KR20170073232A - 다계조 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투명 기판 상에 2 이상의 반투과막 패턴들이 구비되며, 상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성되는 다계조 포토마스크를 제조한다.
이에 따라, 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 반투과막 패턴의 투과율 및 위상차가 균일하고 정밀하게 제어되고, 두께가 박막화된 다계조 포토마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 2회의 레지스트막 노광 및 현상 공정을 진행함에 따라 포토마스크 제조 공정 수를 줄일 수 있어 공정을 단순화할 수 있고, 포토마스크 패턴의 정렬 문제, 파티클 문제 등을 개선할 수 있다.
이에 따라, 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 반투과막 패턴의 투과율 및 위상차가 균일하고 정밀하게 제어되고, 두께가 박막화된 다계조 포토마스크를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 2회의 레지스트막 노광 및 현상 공정을 진행함에 따라 포토마스크 제조 공정 수를 줄일 수 있어 공정을 단순화할 수 있고, 포토마스크 패턴의 정렬 문제, 파티클 문제 등을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 다계조 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하나의 마스크를 통해 여러 단계의 투과율을 구현할 수 있으며, 반투과막 패턴들의 임계 치수 균일도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 다계조 포토마스크에 관한 것이다.
오늘날 액정표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 평판 디스플레이(Flat Panel Display, 이하, FPD) 및 태양광 발전용 패널 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화, 다양화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 보다 저렴하고 생산성이 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다.
기존의 바이너리(Binary) 형태의 노광광에 대하여 투과 및 차광의 2가지 투과율 영역만을 구현할 수 있다. 최근에는 FPD 회로 패턴의 복잡성이 증가되고, 제조 공정을 단순화하기 위하여 하나의 마스크를 통해 3가지, 4가지 이상의 투과율 영역을 구현할 수 있는 다계조 포토마스크에 대한 요구가 증가하고 있다.
상기 다계조 포토마스크는 투과율이 상이한 적어도 3층 이상의 금속화합물 막을 적층하고 이를 패터닝하는 방법으로 제조된다. 예를 들어, 다계조 포토마스크가 노광광을 투과부, 차광부, 제1투과율 투과부, 제2투과율 투과부의 4가지 투과율 영역을 구현하는 경우, 포토마스크는 적어도 하나의 차광성막과 투과율이 상이한 2 이상의 반투과막이 필요하다. 여기서, 4가지 투과율 영역을 갖는 4계조 포토마스크를 구현하기 위해서는 적어도 3회의 레지스트막 패턴 형성 공정 및 식각 공정이 필요하다.
이에 따라, 다계조 포토마스크를 형성하기 위한 다수회의 레지스트막에 대한 노광 및 현상 공정, 식각 공정, 세정 공정, 성막 공정 등에 의해 공정이 너무 복잡해지고, 많은 공정들에 따른 패턴 정렬(Align) 문제, 파티클 문제 등이 발생한다.
한편, FPD 디바이스 역시 집적도가 높아지고 그에 따른 설계 룰이 미세화되고 있으며, 미세 패턴을 형성하기 위하여 높은 패턴 해상도 및 고정밀 기술과 기판의 대형화가 진행되고 있다. 최근에는, 반투과막 식각 속도를 조절하여 반투과막 패턴의 임계 치수(Critical Dimension, 이하 CD라 함) 균일도를 확보함과 아울러 반투과막 패턴 가장자리 단면 경사를 수직하게 형성함으로써 패턴들 사이 및 패턴 내에서의 투과율 등의 균일성을 확보하는 방법으로 미세 패턴을 구현하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.
그러나, FPD용 포토마스크가 고집적화되고 기판이 대형화됨에 따라 식각 시 패턴 밀도에 따른 로딩 효과(Leadign Effect)에 의해 반투과막 패턴들의 CD 조절이 어려워진다. 즉, 로딩 효과에 의해 반투과막 패턴의 가장자리의 단면이 경사지게 형성되어 요구되는 임계치수(Critical Dimension, CD)를 벗어난 CD를 갖게 되고, 이웃하는 패턴들 사이의 간격 역시 요구되는 범위를 벗어나게 되어 반투과막 패턴의 균일도 및 정밀도를 확보하기 어렵다.
이에 따라, 반투과막의 요구되는 광학적 특성을 유지하면서 로딩 효과를 개선하여 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 새로운 반투과막 물질의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 반투과막 패턴의 투과율 및 위상차가 균일하고 정밀하게 제어되고, 두께가 박막화된 다계조 포토마스크를 제공한다.
본 발명은 2층 이상의 반투과막 패턴 및 차광성막 패턴을 형성하기 위한 레지스트막 패턴 형성 공정이 최소화된 다계조 포토마스크를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다계조 포토마스크는 투명 기판 상에 2 이상의 반투과막 패턴들이 구비되며, 상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된다.
상기 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 포함하는 반투과막 패턴은 몰리브데늄크롬(MoCr)으로 이루어지거나 또는 상기 몰리브데늄크롬(MoCr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 포함한 화합물로 이루어진다.
상기 반투과막 패턴들의 상부 또는 하부에 구비된 차광성막 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.
상기 각 반투과막 패턴들 및 차광성막 패턴은 상호 식각 특성이 동일하거나, 또는, 이웃하는 패턴들에 대하여 상호 식각 특성이 상이한 물질로 구성된다.
본 발명은 2층 이상의 반투과막 패턴을 포함하며, 반투과막 패턴들 중 하나 이상을 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 형성한다.
이에 따라, 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 반투과막 패턴의 투과율 및 위상차가 균일하고 정밀하게 제어되고, 두께가 박막화된 다계조 포토마스크를 제조할 수 있다.
본 발명은 상호 식각 특성이 동일하거나 상이한 3가지 금속막 또는 금속막 패턴을 식각 특성을 고려하여 조합 성막함으로써 2회의 레지스트막 노광 및 현상 공정으로 3계조 이상의 다계조 포토마스크를 제조할 수 있다.
본 발명은 2회의 레지스트막 노광 및 현상 공정을 진행함에 따라 포토마스크 제조 공정 수를 줄일 수 있어 공정을 단순화할 수 있고, 포토마스크 패턴의 정렬 문제, 파티클 문제 등을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크(100)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 구비되고 제1투과율(X%)을 갖는 제1반투과막 패턴(104a), 제1반투과막 패턴(104a) 상에 구비되고 제2투과율을 가지며 제1반투과막(104a)과 적층되어 제3투과율(Z%)을 갖는 제2반투과막 패턴(106a) 및 제2반투과막 패턴(106a) 상에 구비된 차광성막 패턴(108a)을 포함한다. 여기서, 다계조 포토마스크(100)는 투명 기판(102)이 노출된 투광부(A), 제1반투과막 패턴(104a)이 구비된 제1반투과부(B), 제1반투과막 패턴(104a)과 제2반투과막 패턴(106a)이 적층된 제3반투과부(D) 및 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a)과 차광성막 패턴(108a)이 적층된 차광부(E)를 갖는다.
본 발명의 제1실시예에 따른 다계조 포토마스크(100)의 제조는, 도 2를 참조하면, 투명 기판(102) 상에 제1반투과막(104), 제2반투과막(106) 및 차광성막(108)을 순차적으로 성막하고, 차광성막(108)의 상부에 제1레지스트막(110)을 성막하여 다계조 블랭크 마스크를 형성한다. (도 2a)
투명 기판(102)은 한 변이 300㎜ 이상인 사각형의 투명한 기판이며, 합성 석영 유리, 소다 라임 글래스, 무알카리 글래스, 저열팽창 글래스 등을 사용할 수 있다.
제1반투과막(104), 제2반투과막(106) 및 차광성막(108)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 보론(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 형성되거나, 상기 물질에 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 더 포함하여 형성된다.
반투과막들(104, 106)은 요구되는 투과율 및 위상차를 가짐과 동시에 막의 두께를 박막화할 수 있는 물질로 구성된다. 이를 위해, 반투과막들(104, 106)은 중 적어도 하나는 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하는 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 몰리브데늄크롬(MoCr) 화합물로 이루어진다. 즉, 몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 반투과막은 MoCr, MoCrN, MoCrO, MoCrC, MoCrNO, MoCrCN, MoCrCO, MoCrCON 중 하나로 이루어진다. 여기서, 몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 반투과막은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 또한, 상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 대비 경원소(O, N, C)는 100at% : 0 ∼ 60at% : 40at%의 조성비를 갖는다. 경원소(O, N, C)의 함유량이 40at%를 초과하는 경우, 투과율이 증가하고 투과율을 저감시키기 위하여 두께가 증가하여 미세 패턴 형성이 어려워진다. 아울러, 몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 반투과막은 스트레스(Stress)를 저감하기 위하여 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수 있다.
몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 반투과막은 물리적, 화학적, 광학적 특성을 개선하기 위하여 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질 중 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다.
제2반투과막(106)은 제1반투과막(104) 및 차광성막(108)과 식각 특성이 상이한 물질로 형성되고, 제1반투과막(104)과 및 차광성막(106)은 상호 식각 특성이 동일한 물질로 형성되며, 제1반투과막(104), 제2반투과막(106) 및 차광성막(108)은 건식 식각 또는 습식 식각이 모두 가능하다.
즉, 제1반투과막(104)이 몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 화합물로 구성되는 경우, 차광성막(108)은 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 몰리브데늄크롬(MoCr)을 포함하는 화합물로 구성되거나, 제1반투과막(104)과 동일한 식각 물질에 식각되는 특성의 물질로 형성된다. 그리고, 제2반투과막(106)은 제1반투과막(104) 및 차광성막(108)과 식각 특성이 상이한 물질, 예를 들어, 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 화합물이나 실리콘(Si) 화합물로 형성될 수 있다.
반투과막들(104, 106) 및 차광성막(108)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게, DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하여 형성한다.
예를 들어, 제1반투과막(104)과 차광성막(108)이 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성되는 경우, 제1반투과막(104)과 차광성막(108)은 몰리브데늄크롬(MoCr)의 2성분계 단일 타겟을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 30at% : 70at% ∼ 99at%인 조성비를 가지며, 바람직하게, 1at% ∼ 20at : 80at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는다. 상기 몰리브데늄(Mo)은 크롬(Cr) 대비 높은 소광 계수(k) 값을 가짐에 따라 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 높을 경우, 박막의 두께를 감소할 수 있다. 그러나, 상기 몰리브데늄(Mo)의 함유량이 높을 경우, 포토마스크 제조 시 사용되는 세정액(Cleaning Chemical)에 대한 내화학성이 나빠지게 되며, 이에 따라, 상기 스퍼터링 타겟의 몰리브데늄(Mo) 함유량을 30at% 이하로 하는 것이 바람직하다.
아울러, 제1반투과막(104)과 차광성막(108)이 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟 중 2종 이상의 타겟을 동시에 이용하는 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 방법으로 형성할 수 있으며, 이때 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟은 그의 조성비가 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1 ∼ 50at% : 50at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는다.
반투과막들(104, 106) 및 차광성막(108)은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막 형태의 단층막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어진다. 상기 연속막은 플라즈마가 켜진 상태에서 스퍼터링 공정 중 반응성 가스, 파워, 압력 등과 같은 공정 변수를 변경하여 형성하는 막을 지칭한다.
상기 제1레지스트막을 패터닝하여 제1레지스트막 패턴(110a)을 형성하고, 제1레지스트막 패턴(110a)을 식각마스크로 노출된 하부의 차광성막을 식각하여 차광성막 패턴(108a)을 형성한다.
이어서, 차광성막 패턴(108a)을 식각 마스크로 노출된 하부의 제2반투과막 부분을 식각하여 제2반투과막 패턴(106a)을 형성한다. (도 2b)
이때, 상기 차광성막 및 제2반투과막은 서로 상이한 식각 특성을 가지므로, 패턴 형성 시 막의 표면 또는 패턴 단면의 손상을 최소화할 수 있다.
상기 제1레지스트막 패턴을 제거한 후, 차광성막 패턴(108a) 및 제2반투과막 패턴(106a)의 적층 패턴과 노출된 제1반투과막(104) 부분을 덮도록 제2레지스트막을 도포한다.
그런 다음, 제2레지스트막을 노광 및 현상하여 제2레지스트막 패턴(112a)을 형성하고, 노출된 하부의 제1반투과막 부분 및 차광성막 패턴 부분을 식각하여 제1반투과막 패턴(104a) 및 제2반투과막 패턴(106a) 부분을 노출시키는 차광성막 패턴(108b)을 형성한다. (도 2c)
여기서, 제1반투과막 패턴(104a) 및 차광성막 패턴(106b)은 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성됨에 따라 한 번의 식각 공정으로 동시에 식각이 가능하다.
제2반투과막 패턴(106a)은 제1반투과막 패턴(104a) 및 차광성막 패턴(106b)과 식각 특성이 상이한 물질로 형성되며, 제1반투과막 패턴(104a) 및 차광성막 패턴(106b)은 상호 식각 특성이 동일한 물질로 형성된다. 즉, 제1반투과막 패턴(104a) 및 차광성막 패턴(106b)은, 예를 들어, 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성될 수 있으며, 제2반투과막 패턴(106a)은 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물 또는 실리콘(Si) 화합물로 형성될 수 있다.
상기 제2레지스트막 패턴을 제거하여 투명 기판(102)이 노출된 투과부(A), 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a) 및 차광성막 패턴(108b)이 적층된 차광부(B), 제1반투과막 패턴(104a)이 구비된 제1반투과부(B), 제1반투과막 패턴(104a) 및 제2반투과막 패턴(106a)이 적층된 제2반투과부(D)을 갖는 다계조 포토마스크의 제조를 완료한다. (도 2d)
제1반투과막(104) 및 제2반투과막(106)은 i선, h선, g선으로 구성된 복합 파장의 노광광에 대하여 2% ∼ 95%의 투과율을 갖고, 바람직하게 10% ∼ 80%의 투과율을 가지며, 10% 이하의 투과율 편차를 갖는다.
제1반투과막(104) 및 제2반투과막(106)은 i선, h선, g선으로 구성된 복합 파장의 노광광에 대하여 100° 이하의 위상반전량를 가지며, 바람직하게, 50° 이하의 위상반전량을 갖는다.
제1반투과막(104) 및 제2반투과막(106)은 10Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 30Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다.
차광성막(108)은 차광층 및 반사방지층의 2층 구조를 갖는 것이 바람직하고, 하부의 반투과막들(104, 106)과 함께 요구되는 광학 밀도(Optical Density)를 확보할 수 있어, 반투과막들(104, 106)의 투과율에 맞추어 광학 밀도(Optical Density) 값을 조절할 수 있다. 차광성막(108)은 10Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖고, 바람직하게, 100Å ∼ 1,000Å의 두께를 가지며, 차광성막(108) 또는 차광성막(108)과 반투과막들(104, 106)이 적층된 구조는 i선, h선 및 g선으로 이루어진 복합 파장의 노광광에 대하여 2.5 ∼ 5.0의 광학 밀도 값을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크(200)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 구비되고 제1투과율(X%)을 갖는 제1반투과막 패턴(104a), 제1반투과막 패턴(104a) 상에 구비된 차광성막 패턴(108a) 및 상기 차광성막 패턴(108a) 및 투명 기판(102) 상에 구비되며, 제2투과율(Y%)을 갖는 제2반투과막 패턴(106a)을 포함한다. 여기서, 다계조 포토마스크(200)는 투명 기판(102)이 노출된 투광부(A), 제1반투과막 패턴(104a)이 구비된 제1반투과부(B), 제2반투과막 패턴(106a)이 구비된 제2반투과부(C) 및 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a)과 차광성막 패턴(108a)이 적층되어 제3투과율(Z%)을 갖는 차광부(E)를 포함한다.
여기서, 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a), 차광성막 패턴(108a)은 광학적, 물리적, 화학적 특성을 포함한 물성 등이 상술한 제1실시예에서와 동일하다.
본 발명의 제2실시예에 따른 다계조 포토마스크(200)의 제조는, 도 4를 참조하면, 투명 기판(102) 상에 제1반투과막(104) 및 차광성막(108)을 순차적으로 성막하고, 차광성막(108)의 상부에 제1레지스트막(110)을 성막하여 다계조 블랭크 마스크를 형성한다. (도 4a)
상기 제1레지스트막을 패터닝하여 제1레지스트막 패턴(110a)을 형성하고, 제1레지스트막 패턴(110a)을 식각마스크로 노출된 하부의 차광막 부분을 식각하여 차광성막 패턴(108a)을 형성한다.
이어서, 차광막 패턴(106a)을 식각 마스크로 노출된 하부의 제1반투과막 부분을 식각하여 제1반투과막 패턴(104a)을 형성한다. (도 4b)
상기 제1레지스트막 패턴을 제거한 후, 제1반투과막 패턴(104a) 및 차광성막 패턴(108a)의 적층 패턴과 노출된 투명 기판(102) 부분을 덮도록 제2반투과막(106)을 성막한다. (도 4c)
여기서, 제1반투과막(104)은 차광성막(108)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성되며, 예를 들어, 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 그의 화합물로 형성될 수 있다. 제2반투과막(106)은 제1반투과막(104) 및 차광성막(108)과 식각 특성이 상이한 물질, 예를 들어, 몰리브데늄실리사이드(MoSi) 화합물 또는 실리콘(Si) 화합물로 형성될 수 있다.
상기 제2반투과막 상에 제2레지스트막 패턴(112a)을 형성한 후, 제2레지스트막 패턴(112a)을 식각 마스크로 하부의 노출된 제2반투과막 부분을 식각하여 제2반투과막 패턴(110a)을 형성한다.
이어서, 제2반투과막 패턴(110a)을 식각 마스크로 노출된 하부 차광막 패턴(106b) 부분을 식각한다.
그런 다음, 제2레지스트막 패턴(112a)을 제거하여 다계조 포토마스크(200)의제조를 완료한다. (도 4d, 4e)
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크(300)는 투명 기판(102), 투명 기판(102) 상에 구비된 차광성막 패턴(108a), 차광성막 패턴(108a) 및 투명 기판(102) 상에 구비되며 제1투과율(X%)을 갖는 제1반투과막 패턴(104a), 제1반투과막 패턴(104a) 상에 구비되고 제2투과율(Y%)을 가지며 제1반투과막 패턴(104a)과 적층되어 제3투과율(Z%)을 갖는 제2반투과막 패턴(106a)을 포함한다. 여기서, 다계조 포토마스크(300)는 투명 기판(102)이 노출된 투광부(A), 제1반투과막 패턴(104a)이 구비된 제1반투과부(B) 및 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a)과 차광성막 패턴(108a)이 적층된 차광부(E)를 포함한다.
여기서, 제1반투과막 패턴(104a), 제2반투과막 패턴(106a), 차광성막 패턴(108a)은 광학적, 물리적, 화학적 특성을 포함한 물성 등이 상술한 제1 및 제2실시예에서와 동일하다.
본 발명의 제3실시예에 따른 다계조 포토마스크(300)의 제조는, 도 6을 참조하면, 투명 기판(102) 상에 차광막(108) 및 제1레지스트막(110)을 형성한다. (도 4a)
상기 제1레지스트막을 노광 및 현상하여 제1레지스트막 패턴(110a)을 형성하고, 제1레지스트막 패턴(110a)을 식각 마스크로 하부의 노출된 차광막 부분을 식각하여 제1차광막 패턴(106a)을 형성한다. (도 4b)
상기 제1레지스트막 패턴을 제거한 후, 차광막 패턴(106a)과 노출된 투명 기판(104) 부분을 덮도록 제1반투과막(104) 및 제2반투과막(106)을 순차적으로 성막한다. (도 4c)
여기서, 제1반투과막(104)은 상부에 배치된 제2반투과막(108)과 식각 특성이 상이한 물질로 형성하며, 하부에 배치되는 차광막 패턴(108a)과 상호 식각 특성이 동일하거나 또는 상이한 물질로 형성할 수 있다. 즉, 제1반투과막(104)이, 예를 들어, 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물로 형성되는 경우, 제2반투과막(108)은, 예를 들어, 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물 또는 실리콘(Si) 화합물로 형성될 수 있다. 또한, 차광막 패턴(108a)은, 예를 들어, 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 이의 화합물이나 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물 또는 실리콘(Si) 화합물로 형성될 수 있다.
상기 제2반투과막 상에 제2반투과막의 일부분을 노출시키는 제2레지스트막 패턴(112a)을 형성한다.
이어서, 제2레지스트막 패턴(112a)을 식각 마스크로 노출된 하부의 제2반투과막 부분을 식각하여 제2반투과막 패턴(106a)을 형성하여 본 발명에 따른 다계조 포토마스크(200)의 제조를 완료한다.
여기서, 상기 제1반투과막의 패턴 형성이 필요한 경우, 제2반투과막 패턴(106a)을 덮도록 제3레지스트막 패턴(114a)을 형성하여 상기 제1반투과막을 식각함으로써 제1반투과막 패턴(104a)을 형성할 수 있다. (도 4e)
아울러, 제2반투과막 패턴(106a)과 제1반투과막(104)이 식각 특성이 상이한 경우, 제2레지스트막 패턴(112a)을 이용하여 제1반투과막(104)을 식각함으로써 제1반투과막 패턴(104a)을 형성할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 2회의 레지스트막 노광 및 현상 공정으로 4계조의 포토마스크를 형성할 수 있으며, 이는 다른 방법으로도 형성할 수 있다.
아울러, 본 발명은 반투과막을 2층 이상의 다층으로 형성하여 4계조 이상의 상호 상이한 반투과부를 갖는 다계조 포토마스크를 형성할 수 있다.
이상, 본 발명을 가장 바람직한 실시예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.
100, 200, 300: FPD용 다계조 포토마스크
102: 투명 기판 104: 제1반투과막
106: 제2반투과막 108: 차광성막
110, 112, 114: 레지스트막
102: 투명 기판 104: 제1반투과막
106: 제2반투과막 108: 차광성막
110, 112, 114: 레지스트막
Claims (19)
- 투명 기판 상에 2 이상의 반투과막 패턴들이 구비된 다계조 포토마스크에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 포함하는 반투과막 패턴은 몰리브데늄크롬(MoCr)으로 이루어지거나 또는 상기 몰리브데늄크롬(MoCr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 경원소 물질을 포함한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 포함하는 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo)이 1at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O) 가 0 ∼ 50at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 포함하는 반투과막 패턴은 몰리브데늄크롬(MoCr) 대비 경원소 물질은 100at% : 0 ∼ 60at% : 40at%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 포함하는 반투과막 패턴은 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들은 i선, h선, g선으로 구성된 복합 파장의 노광광에 대하여 2% ∼ 95%의 투과율을 갖는 것고, 10% 이하의 투과율 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들은 i선, h선, g선으로 구성된 복합 파장의 노광광에 대하여 100° 이하의 위상반전량를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들은 각각 10Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들의 상부 또는 하부에 구비된 차광성막 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 9 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 및 차광성막 패턴은 조성이 균일한 단층막, 조성 또는 조성비가 변화되는 연속막 형태의 단층막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 9 항에 있어서,
상기 각 반투과막 패턴들 및 차광성막 패턴은 상호 식각 특성이 동일하거나, 또는, 이웃하는 패턴들에 대하여 상호 식각 특성이 상이한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 9 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 및 차광성막 패턴은 몰리브데늄크롬(MoCr) 또는 몰리브데늄크롬(MoCr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나,
몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1 종 이상의 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 실리콘(Si), 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1 종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 9 항에 있어서,
상기 차광성막 패턴은 500Å ∼ 1,500Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 투명 기판 상에 2 이상의 반투과막 패턴들이 구비된 다계조 포토마스크에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄크롬(MoCr) 타겟을 포함하는 스퍼터링 공정으로 형성되는 다계조 포토마스크. - 제 14 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo) : 크롬(Cr) = 1at% ∼ 30at% : 70at% ∼ 99at%인 조성비를 갖는 몰리브데늄크롬(MoCr) 단일 타겟을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 제 14 항에 있어서,
상기 반투과막 패턴들 중 적어도 하나의 반투과막 패턴은 몰리브데늄(Mo), 크롬(Cr), 몰리브데늄크롬(MoCr) 중 2종 이상의 타겟을 이용한 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 공정으로 형성된 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크. - 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 구비되며, 제1투과율을 갖는 제1반투과막 패턴;
상기 제1반투과막 패턴 상에 구비되고, 제2투과율을 가지며, 상기 제1반투과막과 적층되어 제3투과율을 갖는 제2반투과막 패턴; 및
상기 제2반투과막 패턴 상에 구비된 차광성막 패턴;을 포함하며,
상기 제1 및 제2반투과막 패턴 중 하나는 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된 다계조 포토마스크. - 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 구비되며, 제1투과율을 갖는 제1반투과막 패턴;
상기 제1반투과막 패턴 상에 구비된 차광성막 패턴; 및
상기 차광성막 패턴 및 투명 기판 상에 구비되며, 제2투과율을 갖는 제2반투과막 패턴; 을 포함하며,
상기 제1 및 제2반투과막 패턴 중 하나는 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된 다계조 포토마스크. - 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 구비된 차광성막 패턴;
상기 차광성막 패턴 및 투명 기판 상에 구비되며, 제1투과율을 갖는 제1반투과막 패턴; 및
상기 제1반투과막 패턴 상에 구비되고, 제2투과율을 가지며, 상기 제1반투과막과 적층되어 제3투과율을 갖는 제2반투과막 패턴; 을 포함하며,
상기 제1 및 제2반투과막 패턴 중 하나는 몰리브데늄(Mo) 및 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된 다계조 포토마스크.
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| KR1020150181907A KR20170073232A (ko) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | 다계조 포토마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR20170073232A true KR20170073232A (ko) | 2017-06-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150181907A KR20170073232A (ko) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | 다계조 포토마스크 |
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| KR (1) | KR20170073232A (ko) |
-
2015
- 2015-12-18 KR KR1020150181907A patent/KR20170073232A/ko unknown
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