KR20130067332A - 노광용 마스크 및 그 마스크를 사용한 기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상 변환층을 포함하는 노광용 마스크를 사용하여 복합 파장을 사용하는 노광기를 교체하거나 변경을 가하지 않고도 노광기가 가지는 한계 해상도보다 미세한 패턴을 형성할 수 있도록 하는 발명이다.

Description

노광용 마스크 및 그 마스크를 사용한 기판 제조 방법{MASK FOR PHOTOLITHOGRAPHY AND MANUFACTURING METHOD OF SUBSTRATE USING THE MASK}

본 발명은 노광용 마스크 및 그 마스크를 사용한 기판 제조 방법에 대한 것이다.

오늘날 평면 표시 장치는 다양한 방식으로 분화되어 발전하고 있다. 평면 표시 장치로 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, MEMS 표시 장치, 3D 표시 장치와 같은 다양한 표시 장치가 존재하며, 각 분야 별로 기술 발전이 이루어지고 있다.

이와 같은 기술 발전과 함께 평면 표시 장치 업계는 미세 패턴을 형성할 필요성이 대두되고 있다. 평면 표시 장치 업계는 반도체 업계와 달리 미세 패턴을 형성하여 집적도를 향상시킬 필요성이 적어 그간 사용하는 노광기의 한계 해상도를 넘는 미세 패턴을 형성할 필요성이 없었다.

하지만, 평면 표시 장치가 다양한 분야로 발전되면서, 표시 품질을 향상시키기 위하여 화소 또는 표시 패널에 별도의 구성 요소나 미세 패턴을 형성하는 경우가 많아지고, 표시 장치의 해상도를 높이기 위하여 화소의 크기도 작게 형성하게 되면서 노광기의 한계 해상도를 넘는 미세 패턴을 형성하는 것에 대해서도 고민할 필요성이 대두되고 있다.

이상과 같은 필요성에 따라서 노광기의 한계 해상도를 넘는 미세 패턴을 형성하기 위해서는 해상도가 높은 노광기를 사용하는 것이 가능하다. 즉, 노광기에서 사용하는 광원을 변경하거나 노광기의 NA값을 증가시키면 한계 해상도는 감소한다. 특히, 표시 장치를 제조하는데 사용되는 노광기는 광원을 복수개 가지는 복합 파장 광원을 사용하고 있어 해상도를 줄이는데 한계가 있지만, 광원을 한 개만 사용하는 단파장 광원을 사용하면 한계 해상도를 감소시킬 수 있다. 하지만 이와 같은 방법은 노광기의 개조 및 신규 설비의 도입이 필요하여 많은 비용과 시간이 필요하다. 또한 단파장 광원으로 의 변경 및 NA값의 증가는 한계 해상도의 감소뿐만 아니라 초점 심도(Depth of Focus)를 감소시키게 되므로 대면적 기판을 사용하는 표시 장치 업계에서는 균일성(Uniformity)에 따른 불량 발생이 발생하는 문제가 있다.

한편, 노광기에서 제시하는 한계 해상도를 넘는 미세 패턴을 형성하기 위하여 기존 마스크를 이용하여 형성하는 경우도 있다. 이와 같은 경우 노광기의 한계 해상도를 넘기 때문에 형성된 미세 패턴에 불량이 많아 수율 저하 및 불량품의 발생 빈도가 높아지는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노광기의 교체 없이 노광기의 한계 해상도를 넘는 미세 패턴을 형성할 수 있는 노광용 마스크를 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크는 복합 파장 광원을 사용하는 노광기에서 방출된 빛을 작업 대상에 조사하는 마스크로서, 기판; 상기 기판의 일면에 형성되며, 빛을 차단하는 영역에 위치하고 있는 위상 변환층을 포함하며, 상기 위상 변환층을 투과한 빛은 110도 이상 250도의 위상 변환이 이루어진다.

상기 위상 변환층은 흡수형 위상 변환 물질을 포함할 수 있다.

상기 위상 변환 물질은 몰리브덴 실리사이드일 수 있다.

상기 위상 변환층의 투과율은 0 초과 30%이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치는 2.5 이상 6㎛이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 6㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 2%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 6㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 4%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 2%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 4% 내지 6%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 8% 내지 10%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 160도 이상 200도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 12%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 2% 내지 6%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 8% 내지 16%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 18% 내지 26%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 160도 이상 200도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 28%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 3㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 2% 내지 14%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하일 수 있다.

상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 3㎛인 경우, 상기 위상 변환층의 투과율이 16% 내지 30%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하일 수 있다.

상기 복합 파장 광원에서 사용되는 435nm, 405nm 및 365nm일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크를 사용한 기판 제조 방법은 포토 레지스트를 포함하는 작업 대상인 기판과 복합 파장 광원을 가지는 노광기 사이에 노광용 마스크를 위치시키는 단계; 상기 노광기에서 상기 노광용 마스크로 빛을 조사하여 일부 빛은 상기 포토 레지스트로 전달하는 단계; 및 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계를 포함하며, 상기 노광용 마스크는 기판; 상기 기판의 일면에 형성되며, 빛을 차단하는 영역에 위치하고 있는 위상 변환층을 포함하며, 상기 위상 변환층을 투과한 빛은 110도 이상 250도의 위상 변환이 이루어진다.

상기 위상 변환 물질은 몰리브덴 실리사이드인 노광용 마스크를 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크에 의하면 노광기를 교체하거나 변경을 가하지 않고도 노광기가 가지는 한계 해상도보다 미세한 패턴을 형성할 수 있어 비용을 절약할 수 있다. 뿐만 아니라 불량율도 적어 표시 장치의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층의 특성을 이용하면 노광기에서 제공하는 한계 해상도보다 작은 피치를 가지는 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 이와 같은 미세 패턴을 형성할 수 있으므로 표시 장치의 개구율 및 표시 품질이 향상된다. 또한, 노광용 마스크(10)에는 위상 변환층(150)만이 형성되므로 위상 변환층(150)을 기판에 형성하는 것은 기존의 표시 장치를 생산하던 공정 및 장비를 이용하여 충분히 제조할 수 있어 적은 비용으로 마스크를 제작할 수 있고, 기술 이식이 용이하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 단면 및 노광용 마스크를 투과한 빛의 특성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 피치에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층의 두께에 따른 위상 변환값을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층에서 발생하는 위상 변환값에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층에서 발생하는 빛의 투과율에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 피치에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 투과율 및 위상 변환값에 대한 강도 콘트라스트(I/C)값을 보여주는 표이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크를 사용하여 기판을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 단면 및 노광용 마스크를 투과한 빛의 특성을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 기판(100)과 기판(100)의 일면에 형성되어 있는 위상 변환층(150)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 기판(100)은 쿼츠(Quartz)로 형성되어 있으며, 위상 변환층(150)은 빛의 위상을 변환시키는 물질(위상 변환 물질)로 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 위상 변환층(150)은 흡수형 위상 변환 물질(absorbing phase-shifter)로 형성되어 위상 변환층(150)으로 입사된 빛 중 일부는 흡수되고 나머지 일부는 투과되는데, 투과된 빛의 위상은 입사된 빛의 위상과 다르다. 위상 변환층(150)에서 사용되는 위상 변환 물질은 몰리브덴 실리사이드(MoSi; molybdenum silicide) 등 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 흡수형 위상 변환특성을 가지는 물질이면 제한없이 사용가능하다.

즉, 노광기(도시하지 않음)로부터 방출된 빛은 노광용 마스크(10)로 입사되며, 입사된 빛 중 위상 변환층(150)이 없는 영역으로 입사된 빛은 그대로 투과하지만, 위상 변환층(150)이 있는 영역으로 입사된 빛은 일부만이 위상이 변화하면서 투과된다.

표시 장치를 형성하는데 사용되는 노광기에서 제공되는 빛은 복합 파장을 이용한다. 즉, G(435nm), H(405nm), I(365nm)line 복합 파장의 광원을 사용하며, NA=0.1이하의 광학계를 사용한다.

도 1에서 노광용 마스크의 기판(100) 위에 도시된 실선은 노광기에서 방출된 복합 파장의 빛을 도시한 것이다. 그리고 도 1에서 위상 변환층(150) 아래에 도시된 점선은 일부 손실되고 위상이 변환 빛을 나타내며, 그 사이에 존재하는 실선은 기판(100)을 투과한 빛으로 빛의 손실이 거의 없고 위상 변환이 없는 빛을 나타낸다.

도 1에서는 노광용 마스크(10)와 함께 이를 투과한 빛의 크기(amplitude)와 강도(intensity)를 함께 도시하고 있다.

노광기에서 방출된 빛이 노광용 마스크(10)를 투과한 이후의 크기는 도 1의 Amplitude at Mast에서 도시되어 있다. 도 1에서와 같이 위상 변환층(150)이 없는 경우에는 입사된 빛에 준하는 크기의 빛이 그대로 투과되지만, 위상 변환층(150)이 있는 영역을 지나온 빛은 위상이 바뀌어 0보다 낮은 크기를 가지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 위상 변환층(150)을 지나온 빛은 위상이 90도 이상 변화된 것이 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에서 위상 변환층(150)이 어느 정도의 위상 변환을 시키도록 할 것인지에 대해서는 후술하는 실험예를 통하여 그 범위에 대해서 살펴본다.

한편, 도 1에서는 빛이 노광용 마스크(10)를 지나 작업 대상(예를 들어 wafer)에 도달한 경우의 크기를 Amplitude at wafer에서 도시하고 있다. 즉, 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 노광용 마스크(10)를 지난 빛은 주변의 빛과 간섭하지 않아 각 영역별로 일정한 크기를 가지지만, 작업 대상인 웨이퍼에 도달한 빛은 그 사이 서로 간섭하여 빛의 크기가 곡선으로 변하는 것을 확인할 수 있다.

한편, 도 1의 Intensity at wafer에서는 작업 대상인 웨이퍼에서의 빛의 강도를 나타내는 것으로 웨이퍼에서의 빛의 크기를 제곱한 값이 도시되어 있다. 즉, 위상 변환층(150)이 존재하는 영역을 투과한 빛이 위상 변환층(150)의 중앙을 중심으로 약한 강도의 빛으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 약한 강도의 빛이 무시할 정도로 작으면 작을수록 마스크의 위상 변환층(150) 패턴이 작업 대상인 웨이퍼에 그대로 전사되게 되므로 적절한 패턴을 형성할 수 있다.

도 1에서는 위상 변환층(150)이 존재하는 영역과 위상 변환층(150)이 존재하지 않는 영역이 주기적으로 반복되고 있으며, 하나의 위상 변환층(150)과 하나의 위상 변환층(150)이 존재하지 않는 영역의 폭을 합한 값을 피치라고 한다. 이하에서도 피치라는 용어가 사용되며, 서로 다른 특성의 두 영역이 존재할 때 두 영역의 각각 하나씩의 폭을 합한 값을 피치라고 한다. 또한, 특별한 표현이 없는 경우 하나의 피치에서 두 영역의 폭은 서로 동일하다.

본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에서 위상 변환층(150)은 빛을 차단하는 역할을 수행하며, 위상 변환층(150)이 없는 영역은 빛을 투과시키는 영역이므로 위상 변환층(150)을 거친 빛의 강도(intensity)가 무시할 수 있는 정도이면 노광기의 최대 해상도를 넘는 해당 피치의 패턴을 작업 대상에 형성할 수 있게 된다.

실제 사용되는 노광용 마스크(10)는 작업 대상인 웨이퍼에 전사할 패턴에 따라서 위상 변환층(150)을 형성하게 되므로 일정 피치가 반복적으로 나타나지는 않을 수 있다. 또한, 작업 대상을 웨이퍼로 설명하였지만, 웨이퍼가 아닌 유리 기판에 적층된 도전층 및 절연층도 그 대상이 될 수 있다.

또한, 이상에서는 위상 변환층(150)을 지난 빛의 강도가 무시할 수 있는 정도라는 표현을 사용하였는데, 이는 빛이 조사되는 층의 광학적 감도 및 해당 층의 두께 등에 따라서 달라질 수 있다. 즉, 빛이 포토 레지스트에 조사되는 경우 빛이 모두 투과된 영역에서 포토 레지스트의 특성이 변하면 위상 변환층(150)을 투과한 빛은 포토 레지스트의 특성을 변하지 않도록 하거나 일부만 변환되고 나머지는 모두 남아 있도록 하는 것이다. 이는 포토 레지스트의 성질에 따라서 반대가 될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)의 특성을 도 2 내지 도 11의 그래프를 참고하여 살펴본다.

먼저 도 2를 살펴본다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 피치에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.

도 2의 그래프는 피치에 대한 빛의 강도 콘트라스트(Intensity Contrast; I/C)의 그래프로 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10; PSM으로 도시되어 있음)와 종래에 사용되던 마스크(Binary Mask로 도시되어 있음)를 비교하고 있다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 PSM으로 도시하고 있는데, PSM은 phase shift material의 약자로 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)의 위상 변환층(150)이 위상 변환 물질(phase shift material)을 사용하고 있기 때문에 이와 같이 도시하였다.

한편, 종래에 사용되던 마스크(Binary Mask)는 본 발명과 달리 위상 변환층을 사용하지 않고 빛을 차단하는 크롬 따위의 차광 물질을 사용한다. 즉, 쿼츠 따위로 형성된 기판위에 크롬으로 광차단층을 형성한 마스크로 빛이 투과되는 영역과 차단되는 영역만이 존재하여 Binary라는 표현을 사용하였다.

또한 도 2에서 언급된 피치는 작업 대상에서 빛이 조사된 영역과 위상이 변환된 빛이 조사된 영역의 폭을 각각 하나씩 합한 값이다. 또한, 도 2에서 하나의 피치를 이루는 두 영역의 폭이 동일하다(도 2에서 L:S=1:1로 도시되어 있으며, 여기서 L은 line을 의미하며, S는 space를 의미함).

도 2를 참고하면, 종래의 Binary 마스크는 피치가 6㎛ 이상인 경우 강도 콘트라스트(I/C)값으로 0.9 이상의 값을 가지며, 5㎛에서도 약 0.8 정도의 값을 가져 5㎛의 피치를 가지는 패턴은 형성하는 것이 가능한 것을 알 수 있다. 종래의 Binary 마스크도 5㎛ 이하의 피치를 가지는 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 하지만, 해당 영역에서의 강도 콘트라스트 값을 급격하게 감소되고 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에 비하여 낮은 강도 콘트라스트 값을 가지므로 본 발명의 노광용 마스크(10)를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 보다 미세 패턴을 형성하는데 적합함을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 6㎛이상에서는 오히려 종래의 Binary 마크스보다 낮은 강도 콘트라스트 값을 가지지만 0.8 이상의 값을 가져 해당 피치의 패턴을 형성하는데 문제가 없다. 뿐만 아니라 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 노광기의 한계 해상도인 약 5㎛ 이하의 피치에 대해서도 종래의 Binary 마스크에 비하여 높은 강도 콘트라스트 값을 가져 해당 피치의 미세 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 도 2의 실험에 의하면 0.8 이상의 강도 콘트라스트 값을 기준으로는 약 4.5㎛의 피치를 가지는 패턴을 형성할 수 있으며, 이보다 적은 피치를 가지는 영역에서도 종래의 마스크에 비하여 향상된 강도 콘트라스트를 가져 포토 리지스트의 성질, 종류 및 형성 두께 등을 조절하면 해당 피치의 미세 패턴도 형성할 수 있다고 판단된다. 그 결과 도 2에 의하면 2.5㎛ 초과 8㎛ 이하의 패턴을 형성하는데 문제가 없음을 확인할 수 있다.

이하에서는 도 3을 통하여 노광기에서 사용되는 파장의 빛에 대한 위상 변환층에 의한 위상 변환의 정도를 살펴본다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층의 두께에 따른 위상 변환값을 도시한 그래프이다.

도 3에서 가로축은 위상 변환층(150)의 두께(단위는 Å임)이며, 세로축은 위상 변환층(150)에서 제공하는 위상 변환값을 각도로 도시한 그래프이다.

도 3에서는 노광기에서 사용되는 파장 3개를 기준으로 각 파장의 빛에 대하여 제공되는 위상 변환값을 도시하고 있다. 도 3에서 G line은 435nm의 파장을, H line은 405nm의 파장을, 마지막으로 I line은 365nm의 파장을 의미한다.

각 파장에 제공되는 위상 변환값은 위상 변환층(150)의 두께가 클수록 선형 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라서 제공하고자 하는 위상 변환값이 정해지면 해당 두께에 맞추어 노광용 마스크(10)의 위상 변환층(150)을 제조할 필요가 있다.

이하에서는 도 4를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)의 위상 변화와 강도 콘트라스트간의 관계를 살펴본다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층에서 발생하는 위상 변환값에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.

도 4의 가로축은 위상 변환값으로 각도 단위로 나타나 있으며, 세로축은 강도 콘트라스트(I/C)값을 도시하고 있다.

도 4에서는 종래의 Binary 마스크도 도시하고 있어 본 발명에 따른 노광용 마스크(10)와의 비교가 가능하도록 하였으며, 형성되는 패턴의 피치 별로 3㎛, 4㎛, 5㎛에 대하여 각각 도시하고 있다.

먼저 5㎛의 피치를 가지는 경우를 살펴본다.

종래의 Binary 마스크는 위상 변환이 없이 일정하므로 강도 콘트라스트가 변화없이 일정하며, 약 0.87의 값을 가진다. 이에 반하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 위상 변환층(150)에서 위상 변환을 시키므로 여기서 발생되는 위상 변환에 따라서 강도 콘트라스크가 변하는 것을 확인할 수 있다. 위상 변환값이 0인 경우에는 위상 변환층(150)을 통과한 빛이 위상 변환되지 않고 진행되어 투과된 빛과 결합하여 보강간섭이 일어나 위상 변환층(150)을 투과한 빛의 강도가 낮아지지 않는다. 그 결과 강도가 가장 약해야 할 부분의 빛이 충분하게 약하지 않아 콘트라스트값은 최소값을 가질 수 밖에 없다.

하지만, 위상 변환값이 180인 경우에는 위상 변환층(150)을 통과한 빛의 위상이 반대이므로 투과된 빛과 결합하여 상쇄간섭이 일어나게 된다. 그 결과 위상 변환층(150)에 대응하는 작업 대상 상의 영역(이하 '위상 변환층 대응 영역'이라 함)에서의 강도가 충분히 작아지므로 최대 콘트라스트 값을 가진다.

그리고 그 사이에서의 위상 변환값은 최대값과 최소값의 영역에서 서서히 변하는 값을 가지게 되며, 종래의 Binary 마스크에 비하여 높은 콘트라스트를 가지는 위상 변환 값은 약 130도 이상 180도 이하의 값인 경우 임을 알 수 있다.

하지만, 종래의 Binary 마스크에 비하여 낮은 강도 콘트라스트값을 가지더라도 포토 레지스트의 특성, 두께 등을 조절하여 패턴 형성이 가능하므로 이보다 낮은 위상 변환을 제공하더라도 미세 패턴을 형성할 수 있다. 5㎛의 피치를 가지는 미세 패턴을 형성할 수 있도록 하는 위상 변환값은 실시예에 따라 다를 수 있으며, 위상 변환이 거의 일어나지 않더라도 강도 콘트라스크값이 0.7정도로 높은 값을 가지므로 5㎛의 미세 패턴을 형성하는데는 문제가 적다.

한편, 도 4의 4㎛ 피치의 경우를 살펴본다.

4㎛의 경우에도 강도 콘트라스트값은 위상 변환이 없는 경우에 최소값을 가지며, 위상 변환이 180도인 경우에 최대값을 가지는 것은 변화가 없다. 하지만, 5㎛의 경우에 비하여 전체적으로 강도 콘트라스트값이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트로 5㎛의 경우에 비하여 떨어져 약 0.72 정도의 값을 가진다.

종래의 Binary 마스크에 비하여 높은 강도 콘트라스트를 가지는 위상 변환값 영역은 약 115도 이상 180도 이하이다. 즉, 이 영역의 위상 변환값을 가지는 경우에는 4㎛의 피치를 가지는 미세 패턴을 형성할 때 종래의 Binary 마스크에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)가 보다 정확한 패턴 형성이 가능하다는 것을 보여준다. 뿐만 아니라 강도 콘트라스트가 종래의 Bianry 마스크보다 조금 낮다고 하더라도 미세 패턴을 형성할 수는 있으므로 이보다 낮은 위상 변환값 영역에서도 4㎛ 피치의 미세 패턴은 형성할 수 있다. 4㎛ 피치의 미세 패턴을 형성할 수 있는 위상 변환값의 범위는 실시예 별로 차이가 있을 수 있어 한정짓기 어렵다.

마지막으로 도 4의 3㎛ 피치의 경우를 살펴본다.

3㎛의 경우에도 강도 콘트라스트값은 위상 변환이 없는 경우에 최소값을 가지며, 위상 변환이 180도인 경우에 최대값을 가지는 것은 변화가 없다. 하지만, 5㎛ 및 4㎛의 경우에 비하여 전체적으로 강도 콘트라스트값이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트로 5㎛ 및 4㎛의 경우에 비하여 떨어져 약 0.38 정도의 값을 가진다.

종래의 Binary 마스크에 비하여 높은 강도 콘트라스트를 가지는 위상 변환값 영역은 약 110도 이상 180도 이하이다. 즉, 이 영역의 위상 변환값을 가지는 경우에는 3㎛의 피치를 가지는 미세 패턴을 형성할 때 종래의 Binary 마스크에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)가 보다 정확한 패턴 형성이 가능하다는 것을 보여준다. 3㎛의 피치의 경우는 전체적으로 강도 콘트라스트 값이 낮아서 종래의 Binary 마스크에 비하여 높은 영역을 제외하고는 패턴을 형성시키는 것은 가능하지만, 바람직하지는 않다. 즉, 해당 위상 변환값에서 미세 패턴을 형성하기 위하여 다른 부가 조건을 제공하는 것보다는 위상 변환값을 단순히 높이는 것이 제조 비용 및 작업 완성도를 고려할 때 바람직하기 때문이다.

종합하면, 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에서 위상 변환층(150)이 제공하는 위상 변환값은 110도 이상의 값을 가지는 것이 바람직하다. 도 4의 실시예에서는 위상 변환값이 180도 까지만 도시되어 있지만, 180도를 넘을 수도 있고, 180도를 기준으로 양측의 위상 변환값은 서로 대칭을 이루므로 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에서 위상 변환층(150)이 제공하는 위상 변환값은 110도 이상 250도 이하의 값인 것이 바람직하다. 여기서 250도는 180도에 70도(180-110)를 더한 값이다.

이하에서는 도 5를 이용하여 투과율에 따른 강도 콘트라스트값의 변화에 대하여 살펴본다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 위상 변환층에서 발생하는 빛의 투과율에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.

도 5의 가로축은 위상 변환층(150)에서의 투과율을 나타내는 값으로 0부터 0.30(30%)까지 도시되어 있으며, 세로축은 강도 콘트라스트(I/C)값을 도시하고 있다.

도 5에서는 종래의 Binary 마스크도 도시하고 있어 본 발명에 따른 노광용 마스크(10)와의 비교가 가능하도록 하였으며, 형성되는 패턴의 피치 별로 3㎛, 4㎛, 5㎛에 대하여 각각 도시하고 있다. 또한, 도 5에서 도시된 종래의 Binary 마스크는 위상 변환층(150)에 대응하는 영역이 모두 크롬으로 형성되어 불투명하므로 투과율은 0이지만, 비교를 위하여 해당 강도 콘트라스트 값을 선으로 표시하였다. 도 5에서 도시하고 있는 각 피치별 강도 콘트라스트 값은 도 4에서의 값과 동일하다.

먼저 5㎛의 피치를 가지는 경우를 살펴본다.

위상 변환층(150)의 투과율이 0 인 경우네는 종래의 Binary 마스크와 동일하므로 동일한 강도 콘트라스트값을 가지며, 빛이 일부 투과되기 시작하면 강도 콘트라스트가 증가하다가 0.02 내지 0.04의 투과율에서 최대 값을 가진 후 계속 감소한다. 빛이 일부 투과되는 경우에는 위상 변환층(150)을 거치지 않고 회절된 빛과 상쇄 간섭을 통하여 보다 적은 빛이 위상 변환층 대응 영역에 조사되기 때문이며, 빛의 투과율이 증가하면 할수록 위상 변환층 대응 영역에 조사되는 빛이 많아지면서 강도 콘트라스트값이 감소하기 때문이다.

5㎛ 피지의 경우 약 투과율이 0.13(13%)정도에서 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트 값과 만나는 것을 확인할 수 있으며, 그 이상의 투과율에서는 강도 콘트라스트 값이 계속 감소한다. 강도 콘트라스트 값이 감소하기는 하지만, 0.30까지도 거의 0.7에 준하는 강도 콘트라스트 값을 가져 미세 패턴을 형성할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

한편, 4㎛의 피치를 가지는 경우를 살펴본다.

위상 변환층(150)의 투과율이 0 인 경우네는 종래의 Binary 마스크와 동일하므로 동일한 강도 콘트라스트값을 가지며, 빛이 일부 투과되기 시작하면 강도 콘트라스트가 증가하다가 0.08 내지 0.12의 투과율에서 최대 값을 가진 후 점차 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 0.30의 투과율에서 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트와 동일한 값을 가지는 것을 알 수 있다. 그러므로 4㎛의 피치를 가지는 미세 패턴을 형성하는 경우에는 위상 변환층(150)이 30% 미만의 투과율을 나타내더라도 종래의 Binary 마스크보다 강도 콘트라스트값이 커서 패턴이 형성되는 영역과 제거되는 영역을 보다 명확하게 구분시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한 5㎛ 피치의 경우에 비하여 4㎛ 피치의 경우가 위상 변환층(150)에서의 투과율이 증가하더라도 강도 콘트라스트값이 천천히 감소되는 것을 알 수 있다.

마지막으로 3㎛의 피치를 가지는 경우를 살펴본다.

위상 변환층(150)의 투과율이 0 인 경우네는 종래의 Binary 마스크와 동일하므로 동일한 강도 콘트라스트값을 가지며, 빛이 일부 투과되기 시작하면 강도 콘트라스트가 증가하다가 0.2 부근에서 최대 값을 가진 후 서서히 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 0.30의 투과율에서도 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트보다 월등하게 큰 값을 가지는 것을 알 수 있다. 그러므로 3㎛의 피치를 가지는 미세 패턴을 형성하는 경우에는 위상 변환층(150)이 30%의 투과율을 나타내더라도 종래의 Binary 마스크보다 강도 콘트라스트값이 충분히 커서 패턴이 형성되는 영역과 제거되는 영역을 보다 명확하게 구분시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한 5㎛ 및 4㎛ 피치의 경우에 비하여 3㎛ 피치의 경우가 위상 변환층(150)에서의 투과율이 증가하더라도 강도 콘트라스트값이 매우 천천히 감소되는 것을 알 수 있다.

도 5에 의하면, 위상 변환층(150)의 투과율이 30%까지(0초과 30% 이하)는 충분히 높은 강도 콘트라스트 값을 가지는 것을 알 수 있어 미세 패턴을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다. 그 이상의 투과율에 대해서도 3㎛ 피치의 경우에는 미세 패턴을 형성할 수 있을 것으로 예상되지만, 실험 결과로 제시하고 있지 못하여 확정할 수 있는 범위를 제시하기는 어렵다. 또한, 실시예에 따라서 그 범위도 변경될 수 있다.

이상과 같은 도 4 및 도 5의 결과를 합하여 위상 변환층(150)의 투과율을 기준으로 도시하면 도 6 내지 도 11과 같다.

도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 피치에 따른 빛의 강도 콘트라스트(I/C)를 도시한 그래프이다.

먼저, 도 6은 위상 변환층(150)의 투과율이 2%인 경우이고, 도 7은 투과율이 4%이며, 도 8은 투과율이 6%이고, 도 9는 투과율이 8%이고, 도 10은 투과율이 10%이고, 도 11은 투과율이 20%인 경우이다.

도 6을 살펴보면 아래와 같다.

도 6에서 5㎛ 이하의 피치에서 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트에 비하여 높은 값을 가지는 것은 위상 변환층(150)의 위상 변환값이 120도 이상 180도까지인 경우이다. 위상 변환값이 100도 인 경우에는 종래 Bianry 마스크에 비하여 낮은 강도 콘트라스트 값을 가지므로 약 110도의 위상 변환값을 가지는 경우가 종래 Bianry 마스크에 대한 강도 콘트라스트와 유사할 것으로 판단된다. 그러므로, 종래의 Binary 마스크보다 향상된 5㎛ 이하의 미세 패턴을 형성하고자 하는 경우에는 위상 변환층(150)의 투과율이 2%인 경우 위상 변환값이 약 110도 이상 되는 것이 바람직함을 알 수 있다.

한편, 도 7에서도 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트에 비하여 5㎛ 이하의 피치에서 높은 강도 콘트라스트를 가지는 경우도 도 6과 같이 위상 변환값이 120도 이상인 경우이며, 100도인 경우에는 작은 강도 콘트라스트를 가져 약 110도 정도에서 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트와 유사한 강도 콘트라스트를 가질 것으로 예상된다.

도 8 내지 도 11에서도 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트에 비하여 5㎛ 이하의 피치에서 높은 강도 콘트라스트를 가지는 경우는 위상 변환값이 120도 이상인 경우이며, 100도인 경우에는 작은 강도 콘트라스트를 가져 약 110도 정도에서 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트와 유사한 강도 콘트라스트를 가질 것으로 예상된다. 또한, 도 8 내지 도 11과 같이 투과율이 점차 증가할수록 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트에 비하여 높은 강도 콘트라스트를 가지는 경우가 작은 피치를 가지는 경우로 변경되는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)에서 위상 변환층(150)이 빛을 적게 투과시키는 것이 보다 바람직할 수 있음을 보여주는 것이다.

한편, 이하에서는 이상의 결과를 해당 피치값을 기준으로 표를 통하여 수치로 나타내었다.

도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크의 투과율 및 위상 변환값에 대한 강도 콘트라스트(I/C)값을 보여주는 표이다.

도 12는 6㎛의 피치인 경우를 보여주며, 도 13은 5㎛의 피치인 경우이고, 도 14는 4㎛의 피치인 경우이며, 도 15는 3㎛의 피치인 경우이다.

각 표에서 첫번째 및 두번째 행은 위상 변환층(150)에서의 투과율을 나타내고 있으며, 2%부터 30%까지 보여준다. 한편, Binary Mask 부분은 종래의 Binary 마스크로 투과율이 0%인 경우이다.

또한, 각 표에서 첫번째 및 두번째 열은 위상 변환층(150)에서 제공하는 위상 변환값을 나타내며, 0부터 180도까지 나타내고 있다.

각 표에서 Binary Mask 아래에 기술된 숫자는 종래의 Binary 마스크를 사용한 경우의 강도 콘트라스트 값이며, 위상 변화가 없으므로 일정한 수치가 적혀있다.

그외의 칸에 채워진 숫자는 해당 위상 변환값 및 투과율을 가지는 경우의 강도 콘트라스트 값이다. 특히 이중 색으로 칠해진 칸이 있는데, 이 부분은 해당 강도 콘트라스트값이 종래의 Binary 마스크의 것보다 큰 경우를 보기 편하게 표시해둔 것이다.

도 12부터 살펴보면, 종래의 Binary 마스크는 6㎛의 피치를 형성하는 경우 0.91의 강도 콘트라스트값을 가지지만, 본 발명의 실시예에 다른 노광용 마스크(10)는 대부분 이보다 낮은 값을 가진다. 다만, 위상 변환층(150)의 투과율이 2%인 경우 위상 변환 정도가 140도 이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 220도까지)의 범위에서는 종래의 Binary 마스크보다 높은 강도 콘트라스트값을 가지며, 투과율이 4%인 경우 180도에서 종래의 Binary 마스크보다 높은 강도 콘트라스트값을 가진다.

그러므로 6㎛의 피치를 가지는 패턴을 형성하는 경우에는 종래의 Binary 마스크를 사용하는 것도 바람직할 수 있다는 것을 알 수 있으며, 6㎛의 피치의 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)도 어느정도 높은 강도 콘트라스트 값을 가져 충분히 사용가능함을 알 수 있다.

도 13 내지 도 15에서는 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)가 종래의 Binary 마스크에 비하여 향상된 강도 콘트라스트를 가지는 것을 볼 수 있다.

즉, 도 13과 같이 5㎛의 피치를 형성하는 경우에는 위상 변환층(150)의 투과율이 2%인 경우에는 120도이상 180도(180도 이상에 대칭인 것을 고려하면 240도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값인 0.87보다 높은 값을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 위상 변환층(150)의 투과율이 4% 및 6%인 경우에는 140도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 220도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 알 수 있으며, 위상 변환층(150)의 투과율이 8% 및 10%인 경우에는 160도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 200도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 알 수 있으며, 위상 변환층(150)의 투과율이 12%인 경우에는 180도 부근의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 조건을 가지도록 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)를 형성하면 5㎛ 피치의 미세 패턴을 보다 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 도 14와 같이 4㎛의 피치를 형성하는 경우에는 위상 변환층(150)의 투과율이 2%, 4% 및 6%인 경우에는 120도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 240도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값인 0.72보다 높은 값을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 위상 변환층(150)의 투과율이 8%, 10%, 12%, 14% 및 16%인 경우에는 140도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 220도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 알 수 있으며, 위상 변환층(150)의 투과율이 18%, 20%, 22%, 24% 및 26%인 경우에는 160도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 200도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 알 수 있으며, 위상 변환층(150)의 투과율이 28%인 경우에는 180도 부근의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 조건을 가지도록 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)를 형성하면 4㎛ 피치의 미세 패턴을 보다 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 도 15와 같이 3㎛의 피치를 형성하는 경우에는 위상 변환층(150)의 투과율이 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12% 및 14%인 경우에는 120도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 240도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값인 0.38보다 높은 값을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 위상 변환층(150)의 투과율이 16%, 18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28% 및 30%인 경우에는 140도이상 180도(180도 이상에서 대칭인 것을 고려하면 220도) 이하의 위상 변환을 가지는 경우 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값보다 큰 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 조건을 가지도록 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)를 형성하면 3㎛ 피치의 미세 패턴을 보다 정확하게 형성할 수 있다.

도 12 내지 도 15에서 표시한 위상 변환 각도는 180도까지이지만, 위상 변환이 180도를 기준으로 대칭을 이루므로 160도인경우는 200도와 동일하며, 140도인 경우는 220도와 동일하고, 120도인 경우는 240도와 동일하다. 또한, 도 12 내지 도 15에서는 위상 변환 각도 및 투과율의 값을 각각 20도 및 2%를 기준으로 변화시키고 있으므로 종래의 Binary 마스크에 의한 강도 콘트라스트 값과 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)의 강도 콘트라스트 값은 그 중간쯤에서 동일한 값을 가질 것으로 예상된다. 즉, 도 13에서 위상 변환층(150)의 투과율이 2%인 경우에 노광용 마스크(10)의 강도 콘트라스트는 120도에서 0.88을 가지며, 100도에서는 0.71을 가지므로 종래의 Binary 마스크의 강도 콘트라스트 값인 0.87은 100도 및 120도 사이에서 발생될 것임을 알 수 있다. 뿐만 아니라 100도 보다는 120도에 가까운 값에서 0.87을 가질 것으로 판단되지만, 오차 등을 고려하고, 종래의 강도 콘트라스트보다 조금 작은 값도 패턴을 형성하는 데에는 문제가 없으므로 110도에서부터 충분한 효과가 있을 것으로 판단할 수 있다.

이상에서는 노광에 의하여 미세 패턴을 보다 정확하게 형성할 수 있다고 기재하였는데, 이는 포토 레지스트에 조사되는 빛이 구분되도록 조사되기 때문에 그 결과 포토 레지스트를 현상한 경우 의도에 따라서 제거되는 영역과 남는 영역이 명확하게 구분되게 되므로 그로 인하여 식각이 정확하게 이루어질 수 있다는 것을 간략하게 표현한 것이다.

또한, 이상과 같이 본 발명에 따른 노광용 마스크(10)의 위상 변환층(150)의 특성을 이용하면 노광기에서 제공하는 한계 해상도보다 작은 피치를 가지는 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 즉, 일반적으로 복합 파장을 사용하는 노광기의 한계 피치는 5㎛정도로 알려져 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크(10)는 2.5㎛ 이상 5㎛ 이하의 미세 패턴도 형성할 수 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 미세 패턴을 형성할 수 있으므로 표시 장치의 개구율 및 표시 품질이 향상된다.

또한, 노광용 마스크(10)에는 위상 변환층(150)만이 형성되므로 위상 변환층(150)을 기판에 형성하는 것은 기존의 표시 장치를 생산하던 공정 및 장비를 이용하여 충분히 제조할 수 있어 적은 비용으로 마스크를 제작할 수 있고, 기술 이식이 용이하다는 장점이 있다.

이하에서는 도 16을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크를 이용하여 작업 대상에 패턴을 형성하는 기판 제조 방법에 대하여 살펴본다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크를 사용하여 기판을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 노광용 마스크를 이용하여 작업 대상인 기판에 패턴을 형성하기 위해서는 먼저 노광용 마스크를 작업 대상인 기판과 노광용 마스크 사이에 위치시켜야 한다. (S10)

여기서 작업 대상인 기판에는 광감성을 가지는 층(예를 들면, 포토 레지스트)가 형성되어 있다. 또한, 본 발명에서 사용하는 노광기는 복합 파장의 광원을 가진다.

그 후, 노광기의 복합파장 광원을 켜서 노광용 마스크로 빛을 조사한다. (S20) 노광용 마스크로 조사된 빛은 일부만 투과되어 작업 대상인 기판위의 포토 레지스트로 전달된다.

그 후, 포토 레지스트를 현상하여 마스크의 정보에 따른 패턴을 형성한다. (S30) 그 후, 식각 단계를 거쳐 원하는 패턴을 형성한다.

여기서 사용되는 노광용 마스크는 위에서 설명한 바와 같은 노광용 마스크로 위상 변환층을 포함하며, 위상 변환층이 제공하는 위상 변환값은 110도 이상 250도이다. 또한, 위상 변환 물질로는 흡수형 위상 변환 물질이면 충분하며, 그중 하나로는 몰리브덴 실리사이드가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 노광용 마스크 100: 기판
150: 위상 변환층

Claims (20)

1. 복합 파장 광원을 사용하는 노광기에서 방출된 빛을 작업 대상에 조사하는 마스크로서,
   기판; 및
   상기 기판의 일면에 형성되며, 빛을 차단하는 영역에 위치하고 있는 위상 변환층을 포함하며,
   상기 위상 변환층을 투과한 빛은 110도 이상 250도의 위상 변환이 이루어지는 노광용 마스크.
2. 제1항에서,
   상기 위상 변환층은 흡수형 위상 변환 물질을 포함하는 노광용 마스크.
3. 제2항에서,
   상기 위상 변환 물질은 몰리브덴 실리사이드인 노광용 마스크.
4. 제2항에서,
   상기 위상 변환층의 투과율은 0 초과 30%이하인 노광용 마스크.
5. 제2항에서,
   상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치는 2.5 이상 6㎛ 이하인 노광용 마스크.
6. 제5항에서,
   상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 6㎛인 경우,
   상기 위상 변환층의 투과율이 2%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하인 노광용 마스크.
7. 제5항에서,
   상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 6㎛인 경우,
   상기 위상 변환층의 투과율이 4%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도인 노광용 마스크.
8. 제5항에서,
   상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우,
   상기 위상 변환층의 투과율이 2%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하인 노광용 마스크.
9. 제5항에서,
   상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우,
   상기 위상 변환층의 투과율이 4% 내지 6%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하인 노광용 마스크.
10. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 8% 내지 10%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 160도 이상 200도 이하인 노광용 마스크.
11. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 5㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 12%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도인 노광용 마스크.
12. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 2% 내지 6%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하인 노광용 마스크.
13. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 8% 내지 16%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하인 노광용 마스크.
14. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 18% 내지 26%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 160도 이상 200도 이하인 노광용 마스크.
15. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 4㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 28%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 180도인 노광용 마스크.
16. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 3㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 2% 내지 14%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 120도 이상 240도 이하인 노광용 마스크.
17. 제5항에서,
    상기 작업 대상에 형성되는 패턴의 피치가 3㎛인 경우,
    상기 위상 변환층의 투과율이 16% 내지 30%인 경우 상기 위상 변환층이 제공하는 위상 변환 정도가 140도 이상 220도 이하인 노광용 마스크.
18. 제1항에서,
    상기 복합 파장 광원에서 사용되는 435nm, 405nm 및 365nm인 노광용 마스크.
19. 포토 레지스트를 포함하는 작업 대상인 기판과 복합 파장 광원을 가지는 노광기 사이에 노광용 마스크를 위치시키는 단계;
    상기 노광기에서 상기 노광용 마스크로 빛을 조사하여 일부 빛은 상기 포토 레지스트로 전달하는 단계; 및
    상기 포토 레지스트를 현상하는 단계를 포함하며,
    상기 노광용 마스크는
    기판; 및
    상기 기판의 일면에 형성되며, 빛을 차단하는 영역에 위치하고 있는 위상 변환층을 포함하며,
    상기 위상 변환층을 투과한 빛은 110도 이상 250도의 위상 변환이 이루어지는 노광용 마스크를 사용한 기판 제조 방법.
20. 제19항에서,
    상기 위상 변환 물질은 몰리브덴 실리사이드인 노광용 마스크를 사용한 기판 제조 방법.

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