KR20230143793A - 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 위상반전막이 구비되고, 상기 위상반전막은 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 투과변이 제어층 및 위상반전층을 포함하며, 상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 4% 이하의 투과율 편차를 갖는다.
FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크는 상기 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 편차가 4% 이하가 되도록 함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다.
FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크는 상기 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 편차가 4% 이하가 되도록 함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다.
Description
본 발명은 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 낮은 투과율 편차를 갖는 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.
액정표시장치(TFT-LCD)나 유기전계발광소자(OLED) 등을 포함하는 평판디스플레이(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. 즉, 집적도가 높은 반도체 디바이스와 동일하게 FPD 디바이스 역시 고해상도 요구에 따라 집적도가 높아지고, 그에 따른 설계 룰이 미세화되고 있으며, 미세 패턴을 형성하기 위하여 높은 패턴 해상도 및 고 정밀 기술이 요구되고 있다. 일반적으로 FPD 디바이스는 적어도 1층 이상의 금속막이 성막된 블랭크 마스크를 이용하여 포토마스크를 형성하고, 이를 리소그래피 공정으로 전사하는 방법으로 제작된다.
상기 블랭크 마스크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투명 기판 상에 금속 재료를 포함하는 박막이 형성되고, 상기 박막 위에 레지스트막이 형성된 것으로서, 상기 포토마스크는 이러한 블랭크 마스크로부터 박막이 패터닝된 형태를 갖는다. 여기서, 상기 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 반투과막, 반사막 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들은 단독을 사용되거나 필요에 따라 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다. 상기 FPD 디바이스 제조용 블랭크 마스크 및 포토마스크는 크롬(Cr), 금속실리사이드(Metal-Si) 화합물을 포함한 다양한 물질의 박막을 포함하여 형성할 수 있다.
한편, 최근에는 리소그래피 공정의 초점 심도의 증가와 노광 정밀도 향상 요구에 따라 포토마스크에서 대략 180°의 위상을 반전시켜 패턴 상에 발생하는 광의 간섭, 상쇄효과에 의해 미세패턴을 구현할 수 있는 위상반전막을 포함하는 포토 마스크가 요구되고 있고 이에 따라 위상 반전 블랭크 마스크가 사용되고 있다.
상기 위상반전막은 노광광의 파장에 따라 박막에서의 흡수율의 차이가 발생하여 투과율이 달라진다. 이에 따라, 여러 파장을 동시에 사용하는 복합 파장의 노광광을 사용할 때는 파장에 따른 투과율 차이가 크게 됨에 따라 노광 정밀도가 떨어진다. 특히 단파장에서의 투과율은 장파장 대비 낮아 단파장에서의 위상 반전 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 복합 파장의 노광광을 사용하는 위상반전 포토마스크의 경우 복합 파장 노광광의 각 파장에 대한 투과율 편차가 적을수록 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
그러나, 현재 사용되고 있는 위상반전 포토마스크는 복합 파장의 노광광, 특히, 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역의 복합 파장의 노광광에 대하여 흡수율의 차이로 인해 가파른 투과율 기울기를 가지며 단파장(270㎚)과 장파장(370㎚) 에서의 투과율 차이가 매우 크다. 이에 따라, 상기 DUV 영역의 복합 파장의 노광광에 대하여 노광량 제어가 어려워 미세 패턴 형성에 한계를 가지게 된다.
본 발명은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역의 복합 파 장의 노광광에 대하여 각 파장별 투과율 편차가 최소화된 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공한다.
본 발명에 따른 FPD(Flat Panel Display)용 위상반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 위상반전막이 구비되고, 상기 위상반전막은 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 투과변이 제어층 및 위상반전층을 포함하며, 상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 4% 이하의 투과율 편차를 갖는다.
상기 투과변이 제어층은 Si, SiC, SiN, SiCN 중 하나의 물질로 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상의 금속 물질(M)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 투과변이 제어층은 실리사이드(Si)가 50at% ∼100at%, 질소(N)가 0at% ∼40at%, 탄소(C)가 0 ∼10at%, 금속 물질(M)은 0at% ∼20at%인 조성비를 갖는다.
상기 투과변이 제어층은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다.
상기 위상반전층은 Si, SiC, SiN, SiCN, SiO, SiCO, SiCON 중 하나의 물질로 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상의 금속 물질(M)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 위상반전층은 실리사이드(Si)가 30at% ∼ 80at%, 질소(N)가 10at% ∼ 60at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 10at%, 금속 물질(M)이 0 ∼ 20at%인 조성비를 갖는다.
상기 위상반전층은 300Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는다.
상기 위상반전막은 경원소를 제외한 금속물질(M)과 실리사이드(Si)의 함유량 비에서 금속 물질(M)의 함유량 비율이 위상반전층보다 투과변이제어층이 상대적으로 높다.
상기 위상반전층은 투과변이제어층 보다 더 두꺼운 두께를 갖는다.
상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상반전량을 갖고, 40°이하의 위상차 편차를 가지며, 3% ∼ 50%의 투과율을 갖는다.
상기 투명 기판의 상부에 구비되며, 반사방지 기능을 포함하는 차광막을 더 포함한다.
상기 투과변이제어층 및 위상반전층이 형성된 투명 기판의 상부에 구비되며, 반투과막 및 식각저지막 중 하나로 이루어진 기능성막을 더 포함한다.
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크는 투과변이 제어층 및 위상반전층으로 이루어진 위상반전막을 형성함에 따라, 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 편차가 4% 이하가 되도록 함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다.
도 1 은 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 실시예는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치(TFT-LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등을 포함하는 플랫 패널 디스플레이 제조용 위상반전 블랭크마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 일반적으로 TFT-LCD, OLED 등의 디바이스 제품 생산을 위한 리소그래피 노광 공정 시 수은(Hg) 램프를 광원으로 하는 248㎚ ∼ 500㎚ 정도의 파장을 사용한다. 이때, 위상반전 포토마스크의 위상반전막을 구성하는 물질의 종류와 조성, 두께 등에 따라 상기 파장 범위에서의 투과율 및 위상반전량이 다르게 된다. 특히, 광원으로 사용되는 수은 램프는 303㎚, 313㎚, 365㎚ 파장에서의 강도가 강한 특성을 가지고 있다. 만약, 상기 파장 범위에서 위상반전층의 투과율이 일정하지 않다면 전체 투과율을 제어하는데 어려움이 따르게 되며, 또한, 상기 투과율은 위상반전량에 직접적으로 영향을 미치게 되므로 위상반전 효과를 크게 기대하기 어렵다.
이는, 상기 위상반전막에 의한 피사체의 포토레지스트 패턴 단면 형태를 제어하지 못하게 되어 공정 불안정 및 공정 여유도를 감소시키는 요인으로 작용하게 된다. 이와 반대로, 상기 파장 범위에서 투과율이 일정하다면, 전체 투과율 및 위상반전량 제어가 원활하게 이루지기 때문에 피사체의 포토레지스트 단면 형태를 제어하기 쉽다.
따라서, 노광 파장에 대한 투과율 편차가 작을수록 투과율 및 위상 반전량 제어에 유리하다. 본 발명은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역의 복합 파장의 노광광에 대하여 각 파장별 투과율 편차가 최소화된 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공하며, 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크(100)는 투명 기판(102) 상에 구비된 위상반전막(미도시)과 차광막(108), 레지스트막(110)을 포함하며, 상기 위상반전막은 투명 기판(102) 상에 순차적으로 구비된 투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)을 포함한다.
투명 기판(102)은 한 변이 300㎜ 이상인 사각형의 투명한 기판이고, 합성 석영 우리, 소다 라임 글라스, 무알카리 글라스, 저열 팽창 글라스 등으로 구성할 수 있다.
투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)은 단층이나 상호 동일 또는 다른 조성을 가지며, 상기 동일 또는 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어진다. 여기서, 투과변이 제어층(104)이 단층 구조를 갖는 경우, 투과변이 제어층(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.
투과변이 제어층(104)은 실리사이드(Si)를 필수적으로 포함하고 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 실리사이드(Si) 화합물로 이루어진다. 즉, 투과변이 제어층(104)은 Si, SiC, SiN, SiCN 중 하나로 이루어지거나, 금속 물질(M)을 더 포함하여 이루어진다.
투과변이 제어층(104)은 실리사이드(Si)가 50at% ∼ 100at%, 질소(N)가 0 ∼ 40at%, 탄소(C)가 0 ∼ 10at%, 금속 물질(M)이 0 ∼ 20at%인 조성비를 가진다.
또한, 상기 경원소의 함유량은 30at%를 초과하는 경우, 노광광 파장에서의 위상반전 포토마스크 패턴에 대한 투과율 제어가 어려워진다.
아울러, 투과변이 제어층(104)에 포함될 수 있는 상기 금속 물질(M)은 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상으로 이루어질 수 있다.
투과변이 제어층(104)은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 가지며, 바람직하게는 100Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는다. 투과변이 제어층(104)이 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 상기 두께 범위 내에서 조절 될 수 있다.
위상반전층(106)은 실리사이드(Si)를 필수적으로 포함하고 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 실리사이드(Si) 화합물로 이루어진다. 즉, 위상반전층(106)은 Si, SiC, SiN, SiCN, SiO, SiCO, SiCON 중 하나로 이루어지며, 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상의 금속 물질(M) 중 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 위상반전층(106)은 실리사이드(Si)가 30at% ∼ 80at%, 질소(N)가 10at% ∼ 60at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 10at%, 금속 물질(M)이 0 ∼ 20at%인 조성비를 갖는다.
위상반전층(106)은 300Å ∼ 2,000Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 600Å ∼ 1,300Å의 두께를 갖는다. 위상반전층(106)이 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 충들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 상기 두께 범위 내에서 조절 될 수 있다.
위상반전막은 상기 경원소를 제외한 금속 물질(M)과 실리사이드(Si)의 함유량 비에서 위상반전층(106)보다 투과변이 제어층(104)이 금속 물질(M)의 함유량 비율이 상대적으로 높다. 위상반전층(106)의 금속 물질(M)의 함유량 비율이 투과변이제어층(104) 보다 높을 경우, 위상반전량 및 투과율 제어에 적합하지 않다.
투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)은 각각 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 상기 각각의 박막들은 동일한 식각 물질에 식각되도록 구성할 수 있다.
투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)이 각각 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)을 구성하는 각 박막들 또는 투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)의 모든 층들은 동일한 식각 물질에 식각되도록 구성할 수 있다.
투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)로 이루어진 상기 위상반전막을 포함하는 위상반전 블랭크 마스크는 포토마스크를 제조하기 위한 식각 공정 시, 패턴의 가장자리 단면이 수직의 형태를 갖도록 각 층들의 조성비를 달리하는 등의 방법으로 식각 속도가 조절되도록 구성된다. 즉, 투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)은 실리사이드(Si) 화합물의 다층막으로 구성될 수 있으며, 각 층들의 조성 또는 조성비를 상이하게 조절하여 식각속도를 조절할 수 있다. 아울러, 위상반전 블랭크 마스크를 구성하는 박막은 투명 기판으로부터 상부 방향으로 갈수록 식각 속도가 느리도록 구성하거나 식각 속도가 상이한 층들의 조합을 통해 패턴의 단면 경사를 수직으로 형성할 수 있다.
투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)을 포함하는 상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상반전량을 갖고, 바람직하게, 170° ∼ 190°의 위상반전량을 갖는다.
또한, 상기 위상반전막은 상기 노광광에 대하여 40° 이하, 바람직하게는 20° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이하의 위상차 편차를 갖는다. 아울러, 상기 노광광에 대하여 3% ∼ 50%의 투과율, 바람직하게, 5% ∼ 40%의 투과율을 가지며, 4%이하의 투과율 편차를 갖는다.
차광막(108)은 크롬(Cr), 실리사이드(Si), 몰리브데늄(Mo), 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 하나이상의 물질들을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.
차광막(108)은 투과변이제어층(104) 및 위상반전막(106)과 상이한 습식 식각 용액에 의해 식각되며, 투과변이제어층(104) 및 위상반전막(106)과 상호 식각 선택비가 적어도 3.0 이상인 식각 특성이 상이한 물질로 이루어진다.
차광막(108)은 차광층 및 반사방지층을 포함하는 2층 이상의 다층막 또는 연속막의 형태로 이루어지거나, 차광층이 반사방지 기능을 갖는 경우 반사방지층이 구비되지 않은 단층 또는 2층 이상의 다층막 또는 연속막으로 이루어진다.
차광막(108)과 투과변이 제어층(104) 및 위상반전층(106)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게, DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하여 형성한다.
또한, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판(102) 상에 구비된 투과변이제어층(104) 및 위상반전막(106), 차광막(108), 레지스트막(110) 외에 적어도 1층 이상의 기능성막을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 기능성막은 위상반전막의 상부 또는 하부에 형성될 수 있으며, 반투과막, 식각저지막을 포함하여 전사용 패턴에 필요한 막들 중 하나 이상의 막을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 기능성막이 식각저지막을 포함하는 경우, 상기 식각저지막은 투명 기판(102)과 위상반전막 및 위상반전막과 차광막(108) 사이에 식각 선택비를 고려하여 형성될 수 있다.
상기 기능성막은 위상반전막과 동일하게 건식 식각 또는 습식 식각 공정으로 패터닝 및 제거할 수 있으며, 위상반전막과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 구성되거나, 또는, 상호 식각 선택비를 갖도록 구성될 수 있다.
상기 기능성막으로 형성될 수 있는 상기 반투과막 패턴, 식각저지막 패턴은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄(Mo), 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 하나이상의 물질들을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
(실시예)
FPD용 위상반전 블랭크 마스크 평가
DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 투명기판 상에 몰리브데늄 실리사이드(MoSi) 화합물 또는 실리사이드(Si) 화합물로 구성 된 실시예 및 비교예의 위상반전막을 형성하였다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 투과변이 제어층은 아르곤(Ar), 질소(N2)의 혼합 가스를 사용하여 50Å ∼ 500Å 두께의 단일막으로 형성하였으며, 상기 위상반전층은 투과변이제어층 상부에 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)의 혼합 가스를 사용하여 600Å ∼ 1300Å 두께의 단일막으로 형성하였다.
상기 본 발명의 비교예에 따른 위상반전막은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2)의 혼합 가스를 사용하여 900Å ∼ 1300Å 두께의 단일막으로 형성하였다.
자세하게, 본 발명의 실시예는 투과변이제어층 및 위상반전층의 2개 층으로 구성되며, 비교예는 위상반전막 단일막으로 구성된다. 스퍼터 공정 가스로는 비활성 가스로 아르곤(Ar)을 사용하고, 활성 가스로서 질소(N2), 이산화탄소(CO2) 중 적어도 1가지 이상의 가스를 선택적으로 사용하여 위상반전막를 형성하였다.
표 1은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 위상반전막의 실리사이드(Si)와 몰리브데늄 및 경원소의 조성비를 나태내고 있다.
| 비교예 | 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | ||
| 위상반전층 | 조성비 (at%) | Si | 63 | 45 ∼60 | 55 ∼70 | 65 ∼80 |
| Mo | 7 | 0 ∼4 | 0 ∼4 | 0 ∼4 | ||
| 경원소 (N, O, C) |
37 | 40 ∼55 | 30 ∼45 | 20 ∼35 | ||
| 투과변이 제어층 | 조성비 (at%) | Si | - | 70 ∼85 | 60 ∼75 | 50 ∼65 |
| Mo | - | 2 ∼8 | 2 ∼8 | 2 ∼8 | ||
| 경원소(N,, O, C) | - | 0 ∼20 | 10 ∼30 | 20 ∼40 | ||
표 2는 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 투과율 및 위상반전량을 나타낸다.
| 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | |
| 위상차 (°) @313㎚ | 181.1 | 179.2 | 178.2 | 178.8 |
| 투과율 (%) @303㎚ | 3.99 | 4.48 | 4.30 | 4.45 |
| 투과율 (%) @313㎚ | 4.44 | 4.64 | 4.33 | 4.50 |
| 투과율 (%) @365㎚ | 6.70 | 5.27 | 4.49 | 4.66 |
| 투과율 편차 (%) @270-370㎚ | 5.86 | 2.27 | 1.76 | 1.98 |
상기 표 2를 참조하면, 313㎚의 중심파장에서의 투과율 및 위상반전량은 유사한 수준이나, 270㎚ ∼ 370㎚ 파장 대역에서의 투과율 편차는 비교예의 경우 5.86%에 비해 실시예 1 내지 3은 각각 1.77% ∼ 2.27%로 우수한 특성을 나타낸다. 즉, 비교예에 비해 실시예 1 내지 3은 상기 복합 노광파장 영역에서의 투과율 기울기가 현저하게 낮아짐을 나타낸다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전막(106) 하부에 위치한 투과변이제어층(104)에 의해 노광파장 대역에서의 투과율 편차가 낮은 위상반전 블랭크 마스크를 제공함에 따라 노광 광량 및 위상반전량 제어가 용이하게 된다. 따라서, 본 발명의 위상반전 블랭크 마스크는 270㎚ ∼ 370㎚의 DUV 영역 파장으로 구성된 노광광이 사용되는 경우에 투과율 편차 감소로 인해 보다 고해상도 구현이 가능하다.
이상, 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 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
102 : 투명 기판
104 : 투과변이 제어층
106 : 위상반전층 108 : 차광막
110 : 레지스트막
106 : 위상반전층 108 : 차광막
110 : 레지스트막
Claims (13)
- 투명 기판 상에 위상반전막이 구비된 FPD(Flat Panel Display)용 위상반전 블랭크 마스크에 있어서,
상기 위상반전막은 투명 기판 상에 순차적으로 구비된 투과변이 제어층 및 위상반전층을 포함하며,
상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 4% 이하의 투과율 편차를 갖는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투과변이 제어층은 Si, SiC, SiN, SiCN 중 하나의 물질로 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상의 금속 물질(M)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 2 항에 있어서,
상기 투과변이 제어층은 실리사이드(Si)가 50at% ∼100at%, 질소(N)가 0at% ∼40at%, 탄소(C)가 0 ∼10at%, 금속 물질(M)은 0at% ∼20at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투과변이 제어층은 50Å ∼ 1,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전층은 Si, SiC, SiN, SiCN, SiO, SiCO, SiCON 중 하나의 물질로 이루어지거나, 또는, 상기 물질에 몰리브데늄(Mo), 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 1 종 이상의 금속 물질(M)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 5 항에 있어서,
상기 위상반전층은 실리사이드(Si)가 30at% ∼ 80at%, 질소(N)가 10at% ∼ 60at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 10at%, 금속 물질(M)이 0 ∼ 20at%인 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전층은 300Å ∼ 2,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 경원소를 제외한 금속물질(M)과 실리사이드(Si)의 함유량 비에서 금속 물질(M)의 함유량 비율이 위상반전층보다 투과변이제어층이 상대적으로 높은 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전층은 투과변이제어층 보다 더 두꺼운 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 위상반전막은 270㎚ ∼ 370㎚의 Deep Ultraviolet(DUV) 영역 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상반전량을 갖고, 40°이하의 위상차 편차를 가지며, 3% ∼ 50%의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투명 기판의 상부에 구비되며, 반사방지 기능을 포함하는 차광막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항에 있어서,
상기 투과변이제어층 및 위상반전층이 형성된 투명 기판의 상부에 구비되며, 반투과막 및 식각저지막 중 하나로 이루어진 기능성막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 FPD용 위상반전 블랭크 마스크로 제조된 FPD용 위상반전 포토마스크.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220042854A KR20230143793A (ko) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220042854A KR20230143793A (ko) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230143793A true KR20230143793A (ko) | 2023-10-13 |
Family
ID=88289928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220042854A KR20230143793A (ko) | 2022-04-06 | 2022-04-06 | 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230143793A (ko) |
-
2022
- 2022-04-06 KR KR1020220042854A patent/KR20230143793A/ko unknown
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