KR20140140865A - 마스크 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

마스크 제조 방법은 초기 리브들을 형성하는 단계와 최종 리브들을 형성하는 단계를 포함한다. 초기 리브들을 형성하는 단계는 서로 다른 폭을 가지며 서로 중첩하는 2 이상의 포토레지스트 패턴을 마스크 기판의 적어도 일면에 형성하고, 적어도 2회 이상의 식각 공정을 수행한다. 최종 리브들을 형성하는 단계는 상기 2 이상의 포토레지스트 패턴 중 하나를 제외한 나머지를 제거하고 식각 공정을 수행한다. 상기 최종 리브들은 상기 초기 리브들의 초기 곡선형 측면들과 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡선형 측면들을 갖는다.

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.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 제조 방법은 초기 리브들을 형성하는 단계와 최종 리브들을 형성하는 단계를 포함한다. 초기 리브들을 형성하는 단계는 서로 다른 폭을 가지며 서로 중첩하는 2 이상의 포토레지스트 패턴을 마스크 기판의 적어도 일면에 형성하고, 적어도 2회 이상의 식각 공정을 수행한다. 최종 리브들을 형성하는 단계는 상기 2 이상의 포토레지스트 패턴 중 하나를 제외한 나머지를 제거하고 식각 공정을 수행한다. 상기 최종 리브들은 상기 초기 리브들의 초기 곡선형 측면들과 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡선형 측면들을 갖는다.
상기 초기 리브들을 형성하는 단계는, 상기 마스크 기판의 상면에 상기 최종 리브들의 상면 폭에 대응하는 폭을 갖는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 기판의 하면에 상기 최종 리브들의 하면 폭에 대응하는 폭을 갖고 상기 제1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트 패턴 상에 상기 제2 포토레지스트 패턴 보다 더 큰 폭을 가져 상기 제2 포토레지스트 패턴을 완전히 커버하는 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 상면에 제1 식각부를 형성하고, 상기 제2 및 제3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 하면에 제2 식각부를 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴과 상기 제1 식각부 상에 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 제1 식각부와 상기 제2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여 상기 초기 곡선형 측면들을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 최종 리브들을 형성하는 단계는, 상기 제3 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 초기 리브들의 하면의 양측 단부를 노출시키는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴, 제2 포토레지스트 패턴, 및 제4 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 하면의 양측 단부를 식각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제조 방법에서, 상기 초기 리브들을 형성하는 단계는, 상기 마스크 기판의 상면에 상기 최종 리브들의 상면 폭에 대응하는 폭을 갖는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 기판의 하면에 상기 최종 리브들의 하면 폭에 대응하는 폭을 갖고 상기 제1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴 상에 상기 제1 포토레지스트 패턴 보다 더 큰 폭을 가져 상기 제1 포토레지스트 패턴을 완전히 커버하는 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트 패턴 및 제3 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 상면에 제1 식각부를 형성하고, 상기 제2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 하면에 제2 식각부를 형성하는 단계; 상기 제3 포토레지스트 패턴과 상기 제1 식각부 상에 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 제1 식각부와 상기 제2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여 상기 초기 곡선형 측면들을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 제조 방법에서, 상기 최종 리브들을 형성하는 단계는, 상기 제3 포토레지스트 패턴 및 제4 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 초기 리브들의 상면의 양측 단부를 노출시키는 단계; 및 상기 제1 포토레지스트 패턴 및 제2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 상면의 양측 단부를 식각하는 단계를 포함한다.
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.
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(352a)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 인입부들(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, 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면들(354b, 354’b)의 상기 제1 방향(Ⅰ) 폭이 설계된 값보다 작게 형성되거나, 전혀 형성되지 못하는 등의 문제가 있다. 또한, 상기 최종 리브들(354, 354’)의 곡선형 측면들(354d, 354’d)의 곡률을 제어하기 어려운 문제가 있다. 한편, 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면들(354b, 354’b)의 상기 제1 방향(Ⅰ) 폭을 설계된 값으로 형성하면 상기 인입부들(352a)의 상기 제3 방향(Ⅲ) 높이(W1)가 설계된 값보다 작아지는 문제가 있다. 즉, 종래의 마스크 제조 방법에 의하면, 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 제1 방향(Ⅰ) 폭과 상기 인입부들(352a)의 상기 제3 방향(Ⅲ) 높이(W1)는 서로 상충관계(trade off)에 있어, 하나를 설계 값으로 형성하면, 다른 하나는 설계값보다 작아지는 문제가 있다. 이러한 문제들은 증착 박막의 패턴 불량을 야기할 수 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면들(354b, 354’b)의 상기 제1 방향(Ⅰ) 폭, 곡선형 측면들(354d, 354’d)의 곡률, 및 상기 인입부들(352a)의 상기 제3 방향(Ⅲ) 높이(W1)를 원하는 크기로 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 하면 폭 보다 큰 하면 폭을 가지는 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 4a 내지 도 4e)과, 상기 초기 리브들의 하면의 양측 단부를 제거하여 상기 초기 리브들의 하면 폭보다 작은 하면 폭을 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, 도 4a를 참조하면, 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 4b를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 제 1 포토레지스트 패턴(PR-1)이 형성된다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상면들(354a, 354’a) 폭에 대응하는 폭을 가진다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 간격은 상기 인출부들(352b)의 폭에 대응할 수 있다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)은 상기 마스크 기판(MS)을 사이에 두고 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)과 서로 마주보도록 상기 마스크 기판(MS)의 하면에 형성되며, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 중심에 축 정렬된다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 폭은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면들(354b, 354’b) 폭에 대응하는 폭을 가진다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 간격은 상기 인입부들(352a)의 최하부 폭에 대응할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 하면에 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)을 완전히 커버하도록 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)이 형성된다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)은 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 중심에 축 정렬된다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)의 폭은 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 폭 보다 크다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)의 간격은 상기 인입부들(352a)의 최하부 폭 보다 작을 수 있다.
도 4d를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)을 보호막으로 하여, 제1 식각부(E1)가 형성된다. 상기 제1 식각부(E1)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 선형 측면들(354c, 354’c)의 길이에 대응된다 상기 마스크 기판(MS)의 하면에는, 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2) 및 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)을 보호막으로 하여, 제2 식각부(E2)가 형성된다. 상기 제2 식각부(E2)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 곡선형 측면들(354d, 354’d)의 높이 보다 작다. 상기 제1 식각부(E1)와 상기 제2 식각부(E2)는 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 형성될 수 있다.
도 4e를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS) 상면의 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1) 및 상기 제1 식각부(E1) 상에 제4 포토레지스트 패턴(PR-4)이 형성된다.
상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3, PR-4)을 보호막으로 하여 상기 제1 식각부(E1)와 상기 제2 식각부(E2) 사이의 상기 마스크 기판(MS)의 영역이 관통 식각된다. 상기 관통 식각에 의해, 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1)을 갖는 초기 리브들(354-1, 354’-1)이 형성된다. 상기 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 곡선형 측면들(354d, 354’d) 보다 더 작은 곡률 반경을 가진다. 또한, 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 하면들(354b-1, 354’b-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면들(354b, 354’b) 보다 더 큰 폭을 가진다. 상기 관통 식각은 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 진행될 수 있다.
다음으로, 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)로부터 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 4f 내지 도 4h)이 설명된다.
도 4f를 참조하면, 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)을 제거한다. 이로써, 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 하면들(354b-1, 354’b-1)의 양측 단부가 노출된다.
도 4g를 참조하면, 상기 제1, 2, 4 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-4)을 보호막으로 하여, 상기 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1) 및 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 하면들(354b-1, 354’b-1)의 양측 단부가 식각된다. 이로써, 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 4h를 참조하면, 상기 제1, 제2, 및 제4 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-4)을 제거하여 상기 최종 리브들(354, 354’)을 형성한다. 상기 최종 리브들(354, 354’)에 의해 상기 슬릿(352)이 정의된다.
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 폭 보다 큰 상면 폭을 가지는 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 5a 내지 도 5f)과, 상기 초기 리브들의 상면의 양측 단부를 제거하여 상기 초기 리브의 상면 폭보다 작은 상면 폭을 가지는 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 5g 내지 도 5i)을 포함할 수 있다. 상기 초기 리브들을 형성하는 단계들(도 5a 내지 도 5f)과 상기 최종 리브들을 형성하는 단계들(도 5g 내지 도 5i)은 포토리소그래피 공정에 의해 진행될 수 있다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 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 5b를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)이 형성된다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상면(354a, 354’a) 폭에 대응하는 폭을 가진다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 간격은 상기 인출부들(352b)의 폭에 대응할 수 있다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)은 상기 마스크 기판(MS)을 사이에 두고 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)과 서로 마주보도록 상기 마스크 기판(MS)의 하면에 형성되며, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 중심에 축 정렬된다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 폭은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 하면(354b, 354’b) 폭에 대응하는 폭을 가진다. 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)의 간격은 상기 인입부들(352a)의 최하부 폭에 대응할 수 있다
도 5c를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 상면에 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)을 덮도록 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)이 형성된다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 중심에 축 정렬된다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)의 폭은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PR-1)의 폭 보다 크다. 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3)의 간격은 상기 인출부들(352b)의 폭 보다 작을 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS)의 상면에는, 상기 제1 및 제3 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-3)을 보호막으로 하여, 제1 식각부(E1)가 형성된다. 상기 제1 식각부(E1)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 선형 측면들(354c, 354’c)의 길이 보다 작다. 상기 마스크 기판(MS)의 하면에는, 상기 제2 포토레지스트 패턴(PR-2)을 보호막으로 하여, 제2 식각부(E2)가 형성된다. 상기 제2 식각부(E2)의 식각 깊이는 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 곡선형 측면들(354d, 354’d)의 높이 보다 작다. 상기 제1 식각부(E1)와 상기 제2 식각부(E2)는 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 형성될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 상기 마스크 기판(MS) 상면의 상기 제3 포토레지스트 패턴(PR-3) 및 상기 제1 식각부(E1) 상에 제4 포토레지스트 패턴(PR-4)이 형성된다.
도 5f를 참조하면, 상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2, PR-3, PR-4)을 보호막으로, 상기 제1 식각부(E1)와 상기 제2 식각부(E2) 사이의 상기 마스크 기판(MS)의 영역이 관통 식각된다. 상기 관통 식각에 의해, 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1)을 갖는 초기 리브들(354-1, 354’-1)이 형성된다. 상기 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상기 곡선형 측면들(354d, 354’d) 보다 더 작은 곡률 반경을 갖고, 더 큰 곡선 길이를 갖는다. 또한, 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 상면들(354a-1, 354’a-1)은 상기 최종 리브들(354, 354’)의 상면들(354a, 354’a) 보다 더 큰 폭을 가진다. 상기 관통 식각은 습식 식각을 이용한 등방성 식각에 의해 진행될 수 있다.
다음으로, 상기 초기 리브들(354-1, 354'-1)로부터 상기 최종 리브들(354, 354')을 형성하는 단계들(도 5g 내지 도 5i)이 설명된다.
도 5g를 참조하면, 상기 제3 및 제4 포토레지스트 패턴들(PR-3, PR-4)을 제거한다. 이로써, 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 상면들(354a-1, 354’a-1)의 양측이 노출된다.
도 5h를 참조하면, 상기 제1, 및 제2 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2)을 보호막으로, 상기 초기 곡선형 측면들(354d-1, 354’d-1) 및 상기 초기 리브들(354-1, 354’-1)의 상면들(354a-1, 354’a-1)의 양측이 식각된다. 이로써, 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 5i를 참조하면, 상기 제1 및 제2 포토레지스트 패턴들(PR-1, PR-2)을 제거하여 상기 최종 리브들(354, 354’)을 형성한다. 상기 최종 리브들(354, 354’)에 의해 상기 슬릿이(352) 정의된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 마스크 제조 방법은, 서로 다른 폭을 가지고 서로 중첩하는 2 이상의 포토레지스트 패턴을 마스크 기판의 일면에 형성하고, 2회 이상의 식각 공정을 수행하여 초기 리브들을 형성한다. 이후, 상기 2 이상의 포토레지스트 패턴 중 먼저 형성된 하나를 제외한 나머지를 제거하고 식각 공정을 수행하여 최종 리브들을 형성한다.
이러한 본 발명의 마스크 제조 방법에 의하면, 마스크 패턴의 미세화 요구에 대응한 최종 리브의 피치 및 크기의 축소에도 불구하고, 최종 리브들의 하면의 폭, 최종 리브들의 곡선형 측면들의 곡률, 및 인입부들의 높이를 원하는 크기로 형성할 수 있다. 이로써, 마스크의 미세 패턴의 변형을 최소화할 수 있다.
300: 마스크 어셈블리 320: 마스크 프레임
340: 마스크 350: 패턴부
352: 패턴 슬릿 354: 리브

Claims (17)

  1. 마스크 기판의 적어도 일면에 형성된 서로 다른 폭을 가지며 서로 중첩하는 2 이상의 포토레지스트 패턴을 이용하고 적어도 2회 이상의 식각 공정을 수행하여 초기 리브들을 형성하는 단계; 및
    상기 2 이상의 포토레지스트 패턴 중 하나를 제외한 나머지를 제거하고 식각 공정을 수행하여, 상기 초기 리브들의 초기 곡선형 측면들과 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡선형 측면들을 갖고, 슬릿 패턴들이 정의된 최종 리브들을 형성하는 단계를 포함하는 마스크 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기 리브들을 형성하는 단계 및 상기 최종 리브들을 형성하는 단계는 포토리소그래피 공정에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초기 리브들을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 기판의 상면에 상기 최종 리브들의 상면 폭에 대응하는 폭을 갖는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 기판의 하면에 상기 최종 리브들의 하면 폭에 대응하는 폭을 갖고 상기 제1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제2 포토레지스트 패턴 상에 상기 제2 포토레지스트 패턴 보다 더 큰 폭을 가져 상기 제2 포토레지스트 패턴을 완전히 커버하는 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 상면에 제1 식각부를 형성하고, 상기 제2 및 제3 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 하면에 제2 식각부를 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴과 상기 제1 식각부 상에 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 제1 식각부와 상기 제2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여 상기 초기 곡선형 측면들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초기 곡선형 측면들은 상기 곡선형 측면들 보다 더 작은 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제3 포토레지스트 패턴은 상기 최종 리브들의 하면 폭 보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 초기 리브들의 하면은 상기 최종 리브들의 하면 보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 식각부의 식각 깊이는 상기 최종 리브들의 상기 곡선형 측면들의 높이 보다 작은 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 최종 리브들을 형성하는 단계는,
    상기 제3 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 초기 리브들의 하면의 양측 단부를 노출시키는 단계; 및
    상기 제1 포토레지스트 패턴, 제2 포토레지스트 패턴, 및 제4 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 하면의 양측 단부를 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 초기 리브들을 형성하는 단계는,
    상기 마스크 기판의 상면에 상기 최종 리브들의 상면 폭에 대응하는 폭을 갖는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 마스크 기판의 하면에 상기 최종 리브들의 하면 폭에 대응하는 폭을 갖고 상기 제1 포토레지스트 패턴에 대향하는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴 상에 상기 제1 포토레지스트 패턴 보다 더 큰 폭을 가져 상기 제1 포토레지스트 패턴을 완전히 커버하는 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 포토레지스트 패턴 및 제3 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 상면에 제1 식각부를 형성하고, 상기 제2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 마스크 기판의 하면에 제2 식각부를 형성하는 단계;
    상기 제3 포토레지스트 패턴과 상기 제1 식각부 상에 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제4 포토레지스트 패턴들을 보호막으로 하여 상기 제1 식각부와 상기 제2 식각부 사이의 상기 마스크 기판의 영역을 관통 식각하여 상기 초기 곡선형 측면들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 초기 곡선형 측면들은 상기 곡선형 측면들 보다 더 작은 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제3 포토레지스트 패턴은 상기 최종 리브들의 상면 폭 보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 초기 리브들의 상면은 상기 최종 리브들의 상면 보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 식각부의 식각 깊이는 상기 최종 리브들의 상기 곡선형 측면들의 높이 보다 작은 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 최종 리브들을 형성하는 단계는,
    상기 제3 포토레지스트 패턴 및 제4 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 초기 리브들의 상면의 양측 단부를 노출시키는 단계; 및
    상기 제1 포토레지스트 패턴 및 제2 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 상기 초기 리브들의 상면의 양측 단부를 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 식각 공정은 습식 식각에 의한 등방성 식각 공정인 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  16. 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 단부로부터 아래 방향으로 수직하게 연장된 선형 측면을 갖고, 상기 곡선형 측면은 상기 선형 측면의 단부로부터 상기 하면의 단부로 연장된 위로 오목한 것을 특징으로 하는 마스크 제조 방법.
  17. 제1항에 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.
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