KR20150084487A - 위상 반전 마스크, 이를 이용한 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 표시 패널의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
위상 반전 마스크는 투명 기판, 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 제1 두께를 갖는 부분과 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 부분을 포함하는 위상 시프트 패턴을 포함한다. 상기 위상 시프트 패턴은 상기 위상 상기 제1 두께를 갖는 부분에 제1 개구 폭을 갖는 제1 개구를 갖고, 상기 제2 두께를 갖는 부분에 제2 개구 폭을 갖는 제2 개구를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함한다. 패턴 형성 방법은 제1 영역 및 상기 제1 영역 보다 제2 높이만큼 높은 제2 영역을 포함하는 기판 상에 포토 레지스트 층을 형성하는 단계, 투명 기판 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 영역에 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 제2 영역에 대응하여 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크를 이용하여, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계, 노광된 상기 포토 레지스트 층을 현상액을 이용하여 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 기판을 부분적으로 식각하여, 상기 기판의 제1 영역에 제1 패턴 및 상기 제2 영역에 제2 패턴을 형성하는 단계, 및 잔류하는 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다
Description
본 발명은 위상 반전 마스크, 상기 위상 반전 마스크를 이용한 패턴 형성 방법 및 상기 패턴 형성 방법을 이용한 표시 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치 제조용 위상 반전 마스크, 상기 위상 반전 마스크를 이용한 패턴 형성 방법 및 상기 패턴 형성 방법을 이용한 표시 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시 장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시 장치의 해상도가 증가함에 따라, 제조 공정에서의 패턴 형성에 있어서 요구되는 정밀도가 증가하고 있다. 그러나 상기 제조 공정에 있어서 사용되는 패턴 형성 방법의 정밀도는 노광기 의 분해능이나, 마스크의 정밀도에 의존하여 제한되는 문제가 있었다. 특히, 상기 액정 표시 장치의 구조가 복잡화됨에 따라, 상기 패턴이 형성되는 기판의 두께가 균일하지 않아, 정밀한 패턴을 형성하기 어려운 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 정밀도가 향상된 패턴을 형성하기 위한 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 마스크를 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 패턴 형성 방법을 이용한 표시 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 위상 반전 마스크는 투명 기판, 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 제1 두께를 갖는 부분과 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 부분을 포함하는 위상 시프트 패턴을 포함한다. 상기 위상 시프트 패턴은 상기 위상 상기 제1 두께를 갖는 부분에 제1 개구 폭을 갖는 제1 개구를 갖고, 상기 제2 두께를 갖는 부분에 제2 개구 폭을 갖는 제2 개구를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴은 상기 위상 시프트 패턴을 통과하는 광의 위상을 변화시키는 위상 변환 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 변환 물질은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy) 등을 포함할 수 있다. 상기 위상 시프트 패턴을 통과하는 상기 광은 180도 만큼 위상이 변화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패터닝할 대상인 기판은 상기 제1 개구에 대응하는 제1 영역 및 상기 제2 개구에 대응하고 상기 제1 영역 보다 상기 위상 반전 마스크 방향으로 높은 제2 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함할 수 있다. 상기 제1 두께와 제2 두께의 차이는 상기 기판의 상기 제2 영역과 상기 제1 영역의 높이 차이의 0.003배일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에서 상기 위상 시프트 패턴의 두께는 상기 제1 두께에서 상기 제2 두께로 서서히 변할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴은 상기 제2 두께보다 작은 제3 두께를 갖는 제3 부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통과하는 광은 상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패터닝할 대상인 기판의 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 개구의 상기 제1 개구 폭은 상기 제1 개구를 통과하는 상기 광에 의해 노광되는 상기 기판의 부분의 폭 보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패턴을 형성할 기판의 높이에 따라, 상기 위상 시프트 패턴이 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴의 상기 제1 개구 폭 및 상기 제2 개구 폭은 각각 2ㅅm(마이크로미터) 이하일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 패턴 형성 방법은제1 영역 및 상기 제1 영역 보다 제2 높이만큼 높은 제2 영역을 포함하는 기판 상에 포토 레지스트 층을 형성하는 단계, 투명 기판 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 영역에 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 제2 영역에 대응하여 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크를 이용하여, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계, 노광된 상기 포토 레지스트 층을 현상액을 이용하여 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 기판을 부분적으로 식각하여, 상기 기판의 제1 영역에 제1 패턴 및 상기 제2 영역에 제2 패턴을 형성하는 단계, 및 잔류하는 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴은 상기 기판의 상기 제1 부분에 대응한 부분에 형성되고 제1 개구 폭을 갖는 제1 개구를 가질 수 있다. 상기 위상 시프트 패턴은 상기 기판의 상기 제2 부분에 대응한 부분에 형성되고 제2 개구 폭을 갖는 제2 개구를 가질 수 있다. 상기 기판의 상기 제1 패턴은 제1 폭을 갖고, 상기 제2 패턴은 제2 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 폭은 상기 제1 개구 폭 보다 작고, 상기 제2 폭은 상기 제2 개구 폭 보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계에서, 상기 제1 개구를 지나는 광은 상기 제1 영역 안의 상기 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성될 수 있다. 상기 제2 개구를 지나는 광은 상기 제2 영역 안의 상기 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 반전 마스크의 상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함할 수 있다. 상기 제1 두께와 제2 두께의 차이는 상기 제2 높이의 0.003배일 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 제1 높이를 갖는 제1 컬러 필터, 제2 높이를 갖는 제2 컬러 필터 및 제3 높이를 갖는 제3 컬러 필터를 형성하는 단계, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들 상에 도전층을 형성하는 단계, 상기 도전층 상에 포토 레지스트 층을 형성하는 단계, 투명 기판 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 컬러 필터 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 제2 컬러 필터에 대응하여 제2 두께를 갖고, 상기 제3 컬러 필터에 대응하여 제3 두께를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크를 이용하여, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계, 노광된 상기 포토 레지스트 층을 현상액을 이용하여 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 도전층을 부분적으로 식각하여, 상기 제1 컬러 필터 상에 제1 화소 전극, 상기 제2 컬러 필터 상에 제2 화소 전극 및 상기 제3 컬러 필터 상에 제3 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 컬러 필터의 상기 제1 높이는 상기 제2 컬러 필터의 상기 제2 높이 보다 작고, 상기 제3 컬러 필터의 상기 제3 높이는 상기 제2 컬러 필터의 상기 제2 높이 보다 클 수 있다. 상기 위상 반전 마스크의 상기 위상 시프터 패턴의 상기 제1 두께는 상기 제2 두께 보다 크고, 상기 제3 두께는 상기 제2 두께 보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 위상 시프트 패턴에는 상기 제1 컬러 필터에 대응하여 복수의 제1 슬릿 개구들이 형성되고, 상기 제2 컬러 필터에 대응하여 복수의 제2 슬릿 개구들이 형성되고, 상기 제3 컬러 필터에 대응하여 복수의 제3 슬릿 개구들이 형성될 수 있다. 상기 제1 슬릿 개구는 제1 폭을 갖고, 상기 제2 슬릿 개구는 제2 폭을 갖고, 상기 제3 슬릿 개구는 제3 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제1 피치, 제1 선폭 및 제1 이격 거리를 가질 수 있다. 상기 제2 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제2 피치, 제2 선폭 및 제2 이격 거리를 가질 수 있다. 상기 제3 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제3 피치, 제3 선폭 및 제3 이격 거리를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 선폭들 및 상기 제1 내지 제3 이격 거리들은 각각 2ㅅm(마이크로미터) 이하일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 패턴을 형성하려는 기판이 서로 다른 높이를 갖더라도, 위상 반전 마스크는 서로 다른 제1 및 제2 두께를 갖는 위상 시프트 층을 포함하므로, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 마스크를 제작하는데 있어서, 기판의 고저차를 고려하여 마스크의 개구의 폭을 조절할 필요가 없고, 위상 시프트 층의 두께를 조절하여 상기 기판의 고저차를 고려할 수 있으므로, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 포토 레지스트 층은 상기 위상 반전 마스크를 통과하는 광의 초첨 영역에서 노광되므로, 상기 위상 반점 마스크의 개구의 폭 보다 작은 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 기판(10) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 기판(10)과 마주보도록 위치시키고, 상기 기판(10) 상의 포토 레지스트 층(20)이 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 노광된다.
상기 포토 레지스트 층(20)이 상기 기판(10) 상에 형성된다. 상기 기판(10)은 베이스 기판 상에 금속 패턴이 형성된 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판은 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판 등의 투명한 절연기판일 수 있다. 상기 금속 패턴은 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되는 포지티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 조성물은 산 발생제, 산의 작용에 의해 알칼리에 대한 용해성이 증대되는 수지, 알칼리 금속염 및 유기 용제를 포함할 수 있다.
상기 기판(10)은 제1 영역(A1) 및 상기 제1 영역(A1)보다 제2 높이(h2)만큼 더 높은 제2 영역(A2)을 포함한다. 즉, 상기 기판(10) 상에 형성된 상기 금속 패턴에 의해 상기 기판(10)은 서로 다른 높이를 갖는 영역을 포함하게 된다. 이에 따라, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 부분의 높이가 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 부분의 높이보다 높다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 광을 투과시키며, 상기 광의 위상을 변환하지 않는다. 예를 들면 상기 투명 기판(110)은 석영(quartz) 기판일 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 위상 변환 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 광의 위상을 180도 만큼 변화, 즉 반전 시킬 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에서 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에 제1 개구(H1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 개구(H2)를 갖는다. 즉, 상기 제1 개구(H1) 주변의 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 개구(H2) 주변의 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 제1 개구(H1)는 제1 개구 폭(W1)을 갖는다. 상기 제2 개구(H2)는 제2 개구 폭(W2)을 갖는다.
상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)는 상기 제2 높이(h2) 및 상기 위상 시트프 패턴(120)이 포함하는 물질에 따라 실험 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)이 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함하는 경우, 상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)의 차이는 상기 제2 높이(h2)의 약 0.003배일 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)를 상기 포토 레지스트 층(20)이 형성된 상기 기판(10) 상에 위치시킨다. 이후, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1) 및 상기 제2 개구(H2)를 통해 광을 통과 시켜, 상기 포토 레지스트 층(20)을 노광한다.
상기 제1 개구(H1)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제1 개구 폭(W1) 보다 작은 제1 폭(Wa)만큼의 상기 포토 레지스트 패턴(20)의 부분이 노광된다.
상기 제2 개구(H2)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제2 개구 폭(W2) 보다 작은 제2 폭(Wb)만큼의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분이 노광된다.
즉, 상기 제1 개구(H1)가 형성된 상기 위상 시프트층(120)의 부분의 상기 제1 두께(t1)와 상기 제2 개구(H2)가 형성된 상기 위상 시프트층(120)의 부분의 상기 제2 두께(t2)가 서로 다르므로, 상기 제1 및 제2 개구들(H1, H2)를 통해 광이 조사되는 상기 기판(10)의 제1 및 제2 영역들(A1, A2)의 높이가 서로 다르더라도, 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 상기 초점이 형성될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광된 부분들을 제거하여, 포토 레지스트 패턴(20a)을 형성한다. 이 후, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 상기 제1 영역(A1)에서 제1 폭(Wa)을 갖는 개구 패턴, 및 상기 제2 영역(A2)에서 제2 폭(Wb)을 갖는 개구 패턴을 갖는다.
상기 제1 폭(Wa)을 갖는 개구 패턴은 상기 제1 개구(H1)의 상기 제1 개구 폭(W1)에 대응하여 형성된다. 상기 시프트 패턴(120)의 상기 제1 개구(H1)를 통과하는 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 상기 초점을 형성하므로, 상기 제1 폭(Wa)은 상기 제1 개구폭(W1) 보다 작다. 따라서, 상기 위상 반전 마스크(100)의 정밀도의 한계 보다 더 세밀한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 제2 폭(Wb)을 갖는 개구 패턴은 상기 제2 개구(H2)의 상기 제2 개구 폭(W2)에 대응하여 형성된다. 상기 시프트 패턴(120)의 상기 제2 개구(H2)를 통과하는 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 상기 초점을 형성하므로, 상기 제2 폭(Wb)은 상기 제1 개구폭(W2) 보다 작다. 따라서, 상기 위상 반전 마스크(100)의 정밀도의 한계 보다 더 세밀한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 형성됨에 따라, 상기 기판(10)의 일부가 노출된다. 즉, 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)이 상기 제1 폭(Wa)만큼 노출되고, 상기 제2 영역(A2)이 상기 제2 폭(Wb)만큼 노출된다.
도 1c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여 상기 기판(10)을 부분적으로 식각하여, 상기 기판(10) 상에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 제거한다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 형성되며, 상기 제1 폭(Wa)을 갖는다. 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제2 영역(A2)에 형성되며, 상기 제2 폭(Wb)를 갖는다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 패턴(P1)은 콘택홀일 수 있다.
상기 제2 패턴(P2)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 패턴(P2)은 콘택홀일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판(10)은 서로 다른 높이의 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2)을 포함하더라도, 상기 위상 반전 마스크(100)는 서로 다른 제1 및 제2 두께(t1, t2)를 갖는 위상 시프트 층(120)을 포함하므로, 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2) 각각에 정밀한 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 상기 위상 반전 마스크(100)를 제작하는데 있어서, 상기 기판(10)의 고저차를 고려하여 개구의 폭을 조절할 필요가 없고, 상기 위상 시프트 층(120)의 두께를 조절하여 상기 기판(10)의 고저차를 고려할 수 있으므로, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 상기 포토 레지스트 층(20)은 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광의 초첨 영역에서 노광되므로, 상기 위상 반점 마스크(100)의 개구의 폭 보다 작은 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다. 상기 패턴 형성 방법은 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물을 사용하는 것을 제외하고, 도 1a 내지 도 1c의 패턴 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 2a를 참조하면, 기판(10) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 기판(10)과 마주보도록 위치시키고, 상기 기판(10) 상의 포토 레지스트 층(20)이 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 노광된다.
상기 포토 레지스트 층(20)이 상기 기판(10) 상에 형성된다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광되지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되는 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 조성물은 에틸렌성 불포화 화합물, 광중합개시제, 열경화성 조성물 및 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 기판(10)은 제1 영역(A1) 및 상기 제1 영역(A1)보다 제2 높이(h2)만큼 더 높은 제2 영역(A2)을 포함한다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에서 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에 제1 개구(H1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 개구(H2)를 갖는다. 상기 제1 개구는 제1 개구 폭(W1)을 갖는다. 상기 제2 개구는 제2 개구 폭(W2)을 갖는다.
상기 제1 두께(t1), 상기 제2 두께(t2) 및 상기 제2 높이(h2)는 상기 위상 시트프 패턴(120)이 포함하는 물질에 따라 실험 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)를 상기 포토 레지스트 층(20)이 형성된 상기 기판(10) 상에 위치시킨다. 이후, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1) 및 상기 제2 개구(H2)를 통해 광을 통과 시켜, 상기 포토 레지스트 층(20)을 노광한다.
상기 제1 개구(H1)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제1 개구 폭(W1) 보다 작은 제1 폭(Wa)만큼의 상기 포토 레지스트 패턴(20)의 부분이 노광된다.
상기 제2 개구(H2)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제2 개구 폭(W2) 보다 작은 제2 폭(Wb)만큼의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분이 노광된다.
도 2b를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광되지 않은 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광되지 않은 부분들을 제거하여, 포토 레지스트 패턴(20a)을 형성한다. 이 후, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광되지 않은 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 상기 제1 영역(A1)에서 제1 폭(Wa)을 갖는 패턴, 상기 제2 영역(A2)에서 제2 폭(Wb)을 갖는 패턴을 갖는다.
상기 제1 폭(Wa)을 갖는 패턴은 상기 제1 개구(H1)의 상기 제1 개구 폭(W1)에 대응하여 형성된다. 상기 시프트 패턴(120)의 상기 제1 개구(H1)를 통과하는 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 상기 초점을 형성하므로, 상기 제1 폭(Wa)은 상기 제1 개구폭(W1) 보다 작다.
상기 제2 폭(Wb)을 갖는 패턴은 상기 제2 개구(H2)의 상기 제2 개구 폭(W2)에 대응하여 형성된다. 상기 시프트 패턴(120)의 상기 제2 개구(H2)를 통과하는 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 상기 초점을 형성하므로, 상기 제2 폭(Wb)은 상기 제1 개구폭(W2) 보다 작다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 형성됨에 따라, 상기 기판(10)의 일부가 노출된다. 즉, 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)이 상기 제1 폭(Wa)을 제외한 만큼 노출되고, 상기 제2 영역(A2)이 상기 제2 폭(Wb)을 제외한 만큼 노출된다.
도 2c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여 상기 기판(10)을 부분적으로 식각하여, 상기 기판(10) 상에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 제거한다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 형성되며, 상기 제1 폭(Wa)을 갖는다. 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제2 영역(A2)에 형성되며, 상기 제2 폭(Wb)를 갖는다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 상기 기판(10)으로부터 돌출되는 패턴일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 패턴(P1)은 금속 패턴일 수 있다.
상기 제2 패턴(P2)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 상기 기판(10)으로부터 돌출되는 패턴 일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 패턴(P2)은 금속 패턴일 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다. 상기 패턴 형성 방법은 기판(10)이 제3 영역(A3)을 더 포함하는 것을 제외하고, 도 1a 내지 도 1c의 패턴 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 3a를 참조하면, 기판(10) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 기판(10)과 마주보도록 위치시키고, 상기 기판(10) 상의 포토 레지스트 층(20)이 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 노광된다.
상기 포토 레지스트 층(20)이 상기 기판(10) 상에 형성된다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되는 포지티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다.
상기 기판(10)은 제1 영역(A1), 상기 제1 영역(A1)보다 제2 높이(h2)만큼 더 높은 제2 영역(A2) 및 상기 제1 영역(A1)보다 제3 높이(h3)만큼 더 높은 제3 영역(A3)을 포함한다. 상기 제3 높이(h3)은 상기 제2 높이(h2)보다 크다. 즉, 상기 기판(10) 상에 형성된 금속 패턴에 의해 상기 기판(10)은 서로 다른 높이를 갖는 영역을 포함하게 된다. 이에 따라, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 부분의 높이가 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제1 영역(A1)에 대응하는 부분의 높이보다 높고, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 부분의 높이가 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 제2 영역(A2)에 대응하는 부분의 높이 보다 높다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 광을 투과시키며, 상기 광의 위상을 변환하지 않는다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에서 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 두께(t2)를 갖고, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 부분에 제3 두께(t3)를 갖는다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 대응되는 부분에 제1 개구(H1)를 갖고, 상기 제2 영역(A2)에 대응되는 부분에 제2 개구(H2)를 갖고, 상기 제3 영역(A3)에 대응하는 부분에 제3 개구(H3)를 갖는다. 즉, 상기 제1 개구(H1) 주변의 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 개구(H2) 주변의 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제2 두께(t2)를 갖고, 상기 제3 개구(H3) 주변의 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제3 두께(t3)를 갖는다. 상기 제1 개구(H1)는 제1 개구 폭(W1)을 갖는다. 상기 제2 개구(H2)는 제2 개구 폭(W2)을 갖는다. 상기 제3 개구(H3)는 제3 개구 폭(W3)을 갖는다.
상기 제1 두께(t1), 상기 제2 두께(t2) 및 상기 제3 두께(t3)는 상기 제2 높이(h2), 상기 제3 높이(h3) 및 상기 위상 시트프 패턴(120)이 포함하는 물질에 따라 실험 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)이 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함하는 경우, 상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)의 차이는 상기 제2 높이(h2)의 약 0.003배일 수 있다. 또한, 상기 제2 두께(t2) 및 상기 제3 두께(t3)의 차이는 상기 제3 높이(h3) 및 상기 제2 높이(h2)의 차이의 약 0.003배일 수 있다.
상기 제1 개구(H1)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제1 개구 폭(W1) 보다 작은 제1 폭(Wa)만큼의 상기 포토 레지스트 패턴(20)의 부분이 노광된다.
상기 제2 개구(H2)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제2 개구 폭(W2) 보다 작은 제2 폭(Wb)만큼의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분이 노광된다.
상기 제3 개구(H3)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 따라서, 상기 제3 개구 폭(W3) 보다 작은 제3 폭(Wc)만큼의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분이 노광된다.
도 3b를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광된 부분들을 제거하여, 포토 레지스트 패턴(20a)을 형성한다. 이 후, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 상기 제1 영역(A1)에서 제1 폭(Wa)을 갖는 개구 패턴, 상기 제2 영역(A2)에서 제2 폭(Wb)을 갖는 개구 패턴 및 상기 제3 영역(A3)에서 제3 폭(Wc)을 갖는 개구 패턴을 갖는다.
상기 제1 폭(Wa)을 갖는 개구 패턴은 상기 제1 개구(H1)의 상기 제1 개구 폭(W1)에 대응하여 형성된다. 상기 제2 폭(Wb)을 갖는 개구 패턴은 상기 제2 개구(H2)의 상기 제2 개구 폭(W2)에 대응하여 형성된다. 상기 제3 폭(Wc)을 갖는 개구 패턴은 상기 제3 개구(H3)의 상기 제3 개구 폭(W3)에 대응하여 형성된다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 형성됨에 따라, 상기 기판(10)의 일부가 노출된다. 즉, 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)이 상기 제1 폭(Wa)만큼 노출되고, 상기 제2 영역(A2)이 상기 제2 폭(Wb)만큼 노출되고, 상기 제3 영역(A3)이 상기 제3 폭(Wc)만큼 노출된다.
도 3c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여 상기 기판(10)을 부분적으로 식각하여, 상기 기판(10) 상에 제1 패턴(P1), 제2 패턴(P2) 및 제3 패턴(P3)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 제거한다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 기판(10)의 상기 제1 영역(A1)에 형성되며, 상기 제1 폭(Wa)을 갖는다. 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제2 영역(A2)에 형성되며, 상기 제2 폭(Wb)를 갖는다. 상기 제3 패턴(P3)은 상기 제3 영역(A3)에 형성되며, 상기 제3 폭(Wc)를 갖는다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 패턴(P1)은 콘택홀일 수 있다.
상기 제2 패턴(P2)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 패턴(P2)은 콘택홀일 수 있다.
상기 제3 패턴(P3)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제3 개구(H3)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 패턴(P3)은 콘택홀일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(10) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 기판(10)과 마주보도록 위치시키고, 상기 기판(10) 상의 포토 레지스트 층(20)이 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 노광된다.
상기 포토 레지스트 층(20)이 상기 기판(10) 상에 형성된다. 상기 기판(10)은 베이스 기판 상에 금속 패턴이 형성된 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스 기판은 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판 등의 투명한 절연기판일 수 있다. 상기 금속 패턴은 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되는 포지티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 조성물은 산 발생제, 산의 작용에 의해 알칼리에 대한 용해성이 증대되는 수지, 알칼리 금속염 및 유기 용제를 포함할 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 광을 투과시키며, 상기 광의 위상을 변환하지 않는다. 예를 들면 상기 투명 기판(110)은 석영(quartz) 기판일 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 위상 변환 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy) 등을 포함할 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 제1 두께(t1) 및 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 제1 두께(t1)를 갖는 부분에 제1 개구(H1)를 갖고, 상기 제2 두께(t2)를 갖는 부분에 제2 개구(H2)를 갖는다. 상기 제1 개구(H1)는 제1 개구 폭(W1)을 갖는다. 상기 제2 개구(H2)는 제2 개구 폭(W2)을 갖는다. 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 크다.
상기 제1 개구(H1)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 상기 초점을 중심으로 포토 레지스트 층(20)에 반응을 일으키는 제1 초점 영역이 도면상의 빗금으로 표시 되어 있다. 따라서, 상기 제1 초점 영역 내의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분은 상기 광에 반응한다.
상기 제2 개구(H2)를 통과한 광의 제2 초점 영역(FA)이 도면상의 빗금으로 표시되어 있다. 상기 제2 초점 영역(FA) 내의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분은 상기 광에 반응한다. 상기 제2 개구(H2)를 통과한 광의 상기 제2 초점 영역(FA)은 상기 제1 개구(H1)를 통과한 광의 상기 제1 초점 영역과 달리, 상기 기판(10)의 표면과 이격되는 상기 포토 레지스트 층(20)의 상부 일부만을 포함하고 있으므로, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상부 일부만이 상기 광에 의해 반응한다. 따라서, 상기 제2 개구(H2)가 형성된 부분의 상기 위상 반전 마스크(100)는 하프 톤(half-ton) 마스크로 사용될 수 있다.
상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)는 형성하고자 하는 포토 레지스트 패턴(도 4b의 20a 참조)의 형상 및 상기 위상 시트프 패턴(120)이 포함하는 물질에 따라 실험 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)이 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함하는 경우, 상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)의 차이는 상기 제1 및 제2 초점 거리들의 차이의 약 0.003배일 수 있다.
즉, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 위상 시프트 층(120)의 두께를 조절하여, 상기 포토 레지스트 층(20)을 광반응 시키는 상기 광의 초점 거리를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 위상 반전 마스크(100)는 하프 톤 마스크 영역을 포함하는 투 톤 마스크로 사용될 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)를 상기 포토 레지스트 층(20)이 형성된 상기 기판(10) 상에 위치시킨다. 이후, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1) 및 상기 제2 개구(H2)를 통해 광을 통과 시켜, 상기 포토 레지스트 층(20)을 노광한다.
상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 두께(t2)를 갖는 부분은 하프 톤 (half-tone) 마스크로 사용될 수 있다. 즉 상기 위상 반전 마스크(100)는 투 톤 (two tone) 마스크로 기능할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광된 부분들을 제거하여, 포토 레지스트 패턴(20a)을 형성한다. 이 후, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 제1 폭(Wa)을 갖는 개구 패턴 및 제2 폭(Wb)을 갖는 오목 패턴을 갖는다. 상기 개구 패턴은 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 형성되고, 상기 오목 패턴은 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 형성된다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 형성됨에 따라, 상기 기판(10)의 일부가 노출된다. 즉, 상기 기판(10)이 상기 제1 폭(Wa)만큼 노출된다. 한편, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)의 상기 제2 폭(Wb)에 대응하는 부분의 두께가 주변보다 얇게 된다.
도 4c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여 상기 기판(10)을 부분적으로 식각하여, 상기 기판(10) 상에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 제거한다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 제1 폭(Wa)을 갖는다. 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제2 폭(Wb)를 갖는다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 패턴(P1)은 콘택홀일 수 있다.
상기 제2 패턴(P2)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 형성된 리세스(recess)일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 패턴(P2)은 콘택홀일 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투 톤 마스크로 기능하기 때문에, 상기 제1 패턴(P1)의 깊이는 상기 제2 패턴(P2)의 깊이보다 클 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도들이다. 상기 패턴 형성 방법은 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물을 사용하는 것을 제외하고, 도 4a 내지 도 4c의 패턴 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 5a를 참조하면, 기판(10) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 기판(10)과 마주보도록 위치시키고, 상기 기판(10) 상의 포토 레지스트 층(20)이 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 노광된다.
상기 포토 레지스트 층(20)이 상기 기판(10) 상에 형성된다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광되지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되는 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 조성물은 에틸렌성 불포화 화합물, 광중합개시제, 열경화성 조성물 및 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 제1 두께(t1) 및 제2 두께(t2)를 갖는다. 상기 제1 두께(t1)를 갖는 부분에 제1 개구(H1)를 갖고, 상기 제2 두께(t2)를 갖는 부분에 제2 개구(H2)를 갖는다. 상기 제1 개구(H1)는 제1 개구 폭(W1)을 갖는다. 상기 제2 개구(H2)는 제2 개구 폭(W2)을 갖는다. 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 작다.
상기 제1 개구(H1)를 통과한 광은 상기 포토 레지스트 층(20) 내에 초점이 형성된다. 상기 초점을 중심으로 포토 레지스트 층(20)에 반응을 일으키는 제1 초점 영역이 도면상의 빗금으로 표시 되어 있다. 따라서, 상기 제1 초점 영역 내의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분은 상기 광에 반응한다.
상기 제2 개구(H2)를 통과한 광의 제2 초점 영역(FA)이 도면상의 빗금으로 표시되어 있다. 상기 제2 초점 영역(FA) 내의 상기 포토 레지스트 층(20)의 부분은 상기 광에 반응한다. 상기 제2 개구(H2)를 통과한 광의 상기 제2 초점 영역(FA)은 상기 제1 개구(H1)를 통과한 광의 상기 제1 초점 영역과 달리, 상기 기판(10)의 표면으로부터 상기 포토 레지스트 층(20)의 중간 부분까지의 일부만 포함하고 있으므로, 상기 포토 레지스트 층(20)의 하부 일부만이 상기 광에 의해 반응한다. 따라서, 상기 제2 개구(H2)가 형성된 부분의 상기 위상 반전 마스크(100)는 하프 톤(half-ton) 마스크로 사용될 수 있다.
상기 제1 두께(t1) 및 상기 제2 두께(t2)는 형성하고자 하는 포토 레지스트 패턴(도 5b의 20a 참조)의 형상 및 상기 위상 시트프 패턴(120)이 포함하는 물질에 따라 실험 또는 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)를 상기 포토 레지스트 층(20)이 형성된 상기 기판(10) 상에 위치시킨다. 이후, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1) 및 상기 제2 개구(H2)를 통해 광을 통과 시켜, 상기 포토 레지스트 층(20)을 노광한다.
도 5b를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광되지 않은 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광되지 않은 부분들을 제거하여, 포토 레지스트 패턴(20a)을 형성한다. 이 후, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 포지티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광된 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)은 제1 폭(Wa)을 갖는 제1 포토 레지스트 패턴 및 제2 폭(Wb)을 갖는 제2 포토 레지스트 패턴을 갖는다. 상기 제1 포토 레지스트 패턴은 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 형성되고, 상기 제2 포토 레지스트 패턴은 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 형성된다. 상기 제1 포토 레지스트 패턴은 상기 제2 포토 레지스트 패턴보다 높은 높이를 갖는다.
상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 형성됨에 따라, 상기 기판(10)의 일부가 노출된다. 즉, 상기 제1 및 제2 포토 레지스트 패턴이 형성되지 않은 상기 기판(10)의 부분이 노출된다.
도 5c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 이용하여 상기 기판(10)을 부분적으로 식각하여, 상기 기판(10) 상에 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 포토 레지스트 패턴(20a)을 제거한다
상기 제1 패턴(P1)은 상기 제1 폭(Wa)을 갖는다. 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제2 폭(Wb)를 갖는다.
상기 제1 패턴(P1)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제1 개구(H1)에 대응하여 상기 기판(10)으로부터 돌출되는 패턴일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 패턴(P1)은 금속 패턴일 수 있다.
상기 제2 패턴(P2)은 상기 포토 레지스트 패턴(20a)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 제2 개구(H2)에 대응하여 상기 기판(10)으로부터 돌출되는 패턴 일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 패턴(P2)은 금속 패턴일 수 있다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투 톤 마스크로써 기능하므로, 상기 제1 패턴(P1)의 높이는 상기 제2 패턴(P2)의 높이 보다 높다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 블랙 매트릭스(BM)를 형성한다.
상기 박막 트랜지스터 기판(10)은 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 형성되고 박막 트랜지스터를 포함하는 회로 패턴을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 상기 회로 패턴은 표시 패널의 화소를 구동한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 형성되고, 영상을 표시하는 화소 영역의 경계를 둘러 싼다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 화소 영역 외의 영역에 배치되고, 광을 차단한다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 광을 차단하기 위해 필요한 곳에 배치될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 제1 컬러 필터(CF1), 제2 컬러 필터(CF2) 및 제3 컬러 필터(CF3)를 형성한다.
상기 블랙 매트릭스(BM)가 형성된 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 상기 제1 컬러 필터(CF1)가 형성된다. 상기 제1 컬러 필터(CF1)는 표시 패널의 액정층을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 제1 컬러 필터(CF1)는 제1 높이(h1)을 갖는다. 상기 제1 컬러 필터(CF1)는 블루 컬러 필터일 수 있다.
상기 제1 컬러 필터(CF1)가 형성된 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 상기 제2 컬러 필터(CF2)가 형성된다. 상기 제2 컬러 필터(CF2)는 표시 패널의 액정층을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 제2 컬러 필터(CF2)는 제2 높이(h2)을 갖는다. 상기 제2 컬러 필터(CF2)는 그린 컬러 필터일 수 있다.
상기 제1 및 2 컬러 필터(CF1, CF2)가 형성된 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 상에 상기 제3 컬러 필터(CF3)가 형성된다. 상기 제3 컬러 필터(CF3)는 표시 패널의 액정층을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 제3 컬러 필터(CF3)는 제2 높이(h3)을 갖는다. 상기 제3 컬러 필터(CF3)는 레드 컬러 필터일 수 있다.
상기 제1 높이(h1)는 상기 제2 높이(h2)보다 작을 수 있다. 상기 제3 높이(h3)는 상기 제2 높이(h2)보다 클 수 있다. 따라서 상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)의 상면은 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
본 실시예에서 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF)에 의해 중첩되는 것으로 도시되어 있으나, 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 상에 절연층(12)을 형성한다. 이 후, 상기 절연층(12) 상에 도전층(14)을 형성한다.
상기 절연층(12)은 상기 제1 내지 제3 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)를 보호한다.
상기 도전층(14)은 상기 절연층(12) 상에 형성되며, 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 도전층(140)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 도전층(140)은 티타늄(titanium: Ti) 또는 몰리브덴 티타늄 합금(MoTi)을 더 포함할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 기판(10) 도전층(14) 상에 포토 레지스트 층(20)을 형성한다.
상기 포토 레지스트 층(20)은 포토 레지스트 조성물을 포함한다. 상기 포토 레지스트 조성물은 노광되지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되는 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물일 수 있다. 예를 들면, 상기 포토 레지스트 조성물은 에틸렌성 불포화 화합물, 광중합개시제, 열경화성 조성물 및 유기 용매를 포함할 수 있다.
도 6e를 참조하면, 위상 반전 마스크(100)을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)을 노광한다.
상기 위상 반전 마스크(100)는 투명 기판(110) 및 상기 투명 기판(110) 상에 형성된 위상 시프트 패턴(120)을 포함한다.
상기 투명 기판(110)은 광을 투과시키며, 상기 광의 위상을 변환하지 않는다. 예를 들면 상기 투명 기판(110)은 석영(quartz) 기판일 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 위상 시프트 패턴(120)을 통과하는 광의 위상을 변화 시킨다. 상기 위상 시프트 패턴(120)은 위상 변환 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 위상 시프트 패턴(120)은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy) 등을 포함할 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)은 상기 제1 컬러 필터(CF1)에 대응되는 부분에서 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 제2 컬러 필터(CF2)에 대응되는 부분에서 제2 두께(t2)를 갖고, 상기 제3 컬러 필터(CF3)에 대응되는 부분에서 제3 두께(t3)를 갖는다. 상기 제1 두께(t1)는 상기 제2 두께(t2) 보다 클 수 있다. 상기 제3 두께(t3)는 상기 제2 두께(t2) 보다 작을 수 있다.
상기 위상 시프트 패턴(120)의 상기 제1 컬러 필터(CF1)에 대응하는 부분에는 복수의 제1 슬릿 개구들(H1)이 형성된다. 상기 제1 슬릿 개구(H1)는 제1 폭(W1)을 갖는다.
상기 위상 시프트 패턴(120)의 상기 제2 컬러 필터(CF2)에 대응하는 부분에는 복수의 제2 슬릿 개구들(H2)이 형성된다. 상기 제2 슬릿 개구(H1)는 제2 폭(W2)을 갖는다.
상기 위상 시프트 패턴(120)의 상기 제3 컬러 필터(CF3)에 대응하는 부분에는 복수의 제3 슬릿 개구들(H3)이 형성된다. 상기 제3 슬릿 개구(H1)는 제3 폭(W3)을 갖는다.
상기 제1 내지 제3 폭(W1, W1, W2)은 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 포토 레지스트 층(20) 상에 위상 반전 마스크(100)를 상기 포토 레지스트 층(20)과 마주보도록 위치시키고, 상기 제1 내지 제3 슬릿 개구들(H1, H2, H3)을 통해 상기 위상 반전 마스크(100)를 통과하는 광에 의해 상기 포토 레지스트 층(20)이 노광된다.
도 6f를 참조하면, 현상액을 이용하여 상기 포토 레지스트 층(20)의 노광되지 않은 부분들을 제거한다. 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광되지 않은 부분들을 제거하여, 제1 포토 레지스트 패턴(20a), 제2 포토 레지스트 패턴(20b) 및 제3 포토 레지스트 패턴(20c)을 형성한다. 이 후, 상기 제1 내지 제3 포토 레지스트 패턴(20a, 20b, 20c)을 이용하여, 상기 기판(10)을 부분적으로 식각한다.
상기 제1 내지 제3 포토 레지스트 패턴(20a, 20b, 20c)은 노광된 상기 포토 레지스트 층(20)을 현상액을 이용하여 현상하여 형성된다. 예를 들면, 상기 제1 내지 제3 포토 레지스트 패턴(20a, 20b, 20c)이 네거티브 타입의 포토레지스트 조성물을 포함하는 경우, 상기 포토 레지스트 층(20)의 상기 노광되지 않은 부분이 상기 현상액에 의해 제거되어, 상기 제1 컬러 필터(CF1) 상에 제1 포토 레지스트 패턴(20a), 상기 제2 컬러 필터(CF2) 상에 제2 포토 레지스트 패턴(20b) 및 상기 제3 컬러 필터(CF3) 상에 제3 포토 레지스트 패턴(20c)이 형성된다.
도 6g를 참조하면, 상기 제1 내지 제3 포토 레지스트 패턴들(20a, 20b, 20c)을 이용하여 상기 도전층(14)을 부분적으로 식각하여, 상기 절연층(12) 상에 제1 화소 전극(14a), 제2 화소 전극(14b) 및 제3 화소 전극(14c)을 형성한다. 이 후, 잔존하는 상기 제1 내지 제2 포토 레지스트 패턴들(20a, 20b, 20c)을 제거한다.
상기 제1 화소 전극(14a)은 복수의 슬릿을 포함한다. 상기 슬릿은 제1 피치(PIT1), 제1 선폭(L1) 및 제1 이격 거리(S1)을 갖는다. 상기 제1 피치(PIT1)는 상기 제1 선폭(L1) 및 상기 제1 이격 거리(S1)의 합이다. 상기 제1 선폭(L1)은 2ㅅm(마이크로미터) 이하이고, 상기 제1 이격 거리(S1)는 2ㅅm이하일 수 있다. 즉, 상기 제1 피치(PIT1)는 4ㅅm이하 일 수 있다.
상기 제2 화소 전극(14b)은 복수의 슬릿을 포함한다. 상기 슬릿은 제2 피치(PIT2), 제2 선폭(L2) 및 제2 이격 거리(S2)을 갖는다. 상기 제2 피치(PIT2)는 상기 제2 선폭(L2) 및 상기 제2 이격 거리(S2)의 합이다. 상기 제2 선폭(L2)은 2ㅅm(마이크로미터) 이하이고, 상기 제2 이격 거리(S2)는 2ㅅm이하일 수 있다. 즉, 상기 제2 피치(PIT2)는 4ㅅm이하 일 수 있다.
상기 제3 화소 전극(14c)은 복수의 슬릿을 포함한다. 상기 슬릿은 제3 피치(PIT3), 제3 선폭(L3) 및 제3 이격 거리(S3)을 갖는다. 상기 제3 피치(PIT3)는 상기 제3 선폭(L3) 및 상기 제3 이격 거리(S3)의 합이다. 상기 제3 선폭(L3)은 2ㅅm(마이크로미터) 이하이고, 상기 제3 이격 거리(S3)는 2ㅅm이하일 수 있다. 즉, 상기 제3 피치(PIT3)는 4ㅅm이하 일 수 있다.
상기 제1 피치(PIT1), 상기 제2 피치(PIT2) 및 상기 제3 피치(PIT3)는 실지적으로 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)의 높이가 각각 다르므로, 상기 위상 반전 마스크의 두께가 균일한 경우, 상기 제1 내지 제3 화소 전극의 슬릿을 균일하게 형성하기 위해, 일반적으로 상기 제1 내지 제3 화소 전극들의 슬릿에 대응하는 마크스의 패턴의 개구 폭을 달리 하여 이를 보완하여야 하는데 반해, 본 발명의 실시예에서는 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 위상 시프터(100)의 두께를 달리 하여 균일한 슬릿들을 형성할 수 있다.
즉, 패턴을 형성하고자 하는 기판의 고저차를 고려하여 상기 위상 반전 마스크(100)의 상기 위상 시프터(100)의 두께를 조절하므로써, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 마스크 패턴이 세밀해 짐에 따라, 마크스의 패턴의 개구 폭을 조절 하여 보완하는 방법은 마스크 패턴을 형성하는 레이저 라이터의 정밀도에 의해 한계가 있으나, 위상 시프터의 두께를 달리하여 보완하는 방법은 이에 비해 비교적 자유롭게 조절이 가능하다.
도시 하지는 않았으나, 상기 표시 패널은 상기 박막 트랜지스터 기판(10)과 대향하는 대향기판, 상기 대향 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판(10) 사이에 배치되는 액정층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 상기 표시 패널은 상기 박막 트랜지스터 기판(10)상에 컬러 필터가 형성되는 COA(color filter on array) 구조를 갖는 것으로 설명하였으나, 상기 표시 패널은 다양한 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 포토 레지스트 층은 네거티브 타입의 포토 레지스트 조성물을 포함하였으나, 상기 포토 레지스트 층은 포지티브 타입의 포토 레지스트 조성물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 적절한 마스크 패턴을 사용하여 상기 표시 패널을 제조할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 패턴을 형성하려는 기판이 서로 다른 높이를 갖더라도, 위상 반전 마스크는 서로 다른 제1 및 제2 두께를 갖는 위상 시프트 층을 포함하므로, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 마스크를 제작하는데 있어서, 기판의 고저차를 고려하여 마스크의 개구의 폭을 조절할 필요가 없고, 위상 시프트 층의 두께를 조절하여 상기 기판의 고저차를 고려할 수 있으므로, 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 포토 레지스트 층은 상기 위상 반전 마스크를 통과하는 광의 초첨 영역에서 노광되므로, 상기 위상 반점 마스크의 개구의 폭 보다 작은 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 위상 반전 마스크
110: 투명 기판
120: 위상 시프트 층 10: 기판
20: 포토 레지스트 층 20a: 포토 레지스트 패턴
A1: 제1 영역 A2: 제2 영역
H1: 제1 개구 W1: 제1 개구 폭
H2: 제2 개구 W2: 제2 개구 폭
Wa: 제1 폭 Wb: 제2 폭
P1: 제1 패턴 P2: 제2 패턴
120: 위상 시프트 층 10: 기판
20: 포토 레지스트 층 20a: 포토 레지스트 패턴
A1: 제1 영역 A2: 제2 영역
H1: 제1 개구 W1: 제1 개구 폭
H2: 제2 개구 W2: 제2 개구 폭
Wa: 제1 폭 Wb: 제2 폭
P1: 제1 패턴 P2: 제2 패턴
Claims (20)
- 투명 기판; 및
상기 투명 기판 상에 형성되고, 제1 두께를 갖는 제1 부분과 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 제2 부분을 포함하는 위상 시프트 패턴을 포함하고,
상기 위상 시프트 패턴은 상기 제1 부분에 제1 개구 폭을 갖는 제1 개구를 갖고, 상기 제2 부분에 제2 개구 폭을 갖는 제2 개구를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴은 상기 위상 시프트 패턴을 통과하는 광의 위상을 변화시키는 위상 변환 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제2항에 있어서,
상기 위상 변환 물질은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy) 등을 포함하고,
상기 위상 시프트 패턴을 통과하는 상기 광은 180도 만큼 위상이 변화되는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패터닝할 대상인 기판은 상기 제1 개구에 대응하는 제1 영역 및 상기 제2 개구에 대응하고 상기 제1 영역 보다 상기 위상 반전 마스크 방향으로 높은 제2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제4항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함하고,
상기 제1 두께와 제2 두께의 차이는 상기 기판의 상기 제2 영역과 상기 제1 영역의 높이 차이의 0.003배 인 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴의 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에서 상기 위상 시프트 패턴의 두께는 상기 제1 두께에서 상기 제2 두께로 서서히 변하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴은 상기 제2 두께보다 작은 제3 두께를 갖는 제3 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통과하는 광은 상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패터닝할 대상인 기판의 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성되는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 제1 개구의 상기 제1 개구 폭은 상기 제1 개구를 통과하는 상기 광에 의해 노광되는 상기 기판의 부분의 폭 보다 큰 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 반전 마스크를 이용하여 패턴을 형성할 기판의 높이에 따라, 상기 위상 시프트 패턴이 서로 다른 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴의 상기 제1 개구 폭 및 상기 제2 개구 폭은 각각 2ㅅm(마이크로미터) 이하인 것을 특징으로 하는 위상 반전 마스크. - 제1 영역 및 상기 제1 영역 보다 제2 높이만큼 높은 제2 영역을 포함하는 기판 상에 포토 레지스트 층을 형성하는 단계
투명 기판 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 영역에 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 제2 영역에 대응하여 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크를 이용하여, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계
노광된 상기 포토 레지스트 층을 현상액을 이용하여 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계
상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 기판을 부분적으로 식각하여, 상기 기판의 제1 영역에 제1 패턴 및 상기 제2 영역에 제2 패턴을 형성하는 단계 및
잔류하는 상기 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하는 패턴 형성 방법. - 제12항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴은 상기 기판의 상기 제1 부분에 대응한 부분에 형성되고 제1 개구 폭을 갖는 제1 개구를 갖고, 상기 기판의 상기 제2 부분에 대응한 부분에 형성되고 제2 개구 폭을 갖는 제2 개구를 갖고,
상기 기판의 상기 제1 패턴은 제1 폭을 갖고, 상기 제2 패턴은 제2 폭을 갖고,
상기 제1 폭은 상기 제1 개구 폭 보다 작고, 상기 제2 폭은 상기 제2 개구 폭 보다 작은 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법. - 제13항에 있어서, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계에서,
상기 제1 개구를 지나는 광은 상기 제1 영역 안의 상기 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성되고, 상기 제2 개구를 지나는 광은 상기 제2 영역 안의 상기 포토 레지스트 층 내에 초점이 형성되는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법. - 제14항에 있어서,
상기 위상 반전 마스크의 상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy) 또는 몰리브데늄실리사이드옥사이드나이트라이드(MoSiOxNy)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법. - 제15항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴은 크롬옥사이드나이트라이드(CrOxNy)를 포함하고,
상기 제1 두께와 제2 두께의 차이는 상기 제2 높이의 0.003배 인 것을 특징으로 하는 패턴 형성 방법. - 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 제1 높이를 갖는 제1 컬러 필터, 제2 높이를 갖는 제2 컬러 필터 및 제3 높이를 갖는 제3 컬러 필터를 형성하는 단계;
상기 제1 내지 제3 컬러 필터들 상에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층 상에 포토 레지스트 층을 형성하는 단계;
투명 기판 및 상기 투명 기판 상에 형성되고, 상기 제1 컬러 필터 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 제2 컬러 필터에 대응하여 제2 두께를 갖고, 상기 제3 컬러 필터에 대응하여 제3 두께를 갖는 위상 시프트 패턴을 포함하는 위상 반전 마스크를 이용하여, 상기 포토 레지스트 층을 노광하는 단계;
노광된 상기 포토 레지스트 층을 현상액을 이용하여 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 포토 레지스트 패턴을 이용하여 상기 도전층을 부분적으로 식각하여, 상기 제1 컬러 필터 상에 제1 화소 전극, 상기 제2 컬러 필터 상에 제2 화소 전극 및 상기 제3 컬러 필터 상에 제3 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법. - 제17항에 있어서,
상기 제1 컬러 필터의 상기 제1 높이는 상기 제2 컬러 필터의 상기 제2 높이 보다 작고, 상기 제3 컬러 필터의 상기 제3 높이는 상기 제2 컬러 필터의 상기 제2 높이 보다 크고,
상기 위상 반전 마스크의 상기 위상 시프터 패턴의 상기 제1 두께는 상기 제2 두께 보다 크고, 상기 제3 두께는 상기 제2 두께 보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법. - 제18항에 있어서,
상기 위상 시프트 패턴에는 상기 제1 컬러 필터에 대응하여 복수의 제1 슬릿 개구들이 형성되고, 상기 제2 컬러 필터에 대응하여 복수의 제2 슬릿 개구들이 형성되고, 상기 제3 컬러 필터에 대응하여 복수의 제3 슬릿 개구들이 형성되고,
상기 제1 슬릿 개구는 제1 폭을 갖고, 상기 제2 슬릿 개구는 제2 폭을 갖고, 상기 제3 슬릿 개구는 제3 폭을 갖고,
상기 제1 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제1 피치, 제1 선폭 및 제1 이격 거리를 갖고,
상기 제2 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제2 피치, 제2 선폭 및 제2 이격 거리를 갖고,
상기 제3 화소 전극은 복수의 슬릿을 포함하고, 상기 슬릿은 제3 피치, 제3 선폭 및 제3 이격 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 선폭들 및 상기 제1 내지 제3 이격 거리들은 각각 2ㅅm(마이크로미터) 이하인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
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