KR20210073140A - 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 - Google Patents

플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 Download PDF

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KR20210073140A
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Abstract

본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판상에 위상반전막이 구비되며, 상기 위상반전막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성된다.
본 발명은 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 10% 이상의 투과율의 구현이 가능하게 하는 위상반전막을 형성함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다.

Description

플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크{Phase Shift Blankmask and Photomask for the Flat Pannel Display}
본 발명은 블랭크마스크 및 이를 이용한 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, FPD(Flat Panel Display)의 제작에 사용되는 위상반전 블랭크마스크 및 이를 이용하여 제작되는 포토마스크에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)나 유기전계 발광 소자(OLED) 등의 평판 디스플레이(Flat Panel Display, 이하, FPD)는 시장의 요구가 고급화, 고기능화, 다양화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되었고, 이에 따라 보다 저렴하고 생산성이 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 일반적으로 FPD 패널은 적어도 1층 이상의 금속막이 성막된 블랭크 마스크를 이용하여 포토마스크를 형성하고, 이를 리소그래피 공정에 적용하는 방법으로 제작된다.
블랭크 마스크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투광성 기판의 주 펴면 상에 금속 재료를 포함하는 박막이 형성되고, 박막 위에 레지스트막이 형성된 것으로서, 포토마스크는 이러한 블랭크 마스크로부터 박막이 패터닝된 형태를 갖는다. 여기서 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 반투광막, 반사막 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들 중 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다.
최근에는 FPD 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 즉, 집적도가 높은 반도체 디바이스와 동일하게 FPD 디바이스 역시 집적도가 높아지고 그에 따른 설게 룰이 미세화되고 있으며, 미세 패턴을 형성하기 위하여 높은 패턴 해상도 및 고정밀 기술이 요구되고 있다.
이에, 등배 노광 장치를 이용하여 FPD 디바이스 제조용 포토마스크의 정밀도를 향상시키기 위한 방법으로 크롬(Cr), 금속실리사이드 화합물을 포함한 다양한 물질로 형성되며, 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)을 이용한 복합 파장의 노광광에 대하여 대략 180°의 위상이 반전되는 위상반전막을 포함하는 위상반전 블랭크 마스크가 개발되고 있다.
또한, FPD 디바이스 제조시 위상반전막의 사용 범위가 확대되면서, 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 노광광에 대한 위상반전막의 투과율도 다양화되고 있다. 예를 들어, 기존 사용되던 투과율 10% ∼ 50%의 하프톤 블랭크마스크 중 일부 혹은 다수가 위상반전막으로 대체될 수 있다. 그러나, 상기 크롬(Cr) 화합물로 구성된 위상반전막은 원소 고유의 흡수계수(Extinction Coefficient : k)로 인해 10% 이상의 투과율을 실현하기 어렵다.
이에 따라, 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 복합 파장에 대해 대략 180°의 위상차를 가지며, 10% 이상의 투과율을 구현할 수 있는 위상반전막 물질의 개발이 요구되고 있다. 또한, 점차 고해상도 디스플레이 구현을 위해 노광 파장의 단파장화가 진행되고 있어, 기존의 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 복합 파장 외에 예컨대 313nm(j-line)의 파장까지 복합된 복합 파장의 노광광이 사용되고 있으며, 나아가 303nm, 290nm, 280nm 의 파장까지 복합된 복합 파장의 노광광이 사용될 전망이다. 노광광이 단파장화 됨에 따라 고투과 구현은 더욱 어려움이 있는 상황이므로 이를 극복 할 수 있는 물질의 개발이 필요하다.
본 발명은 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 10% 이상의 투과율의 구현이 가능하도록 위상반전막을 형성함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능한 블랭크마스크 및 이를 이용한 포토마스크를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명 기판 상에 위상반전막이 구비되며, 상기 위상반전막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명 기판 상에 위상반전막이 구비되며, 상기 위상반전막은 상호 다른 조성 또는 조성비를 가지며, 상기 다른 조성 또는 조성비의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어지며, 상기 위상반전막들 중 적어도 하나 이상의 막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성된다.
상기 위상반전막은 크롬실리사이드(CrSi)로 이루어지거나 또는 상기 크롬실리사이드(CrSi)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 보론(B), 불소(F), 염소(Cl), 및 수소(H) 중 어느 하나 이상의 경원소를 포함한 화합물로 이루어진다.
상기 위상반전막은 I선, h선, g선을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 1% ∼ 50% 의 투과율을 갖고, 10% 이하의 투과율 편차를 갖는다.
본 발명은 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 10% 이상의 투과율의 구현이 가능하게 하는 위상반전막을 형성함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다.
도 1 은 본 발명에 따른 하프톤 블랭크마스크를 도시한 도면.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 위상반전막을 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 4a 내지 도 4d 는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크를 도시한 단면도.
이하에서는 도면을 참고하여 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 특허청구번위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는 액정 표시 장치(LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등을 포함하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크(100)이다.
위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명기판(102)과 투명기판(102) 상에 위상반전막(104) 및 레지스트막(108)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.
투명기판(102)은 한 변이 300mm 이상인 사각형의 투명한 기판이고, 합성 석영 우리, 소다 라임 글라스, 무알카리 글라스, 저열 팽창 글라스 등으로 구성할 수 있다.
위상반전막(104)은 단층 또는 상호 다른 조성 또는 상호 다른 조성비를 가지며, 상기 다른 조성 또는 상호 다른 조성비의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어진다. 여기서, 위상반전막(104)이 단층 구조를 갖는 경우, 위상반전막(104)은 구성 물질의 조성비가 일정한 단일막 또는 조성비가 연속적으로 변화하는 연속막의 형태를 갖는다. 상기 연속막은 플라즈마가 켜진 상태에서 스퍼터링 공정 중 반응성 가스, 파워, 압력 등과 같은 공정 변수를 변경하여 형성하는 막을 지칭한다.
위상반전막(104)은 요구되는 위상반전량을 가짐과 동시에 10% 이상의 투과율 구현이 가능한 금속물질을 포함하여 구성된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 위상반전막(104)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하는 크롬실리사이드(CrSi) 또는 위상반전막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 크롬실리사이드(CrSi) 화합물로 이루어진다. 즉, 위상반전막은 CrSi, CrSiN, CrSiO, CrSiC, CrSiNO, CrSiCN, CrSiCO, CrSiCON 중 하나로 이루어진다.
여기서, 위상반전막(104)은 실리콘(Si)이 1at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 5at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0at% ∼ 50at%, 산소(O)가 0at% ∼ 50at%, 탄소가 0at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 또한, 상기 크롬실리사이드(CrSi) 대비 경원소(O, N, C)는 100at% : 0 ∼ 60at% : 40at%의 조성비를 갖는다. 경원소(O, N, C)의 함유량이 40at%를 초과하는 경우, 반투과막 패턴의 투과율이 증가하고, 상기 투과율을 저감시키기 위하여 두께가 증가하여 미세 패턴 형성이 어려워진다. 아울러, 반투과막 패턴은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 추가적인 경원소를 더 포함할 수 있다.
위상반전막(104)은 물리적, 화학적, 광학적 특성을 개선하기 위하여 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(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.
위상반전막(104)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게, DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하여 형성한다. 위상반전막(104)이 상기 스퍼터링 방식을 이용한 크롬실리사이드(CrSi) 또는 이의 화합물로 형성되는 경우, 위상반전막(104)은 크롬실리사이드(CrSi) 의 2성분계 단일 타겟을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 상기 크롬실리사이드(CrSi) 단일 타겟은 크롬(Cr) : 실리콘(Si) = 70at% ∼ 99at% : 1at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 상기 실리콘(Si)은 크롬(Cr) 대비 낮은 소광 계수(k)를 가짐에 따라 실리콘(Si)의 함유량이 높을 경우, 높은 투과율의 위상반전막을 구현할 수 있다. 그러나, 위상반전막(104)의 실리콘(Si)의 함유량이 높을 경우, 포토마스크 제조 시 사용되는 크롬(Cr) 식각액에 대한 식각 선택비가 증가하여 위상반전막의 패터닝 공정이 어려워 지게 된다. 이에 따라, 상기 스퍼터링 타겟의 실리콘(Si) 함유량을 30at% 이하로 하는 것이 바람직하다.
아울러, 위상반전막(104)은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 크롬실리사이드(CrSi) 타겟 중 2종 이상의 타겟을 동시에 이요하는 코-스퍼터링(Co-sputtering) 방법으로 형성할 수 있으며, 이 때, 크롬실리사이드(CrSi) 타겟은 그의 조성비가 크롬(Cr) : 실리콘(Si) = 60at% ∼ 99at% : 1at% ∼ 40at%인 조성비를 갖는다.
위상반전막(104)이, 도 2를 참조하면, 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 위상반전막들(104a ∼ 104n)은 동일한 식각 물질에 식각되도록 구성될 수 있다.
이때, 위상반전막(104)을 구성하는 각 층들은 광학적 특성 개선과 패턴의 가장자리 단면 형성 개선 등을 위하여 물질의 조성비 또는 조성이 상이한 크롬실리사이드(CrSi)층 또는 이의 화합물층으로 이루어질 수 있다. 또한, 위상반전막(104)을 구성하는 하나 이상의 막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성되며, 나머지 층들은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄, 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 중 1종 이상의 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H), 불소(F) 중 1종 이상의 물질을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
자세하게, 위상반전층들(104a ∼ 104n)은 포토마스크를 제조하기 위한 식각 공정 시, 패턴의 가장자리 단면이 수직의 형태를 갖도록 각 층들의 조성비를 달리하는 방법, 또는, 조성을 달리하는 등의 방법으로 식각 속도가 조절되도록 구성된다. 즉, 위상반전층들(104a ∼ 104n)은 모두 크롬실리사이드(CrSi) 또는 크롬실리사이드(CrSi) 화합물로 구성하며, 각 층들의 조성 또는 조성비를 상이하게 조절하여 식각 속도를 조절할 수 있다. 또한, 위상반전층들(104a ∼ 104n) 중 적어도 1층 이상의 층은 크롬실리사이드(CrSi) 또는 크롬실리사이드(CrSi) 화합물로 구성되며, 다른 층은, 예를 들어, 크롬(Cr) 또는 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 수소(H) 중 1종 이상의 물질을 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 구성하여 식각 속도를 조절할 수 있다. 아울러, 위상반전막(104)은 단층 연속막 구조 또는 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 투명 기판(102)으로부터 상부 방향으로 갈수록 식각 속도가 느리도록 구성하거나 또는 식각 속도가 상이한 층들의 조합을 통해 패턴의 단면 경사를 수직으로 형성할 수 있다.
위상반전막(104)은 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상반전량을 갖고, 바람직하게, 170° ∼ 190°의 위상반전량을 가지며, 40° 이하, 바람직하게는 20° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이하의 위상차 편차를 가진다. 또한, 위상반전막(104)은 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)을 포함하는 복합파장의 노광광에 대하여 1% ∼ 50%의 투과율, 바람직하게, 5% ∼ 40%의 투과율을 가지며, 10% 이하의 투과율 편차를 가진다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판(102) 상에 구비된 위상반전막(104) 및 적어도 1층 이상의 기능성막(106)을 포함하여 구성된다. 이 때, 투명기판(102) 및 위상반전막(104)은 상술한 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크와 광학적, 화학적, 물리적으로 동일한 특성을 갖는다.
기능성막(106)은 위상반전막(104)의 상부 또는 하부에 형성될 수 있으며, 차광성막, 반투과막, 식각저지막을 포함하여 전사용 패턴에 필요한 막들 중 하나 이상의 막을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 기능성막(106)이 차광성막을 포함하는 경우, 상기 차광성막은 빛을 차광하는 기능 및 반사를 방지하는 기능을 모두 갖는 단일막, 또는, 동일한 구성 및 조성을 갖거나 상이한 구성을 갖는 차광막 및 반사방지막을 포함할 수 있다. 기능성막(106)이 식각저지막을 더 포함하는 경우, 상기 식각저지막은 투명기판(104)과 위상반전막, 위상반전막과 차광성막, 차광성막과 투명기판 사이에 식각 선택비를 고혀하여 형성된 식각저지막을 더 포함 할 수 있다.
기능성막(106)은 위상반전막(104)과 동일하게 건식 식각 또는 습식 식각 공정으로 패터닝 및 제거할 수 있으며, 위상반전막(106)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 구성되거나, 또는, 상호 식각 선택비를 갖도록 구성될 수 있다.
기능성막(106)으로 형성될 수 있는 상기 차광막, 반사방지막, 반투과막 패턴, 식각저지막 패턴은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄, 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 티타늄, 플래티늄, 이트륨(Y), 철(Fe), 셀렌(Se), 인듐(In), 황(S), 주석(Sn), 보론(B), 나트륨(Na), 베릴륨(Be) 중 어느 하나 이상의 금속 물질들을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.
상술한 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 FPD용 위상반전 포토마스크를 형성할 수 있다.
도면 4a는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크(300)를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크(300)는 투명기판(102)의 메인 패턴들이 구비되는 영역인 메인 영역(미도시)과 얼라인 키 등을 포함한 보조적인 패턴들이 구비되는 영역인 블라인드 영역(미도시) 상에 위상반전막 패턴(104a)만이 형성된 구조를 갖는다.
위상반전 포토마스크(300)는 투명기판(102) 상에 위상반전막 및 레지스트막을 순차적으로 형성한 후, 레지스트막을 패터닝하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 식각마스크로 위상반전막을 식각하여 위상반전막 패턴(106a)을 형성하는 방법을 이용할 수 있다.
도 4b 및 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크(300)는 투명기판(102)의 블라인드 영역에 차광성막 패턴(106a)이 형성되고, 차광성막 패턴(106a)의 경계 부분 및 메인 영역에 위상반전막 패턴(104a)이 구비된 구조를 갖는다. 이때, 차광성막 패턴(106a)은 블라인드 영역에서 얼라인 키와 같은 보조적인 패턴을 갖도록 형성할 수 있으며, 차광성막 패턴(106a)의 경계 부분에 위상반전막 패턴(104a)이 구비됨으로써 해상도(Resolution)를 증가시킬 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크는 상기 투명기판 상에 차광성막 및 레지스트막을 형성한 후 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 식각 마스크로 차광성막을 식각하여 차광성막 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 차광성막 패턴을 포함한 투명기판 상에 위상반전막을 형성하고, 위상반전막 상에 레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 위상반전막을 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하는 방법을 이용할 수 있다. 아울러, 도시하지는 않았지만, 차광성막 패턴(106a)의 경계 부분에 위상반전막 패턴(104a)이 구비됨으로써 해상도(Resolution)를 증가시킬 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크(300)는 상기 투명기판(102) 상에 차광성막, 위상반전막 및 제1레지스트칵을 순차적으로 형성한 후, 상기 제1레지스트막을 패터닝하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 레지스트 패턴을 식각 마스크로 차광성막을 식각하여 블라인드 영역에 차광성막 패턴을 형성한다. 이어서, 상기 제2레지스트막 패턴을 형성하고 노출된 위상반전막을 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하는 방법을 이용할 수 있다.
도 4d를 참조하면, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 포토마스크(300)는 투명기판(102)의 메인 영역 및 블라인드 영역에 차광성막 패턴(106a)이 형성되고, 차광성막 패턴(106a)의 경계 부분 및 메인 영역에 구비된 일부의 차광성막 패턴(106a)을 감싸도록 위상반전막 패턴(104a)이 구비된 림 타입의 구조를 갖는다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
(실시예)
위상반전막 구성 물질에 따른 특성 평가
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크에 구비된 위상반전막의 구성 물질에 따른 투과율 및 위상반전량을 평가하였다.
본 발명의 실시예에 따른 위상반전막은 크롬실리사이드(CrSi) 타겟(조성비 Cr : Si = 80at% : 20at%) 및 크롬(Cr) 타겟을 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하였으며, 이때, 스퍼터링 공정은 아르곤(Ar), 질소(N), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 일산화질소(NO) 중 적어도 하나 이상의 가스를 이용하여 단일막의 구조를 가지는 위상반전막을 형성하였다. 또한, 비교예에 따른 위상반전막은 크롬(Cr) 타겟을 이용하여 형성하였다.
표 1은 위상반전막의 구성 물질에 따른 투과율 및 위상반전량의 평가 결과를 나타낸 것이다. 상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1은 동일한 공정 조건하에 요구되는 위상차 조건을 모두 만족하였다. 또한 실시예 2 및 실시예 3은 365nm(i-line)의 파장에 대하여 투과율이 각각 15.03%, 25.22%로 비교예 1 및 실시예 1에 비해 고투과 위상반전막이 구현되었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
타겟 (조성비) CrSi
(Cr : Si = 80at% : 20at%)		 CrSi
(Cr : Si = 80at% : 20at%)		 CrSi
(Cr : Si = 80at% : 20at%)		 Cr
공정가스 (%) Ar 5 ∼ 40 5 ∼ 40 5 ∼ 40 5 ∼ 40
N2 40 ∼ 90 40 ∼ 90 40 ∼ 90 40 ∼ 90
CO2 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20
CH4 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20
공정파워 (kW) 5 5 5 5
구성 물질 CrSiCON CrSiCON CrSiCON CrCON
투과율 (%) @365nm 4.38 15.03 25.22 4.42
위상차 (°) @365nm 180.2 179.4 180.1 180.1
표 2는 위상반전막의 구성 물질에 따른 투과율 및 식각비의 평가 결과를 나타낸 것이다.
실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
타겟 (조성비) CrSi
(Cr : Si = 70at% : 30at%)		 CrSi
(Cr : Si = 80at% : 20at%)		 CrSi
(Cr : Si = 90at% : 10at%)		 Cr
공정가스 (%) Ar 5 ∼ 40 5 ∼ 40 5 ∼ 40 5 ∼ 40
N2 40 ∼ 90 40 ∼ 90 40 ∼ 90 40 ∼ 90
CO2 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20
CH4 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20 0.1 ∼ 20
공정파워 (kW) 5 5 5 5
구성 물질 CrSiCON CrSiCON CrSiCON CrCON
투과율 (%) @365nm 23.02% 16.67% 12.23% 4.42
두께 (Å) 1282 1287 1283 1286
식각비 (Å/sec) 10.17 12.26 15.27 18.37
상기 표 2 를 참조하면, 실시예 4 ∼ 6 및 비교예 1은 동일한 두께의 박막으로 구성 하였다. 비교에 1 과 비교하여 실시예 4 ∼ 6 은 식각비가 느려짐이 나타났다. 자세하게, 실리콘(Si)의 비율이 높아질수록 동일한 스퍼터링 조건에서 높은 투과율을 구현할 수 있지만, 식각 속도가 느려지게 된다.
102 : 투명기판 104 : 위상반전막
106 : 차광막 108 : 레지스트

Claims (15)

  1. 투명기판상에 위상반전막이 구비된 FPD(Flat Pannel Display)용 위상반전 블랭크 마스크로서,
    상기 위상반전막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  2. 투명 기판 상에 위상반전막이 구비된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크로서,
    상기 위상반전막은 상호 다른 조성 또는 조성비를 가지며, 상기 다른 조성 또는 조성비의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어지며,
    상기 위상반전막들 중 적어도 하나 이상의 막은 크롬(Cr) 및 실리콘(Si)을 필수적으로 포함하여 구성된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 크롬실리사이드(CrSi)로 이루어지거나 또는 상기 크롬실리사이드(CrSi)에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 보론(B), 불소(F), 염소(Cl), 및 수소(H) 중 어느 하나 이상의 경원소를 포함한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 실리콘(Si) 1at% ∼ 30at%, 크롬(Cr)이 10at% ∼ 80at%, 질소(N)가 0at% ∼ 50at%, 산소(O)가 0at% ∼ 50at%, 탄소(C)가 0at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 위상반전막의 크롬실리사이드(CrSi) 대비 경원소 물질은 100at% : 0 ∼ 60at% : 40at%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막들은 동일한 식각 물질에 식각되며, 상호 동일 또는 다른 조성으로 동일 또는 상이한 식각 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 I선, h선, g선을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200° 의 위상차를 갖고, 40° 이하의 위상차 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 I선, h선, g선을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 1% ∼ 50% 의 투과율을 갖고, 10% 이하의 투과율 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 600Å ∼ 1,600Å의 두께를 가지며, 각 막들은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 블랭크 마스크.
  10. 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위상반전막의 상부 또는 하부에 배치되는 하나 이상의 기능성막을 더 포함하며, 상기 기능성막은 차광막 및 반사방지막을 포함하는 차광성막, 반투과막, 식각저지막 중 하나인 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기능성막은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄, 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 티타늄, 플래티늄, 이트륨(Y), 철(Fe), 셀렌(Se), 인듐(In), 황(S), 주석(Sn), 보론(B), 나트륨(Na), 베릴륨(Be) 중 어느 하나 이상의 금속 물질들을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질들에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  12. 투명기판 상에 위상반전막이 구비된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,
    상기 위상반전막은 크롬실리사이드(CrSi) 타겟을 이용하는 스퍼터링 공정으로 형성되는 FPD용 블랭크 마스크.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 롬실리사이드(CrSi) 타겟은 크롬(Cr) : 실리콘(Si) = 70at% ∼ 99at% : 1at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는 단일 타겟인 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 위상반전막은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 크롬실리사이드(CrSi) 중 2종 이상의 타겟을 이용한 코-스퍼터링(Co-Sputtering) 공정으로 형성된 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
  15. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항의 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크.
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