WO2017018830A1 - 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체, 상기 포토마스크의 제조방법, 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성장치 및 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성방법 - Google Patents

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Definitions

  • the transparent flat layer may include a silicone-based resin, specifically, may include a siloxane-based resin, and more specifically, may include polydimethylsiloxane (PDMS).
  • a silicone-based resin specifically, may include a siloxane-based resin, and more specifically, may include polydimethylsiloxane (PDMS).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the exposure object may further include a metal layer provided between the substrate and the photoresist layer.
  • the substrate unwinding part and the exposure object winding part may be in the form of a roll, and may be a substrate unwinding roll on which the substrate is wound on a roll, and an exposure object winding roll on which the exposure object passed through a series of processes is rolled.
  • the description of the photomask in the pattern forming apparatus may refer to the description of the photomask described above.
  • the photomask supply unit and the photomask recovery unit may supply a photomask, recover a photomask that has undergone a series of processes, and adjust the tension applied to the photomask by adjusting the speed of the photomask supply unit and the photomask recovery unit.
  • Exposure conditions of the exposed portion may be adjusted according to the properties of the photoresist applied, it is not particularly limited.
  • the method of forming the transparent flat layer may include applying a composition for forming a transparent flat layer on a surface having a light shielding mask pattern in a substrate; Drying the applied composition; And curing the dried composition.
  • the photoresist pattern may be formed by applying a developer to the exposed object, or the photoresist pattern may be formed by immersing the exposed object in a developer.
  • the forming of the metal pattern may include etching an portion where the photoresist pattern of the metal layer is not formed; And removing the photoresist pattern after etching the metal layer.
  • the fabricated photomask and the photoresist coated substrate were laminated using a roll laminator. After the laminated laminate was allowed to stand at room temperature for 24 hours, the state of adhesion before and after lamination was confirmed. In Table 1 below, when the adhesion state is maintained, O, and when the lifting phenomenon occurs between the two substrates are divided into X.
  • the fabricated photomask and the photoresist coated substrate were laminated using a roll laminator. After the laminated laminate was allowed to stand at room temperature for 24 hours, the photomask was detached from the photoresist coated substrate. The surface of the detached photomask was observed under a microscope to determine contamination. In Table 1 below, when no foreign matter is present on the surface of the photomask, O is classified as X when foreign matter is present.

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Abstract

본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체, 상기 포토마스크의 제조방법, 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성장치 및 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성방법에 관한 것이다.

Description

포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체, 상기 포토마스크의 제조방법, 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성장치 및 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성방법
본 출원은 2015년 07월 28일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2015-0106838호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체, 상기 포토마스크의 제조방법, 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성장치 및 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 패턴을 형성하는 경우에, 기판에 패턴을 형성하는 방법 중에서, 포토마스크를 이용한 포토리소그래피법이 많이 사용되고 있다.
상기 포토리소그래피법은 포토레지스트(photoresist)를 기재 상에 균일하게 도포하고, 노광(exposing) 장비와 포토마스크를 사용하여 포토마스크 상의 패턴을 노광시킨 후, 현상(developing), 포스트 베이크 과정을 거쳐 원하는 패턴을 형성시키는 모든 공정을 말한다.
상기 포토레지스트 층이 포지티브(positive) 레지스트 층이면, 노광된 영역에서 레지스트 층 재료의 화학적 변화가 일어나고, 상기 재료는 현상 시에 레지스트 층으로부터 떨어져 나갈 수 있다. 이에 반해, 포토레지스트 층이 네가티브(negative) 레지스트 층이면, 현상 시에 노광되지 않은 재료가 떨어져 나간다.
이때, 포토리소그래피법은 마스크패턴이 형성된 투과성 기판을 포토마스크로 배치하고 상기 포토마스크 상에 빛을 조사하여 레지스트막에 소정형상의 레지스트 패턴을 형성한다.
본 명세서는 포토마스크, 상기 포토마스크를 포함하는 적층체, 상기 포토마스크의 제조방법, 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성장치 및 상기 포토마스크를 이용하는 패턴형성방법을 제공하고자 한다.
본 명세서는 기판(substrate); 상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴; 및 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치된 투명평탄층을 포함하며, 상기 투명평탄층의 두께는 1μm 이상 500μm 이하이고, 상기 투명평탄층의 두께가 상기 차광마스크 패턴의 두께보다 크며, 상기 투명평탄층의 표면 거칠기(Ra)는 0.1nm 내지 20nm인 포토마스크를 제공한다.
또한, 본 명세서는 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및 기판(substrate), 및 상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 포함하고, 상기 노광대상물의 포토레지스트층은 포토마스크의 투명평탄층과 접촉하는 것인 적층체를 제공한다.
또한, 본 명세서는 기재 권출부와 노광대상물 권취부; 기재 권출부로부터 공급된 기재 상에 포토레지스트를 도포하는 코팅부; 포토레지스트가 도포된 노광대상물을 건조하는 건조부; 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 공급하는 포토마스크 공급부; 상기 포토마스크를 회수하는 포토마스크 회수부; 상기 노광대상물의 포토레지스트와 포토마스크의 투명평탄층이 접촉되도록 가압하는 라미네이트부; 및 상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광부를 포함하는 패턴형성장치를 제공한다.
또한, 본 명세서는 기판 상에 차광마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 기재(base plate) 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물을 준비하는 단계; 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크의 투명평탄층과 상기 노광대상물의 포토레지스트층을 접촉하도록 라미네이트하는 단계; 상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광단계; 및 노광 후 상기 노광대상물로부터 상기 포토마스크를 분리하는 단계를 포함하는 것인 패턴형성방법을 제공한다.
본 명세서에 따른 포토마스크를 이용하는 경우, 롤투롤 방식에 적용하여 짧은 시간에 노광공정을 연속적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 따른 포토마스크는 투명평탄층의 적용으로 노광대상물의 포토레지스트층과 차광패턴층의 접촉으로 발생하는 오염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 포토마스크의 수직단면도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 포토마스크를 이용한 패턴형성방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 포토마스크와 이를 이용하여 형성된 패턴의 이미지이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 패턴형성장치의 모식도이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 기판(substrate); 상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴; 및 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치된 투명평탄층을 포함하며, 상기 투명평탄층의 두께는 1μm 이상 500μm 이하이고, 상기 투명평탄층의 두께가 상기 차광마스크 패턴의 두께보다 크며, 상기 투명평탄층의 표면 거칠기(Ra)는 0.1nm 내지 20nm인 포토마스크를 제공한다.
상기 투명평탄층의 두께가 상기 차광마스크 패턴의 두께보다 클 경우 노광대상물의 포토레지스트층과 차광패턴의 접촉으로 발생하는 오염을 방지할 수 있다.
상기 포토마스크는 롤투롤 공정에 사용될 수 있도록 롤에 감겨 저장할 수 있다.
상기 기판의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 차광마스크 패턴 및 투명평탄층과의 접착성이 좋고, 포토마스크의 기판으로서 포토마스크를 투과하는 빛에 최소한으로 영향을 미칠 수 있는 것이 바람직하다.
상기 기판은 강성 기판이거나 플렉서블 기판일 수 있다. 구체적으로 플렉서블 기판은 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름일 수 있다. 상기 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(PI; polyimide) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 기판이 플렉서블 기판인 경우, 포토마스크가 롤투롤 공정에 사용될 수 있도록 롤에 감겨 저장할 수 있는 장점이 있다.
상기 기판은 투명도가 높은 기판을 사용할 수 있으며, 상기 기판의 광투과도는 50 % 이상일 수 있다.
상기 기판의 굴절률은 투명평탄층의 굴절률과 차이가 적은 것이 바람직하며, 상기 기판의 굴절률은 1.45 이상 1.65 이하일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴은 빛을 차단할 수 있는 재질로 형성된 것이며, 빛을 차단할 수 있고 패턴형성에 용이한 재질이라면 특별히 한정하지 않으며 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재질로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 차광마스크 패턴은 금속패턴일 수 있으며, 구체적으로 상기 금속패턴은 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 금(Au), 및 은(Ag) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 차광마스크 패턴의 형성방법은 차광패턴을 기판 상에 형성할 수 있다면, 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 롤프린팅, 잉크젯인쇄법, 스크린인쇄법 증착법, 포토리소그래피법, 식각법 등일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴의 형상은 금속패턴 또는 포토레지스트 패턴이 필요한 분야의 패턴형상일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴의 형상은 터치패널의 금속패턴의 형상일 수 있으며, 동일한 패턴이 반복된 형상이거나 서로 상이한 2 이상의 패턴이 이격 또는 연결된 형상일 수 있다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차광마스크 패턴의 형상은 격자모양의 화면부패턴, 화면부패턴과 연결되고 외부의 연성인쇄회로기판과 연결되는 라우터패턴 및 상기 화면부 패턴과 라우터패턴의 연결시 저항을 낮춰주는 연결패턴 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 차광마스크 패턴의 두께는 20nm 이상 500nm 이하이다.
상기 투명평탄층은 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면의 전체를 덮으며, 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면은 평탄한 층이다. 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면의 평탄화도를 나타내는 표면거칠기(Ra)는 0.1nm 이상 20nm 이하인 것이 바람직하다. 표면거칠기가 상기 범위를 만족할 경우, 표면의 굴곡으로 인하여 함몰된 부분에 공기가 갇혀 돌출된 부분에 비하여 상대적으로 공기가 많이 분포함으로써 발생되는 공기의 굴절률 차이에 의한 입사광의 산란 또는 굴절 현상을 방지하여, 패턴구현성이 향상되는 효과가 있다.
상기 투명평탄층은 차광마스크 패턴에 의해 차단되지 않고 포토마스크를 투과하는 빛에 최소한으로 영향을 미칠 수 있는 것이 바람직하다. 상기 투명평탄층은 투명도가 높은 재료를 사용할 수 있으며, 상기 투명평탄층의 광투과도는 50 % 이상일 수 있다.
상기 투명평탄층의 굴절률은 기판의 굴절률과 차이가 적은 것이 바람직하며, 상기 투명평탄층의 굴절률은 1.43 이상 1.49 이하일 수 있다.
상기 투명평탄층이 상기 기판과 접촉하는 한 점으로부터 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면까지의 거리는 상기 차광마스크 패턴의 높이보다 높을 수 있다.
상기 투명평탄층의 두께는 1μm 이상 500μm 이하이다. 구체적으로, 상기 투명평탄층이 상기 기판과 접촉하는 한 점으로부터 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면까지의 거리가 1㎛ 이상 500㎛ 이하이다. 보다 구체적으로, 상기 투명평탄층이 상기 기판과 접촉하는 한 점으로부터 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면까지의 거리는 1㎛ 이상 50㎛ 이하일 수 있다. 투명 평탄층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 조사된 빛의 일부가 차광마스크 패턴을 통과하면서 회절 현상에 의해 광경로가 변경되어도 포토레지스트 면까지의 거리가 충분히 근접하여 패턴구현성이 향상되는 효과가 있다.
상기 투명평탄층은 평탄층을 형성할 수 있도록 도포특성이 우수하고, 광투과도가 높으며, 다른 물체의 표면에 부착되고 분리될 수 있도록 점착성과 이형성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 투명평탄층은 실리콘계 수지를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 실록산계 수지를 포함할 수 있고, 더 구체적으로, PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다.
본 명세서는 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및 기판(substrate), 및 상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 포함하고, 상기 노광대상물의 포토레지스트층은 포토마스크의 투명평탄층과 접촉하는 것인 적층체를 제공한다.
상기 기재의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 상기 기재는 강성 재질 또는 연성 재질일 수 있다.
상기 강성 재질은 유리, 금속, 강성 플라스틱 또는 두꺼운 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 연성 재질은 연성 플라스틱 또는 얇은 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 기재의 두께는 15㎛ 이상 2mm 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 포토레지스트층(PR, Photoresist)은 빛에 노출됨으로써 현상액에 대한 내성이 변화하는 고분자를 포함하는 층을 의미하며, 상기 포토레지스트층은 포지티브 포토레지스트층 또는 네가티브 포토레지스트층일 수 있다. 구체적으로, 상기 포토레지스트층은 포지티브 포토레지스트층인 것이 바람직하다.
상기 포토레지스트층의 두께는 100nm 이상 10㎛ 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 노광대상물은 상기 기재와 상기 포토레지스트층 사이에 구비된 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 금속층의 재질은 특별히 한정하지 않으나, 상기 금속층은 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 금(Au), 및 은(Ag) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 적층체에서 포토마스크에 대한 설명은 상술한 포토마스크에 대한 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서는 기재 권출부와 노광대상물 권취부; 기재 권출부로부터 공급된 기재 상에 포토레지스트를 도포하는 코팅부; 포토레지스트가 도포된 노광대상물을 건조하는 건조부; 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 공급하는 포토마스크 공급부; 상기 포토마스크를 회수하는 포토마스크 회수부; 상기 노광대상물의 포토레지스트와 포토마스크의 투명평탄층이 접촉되도록 가압하는 라미네이트부; 및 상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광부를 포함하는 패턴형성장치를 제공한다.
상기 기재 권출부와 노광대상물 권취부는 기재를 공급하고 일련의 공정을 거친 노광대상물을 회수하며, 기재 권출부와 노광대상물 권취부의 속도를 조절하여 기재에 부여되는 장력을 조절할 수 있다.
상기 기재 권출부와 노광대상물 권취부는 롤형태일 수 있으며, 각각 기재가 롤에 감긴 기재 권출롤과 일련의 공정을 거친 노광대상물을 롤에 감는 노광대상물 권취롤일 수 있다.
상기 기재 권출부로부터 공급된 기재는 일면에 금속층이 구비된 기재일 수 있다.
상기 코팅부는 기재 권출부와 노광대상물 권취부 사이에 위치하여 기재 권출부로부터 공급된 기재 상에 포토레지스트를 도포할 수 있으며, 구체적으로, 기재 권출부로부터 공급된 기재 상에 포지티브 포토레지스트를 도포할 수 있다.
이때, 코팅부에 의해 도포되는 포토레지스트는 빛에 노출됨으로써 현상액에 대한 내성이 변화하는 고분자를 포함하는 조성물을 의미하며, 상기 포토레지스트 조성물은 광개시제, 가교제, 첨가제 및 용매 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 기재 권출부로부터 공급된 기재가 일면에 금속층이 구비된 기재인 경우, 상기 코팅부는 상기 금속층 상에 포토레지스트를 도포할 수 있다.
상기 건조부는 코팅부에 의해 도포된 포토레지스트를 건조하며, 상기 건조부의 건조방법은 열풍건조방법 또는 적외선건조방법일 수 있다. 구체적으로 상기 건조부의 건조방법은 적외선건조방법인 것이 바람직하다. 즉, 상기 건조부는 적외선건조부일 수 있다. 상기 건조부가 적외선건조부인 경우, 포토레지스트막의 심부까지 균일하게 건조될 수 있다.
상기 패턴형성장치에서 포토마스크에 대한 설명은 상술한 포토마스크에 대한 설명을 인용할 수 있다.
상기 포토마스크 공급부와 포토마스크 회수부는 포토마스크를 공급하고 일련의 공정을 거친 포토마스크를 회수하며, 포토마스크 공급부와 포토마스크 회수부의 속도를 조절하여 포토마스크에 부여되는 장력을 조절할 수 있다.
상기 포토마스크 공급부와 포토마스크 회수부는 롤형태일 수 있으며, 각각 포토마스크가 롤에 감긴 포토마스크 공급롤과 일련의 공정을 거친 포토마스크를 롤에 감는 포토마스크 회수롤일 수 있다.
상기 라미네이트부는 노광대상물의 포토레지스트와 포토마스크의 투명평탄층이 접촉되도록 가압하여 점착시킬 수 있다.
상기 라미네이트부는 두 쌍의 가압롤을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 라미네이트부는 어느 하나는 포토마스크의 기판 측에 위치하고 이에 대응되는 다른 하나는 노광대상물의 기재 측에 위치하는 한 쌍의 제1 가압롤; 및 어느 하나는 포토마스크의 기판 측에 위치하고 이에 대응되는 다른 하나는 노광대상물의 기재 측에 위치하고 상기 제1 가압롤과 이격 배치된 다른 한 쌍의 제2 가압롤을 포함할 수 있다. 이때, 한 쌍의 가압롤은 포토마스크와 노광대상물이 점착된 적층체를 기준으로 면대칭될 수 있다. 다시 말하면, 면대칭되는 한 쌍의 가압롤은 포토마스크와 노광대상물이 점착된 적층체를 중심으로 어느 하나는 적층체의 일면에 다른 하나는 적층체의 타면에 위치하되, 적층체 너머로 서로 마주보도록 구비될 수 있다.
상기 노광부는 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사할 수 있다.
상기 라미네이트부가 두 쌍의 가압롤을 포함하는 경우, 상기 노광부는 상기 두 쌍의 가압롤 사이에 구비될 수 있다.
상기 노광부의 노광조건은 도포된 포토레지스트의 성질에 따라 조절될 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
상기 패턴형성장치는 노광부에 의해 노광된 노광대상물을 현상하는 현상유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 현상유닛은 현상방법에 따라 필요한 장치를 구비할 수 있으며, 특별히 한정하지 않는다.
본 명세서는 기판 상에 차광마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법을 제공한다.
상기 기판 상에 차광마스크 패턴을 형성하는 방법은 잉크젯프린팅, 그라비아프린팅, 그라비아오프셋프린팅, 스크린프린팅, 리버스오프셋프린팅, 및 포토리소그래피일 수 있다. 구체적으로, 상기 기판 상에 차광마스크 패턴을 형성하는 방법은 포토리소그래피일 수 있으며, 기판 상에 차광마스크 금속을 증착하고 에칭 레지스트 패턴을 형성한 후, 식각공정을 통해 에칭 레지스트 패턴이 구비되지 않은 영역의 금속을 선택적으로 제거하며 최종적으로 차광마스크 패턴 상의 에칭 레지스트 패턴을 박리하여 차광마스크 패턴을 형성할 수 있다.
상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 투명평탄층을 형성할 수 있다.
상기 투명평탄층을 형성하는 방법은 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 투명평탄층을 형성하기 위한 조성물을 도포하는 단계; 도포된 조성물을 건조하는 단계; 및 건조된 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명평탄층을 형성하기 위한 조성물은 실리콘계 수지를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 실록산계 수지를 포함할 수 있고, 더 구체적으로, PDMS(polydimethylsiloxane)를 포함할 수 있다.
상기 투명평탄층을 형성하기 위한 조성물은 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제는 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재질을 선택할 수 있다.
상기 투명평탄층을 형성하기 위한 조성물을 도포하는 방법은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 바(bar) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 콤마(comma) 코팅, 마이크로그라비아(microgravure) 코팅 또는 딥(dip) 코팅일 수 있다.
본 명세서는 기재(base plate) 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물을 준비하는 단계; 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크의 투명평탄층과 상기 노광대상물의 포토레지스트층을 접촉하도록 라미네이트하는 단계; 상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광단계; 및 노광 후 상기 노광대상물로부터 상기 포토마스크를 분리하는 단계를 포함하는 것인 패턴형성방법을 제공한다.
상기 패턴형성방법에서, 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략하며, 상술한 설명을 인용할 수 있다.
상기 패턴형성방법은 상기 포토마스크를 분리한 후 노광된 노광대상물을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 노광된 노광대상물을 현상하는 방법은 현상액을 노광된 노광대상물에 도포하는 방식으로 포토레지스트패턴을 형성하거나, 노광된 노광대상물을 현상액에 침지하는 방식으로 포토레지스트패턴을 형성할 수 있다.
상기 노광대상물이 상기 기재와 상기 포토레지스트층 사이에 구비된 금속층을 더 포함하는 경우, 상기 포토마스크를 분리한 후 노광된 노광대상물을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및 상기 금속층의 포토레지스트패턴이 형성되지 않은 부분을 식각하여 금속패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금속패턴을 형성하는 단계는 상기 금속층의 포토레지스트패턴이 형성되지 않은 부분을 식각하는 단계; 및 금속층을 식각한 후 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
실험예 1. 투명평탄층 코팅액 제조
액상 실리콘 레진(신에츠 실리콘사, KE-1606) 100 중량부, 실리콘 경화제(신에츠 실리콘사, CAT-RG) 15 중량부 및 시클로헥산 115 중량부를 혼합하여 투명평탄층 코팅액을 제조하였다.
실험예 2. 포토마스크 제작
알루미늄(Al)층이 100nm 두께로 증착되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재 상에 리버스 오프셋 인쇄 공정을 활용하여 3 내지 20μm의 선폭을 갖는 레지스트 패턴을 형성한 후 알루미늄(Al) 에칭 및 레지스트 박리 공정을 통하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재 상에 차광마스크 패턴을 형성하였다. 상기 제조된 투명평탄층 코팅액을 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 방법을 활용하여 차광마스크 패턴 상부에 도포한 후 100℃에서 20분간 경화하여 포토마스크를 제작하였다.
실험예 3. 포토레지스트 코팅 기판 제작
알루미늄(Al)층이 100nm 두께로 증착되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기재 상면에 스핀 코팅 도는 슬릿 코팅 방법을 활용하여 노블락 수지 기반의 포지티브 포토레지스트(LG화학 LGPR-412DF)을 도포한 후 120℃에서 3분간 건조하여 1.5μm 두께의 포토레지스트 도막을 형성하였다.
실험예 4. 포토마스크 점착 특성 평가
상기 제작 완료된 포토마스크와 포토레지스트 코팅 기판을 롤 라미네이터를 활용하여 합지하였다. 합지된 적층체를 24시간 상온 방치한 후 합지 전후 부착상태를 확인하였다. 하기 표 1에서는 부착상태가 유지되어 있을 경우 O, 두 기판 상이에 들뜸 현상이 발생할 경우 X로 구분하였다.
실험예 5. 포토마스크 이형 특성 평가
상기 제작 완료된 포토마스크와 포토레지스트 코팅 기판을 롤 라미네터를 활용하여 합지하였다. 합지된 적층체를 24시간 상온 방치한 후 포토레지스트 코팅 기판에서 포토마스크를 탈착하였다. 탈착한 포토마스크의 표면을 현미경으로 관찰하여 오염 여부를 판정하였다. 하기 표 1에서는 포토마스크 표면에 이물이 존재하지 않을 경우 O, 이물이 존재할 경우 X로 구분하였다.
실험예 6. 패턴구현성 평가
상기 제작 완료된 포토마스크와 포토레지스트 코팅 기판을 롤 라미네이터를 활용하여 합지하였다. 합지된 적층체를 수평이 유지되어 있는 정반 위에 고정한 후 평행광 노광기(Karl Suss MA8)를 활용하여 1초간 노광하였다. 노광이 완료된 적층체에서 포토마스크를 제거한 후 테트라메틸암모니움하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide, TMAH) 2.38wt% 현상액에 60초간 담지 및 유수세정을 통해 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 하기 표 1에서는 포토레지스트 패턴의 구현 특성을 하기와 같이 구분하였다.
A: 포토마스크 차광 마스크 패턴 대비 선폭 변화율 및 LER(line edge roughness) 증가율이 30% 이하일 경우
B: 포토마스크 차광 마스크 패턴 대비 선폭 변화율이 30% 이상이거나 LER(line edge roughness) 증가율이 30% 이상일 경우
C: 패턴 미구현
실시예 1 내지 3
상기 실험예 1 내지 6의 방법으로 포토레지스트의 제조 및 특성 평가를 진행하되, 투명평탄층의 두꼐 및 표면거칠기를 변경하였다. 이에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 4
투명평탄층의 제조 공정 중 표면거칠기가 높은 기재를 임프린팅하여 표면거칠기를 증가시키거나, 투명평탄층을 적용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 포토레지스트의 제조 및 특성 평가를 진행하였다. 이에 따른 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
투명평탄층 두께(μm) 투명평탄층 표면거칠기(nm) 3μm 패턴 구현성 20μm패턴 구현성 점착특성 이형특성
실시예 1 30 <10 A A O O
실시예 2 50 <10 A A O O
실시예 3 30 15-20 A A O O
비교예 1 미적용 미적용 평가불가 평가불가 X X
비교예 2 600 <10 C B O O
비교예 3 30 50-100 B A O O
비교예 4 30 >200 C B X O

Claims (20)

  1. 기판(substrate);
    상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴; 및
    상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치된 투명평탄층을 포함하고,
    상기 투명평탄층의 두께는 1μm 이상 500 μm 이하이며,
    상기 투명평탄층의 두께가 상기 차광마스크 패턴의 두께보다 크고,
    상기 투명평탄층의 표면 거칠기(Ra)는 0.1nm 내지 20nm인 포토마스크.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 투명평탄층이 상기 기판과 접촉하는 한 점으로부터 상기 투명평탄층 중 차광마스크 패턴이 구비된 기판과 접하는 면의 반대면까지의 거리는 상기 차광마스크 패턴의 높이보다 높은 것인 포토마스크.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 투명평탄층은 실리콘계 수지를 포함하는 것인 포토마스크.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기판은 플렉서블 기판인 것인 포토마스크.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 포토마스크는 롤투롤 공정에 사용될 수 있도록 롤에 감겨 저장되는 것인 포토마스크.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 차광마스크 패턴의 두께는 20nm 이상 500nm 이하인 포토마스크.
  7. 기재(base plate), 및 상기 기재 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물; 및
    기판(substrate), 및 상기 기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 포함하고,
    상기 노광대상물의 포토레지스트층은 상기 포토마스크의 투명평탄층과 접촉하는 것인 적층체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 포토레지스트층은 포지티브 포토레지스트층인 것인 적층체.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 노광대상물은 상기 기재와 상기 포토레지스트층 사이에 구비된 금속층을 더 포함하는 것인 적층체.
  10. 기재 권출부와 노광대상물 권취부;
    기재 권출부로부터 공급된 기재 상에 포토레지스트를 도포하는 코팅부;
    포토레지스트가 도포된 노광대상물을 건조하는 건조부;
    기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크를 공급하는 포토마스크 공급부;
    상기 포토마스크를 회수하는 포토마스크 회수부;
    상기 노광대상물의 포토레지스트와 포토마스크의 투명평탄층이 접촉되도록 가압하는 라미네이트부; 및
    상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광부를 포함하는 패턴형성장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 라미네이트부는 두 쌍의 가압롤을 포함하며,
    상기 노광부는 상기 두 쌍의 가압롤 사이에 구비된 것인 패턴형성장치.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 기재 권출부로부터 공급된 기재는 일면에 금속층이 구비된 기재이며, 상기 코팅부는 상기 금속층 상에 포토레지스트를 도포하는 것인 패턴형성장치.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 건조부는 적외선건조부인 것인 패턴형성장치.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 노광부에 의해 노광된 노광대상물을 현상하는 현상유닛을 더 포함하는 패턴형성장치.
  15. 기판 상에 차광마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 포토마스크의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 투명평탄층을 형성하는 단계는 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 실리콘계 수지를 포함하는 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 조성물을 건조하고 경화시키는 단계를 포함하는 것인 포토마스크의 제조방법.
  17. 기재(base plate) 상에 구비된 포토레지스트층을 포함하는 노광대상물을 준비하는 단계;
    기판 상에 구비된 차광마스크 패턴과 상기 기판 중 차광마스크 패턴이 구비된 면 상에 위치하는 투명평탄층을 포함하는 포토마스크의 투명평탄층과 상기 노광대상물의 포토레지스트층을 접촉하도록 라미네이트하는 단계;
    상기 포토마스크의 기판 측에서 빛을 조사하는 노광단계; 및
    노광 후 상기 노광대상물로부터 상기 포토마스크를 분리하는 단계를 포함하는 것인 패턴형성방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 포토마스크를 분리한 후 노광된 노광대상물을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 패턴형성방법.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 노광대상물은 상기 기재와 상기 포토레지스트층 사이에 구비된 금속층을 더 포함하는 것인 패턴형성방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 포토마스크를 분리한 후 노광된 노광대상물을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 금속층의 포토레지스트패턴이 형성되지 않은 부분을 식각하여 금속패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 패턴형성방법.
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