KR20160129789A - 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상반전막의 표면 반사율을 최소화하여 노광 공정 중 위상반전막에 의한 재반사 노광광이 패널로 전사되는 것을 방지하고 패턴의 결함을 최소화 한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 위상반전막의 식각 속도를 최적화하여 위상반전막 패턴의 CD 균일성을 향상시킴으로써 미세 패턴 형성이 가능한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 위상반전막의 식각 속도를 최적화하여 위상반전막 패턴의 CD 균일성을 향상시킴으로써 미세 패턴 형성이 가능한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 위상반전막의 표면 반사율을 최소화하고, 우수한 미세 패턴을 구현할 수 있는 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.
TFT-LCD, OLED, PDP 등을 포함하는 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : 이하, FPD라 함) 디바이스나 반도체 집적회로 디바이스를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는 공통적으로 블랭크 마스크로부터 제조된 포토마스크를 이용한 패턴의 전사가 행해지고 있다.
블랭크 마스크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투광성 기판의 주 표면 상에 금속 재료를 포함하는 박막이 형성되고, 박막 위에 레지스트막이 형성된 것으로서, 포토마스크는 이러한 블랭크 마스크로부터 박막이 패터닝된 형태를 갖는다. 여기서 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 반투광막, 반사막, 하드 필름 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들 중 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다.
최근에는 FPD 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 즉, 집적도가 높은 반도체 디바이스와 동일하게 FPD 디바이스 역시 집적도가 높아지고 그에 따른 설계 룰이 미세화되고 있으며, 미세 패턴을 형성하기 위하여 높은 패턴 해상도 및 고정밀 기술이 요구되고 있다. 그러나, FPD 디바이스는 등배 노광 장치를 이용하여 제조되고, FPD 디바이스 제조용 포토마스크는 기판의 한 변이 300㎜ 이상으로 대형이며, 그 크기도 다양하기 때문에 그에 맞는 축소 노광 장치를 개발한다는 것도 쉽지 않은 일이다.
이를 극복하기 위한 대안으로 개발된 FPD용 위상반전 포토마스크는 투명 기판 상에 노광 파장에 대한 투과율이 대략 3% ∼ 10%인 위상반전막 패턴이 형성되어 구성된다. 위상반전막 패턴을 투과한 노광광의 위상은 위상반전막을 투과하지 않은 노광광의 위상과 대략 180°의 위상차를 나타내어 위상반전막의 경계에서 상쇄 간섭에 의해 해상도를 높일 수 있음에 따라 위상반전 포토마스크는 바이너리 포토마스크에 비해 미세 패턴을 높은 해상도로 노광시킬 수 있다.
아울러, 위상반전 포토마스크의 위상반전막 식각 속도를 빠르게 하여 위상반전막 패턴 가장자리 단면 경사를 수직하게 형성함으로써 패턴의 균일성을 확보하는 방법으로 미세 패턴을 구현하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 그러나, 상기 방법은 위상반전막의 식각 속도가 너무 빠른 경우 임계 치수(Critical Dimension, 이하 CD라 함)의 조절이 어려워져 미세 패턴의 구현에 이용하기 어렵다.
한편, FPD 디바이스를 제조하기 위한 노광 공정은 포토마스크보다 큰 사이즈를 갖는 FPD용 패널에 스텝 앤드 리피트(Step and Repeat) 또는 스캔(Scan) 방법을 이용하여 진행된다.
도 1a 및 도 1b는 종래 FPD 디바이스 제조를 위한 노광 공정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 노광 공정은, 예를 들어, 위상반전막 패턴이 형성된 포토마스크(100)를 이용하여 수행하며, 포토마스크(100)보다 큰 사이즈를 갖는 패널(110)에 다수회의 전사 공정을 진행하여 패턴(120)을 형성하는 스텝 앤드 리피트 또는 스캔 방법으로 진행한다.
자세하게, 노광 공정은 포토마스크(100)를 노광 장치에 탑재하여 패널(110)의 일부분 면(A)에 우선적으로 전사 공정을 수행하고, 상기 일부분 면(A)과 이웃하는 타부분 면(B)에 동일하게 전사 공정을 수행하는 방법으로 이루어진다. 이러한 다수회의 전사 공정으로 형성되는 하나의 전사 패턴(120)에는 전사 공정들에 의해 2회 또는 4회에 걸쳐 중첩 노광되는 부분(130, 140)이 발생하게 된다.
그러나, 포토마스크(100)의 상기 위상반전막 패턴은 일반적으로 15% 이상의 반사율을 가짐에 따라 노광 공정 중 패널(110) 및 노광 장치에 의해 재반사되는 노광 광에 의해 중첩 노광되는 부분(130, 140)에서 전사 패턴이 잘못 형성되는 문제가 발생한다. 이에 따라, 상기와 같은 노광광의 중첩 노광 부분(130, 140)에서 패턴이 이동하여 형성되거나, 패턴이 요구되는 크기보다 작거나 또는 크게 형성되는 문제가 발생한다.
본 발명은 위상반전막의 표면 반사율을 최소화하여 전사 패턴의 CD 결함을 최소화한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 발명은 위상반전막의 식각 속도를 최적화하여 위상반전막 패턴의 정밀도를 향상시킨 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공한다.
본 발명에 따른 FPD(Flat Panel Display)용 위상반전 블랭크 마스크는,투명 기판 상에 위상반전막이 구비되며, 상기 위상반전막은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광에 대하여 15% 이하의 표면 반사율을 갖는다.
상기 위상반전막이 다층막 구조를 갖는 경우, 최상층에 구비되는 위상반전막은 하부의 위상반전막보다 낮은 반사율을 가지며, 상기 위상반전막이 연속막 구조를 갖는 경우, 상기 위상반전막의 중앙부로부터 표면으로 갈수록 낮은 반사율을 갖는다.
상기 위상반전막은 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함한다.
상기 위상반전막은 MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCN, SiCO, SiCON 중 하나로 이루어진다.
상기 위상반전막은 500Å ∼ 2,000Å의 두께를 가지며, 상기 위상반전막이 다층막 구조를 갖는 경우, 상기 각 막은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다.
상기 위상반전막은 습식 또는 건식 식각 물질에 대하여 10Å/sec ∼ 40Å/sec의 식각 속도를 갖는다.
상기 위상반전막의 상부 또는 하부에 구비된 차광성막을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 FPD용 위상반전 포토마스크를 제조할 수 있다.
본 발명은 위상반전막의 표면 반사율을 최소화하여 노광 공정 중 위상반전막에 의해 재반사된 노광광이 패널로 전사되는 것을 방지함으로써 전사 패턴의 CD 결함을 최소화한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 위상반전막의 식각 속도를 최적화하여 위상반전막 패턴의 CD 균일성을 향상시킴으로써 미세 패턴 형성이 가능한 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 FPD 디바이스 제조를 위한 노광 공정을 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용하여 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막의 반사율을 도시한 그래프.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용하여 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막의 반사율을 도시한 그래프.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 이를 이용하여 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막을 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막의 반사율을 도시한 그래프이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크(200) 및 위상반전 포토마스크(300)는 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), OLED 등을 포함하는 FPD용 디바이스를 제조하기 위하여 사용된다.
위상반전 블랭크 마스크(200)는 투명 기판(202) 상에 위상반전막(204) 및 레지스트막(208)이 적층된 구조를 가지며, 위상반전 포토마스크(300)는 투명 기판(202) 상에 위상반전막 패턴(204a)이 구비된 구조를 갖는다.
투명 기판(202)은 한 변이 300㎜ 이상인 사각형의 투명한 기판이고, 합성 석영 유리, 소다 라임 글래스 기판, 무알카리 글래스 기판, 저열 팽창 글래스 기판 등일 수 있다.
위상반전막(204)은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변화되는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층되어 구성된 2층 이상의 다층막 중 하나의 구조를 갖는다.
위상반전막(204)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 보론(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질들을 포함하는 화합물로 형성되거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 이루어진다.
위상반전막(204)은, 예를 들어, Cr 및 CrO, CrN, CrC, CrON, CrCN, CrCO, CrCON 중 하나로 이루어지거나, 이들을 이용한 2층 이상의 다층막 또는 이들을 이용한 연속막 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 위상반전막(204)은, 예를 들어, MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCN, SiCO, SiCON 중 하나로 이루어질 수 있다.
위상반전막(204)은 FPD용 포토마스크를 제조하는 식각 공정이 일반적으로 습식 식각 공정으로 이루어짐에 따라 위상반전막(204) 패턴의 단면 경사를 수직하게 형성하기 위하여 2층 이상의 다층막으로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 위상반전막(204)은 적어도 2층 이상의 박막(204a,... 204n)이 적층된 다층막 구조를 가지며, 바람직하게, 2층 내지 6층의 박막이 적층되어 이루어진다.
위상반전막(204)은, 예를 들어, 크롬(Cr)을 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 구성되며, 다층막으로 이루어지는 경우, 이를 구성하는 박막들(204a, ... 204n) 역시 Cr, CrO, CrN, CrC, CrON CrCN, CrCO, CrCON 막들 중 하나로 이루어진다.
위상반전막(204)의 각 박막들(204a, ...204n)은 위상반전막(204)을 식각하기 위한 식각 용액에 대하여 상호 동일 또는 상이한 식각 특성을 갖는다. 위상반전막(204)의 박막들(204a, ... 204n)은, 바람직하게, 투명 기판(204) 방향의 하부 박막(204a)으로부터 최상부(204n) 방향으로 갈수록 식각 속도가 느리도록 구성된다. 그러나, 투명 기판(204) 방향의 하부 박막(204a)이 상부막과의 접착력(Adhesion), 식각 특성 등을 고려하여 박막들(204a,... 204n) 중 가장 느린 식각 속도를 갖는 것은 아니다.
위상반전막(204)을 구성하는 박막들(204a, ... 204n)의 식각 속도는 박막들(204a, ... 204n)에 포함된 금속 물질, 질소(N), 산소(O) 및 탄소(C)의 함유량을 변화시켜 조절할 수 있다. 예를 들어, 박막들(204a, ... 204n)에 질소(N), 산소(O)의 함유량을 증가시키는 경우, 박막들(204a, ... 204n)의 식각 속도를 빠르게 할 수 있으며, 탄소(C)의 함유량을 증가시키는 경우 박막들(204a, ... 204n)의 식각 속도를 느리게 할 수 있다.
위상반전막(204)을 구성하는 박막들(204a, ... 204n)은 그의 두께, 조성 및 식각 용액의 종류에 따라 적층되는 구성을 조절하여 적층될 수 있다. 즉, 박막들(204a, ... 204n)은 상호 다른 조성을 가지며, 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층되어 구성될 수 있다. 이에 따라, 위상반전막(204)은 그 두께를 줄일 수 있음과 아울러 포토마스크를 형성하기 위한 위상반전막(204)의 패터닝 시 위상반전 막(204) 패턴의 경계가 분명하도록 가장자리 부분의 단면 경사가 가파르게 형성되어 보다 미세한 패턴의 형성을 가능하게 한다.
위상반전막(204)이 다층막으로 구성되는 경우, 표면 반사율을 최소화하기 위하여 최상층의 막(204n)은 위상반전 및 반사방지의 역할을 동시에 수행하고, 최상층에 구비되는 위상반전막은 하부의 위상반전막보다 낮은 반사율을 갖는다. 또한, 투명 기판(202)과 접해 있는 최하부 막(204a) 역시 표면 반사율을 최소화하기 위하여 위상반전 및 반사방지의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, 최하층에 구비되는 위상반전막은 상부의 위상반전막보다 낮은 반사율을 갖는다.
아울러, 위상반전막(204)이 연속막으로 구성되는 경우, 표면 반사율을 최소화하기 위하여 위상반전막(204)은 중앙부로부터 표면 및 투명 기판(202) 방향으로 갈수록 낮은 반사율을 갖는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 위상반전막(204)은 포토마스크로 제조된 후, 노광 공정에서 발생하는 노광광의 재반사에 의한 패턴의 임계 치수 결함을 최소화하기 위하여 i선, h선, g선 복합 파장의 노광광 각각에 대하여 15% 이하의 표면 반사율을 갖는다. 위상반전막(204)의 표면 반사율은 각각의 노광광에 따라서 다를 수밖에 없기 때문에 노광광에 대한 반사율의 차이를 최대한 작게 하는 것이 바람직하며, i선, h선, g선 복합 파장의 노광광에 대하여 0.5% ∼ 10%의 반사율 편차를 갖고, 바람직하게, 1% ∼ 7%의 반사율 편차를 갖는다.
위상반전막(204)의 표면 반사율은 위상반전막(204)을 구성하는 상기 금속 물질 및 실리콘(Si) 및 경원소들 중 적어도 하나 이상의 조성비를 변경함으로써 조절 가능하다. 위상반전막(204)은 크롬(Cr)이 10at% ∼ 90at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O)가 0 ∼ 40at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%, 수소(H)가 0 ∼ 20at%인 함유량을 가지며, 바람직하게, 크롬(Cr)이 20at% ∼ 70at%, 질소(N)가 0 ∼ 40at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C) 0 ∼ 20at%, 수소(H)가 0 ∼ 10at%인 함유량을 갖는다. 경원소는 30at% ∼ 80at%의 함유량을 가지며, 바람직하게, 40at% ∼ 65at%의 합계 함유량을 갖는다. 경원소의 함유량이 30at% 이하인 경우, 위상반전막의 식각 속도가 느려져 식각 마스크로 작용하는 레지스트막의 두께가 두꺼워질 수 있으며, 경원소의 함유량이 80at% 이상인 경우, 위상반전막의 내화학성이 나빠져 패턴 형성 시 결함 발생 확률이 높아진다. 위상반전막(204)의 표면 반사율은, 특히, 산소(O)와 질소(N)의 조성비를 변경함으로써 조절 가능하다. 위상반전막(204)이 다층막 또는 연속막으로 구성되는 경우, 상기 다층막을 구성하는 각 막들의 반사율을 각각 조절하거나 막 내의 조성비를 단계적 또는 연속적으로 변경함으로써 반사율을 조절할 수 있다.
위상반전막(204)은 500Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는다. 위상반전막(204)이 500Å 이하의 두께를 갖는 경우, 위상반전량 및 투광량 등의 광학 특성을 만족시키기 어렵고 2,000Å 이상의 두께를 갖는 경우, 패턴의 두께가 두꺼워져 결함 발생 확률이 증가한다. 위상반전막(204)이 다층막으로 구성되는 경우, 각 박막들(204a, ... 204n)은 상하부에 배치되는 막들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 가질 수 있다. 아울러, 위상반전막(204)이 다층막 구조를 갖는 경우, 각 박막들(204a, ... 204n)의 굴절률을 조절할 수 있어 단일막으로 형성되는 위상반전막에 비하여 얇은 두께로 형성할 수 있다.
위상반전막(204)은 i선, h선, g선의 노광광에 대하여 160° 내지 200°의 위상차를 가지며, 50°이하의 위상차 편차를 갖고, 바람직하게, 20°이하의 위상차 편차를 가지며, 더욱 바람직하게는 10°이하의 위상반전량 차이를 갖는다.
위상반전막(204)은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광에 대하여 1% 내지 30%의 투과율을 가지며, 바람직하게, 1% 내지 20%의 투과율을 갖는다. 위상반전막(204)은 i선, h선, g선에 대하여 10% 이하의 투과율 편차를 갖고, 바람직하게, 5% 이하의 투과율 편차를 가지며, 더욱 바람직하게, 1% 이하의 투과율 편차를 갖는다.
위상반전막(104)은 습식 또는 건식 식각 물질에 대하여 10Å/sec ∼ 40Å/sec의 식각 속도를 가지며, 바람직하게, 15Å/sec ∼ 30Å/sec의 식각 속도를 갖는다. 이에 따라, 위상반전막의 식각 속도가 최적화됨으로써 위상반전막 패턴의 CD 정밀도 및 균일성을 향상시킬 수 있어 2㎛ 이하, 바람직하게, 1.8㎛ 이하, 더욱 바람직하게, 1.5㎛ 이하의 미세한 위상반전막 패턴을 구현할 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크(200)는 메인 패턴 영역 및 블라인드 영역에 선택적으로 구비된 차광성막을 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도이다.
본 발명의 위상반전 포토마스크(300)는 차광성막을 포함하는 경우, 탑 타입(Top Type), 바텀 타입(Bottom Type) 및 림(Rim Type) 중 하나로 구성될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 위상반전 포토마스크(300)는 블라인드 영역에 차광성막 패턴(206a)과 위상반전막 패턴(204a)이 적층되고, 메인 영역에 위상반전막 패턴(204a)이 구비된 탑 타입(Top Type) 구조를 가질 수 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 위상반전 포토마스크(300)는 블라인드 영역에 위상반전막 패턴(204a)과 차광성막 패턴(206a)이 적층되고, 메인 영역에 위상반전막 패턴(204a)이 구비된 바텀 타입(Bottom Type) 구조를 가질 수 있다.
아울러, 도 5c를 참조하면, 위상반전 포토마스크(300)는 블라인드 영역에 차광성막 패턴(206a)과 위상반전막 패턴(204a)이 적층되고, 메인 영역에 위상반전막 패턴(204a) 및 차광성막 패턴(206a)과 위상반전막 패턴(204a)이 적층이 구비된 림 타입(Lim Type) 구조를 가질 수 있다.
상술한 차광성막 패턴(206a) 및 위상반전막 패턴(204a)은 일반적으로 공지된 레지스트막의 사용, 상하부막의 식각 선택비를 고려한 식각 방법, 건식 및 습식 식각 물질을 이용한 식각 공정으로 패터닝하여 형성된다.
여기서, 차광성막 패턴(206a)은 차광 기능 및 노광 공정 중의 재반사를 방지하는 반사방지 기능을 갖는다. 차광성막 패턴(206a)은, 예를 들어, 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 보론(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 형성하거나 또는 상기 물질들에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하여 형성할 수 있다. 차광성막 패턴(206a)은 빛을 차광하는 기능 및 반사를 방지하는 기능을 모두 갖는 단일막 또는 동일한 구성 및 조성을 갖거나 상이한 구성을 갖는 차광막과 반사방지막을 포함할 수 있다.
차광성막 패턴(206a)의 두께는 1,500Å 이하인 것이 바람직하고, 800Å 이하인 것이 더욱 바람직하며, 500Å 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 상세히 설명하도록 한다.
(실시예)
위상반전막의 형성 및 막 특성 평가
본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 평가하기 위하여 투명 기판 상에 다층의 위상반전막을 형성하였다. 자세하게, 위상반전막은 스퍼터링 타겟으로 크롬(Cr) 타겟을 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하였으며, 이때, 스퍼터링 공정은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 일산화질소(NO) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 공정 가스를 이용하여 약 1,300Å 두께의 CrCON 막으로 형성하였다.
표 1은 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막의 구성 및 그에 따른 포토마스크의 표면 반사율을 나타내고 있다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 3 | 비교예 1 | ||
| 타겟 | Cr | Cr | Cr | Cr | |
| 공정 가스 (%) |
Ar | 5 ∼ 40 | 5 ∼ 40 | 20 ∼ 40 | 5 ∼ 40 |
| N2 | 40 ∼90 | 40 ∼ 90 | 20 ∼ 40 | 40 ∼ 90 | |
| CO2 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | |
| CH4 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | 0.1 ∼ 20 | |
| NO | 5 ∼ 60 | 5 ∼ 60 | 5 ∼ 60 | 5 ∼ 60 | |
| 위상반전막(n층 금속층) | CrCON | CrCON | CrCON | CrCON | |
| 두께 (Å) | 1310 | 1305 | 1315 | 1300 | |
| 투과율(%) |
@ 365㎚ | 2.7 | 3.1 | 3.6 | 2.8 |
| @ 405㎚ | 5.3 | 5.8 | 6.1 | 5.6 | |
| @ 436㎚ | 7.8 | 8.4 | 7.7 | 8.4 | |
| 위상변화(˚) |
@ 365㎚ | 196.4 | 195.6 | 193.9 | 191.7 |
| @ 405㎚ | 180.5 | 179.8 | 179.4 | 177.4 | |
| @ 436㎚ | 170.9 | 170.3 | 168.5 | 166.6 | |
| 표면 반사율 | 11.4 | 11.7 | 12.1 | 23.1 | |
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1은 모두 투과율 및 위상 변화량에 있어서 양호한 범위의 수치를 나타내었으나, 표면 반사율에 있어서 비교예 1의 경우, 23.1%의 표면 반사율을 나타내었고, 실시예 1 내지 3의 경우, 11.4% 내지 12.1%의 표면 반사율을 나타내어 비교예와 대비하여 낮은 표면 반사율을 갖는 것으로 확인되었다.
이상, 본 발명을 가장 바람직한 실시예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
200: 위상반전 블랭크 마스크
202: 투명 기판
204: 위상반전막
206: 차광성막
208: 레지스트막
202: 투명 기판
204: 위상반전막
206: 차광성막
208: 레지스트막
Claims (18)
- 투명 기판 상에 위상반전막이 구비된 FPD(Flat Panel Display)용 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,
상기 위상반전막은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광 각각에 대하여 15% 이하의 표면 반사율을 갖는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 단층 구조, 연속막 구조, 2층 이상의 다층막 구조 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 2 항에 있어서,
상기 위상반전막이 다층막 구조를 갖는 경우, 최상층 또는 최하층에 구비된 위상반전막은 그의 하부 또는 상부의 위상반전막보다 낮은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막이 연속막 구조를 갖는 경우, 상기 위상반전막의 중앙부로부터 표면 또는 상기 투명기판 방향으로 갈수록 낮은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 5 항에 있어서,
상기 위상반전막은 크롬(Cr)이 10at% ∼ 90at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O)가 0 ∼ 40at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%, 수소(H)가 0 ∼ 20at%인 함유량을 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 5 항에 있어서,
상기 위상반전막의 경원소는 30at% ∼ 80at%의 함유량을 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 MoSi, MoSiO, MoSiN, MoSiC, MoSiON, MoSiCN, MoSiCO, MoSiCON, SiO, SiN, SiC, SiON, SiCN, SiCO, SiCON 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광에 대하여 0.5% 내지 10%의 반사율 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광에 대하여 1% 내지 30%의 투과율을 가지며, 10% 이하의 투과율 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 i선, h선, g선의 복합 파장의 노광광에 대하여 160˚ 내지 200˚의 위상반전량을 갖고, 50°이하의 위상차 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 500Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 2 항에 있어서,
상기 위상반전막이 다층막 구조를 갖는 경우, 상기 각 막은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 습식 또는 건식 식각 물질에 대하여 10Å/sec ∼ 40Å/sec의 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막의 상부 또는 하부에 구비된 차광성막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 15 항에 있어서,
상기 차광성막 또는 위상반전막은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플래티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 붕소(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 수소(H) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. - 제 15 항 내지 제 16 항 중 하나의 항에 기재된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제조되며, 탑 타입(Top type), 바텀 타입(Bottom type) 및 림 타입(Rim type) 중 하나 이상의 구조를 포함하는 FPD용 위상반전 포토마스크.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 하나의 항에 기재된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크.
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| JPWO2019177116A1 (ja) * | 2018-03-15 | 2021-02-25 | 大日本印刷株式会社 | 大型フォトマスク |
| CN113009774A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 思而施技术株式会社 | 用于平板显示器中的相移空白掩膜和光掩膜 |
-
2016
- 2016-07-12 KR KR1020160088270A patent/KR20160129789A/ko not_active Application Discontinuation
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