KR20170010032A - Method of manufacturing a photomask, photomask, pattern transfer method and method of manufacturing a display device - Google Patents

Method of manufacturing a photomask, photomask, pattern transfer method and method of manufacturing a display device Download PDF

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KR20170010032A
KR20170010032A KR1020170006230A KR20170006230A KR20170010032A KR 20170010032 A KR20170010032 A KR 20170010032A KR 1020170006230 A KR1020170006230 A KR 1020170006230A KR 20170006230 A KR20170006230 A KR 20170006230A KR 20170010032 A KR20170010032 A KR 20170010032A
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노보루 야마구찌
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호야 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a photomask having a fine transfer pattern with high precision. The method comprises: a process for preparing a photomask blank having an underlayer film, a middle layer film, an upper layer film and a photoresist layer formed on a transparent substrate; a process for writing on the photoresist layer and pre-developing the same to form a first resist pattern; a pre-etching process for etching the upper layer film by using the first resist pattern as a mask, and etching the middle layer film by using the first resist pattern or the etched upper layer film as a mask; a process for performing additional development on the first resist pattern to form a second resist pattern; and an etching process for using the second resist pattern as a mask to perform an additional etch on the upper layer film, and using the etched middle layer film as a mask to etch the underlayer film.

Description

포토마스크의 제조 방법, 포토마스크, 패턴 전사 방법 및 표시 장치의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING A PHOTOMASK, PHOTOMASK, PATTERN TRANSFER METHOD AND METHOD OF MANUFACTURING A DISPLAY DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photomask manufacturing method, a photomask, a pattern transfer method, and a manufacturing method of a display device,

본 발명은 피전사체에의 패턴 전사에 이용하는 포토마스크의 제조 방법, 포토마스크, 그것을 사용한 패턴 전사 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask manufacturing method, a photomask, a pattern transfer method using the photomask, and a manufacturing method of a display device used for pattern transfer to a transfer target body.

액정 표시 장치로 대표되는 표시 장치의 제조에 있어서는, 보다 미세한 패턴을 형성함으로써, 화질이나 동작 성능의 향상을 도모하는 요구가 있다.BACKGROUND ART [0002] In the manufacture of a display device typified by a liquid crystal display device, there is a demand to improve image quality and operation performance by forming a finer pattern.

특허문헌 1에는, 차광막을 패터닝하고, i선에 대하여 180°의 위상차를 갖게 하는 막 두께의 위상 시프트층을, 차광막을 피복하도록 형성한 위상 시프트 마스크가 기재되어 있으며, 이에 의해 미세하면서 고정밀도의 패턴 형성이 가능해지는 것으로 하고 있다.Patent Document 1 discloses a phase shift mask in which a light-shielding film is patterned to form a phase shift layer having a thickness of 180 degrees with respect to an i-line so as to cover a light-shielding film, whereby a fine, So that pattern formation becomes possible.

특허문헌 2에는, 투명 기판 위에, 하층막, 상층막이 적층하여 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하고, 상층막의 위에 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상층막을 에칭하는 상층막 예비 에칭 공정과, 적어도 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여 하층막을 에칭하고, 하층막 패턴을 형성하는 하층막 패터닝 공정과, 적어도 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 상층막을 사이드 에칭하고, 상층막 패턴을 형성하는 상층막 패터닝 공정을 갖는 포토마스크의 제조 방법이 기재되어 있다.Patent Document 2 discloses an upper layer film preliminary etching step of preparing a photomask blank in which a lower layer film and an upper layer film are laminated on a transparent substrate and using the resist pattern formed on the upper layer film as a mask to etch the upper layer film, A lower layer film patterning step of forming a lower layer film pattern by etching the lower layer film using the film as a mask, and an upper layer film patterning step of side-etching the upper layer film by using at least the resist pattern as a mask, Is disclosed.

일본 특허공개 제2011-13283호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-13283 일본 특허공개 제2013-134435호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-134435

현재, 액정 표시 장치에는, VA(Vertical Alignment) 방식이나 IPS(In Plane Switching) 방식 등이 채용되어 있다. 이들 채용에 의해, 밝으면서 전력 절약임과 동시에, 고정밀, 고속 표시, 광시야각 등의 표시 성능의 향상이 요망되고 있다.At present, VA (Vertical Alignment) method or IPS (In Plane Switching) method is adopted for a liquid crystal display device. With these applications, improvement in display performance such as high precision, high-speed display, and wide viewing angle has been demanded while being bright and saving power.

예를 들어, 이 방식을 적용한 액정 표시 장치에 있어서, 화소 전극에, 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴 형상으로 형성한 투명 도전막이 적용되고, 표시 장치의 표시 성능을 높이기 위해서는, 이러한 패턴의 더욱더 미세화가 요청되고 있다. 예를 들어, 라인 앤드 스페이스 패턴의 피치폭 P(라인폭 L과 스페이스폭 S의 합계)를 6㎛에서 5㎛로, 나아가 5㎛에서 4㎛로 좁게 하는 것이 요망되고 있다. 이 경우, 라인 폭 L, 스페이스 폭 S는, 적어도 어느 한쪽이 3㎛ 미만으로 되는 경우가 많다. 예를 들어, L<3㎛, 혹은 L≤2㎛, 또는 S<3㎛, 혹은 S≤2㎛로 되는 경우가 적지 않다.For example, in a liquid crystal display device to which this method is applied, a transparent conductive film formed in a line-and-space (L / S) pattern shape is applied to the pixel electrode and in order to improve the display performance of the display device, Minification is being requested. For example, it is desired to narrow the pitch width P (the sum of the line width L and the space width S) of the line and space pattern from 6 탆 to 5 탆 and further from 5 탆 to 4 탆. In this case, at least one of the line width L and the space width S is often less than 3 mu m. For example, it is often the case that L < 3 mu m, or L &amp;le; 2 mu m, or S &lt;

한편, 액정 표시 장치나 EL(Electroluminescence) 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 「TFT」)로 설명하자면, TFT를 구성하는 복수의 패턴 중, 패시베이션층(절연층)에 형성된 콘택트 홀이, 절연층을 관통하고, 그 하층측에 있는 접속부에 도통하는 구성이 채용되어 있다. 이때, 상층측과 하층측의 패턴이 정확하게 위치 결정되면서, 콘택트 홀의 형상이 확실하게 형성되어 있지 않으면, 표시 장치의 올바른 동작이 보증되지 않는다. 그리고, 여기에서도, 표시 성능의 향상과 함께, 디바이스 패턴의 고집적화가 필요해져서 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 즉, 홀 패턴의 직경도, 3㎛를 하회하는 것이 필요해졌다. 예를 들어, 직경이 2.5㎛ 이하, 나아가서는, 직경이 2.0㎛ 이하인 홀 패턴이 필요해져서, 가까운 장래에 이것을 하회하는 1.5㎛ 이하의 직경을 갖는 패턴의 형성도 요망된다고 생각된다.In the case of a thin film transistor ("TFT") used in a liquid crystal display device or an EL (electroluminescence) display device, among the plurality of patterns constituting the TFT, a contact hole formed in the passivation layer , And a configuration is adopted in which the insulating layer penetrates through and connects to the connection portion on the lower layer side. At this time, if the patterns of the upper layer side and the lower layer side are accurately positioned and the shape of the contact hole is not reliably formed, the correct operation of the display device is not guaranteed. Also here, with the improvement of the display performance, high integration of the device pattern is required, and the pattern is required to be miniaturized. That is, the diameter of the hole pattern needs to be less than 3 탆. For example, it is considered that a hole pattern having a diameter of 2.5 占 퐉 or less, furthermore, a diameter of 2.0 占 퐉 or less is required, and a pattern having a diameter of 1.5 占 퐉 or less which is lower than this is desired in the near future.

이와 같은 배경으로부터, 라인 앤드 스페이스 패턴이나 콘택트 홀의 미세화에 대응할 수 있는 표시 장치 제조용 포토마스크의 요구가 높아지고 있다.From such a background, there is an increasing demand for a photomask for manufacturing a display device capable of coping with the miniaturization of line-and-space patterns and contact holes.

그런데, 반도체(LSI 등) 제조용 포토마스크의 분야에서는, 해상성을 얻기 위해서, 고 NA(Numerical Aperture)(예를 들어 0.2 이상)의 광학계와 함께, 위상 시프트 작용을 이용한 위상 시프트 마스크를 개발해 온 경위가 있다. 위상 시프트 마스크는, 단일 파장의, 파장이 짧은 광원(KrF나 ArF의 엑시머 레이저 등)과 함께 사용되고 있다. 이에 의해, 각종 소자 등의 고집적화 및 그에 수반되는 포토마스크의 패턴의 미세화에 대응하여 왔다.However, in the field of photomasks for manufacturing semiconductors (LSIs, etc.), in order to obtain resolution, a process of developing a phase shift mask using a phase shift action together with an optical system of a high NA (Numerical Aperture) . The phase shift mask is used together with a light source (such as KrF or ArF excimer laser) having a single wavelength and a short wavelength. As a result, high integration of various devices and the like and accompanying patterning of the photomask have been made possible.

그 한편, 표시 장치 제조용 리소그래피 분야에서는, 해상성 향상이나 초점 심도 확대를 위해, 상기와 같은 방법이 적용되는 것은, 일반적이지 않았다. 이 이유로서는, 표시 장치에 있어서 요구되는, 패턴의 집적도나 미세함이, 반도체 제조 분야만큼이 아니었음을 들 수 있다. 실제로, 표시 장치 제조용 노광 장치(일반적으로는 LCD 노광 장치, 혹은 액정 노광 장치 등으로서 알려짐)에 탑재되는 광학계나 광원도, 반도체 제조용의 것과는 달리, 해상성이나 초점 심도보다도, 생산 효율(예를 들어, 광원의 파장 영역을 넓혀서 큰 조사광량을 얻어, 생산 택트를 단축하는 등)이 중시되어 왔다.On the other hand, in the field of lithography for manufacturing display devices, it has not been general that the above-described method is applied to improve the resolution or the depth of focus. For this reason, it can be said that the degree of integration and fineness of the pattern, which is required for the display device, is not as much as the field of semiconductor manufacturing. Actually, an optical system and a light source mounted on an exposure apparatus for producing a display device (generally known as an LCD exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus) are also different from those used for semiconductor manufacturing in terms of production efficiency , Increasing the wavelength range of the light source to obtain a large amount of irradiated light, shortening the production tact, etc.).

포토마스크의 전사용 패턴이 미세화하면, 이것을 정확하게 피전사체(에칭 가공하려고 하는 박막 등, '피가공체'라고도 함)에 전사하는 공정의 실시는 곤란해진다. 표시 장치의 제조에 있어서의 전사의 공정에 현실적으로 사용되고 있는 전술한 노광 장치의 해상 한계는 3㎛ 정도이지만, 표시 장치에 필요한 전사용 패턴 중에는, 전술한 바와 같이, CD(Critical Dimension, 선폭)가 이미 이에 근접하거나, 혹은 이것을 하회하는 치수의 것이 필요해지고 있기 때문이다.When the transfer pattern of the photomask is made finer, it is difficult to carry out the step of accurately transferring the transferred pattern to a transfer target body (thin film to be etched, also referred to as a &quot; processed body &quot;). Although the resolution limit of the above-described exposure apparatus, which is practically used in the process of transfer in the manufacture of the display device, is about 3 mu m, among the transfer patterns necessary for the display device, It is necessary to have a dimension close to or below this value.

또한, 표시 장치 제조용 마스크는, 반도체 제조용 마스크에 비하여 면적이 크기 때문에, 실제 생산상, 3㎛ 미만의 CD를 갖는 전사용 패턴을 면 내 균일하게 전사함에는 큰 곤란이 있었다.In addition, since the mask for manufacturing a display device has a larger area than a mask for manufacturing a semiconductor, there is a great difficulty in uniformly transferring a transfer pattern having a CD of less than 3 mu m in the plane in actual production.

이와 같이 표시 장치 제조용 마스크를 사용한 것에는, 3㎛ 미만의 CD라는 미세한 패턴의 전사에는 곤란이 따르므로, 이제까지 반도체 장치 제조의 목적으로 개발되어 온, 해상성 향상을 위한 각종 방법을 표시 장치 제조의 분야에도 적용하는 것이 생각된다.In the case of using a mask for producing a display device as described above, it is difficult to transfer a fine pattern of CD of less than 3 mu m. Therefore, various methods for improving the resolution, which have been developed for the purpose of semiconductor device manufacturing so far, It is also considered to be applied to the field.

그러나, 표시 장치 제조에 상기한 방법을 그대로 적용함에는, 몇 가지의 문제가 있다. 예를 들어, 고 NA(개구수)를 갖는 고해상도의 노광 장치에의 전환에는, 큰 투자가 필요하게 되지만, 표시 장치의 가격을 올리는 것은 곤란하기 때문에, 큰 투자에 알맞은 수익이 얻어지기 어렵다는 문제가 있다. 또는, 노광 파장의 변경(ArF 엑시머 레이저와 같은 단파장을, 단일 파장으로 사용함)에 대해서는, 비교적 대면적을 갖는 표시 장치에의 적용이 곤란하거나, 제조 택트가 연장되기 쉬운 문제 외에, 역시 상당한 투자를 필요로 하는 점에서 적당치 못하다.However, there are several problems in applying the above-described method directly to the manufacture of display devices. For example, a large investment is required for switching to a high-resolution exposure apparatus having a high NA (numerical aperture). However, since it is difficult to raise the price of a display device, have. In addition to the problem that it is difficult to apply to a display device having a relatively large area or a manufacturing tact is liable to be prolonged, the change of the exposure wavelength (using a single wavelength such as an ArF excimer laser as a single wavelength) It is not suitable for what you need.

따라서, 표시 장치 제조용 포토마스크가 구비하는 전사용 패턴의 고안에 의해, 미세 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있으면, 매우 의의가 크다.Therefore, it is very significant if the transferability of the fine pattern can be improved by designing the transfer pattern provided in the photomask for manufacturing a display device.

단, 포토마스크의 전사용 패턴을 단순하게 미세화함으로써, FPD(Flat Panel Display)의 배선 패턴을 미세화하고, 그 선폭(CD) 정밀도를 얻는 것은 용이하지 않다.However, it is not easy to miniaturize the wiring pattern of the FPD (Flat Panel Display) and obtain the line width (CD) precision by simply miniaturizing the transfer pattern of the photomask.

특허문헌 1에 기재된 위상 시프트 마스크의 제조 방법은, 투명 기판 위의 차광층을 패터닝하여, 이 차광층을 피복하도록 투명 기판 위에 위상 시프트층을 형성하고, 이 위상 시프트층을 패터닝한다는 것이다. 특허문헌 1에 개시된 제조 공정을 도 1에 도시한다.In the method of manufacturing a phase shift mask described in Patent Document 1, a light shielding layer on a transparent substrate is patterned, a phase shift layer is formed on a transparent substrate so as to cover the light shielding layer, and the phase shift layer is patterned. The manufacturing process disclosed in Patent Document 1 is shown in Fig.

우선, 투명 기판(10) 위에 차광층(11)이 형성되고(도 1의 (A)), 이어서, 차광층(11) 위에 포토레지스트층(12)이 형성된다(도 1의 (B)).First, a light shielding layer 11 is formed on the transparent substrate 10 (Fig. 1A), and then a photoresist layer 12 is formed on the light shielding layer 11 (Fig. 1B) .

계속해서, 포토레지스트층(12)을 노광(묘화) 및 현상함으로써, 차광층(11) 위에 레지스트 패턴(12P1)이 형성된다(도 1의 (C)).Subsequently, the photoresist layer 12 is exposed and developed to form a resist pattern 12P1 on the light-shielding layer 11 (Fig. 1C).

레지스트 패턴(12P1)을 에칭 마스크로 하여 사용하고, 차광층(11)이 소정의 패턴 형상으로 에칭된다. 이에 의해, 투명 기판(10) 위에 소정 형상으로 패터닝된 차광층 패턴(11P1)이 형성된다(도 1의 (D)). 레지스트 패턴(12P1)을 제거한 후(도 1의 (E)), 위상 시프트층(13)이 형성된다. 위상 시프트층(13)은, 투명 기판(10) 위에 차광층 패턴(11P1)을 피복하도록 형성된다(도 1의 (F)).The resist pattern 12P1 is used as an etching mask, and the light shielding layer 11 is etched in a predetermined pattern shape. Thus, a light-shielding layer pattern 11P1 patterned in a predetermined shape is formed on the transparent substrate 10 (Fig. 1 (D)). After the resist pattern 12P1 is removed (FIG. 1E), the phase shift layer 13 is formed. The phase shift layer 13 is formed so as to cover the light shielding layer pattern 11P1 on the transparent substrate 10 (Fig. 1 (F)).

계속해서, 위상 시프트층(13) 위에 포토레지스트층(14)이 형성된다(도 1의 (G)). 이어서, 포토레지스트층(14)을 노광(묘화) 및 현상함으로써, 위상 시프트층(13) 위에 레지스트 패턴(14P1)이 형성된다(도 1의 (H)). 레지스트 패턴(14P1)을 에칭 마스크로 하여 사용하고, 위상 시프트층(13)이 소정의 패턴 형상으로 에칭된다. 이에 의해, 투명 기판(10) 위에 소정 형상으로 패터닝된 위상 시프트층 패턴(13P1)이 형성된다(도 1의 (I)).Subsequently, a photoresist layer 14 is formed on the phase shift layer 13 (FIG. 1 (G)). Subsequently, the photoresist layer 14 is exposed and developed to form a resist pattern 14P1 on the phase shift layer 13 (FIG. 1 (H)). The resist pattern 14P1 is used as an etching mask, and the phase shift layer 13 is etched to have a predetermined pattern shape. Thereby, a phase shift layer pattern 13P1 patterned in a predetermined shape is formed on the transparent substrate 10 ((I) of Fig. 1).

위상 시프트층 패턴(13P1)의 형성 후, 레지스트 패턴(14P1)은 제거된다(도 1의 (J)). 이상과 같이 하여, 차광층 패턴(11P1)의 주위에 위상 시프트층 패턴(13P1)이 형성된 위상 시프트 마스크(1)가 제조된다.After the formation of the phase shift layer pattern 13P1, the resist pattern 14P1 is removed (Fig. 1 (J)). As described above, the phase shift mask 1 in which the phase shift layer pattern 13P1 is formed around the light shielding layer pattern 11P1 is produced.

그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 이 방법에 의해 고정밀도의 포토마스크를 제조하려고 할 때, 이하와 같은 과제가 발생하는 경우가 있다. 즉, 포토레지스트층(12)의 노광(즉 제1 묘화 공정(도 1의 (C))과, 포토레지스트층(14)의 노광(즉 제2 묘화 공정(도 1의 (H))의 사이에 있어서, 서로의 정렬 어긋남을 제로로 하는 것은 불가능하다. 이로 인해, 차광층 패턴(11P1)과 위상 시프트층 패턴(13P1)의 사이에 정렬 어긋남이 발생해버리는 경우가 있다.However, according to the examination by the present inventors, when a photomask of high precision is to be manufactured by this method, the following problems may arise. 1C) and the exposure of the photoresist layer 14 (that is, between the second imaging process (FIG. 1 (H)) and the exposure of the photoresist layer 12 It is impossible to make the misalignment of the light-shielding layer pattern 11P1 and the phase-shifting layer pattern 13P1 zero. In this case, misalignment may occur between the light-blocking layer pattern 11P1 and the phase-shift layer pattern 13P1.

도 2는, 도 1의 (J)에 기재한 위상 시프트 마스크(1)의 부분 확대도(점선의 원으로 둘러싼 부분의 확대도)이다. 상기의 정렬 어긋남이 발생한 경우, 도 2에 도시한 치수 A와 치수 B가 서로 다르게 되어버린다. 즉, 선폭 방향에 있어서, 위상 시프트층의 기능이 비대칭으로 되어버린다. 경우에 따라서는, 이 패턴에 있어서, 선폭 방향의 한쪽에는 위상 시프트 효과가 강하게 나타나고, 다른 쪽에는 위상 시프트 효과가 거의 나타나지 않는 전사 상(像)(포토마스크를 투과한 광에 의한 광 강도 분포)이 발생해버리는 경우가 있다. 이러한 전사용 패턴을 갖는 포토마스크를 사용하여 표시 장치를 제조하면, 선폭의 제어가 상실되어, 정밀도가 높은 회로 패턴을 얻을 수 없게 되어버린다.2 is a partial enlarged view of the phase shift mask 1 shown in FIG. 1 (J) (an enlarged view of a portion surrounded by a circle in a dotted line). When the above-described misalignment occurs, the dimension A and the dimension B shown in Fig. 2 become different from each other. That is, in the line width direction, the function of the phase shift layer becomes asymmetric. In some cases, in this pattern, a phase shift effect appears strongly on one side in the line width direction and a transfer image (light intensity distribution due to light transmitted through the photomask) in which the phase shift effect hardly appears on the other side, May occur in some cases. When a display device is manufactured using a photomask having such a transfer pattern, the control of the line width is lost, and a circuit pattern with high precision can not be obtained.

일반적으로, FPD용 포토마스크의 제조에는, FPD용, 혹은 표시 장치 제조용으로서 제조된 묘화 장치이며, 주로 레이저를 묘화 광원으로 하는 것을 사용한다. 단, 이러한 묘화 장치에 있어서는, 1회의 묘화 공정 중에 발생하는 이상 좌표로부터의 어긋남 성분을 제로로 하는 것은 불가능하다. 이로 인해, 1회의 묘화 중에 나타나는 이상 좌표로부터의 어긋남 성분이, 복수의 묘화에 의한 중첩에 의해 합성되는 어긋남은, 최대 ±0.5㎛ 정도 발생해버리는 리스크가 있음이, 발명자의 검토에 의해 명백해졌다.Generally, a photomask for FPD is manufactured by FPD or a drawing apparatus manufactured for manufacturing a display device, and mainly uses a laser as a drawing light source. However, in such an image drawing apparatus, it is impossible to set the shift component from the abnormal coordinates occurring during one painting operation step to zero. As a result, it has been clarified by the inventors of the present invention that there is a risk that a deviation of a deviation component from an abnormal coordinate appearing during one rendering operation by a superimposition by a plurality of drawing operations causes a maximum of about ± 0.5 μm.

물론, 복수회의 포토리소그래피 공정을 거쳐서 제조되는 포토마스크에 있어서, 복수회의 패터닝을 공통의 얼라인먼트 마크 등을 참조하면서 행함으로써, 최대한 어긋남을 배제하는 노력을 행할 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 정렬 어긋남을 항상 0.5㎛ 이하로 하는 것은 용이하지 않다. 이러한 정렬 어긋남에 의한 선폭의 변동은, 미세 선폭(예를 들어 1.0㎛ 이하)의 패턴에 있어서는 매우 심각하고, 0.5㎛ 이하의 선폭을 갖는 패턴은 안정적으로 형성할 수 없는 상황으로 된다.Of course, in a photomask manufactured through a plurality of photolithography processes, it is possible to make an effort to exclude the maximum deviation by performing patterning a plurality of times with reference to a common alignment mark or the like. However, as described above, it is not always easy to make the misalignment be 0.5 mu m or less. This variation in line width due to misalignment is very serious in a pattern with a fine line width (for example, 1.0 탆 or less), and a situation in which a line having a line width of 0.5 탆 or less can not be stably formed.

그 한편, 전술한 이유에 의해, 미세한 CD 정밀도가 요구되는 포토마스크는 점점 요구가 높아져서, 이후로도 주목받는 것으로 되었다.On the other hand, a photomask requiring a fine CD precision due to the above-mentioned reason has become increasingly demanded, and has been attracting attention from now on.

특허문헌 2에는, 상기 과제를 해소하는 방법으로서, 1회의 묘화 공정에 의해 묘화한 레지스트 패턴을 사용하여, 2개의 막 패턴을 형성하는 방법을 제안하고 있다. 특허문헌 2의 공정을, 도 3에 도시한다.Patent Document 2 proposes a method of forming two film patterns by using a resist pattern drawn by a single drawing process as a method for solving the above problems. The process of Patent Document 2 is shown in Fig.

특허문헌 2의 방법에 의하면, 복수회의 포토리소그래피 공정에 의한 어긋남 성분을, 실질적으로 제로로 하는 것이 가능하다. 그러나, 상층막과 하층막의 사이에, 에칭 선택성이 필요하기 때문에, 막 소재의 선택에는 일정한 제약이 있다. 즉, 특허문헌 2에 있어서의 하층막의 재료는, 상층막의 에천트에 대하여 내성을 가질 필요가 있으며, 상층막의 재료는, 하층막의 에천트에 대하여 내성을 가질 것이 요망된다. 본 발명자는, 2개의 막 패턴을 형성하기 위한 막 재료에, 에칭 선택성의 제약이 없어 더 자유로운 막 재료의 선택을 행할 수 있음으로써, 나아가 우수한 전사 특성의 포토마스크가 얻어짐에 주목하고, 예의 검토를 행하였다.According to the method of Patent Document 2, it is possible to make the shift component by the photolithography process a plurality of times substantially zero. However, since etching selectivity is required between the upper layer film and the lower layer film, there is a certain limitation in selection of the film material. That is, the material of the lower layer film in Patent Document 2 needs to have resistance to the etchant of the upper layer film, and the material of the upper layer film is desired to have resistance to the etchant of the lower layer film. The present inventors have paid attention to the fact that a film material for forming two film patterns can be selected more freely without restriction of etching selectivity and further a photomask with excellent transfer characteristics can be obtained, .

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 미세하면서 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크, 그 제조 방법, 포토마스크를 사용한 패턴 전사 방법 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a photomask having a fine and high-precision transfer pattern, a method of manufacturing the same, a pattern transfer method using a photomask, and a method of manufacturing the display apparatus.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음의 구성을 갖는다.In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.

(구성 1)(Configuration 1)

투명 기판 위에, 전사용 패턴을 구비한 포토마스크의 제조 방법으로서,A manufacturing method of a photomask provided with a transfer pattern on a transparent substrate,

상기 투명 기판 위에, 하층막, 중간막 및 상층막을 적층하고, 또한 표면에 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,A step of laminating a lower layer film, an intermediate film and an upper layer film on the transparent substrate and preparing a photomask blank on which a photoresist film is formed,

상기 포토레지스트막에 묘화 및 예비 현상을 실시하여, 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,A step of forming a first resist pattern by performing drawing and preliminary development on the photoresist film;

상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 상층막을 에칭하고, 또한, 상기 제1 레지스트 패턴 또는 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 중간막을 에칭하는, 예비 에칭 공정과,Etching the upper film using the first resist pattern as a mask and using the first resist pattern or the upper film as an etching mask to etch the interlayer,

상기 제1 레지스트 패턴에 대하여, 추가 현상을 실시함으로써, 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,Forming a second resist pattern by subjecting the first resist pattern to further development;

상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막에 추가의 에칭을 실시하면서, 에칭된 상기 중간막을 마스크로 하여, 상기 하층막을 에칭하는, 후 에칭 공정Etching the lower layer film using the etched intermediate layer as a mask while performing the additional etching on the upper layer film using the second resist pattern as a mask,

을 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.Wherein the photomask further comprises a photoresist.

(구성 2)(Composition 2)

상기 하층막은, 상기 상층막의 에칭제에 의해 에칭되는 재료를 포함하고,Wherein the underlayer film includes a material which is etched by an etchant of the upper layer film,

상기 중간막은, 상기 상층막의 에칭제에 대하여, 에칭 내성을 갖는 재료를 포함하면서,Wherein the interlayer comprises a material having an etching resistance to the etching agent of the upper layer film,

상기 후 에칭 공정에 있어서는, 상기 상층막의 추가 에칭과 상기 하층막의 에칭이 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는, 상기 구성 1에 기재된 포토마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a photomask according to Claim 1, wherein in the post-etching step, additional etching of the upper layer film and etching of the lower layer film proceed simultaneously.

(구성 3)(Composition 3)

상기 후 에칭의 이후, 표면이 노출되어 있는 부분의 중간막을, 에칭 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 상기 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a photomask according to the above configuration 1 or 2, further comprising a step of etching away the intermediate film of the portion where the surface is exposed after the subsequent etching.

(구성 4)(Composition 4)

상기 하층막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광을 일부 투과하는 반투광막이며, 상기 상층막이, 상기 노광광을 차광하는 차광막인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 1 또는 2에 기재된 포토마스크의 제조 방법.The underlayer film is a semi-light-transmitting film partially transmitting exposure light used for exposure of the photomask, and the upper layer film is a light-shielding film shielding the exposure light. Gt;

(구성 5)(Composition 5)

상기 전사용 패턴은,Wherein the transfer pattern

상기 투명 기판의 표면이 노출된 투광부와,A transparent portion having a surface of the transparent substrate exposed,

상기 투명 기판 위에 적어도 차광막이 형성된 차광부와,A light shielding portion having at least a light shielding film formed on the transparent substrate,

상기 투명 기판 위에 적어도 상기 반투광막이 형성됨으로써 노광광을 일부 투과하면서, 상기 차광부의 에지에 인접하여 소정 폭으로 형성된 반투광부And a semi-transmissive portion formed adjacent to the edge of the light-shielding portion and having a predetermined width while partially transmitting the exposure light by forming at least the semitransparent film on the transparent substrate,

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 구성 4에 기재된 포토마스크의 제조 방법.The method of manufacturing a photomask according to Claim 4,

(구성 6)(Composition 6)

상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이, 1 내지 30%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이, 120 내지 240°인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 5에 기재된 포토마스크의 제조 방법.The semi-light-transmitting film has a transmittance of 1 to 30% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask, and a phase shift amount with respect to light of the representative wavelength is 120 to 240 ° Is formed on the entire surface of the photomask.

(구성 7)(Composition 7)

상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이, 1 내지 60%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이, 90°이하인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 5에 기재된 포토마스크의 제조 방법.Wherein the translucent film has a transmittance of 1 to 60% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask, and a phase shift amount with respect to light of the representative wavelength is 90 DEG or less. The method of manufacturing a photomask according to Structure 5 above.

(구성 8)(Composition 8)

투명 기판 위에, 차광부, 투광부, 및 반투광부를 포함하는 전사용 패턴이 형성된, 표시 장치 제조용 포토마스크로서,A photomask for manufacturing a display device, wherein a transfer pattern including a light-shielding portion, a light-projecting portion, and a translucent portion is formed on a transparent substrate,

상기 투광부는, 상기 투명 기판의 표면이 노출되어 이루어지고,Wherein the transparent portion is formed by exposing a surface of the transparent substrate,

상기 차광부는, 상기 투명 기판 위에, 하층막, 중간막, 및 상층막이, 상기 투명 기판측으로부터 이 순서로 적층되어 이루어지며,Wherein the shielding portion is formed by stacking a lower layer film, an intermediate film, and an upper layer film on the transparent substrate in this order from the transparent substrate side,

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에, 하층막이 형성되어 이루어지거나, 또는, 하층막과 중간막이 적층되어 이루어지면서, 상기 차광부의 에지에 인접하여 형성된 소정 폭 D(㎛)의 부분을 갖고, D≤1.0인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크.Wherein the translucent portion has a lower layer film formed on the transparent substrate or a portion of a predetermined width D (占 퐉) formed adjacent to an edge of the light-shielding portion while being laminated with a lower layer film and an intermediate film, &Lt; / = 1.0. &Lt; / RTI &gt;

(구성 9)(Composition 9)

상기 하층막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광을 일부 투과하는 반투광막이며,The lower layer film is a semi-light-transmitting film that partially transmits exposure light used for exposure of the photomask,

상기 상층막은, 상기 노광광을 차광하는 차광막이며,Wherein the upper layer film is a light-shielding film for shielding the exposure light,

상기 중간막은, 상기 상층막의 에칭제에 대하여, 에칭 내성을 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 구성 8에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크.The photomask for manufacturing a display device according to the above Configuration 8, wherein the interlayer includes a material having etching resistance to the etching agent of the upper layer film.

(구성 10)(Configuration 10)

상기 전사용 패턴에 있어서, 임의의 차광부가 갖는 2개의 대향하는 에지에 각각 인접하는 2개의 반투광부의 폭을, 각각 D1(㎛) 및 D2(㎛)로 할 때, D1과 D2의 차가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 8에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크.When the difference between D1 and D2 is 0.1 or less when the widths of two semi-light-transmitting portions adjacent to two opposing edges of an arbitrary light-shielding portion in the transfer pattern are D1 (占 퐉) and D2 (占 퐉) Wherein the photomask is a photomask.

(구성 11)(Configuration 11)

상기 하층막은, 상기 상층막의 에칭제에 의해 에칭되는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 구성 8에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크.The photomask for manufacturing the display device according to the above Structure 8, wherein the underlayer film includes a material which is etched by an etchant of the upper layer film.

(구성 12)(Configuration 12)

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에 반투광막이 형성되어 이루어지고, 상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이, 1 내지 30%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이, 150 내지 210°인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 8에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크.Wherein the semi-light-transmitting portion has a transmittance of 1 to 30% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask, And the amount of phase shift relative to the light of the wavelength is 150 to 210 DEG.

(구성 13)(Composition 13)

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에 반투광막이 형성되어 이루어지고, 상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이, 2 내지 60%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이, 90°이하인 것을 특징으로 하는, 상기 구성 8에 기재된 표시 장치 제조용 포토마스크.Wherein the semi-light-transmitting portion has a transmittance of 2 to 60% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask, Wherein the phase shift amount with respect to the light of the wavelength is 90 DEG or less.

(구성 14)(Composition 14)

상기 구성 8 내지 13 중 어느 하나에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,A step of preparing the photomask according to any one of Structures 8 to 13,

노광 장치를 사용하여, 피전사체 위에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는, 패턴 전사 방법.And transferring the transfer pattern onto a transfer target body using an exposure apparatus.

(구성 15)(Composition 15)

상기 구성 8 내지 13 중 어느 하나에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,A step of preparing the photomask according to any one of Structures 8 to 13,

노광 장치를 사용하여, 피전사체 위에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는, 표시 장치의 제조 방법.And transferring the transfer pattern onto a transfer target body using an exposure apparatus.

본 발명에 의하면, 미세하면서 고정밀도의 전사용 패턴을 구비하는 포토마스크, 그 제조 방법, 포토마스크를 사용한 패턴 전사 방법, 및 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a photomask having a fine and high-precision transfer pattern, a method of manufacturing the same, a pattern transfer method using a photomask, and a method of manufacturing a display device.

도 1은 종래의 포토마스크의 제조 방법 1
도 2는 도 1의 (J)의 부분 확대도
도 3은 종래의 포토마스크의 제조 방법 2
도 4는 본 발명의 포토마스크의 제조 방법
도 5는 본 발명의 포토마스크의 제조 방법
도 6은 본 발명의 포토마스크의 전사용 패턴(라인 앤드 스페이스 패턴)
도 7은 본 발명의 포토마스크의 전사용 패턴(홀 패턴)
도 8은 종래의 제조 방법에 의한 전사용 패턴(라인 앤드 스페이스 패턴)
도 9는 종래의 제조 방법에 의한 전사용 패턴(홀 패턴)
도 10은 본 발명의 포토마스크(제1 포토마스크)
도 11은 본 발명의 포토마스크(제2 포토마스크)
도 12는 바이너리 마스크
도 13은 본 발명의 위상 시프트 마스크의 전사용 패턴(라인 앤드 스페이스 패턴)
도 14는 도 13의 전사용 패턴에 의한, 투과광의 광 강도 분포 곡선
도 15는, 본 발명의 투과 보조형 포토마스크의 전사용 패턴(라인 앤드 스페이스 패턴)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional photomask manufacturing method 1
Fig. 2 is a partial enlarged view of Fig. 1 (J)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional photomask manufacturing method 2
FIG. 4 is a view showing a method of manufacturing a photomask according to the present invention
5 is a view showing a method of manufacturing a photomask of the present invention
6 is a view showing a transfer pattern (line and space pattern) of the photomask of the present invention,
FIG. 7 is a view showing a transfer pattern (hole pattern) of the photomask of the present invention,
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the transfer pattern (line and space pattern)
FIG. 9 is a view showing a transfer pattern (hole pattern)
10 is a schematic view of a photomask (first photomask)
11 is a schematic view showing a photomask (second photomask)
12 is a cross-
13 is a view showing a transfer pattern (line and space pattern) of the phase shift mask of the present invention,
FIG. 14 is a graph showing the distribution of the light intensity distribution of transmitted light by the transfer pattern of FIG.
Fig. 15 is a graph showing the transfer pattern (line and space pattern) of the transmission auxiliary photomask of the present invention,

본 발명의 포토마스크는, 투명 기판 위에 전사용 패턴을 구비하고 있다. 전사용 패턴은, 예를 들어 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 차광부(102), 투광부(103), 반투광부(101a, 101b)를 포함하는 것으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 포토마스크(100)의 단면을 도 10과 도 11에 예시한다.The photomask of the present invention has a transfer pattern on a transparent substrate. The transfer pattern may include the light shielding portion 102, the transparent portion 103, and the translucent portions 101a and 101b, as shown in Figs. 6 and 7, for example. 10 and 11 illustrate cross sections of the photomask 100 of the present invention.

즉, 투명 기판 위에, 차광부, 투광부 및 반투광부를 포함하는 전사용 패턴이 형성된, 표시 장치 제조용 포토마스크로서,That is, as a photomask for manufacturing a display device in which a transfer pattern including a light-shielding portion, a light-projecting portion, and a translucent portion is formed on a transparent substrate,

상기 투광부는, 상기 투명 기판의 표면이 노출되어 이루어지고,Wherein the transparent portion is formed by exposing a surface of the transparent substrate,

상기 차광부는, 상기 투명 기판 위에, 하층막, 중간막, 및 상층막이, 상기 투명 기판측으로부터 이 순서로 적층되어 이루어지며,Wherein the shielding portion is formed by stacking a lower layer film, an intermediate film, and an upper layer film on the transparent substrate in this order from the transparent substrate side,

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에, 하층막이 형성되어 이루어지거나, 또는, 하층막과 중간막이 적층되어 이루어지면서, 상기 차광부의 에지에 인접하여 형성된 소정 폭 D(㎛)의 부분을 갖는다.The semi-transparent portion has a lower layer film formed on the transparent substrate or a portion of a predetermined width D (占 퐉) formed adjacent to an edge of the light-shielding portion while being laminated with a lower layer film and an intermediate film.

바람직하게는,Preferably,

상기 하층막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광을 일부 투과하는 반투광막이며,The lower layer film is a semi-light-transmitting film that partially transmits exposure light used for exposure of the photomask,

상기 상층막이, 상기 노광광을 차광하는 차광막이며,Wherein the upper layer film is a light-shielding film for shielding the exposure light,

상기 중간막은, 상기 상층막의 에칭제에 대하여, 에칭 내성을 갖는 재료를 포함한다.The interlayer includes a material having an etching resistance to the etchant of the upper layer film.

본 발명의 포토마스크의 제조 방법에 대하여, 이하에, 도 4, 도 5를 이용하여 설명한다.The method of manufacturing the photomask of the present invention will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

(도 4의 포토마스크의 제조 방법)(Manufacturing method of photomask of Fig. 4)

본 발명의 포토마스크의 제조 방법 중, 하나의 방법에 관하여, 도 4를 이용하여 공정순으로 설명한다.One of the methods of manufacturing the photomask of the present invention will be described in the order of steps with reference to FIG.

도 4의 (A)4 (A)

우선, 포토마스크 블랭크를 준비한다. 이것은 투명 기판(10) 위에 하층막(20), 중간막(30), 상층막(40)을 적층시키고, 또한 최표면에 포토레지스트막(50)을 형성한 것이다.First, a photomask blank is prepared. The lower layer film 20, the intermediate film 30 and the upper layer film 40 are laminated on the transparent substrate 10 and the photoresist film 50 is formed on the uppermost surface.

여기서, 투명 기판(10)으로서는, 표면을 연마한 석영 유리 기판 등이 사용된다. 크기는 특별히 제한되지 않으며, 그 마스크를 사용하여 노광하는 기판(예를 들어 표시 장치용 기판 등)이나, 용도에 따라서 적절히 선정된다. 예를 들어 1변 300㎜ 이상의 직사각형 기판이 사용된다.Here, as the transparent substrate 10, a quartz glass substrate having its surface polished is used. The size is not particularly limited, and is appropriately selected according to the substrate (for example, a substrate for a display device or the like) to be exposed using the mask and the use. For example, a rectangular substrate 300 mm or more on one side is used.

또한, 이 형태에서는, 하층막(20)은, 포토마스크를 노광할 때 사용하는 노광광의 일부를 투과하는, 반투광막으로 한다. 이 반투광막에 대해서는 다시 후술한다. 반투광막의 막 두께는, 예를 들어 50 내지 2000Å으로 할 수 있다.Further, in this embodiment, the lower layer film 20 is a semi-light-transmitting film which transmits a part of the exposure light used when the photomask is exposed. This semitransparent film will be described later again. The film thickness of the semitransparent film may be, for example, 50 to 2000 angstroms.

또한, 상층막(40)은, 단독으로 상기 노광광을 실질적으로 차광하거나, 또는, 포토마스크로 되었을 때, 다른 막과 적층함으로써 차광하는, 차광막으로 할 수 있다. 이 차광막에 대해서도, 다시 후술한다. 차광막의 막 두께는, 예를 들어 500 내지 2000Å으로 할 수 있다.The upper layer film 40 can be a light-shielding film that shields the exposure light by substantially shielding it, or when it becomes a photomask, by laminating it with another film. The light shielding film will be described later again. The thickness of the light-shielding film may be, for example, 500 to 2000 Å.

여기서, 하층막(20)과 상층막(40)의 에칭 특성에, 특별히 제약은 없다. 단, 하층막(20)은, 상층막(40)의 에칭제에 의해 에칭되는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 하층막(20)과 상층막(40)은 공통의 에칭제에 의해 에칭되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상층막(40)과 하층막(20)은, 공통의 금속을 함유하는 막으로 할 수 있다. 본 형태에서는, 예로서 어느 것이나 Cr을 함유하는 막을 사용한 형태로 설명한다.Here, the etching characteristics of the lower film 20 and the upper film 40 are not particularly limited. However, it is preferable that the lower layer film 20 includes a material which is etched by the etching agent of the upper layer film 40. That is, it is preferable that the lower layer film 20 and the upper layer film 40 are etched by a common etching agent. For example, the upper layer film 40 and the lower layer film 20 can be a film containing a common metal. In the present embodiment, any of them will be described using a film containing Cr.

한편, 중간막(30)은, 상층막(40) 및 하층막(20) 중 적어도 한쪽의 에칭제에 대하여, 에칭 내성을 갖는 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상층막(40) 및 하층막(20)의 양쪽에 대하여 에칭 선택성을 갖는 재료를 포함하는 것으로 한다(이 경우, 중간막(30)을 '에칭 스토퍼막'이라고도 함). 본 형태에서는, 중간막(30)은, Cr 이외의 원소에 의해 구성된다. 중간막(30)의 막 두께는, 예를 들어 10 내지 500Å, 보다 바람직하게는 25 내지 200Å으로 할 수 있다.On the other hand, it is preferable that the intermediate film 30 includes a material having etching resistance to at least one of the upper film 40 and the lower film 20. [ Preferably, the upper layer film 40 and the lower layer film 20 include a material having an etching selectivity (in this case, the intermediate film 30 is also referred to as an &quot; etching stopper film &quot;). In this embodiment, the interlayer 30 is composed of elements other than Cr. The film thickness of the interlayer 30 may be, for example, 10 to 500 angstroms, and more preferably 25 to 200 angstroms.

상층막(40)의 위에는, 포토레지스트막(50)(이하, '레지스트막', 또는 '레지스트'라고도 함)이 도포에 의해 형성되어 있다. 포토레지스트막(50)의 막 두께는, 예를 들어 8000 내지 10000Å으로 할 수 있다. 여기에서는, 포지티브형의 포토레지스트막을 사용한 경우에 대하여 설명한다.A photoresist film 50 (hereinafter also referred to as a resist film or a resist) is formed on the upper layer film 40 by application. The film thickness of the photoresist film 50 may be, for example, 8000 to 10000 angstroms. Here, a case where a positive type photoresist film is used will be described.

도 4의 (B)4 (B)

다음으로, 상기 포토마스크 블랭크를 묘화 장치에 세트하여, 소정의 패턴을 묘화한다. 묘화 장치는, FPD 마스크용의 것을 사용하고, 레이저 묘화를 적용한다. 그 후, 레지스트막(50)을 현상한다. 현상제로서는, 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 KOH, NaOH와 같은 무기의 알칼리성 현상제를 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 이 현상에 의해 형성되는 제1 레지스트 패턴(50P1)은, 후단에서 다시 추가 현상함으로써 형상 변화를 실시하는 것이기 때문에, 도 4의 (B)의 단계에서의 현상을 예비 현상이라고도 한다.Next, the photomask blank is set in the drawing apparatus, and a predetermined pattern is drawn. The drawing apparatus uses an FPD mask, and applies laser imaging. Thereafter, the resist film 50 is developed. As the developer, known ones can be used, and for example, inorganic alkaline developers such as KOH and NaOH can be suitably used. Further, since the first resist pattern 50P1 formed by this development is subjected to the shape change by further developing at the subsequent stage, the phenomenon at the step of FIG. 4B is also referred to as a preliminary phenomenon.

도 4의 (C)4 (C)

예비 현상에 의해 형성된 제1 레지스트 패턴(50P1)을 마스크로 하여, 상층막용 에칭제를 사용하여, 상층막(40)을 에칭한다(예비 에칭 1). 에칭은 드라이 에칭이어도 웨트 에칭이어도 좋지만, 본 형태에서는 웨트 에칭을 적용한다. 이 제1 레지스트 패턴(50P1)은, 후속 공정에 있어서, 다시 형상을 변화시켜서 제2 레지스트 패턴(50P2)으로 한 후에 다시 마스크로 하여 사용하기 때문에, 에칭에 의한 레지스트 패턴의 손상이나 막 감소가 거의 발생하지 않은 웨트 에칭은 유리하게 적용할 수 있다.Using the first resist pattern 50P1 formed by the preliminary development as a mask, the upper layer film 40 is etched (preliminary etching 1) by using an etchant for the upper layer film. The etching may be dry etching or wet etching, but wet etching is applied in this embodiment. Since the first resist pattern 50P1 is used again as a mask after the second resist pattern 50P2 is formed by changing the shape again in the subsequent process, the damage or film reduction of the resist pattern by etching is hardly observed Wet etch that does not occur can be advantageously applied.

도 4의 (D)4 (D)

계속해서, 중간막 에칭용 에칭제를 사용하여, 중간막(30)을 에칭한다(예비 에칭 2). 이 에칭도 드라이 에칭이어도 웨트 에칭이어도 좋지만, 웨트 에칭이 보다 바람직하다. 드라이 에칭을 적용하는 경우에는, 제1 레지스트 패턴(50P1)이 마스크로 되지만, 여기에서는 웨트 에칭을 적용하므로, 에칭된 상층막(40)이 마스크로 된다. 이에 의해, 하층막의 일부가 노출된다.Subsequently, the interlayer 30 is etched using the etching agent for interlayer etching (preliminary etching 2). This etching may be either dry etching or wet etching, but wet etching is more preferable. In the case of applying dry etching, the first resist pattern 50P1 serves as a mask, but since the wet etching is applied here, the etched upper layer film 40 becomes a mask. As a result, a part of the lower layer film is exposed.

도 4의 (E)4 (E)

계속해서, 제1 레지스트 패턴(50P1)에 대하여, 추가 현상을 실시함으로써, 제2 레지스트 패턴(50P2)을 형성한다. 예비 현상의 단계에서는, 충분히 감광한 레지스트가 현상에 의해 용출되어, 제1 레지스트 패턴(50P1)이 형성되었지만, 그 에지 부분은, 현상의 임계값에 도달하지 않은 불충분한 광량의 노광을 받고 있다. 이 불충분한 노광은, 제1 레지스트 패턴(50P1)의 에지를 따라서 일정한 폭으로 발생하고 있는 것을 이용하여, 추가 현상을 행함으로써, 일정한 치수 D(㎛)만큼, 제1 레지스트 패턴(50P1)의 에지 부분을 후퇴시킬 수 있다. 후퇴시키는 폭(즉 제1 레지스트 패턴(50P1)의 소실하는 폭) D(㎛)는, 1(㎛) 이하, 보다 바람직하게는, 0.1 내지 1(㎛)인 경우에, 본 발명의 효과가 현저하다. 이에 의해, 제1 레지스트 패턴(50P1)에 피복되어 있던 상층막(40)의 에지 부분이 D(㎛)의 폭으로 노출된다.Subsequently, the second resist pattern 50P2 is formed by further developing the first resist pattern 50P1. In the preliminary development step, the fully-exposed resist is eluted by development and the first resist pattern 50P1 is formed, but the edge portion is exposed to an insufficient amount of light which does not reach the threshold of development. This insufficient exposure is performed by using an edge of the first resist pattern 50P1 which is generated with a constant width and by further developing the edge of the first resist pattern 50P1 by a predetermined dimension D The part can be retracted. The effect of the present invention is remarkable when the width (D) (the width of the first resist pattern 50P1 disappearing) D (mu m) is 1 mu m or less, more preferably 0.1 to 1 mu m, Do. Thus, the edge portion of the upper layer film 40 covered with the first resist pattern 50P1 is exposed at a width of D (占 퐉).

본 형태에서는, 제1 레지스트 패턴(50P1)의 에지로부터 D=0.5㎛만큼의 레지스트를 용출시켜서, 에지를 후퇴시킨다. 이것은, 최종적으로 완성된 포토마스크에 있어서, 그 전사용 패턴의, 차광부의 주연 부분에 인접하는, 폭 0.5㎛의 반투광부를 포함하는 가장자리 부분('림'이라고도 함)을 형성하고자 하는 경우이다.In this embodiment, the resist of D = 0.5 占 퐉 is eluted from the edge of the first resist pattern 50P1 to retreat the edge. This is a case in which, in the finally completed photomask, an edge portion (also referred to as a rim) including a half-transparent portion with a width of 0.5 m adjacent to the peripheral portion of the light-shielding portion of the transfer pattern is formed .

림의 폭을 제어하기 위해서는, 추가 현상의 진행 속도를 미리 파악하고, 얻고자 하는 포토마스크의 설계로부터 결정된, 반투광부의 폭에 맞춰서 현상 시간을 조정하면 된다.In order to control the width of the rim, it is necessary to grasp the progress speed of the further development in advance and adjust the development time according to the width of the semi-light-projected portion determined from the design of the photomask to be obtained.

또한, 추가 현상을 실시함에 있어서, 제1 레지스트 패턴(50P1)의 표층 부분에 난용화층이 형성되어 있으며, 이것이 추가 현상의 지장이 되는 경우에는, 오존수나, 플라즈마 애싱에 의해, 제1 레지스트 패턴(50P1)의 극히 얕은 표층 부분만을 제거하는 처리를 실시하여도 된다.In addition, when the additional development is carried out, a refractory layer is formed on the surface layer portion of the first resist pattern 50P1. When this becomes a hindrance to further development, the first resist pattern 50P1 is formed by ozone water or plasma ashing, A process of removing only the extremely shallow surface layer portion of the surface 50P1 may be performed.

도 4의 (F)4 (F)

형성된 제2 레지스트 패턴(50P2)을 마스크로 하여, 다시 상층막용 에칭제를 사용하여 에칭을 행한다. 이에 의해, 상층막(40)의 에지 부분의 D(㎛) 상당의 폭이 에칭 제거되고, 이 제거된 부분에 피복되어 있던 중간막(30)의 에지 부분이 노출된다.Using the second resist pattern 50P2 thus formed as a mask, etching is again performed using an etching agent for the upper layer film. As a result, the width corresponding to D (占 퐉) of the edge portion of the upper layer film 40 is etched away, and the edge portion of the intermediate film 30 covered with the removed portion is exposed.

또한, 전술한 예비 에칭에 의해 노출된, 하층막(20)의 노출 부분을 에칭 제거한다.In addition, the exposed portion of the lower layer film 20 exposed by the above-described preliminary etching is etched away.

이와 같이 상층막(40)을 추가 에칭하고, 또한 하층막(20)의 노출 부분을 에칭하는 공정을, 전술한 예비 에칭에 반하여 후 에칭이라 한다.The step of further etching the upper layer film 40 and etching the exposed portion of the lower layer film 20 is referred to as post-etching in contrast to the preliminary etching described above.

또한, 후 에칭에 있어서도, 드라이 에칭, 웨트 에칭 중 어느 것을 적용하여도 좋지만, 웨트 에칭을 적용하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 상층막(40)에 의해 피복되어 있던 중간막(30)의 에지 부분이, D(㎛)의 폭으로 노출된다. 또한, 하층막(20)에 피복되어 있던 투명 기판(10)의 표면이, 일부 노출된다. 이와 같이, 투광부(103), 차광부(102), 반투광부(101a, 101b)가 형성된다.Also in the subsequent etching, any of dry etching and wet etching may be applied, but it is more preferable to apply wet etching. As a result, the edge portion of the intermediate film 30 covered by the upper layer film 40 is exposed at a width of D (占 퐉). Further, the surface of the transparent substrate 10 covered with the lower layer film 20 is partially exposed. Thus, the transparent portion 103, the shielding portion 102, and the translucent portions 101a and 101b are formed.

후 에칭 공정에 있어서는, 상기 제2 레지스트 패턴(50P2)을 마스크로 하여, 상층막(40)에 추가의 에칭을 실시한 후에, 에칭된 상기 중간막(30)을 마스크로 하여, 하층막(20)을 에칭하여도 되며, 또한, 그 반대이어도 된다. 단, 상층막(40)과 하층막(20)의 재료를, 동일한 에칭제에 의해 에칭 가능한 재료로 하고, 이 2개의 막에 대하여 동시에 에칭을 진행시키는 것이 바람직하다(도 4의 (F)에 점선의 동그라미로 나타냄).In the post-etching process, the upper film 40 is further etched using the second resist pattern 50P2 as a mask, and then the lower film 20 is etched using the etched intermediate film 30 as a mask. Etching may be performed, or vice versa. It is preferable that the material of the upper layer film 40 and the lower layer film 20 is made of a material which can be etched by the same etching agent and the etching is proceeded simultaneously for these two films (FIG. 4 (F) Indicated by a dotted circle).

즉, 본 발명의 방법에 의하면, 상층막(40)과 하층막(20)의 상호 에칭 특성이 서로 다른(서로 에칭 선택성이 있는) 경우뿐만 아니라, 에칭 특성이 공통인 경우에 있어서도, 지장없이 패터닝이 가능하며, 또한 효율적으로 패터닝을 행할 수 있다.That is, according to the method of the present invention, not only when the etching characteristics of the upper layer film 40 and the lower layer film 20 are different from each other (having mutual etching selectivity) but also when the etching characteristics are common, And patterning can be performed efficiently.

도 4의 (G)4 (G)

계속해서, 제2 레지스트 패턴(50P2)을 박리하면, 도 11에 도시한, 본 발명의 포토마스크(100)가 완성된다.Subsequently, when the second resist pattern 50P2 is peeled off, the photomask 100 of the present invention shown in Fig. 11 is completed.

이 포토마스크(100)는, 투명 기판(10)이 노출되어 투광부(103)를 이루고, 투명 기판(10) 위에 하층막(20)과 중간막(30)이 적층하여 반투광부(101a, 101b)를 이루고, 투명 기판(10) 위에 하층막(20), 중간막(30), 및 상층막(40)이 적층하여, 차광부(102)를 이루는 것으로 된다.The photomask 100 is formed by stacking a lower layer film 20 and an intermediate film 30 on a transparent substrate 10 to form translucent portions 101a and 101b on the transparent substrate 10, And the lower layer film 20, the intermediate film 30 and the upper layer film 40 are laminated on the transparent substrate 10 to form the light shielding portion 102. [

도 4의 (H)4 (H)

또한, 이 후, 중간막용 에칭제를 적용하고, 나아가 중간막(30)의 노출 부분을 에칭 제거할 수 있다. 이에 의해, 도 10에 도시한, 본 발명의 포토마스크(100)가 완성된다.Thereafter, an etchant for an interlayer film may be applied, and further, an exposed portion of the interlayer 30 may be etched away. Thereby, the photomask 100 of the present invention shown in Fig. 10 is completed.

이 포토마스크(100)는, 투명 기판(10)이 노출되어 투광부(103)를 이루고, 투명 기판(10) 위에 하층막(20)이 형성되어 반투광부(101a, 101b)를 이루며, 투명 기판(10) 위에 하층막(20), 중간막(30), 및 상층막(40)이 적층하여, 차광부(102)를 이루는 것으로 된다.The photomask 100 is formed by exposing the transparent substrate 10 to form a transparent portion 103 and forming a lower layer film 20 on the transparent substrate 10 to form translucent portions 101a and 101b, The lower layer film 20, the intermediate film 30 and the upper layer film 40 are laminated on the substrate 10 to form the light shielding portion 102. [

도 5의 포토마스크의 제조 방법The manufacturing method of the photomask of Fig. 5

다음으로, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법 중, 다른 방법에 관하여, 도 5를 이용하여 설명한다.Next, another method of manufacturing the photomask of the present invention will be described with reference to FIG.

도 5에 있어서는 (A) 내지 (F)까지가, 도 4와 마찬가지이다.5 (A) to (F) are the same as those in Fig.

단, 도 4의 (G)에서는, 제2 레지스트 패턴(50P2)을 박리하는 것에 반하여, 도 5의 (G')에서는, 중간막용 에칭제를 사용하여 중간막(30)의 에칭을 행한다. 계속해서, 제2 레지스트 패턴(50P2)의 박리를 행한다(도 5의 (H')). 이 방법에 의해, 도 10에 도시한, 본 발명의 포토마스크(100)가 완성된다.4 (G), the second resist pattern 50P2 is peeled off, whereas in (G ') of FIG. 5, the intermediate film 30 is etched using an etchant for an interlayer film. Then, the second resist pattern 50P2 is peeled off ((H ') in FIG. 5). By this method, the photomask 100 of the present invention shown in Fig. 10 is completed.

본 발명의 포토마스크에 대하여 다시 설명한다.The photomask of the present invention will be described again.

하층막은, 본 실시 형태의 포토마스크를 노광 장치에 탑재하여 노광할 때, 그 노광광을 일부 투과하는 반투광막인 것이 바람직하다.It is preferable that the undercoat film is a translucent film that partially transmits the exposure light when the photomask of the present embodiment is mounted on an exposure apparatus and exposed.

하층막 단독으로(도 10의 포토마스크), 또는 하층막과 중간막의 적층으로(도 11의 포토마스크), 원하는 노광광의 투과율과, 위상 시프트량을 갖는 것이 바람직하다.It is preferable to have a desired exposure light transmittance and a phase shift amount in a single layer film (photomask in Fig. 10) or in a lamination of a lower layer film and an interlayer film (photomask in Fig. 11).

한편, 상층막은, 단독으로, 또는 하층막이나 중간막과의 적층으로, 노광광을 실질적으로 차광하는, 차광막으로 할 수 있다. 상층막은, 바람직하게는 단독으로 광학 농도 OD(Optical Density) 3 이상을 가질 수 있다.On the other hand, the upper layer film can be a light-shielding film that substantially shields exposure light, alone or in lamination with a lower layer film or an interlayer film. The upper layer film may preferably have an optical density OD (Optical Density) of 3 or more.

하층막과 상층막은, 공통의 에칭제에 의해 에칭되는 것이면 바람직하다. 이로 인해, 하층막과 상층막은, 예를 들어 동일한 금속을 함유하는 막으로 할 수 있다. 동일한 금속은, 크롬, 탄탈륨, 텅스텐, 몰리브덴 등으로부터 선택할 수 있다.It is preferable that the lower layer film and the upper layer film are etched by a common etching agent. For this reason, the lower layer film and the upper layer film may be, for example, films containing the same metal. The same metal may be selected from chromium, tantalum, tungsten, molybdenum, and the like.

하층막의 구체적인 재료를 예시하면, Cr 화합물(Cr의 산화물(CrOx), 질화물(CrNx), 탄화물(CrCx), 산화질화물(CrOxNy), 질화탄화물(CrCxNy), 산화탄화물(CrOxCy), 산화질화탄화물(CrOxNyCz), 불화물(CrFx) 등), Si 화합물(SiO2, SOG), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 산질화물 등) 등을 예로 들 수 있다.Specific examples of the material of the lower layer film include a Cr compound (Cr oxide (CrOx), nitride (CrNx), carbide (CrCx), oxynitride (CrOxNy), nitride carbide (CrCxNy), oxycarbide (CrOxCy) CrOxNyCz), fluoride (CrFx), etc.), and the like are exemplified Si compound (SiO 2, SOG), a metal silicide compound (TaSi, MoSi, WSi, etc. or their nitrides, oxynitride).

한편, 상층막의 재료는, 크롬, 몰리브덴 외에, 상기 하층막과 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다.On the other hand, in addition to chromium and molybdenum, the same material as the lower layer film can be used as the material of the upper layer film.

상기의 재료를 사용함으로써, 하층막을 반투광막, 상층막을 차광막으로 할 수 있다.By using the above materials, the semi-light-transmitting film and the upper film can be used as the light-shielding film for the lower layer film.

바람직하게는, 하층막(반투광막)과 상층막(차광막)이 모두 Cr을 함유하는 재료로 형성된다.Preferably, the lower film (semitransparent film) and the upper film (light-shielding film) are both formed of a material containing Cr.

Cr을 함유하는 막의 에칭에는, 크롬용 에천트로서 알려진 질산제2세륨암모늄을 포함하는 에칭액을 사용할 수 있다. 드라이 에칭을 적용하는 경우에는, 염소계 가스의 에칭 가스를 사용할 수 있다.For etching the film containing Cr, an etching solution containing ceric ammonium nitrate known as an etchant for chromium may be used. When dry etching is applied, an etching gas of chlorine gas can be used.

막의 재료가 금속 실리사이드, 예를 들어 MoSi계의 재료인 경우에는, 불화 수소산, 규불화수소산, 불화수소암모늄 등의 불소 화합물에, 과산화수소, 질산, 황산 등의 산화제를 첨가한 에칭액을 사용할 수 있다. 또한, 불소계의 에칭 가스를 사용한 드라이 에칭을 적용하여도 무방하다.When the material of the film is a metal silicide, for example, a MoSi-based material, an etching solution obtained by adding an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, nitric acid or sulfuric acid to a fluorine compound such as hydrofluoric acid, hydrofluoric acid or ammonium hydrogen fluoride can be used. Dry etching using a fluorine-based etching gas may also be applied.

상층막, 중간막 및 하층막은, 적층한 상태에서, 노광광을 실질적으로 투과하지 않은(광학 농도 OD가 3 이상) 것으로 하는 것이 바람직하지만, 포토마스크(100)의 용도에 따라서는, 노광광의 일부를 투과하는(예를 들어 투과율≤20%) 것으로 할 수도 있다. 본 발명에 있어서는, 일례로서, 상층막(40)은 광학 농도(OD) 3 이상의 차광막이며, 하층막(20)은 노광광을 일부 투과하는 반투광막인 것으로 하여 설명한다. 또한, 하층막(20)의 바람직한 투과율 범위, 및 위상 시프트 특성에 대해서는 후술한다.It is preferable that the upper layer film, the intermediate layer and the lower layer film be substantially transparent (optical density OD = 3 or more) in the laminated state, but depending on the use of the photomask 100, (For example, transmittance &amp;le; 20%). In the present invention, it is assumed that the upper layer film 40 is a light shielding film having an optical density (OD) 3 or more, and the lower layer film 20 is a semi-light transmitting film partially transmitting exposure light. The preferable transmittance range of the lower layer film 20 and phase shift characteristics will be described later.

또한, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 상기의 상층막, 중간막 및 하층막 외에, 이들의 상, 하 또는 사이에, 다른 막이 형성되어도 된다. 예를 들어, 상층막의 위에 반사 방지 기능을 갖는 막이 형성되어도 된다.Further, in addition to the above-mentioned upper layer film, intermediate film and lower layer film, another film may be formed above, below, or between these films within the range not hindering the effect of the present invention. For example, a film having an antireflection function may be formed on the upper layer film.

중간막의 재료로서는, 상층막 및 하층막의 에칭 선택성이 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 중간막의 재료로서는, 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 및 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 재료를 사용할 수 있다. 상기 재료로서, 구체적으로는, 상기 물질의 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화물, 산화탄화질화물을 들 수 있다.As the material of the interlayer film, it is preferable to use those having the etching selectivity of the upper layer film and the lower layer film. For example, the material of the interlayer may be aluminum (Al), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), titanium (Ti), manganese (Ni), Zr, Mg, Cu, Y, S, In, Sn, Tantalum, Hf, (Nb), and silicon (Si) may be used. Specific examples of the material include nitride, oxide, carbide, oxynitride, carbonitride, oxycarbide, and oxycarbonitride of the material.

예를 들어, 상층막 및 하층막을, 모두 Cr을 함유하는 막으로 할 수 있다. 중간막의 재료로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti) 중 어느 하나 이상을 포함하는 재료를 사용할 수 있다.For example, the upper layer film and the lower layer film may all be films containing Cr. As the material of the interlayer film, a material containing at least one of molybdenum (Mo), silicon (Si), tantalum (Ta), hafnium (Hf), aluminum (Al) and titanium (Ti)

예를 들어 중간막의 재료로서, 티타늄을 함유하는 재료를 사용하는 경우에는, 티타늄 산화물, 티타늄 질화물, 혹은 티타늄 산질화물을 사용할 수 있다. 그 경우, 에칭액으로서는, 산화칼륨 및 과산화수소의 혼합 수용액을 사용할 수 있다.For example, when a material containing titanium is used as the material of the interlayer film, titanium oxide, titanium nitride, or titanium oxynitride can be used. In this case, as the etching solution, a mixed aqueous solution of potassium oxide and hydrogen peroxide can be used.

또한, 중간막의 재료로서, 금속 실리사이드를 함유하는 재료, 즉, 금속과 규소를 포함하는 재료를 사용할 수도 있다.Further, as the material of the interlayer film, a material containing a metal silicide, that is, a material containing a metal and silicon, may be used.

상기 금속의 예로서, 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등의 전이 금속을 들 수 있다. 또한, 금속 실리사이드는, 예를 들어 금속 실리사이드의 질화물, 금속 실리사이드의 산화물, 금속 실리사이드의 탄화물, 금속 실리사이드의 산화질화물, 금속 실리사이드의 탄화질화물, 금속 실리사이드의 산화탄화물, 또는 금속 실리사이드의 산화탄화질화물로 하여도 된다.Examples of the metal include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), and titanium (Ti). In addition, the metal silicide can be formed, for example, from a nitride of a metal suicide, an oxide of a metal suicide, a carbide of a metal suicide, an oxynitride of a metal suicide, a carbonitride of a metal suicide, an oxycarbide of a metal suicide, .

구체적으로는, 몰리브덴 실리사이드(MoSi)의 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화물 및 산화탄화질화물, 탄탈륨 실리사이드(TaSi)의 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화물 및 산화탄화질화물, 텅스텐 실리사이드(WSi)의 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화물 및 산화탄화질화물과, 티타늄 실리사이드(TiSi)의 질화물, 산화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물, 산화탄화물, 및 산화탄화질화물을 들 수 있다.Specifically, a nitride, an oxide, a carbide, an oxynitride, a carbonitride, an oxycarbide and an oxide carbonitride of molybdenum silicide (MoSi), a nitride, an oxide, a carbide, an oxynitride, a carbonitride, an oxide carbide and a nitride of tantalum silicide A nitride, an oxide, a carbide, an oxide nitride, a carbonitride, an oxide carbide and an oxide carbonitride of tungsten silicide (WSi) and a nitride, an oxide, a carbide, an oxynitride, a carbonitride, , And oxidized carbonitride.

전술한 바와 같이, 하층막, 중간막 및 상층막의 에칭은, 드라이 에칭이어도 웨트 에칭이어도 좋지만, 웨트 에칭으로 하는 것이 바람직하다. 웨트 에칭에 의하면, 대면적(예를 들어 1변이 300㎜ 이상)이고 다양한 사이즈의 표시 장치 제조용 포토마스크의 패터닝에 있어서, 대규모의 진공 에칭 챔버가 불필요한 점 외에, 후 에칭 시에 있어서의 레지스트 패턴의 표면에 손상이 거의 없는 점 등에 있어서 유리하다.As described above, the lower layer film, the intermediate film, and the upper layer film may be dry-etched or wet-etched, but wet etching is preferred. The wet etching does not require a large-scale vacuum etching chamber in the patterning of a photomask for manufacturing a display device having a large area (for example, one side is 300 mm or more) and in various sizes, It is advantageous in that there is little damage to the surface.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 투명 기판 위의 하층막, 중간막 및 상층막이 각각 패터닝되어 형성된 투광부(103), 차광부(102), 및 반투광부(101a, 101b)를 포함하는 전사용 패턴을 구비하고 있다. 투광부(103)은 투명 기판(10)이 노출되어 이루어진다. 차광부(102)는, 투명 기판(10) 위에 있어서, 하층막, 중간막 및 상층막이 적층하여 형성되어 이루어진다. 반투광부(101a, 101b)는, 투명 기판(10) 위에 하층막, 또는 하층막과 중간막이 형성되어 이루어진다. 또한, 반투광부(101a, 101b)는, 차광부(102)의 에지에 인접하여 형성된 일정 선폭 D(㎛)의 부분을 갖는다.6, the photomask 100 according to the present embodiment includes a transparent portion 103 formed by patterning a lower layer film, an intermediate film, and an upper layer film on a transparent substrate, a light shielding portion 102, (101a, 101b). The transparent portion (103) is formed by exposing the transparent substrate (10). The light-shielding portion 102 is formed by laminating a lower layer film, an interlayer film, and an upper layer film on a transparent substrate 10. The translucent portions 101a and 101b are formed by forming a lower layer film, a lower layer film and an interlayer film on a transparent substrate 10. The translucent portions 101a and 101b have portions of a constant line width D (占 퐉) formed adjacent to the edge of the light-shielding portion 102.

또한, 상기 일정 폭 D에 특별히 제약은 없지만, D가 1(㎛) 이하인 경우, 본 발명의 효과가 현저하다. 예를 들어, D가 0.1 내지 1.0(㎛) 정도의 미세 선폭이면 유리하다.The predetermined width D is not particularly limited, but when D is 1 (탆) or less, the effect of the present invention is remarkable. For example, it is advantageous if D is a fine line width of about 0.1 to 1.0 (mu m).

또한, 도 6에 도시한, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 상층막(차광막) 패턴이 하층막(반투광막) 패턴의 수평 방향 중앙에 위치하고 있다. 즉, 도 6에 있어서는, 전사용 패턴을 평면에서 보았을 때, 차광부(102)와 반투광부(101a, 101b)가 선 대칭으로 배치되고, 도 7에 있어서는, 이들이 회전 대칭으로 배치한다. 그리고, 상층막 패턴의 에지에 인접하여, 하층막 패턴의 일부가 일정한 폭으로 노출되어 있다.In the photomask 100 according to the present embodiment shown in Fig. 6, the upper layer film (light-shielding film) pattern is located at the center in the horizontal direction of the lower layer film (semitransparent film) pattern. That is, in FIG. 6, the shielding portion 102 and the translucent portions 101a and 101b are arranged in line symmetry when viewed from the plane, and in FIG. 7, they are arranged in rotational symmetry. Adjacent to the edge of the upper layer film pattern, a part of the lower layer film pattern is exposed with a constant width.

본 발명의 포토마스크는 이하의 형태를 포함한다. 즉,The photomask of the present invention includes the following modes. In other words,

상기 투광부는, 상기 투명 기판의 표면이 노출되어 이루어지고,Wherein the transparent portion is formed by exposing a surface of the transparent substrate,

상기 차광부는, 상기 투명 기판 위에, 반투광막, 에칭 스토퍼막, 및 차광막이, 투명 기판측으로부터 이 순서로 적층되어 이루어지며,The light-shielding portion is formed by stacking a semitransparent film, an etching stopper film, and a light-shielding film in this order from the transparent substrate side on the transparent substrate,

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에 반투광막이 형성되어 이루어지거나, 또는, 반투광막과 에칭 스토퍼막이 적층되어 이루어지면서, 상기 차광부의 에지에 인접하여 형성된 일정 폭 D(㎛)의 부분을 갖고, D≤1.0이다.Wherein the translucent portion has a portion of a constant width D (占 퐉) formed adjacent to an edge of the light-shielding portion, wherein the translucent film is formed on the transparent substrate, or the translucent film and the etching stopper film are laminated , D? 1.0.

여기서, 차광부(102)의 제1 에지에 인접하여 형성된 반투광부를 제1 반투광부(101a)로 하고, 그 차광부(102)의 제1 에지에 대향하는 제2 에지에 인접하여 형성된 반투광부를 제2 반투광부(101b)로 할 때, 각각의 폭 D1과 D2의 차가, 0.1㎛ 이하로 할 수 있다. 폭 D1과 D2의 차는, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이하이다(도 6 참조).The semi-transparent portion formed adjacent to the first edge of the light-shielding portion 102 is referred to as a first translucent portion 101a, and the semi-transparent portion formed adjacent to the second edge of the light- The difference between the widths D1 and D2 of the second translucent portion 101b can be set to 0.1 mu m or less. The difference between the widths D1 and D2 is more preferably 0.05 m or less (see Fig. 6).

즉, 본 발명에 의하면, 2회 묘화에 의한 정렬 어긋남이 발생하지 않기 때문에, 1㎛ 또는 그보다도 미세한 폭의 반투광부(101a, 101b)에 있어서, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같은 선폭 어긋남(비대칭의 전사용 패턴)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In other words, according to the present invention, alignment deviation due to drawing is not generated twice. Therefore, in the semitransparent portions 101a and 101b having a width of 1 mu m or less, the line width deviation (Transfer pattern of asymmetry) can be prevented from occurring.

또는, 투광부(103)의 제1 에지에 인접하여 형성된 제3 반투광부(101c)와, 투광부(103)의 제1 에지에 대향하는 제2 에지에 인접하여 형성된 제4 반투광부(101d)를 각각 갖고, 각각의 폭 D3과 D4의 차를 0.1㎛ 이하로 할 수 있다. 폭 D3과 D4의 차는, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이하이다(도 7 참조).A third translucent portion 101c formed adjacent to the first edge of the transparent portion 103 and a fourth translucent portion 101d formed adjacent to the second edge of the transparent portion 103 opposite to the first edge, And the difference between the respective widths D3 and D4 can be set to 0.1 占 퐉 or less. The difference between the widths D3 and D4 is more preferably 0.05 m or less (see Fig. 7).

여기서, 도 10의 포토마스크의 경우, 전사용 패턴의 형상, 즉, 상층막 패턴과 하층막 패턴의 형상은, 포토마스크의 용도에 따라서 결정하면 된다. 도 11의 포토마스크의 경우에 있어서도, 전사용 패턴의 형상, 즉 상층막 패턴, 중간막 패턴 및 하층막 패턴의 형상은, 포토마스크의 용도에 따라서 결정하면 된다.Here, in the case of the photomask of Fig. 10, the shape of the transfer pattern, that is, the shape of the upper layer film pattern and the lower layer film pattern, may be determined in accordance with the use of the photomask. In the case of the photomask of Fig. 11, the shape of the transfer pattern, that is, the shape of the upper layer film pattern, the intermediate film pattern and the lower layer film pattern, may be determined in accordance with the use of the photomask.

예를 들어, 도 6과 같은 라인 앤드 스페이스 패턴이나, 도 7과 같은 홀 패턴을 전사용 패턴으로서 구비하는 포토마스크를 제조할 때, 본 실시 형태는 유리하게 적용할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 라인 앤드 스페이스 패턴의 경우에는, 라인 패턴의 중앙에 차광부가 배치되고, 라인 패턴의 에지 부분, 즉 스페이스 패턴과의 경계 부분에, 좁은 일정 폭의 반투광부가 형성되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 홀 패턴의 경우에는, 차광부에 개구한 홀의 에지에, 일정 폭의 반투광부가 형성되어 있다.For example, when manufacturing a photomask having a line-and-space pattern as shown in Fig. 6 or a hole pattern as shown in Fig. 7 as a transfer pattern, this embodiment can be advantageously applied. As shown in Fig. 6, in the case of the line and space pattern, the light shielding portion is arranged at the center of the line pattern, and a semi-transparent portion with a narrow constant width is formed at the edge portion of the line pattern, have. As shown in Fig. 7, in the case of the hole pattern, a semitransparent portion of a constant width is formed at the edge of the hole opened in the light-shielding portion.

전사용 패턴으로서 특히 바람직한 것은, 라인 앤드 스페이스 패턴이다. 추가 현상의 방향이 일정(예를 들어 X 방향)하기 때문에, CD 정밀도가 매우 높아, 면 내의 폭 변동을 억제할 수 있기 때문이다.Especially preferable as the transfer pattern is a line-and-space pattern. This is because the direction of the additional development is constant (for example, in the X direction), so that the CD precision is very high and variation in the width in the plane can be suppressed.

하층막 패턴의 일부가 노출되어 있는 부분의 폭은, 상층막 패턴의 선폭의 1/2 이하이면 된다. 단, 전술한 바와 같이, 이 부분의 폭이 0.1㎛ 내지 1.0㎛일 때, 본 실시 형태의 효과가 현저해진다. 특히, 하층막 패턴의 노출 부분의 폭이1.0㎛ 이하일 때, 본 실시 형태의 효과가 현저해진다(하층막을 반투광막으로 할 때, 이 부분이 포토마스크에 있어서의 반투광부의 선폭으로 됨). 이러한 치수는, 전술한 선행 문헌에 기재된 종래 방법에서는, 균일하게 얻는 것이 어려운 치수이기 때문이다. 또한, 이 부분의 폭이 0.1㎛ 이상일 때, 포토마스크의 전사용 패턴으로서의 광학적인 기능이 유리하게 발휘된다.The width of a portion where a part of the lower layer film pattern is exposed may be 1/2 or less of the line width of the upper layer film pattern. However, as described above, when the width of this portion is 0.1 mu m to 1.0 mu m, the effect of the present embodiment becomes remarkable. Particularly, when the width of the exposed portion of the lower layer film pattern is 1.0 占 퐉 or less, the effect of the present embodiment becomes remarkable (when the lower layer film is used as a semitransparent film, this portion becomes the line width of the semitransparent portion in the photomask). This is because these dimensions are dimensions that are difficult to obtain uniformly in the conventional methods described in the above-mentioned prior art documents. When the width of this portion is 0.1 mu m or more, the optical function as the transfer pattern of the photomask is advantageously exhibited.

본 발명의 포토마스크는, 차광부, 투광부 및 반투광부를 갖는다.The photomask of the present invention has a light-shielding portion, a light-projecting portion, and a semi-light-projecting portion.

여기서, 반투광부의 투과율은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여, 투명 기판의 투과율을 100%로 할 때 1 내지 60%로 하는 것이 바람직하다.Here, the transmittance of the translucent portion is preferably 1 to 60% with respect to the representative wavelength included in the exposure light when the transmittance of the transparent substrate is 100%.

여기서 노광광은, 일반적으로 LCD 노광 장치에 채용되는 광원이며, i선, h선, g선 중 어느 하나를 포함하는 광을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 노광광은, 이들 모두를 포함하는 것을 사용한다. 본 발명에서는, 상기 중 어느 하나를 대표 파장으로 하여, 노광광의 투과율이나 위상차(또는 위상 시프트량)를 정의한다.Here, the exposure light is a light source generally employed in an LCD exposure apparatus, and light including any one of i-line, h-line, and g-line can be used. More preferably, the exposure light includes both of them. In the present invention, the transmissivity and the phase difference (or the phase shift amount) of the exposure light are defined by using any one of the above as a representative wavelength.

(본 발명의 포토마스크를 위상 시프트형 마스크로서 사용하는 경우)(When the photomask of the present invention is used as a phase shift mask)

도 10에 도시한 제1 포토마스크의 구성에 대하여 설명한다.The structure of the first photomask shown in Fig. 10 will be described.

하층막(20)을 위상 시프트막, 상층막(40)을 차광막으로서 구성한 경우, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는 위상 시프트 마스크로서 사용할 수 있다. 이때, 하층막(20)은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2 내지 30%의 투과율을 갖는다. 하층막(20)에 의해, 반투광부가 구성된다. 보다 바람직하게는, 하층막(20)의 투과율은, 2 내지 15%, 더 바람직하게는, 3 내지 10%이다. 또한, 하층막(20)은, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180°로 되는 막으로 하는 것이 바람직하다. 대략 180°란, 180±60°인 것을 의미한다. 보다 바람직하게는, 대략 180°란, 180°±30°이다.When the lower layer film 20 is constituted by a phase shift film and the upper layer film 40 is constituted by a light shielding film, the photomask 100 according to the present embodiment can be used as a phase shift mask. At this time, the lower layer film 20 has a transmittance of 2 to 30% with respect to the representative wavelength included in the exposure light. The lower layer film 20 constitutes a semi-transparent portion. More preferably, the transmittance of the lower layer film 20 is 2 to 15%, more preferably 3 to 10%. It is preferable that the lower layer film 20 is a film in which the phase shift amount with respect to the representative wavelength is approximately 180 degrees. 180 deg. Means 180 deg. 60 deg.. More preferably, 180 DEG is 180 DEG +/- 30 DEG.

또한, 보다 바람직하게는, 위상 시프트막으로서의 하층막은, i선, h선, g선에 대한, 위상 시프트량의 편차가, 30°이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20°이하이다.More preferably, the lower layer film as the phase shift film preferably has a deviation of the phase shift amount with respect to i-line, h-line and g-line of 30 ° or less, more preferably 20 ° or less.

더 바람직하게는, 위상 시프트막으로서의 하층막은, i선, h선, g선에 대한, 투과율 편차가, 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하이다. 투과율 편차란, i선, h선, g선에 대한 반투광막의 투과율을 각각 Ti, Th, Tg(%)로 할 때, 이들의 서로의 차를 의미한다.More preferably, the lower layer film as the phase shift film has a transmittance variation of 10% or less, preferably 5% or less, with respect to i-line, h-line and g-line. The transmittance deviation means a difference between the transmittance of the semi-light-transmitting film and the transmittance of the semi-light-transmitting film with respect to the i-line, h-line and g-line, respectively, as Ti, Th and Tg (%).

도 11에 도시한 제2 포토마스크의 구성의 경우에는, 하층막(20)과 중간막(30)이 적층한 부분이, 반투광부로 된다. 이 적층부가, 원하는 노광광 투과율과 위상 시프트량을 갖는 반투광부로 된다. 구체적으로는, 상기와 마찬가지로, 반투광부는, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2 내지 30%의 투과율을 갖는 적층막에 의해 구성된다. 보다 바람직하게는, 적층막의 투과율은, 2 내지 15%, 더 바람직하게는, 3 내지 10%이다. 또한, 하층막(20)과 중간막(30)의 적층막은, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 대략 180°로 되는 적층막으로 하는 것이 바람직하다. 대략 180°란, 180±60°인 것을 의미한다. 보다 바람직하게는, 대략 180°란, 180°±30°이다.In the case of the configuration of the second photomask shown in Fig. 11, the portion where the lower film 20 and the intermediate film 30 are laminated becomes a semitransparent portion. This lamination portion is a semi-light-projecting portion having a desired exposure light transmittance and a phase shift amount. Specifically, similarly to the above, the semi-light-transmitting portion is constituted by a laminated film having a transmittance of 2 to 30% with respect to the representative wavelength included in the exposure light. More preferably, the transmittance of the laminated film is 2 to 15%, more preferably 3 to 10%. The laminated film of the lower film 20 and the intermediate film 30 is preferably a laminated film having a phase shift amount of about 180 DEG with respect to the representative wavelength. 180 deg. Means 180 deg. 60 deg.. More preferably, 180 DEG is 180 DEG +/- 30 DEG.

또한, 위상 시프트막으로서의, 상기 적층막의 투과율 편차 및 위상차 편차에 대해서도, 제1 포토마스크에 대하여 설명한 것과 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.It is also preferable that the transmittance deviation and the retardation deviation of the laminated film as the phase shift film are in the same range as described for the first photomask.

제2 포토마스크에 있어서는, 반투광부에 있어서의 적층막의 위상 시프트량에 대하여 하층막 단독의 위상 시프트량이 90% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 적층막의 투과율은, 하층막 단독의 투과율 90% 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 적층막의 위상 시프트량이 180±60°일 때, 하층막 단독의 위상 시프트량이, 165±55°일 수 있다.In the second photomask, it is preferable that the phase shift amount of the underlayer film alone is 90% or more with respect to the phase shift amount of the laminated film in the semi-transmissive portion. The transmittance of the laminated film is preferably 90% or more of the transmittance of the underlayer film alone. For example, when the phase shift amount of the laminated film is 180 ± 60 °, the phase shift amount of the underlayer film alone may be 165 ± 55 °.

도 10에 도시한 제1 위상 시프트 마스크에 있어서는, 투광부(103)를 투과하는 광(상기 대표 파장의 광)의 위상과, 투명 기판(10) 위에 하층막(20)(하층막 패턴(20P))이 형성되어 이루어지는 반투광부(101a, 101b)를 투과하는 광(상기 대표 파장의 광)의 위상을, 대략 180°어긋나게 함으로써, 반투광부(101a, 101b)와 투광부(103)의 경계에 있어서, 광의 상호 간섭을 일으키게 할 수 있다. 그 결과, 전사 상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 상기 반투광부(101a, 101b)를 통과하는 광의 위상 시프트량 φ(rad)는, 거기에 사용된 하층막(20)의 굴절률(복소 굴절률 실부) n과 막 두께 d에 의존하고, 하기 수학식 1의 관계가 성립된다.10, the phase of the light (light of the representative wavelength) transmitted through the transparent portion 103 and the phase of the light transmitted through the lower layer film 20 (lower layer film 20P (The light of the representative wavelength) transmitted through the semitransparent sections 101a and 101b in which the semitransparent sections 101a and 101b are formed is shifted by about 180 degrees from the phase of the semitransparent sections 101a and 101b So that mutual interference of light can be caused. As a result, the contrast of the transfer image can be improved. The phase shift amount? (Rad) of the light passing through the translucent sections 101a and 101b depends on the refractive index (complex refractive index real part) n and the film thickness d of the lower layer film 20 used therein, .

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

φ=2πd(n-1)/λ? = 2? d (n-1) /?

여기에서 λ는 노광광의 파장이다.Here,? Is the wavelength of the exposure light.

따라서, 위상을 180°어긋나게 하기 위해서는, 하층막(20)의 막 두께 d를, 하기 수학식 2에 의해 결정하면 된다.Therefore, in order to shift the phase by 180 占 the film thickness d of the lower layer film 20 may be determined by the following equation (2).

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

d =λ/{2(n-1)}d =? / {2 (n-1)}

그리고, 이 위상 시프트 마스크에 의해, 필요한 해상도를 얻기 위한 초점 심도의 증대가 달성되어, 노광 파장을 바꾸지 않고, 해상도와 프로세스 적용성을 개선할 수 있다.By this phase shift mask, an increase in the depth of focus for obtaining a necessary resolution is achieved, and resolution and process applicability can be improved without changing the exposure wavelength.

도 12에, 바이너리 마스크(투명 기판 위에 차광막 패턴만이 형성된 마스크)의 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴을 나타낸다. 또한, 도 13에는, 도 12와 동일한 피치의 L/S 패턴으로서, 라인부의 에지에 일정 폭의 위상 시프트 부분을 형성한 것을 나타낸다. 또한, 도 13의 전사용 패턴은, 본 실시 형태의 제조 방법(제1, 또는 제2 포토마스크 중 어느 것이어도 좋음)에 의해 제조할 수 있다.12 shows a line-and-space (L / S) pattern of a binary mask (mask having only a light-shielding film pattern formed on a transparent substrate). 13 shows the L / S pattern having the same pitch as that of Fig. 12, in which a phase shift portion having a constant width is formed at the edge of the line portion. The transfer pattern shown in Fig. 13 can be manufactured by the manufacturing method (either the first or the second photomask) of the present embodiment.

도 12 및 도 13의 전사용 패턴을, LCD용 노광 장치를 사용하여 피전사체 위에 각각 전사할 때, 피전사체가 받는 광의 강도 곡선을 도 14에 도시한다. 도 14의 종축은 광투과 강도를, 횡축은 피전사체 위의 전사 위치를 나타내고 있다. 도 14의 점선은, 도 13에 기재된 위상 시프트 마스크(실시예)를 투과한 광의 광투과 강도를 나타낸다. 도 14의 실선은, 도 12에 기재된 바이너리 마스크(비교예)를 투과한 광의 광투과 강도를 나타내고 있다. 도 14에 의하면, 도 13의 위상 시프트 마스크에 있어서는, 스페이스부와 라인부의 경계에 있어서, 역위상의 회절광이 간섭하는 점에서, 콘트라스트가 향상되고, 우수한 패터닝 정밀도가 얻어진다는 사실을 알 수 있다.14 shows the intensity curve of the light received by the transferred body when the transfer pattern of Figs. 12 and 13 is transferred onto the transferred body using the exposure apparatus for LCD, respectively. The vertical axis in Fig. 14 shows the light transmission intensity, and the horizontal axis shows the transfer position on the transferred body. The dotted line in Fig. 14 represents the light transmission intensity of the light transmitted through the phase shift mask (embodiment) shown in Fig. The solid line in Fig. 14 shows the light transmission intensity of the light transmitted through the binary mask (comparative example) shown in Fig. According to Fig. 14, in the phase shift mask of Fig. 13, the contrast is improved and excellent patterning accuracy is obtained in that the diffracted light of the opposite phase interferes at the boundary between the space portion and the line portion .

또한, 도 13의 전사용 패턴이, 가령 도 8에 도시한 바와 같은 패턴 어긋남을 갖고 있는 경우, 라인 패턴의 양 에지에 있어서 얻어지는 간섭 작용이 비대칭으로 되기 때문에, 피전사체 위에 형성되는 패턴의 정밀도가 열화된다.When the transfer pattern shown in Fig. 13 has a pattern shift as shown in Fig. 8, the interference effect obtained at both edges of the line pattern becomes asymmetric, so that the accuracy of the pattern formed on the transferred body becomes .

도 13의 위상 시프트 마스크는, 본 실시 형태의 하층막을 위상 시프트막으로 구성하고, 본 실시 형태의 상층막을 차광막으로 구성함으로써 얻어지는 것은, 이미 설명한 바와 같다(제1 포토마스크의 경우). 여기서, 위상 시프트막은, 바람직하게는 노광광의 위상을 대략 180°시프트한다. 노광광이 복수 파장을 포함하는 경우(예를 들어, i선, h선, g선을 포함하는 광원을 사용하는 경우)에는, 위상 시프트막은, 바람직하게는 대표 파장으로서, 이들 파장 중 어느 하나에 대하여, 노광광의 위상을 대략 180°시프트한다.The phase shift mask shown in Fig. 13 is obtained by constituting the lower layer film of the present embodiment as a phase shift film and constituting the upper layer film of this embodiment as a light-shielding film as described above (in the case of the first photomask). Here, the phase shift film preferably shifts the phase of the exposure light by approximately 180 degrees. When the exposure light includes a plurality of wavelengths (for example, in the case of using a light source including i-line, h-line, and g-line), the phase shift film is preferably a representative wavelength, The phase of the exposure light is shifted by approximately 180 degrees.

여기서, 예를 들어 위상 시프트량 180°란, 투명 기판(10)만을 투과하는 광과, 투명 기판(10) 및 하층막(20)을 투과하는 광 사이의 위상차가, 180°로 되는 의미이다. 라디안 표기하면, 위상 시프트량 180°란, (2n+1)π(여기서 n=0, 1, 2, ‥)로 된다.Here, for example, the phase shift amount of 180 占 means that the phase difference between light transmitted through only the transparent substrate 10 and light transmitted through the transparent substrate 10 and the lower layer film 20 becomes 180 °. (2n + 1)? (Where n = 0, 1, 2, ...) is expressed by a phase shift amount of 180 degrees.

(본 발명의 포토마스크를 투과 보조형 마스크로서 사용하는 경우)(When the photomask of the present invention is used as a transmission auxiliary type mask)

또한, 본 실시 형태의 포토마스크의 다른 형태로서, 하층막은, 노광광에 포함되는 대표 파장에 대하여 2 내지 60%, 보다 바람직하게는, 3 내지 50%의 투과율을 가지면서, 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량이 0°를 초과하고 90°이하인 막으로서 구성되어 있어도 된다. 이 경우의 하층막은, 상기의 위상 시프트 작용을 발휘시켜서 콘트라스트를 향상시키는 기능이라 하기보다도, 투광부의 투과광량을 보조하는 기능을 갖는다(이하, 이러한 막을 '투과 보조막'이라고도 함).In another mode of the photomask of the present embodiment, the lower layer film has a transmittance of 2 to 60%, more preferably 3 to 50%, with respect to the representative wavelength included in the exposure light, Or may be configured as a film whose phase shift amount is more than 0 DEG and not more than 90 DEG. The lower layer film in this case has a function of assisting the amount of transmitted light of the transmissive portion (hereinafter, this film is also referred to as a 'transmissive auxiliary film'), rather than a function of improving the contrast by exerting the above phase shifting action.

예를 들어, 도 10에 도시한 본 실시 형태에 따른 포토마스크에 있어서, 하층막 패턴을 이 투과 보조막 패턴으로 함으로써, 투광부의 투과광량을 보조할 수 있다. 또는, 도 11에 도시한 실시 형태에 따른 포토마스크에 있어서, 하층막과 중간막의 적층 패턴을 이 투과 보조막 패턴으로 함으로써, 투광부의 투과광량을 보조할 수 있다.For example, in the photomask according to the present embodiment shown in Fig. 10, the amount of transmitted light of the light transmitting portion can be assisted by making the lower layer film pattern into this transmission auxiliary film pattern. Alternatively, in the photomask according to the embodiment shown in FIG. 11, the amount of transmitted light of the transparent portion can be assisted by making the laminated pattern of the lower layer film and the intermediate film into this transparent auxiliary film pattern.

이와 같은 포토마스크는, 노광 장치의 조사광량을 증가시키는 것과 마찬가지의 작용 효과를 갖고, 에너지 절약, 혹은 노광 시간의 단축, 생산 효율의 향상에 현저한 장점을 초래한다.Such a photomask has the same effect as that of increasing the amount of light irradiated by the exposure apparatus, resulting in significant advantages in energy saving, shortening of exposure time, and improvement of production efficiency.

상기 광량 보조의 기능은, 투과율이 지나치게 작으면 충분히 발휘할 수 없고, 투과율이 너무 크면 박막화에 수반하여 투과율의 면내 균일성이 열화되는 리스크가 있기 때문에, 하층막의 투과율은 상기의 2 내지 60%의 범위로 한다. 또한, 하층막(20)의 투과율 바람직한 범위는 10 내지 45%, 보다 바람직하게는 10 내지 30%, 더 바람직하게는 10 내지 20%이다.If the transmittance is too large, there is a risk that the in-plane uniformity of the transmittance deteriorates as the film becomes thinner. Therefore, the transmittance of the underlayer film is in the range of 2 to 60% . The preferable range of the transmittance of the underlayer film 20 is 10 to 45%, more preferably 10 to 30%, and further preferably 10 to 20%.

또한, 위상 시프트량이 과도하게 작은 경우에는, 하층막(반투광막)을 구성하는 소재의 선택이 용이하지 않은 점, 위상 시프트량이 과도하게 큰 경우에는, 역위상의 광 간섭이 발생하여 투과광량의 보조 효과가 손상되는 점을 고려하여, 그 막의 소재와 막 두께를 선택하는 것이 바람직하다. 하층막의 위상 시프트량의 범위는, 0°를 초과하고, 90°이하(이것은, 라디안 표기하면, (2n-1/2)π 내지 (2n+1/2)π(n은 정수)라는 의미임)로 하고, 바람직하게는 5 내지 60°, 더 바람직하게는 5 내지 45°이다.When the amount of phase shift is excessively small, selection of a material constituting the lower layer film (semitransparent film) is not easy, and when the amount of phase shift is excessively large, optical interference of opposite phase occurs, It is preferable to select the material and the film thickness of the film in consideration of the fact that the auxiliary effect is impaired. The range of the phase shift amount of the underlayer film is more than 0 ° and not more than 90 ° (this means that (2n-1/2) π to (2n + 1/2) π (n is an integer) in radian ), Preferably 5 to 60 deg., More preferably 5 to 45 deg.

상기 광량 보조 기능을 갖는 포토마스크의 구성예에 대하여, 도 15에 상면 구성을 나타낸다. 여기에서는, 피치 6㎛(라인부 3㎛, 스페이스부 3㎛)의 라인 앤드 스페이스 패턴을 예시한다. 라인부의 중앙은 폭 2㎛의 차광부를 포함하고, 그 양 사이드의 에지에 인접하여 각각 폭 0.5㎛(합계 1.0㎛)의 반투광부가 형성되어 있다. 이러한 전사용 패턴을 LCD용 노광 장치에 의해 노광하면, 동일한 피치를 갖는 바이너리 마스크에 의한 라인 앤드 스페이스 패턴으로는 해상되기 어려운 선폭 임에도 불구하고, 충분한 전사성을 갖는 것이, 발명자들에 의해 확인되었다.Fig. 15 shows a top view of the structure of the photomask having the light amount auxiliary function. Here, a line-and-space pattern having a pitch of 6 占 퐉 (3 占 퐉 in a line portion and 3 占 퐉 in a space portion) is illustrated. The center of the line portion includes a light shielding portion having a width of 2 mu m, and a semi-light transmitting portion having a width of 0.5 mu m (total of 1.0 mu m in total) is formed adjacent to the edge of both sides. It has been confirmed by the inventors that such a transfer pattern is exposed by an LCD exposure apparatus and has sufficient transferability despite the line width which is difficult to be resolved by a line and space pattern of a binary mask having the same pitch.

이와 같은 기능을 갖는 포토마스크는, 특히, 패턴의 미세화에 따라 유리하다. 투광부의 선폭이 좁아짐에 따라, 그 부분의 투과광량이 감소하고, 피전사체 위에 형성된 레지스트막의 감광 임계값에 도달하지 않게 되면, 레지스트 패턴이, 에칭 마스크로서의 기능을 발휘하기 어려워지기 때문이다.A photomask having such a function is advantageous in particular as the pattern becomes finer. This is because when the line width of the light transmitting portion is narrowed, the amount of light transmitted through the portion decreases, and when the photosensitive threshold value of the resist film formed on the transferred body is not reached, the resist pattern becomes difficult to exhibit its function as an etching mask.

가령, 상층막 패턴과 하층막 패턴의 사이에, 도 8에 예시한 바와 같은 정렬 어긋남이 발생한 경우, 피전사체 위에서의 전사 위치(패턴 위치)가 어긋나게 되어버림과 동시에, 투광부의 피크 광량이 저하되어 전사 정밀도가 손상되어버린다. 본 실시 형태에 따른 포토마스크는, 이러한 지장을 초래하지 않는, 전사 성능이 우수한 포토마스크이다.8, the transfer position (pattern position) on the transferred body is shifted and the peak light amount of the transparent portion is lowered The transfer accuracy is impaired. The photomask according to the present embodiment is a photomask that does not cause such trouble and is excellent in transfer performance.

또한, 이러한 효과는, 라인 앤드 스페이스 패턴에 한하지 않고, 홀 패턴이어도 마찬가지로 얻어지는 것이 확인되었다.It is also confirmed that this effect is not limited to the line and space pattern, but can be obtained in the same manner as the hole pattern.

즉, 상층막의 양 사이드에 노출된 하층막(제1 포토마스크의 경우)에 의한 광학적인 효과는, 그것이 위상 시프트 효과이더라도, 광량 보조 효과이더라도, 혹은 다른 광학적인 거동에 의한 효과이더라도, 설계값에 기초하여, 선폭 방향에 있어서 대칭으로 발생시키는 것이 요구된다. 여기서, 상기 특허문헌 1에 개시된 방법과 같이, 복수회의 포토리소그래피 공정을 이용하여 포토마스크를 제조하는 경우에는, 복수의 패턴(상층막 패턴과 하층막 패턴)의 상호 정렬 어긋남을 제로로 하는 것은 불가능하며, 0.3㎛ 정도, 혹은 그 이상의 정렬 어긋남이 발생해버린다.That is, the optical effect by the lower layer film (in the case of the first photomask) exposed on both sides of the upper layer film is not affected by the phase shift effect, the light amount auxiliary effect or the effect by other optical behavior It is required to generate them symmetrically in the line width direction. Here, in the case of manufacturing a photomask using a plurality of photolithography processes as in the method disclosed in Patent Document 1, it is not possible to set mutual misalignment of a plurality of patterns (upper layer film pattern and lower layer film pattern) to zero And misalignment of about 0.3 탆 or more occurs.

이에 반하여, 본 실시 형태에 있어서는, 1회의 묘화 공정에서 묘화한 레지스트 패턴을 사용하여, 2개의 막 패턴을 형성한다(2번째의 막 패턴 시에는, 추가 현상에 의해, 레지스트 패턴을 일정 치수만큼 작게 함). 이에 의해, 상층막 패턴과 하층막 패턴 사이의 정렬 어긋남의 발생을 방지할 수 있다. 그 결과, 위상 시프트 효과나 광량 보조 효과 등의 광학적 효과를, 설계값에 기초하여 선폭 방향에 있어서 대칭으로 발생시키는 것이 가능해진다. 또한, 포토리소그래피 공정의 횟수를 1회로 줄임으로써, 생산 공정의 효율화를 도모할 수도 있다. 즉, 상기한 바와 같은 고도의 광학적 기능을 갖는 포토마스크를 생산성 좋게 얻을 수 있다.On the contrary, in the present embodiment, two film patterns are formed by using the resist pattern drawn in one rendering step (in the second film pattern, the resist pattern is made smaller by a certain dimension box). This makes it possible to prevent the occurrence of misalignment between the upper layer film pattern and the lower layer film pattern. As a result, the optical effect such as the phase shift effect and the light amount auxiliary effect can be generated symmetrically in the line width direction based on the design value. Further, by reducing the number of times of the photolithography process by one, the efficiency of the production process can be improved. That is, the photomask having the above-described high optical function can be obtained with good productivity.

또한, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)를 사용하여 피전사체 위에 패턴을 전사할 때, 사용하는 노광 장치에 특별히 제한은 없다. 단, 본 실시 형태에 따른 포토마스크(100)는, 예를 들어 i선, h선, g선을 포함하는 광원을 갖는 LCD용 노광 장치로서, 개구수 NA를 0.06 내지 0.10, 코히렌스 팩터 σ를 0.5 내지 1.0의 범위로 하는, 등배 노광의 프로젝션 노광 장치와 함께 사용하는 경우에, 본 발명의 효과가 현저하다. 이러한 노광 장치는, 일반적으로, i선, h선, g선을 포함하는 광을 노광광으로서 사용하고, 3㎛ 정도를 해상 한계로 하고 있다.There is no particular limitation on the exposure apparatus to be used when the pattern is transferred onto the transferred body using the photomask 100 according to the present embodiment. However, the photomask 100 according to the present embodiment is an exposure apparatus for an LCD having a light source including, for example, i-line, h-line, and g-line and has a numerical aperture NA of 0.06 to 0.10, a coherence factor? The effect of the present invention is remarkable when it is used in combination with a projection exposure apparatus of equal exposure. Such an exposure apparatus generally uses light including i-line, h-line, and g-line as exposure light, and sets the resolution limit to about 3 m.

물론, 본 발명은, 보다 넓은 범위의 노광 장치를 사용한 전사 시에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들어, NA가 0.06 내지 0.14, 또는 0.06 내지 0.15의 범위로 할 수 있다. NA가 0.08을 초과하는, 고해상도의 노광 장치에도 요구가 발생하고 있으며, 이들에도 적용할 수 있다.Of course, the present invention can also be applied to the case of transfer using a wider range of exposure apparatuses. For example, the NA may be in the range of 0.06 to 0.14, or 0.06 to 0.15. A high-resolution exposure apparatus in which the NA exceeds 0.08 is required, and the present invention can be applied to these.

또한, 상기의 파장 중, 단일 파장(예를 들어 i선)만을 사용하여 노광하여도 된다.Also, among the above wavelengths, exposure may be performed using only a single wavelength (for example, i-line).

본 발명에 있어서, 포토마스크의 용도에 제한은 없다. 예를 들어, 표시 장치(예를 들어, LCD(액정 표시 장치)나 유기 EL(일렉트로루미네센스))의, TFT(박막 트랜지스터)의 미세한 홀 패턴이나, 화소 전극에 사용하는 라인 앤드 스페이스 패턴 등에는, 특히 유용하다.In the present invention, the use of the photomask is not limited. For example, a fine hole pattern of a TFT (thin film transistor) of a display device (e.g., an LCD (liquid crystal display) or an organic EL (electroluminescence) Are particularly useful.

본 발명에 있어서, 패턴 형상은, 대칭성을 갖는 것(상기 형태에서는, 차광부에 대하여 그 에지에 반투광부가 대칭으로 형성되는 패턴)이 바람직하다. 이 패턴에 있어서, 상기 림의 폭은, 자유롭게 설계할 수 있다. 이들 이유에 의해, 상기 용도에서와 같이, 본 발명은, 라인 앤드 스페이스 패턴이나 홀 패턴에 사용하는 것이 유리하다. 또한, 상기로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에 의하면, 차광막 및 반투광막의 소재로서, 서로 에칭 선택성이 있는 것에 한하지 않고, 에칭 선택성이 없는 것을 사용할 수 있다. 따라서, 하층막 및 상층막의 각각의 재료로서, 서로 에칭 선택성이 없는 재료를 사용할 수 있는 자유도가 있다.In the present invention, the pattern shape is preferably a pattern having a symmetry (in this embodiment, a pattern in which the semitransparent portion is symmetrically formed on the edge of the light-shielding portion). In this pattern, the width of the rim can be freely designed. For these reasons, as in the above applications, the present invention is advantageously used for a line-and-space pattern or a hole pattern. Further, as is apparent from the above, according to the present invention, as materials for the light-shielding film and the semi-light-transmitting film, those having no etching selectivity can be used. Therefore, there is a degree of freedom in using a material having no etching selectivity as a material of each of the lower layer film and the upper layer film.

결과적으로, 추가 에칭을 적용하는 본 발명의 방법에 의하면, 레지스트 패턴의 에지의 후퇴를, 정량적으로, 재현성 높고 정확하게 실시할 수 있기 때문에, 사이즈가 큰 포토마스크이더라도, 면 내의 CD 정밀도(특히 림 폭)의 균일성을 높게 할 수 있다.As a result, according to the method of the present invention to which additional etching is applied, since the retreat of the edge of the resist pattern can be performed quantitatively and with high reproducibility and accuracy, even in the case of a large-size photomask, Can be increased.

10: 투명 기판
20: 하층막
30: 중간막
40: 상층막
50: 포토레지스트막
100: 포토마스크
101a 내지 101d: 반투광부
102: 차광부
103: 투광부
10: transparent substrate
20: Lower layer film
30: Middle membrane
40: upper layer film
50: photoresist film
100: Photomask
101a to 101d: Semi-
102:
103:

Claims (10)

투명 기판 위에, 전사용 패턴을 구비한 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 투명 기판 위에, 하층막, 중간막 및 상층막을 적층하고, 또한 표면에 포토레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 포토레지스트막에 레이저 묘화 및 예비 현상을 실시하여, 제1 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 상층막을 에칭하고, 또한, 상기 제1 레지스트 패턴 또는 에칭된 상기 상층막을 마스크로 하여, 상기 중간막을 에칭하는, 예비 에칭 공정과,
상기 제1 레지스트 패턴에 대하여, 추가 현상을 실시하고, 상기 제1 레지스트 패턴의 에지를, 1㎛ 이하의 일정 폭만큼 후퇴시킴으로써, 제2 레지스트 패턴을 형성하는 공정과,
상기 제2 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 상층막에 추가의 에칭을 실시하고, 또한, 에칭된 상기 중간막을 마스크로 하여, 상기 하층막을 에칭하는, 후 에칭 공정
을 갖고,
상기 전사용 패턴은, 상층막 패턴이 하층막 패턴의 수평 방향 중앙에 위치하는, 대칭성을 갖는 패턴이며, 상기 상층막 패턴의 에지에 인접하여, 상기 하층막, 또는 상기 하층막 위에 적층하는 상기 중간막이 1㎛ 이하의 일정 폭으로 노출되는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
A manufacturing method of a photomask for manufacturing a display device having a transfer pattern on a transparent substrate,
A step of laminating a lower layer film, an intermediate film and an upper layer film on the transparent substrate and preparing a photomask blank on which a photoresist film is formed,
A step of performing laser imaging and preliminary development on the photoresist film to form a first resist pattern;
Etching the upper film using the first resist pattern as a mask and using the first resist pattern or the upper film as an etching mask to etch the interlayer,
Forming a second resist pattern by performing an additional development on the first resist pattern and moving back the edge of the first resist pattern by a predetermined width of 1 占 퐉 or less;
Etching the lower layer film by using the second resist pattern as a mask to further etch the upper layer film and using the etched intermediate layer as a mask,
Lt; / RTI &
Wherein the transfer pattern is a pattern having symmetry in which the upper layer film pattern is located at the center in the horizontal direction of the lower layer film pattern and is adjacent to the edge of the upper layer film pattern and is in contact with the lower layer film, Wherein the pattern is exposed at a constant width of 1 占 퐉 or less.
제1항에 있어서,
상기 하층막은, 상기 상층막의 에칭제에 의해 에칭되는 재료를 포함하고,
상기 중간막은, 상기 상층막의 에칭제에 대하여, 에칭 내성을 갖는 재료를 포함하면서,
상기 후 에칭 공정에 있어서는, 상기 상층막의 추가 에칭과 상기 하층막의 에칭이 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the underlayer film includes a material which is etched by an etchant of the upper layer film,
Wherein the interlayer comprises a material having an etching resistance to the etching agent of the upper layer film,
Wherein the additional etching of the upper layer film and the etching of the lower layer film proceed simultaneously in the subsequent etching step.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 후 에칭의 이후, 표면이 노출되어 있는 부분의 중간막을, 에칭 제거하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
And etching the intermediate film of the portion where the surface is exposed after the subsequent etching.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하층막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광을 일부 투과하는 반투광막이며, 상기 상층막이, 상기 노광광을 차광하는 차광막인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the lower layer film is a semi-light-transmitting film partially transmitting exposure light used for exposure of the photomask, and the upper layer film is a light-shielding film shielding the exposure light.
제4항에 있어서,
상기 전사용 패턴은,
상기 투명 기판의 표면이 노출된 투광부와,
상기 투명 기판 위에 적어도 차광막이 형성된 차광부와,
상기 투명 기판 위에 적어도 상기 반투광막이 형성됨으로써 노광광을 일부 투과하면서, 상기 차광부의 에지에 인접하여 1㎛ 이하의 폭으로 형성된 반투광부
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the transfer pattern
A transparent portion having a surface of the transparent substrate exposed,
A light shielding portion having at least a light shielding film formed on the transparent substrate,
A semi-transmissive portion formed on the transparent substrate with a width of 1 mu m or less adjacent to an edge of the light-shielding portion while partially transmitting the exposure light by forming at least the semi-
The method comprising the steps of:
제5항에 있어서,
상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이 1 내지 30%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이 120 내지 240°인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the semi-light-transmitting film has a transmittance of 1 to 30% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask, and a phase shift amount with respect to light of the representative wavelength is 120 to 240 DEG. A method of manufacturing a photomask for manufacturing a display device.
제5항에 있어서,
상기 반투광막은, 상기 포토마스크의 노광에 사용하는 노광광에 포함되는 대표 파장에 대한 투과율이 1 내지 60%이면서, 상기 대표 파장의 광에 대한 위상 시프트량이 90°이하인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the translucent film has a transmittance of 1 to 60% with respect to a representative wavelength included in exposure light used for exposure of the photomask and a phase shift amount with respect to light of the representative wavelength is 90 DEG or less. A method for manufacturing a photomask for manufacturing.
제5항에 있어서,
상기 전사용 패턴에 있어서, 임의의 차광부가 갖는 2개의 대향하는 에지에 각각 인접하는 2개의 반투광부의 폭을, 각각 D1(㎛) 및 D2(㎛)로 할 때, D1과 D2의 차가 0.1 이하인 것을 특징으로 하는, 표시 장치 제조용 포토마스크의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
When the difference between D1 and D2 is 0.1 or less when the widths of two semi-light-transmitting portions adjacent to two opposing edges of an arbitrary light-shielding portion in the transfer pattern are D1 (占 퐉) and D2 (占 퐉) Wherein the photomask is a photomask.
제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
노광 장치를 사용하여, 피전사체 위에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는, 패턴 전사 방법.
A method for manufacturing a photomask, comprising the steps of: preparing the photomask according to claim 1 or 2;
And transferring the transfer pattern onto a transfer target body using an exposure apparatus.
제1항 또는 제2항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
노광 장치를 사용하여, 피전사체 위에 상기 전사용 패턴을 전사하는 공정을 갖는, 표시 장치의 제조 방법.
A method for manufacturing a photomask, comprising the steps of: preparing the photomask according to claim 1 or 2;
And transferring the transfer pattern onto the transfer target body using an exposure apparatus.
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