, 차광부 및 반투광부는, 각각 투명 기판이 노출된 영역, 투명 기판 위에 노광광을 차광하는 차광막이 형성된 영역, 투명 기판 위에 차광막 또는 반투광막이 형성되어 투명 기판의 광 투과율을 100%로 하였을 때에 그것보다 투과광량을 저감시켜 소정량의 광을 투과하는 영역에 상당한다.
반투광부(이하, 그레이톤부라고도 함)는, 그레이톤 마스크를 사용하여 패턴을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시켜, 피전사체 위의 포토레지스트막의 현상 후의 잔막량을 제어하기 위해서 이용된다. 반투광부로서, 투명 기판 위에 형성된 차광막에, 노광 조건 하에서 해상 한계 이하의 미세 패턴을 형성한 것이 상기 일본 특개 2002-107913호 공보에 기재되어 있다. 또한, 노광광의 일부를 투과하는 반투광막을 투명 기판 위에 형성한 것이 일본 특개 2005-37933호 공보에 기재되어 있다.
도 1은 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 도시한 그레이톤 마스크(20)는, 피전사체(30) 위에, 막 두께가 단계적 으로 상이한 레지스트 패턴(33)을 형성하기 위한 것이다. 또한, 도 1 중에서 부호 32A, 32B는, 피전사체(30)에서 기판(31) 위에 적층된 막을 나타낸다.
도 1에 도시한 그레이톤 마스크(20)는, 그 그레이톤 마스크(20)의 사용 시에 노광광을 차광(투과율이 대략 0%)시키는 차광부(21)와, 투명 기판(24)의 표면이 노출된 노광광을 투과시키는 투광부(22)와, 투광부의 노광광 투과율을 100%로 하였을 때 투과율을 60% 또는 그 이하로 저감시키는 반투광부(23)를 갖는다. 도 1에 도시한 반투광부(23)는, 투명 기판(24) 위에 형성된 광반투과성의 반투광막으로 구성되어 있지만, 투명 기판(24) 위에 형성된 차광막에 마스크 사용 시의 노광 조건 하에서 해상 한계를 초과하는 미세 패턴이 형성되어 구성되어 있는 것도 있다.
전술한 바와 같은 그레이톤 마스크(20)를 사용하였을 때에, 차광부(21)에서는 노광광이 실질적으로 투과하지 않고, 반투광부(23)에서는 노광광이 저감되기 때문에, 피전사체(30) 위에 도포한 레지스트막(포지티브형 포토레지스트막 사용의 경우)은, 전사 후, 현상을 거쳤을 때 차광부(21)에 대응하는 부분에서 막 두께가 두꺼워지고, 반투광부(23)에 대응하는 부분에서 막 두께가 얇아지고, 투광부(22)에 대응하는 부분에서는 막이 없는(잔막이 실질적으로 생기지 않는), 막 두께가 단계적으로 상이한(즉 단차가 있는) 레지스트 패턴(33)을 형성할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시한 레지스트 패턴(33)의 막이 없는 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32A 및 32B)에 제1 에칭을 실시하고, 레지스트 패턴(33)의 막 두께가 얇은 부분을 애싱 등에 의해 제거하고 이 부분에서, 피전사체(30)에서의 예를 들면 막(32B)에 제2 에칭을 실시한다. 이와 같이 하여, 1매의 그레이톤 마스크(20)를 이용하여 피전사체(30) 위에 막 두께가 단계적으로 상이한 레지스트 패턴(33)을 형성함으로써, 종래의 포토마스크 2매분의 공정이 실시되게 되어, 마스크 매수가 삭감된다.
이와 같은 포토마스크는, 표시 장치, 특히 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터(TFT)의 제조에 매우 유효하게 적용된다. 예를 들면, 차광부(21)에 의해, 소스, 드레인부를 형성하고, 반투광부(23)에 의해, 채널부를 형성할 수 있다.
그런데，상기한, 노광 조건 하에서 해상 한계 이하의 미세 패턴을 이용한 그레이톤 마스크는, 표시 장치 제조용, 특히 TFT 제조용의 마스크로서 유용하게 이용되어 왔다. 이와 같은 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크는, 1회의 성막에 의한 차광막으로 차광부와 반투광부를 형성할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 미세 패턴을 설계할 때에는, 하프톤 효과를 갖게 하기 위한 라인 앤드 스페이스, 또는 도트 등의 패턴을 선택한 후, 그들 패턴에 의한 투과율의 제어를 미리 충분히 파악해 둘 필요가 있었다. 또한, 마스크를 이용하여 제조되는 전자 디바이스(TFT 등)의 패턴이 미세화되고, 복잡화됨과 함께, 그 패턴의 데이터량이 방대해져, 묘화기의 부담도 커져 왔다.
이에 대하여, 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크는, 상기한 바와 같은 데이터량의 문제가 없고, 패턴 설계 부담이 비교적 적기 때문에, 금후에는 다용될 것으로 생각되고 있다. 단, 반투광부에, 반투광막을 이용하면, 그 막 물성을 충분히 파악하고, 제어하지 않으면, 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크에서 향수되었던 효과가 상실하게 된다.
따라서, 본 발명에서는, 첫째로, 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서, TFT와 같은 정치한 패턴을 형성할 때에, 미세 패턴 타입의 그레이톤 마스크에 의해 얻어진 성능을 손상시키지 않고, 재현성 좋게 원하는 패턴이 얻어지는 그레이톤 마스크 및 그 제조 방법, 둘째로, 그레이톤 마스크의 제조에 이용하는 그레이톤 마스크 블랭크, 셋째로 그레이톤 마스크를 이용한 패턴 전사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며, 상기 반투광막은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가 4.0% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
(구성 2)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전 사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에, 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며, 상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 상기 반투광막은, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
(구성 3)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에, 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며, 상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며 , 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
(구성 4)
상기 반투광막은, 노광광 투과율이 20∼60%인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 구성 3 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크 블랭크.
(구성 5)
구성 1 내지 구성 4 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크 블랭크를 이용하여, 패터닝에 의해 상기 차광부, 투광부, 및 반투광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
(구성 6)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고, 상기 반투광막은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가, 4.0% 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
(구성 7)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전 사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고, 상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 상기 반투광막은, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
(구성 8)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서, 투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고, 상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내로 되도록 조정되어 있 는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
(구성 9)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며, 상기 반투광부는, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성된 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가, 4.0% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
(구성 10)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며, 상기 반투광부는, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 상기 반투광부는, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성한 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정된 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
(구성 11)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며, 상기 반투광부는, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성한 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내로 되도록 조정된 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
(구성 12)
구성 5 내지 구성 8 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 그레이톤 마스크, 또는, 구성 9 내지 구성 11 중 어느 하나에 기재된 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 노광광을 조사하는 노광 공정을 갖고, 피전사체 위에 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 소정의 전사 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
(구성 13)
피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서, 상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광 의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며, 상기 반투광막의 노광광 투과율이 X%이며, 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서, 상기 반투광막의, 노광광 투과율 분포의 허용 범위가 Y%일 때, X에 연동하는 값으로서, 반투광부와 투광부의 경계에서 생기는 노광광의 위상의 반전에 기인하는 투과율 변동의 값이, Y% 이내로 되도록, 상기 반투광막의 막질을 결정하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크를 이용하여 피전사체 위에 원하는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 특히, 반투광부의 노광광 투과율의 제어에 의해, 레지스트의 잔막값을 정확하게 제어하는 것이 가능하게 되어, 다수의 동일 패턴이 배열된 마스크의 면 내의 어느 부위에 관해서도, 원하는 잔막값 요건을 만족시키는 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 그레이톤 마스크 블랭크를 이용하여, 본 발명의 그레이톤 마스크를 바람직하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마스크 패턴의 투과율이 제어된 그레이톤 마스크를 이용하여 피전사체에의 패턴 전사를 행함으로써, 피전사체 위에 고정밀도의 레지스트 잔막값을 갖는 전사 패턴을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 2a-도 2f는 본 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 구비한, TFT 기판 제조용의 그레이톤 마스크를 이용한다.
본 실시 형태에 사용하는 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판(24) 위에, 예를 들면 몰리브덴 실리사이드를 포함하는 반투광막(26)과, 예를 들면 크롬을 주성분으로 하는 차광막(25)이 이 순서로 형성되고, 그 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막(27)이 형성되어 있다(도 2a 참조). 차광막(25)의 재질로서는, 상기 Cr을 주성분으로 하는 재료 외에，Si, W, Al 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 차광부의 투과율은, 상기 차광막(25)과 후술하는 반투광막(26)의 적층에 의해 결정되며, 각각의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해, 총합으로서 광학 농도 3.0 이상으로 설정된다.
우선，1번째의 묘화를 행한다. 묘화에는, 통상 전자선 또는 광(단일 파장광)이 이용되는 경우가 많지만, 본 실시 형태에서는 레이저광을 이용한다. 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토레지스트를 사용한다. 레지스트막(27)에 대하여, 소정의 디바이스 패턴(예를 들면 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴을 형성하는 패턴)을 묘화하고, 묘화 후에 현상을 행함으로써, 차광부 및 반투광부의 영역에 대응하는 레지스트 패턴(27)을 형성한다(도 2b 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(27)을 에칭 마스크로 하여 노출된 투광부 영역 위의 차광막(25)을 에칭하고, 다시 반투광막(26)을 에칭하여, 투광부를 형성한다. 크롬을 주성분으로 하는 차광막(25)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 것이라도 가능하지만, 본 실시 형태에서는 웨트 에칭을 이용하였다. 반투광막(26)의 에칭에서도 마찬가지로 웨트 에칭을 이용하였 다. 잔존하는 레지스트 패턴은 제거한다(도 2c 참조).
다음으로, 기판 전체면에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고，2번째의 묘화를 행한다. 2번째의 묘화에서는, 차광부 및 투광부 위에 레지스트 패턴이 형성되도록 하는 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 차광부 및 투광부에 대응하는 영역 위에 레지스트 패턴(28)을 형성한다(도 2d 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(28)을 에칭 마스크로 하여 노출된 반투광부 영역 위의 차광막(25)을 에칭하여, 반투광막(26)을 노출시켜 반투광부를 형성한다(도 2e 참조). 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하여, 투명 기판(24) 위에, 반투광막(26)과 차광막(25)의 적층막으로 이루어지는 차광부(21), 투명 기판(24)이 노출되는 투광부(22), 및 반투광막(26)으로 이루어지는 반투광부(23)를 갖는 그레이톤 마스크가 완성된다(도 2f 참조).
본 발명은, 투명 기판(24) 위에, 반투광막(26)과 차광막(25)을 이 순서로 갖는 그레이톤 마스크 블랭크(도 2a)를 포함한다. 상기 그레이톤 마스크 블랭크(도 2a)에서의 반투광막(26)은, 투명 기판(24)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도의 투과량을 갖는 것이며, 바람직하게는 20∼60%의 투과량으로 한다.
상기 반투광막(26)의 재질로서는, 크롬 화합물, Mo 화합물, Si, W, Al 등을 들 수 있다. 크롬 화합물로서는, 산화 크롬(CrOx), 질화 크롬(CrNx), 산질화 크롬(CrOxN), 불화 크롬(CrFx)이나, 이들에 탄소나 수소를 포함하는 것이 있다. Mo 화합물로서는, MoSix 외에, MoSi의 질화물, 산화물, 산화 질화물, 탄화물 등이 포함된다. 또한, 형성되는 마스크 위의 반투광부의 투과율은, 상기 반투광막(26)의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해 설정된다. 여기서는, 도 2e에서, 반투광막(26) 위의 차광막(25)을 에칭하기 위해서, 반투광막과 차광막에, 에천트에 대한 에칭 선택성이 있는 것이 유리하다. 이 때문에, 반투광막의 소재에는, Mo 화합물이 바람직하고, MoSix(투과율 50%)를 이용하였다.
또한, 본 발명에 의해 얻어지는 그레이톤 마스크를 이용하여 피전사체에의 패턴 전사를 할 때의 노광광으로서는, 통상적으로，365㎚(i선)∼436㎚(g선)의 노광 파장 영역의 것이 이용된다.
또한, 차광막(25)의 소재는, Cr을 주성분으로 하는 것을 채용하였다. 여기서, 차광막(25)은, 반사 방지 기능을 갖게 하기 위해서, 막 두께 방향으로 조성이 상이한 것으로 할 수 있다. 예를 들면, 금속 크롬으로 이루어지는 층 위에, 산화 크롬(CrOx)을 적층한 것, 또는, 금속 크롬으로 이루어지는 층에 산질화 크롬(CrOxNy)을 적층한 것, 혹은 질화 크롬(CrNx)으로 이루어지는 층에 금속 크롬, 산화 크롬(CrOx)을 적층한 것 등이 적용 가능하다. 여기서, 적층은, 명확한 경계를 갖는 적층이어도 되고, 혹은, 명확한 경계를 갖지 않는 조성 경사에 의한 것도 포함된다. 이 조성 및 막 두께를 조정함으로써, 묘화광에 대한 표면 반사율을 저감할 수 있다. 차광막의 묘화광에 대한 표면 반사율은, 10∼15% 정도로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 차광막으로서, 노광광에 대한 반사 방지막을 형성한 공지의 차광막을 적용하여도 된다.
그리고, 본 발명에서, 상기 반투광막(26)은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포(투과율 변동)가, 4.0% 이내인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 그레이톤 마스크 블랭크를 이용하여 전술한 도 2a-도 2f의 공정에 따라서 그레이톤 마스크를 제조함으로써, 마스크의 반투광막의 투과율 변동의 영향을 저감하는 것이 가능하게 된다. 그 결과로서, 다수의 동일 패턴이 배열된 마스크의 면 내의 어느 부위에 관해서도, 원하는 잔막값 요건을 만족시키는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 그리고, 패턴의 미세화의 요구에 따른 소정의 표준 규격에 적합한 전자 디바이스의 제조가 용이하게 된다.
이상의 본 실시 형태에 의해 얻어지는, 마스크 패턴의 투과율이 제어된 그레이톤 마스크를 이용하여, 도 1과 같은 피전사체(30)에의 패턴 전사를 행함으로써, 피전사체 위에 고정밀도의 레지스트 잔막값을 갖는 전사 패턴(레지스트 패턴(33))을 형성할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2f에 도시한 차광부(21), 투광부(22), 및 반투광부(23)의 패턴 형상은 어디까지나 대표적인 일례이며, 본 발명을 이것에 한정한다고 하는 취지가 아닌 것은 물론이다.
[제2 실시 형태]
도 3a-도 3f는 본 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에서도, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 구비한, TFT기판 제조용의 그레이톤 마스크를 이용한다.
사용하는 마스크 블랭크는, 투명 기판(24) 위에, 예를 들면 크롬을 주성분으로 하는 차광막(25)이 형성되고, 그 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막(27)이 형성되어 있다(도 3a 참조). 차광막(25)의 재질로서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 상기 Cr을 주성분으로 하는 재료 외에，Si, W, Al 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 차광부의 투과율은, 상기 차광막(25)과 후술하는 반투광막(26)의 적층에 의해 결정되며, 각각의 막 재질과 막 두께의 선정에 의해, 총합으로서 광학 농도 3.0 이상으로 설정된다.
또한, 본 실시 형태에서는，이하에 설명하는 바와 같이, 상기 차광막(25)의 패턴을 형성한 후에, 그 차광막 패턴을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성한다.
우선，1번째의 묘화를 행한다. 상기 레지스트로서는 포지티브형 포토레지스트를 사용한다. 그리고, 레지스트막(27)에 대하여, 소정의 디바이스 패턴(차광부 및 투광부의 영역에 대응하는 레지스트 패턴을 형성하도록 하는 패턴)을 묘화한다.
묘화 후에 현상을 행함으로써, 차광부 및 투광부에 대응하는 레지스트 패턴(27)을 형성한다(도 3b 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(27)을 에칭 마스크로 하여 차광막(25)을 에칭하여 차광막 패턴을 형성한다. 크롬을 주성분으로 하는 차광막(25)을 이용한 경우, 에칭 수단으로서는, 드라이 에칭 혹은 웨트 에칭 중 어느 것이라도 가능하지만, 본 실시 형태에서는 웨트 에칭을 이용하였다.
잔존하는 레지스트 패턴을 제거한 후(도 3c 참조), 기판(24) 위의 차광막 패턴을 포함하는 전체면에 반투광막(26)을 성막한다(도 3d 참조).
반투광막(26)은, 투명 기판(24)의 노광광의 투과량에 대하여 10∼80% 정도의 투과량, 보다 바람직하게는 20∼60%의 투과율을 갖는 것이다.
반투광막(26)의 재질은, 제1 실시 형태와 마찬가지의 것을 들 수 있지만, 본 실시 형태에서는 스퍼터 성막에 의한 산화 크롬을 포함하는 반투광막(노광광 투과율 40%)을 채용하였다.
다음으로, 상기 반투광막(26) 위에 상기와 동일한 레지스트막을 형성하고，2번째의 묘화를 행한다. 2번째의 묘화에서는, 차광부 및 반투광부 위에 레지스트 패턴이 형성되도록 하는 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 후, 현상을 행함으로써, 차광부 및 반투광부에 대응하는 영역에 레지스트 패턴(28)을 형성한다(도 3e 참조).
다음으로, 상기 레지스트 패턴(28)을 에칭 마스크로 하여 노출된 투광부 영역 위의 반투광막(26) 및 차광막(25)의 적층막을 에칭하여 투광부를 형성한다. 이 경우의 에칭 수단으로서, 본 실시 형태에서는 웨트 에칭을 이용하였다. 그리고, 잔존하는 레지스트 패턴을 제거하여, 투명 기판(24) 위에, 차광막(25)과 반투광막(26)의 적층막으로 이루어지는 차광부(21), 투명 기판(24)이 노출되는 투광부(22), 및 반투광막(26)으로 이루어지는 반투광부(23)를 갖는 그레이톤 마스크가 완성된다(도 3f 참조).
그리고, 본 실시 형태에서도, 상기 반투광막(26)은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포(투과율 변동)가, 4.0% 이내로 되도록 조정되어 있다.
이와 같은 본 실시 형태에 의해, 전술한 도 3a-도 3f의 공정에 따라서 그레 이톤 마스크를 제조함으로써, 마스크의 반투광막의 투과율 변동의 영향을 저감하는 것이 가능하게 된다. 그 결과로서, 다수의 동일 패턴이 배열된 마스크의 면 내의 어느 부위에 관해서도, 원하는 잔막값 요건을 만족시키는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 그리고, 패턴의 미세화의 요구에 따른 소정의 표준 규격에 적합한 전자 디바이스의 제조가 용이하게 된다.
이상의 본 실시 형태에 의해 얻어지는, 마스크 패턴의 투과율이 제어된 그레이톤 마스크를 이용하여, 도 1과 같은 피전사체(30)에의 패턴 전사를 행함으로써, 피전사체 위에 고정밀도의 레지스트 잔막값을 갖는 전사 패턴(레지스트 패턴(33))을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어지는 그레이톤 마스크를 이용하여 패턴 전사를 할 때의 노광광으로서는, 통상적으로，365㎚(i선)∼436㎚(g선)의 노광 파장 영역의 것이 이용된다. 상기 반투광막(26)은, 투명 기판(24)의 노광광의 투과량에 대하여 60% 이하의 투과량을 갖지만, 본 실시 형태에서는, 얻어진 레지스트 패턴을 이용하여 패터닝할 때의 효율(오버 에칭 시간의 선택 용이성 등)의 관점에서 특히 20∼60%의 투과율인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서, 투과율의 제어에 대한 본 발명자에 의해 얻어진 지견을 이하에 설명한다.
도 4는 반투광부에 미세 패턴을 이용한 TFT 제조용의 그레이톤 마스크 패턴의 일례이다. 여기서, 미세 패턴을 이용한 반투광부에 의해 채널부를 형성하는 경우를 생각한다. 도시하는 테스트 패턴에서, 반투광부의 폭 A=3㎛, 중앙의 라인의 선폭 B=1㎛로 하는 경우, 중앙의 라인의 선폭 B가 0.10㎛를 초과하여 변동하면，TFT 제조 시의 조건의 마진이 현저하게 좁아지거나, 또는 TFT의 성능에 안정성이 얻어지지 않는다. 따라서, 선폭 분포는 0.10㎛ 이하가 기준으로 되어 있다.
한편, 반투광막을 이용하여 마찬가지의 패턴을 재현한 경우에 어떻게 반투광막을 설계할지에 대해서 검토하였다.
도 5는 도 4에서의 중앙의 라인 폭 B를, -100㎚∼+100㎚의 범위에서 변동시킨 각 경우에, 도 4에 대응하는 위치(포지션)에서의 노광광의 투과율을 나타내고, 도 6은 중앙의 라인 폭 B의 변동에 대한 투과율 변화를 나타낸 것이다.
도 5, 도 6에서, 상기 미세 패턴의 선폭의 변동에 대한 투과율의 변동을 보면, 투과율 변동이 4.0%를 초과하면, 상기 선폭 분포의 상한 0.10㎛를 초과한 투과율 변동으로 된다. 즉, 도 6부터 이해할 수 있는 바와 같이, 반투광막의 설계 시에는, 기판면 내의 적어도 패턴이 형성되는 영역에서, 투과율 변동을 4.0% 이내로 함으로써, 반투광부에 미세 패턴을 이용하여 발휘된 것과 동등한 채널부 특성이 발휘된다. 그리고, 마스크의 반투광막의 투과율 변동의 영향을 저감하는 것이 가능하게 되기 때문에, 결과로서, 다수의 동일 패턴이 배열된 마스크의 면 내의 어느 부위에 관해서도 원하는 잔막값 요건을 만족시키는 레지스트 패턴을 얻을 수 있어, 패턴의 미세화의 요구에 따른 소정의 표준 규격에 적합한 전자 디바이스의 제조가 용이하게 된다.
또한, 이와 같은 투과율 변동이 생기는 원인은 몇 가지가 있다. 예를 들면, 반투광막의 막 두께 불균일, 및 조성 불균일이다. 반투광막의 조성이 불균일하면, 부분적으로 투과율이 변동된다. 특히, 대형(예를 들면 1변이 1000㎜ 이상인 액정 표시 장치용)이면, 균일한 성막의 난도가 높아진다. 따라서, 스퍼터 장치 등의 제어에 의해 성막 조건의 면 내 균일화를 도모함과 함께, 검사에 의해, 기준에 부적합한 것을 검지해야만 한다. 투과율은, 투과율 측정기에 의해, 면 내의 복수 개소에 대하여, 패턴 전사에 이용하는 노광광에 상당하는 광을 조사하였을 때의 투과율을 측정하고, 상기 기준을 충족시키는 것을 확인한 것을 사용한다.
또한, 투과율 변동을 야기하는 원인으로서는, 투광부와 반투광부를 통과하는 광의 위상차가 있다.
도 7a-도 7c는, 투과율이 20%, 40%, 60%인 반투광부를 갖는 각 그레이톤 마스크에 대해서, 그 반투광막을 투과하는 광량에 대한 위상차의 영향을 검토한 것이다. 즉, 도 7a, 도 7b 및 도 7c는, 각각 투과율이 20%, 40% 및 60%인 반투광부를 갖는 각 그레이톤 마스크에 대한, 그 반투광막의 위상차에 대한, 포지션마다의 투과광량 변동의 상관 관계를 나타낸다. 또한, 예를 들면 도 7a 중, 「20-045」는, 투과율 20%, 위상차 45도의 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 7d는, 도 7a-도 7c의 횡축과 그레이톤 마스크의 각 부와의 위치 관계를 나타내고 있다.
도 7a-도 7c 중 어느 경우에도, 반투광부와 투광부의 경계 근방(도 7d 참조)에, 반투광막의 투명 기판에 대하여 갖는 위상차의 영향으로, 투과광량의 변화가 나타난다. 특히, 투과율이 높은 것(60%)에 대해서는, 투과광량의 상하 변동이 크다. 따라서, 투과율 60%가, 그레이톤 마스크에 이용하는 반투광막의 실질적인 투과율 상한인 것을 생각하면, 이 때의 투과율 변동, 및 그것에 기인하여 생기는, 피 전사체 위의 레지스트 패턴의 형상 이상을 고려하여, 막에 허용되는 투과율 변동의 상한을 결정하면 된다.
또한, 상기의 반투광부와 투광부의 경계 근방에 생기는 노광광 투과량의 변동에 대해서 더 해석한 것이 도 8a, 도 8b 및 도 8c이다. 즉, 도 8a, 도 8b 및 도 8c는, 각각 도 7a, 도 7b 및 도 7c에서, 위상차에 대한, 반투광부와 투광부의 경계부분의, 투과광량의 극대값(Max)과 극소값(min)의 차의 관계를 도시하는 도면이다.
또한, 극대값(Max)으로서는, 도 7a-도 7c에 도시한 포지션 6∼8㎛ 부분의 최대값을, 극소값(min)으로서는, 포지션 8∼10㎛의 부분의 최소값을 사용하였다.
이 도 8a-도 8c의 그래프로부터 고찰하면, 투과율 변동 4.0%(투과광량(Max-min)이 0.040)를 초래하는 위상차는, 도 8a에 도시한 반투광부의 투과율 20%의 그레이톤 마스크에서 85도, 도 8b에 도시한 투과율 40%의 그레이톤 마스크에서 66도, 도 8c에 도시한 투과율 60%의 그레이톤 마스크에서 53도로 된다. 따라서, 투과율 60%가, 그레이톤 마스크에 이용하는 반투광막의 실질적인 투과율 상한인 것을 생각하면, 위상차가 53도를 초과하지 않는 반투광막을 사용한 그레이톤 마스크는, 투광부와 반투광부의 경계 부분에 생기는 레지스트 패턴의 단차가, 투과율로 환산하여, 4.0%를 초과하지 않는 것으로 되기 때문에, 바람직한 그레이톤 마스크이다라고 할 수 있다.
또한, 위상차의 검사에는, 위상차 측정기를 사용하여, 노광광에 상당하는 광을 조사하였을 때의 위상차, 및 그 면 내 분포를 측정하고, 상기 기준을 충족시키는 것을 확인한 것을 사용한다.
다음으로, 기판면 내의 위상차 변동에 의한, 동일 면 내에 다수 배치한 패턴의 변동에 대해서 검토하였다. 즉, 상기의 도 8a-도 8c에 의한 고찰로부터, 위상차가 소정 범위 내(예를 들면 53도 이내의 위상차를 갖는 반투광막으로 함)이면, 반투광부와 투광부의 경계에 생기는, 피전사체 위의 레지스트 패턴의 형상 이상(돌기)은, 억제되어, 허용 범위로 되는 것을 알 수 있었다. 그러나, 동일 마스크를 사용한 동일 면 내에서, 형성되는 레지스트 패턴의 형상에 불일치가 있으면, 사정이 좋지 않다. 그 레지스트 패턴에서, 레지스트 막 두께의 면 내 변동이 있으면, 그 레지스트 패턴의 오버 에칭이나, 애싱의 타이밍이 개개의 패턴에 따라 상이하여, 최적 타이밍을 선택할 수 없는 등의 문제점이 생긴다.
도 9a-도 9c는, 각각 도 7a-도 7c에서, 반투광부와 투광부의 경계 부분의, 위상차 변동에 의한 투과광량 변동의 관계를 도시하고 있으며, 위상차의 변동에 의해, 형성되는 레지스트 패턴이 받는 영향을 개관한 것이다.
즉, 전술한 도 7a-도 7c에서, 위상차의 변화에 의해, 광량이 가장 영향을 받는(큰 변화를 받는) 것은, 포지션에서 8∼10㎛의 부분, 즉 반투광부와 투광부의 경계 부근에서, 투과광이 위상 반전에 의해 상쇄되게 되는 부분이다.
따라서，이 부분의 투과광의 변화를, 투과광량을 종축으로, 위상차를 횡축으로 하여 플롯한 것이 도 9a-도 9c이다. 동 도면 중의 「min」이란, 상기 포지션 8∼10㎛ 부분의 극소값이다.
이에 의하면, 도 9a로부터, 투과율 20%의 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서, min의 곡선의 직선 부분을 보외(補外)하여, y=-0.00212x+0.35805라고 하는 함수(상관 관계)가 얻어지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9b로부터, 투과율 40%의 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서는，min의 곡선의 직선 부분을 보외하여, y=-0.00360x+0.61008이라고 하는 함수(상관 관계)가 얻어진다. 또한, 도 9c로부터, 투과율 60%의 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서는，min의 곡선의 직선 부분을 보외하여, y=-0.00516x+0.85417이라고 하는 함수(상관 관계)가 얻어지는 것을 알 수 있다.
여기서, 예를 들면, 투과율 60%의 반투광막을 이용한 그레이톤 마스크에서의, 상기의 y=-0.00516x+0.85417이라고 하는 함수(상관 관계)의 기울기로부터, 그 그레이톤 마스크에서, 4.0%의 투과율 변화(y=0.04)를 주는 위상차 변동(x)은 7.8도라고 하는 허용 범위가 얻어진다. 또한, 위상차 변동의 허용 범위는, 투과율 40%의 반투광막에서는, 11.1도, 투과율 20%의 반투광막에서는, 18.9도이다.
실질적으로 그레이톤 마스크의 반투광부의 투과율의 상한이 60%인 것을 생각하면, 그레이톤 마스크에서의 면 내의 반투광막에 기인하는 위상차 분포는, 7.8도 이내이면, 상기 기준을 만족시키게 된다.
즉, 위상차 분포가 7.8도를 초과하지 않는 반투광막을 사용한 그레이톤 마스크는, 투광부와 반투광부의 경계 부분에 생기는 레지스트 패턴의 단차가, 투과율로 환산하여, 4.0%를 초과하지 않는 것으로 되기 때문에, 바람직한 그레이톤 마스크이다라고 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 그레이톤 마스크 블랭크의 제조 방법을 포함한다. 그 그레이톤 마스크 블랭크는, 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적 으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용된다. 그 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 소정의 패터닝이 실시됨으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 갖는 그레이톤 마스크로 된다. 본 발명의 그레이톤 마스크 블랭크의 제조 방법은, 그 반투광막의 노광광 투과율이 X%이며, 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서, 상기 반투광막의, 노광광 투과율 분포의 허용 범위가 Y%일 때, X에 연동하는 값으로서, 반투광부와 투광부의 경계에서 생기는 노광광의 위상의 반전에 기인하는 투과율 변동의 값이, Y% 이내로 되도록, 상기 반투광막의 막질을 결정하는 것을 특징으로 한다.
즉, 반투광막의 설계 시에, 그 반투광막의 막 두께나 조성 분포를 극력 작게 하여, 투과율 분포를 Y% 이하로 억제함과 함께, 그 반투광막에 의해 생기는, 투광부와 반투광부의 경계에서의 위상 반전의 영향을 가미할 필요가 있다.
이 위상 반전의 영향 정도는, 얻고자 하는 반투광막의 투과율(예를 들면, 20%인지, 60%인지)에 따라 크게 상이하기 때문에, 미리, 시뮬레이션 등에 의해, 파악해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 위상 반전에 의한 투과율 변동이 Y% 이하로 되도록, 반투광막의 막질을 결정하는 것이 바람직하다.
여기서, 반투광막의 막질의 결정은, 예를 들면, 반투광막이 MoSix인 경우에는, 그 조성비를 결정하고, 상기 요건을 충족시키는 것으로 한다. 예를 들면, 스퍼터법에 의한 성막의 경우에는, 스퍼터 가스(아르곤 등)의 유량 등에 의해, 원하 는 막 조성으로 제어할 수 있다.
도 1은 그레이톤 마스크를 이용하는 패턴 전사 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 2a-도 2f는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 3a-도 3f는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 그레이톤 마스크의 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 4는 반투광부에 미세 패턴을 이용한 TFT 제조용의 그레이톤 마스크 패턴의 일례를 도시하는 도면.
도 5는 미세 패턴의 선폭 변동에 대한, 도 4에 대응하는 위치에서의 투과율 변동을 도시하는 도면.
도 6은 미세 패턴의 선폭 변동에 대한 투과율 변화를 도시하는 도면.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 각각 투과율이 20%, 40%, 60%인 반투광부를 갖는 각 그레이톤 마스크에 대한, 반투광막의 위상차에 대한, 위치마다의 투과광량 변동의 상관 관계를 도시하는 도면.
도 7d는 도 7a, 도 7b 및 도 7c의 횡축과 그레이톤 마스크의 각 부와의 관계를 나타내기 위한 그레이톤 마스크의 부분 단면도.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 각각 도 7a, 도 7b 및 도 7c에서, 위상차에 대한, 반투광부와 투광부의 경계 부분의, 투과광량의 극대값과 극소값의 차의 관계를 도시하는 도면.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 각각 도 7a, 도 7b 및 도 7c에서, 반투광부와 투광부의 경계 부분의, 위상차 변동에 의한 투과광량 변동의 관계를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 차광부
22 : 투광부
23 : 반투광부
24 : 투명 기판
25 : 차광막
26 : 반투광막
28 : 레지스트 패턴
30 : 피전사체

Claims (15)

  1. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서,
    상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며,
    상기 반투광막은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가 4.0% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  2. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서,
    상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에, 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며 , 또한, 상기 반투광막은, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  3. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서,
    상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에, 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 20∼60%인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 20∼60%인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 20∼60%인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크 블랭크를 이용하여, 패터닝에 의해 상기 차광부, 투광부, 및 반투광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
  8. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서,
    투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고,
    상기 반투광막은, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가, 4.0% 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
  9. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서,
    투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 상기 반투광막은, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
  10. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투광부, 차광부, 및 노광광의 일부를 투과하는 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크의 제조 방법으로서,
    투명 기판 위에, 차광막을 형성한 후 제1 패터닝을 실시하고, 패터닝된 차광막을 포함하는 기판 전체면에 반투광막을 형성하고, 그 반투광막 형성 후에 제2 패터닝을 실시함으로써, 그 반투광막과 그 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여 그레이톤 마스크로 하고,
    상기 반투광막은, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성하는 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내로 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크의 제조 방법.
  11. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며,
    상기 반투광부는, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴이 형성된 영역 내에서의, 노광광 투과율의 분포가, 4.0% 이내인 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
  12. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 의해 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며,
    상기 반투광부는, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 상기 반투광부는, 노광광이 조사될 때, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성한 영역 내에서, 상기 반투광부를 통과하는 노광광과, 상기 투광부를 통과하는 노광광의 위상차가, 53도 이내로 되도록 조정된 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
  13. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크로서, 투명 기판 위에 형성한, 반투광막과 차광막에 각각 소정의 패터닝을 실시하여, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성한 것이며,
    상기 반투광부는, 노광광 투과율이 60% 이하이며, 또한, 기판면 내의 적어도 마스크 패턴을 형성한 영역 내에서, 면 내 위상차 분포가 7.8도 이내로 되도록 조정된 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크.
  14. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 얻어지는 그레이톤 마스크, 또는, 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항의 그레이톤 마스크를 이용하여, 피전사체에 노광광을 조사하는 노광 공정을 갖고, 피전사체 위에 잔막값이 상이한 부 분을 포함하는 소정의 전사 레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 패턴 전사 방법.
  15. 피전사체에 대한 노광광의 조사량을 부위에 따라 선택적으로 저감하여, 피전사체 위의 포토레지스트에, 잔막값이 상이한 부분을 포함하는 원하는 전사 패턴을 형성하는 그레이톤 마스크의 제조에 이용하기 위한 그레이톤 마스크 블랭크로서,
    상기 그레이톤 마스크 블랭크는, 투명 기판 위에 반투광막과 차광막을 갖고, 그 마스크 블랭크에 소정의 패터닝을 실시함으로써, 차광부와, 반투광막에 의해 노광광의 일부를 투과하는 반투광부와, 막을 갖지 않는 투광부를 형성하여, 그레이톤 마스크로 하는 것이며,
    상기 반투광막의 노광광 투과율이 X%이며,
    마스크 패턴이 형성되는 영역 내에서, 상기 반투광막의, 노광광 투과율 분포의 허용 범위가 Y%일 때, X에 연동하는 값으로서, 반투광부와 투광부의 경계에서 생기는 노광광의 위상의 반전에 기인하는 투과율 변동의 값이, Y% 이내로 되도록, 상기 반투광막의 막질을 결정하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 마스크 블랭크의 제조 방법.
KR1020080094421A 2007-09-29 2008-09-26 그레이톤 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그레이톤 마스크의 제조 방법 및 그레이톤 마스크와 패턴 전사 방법 KR20090033317A (ko)

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