KR20130044388A - 마스크 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 제조 방법을 개시한다. 마스크 제조 방법은, 최종 리브들의 상면 폭들보다 큰 상면 폭들을 가지고, 최종 리브들에 의해 정의되는 슬릿 패턴의 폭들보다 좁은 간격들로 배열된 초기 리브들을 먼저 형성한 이후에, 초기 리브들의 상면들의 양측 단부들을 제거하여 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지는 최종 리브들을 형성한다.

Description

마스크 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING MASK}
본 발명은 마스크 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 또는 노광 공정에 사용되는 포토 마스크 등을 제조하는 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이나 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하여 제조된다. 박막의 패턴은, 증착 마스크를 이용하여 기판상에 직접 형성되거나, 기판상의 증착 박막에 포토 마스크의 패턴을 전사하여 형성될 수 있다. 최근에는, 반도체 디바이스의 고집적화 및 평판 디스플레이의 고해상도화에 대응하여, 기판상에 높은 해상도로 패턴을 증착하거나 전사할 수 있는 증착 마스크 또는 포토 마스크들이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 고정밀도의 미세 패턴이 형성된 마스크의 제조 방법을 제공하는 것이다.
마스크에 슬릿 패턴을 형성하기 위한 초기 리브들을 형성하는 것; 및 상기 초기 리브들의 상면들의 양측 단부들을 제거하여, 상기 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지고, 상기 슬릿 패턴을 정의하는 최종 리브들을 형성하는 것을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 초기 리브들을 형성하는 것과, 상기 최종 리브들을 형성하는 것이 포토리소그래피 공정에 의해 진행될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 초기 리브들을 형성하는 것은, 마스크 기판의 상면에, 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들보다 큰 폭들을 가지는 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 마스크 기판의 하면에, 상기 최종 리브들의 하면 폭들에 대응하는 폭들을 가지고 상기 제 1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여, 상기 마스크 기판의 상기 상면에 제 1 식각부를 형성하고, 상기 마스크 기판의 상기 하면에 제 2 식각부를 형성하는 것; 상기 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 1 식각부를 덮도록 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로, 상기 제 1 식각부와 상기 제 2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여, 상기 초기 리브들의 측면들을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제 1 포토레지스트 패턴의 간격들이 상기 슬릿 패턴의 폭들보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 최종 리브들을 형성하는 것은, 상기 제 2 포토레지스트 패턴과 상기 초기 리브들의 상기 측면들의 일부를 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들과 상기 하부 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 양측 단부들을 식각하는 것을 포함하고, 상기 하부 포토레지스트 패턴의 상기 초기 리브들의 상기 상면들로의 투영 폭들이 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들에 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 최종 리브들을 형성하는 것은, 상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 제거하는 것; 상기 초기 리브들의 하면들과 상기 측면들을 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 초기 리브들의 상면들에, 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들에 대응하는 폭들을 가지고 상기 하부 포토레지스트 패턴에 대향하는 상부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 양측 단부들을 식각하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 식각은 습식 식각에 의한 등방성 식각일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 마스크는, 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 또는 포토리소그래피 공정에 사용되는 포토 마스크일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 슬릿 패턴을 정의하는 상기 최종 리브들 각각은, 상면의 폭이 하면의 폭보다 크고 좌우 대칭인 사다리꼴(Trapezoid) 모양의 단면을 가지고, 상기 단면의 측면은, 상기 상면의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면과, 상기 선형 측면의 끝단으로부터 상기 하면의 끝단으로 연장된 위로 오목한 곡선형 측면을 포함할 수 있다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 제조 방법은, 포토리소그래피 공정을 이용하여, 마스크에 슬릿을 형성하기 위한 초리 리브를 형성하는 것; 및 포토리소그래피 공정을 이용하여, 상기 초기 리브의 상면의 양측 단부를 제거하여 상기 초기 리브의 상면 폭보다 작은 상면 폭을 가지고, 상기 슬릿을 정의하는 최종 리브를 형성하는 것을 포함하며, 상기 최종 리브는 상면의 폭이 하면의 폭보다 크고 좌우 대칭인 사다리꼴(Trapezoid) 모양의 단면을 가지고, 상기 단면의 측면은, 상기 상면의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면과, 상기 선형 측면의 끝단으로부터 상기 하면의 끝단으로 연장된 위로 오목한 곡선형 측면을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 초기 리브를 형성하는 것은, 마스크 기판의 상면에, 상기 최종 리브의 상기 상면 폭 보다 큰 폭을 가지고 상기 슬릿의 폭보다 작은 간격으로 배열된 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 마스크 기판의 하면에, 상기 최종 리브의 하면 폭에 대응하는 폭을 가지고 상기 제 1 포토레지스트 패턴의 중심에 축 정렬된 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면의 길이보다 작은 식각 깊이로 상기 마스크 기판의 상기 상면에 제 1 식각부를 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여, 상기 최종 리브의 상기 곡선형 측면의 높이보다 작은 식각 깊이로 상기 마스크 기판의 상기 하면에 제 2 식각부를 형성하는 것; 상기 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 1 식각부를 덮도록 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로, 상기 제 1 식각부와 상기 제 2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 곡선형 측면보다 큰 길이를 가지는 연장된 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 최종 리브를 형성하는 것은, 상기 제 2 포토레지스트 패턴과 상기 초기 리브의 상기 연장된 곡선형 측면의 일부를 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 하부 포토레지스트 패턴을 보호막으로, 상기 초기 리브의 상기 연장된 곡선형 측면의 노출부를 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면 및 상기 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함하고, 상기 하부 포토레지스트 패턴의 상기 초기 리브의 상기 상면으로의 투영 폭이 상기 최종 리브의 상기 상면 폭에 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 최종 리브를 형성하는 것은, 상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 제거하는 것; 상기 초기 리브의 하면과 상기 연장된 곡선형 측면을 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 상기 초기 리브의 상기 상면에, 상기 최종 리브의 상기 상면 폭에 대응하는 폭을 가지고 상기 하부 포토레지스트 패턴의 중심에 축 정렬된 상부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및 상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여, 상기 초기 리브의 상기 상면의 노출부를 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면 및 상기 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 마스크는, 평판 디스플레이/반도체 디바이스의 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 또는 평판 디스플레이/반도체 디바이스의 포토리소그래피 공정에 사용되는 포토 마스크일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 식각은 습식 식각에 의한 등방성 식각일 수 있다.
본 발명에 의하면, 고정밀도의 미세 패턴이 형성된 마스크를 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명에 의하면, 마스크의 미세 패턴의 변형을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 반도체 디바이스에서 요구되는 고집적화 또는 평판 디스플레이에서 요구되는 고해상도화에 대응하여, 높은 해상도로 패턴을 전사하거나 증착할 수 있는 마스크를 제공할 수 있다.
이하에 설명된 도면들은 단지 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 평판 디스플레이 증착 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 마스크 어셈블리의 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 패턴부의 일부를 확대한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
( 실시 예 )
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
본 실시 예에서는 마스크로 평판 디스플레이(FPD)의 증착 장치에 사용되는 증착 마스크를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 의한 마스크 제조 방법은 반도체 디바이스(Semiconductor Device)의 증착 공정에 사용되는 증착 마스크, 또는 평판 디스플레이나 반도체 디바이스의 포토리소그래피 공정에 사용되는 포토 마스크 등 다양한 종류의 마스크 제조에 적용될 수 있다.
증착 마스크는, 예를 들어, 유기 EL 디스플레이 장치의 전극들(양극/음극)과 유기 발광층의 증착 공정에 사용되는 마스크일 수 있으며, 또한 열 증착/e-빔 증착 방법으로 반도체 웨이퍼에 패턴을 형성하는 증착 공정에 사용되는 마스크일 수도 있다.
포토 마스크는, 예를 들어, 액정 디스플레이 장치의 박막 트랜지스터나 화소 전극을 형성하는 공정 중 노광 공정의 패턴 전사에 사용되는 마스크일 수 있으며, 또한 반도체 디바이스의 제조 공정 중 노광 공정에서의 패턴 전사에 사용되는 마스크일 수도 있다.
도 1은 평판 디스플레이 증착 장치(10)의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 평판 디스플레이 증착 장치(10)는 챔버(100), 증착 소스(200), 마스크 어셈블리(300) 및 고정 부재(400)를 포함한다.
상기 챔버(100)는 증착 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 예를 들면, 증착 공정은 기판(S)의 증착 면에 유기 물질을 공급하여 유기 발광층을 증착하는 공정일 수 있다. 상기 챔버(100)에는 공정 진행시 상기 챔버(100) 내부가 진공 상태를 유지하도록 진공 펌프(미도시)가 연결된다.
상기 증착 소스(200)는 상기 챔버(100) 내측의 하부에 배치되고, 상기 챔버(100) 내측의 상부에 제공되는 상기 기판(S)의 증착 면을 향해 유기 물질을 공급한다. 상기 마스크 어셈블리(300)는 마스크 프레임(320)과 마스크(340)를 가지고, 상기 증착 소스(200)와 마주보도록 상기 챔버(100) 내측의 상부에 배치된다. 상기 기판(S)은 상기 마스크 어셈블리(300)의 상부에 제공된다. 상기 기판(S)은 상기 마스크 어셈블리(300)의 상단으로부터 위 방향으로 기설정된 간격만큼 이격 배치될 수 있고, 상기 마스크 프레임(320)의 개구부(322)의 전체 개구 면적에 중첩되도록 배치된다. 상기 증착 소스(200)가 공급하는 상기 유기 물질은 상기 마스크 프레임(320)의 상기 개구부(322)와 상기 마스크(340)의 슬릿 패턴(미도시)을 통해 상기 기판(S)의 증착 면, 즉 하면에 증착된다. 상기 기판(S)에 증착된 상기 유기 물질의 막은 상기 마스크(340)의 슬릿 패턴(미도시)에 대응하는 패턴을 가진다. 상기 고정 부재(400)는 상기 증착 소스(200)로부터 상기 기판(S)으로 공급되는 상기 유기 물질의 이동 경로 외측에 배치되고, 상기 마스크 어셈블리(300)의 가장자리부를 지지한다.
도 2는 도 1의 마스크 어셈블리(300)의 확대 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 마스크 어셈블리(300)는 상기 마스크 프레임(320)과 상기 복수 개의 마스크들(340)을 포함한다.
상기 마스크 프레임(320)은 내측에 상기 개구부(322)가 형성된 직사각형 모양의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 마스크 프레임(320)에는 상기 복수 개의 마스크들(340)이 용접에 의해 고정될 수 있고, 상기 마스크 프레임(320)은 외력에 의한 변형이 작은 물질, 즉 강성이 큰 금속 재질로 제공될 수 있다. 상기 개구부(322)는 증착 대상물인 상기 기판(도 1의 참조 번호 S)의 디스플레이 영역을 커버할 수 있는 충분한 크기의 개구 면적을 가질 수 있으며, 예를 들어 직사각형 모양으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 마스크 프레임(320)의 장변 방향을 제 1 방향(Ⅰ), 상기 마스크 프레임(320)의 단변 방향을 제 2 방향(Ⅱ), 그리고 상기 마스크 프레임(320)의 두께 방향을 제 3 방향(Ⅲ)으로 정의한다.
상기 마스크들(340) 각각은 제 2 방향(Ⅱ)으로 길게 연장된 직사각형 모양의 플레이트로 제공될 수 있다. 상기 마스크들(340)은 금속 박막으로 형성된 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask)일 수 있으며, 스테인레스 스틸(Steel Use Stainless; SUS), 인바(Invar), 니켈, 코발트 또는 이들의 조합에 의한 합금들 중 어느 하나의 재질로 제공될 수 있다. 상기 마스크들(340)의 길이 방향, 즉 제 2 방향(Ⅱ)을 기준으로, 상기 마스크들(340) 각각의 중심 영역에는 패턴부(350)가 형성되고, 상기 중심 영역 양측의 주변 영역에는 용접부(342, 344)가 형성된다. 상기 복수 개의 마스크들(340)은, 상기 마스크 프레임(320) 상에, 제 1 방향(Ⅰ)을 따라 서로 인접하게 일렬로 배치되고, 상기 마스크 프레임(320)의 상기 개구부(322)의 상단을 덮는다. 상기 복수 개의 마스크들(340)의 상기 용접부(342, 344)는 상기 마스크 프레임(320)의 장변의 가장자리영역에 용접될 수 있다.
도 3은 도 2의 패턴부(350)의 일부를 확대한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 각각의 마스크들(340)의 상기 패턴부(350)는 복수 개의 슬릿들(352)과, 상기 슬릿들(352)을 정의하는 복수 개의 최종 리브들(354, 354')을 포함한다. 상기 각각의 슬릿들(352)의 단면 형상은 좌우 양측의 2개의 상기 최종 리브들(354,354')의 형상에 의해 정의된다. 상기 각각의 최종 리브들(354,354')의 형상은 동일하므로, 이하에서는 어느 하나의 최종 리브(354)의 형상을 예로 들어 설명한다.
상기 최종 리브(354)는, 상면(354a)의 폭이 하면(354b)의 폭보다 크고, 좌우 대칭인 사다리꼴(Trapezoid) 모양의 단면을 가질 수 있다. 상기 최종 리브(354)의 양 측면은, 상기 상면(354a)의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면(354c)과, 상기 선형 측면(354c)의 끝단으로부터 상기 하면(354b)의 끝단으로 위로 오목하게 연장된 곡선형 측면(354d)을 포함할 수 있다.
상기 슬릿들(352)은 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 곡선형 측면들(354d, 354'd)에 의해 정의되는 인입부들(352a)과, 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 선형 측면들(354c, 354'c)에 의해 정의되는 인출부들(352b)을 포함한다. 상기 증착 소스(도 1의 참조 번호 200)가 공급하는 상기 유기 물질은 상기 마스크 프레임(320)의 상기 개구부(322)를 통과한 후, 상기 슬릿들(352)의 상기 인입부들로(352a)로 유입된다. 상기 인입부들(352a)로 유입된 상기 유기 물질은 상기 인출부들(352b)을 경유하여 상기 기판(도 1의 참조 번호 S)의 증착 면에 증착된다.
고해상도의 평판 디스플레이에 대응하기 위해서는, 높은 해상도로 패턴을 증착할 수 있는 미세 패턴의 상기 마스크(340)가 요구된다. 마스크 패턴의 미세화 요구에 대응하기 위해서는 상기 최종 리브들(354, 354')의 피치 및 크기가 축소되어야 한다. 하지만, 상기 최종 리브들(354, 354')의 크기가 축소될 경우, 상기 마스크(340)의 제조 공정에서, 원하는 크기의 상기 선형 측면들(354c, 354'c)이 형성되지 못하거나, 상기 선형 측면들(354c, 354')이 전혀 형성되지 않는 등의 어려움이 있을 수 있다. 상기 선형 측면들(354c, 354')이 제대로 형성되지 않으면, 상기 최종 리브들(354, 354')의 강도가 저하되고, 비틀림에 의해 상기 최종 리브들(354, 354')의 변형이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 증착 박막의 패턴 불량이 야기될 수 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 원하는 크기 및 형상을 가지는 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 선형 측면들(354, 354')을 형성할 수 있는 마스크의 제조 방법을 제공한다. 이하에서는 본 발명의 실시 예들에 따른 마스크 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 3과, 도 4a 내지 도 4h를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 제조 방법은, 상기 최종 리브들(354, 354')의 상면 폭들 보다 큰 상면 폭들을 가지는 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 4a 내지 도 4e)과, 상기 초기 리브들의 상면들의 양측 단부를 제거하여 상기 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지는 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 4f 내지 도 4h)을 포함할 수 있다. 상기 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 4a 내지 도 4e)과 상기 최종 리브들을 형성하는 단계들(도 4f 내지 도 4h)은 포토리소그래피 공정에 의해 진행될 수 있다.
먼저, 상기 초기 리브들의 형성을 위해, 슬릿 패턴이 형성될 마스크 기판(MS)이 제공된다. 상기 마스크 기판(MS)은, 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar), 니켈, 코발트 또는 이들의 조합에 의한 합금들 중 어느 하나의 재질로 이루어진 금속 플레이트일 수 있다.(도 4a)
상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1)이 형성된다. 상기 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1)은 상기 최종 리브들(354, 354')의 상면 폭 들보다 큰 폭들을 가진다. 상기 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 간격들은 상기 슬릿들(도 3의 참조 번호 352)의 상기 인출부들(352b)의 폭들보다 작을 수 있다. 상기 마스크 기판(MS)의 하면에는, 제 2 포토레지스트 패턴(PR-2)이 형성된다. 상기 제 2 포토레지스트 패턴(PR-2)은 상기 최종 리브들(354, 354')의 하면 폭들에 대응하는 폭들을 가진다. 상기 제 2 포토레지스트 패턴(PR-2)은 상기 마스크 기판(MS)을 기준으로 상기 제 1 포토레지스트(PR-1)과 서로 마주보도록 형성되며, 상기 제 1 포토레지스트(PR-1) 패턴의 중심에 축 정렬된다.(도 4b)
상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1)을 보호막으로 하여, 제 1 식각부(E1)가 형성된다. 상기 제 1 식각부(E1)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 선형 측면들(도 3의 참조 번호 354c)의 길이보다 작다. 상기 마스크 기판(MS)의 하면에는, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(PR-2)을 보호막으로 하여, 제 2 식각부(E2)가 형성된다. 상기 제 2 식각부(E2)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 곡선형 측면들(도 3의 참조 번호 354d)의 높이보다 작다. 상기 제 1 식각부(E1)와 상기 제 2 식각부(E2)는 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 형성될 수 있다.(도 4c)
제 3 포토레지스트 패턴(PR-3)이 상기 마스크 기판(MS) 상면의 상기 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1) 및 상기 제 1 식각부(E1)의 위에 형성된다.(도 4d)
상기 제 1, 제 2 및 제 3 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3)을 보호막으로, 상기 제 1 식각부(E1)와 상기 제 2 식각부(E2) 사이의 상기 마스크 기판(MS)의 영역이 관통 식각된다. 상기의 관통 식각에 의해, 연장된 곡선형 측면들(354d-1, 354'd-1)을 가지는 초기 리브들(354-1, 354'-1)이 형성된다. 상기 연장된 곡선형 측면들(354d-1, 354'd-1)은 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 곡선형 측면들(354'd, 354'd)보다 큰 곡선 길이를 가진다. 상기의 관통 식각은 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 진행될 수 있다.(도 4e)
다음으로, 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)로부터 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 4f 내지 도 4h)이 설명된다.
하부 포토레지스트 패턴(PR-L1)이 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 하면들의 상기 제 2 포토레지스트 패턴(PR-2) 및 상기 연장된 곡선형 측면들(354d-1, 354'd-1)의 일부 영역들 위에 형성된다. 상기 하부 포토레지스트 패턴(PR-L1)은 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 상면들로의 투영 폭들이 최종 리브들의 상면 폭들에 대응하도록 형성된다.(도 4f)
상기 제 1, 제 2 및 제 3 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3)과, 상기 하부 포토레지스트 패턴(PR-L1)을 보호막으로, 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 상기 연장된 곡선형 측면들(354d-1, 354'd-1)의 노출부들이 식각된다. 상기 식각에 의해, 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 선형 측면들(354c, 354'c) 및 상기 곡선형 측면들(354d, 354'd)이 형성된다. 상기 식각은 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 진행될 수 있다.(도 4g)
상기 제 1, 제 2 및 제 3 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3)과, 상기 하부 포토레지스트 패턴(PR-L1)의 제거에 의해, 상기 최종 리브들(354, 354')이 형성된다. 상기 최종 리브(354, 354')들에 의해 상기 슬릿(352)이 정의된다.(도 4h)
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 3과, 도 5a 내지 도 5i를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 제조 방법은, 상기 최종 리브들(354, 354')의 상면 폭들보다 큰 상면 폭들을 가지는 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 5a 내지 도 5e)과, 상기 초기 리브들의 상면들의 양측 단부들을 제거하여 상기 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지는 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 5f 내지 도 5i)을 포함할 수 있다. 상기 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 5a 내지 도 5e)과 상기 최종 리브들을 형성하는 단계들(도 5f 내지 도 5i)은 포토리소그래피 공정에 의해 진행될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e에 도시된 초기 리브들을 형성하는 단계들은 도 4a 내지 도 4e에 도시된 초기 리브들을 형성하는 단계들과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에서는 도 5f 내지 도 5i를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 제조 방법에 의해 최종 리브들을 형성하는 단계를 설명한다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3)이 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)로부터 제거된다.(도 5f)
하부 포토레지스트 패턴(PR-L2)이 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 하면들(354b-1, 354'b-1) 및 상기 연장된 곡선형 측면들(354d-1, 354'd-1)의 전체 영역 위에 형성된다. 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 상면에는, 상부 포토레지스트 패턴(PR-U2)이 형성된다. 상기 상부 포토레지스트 패턴(PR-U2)은 상기 최종 리브들(354, 354')의 상면 폭들에 대응하는 폭들을 가진다. 상기 상부 포토레지스트 패턴(PR-U2)은 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)을 기준으로 상기 하부 포토레지스트 패턴(PR-L2)과 서로 마주보도록 형성되며, 상기 하부 포토레지스트 패턴(PR-L2)의 중심에 축 정렬된다.(도 5g)
상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴들(PR-U2, PR-L2)을 보호막으로 하여, 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)의 상면들의 노출부들이 식각된다. 상기 식각에 의해, 상기 최종 리브들(354, 354')의 상기 선형 측면들(354c, 354'c) 및 상기 곡선형 측면들(354d, 354'd)이 형성된다. 상기 식각은 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 진행될 수 있다.(도 5h)
상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴(PR-U2, PR-L2)의 제거에 의해, 상기 최종 리브들(354, 354')이 형성된다. 상기 최종 리브들(354, 354')에 의해 상기 슬릿들(352)이 정의된다.(도 5i)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 마스크 제조 방법은, 최종 리브들의 상면 폭들보다 큰 상면 폭들을 가지고, 최종 리브들에 의해 정의되는 슬릿들의 폭들보다 좁은 간격으로 배열된 초기 리브들을 먼저 형성한 이후에, 초기 리브들의 상면들의 양측 단부를 제거하여 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지는 최종 리브들을 형성한다.
이러한 본 발명의 마스크 제조 방법에 의하면, 마스크 패턴의 미세화 요구에 대응한 리브의 피치 및 크기의 축소에도 불구하고, 원하는 크기 및 형상을 가지는 미세 패턴 리브의 선형 측면을 형성할 수 있고, 이에 의해 마스크의 미세 패턴의 변형을 최소화할 수 있다.
300: 마스크 어셈블리 320: 마스크 프레임
340: 마스크 350: 패턴부
352: 패턴 슬릿 354: 리브

Claims (15)

  1. 마스크에 슬릿 패턴을 형성하기 위한 초기 리브들을 형성하는 것; 및
    상기 초기 리브들의 상면들의 양측 단부들을 제거하여, 상기 초기 리브들의 상면 폭들보다 작은 상면 폭들을 가지고, 상기 슬릿 패턴을 정의하는 최종 리브들을 형성하는 것을 포함하는 마스크 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기 리브들을 형성하는 것과, 상기 최종 리브들을 형성하는 것이 포토리소그래피 공정에 의해 진행되는 마스크 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 초기 리브들을 형성하는 것은,
    마스크 기판의 상면에, 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들보다 큰 폭들을 가지는 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 마스크 기판의 하면에, 상기 최종 리브들의 하면 폭들에 대응하는 폭들을 가지고 상기 제 1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여, 상기 마스크 기판의 상기 상면에 제 1 식각부를 형성하고, 상기 마스크 기판의 상기 하면에 제 2 식각부를 형성하는 것;
    상기 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 1 식각부를 덮도록 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로, 상기 제 1 식각부와 상기 제 2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여, 상기 초기 리브들의 측면들을 형성하는 것을 포함하는 마스크 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 포토레지스트 패턴의 간격들이 상기 슬릿 패턴의 폭들보다 작은 마스크 제조 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 최종 리브들을 형성하는 것은,
    상기 제 2 포토레지스트 패턴과 상기 초기 리브들의 상기 측면들의 일부를 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들과 상기 하부 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 양측 단부들을 식각하는 것을 포함하고,
    상기 하부 포토레지스트 패턴의 상기 초기 리브들의 상기 상면들로의 투영 폭들이 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들에 대응하는 마스크 제조 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 최종 리브들을 형성하는 것은,
    상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 제거하는 것;
    상기 초기 리브들의 하면들과 상기 측면들을 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 초기 리브들의 상면들에, 상기 최종 리브들의 상기 상면 폭들에 대응하는 폭들을 가지고 상기 하부 포토레지스트 패턴에 대향하는 상부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 양측 단부들을 식각하는 것을 포함하는 마스크 제조 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 식각은, 습식 식각에 의한 등방성 식각인 마스크 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크는, 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 또는 포토리소그래피 공정에 사용되는 포토 마스크인 마스크 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬릿 패턴을 정의하는 상기 최종 리브들 각각은, 상면의 폭이 하면의 폭보다 크고 좌우 대칭인 사다리꼴(Trapezoid) 모양의 단면을 가지고,
    상기 단면의 측면은, 상기 상면의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면과, 상기 선형 측면의 끝단으로부터 상기 하면의 끝단으로 연장된 위로 오목한 곡선형 측면을 포함하는 마스크 제조 방법.
  10. 포토리소그래피 공정을 이용하여, 마스크에 슬릿을 형성하기 위한 초리 리브를 형성하는 것; 및
    포토리소그래피 공정을 이용하여, 상기 초기 리브의 상면의 양측 단부를 제거하여 상기 초기 리브의 상면 폭보다 작은 상면 폭을 가지고, 상기 슬릿을 정의하는 최종 리브를 형성하는 것을 포함하며,
    상기 최종 리브는 상면의 폭이 하면의 폭보다 크고 좌우 대칭인 사다리꼴(Trapezoid) 모양의 단면을 가지고,
    상기 단면의 측면은, 상기 상면의 끝단으로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면과, 상기 선형 측면의 끝단으로부터 상기 하면의 끝단으로 연장된 위로 오목한 곡선형 측면을 포함하는 마스크 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 초기 리브를 형성하는 것은,
    마스크 기판의 상면에, 상기 최종 리브의 상기 상면 폭 보다 큰 폭을 가지고 상기 슬릿의 폭보다 작은 간격으로 배열된 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 마스크 기판의 하면에, 상기 최종 리브의 하면 폭에 대응하는 폭을 가지고 상기 제 1 포토레지스트 패턴의 중심에 축 정렬된 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 제 1 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면의 길이보다 작은 식각 깊이로 상기 마스크 기판의 상기 상면에 제 1 식각부를 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여, 상기 최종 리브의 상기 곡선형 측면의 높이보다 작은 식각 깊이로 상기 마스크 기판의 상기 하면에 제 2 식각부를 형성하는 것;
    상기 제 1 포토레지스트 패턴과 상기 제 1 식각부를 덮도록 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로, 상기 제 1 식각부와 상기 제 2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 곡선형 측면보다 큰 길이를 가지는 연장된 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함하는 마스크 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 최종 리브를 형성하는 것은,
    상기 제 2 포토레지스트 패턴과 상기 초기 리브의 상기 연장된 곡선형 측면의 일부를 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 하부 포토레지스트 패턴을 보호막으로, 상기 초기 리브의 상기 연장된 곡선형 측면의 노출부를 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면 및 상기 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 하부 포토레지스트 패턴의 상기 초기 리브의 상기 상면으로의 투영 폭이 상기 최종 리브의 상기 상면 폭에 대응하는 마스크 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 최종 리브를 형성하는 것은,
    상기 제 1 내지 제 3 포토레지스트 패턴들을 제거하는 것;
    상기 초기 리브의 하면과 상기 연장된 곡선형 측면을 덮는 하부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것;
    상기 초기 리브의 상기 상면에, 상기 최종 리브의 상기 상면 폭에 대응하는 폭을 가지고 상기 하부 포토레지스트 패턴의 중심에 축 정렬된 상부 포토레지스트 패턴을 형성하는 것; 및
    상기 상부 및 하부 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여, 상기 초기 리브의 상기 상면의 노출부를 식각하여, 상기 최종 리브의 상기 선형 측면 및 상기 곡선형 측면을 형성하는 것을 포함하는 마스크 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 마스크는, 평판 디스플레이/반도체 디바이스의 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 또는 평판 디스플레이/반도체 디바이스의 포토리소그래피 공정에 사용되는 포토 마스크인 마스크 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 식각은, 습식 식각에 의한 등방성 식각인 마스크 제조 방법.
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