WO2017131497A1 - 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 - Google Patents

필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법 Download PDF

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WO2017131497A1
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film mask
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pattern layer
dark light
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황지영
서한민
배남석
이승헌
오동현
박찬형
김기환
이일하
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주식회사 엘지화학
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    • H01L2224/951—Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies
    • H01L2224/95115—Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies using a roll-to-roll transfer technique

Definitions

  • the present application relates to a film mask, a manufacturing method thereof, and a pattern forming method using the same.
  • silver halide In the case of a general film mask, silver halide (Ag Halide) is mainly used as a pattern realization layer that satisfies both light blocking layer characteristics and antireflection layer characteristics, which are basically included as a mask.
  • silver halide materials have limitations in pattern implementation.
  • the scan mura is reflected in the product, whereby a different pattern shape is generated for each defective position, thereby making it impossible to implement a high-definition pattern having a line width of 15 micrometers or less.
  • Patent Document 1 Korean Patent Application Publication No. 1992-0007912
  • the present application is to provide a film mask, a manufacturing method thereof and a pattern forming method using the same, which is not only flexible to be applicable to the roll-to-roll process but also to form a high resolution pattern.
  • a dark light shielding pattern layer provided on the transparent substrate
  • the dark light-shielding pattern layer It is provided on the dark light-shielding pattern layer, and provides a film mask including a release force reinforcing layer having a surface energy of 30 dynes / cm or less.
  • the release force reinforcing layer is preferably 22 dynes / cm or less, more preferably 15 dynes / cm or less.
  • the dark light blocking pattern layer preferably exhibits blocking characteristics of the UV region, and is not particularly limited as long as the reflectance of the UV region is about 30% or less.
  • the dark light blocking pattern layer may include a black matrix material, a carbon black material, a resin in which a die is mixed, and AlOxNy (0 ⁇ x ⁇ 1.5, 0 ⁇ y ⁇ 1, x and y are Al 1 Ratio of the number of atoms of each O and N to the atoms).
  • the film mask may further include a metal layer provided between the transparent substrate and the dark light blocking pattern layer.
  • the metal layer is for example an aluminum layer.
  • a metal layer is provided between the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer
  • the film mask includes two or more regions having different thicknesses of the metal layer, or At least two regions having different thicknesses of the dark light shielding pattern layer, or the film mask includes a region having a metal layer between the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer, and the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer. It includes a direct contact area.
  • a surface protection layer is further included between the dark light blocking pattern layer and the release force enhancing layer.
  • the semiconductor device may further include an adhesive layer provided between the dark light shielding pattern layer and the transparent substrate.
  • the light blocking pattern layer may include a metal layer provided between the transparent substrate, and further include an adhesion layer between the metal layer and the transparent substrate.
  • the substrate may further include an additional substrate attached to an opposite surface of the substrate, the surface of which is opposite to the dark light shielding pattern layer, by using an adhesive layer.
  • It provides a method of manufacturing a film mask comprising the step of forming a release force enhancement layer provided on the dark light shielding pattern layer.
  • Another embodiment of the present application provides a method of forming a pattern using a film mask according to the above-described embodiments.
  • the film mask according to the embodiments described in the present application is not only flexible to be applicable to roll-to-roll, but also to prevent scratches between roll-to-roll running by the release force reinforcing layer and to prevent the problem that the inter-process resin is buried in the mask. . Thereby, it is possible to form a high resolution pattern also by a flexible film mask.
  • a high resolution pattern or a halftone pattern can be introduced.
  • FIG. 1 is a photograph of an example in which a distortion of a pattern shape and a size according to a local position occurs when a photosensitive resin and a mask are not in close contact with each other when a pattern is formed using a conventional mask resin.
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of a structure of a film mask according to an exemplary embodiment of the present application.
  • FIG 3 illustrates a cross section of a structure of a film mask according to an exemplary embodiment of the present application.
  • Figure 4 shows the reflectance, transmittance, absorption according to the wavelength of the material of the dark light-shielding pattern layer according to an embodiment of the present application.
  • 5 and 6 illustrate the structure of a film mask including a halftone region manufactured according to one embodiment of the present application.
  • Example 7 is a photograph of a film mask for each resolution manufactured in Example.
  • FIG. 8 is a photograph showing a pattern implementation state for each position of the film mask prepared in the embodiment.
  • FIG. 9 is a photograph showing the form of a pattern prepared in Example 12.
  • Example 10 is a photograph measured in a transmission mode and a reflection mode of the film mask prepared in Example 12.
  • FIG. 12 is a photograph measured in a transmission mode and a reflection mode of the film mask prepared in Comparative Example 1.
  • Film mask according to an embodiment of the present application is a transparent substrate; A dark light shielding pattern layer provided on the transparent substrate; And a release force reinforcing layer provided on the dark light shielding pattern layer. At this time, the surface energy of the release force reinforcing layer is 30 dynes / cm or less.
  • the photolithography process using a positive type or negative type of the photosensitive resin, is made through a similar equipment configuration similar to the conventional soft mold imprinting (Soft Mold Imprinting) process.
  • the photosensitive resin and the mask used for patterning of the substrate are generally in close contact with each other for the pattern resolution. Otherwise, as shown in FIG. 1, distortion of the pattern shape and size according to the local position occurs. .
  • the substrate has a surface energy of less than or equal to surface energy, such as 30 dynes / cm, for example, a substrate to be patterned, such as a plastic film such as PET or an ITO film, the general release process and molding It was confirmed that the process is effective.
  • the surface energy of the release force reinforcing layer is preferably 22 dynes / cm or less, more preferably 15 dynes / cm or less showed good performance. The lower the surface energy of the release force-enhancing layer is better, it may be more than 0 dynes / cm 30 dynes / cm or less.
  • the material for the release force enhancing layer is not particularly limited as long as it has the surface energy, and a fluorine material, a silicon material, or a mixture thereof may be used.
  • a fluorine-based material having a perfluoroether chain, an alkoxy silane or a silicon-based material having a silanol, or a mixture thereof can be used.
  • Silicone-based materials such as alkoxy silanes or silanols can improve adhesion to other substrates.
  • the release force reinforcing layer may further include a SiO 2 layer or a TiO 2 layer to reinforce the durability of the release force reinforcing layer.
  • -OH of silanol undergoes a dehydration condensation reaction at room temperature to induce a complete bond with the surface of the adjacent layer. can do.
  • FIG. 2 is a perspective view of a film mask, and a vertical cross-sectional view of the marked portion shown in dotted lines in FIG. 2 is shown in FIG. 3.
  • 3 further includes an adhesion layer, a metal layer, and a surface protective layer in addition to the transparent substrate, the dark light shielding pattern layer, and the release force reinforcing layer, but these structures may be omitted as necessary.
  • an adhesion layer may be additionally provided under the dark shading pattern layer, or a surface protection layer may be introduced between the release force-enhancing layer and the dark shading pattern layer, depending on the durability and adhesion characteristics of the material acting as the light shielding mask. have.
  • the film mask produced for the purpose of increasing the thickness can be used by reinforcing through the additional substrate and the adhesive layer.
  • the transparent substrate is not particularly limited as long as it has a light transmittance of a degree necessary to perform an exposure process using the film mask described above.
  • the dark shielding pattern layer is not particularly limited as long as it exhibits blocking characteristics of the UV region.
  • a material having a reflectance of about 30% or less in the UV region may be used.
  • the dark light blocking pattern layer may include a black matrix material, a carbon black material, a resin in which a die is mixed, and AlOxNy (0 ⁇ x ⁇ 1.5, 0 ⁇ y ⁇ 1, x and y are Al 1 Ratio of the number of atoms of each O and N to the atoms).
  • the range of x and y is x> 0, or y> 0, or x> 0 and y> 0.
  • the dark light shielding pattern layer is made of AlOxNy, it is preferable that 0 ⁇ x ⁇ 1.5 or 0 ⁇ y ⁇ 1.
  • the dark shading pattern layer is based on the black shading pattern layer.
  • it can be applied to the production of halftone masks used for the purpose of multilayer patterning.
  • the material and thickness of the dark light blocking pattern layer may be determined according to the size and shape of the material and pattern to be patterned using a film mask, and the thickness may be determined according to the required UV light transmittance.
  • the dark light blocking pattern layer may have a thickness of 5 nm to 200 nm, and any thickness may be used as long as it blocks light.
  • the dark light blocking pattern layer may have a pattern shape having a shape of a pattern to be implemented by UV exposure as an opening region.
  • the dark pattern light blocking layer may have a pattern having circular openings.
  • the dark shading pattern layer is formed of AlOxNy as described above, it is easy to form the size of the opening to a desired size, for example, a circular opening having a diameter of 1 to 30 micrometers or a linear opening having a line width of 1 to 30 micrometers. It can have In particular, when the dark light shielding pattern layer is formed of AlOxNy described above, not only a high resolution pattern of 15 micrometers or less may be formed, but a problem of scanning mura due to an exposure method may be minimized.
  • various methods using photolithography or printing techniques such as offset and inkjet may be applied in addition to a direct exposure process using a laser which is commonly used.
  • the transparent substrate may be determined according to the size or material of a pattern to be patterned using a film mask.
  • a transparent substrate having a visible light transmittance of 50% or more is preferably used.
  • the transparent substrate is preferably a flexible substrate, for example, a plastic film, specifically, a polyethylene terephthalate (PET) film may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the thickness of the said transparent base material is enough as long as it can support a film mask, and is not specifically limited.
  • the thickness of the transparent substrate may be 10 nm to 1 mm, specifically 10 micrometers to 500 micrometers.
  • the adhesion layer may be one that does not adversely affect patterning using a film mask while enhancing adhesion between the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer or the metal layer.
  • an adhesion layer material such as acrylic, epoxy or urethane may be used.
  • the surface protective layer can be introduced as an example of the surface protection layer of the urethane acrylic lake series, this also confirmed that it is largely mubang in the case of hardness HB or more.
  • a layer having a higher refractive index than the base material or the adhesive layer and having no absorption of UV light as the surface protective layer.
  • a layer having a form including fluorine-based, silicon-based, or a mixture thereof may be introduced, and a thickness of 100 nm or less was preferable at the time of introduction.
  • the method of forming the layer includes a wet coating method and a vapor deposition method, and a vapor deposition method is more advantageous.
  • a metal layer may be further included between the transparent substrate and the dark light blocking pattern layer.
  • the metal layer may complement the light shielding property of the dark light shielding pattern layer, and may facilitate formation or patterning of the dark light shielding pattern layer.
  • the metal layer may be made of a material that can compensate for the light blocking property or a material that is easy to form the dark light blocking pattern layer.
  • aluminum Al
  • Al aluminum
  • aluminum is easy to form a dark light shielding pattern layer made of aluminum oxide, aluminum nitride or aluminum oxynitride thereon.
  • aluminum is easy to pattern simultaneously with a dark shading layer made of aluminum oxide, nitride or oxynitride.
  • the thickness of the metal layer may be determined in consideration of light blocking property, processability, or flexibility, and may be determined, for example, within 1 nm to 10 micrometers.
  • the conventional mask comprises a light shielding layer capable of blocking light provided on the transparent substrate and an antireflection film provided on the light shielding film.
  • the anti-reflection film is for minimizing the change of the CD (Critical Dimension) of the pattern by the UV light irradiated on the light shielding film when the mask pattern is manufactured.
  • the light blocking film and the antireflection film of the lower layer must have the same patterning composition as the conventional photomask through patterning so that the number of processes and the antireflection of the light blocking area can be maximized.
  • the present inventors measured the reflection and absorption wavelengths of the UV layer (100 nm to 400 nm) of each of the Al layer and the Al-based nitride oxide and the laminated (AlOxNy / Al) structure. It was confirmed that it has a reflectance of about 30% or less for the band, and it was confirmed that the remaining light could be used as a mask material as a whole. In other words, since the AlOxNy layer alone exhibits transflective and antireflective properties with respect to UV wavelengths, it has been confirmed that the AlOxNy layer can serve as an antireflection film in a conventional mask structure.
  • a metal layer provided between the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer is provided, and the film mask includes two or more regions having different thicknesses of the metal layer. Or two or more regions having different thicknesses of the dark light shielding pattern layer from each other, or the film mask includes an area provided with a metal layer between the transparent substrate and the dark light shielding pattern layer, and the transparent substrate and the dark light shielding.
  • the pattern layer includes a region directly contacted. 5 illustrates a structure of a film mask including a region having a metal layer and a region having no metal layer.
  • a portion having a light transmittance different from each other may be formed in the film mask to produce a half tone region.
  • 5 illustrates the step difference of the pattern when the pattern of the negative type photosensitive resin is formed. Compared with the pattern formed by the dark shading pattern and the general mask region without the metal layer, the thickness of the pattern formed by the halftone region in which the dark shading pattern layer which passes only a part of the UV light is formed is thinner. 5 may have a cross-sectional structure of a boundary portion (dotted line) between the general mask area and the halftone area of the film mask as shown in FIG. 6.
  • It provides a method of manufacturing a film mask comprising the step of forming a release force enhancement layer provided on the dark light shielding pattern layer.
  • Forming the dark light blocking pattern layer may include a photoresist coating (PR coating), UV exposure (UV exposure), development (etching) and stripping process, if necessary, It may further include an inspection and repair process.
  • PR coating photoresist coating
  • UV exposure UV exposure
  • etching development
  • stripping stripping process
  • Another embodiment of the present application provides a method of forming a pattern using a film mask according to the above-described embodiments.
  • the method includes applying a photosensitive resin composition on a substrate; Exposing to the applied photosensitive resin composition through a film mask; And developing the photosensitive resin composition. This process may be carried out through a roll-to-roll process.
  • An adhesion layer was formed on the PET substrate having a thickness of 250 micrometers using a urethane-based material, and after plasma pretreatment, an Al layer having a thickness of 100 nm was formed by a sputtering method. Nitrogen, which is a reactive gas, was added onto the Al layer to form an AlOxNy layer (x> 0, 0.3 ⁇ y ⁇ 1) by reactive sputtering. At this time, Reference Examples 1 to 14 were carried out according to the deposition conditions by the reactive sputtering method, and the optical properties of the structure thus obtained are shown in Table 1 below.
  • the optical properties of the layer produced according to the deposition conditions of aluminum oxynitride is different. Therefore, it can be seen that the dark light shielding pattern layer of the film mask manufactured according to the embodiments described herein may be formed by varying deposition conditions according to required light shielding properties.
  • An adhesion layer, an Al layer (thickness 100 nm) and an AlOxNy layer (x> 0, 0.3 ⁇ y ⁇ 1) layer (thickness 60 nm) were formed on a PET substrate (250 micrometers in thickness) in the same manner as in Reference Example 9.
  • a positive type photoresist (Dongjin Semichem Co., N200) was coated, fixed on a stage, mounted on a glass mask, and subjected to UV exposure using a UV laser 365 nm. It was then developed using TMAH 1.38% solution to form a photoresist pattern.
  • the Al layer and the AlOxNy layer were etched using an acid solution using the photoresist pattern, and a pattern was formed by stripping using an stripping solution (LG chemical, LG202). Subsequently, an inspection & repair process was performed.
  • UV exposure intensity was 50 mJ in Examples 1-8 and 1100 mJ in Examples 9-16.
  • Examples 1-4 and 9-12 formed a dark shading pattern layer having circular openings, in Examples 1 and 9 the circular opening diameter and the spacing between the openings were 6 micrometers, and in Examples 2 and 10 circular
  • the opening diameter and the inter-opening spacing was 8 micrometers
  • the circular opening diameter and the inter-opening spacing was 10 micrometers in Examples 3 and 11
  • the circular opening diameter and the inter-space spacing was 15 micrometers in Examples 4 and 12.
  • Examples 5 to 8 and Examples 13 to 16 formed a dark shading pattern layer having an opening in the form of a linear stripe.
  • the line width and line spacing were 6 micrometers, and in Examples 6 and 14, the line width was And the line spacing was 8 micrometers, the line width and line spacing was 10 micrometers in Examples 7 and 15, and the line width and line spacing was 15 micrometers in Examples 8 and 16.
  • the step before etching was 1.2 micrometers.
  • the pattern step after stripping was 0.2 micrometers.
  • the photograph of the form of the dark light-shielding pattern layer of the film mask manufactured in Examples 1-16 is shown in FIG. As a result of confirming the patterns having the resolutions prepared in Examples 1 to 16, it was confirmed that the CD precision was very excellent in the whole area resolution. In addition, comparing Examples 1 to 8 (50 mJ) with different UV exposure intensities and Examples 9 to 16 (1100 mJ), it can be seen that the difference according to the exposure intensity is not large.
  • the surface protective layer of the urethane acrylate series was formed by coating, and a release force reinforcing layer was formed using a fluorine-based material having a perfluoropolyether chain.
  • FIGS. 8 and 9 The results of forming the pattern using the film mark prepared in Example 12 are shown in FIGS. 8 and 9. Pattern formation was performed by placing the photosensitive resin composition to be patterned on a film, fixing a film mask thereon, and performing UV exposure through a film mask. In this case, a 365 nm LED UV light source was used for UV exposure, and Dongjin Semichem N200 was used as the photosensitive resin composition.
  • FIG. 9 shows photographs measured in a transmission mode and a reflection mode of the film mask prepared in Example 12, respectively.
  • the surface energies measured after 10, 50 and 100 patterning using the film mask prepared in Example 12 were 11.32 dynes / cm, 15.28 dynes / cm and 21.19 dynes / cm, respectively.
  • a 188 micrometer thick PET substrate was used instead of a 250 micrometer thick PET substrate.
  • a 50 micrometer thick OCA layer optical transparent adhesive layer
  • a film mask was manufactured in the same manner as in Examples 1 to 16, except that there was attached. By attaching the additional PET substrate in this way, it was confirmed that curl generation during running of the roll to roll mask was minimized to facilitate contact between the substrate and the film mask.
  • the silicon-based release force-enhancing layer deposits SiO 2 in advance, and then roll-to-roll vapor deposition of a mixed material of a fluorine-based material (fluorine-based material having a perfluoropolyether chain) and a silicon-based material (alkoxysilane). Formed by the method. Surface energy measured after 10, 50 and 100 patterning using the prepared film mask was 8.64 dynes / cm, 7.59 dynes / cm and 7.48 dynes / cm, respectively.
  • Release force Reinforcement layer It carried out similarly to Example 12 except having used the commercially available film mask which does not have.
  • the pattern implementation state for each position after pattern formation is shown in FIG. 1, and the shape of the formed pattern is shown in FIG. 11.
  • Figure 12 Comparative example Of the film mask made in 1 Dark Shading Pattern layer Penetration mode And reflection In mode Each measured picture is shown. In the thickness direction of the mask Shading location And description 10 and 12 appear in different forms because of different types.
  • An adhesion layer and an Al layer were formed on a PET substrate.
  • a positive type photoresist (Dongjin Semichem Co., N200) was coated, fixed on a stage, mounted on a glass mask, and subjected to UV exposure using a UV laser 365 nm. It was then developed using TMAH 1.38% solution to form a photoresist pattern.
  • the Al layer was etched using the photoresist pattern using an acid solution, and stripped using a stripping solution (LG Chem, LG202) to form a pattern. Subsequently, an inspection & repair process was performed.
  • an AlOxNy layer (x> 0, 0.3 ⁇ y ⁇ 1) is formed through vapor deposition, and then the photoresist composition is coated.
  • the halftone region in which not only the Al layer but also the AlOxNy layer is directly in contact with the PET substrate having the direct adhesion layer without the Al layer Formed.

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Abstract

본 출원은 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층; 및 상기 암색 차광 패턴층 상에 구비되고, 표면에너지가 30 dynes/cm 이하인 이형력 강화층을 포함하는 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.

Description

필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
본 출원은 2016년 1월 27일에 제출된 한국 특허출원 제10-2016-0010222호의 우선일의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 출원은 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
일반적인 포토리소그래피 기술은 웨이퍼(Wafer)나 유리(Glass)와 같은 평판을 기반으로 하고 있다. 이에 따라, 기재의 강성 및 평판성(Flatness) 등에 의하여 공정 능력이 큰 영향을 받고 있다. 그러나, 점차 유연한(Flexible) 디스플레이 및 디바이스(Device)에 사용될 수 있는 유연성 있는 기재에 대한 시장 수요가 증대되고 있고, 이에 따라 공정의 변화도 지속적으로 요구되고 있다.
그러나, 롤투롤(Roll to Roll) 공정을 적용하기 위해서는, 기존의 평판형 포토마스크(Photomask)는 필름 기재와 같은 유연성 있는 기재와 접목시키기 위해서는 한계가 존재하므로, 이에 따라 고해상도의 유연성 있는 포토마스크에 대한 요구가 지속적으로 증대되고 있는 상황이다.
일반적인 필름 마스크의 경우, 마스크로서 기본적으로 지니고 있는 광차단층(Light Blocking Layer) 특성 및 반사 방지층 특성 등을 모두 만족시키는 패턴 구현 층으로 은할로겐화물(Ag Halide)이 주로 사용되고 있다. 그러나, 은할로겐화물 재료는 패턴 구현능에 한계가 있다. 또한, 은할로겐화물과 동시에 사용되는 젤라틴(Gellatine)층을 화학 약품으로부터 보호하기 위하여 적용되고 있는 표면 보호층의 요철 등으로 인하여 고해상도를 구현하기에는 여러 문제점을 지니고 있다. 기존의 은할로겐화물 계열의 필름 마스크를 이용하는 경우, 해상도가 높을수록 마스크 제조시 스캔 무라(scan mura)가 나타나고, 구현된 패턴의 형태(shape)에 문제가 발생한다. 스캔 무라가 나타나는 마스크를 이용하는 경우, 스캔 무라가 제품내 반영되고, 이에 의하여 불량 위치마다 다른 패턴 형태(shape)가 발생하는 문제가 있어 선폭 15 마이크로미터 이하의 고정세패턴을 구현하는 것이 불가능하다.
따라서 이를 극복하기 위한 새로운 소재를 이용한 필름 마스크의 개발이 요구된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 출원 공개 제1992-0007912호
본 출원은 롤투롤 공정에 적용가능하도록 유연할 뿐만 아니라 고해상도 패턴을 형성하는 것도 가능한 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는
투명 기재;
상기 투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층; 및
상기 암색 차광 패턴층 상에 구비되고, 표면에너지가 30 dynes/cm 이하인 이형력 강화층을 포함하는 필름 마스크를 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 이형력 강화층은 바람직하게는 22 dynes/cm 이하, 더욱 바람직하게는 15 dynes/cm 이하이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층은 UV 영역의 차단 특성을 나타내는 것이 바람직하며, 예컨대 UV 영역대의 반사율이 약 30% 이하라면 특별히 한정되지 않는다. 일 실시상태에 따르면, 상기 암색 차광 패턴층은 블랙매트릭스 재료, 카본 블랙계 재료, 다이(dye)가 혼합된 수지 및 AlOxNy(0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 필름 마스크는 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 구비된 금속층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속층은 예컨대 알루미늄 층이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 금속층이 구비되고, 상기 필름 마스크는 상기 금속층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 상기 암색 차광 패턴층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 또는 상기 필름 마스크는 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 금속층이 구비된 영역과, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층이 직접 접하는 영역을 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 상기 이형력 강화층 사이에 표면 보호층을 추가로 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 투명 기재 사이에 구비된 부착층을 더 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 투명 기재 사이에 구비된 금속층을 포함하고, 상기 금속층과 상기 투명 기재 사이에 부착층을 더 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 기재의 암색 차광 패턴층에 대향하는 면의 반대면에 접착층을 이용하여 부착된 추가의 기재를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는
투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층을 형성하는 단계; 및
상기 암색 차광 패턴층 상에 구비된 이형력 강화층을 형성하는 단계를 포함하는 필름 마스크의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태들에 따른 필름 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 제공한다.
본 출원에 기재된 실시상태들에 따른 필름 마스크는 롤투롤에 적용가능하도록 유연할 뿐만 아니라, 이형력 강화층에 의하여 롤투롤 주행간 스크레치 방지하고 공정간 수지가 마스크에 묻어나오는 문제를 방지할 수 있다. 이에 의하여 유연한 필름 마스크에 의하여도 고해상도의 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 필름 마스크의 암색 차광 패턴층의 재료로서 AlOxNy를 도입함으로써, 고해상도의 패턴 또는 하프톤 패턴을 도입할 수 있다.
도 1은 종래의 마스크 수지를 이용하여 패턴 형성시, 감광성 수지와 마스크가 완전 밀착을 이루지 않은 경우, 국부적 위치에 따른 패턴 형상 및 크기(Size)의 일그러짐이 발생한 예의 사진이다.
도 2는 본 출원의 일 실시상태에 따른 필름 마스크의 구조의 사시도를 예시한 것이다.
도 3은 본 출원의 일 실시상태에 따른 필름 마스크의 구조의 단면을 예시한 것이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 암색 차광 패턴층의 재료의 파장에 따른 반사율, 투과율, 흡수율을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6은 본 출원의 일 실시상태에 따라 제작한 하프톤 영역을 포함하는 필름 마스크의 구조를 예시한 것이다.
도 7은 실시예에서 제조한 해상도별 필름 마스크의 사진이다.
도 8은 실시예에서 제조된 필름 마스크의 위치별 패턴 구현 상태를 나타낸사진이다.
도 9는 실시예 12에서 제조된 패턴의 형태를 나타낸 사진이다.
도 10은 실시예 12에서 제조된 필름 마스크의 투과 모드 및 반사 모드에서 측정한 사진이다.
도 11은 비교예 1에서 제조된 패턴의 형태를 나타낸 사진이다.
도 12는 비교예 1에서 제조된 필름 마스크의 투과 모드 및 반사 모드에서 측정한 사진이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 필름 마스크는 투명 기재; 상기 투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층; 및 상기 암색 차광 패턴층 상에 구비된 이형력 강화층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 이형력 강화층의 표면에너지는 30 dynes/cm 이하이다.
일반적으로 포토리소그라피 공정은, 포지트브 타입 또는 네거티브 타입의 감광성 수지를 이용하여, 기존의 소프트 몰드 임프린팅(Soft Mold Imprinting) 공정과 유사한 설비 구성을 통하여 이루어지게 된다. 이때, 기재의 패터닝을 위하여 사용되는 감광성 수지와 마스크는 패턴 해상도를 위하여 일반적으로 완전 밀착을 이루게 되는데 그렇지 않은 경우에는 도 1와 같이 국부적 위치에 따른 패턴 형상 및 크기(Size)의 일그러짐이 발생하게 된다.
이러한 경우, 마스크에 별도의 처리가 되어 있지 않은 경우에는, 롤투롤 주행간 마스크에 스크래치가 발생하거나, 공정간 감광성 수지가 마스크에 묻어 나와 후속 공정에 있어서 패턴 구현을 방해하는 경우가 발생하게 된다. 따라서 수지와 마스크의 롤투롤 공정간 이형력의 극대화를 위하여 필름 마스크에 이형처리가 필요하게 되며 추가적으로 남아있는 잔류물(Residue)을 제거하기 위한 클리닝(Cleaning) 공정을 진행하게 된다. 반면 감광성 수지의 경우, 마스크와 감광성 수지의 밀착력 극대화를 위하여 액상 혹은 반 건조 상태의 감광성 수지가 주로 사용된다. 이러한 마스크와 감광성 수지의 밀착력 및 잔류물 제거시 이형력을 극대화하기 위해서, 본 출원에서는 마스크와 감광성 수지의 이형력 극대화를 위한 여러가지 이형처리 방법을 도입 평가한 결과, 암색 차광 패턴층 상에 이형력 강화층을 도입하였다.
상기 이형력 강화층의 표면 에너지를 측정한 결과, 패터닝하고자 하는 기재, 예컨대 PET와 같은 플라스틱 필름, ITO 필름 등의 표면에너지 이하의 표면에너지, 예컨대 30 dynes/cm 이하를 갖는 경우 일반적인 이형 공정 및 성형 공정에 효과가 있음을 확인하였다. 상기 이형력 강화층의 표면에너지는 바람직하게는 22 dynes/cm 이하, 더욱 바람직하게는 15 dynes/cm 이하인 것이 좋은 성능을 나타내었다. 상기 이형력 강화층의 표면에너지는 낮을수록 좋으며, 0 dynes/cm 초과 30 dynes/cm 이하일 수 있다.
상기 이형력 강화층의 재료로는 상기 표면에너지를 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 불소계 물질, 실리콘계 물질 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 퍼플루오로에테르체인을 갖는 불소계 물질, 알콕시 실란 또는 실라놀을 갖는 실리콘계 물질, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 알콕시 실란 또는 실라놀과 같은 실리콘계 물질은 다른 기재와의 부착성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 상기 이형력 강화층은 이형력 강화층의 내구성을 보강하기 위하여 SiO2층 또는 TiO2층을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, SiO2층 또는 TiO2층을 먼저 증착한 후, 실라놀을 포함하는 층을 형성하는 경우, 상온에서 실라놀의 -OH가 탈수축합반응을 진행하여 이에 접하는 층의 표면과 완전 결합되도록 유도할 수 있다.
상기 실시상태에 따른 본 출원의 필름 마스크의 구조를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 도 2는 필름 마스크의 사시도이고, 도 2에 점선으로 표시한 표시한 부분의 수직 단면도를 도 3에 나타내었다. 도 3에는 투명 기재, 암색 차광 패턴층 및 이형력 강화층 이외에 부착층, 금속층, 표면 보호층을 더 포함하고 있으나, 이들 구조는 필요에 따라 생략될 수 있다.
이때 마스크에서 차광 역할을 하는 소재의 내구성 및 부착 특성 등에 따라, 암색 차광 패턴층 하부에 부착층이 추가로 구비되거나, 이형력 강화층과 암색 차광 패턴층 사이에 표면 보호층을 추가로 도입할 수 있다. 아울러 사용자의 공정에 따라, 두께 증대를 목적으로 제작된 필름 마스크를 추가의 기재 및 접착층을 통하여 보강하여 사용할 수 있다.
상기 투명 기재는 전술한 필름 마스크를 이용하여 노광 공정을 수행하는데 필요한 정도의 광 투과율이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 실시상태에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층은 UV 영역의 차단 특성을 나타내는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 UV 영역대(100 nm 내지 400 nm)의 반사율이 약 30% 이하인 재료가 사용될 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 암색 차광 패턴층은 블랙매트릭스 재료, 카본 블랙계 재료, 다이(dye)가 혼합된 수지 및 AlOxNy(0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 x 및 y의 범위는 x > 0, 또는 y > 0, 또는 x > 0 및 y > 0인 것이 바람직하다.
상기 암색 차광 패턴층이 AlOxNy로 이루어지는 경우 0 < x ≤ 1.5 또는 0 < y ≤ 1인 것이 바람직하다. 상기 암색 차광 패턴층으로 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 산질화물을 사용하는 경우, 암색 차광 패턴층 단독으로도 UV 파장에 대한 반투과 특성 및 반사방지특성을 나타낼 수 있으므로, 이를 기초로 암색 차광 패턴층의 두께에 따라, 또는 금속층과의 적층구조를 도입함으로써 다층 패터닝의 목적으로 사용되는 하프톤 마스크의 제조에 적용될 수 있다.
상기 암색 차광 패턴층의 재료 및 두께는 필름 마스크를 이용하여 패턴화하고자 하는 재료 및 패턴의 크기나 형태에 따라 결정될 수 있으며, 특히 요구되는 UV 광 투과도에 따라 그 두께가 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 암색 차광 패턴층은 5 nm 내지 200 nm의 두께를 가질 수 있으며, 빛을 차단하는 두께이면 어느 두께든지 무방하다.
상기 암색 차광 패턴층은 UV 노광에 의하여 구현하고자 하는 패턴의 형태를 개구 영역으로 갖는 패턴 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 원기둥 형태 또는 도트 형태의 패턴을 형성하고자 하는 경우, 상기 암색 패턴 차광층은 원형의 개구들을 갖는 패턴을 가질 수 있다. 상기 암색 차광 패턴층을 전술한 AlOxNy로 형성하는 경우, 개구의 크기를 원하는 크기로 형성하기에 용이하며, 예컨대 직경이 1 내지 30 마이크로미터인 원형, 또는 선폭이 1 내지 30 마이크로미터인 선형의 개구를 가질 수 있다. 특히, 상기 암색 차광 패턴층을 전술한 AlOxNy로 형성하는 경우, 15 마이크로미터 이하의 고해상도 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 노광 방식에 의한 스캔 무라 문제가 최소화될 수 있다.
상기 암색 차광 패턴층의 패턴을 구현하기 위해서는 통상적으로 사용되는 레이져를 이용한 직접(Direct) 노광 공정 외 포토리소 그라피를 활용하거나 오프셋 및 잉크젯 등 인쇄 기법을 이용하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
상기 투명 기재는 필름 마스크를 이용하여 패턴화하고자 하는 패턴의 크기나 재료에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 가시광선 투과율이 50% 이상인 투명 기재가 사용되는 것이 바람직하다. 필름 마스크를 이용한 패턴 형성시 롤을 이용하기 위하여, 상기 투명 기재는 플렉서블 기재를 사용하는 것이 바람직하며, 예컨대 플라스틱 필름, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 사용될 수 있다. 상기 투명 기재의 두께는 필름 마스크를 지지할 수 있는 정도면 충분하며, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 투명 기재의 두께는 10 nm 내지 1 mm, 구체적으로 10 마이크로미터 내지 500 마이크로미터일 수 있다.
상기 부착층으로는 투명기재와 암색 차광 패턴층 또는 금속층 사이의 부착력을 강화하면서, 필름 마스크를 이용한 패턴화에 부정적인 영향을 미치지 않는 것이 사용될 수 있다. 예컨대, 아크릴계, 에폭시계 혹은 우레탄계와 같은 부착층 재료가 사용될 수 있다.
이후 표면보호층의 경우에는 일 예로서 우레탄 아크릴레이크 계열의 표면 보호층을 도입할 수 있으나, 이 또한 경도 HB 수준 이상인 경우에는 크게 무방함을 확인하였다. 다만, 필름 마스크를 통한 제품의 잔막 및 해상도 증대 등을 고려하는 경우 가급적이면 기재 혹은 부착층보다 굴절률이 높으면서 UV 광에 대한 흡수가 없는 층을 표면 보호층으로 사용하는 것이 바람직하다. 이후 최 외각층에 해당되는 이형력 강화층의 경우 불소계, 실리콘계, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 형태의 층을 도입할 수 있으며, 도입시 두께는 100nm 이하의 층이 바람직함을 확인하였다. 해당 층을 구성하는 방법은 웻코팅(wet Coating) 방법 및 기상 증착 방법이 있으며, 기상증착 방법이 좀더 유리하다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 금속층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속층은 상기 암색 차광 패턴층의 차광성을 보완할 수 있고, 상기 암색 차광 패턴층의 형성 또는 패턴화가 용이하도록 할 수 있다. 상기 금속층은 차광성을 보완할 수 있는 재료 또는 상기 암색 차광 패턴층을 형성하기에 용이한 재료가 사용될 수 있다. 예컨대, 알루미늄(Al)이 사용될 수 있으며, 이 경우 그 위에 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물 또는 알루미늄 산질화물로 이루어진 암색 차광 패턴층을 형성하기에 용이하다. 또한, 알루미늄은 알루미늄 산화물, 질화물 또는 산질화물로 이루어진 암색 차광층과 동시에 패턴화하기에 용이하다. 상기 금속층의 두께는 차광성, 공정성 또는 플렉서블성을 고려하여 결정될 수 있으며, 예컨대 1 nm 내지 10 마이크로미터 내에서 결정될 수 있다.
종래의 마스크는, 투명 기재 상에 구비된 빛을 차단할 수 있는 차광막(light shielding layer)과, 상기 차광막 상에 구비된 반사방지막으로 구성된다. 상기 반사방지막은 마스크 패턴 제조 시 차광막 상에 조사된 UV 빛이 차광막에서 반사되어 패턴의 CD(Critical Dimension)가 변화하는 것을 최소화하기 위한 것이다. 이러한 구성에 있어서, 패터닝을 통하여 하부층의 차광막 및 반사방지막이 기존의 포토마스크와 마찬가지로 동일하게 패터닝이 가능한 조성을 지니고 있어야 공정수 감소 및 차광 영역의 반사방지 효과가 극대화 될 수 있다.
본 발명자들은 Al층 및 Al계 질산화물 각각의 단일 층 및 적층 (AlOxNy/Al)구조의 UV 영역 (100nm~400nm)에 대한 반사 및 흡수 파장을 측정한 결과, 적층 구조의 경우 도 4와 같이 UV 영역대에 대해서는 약 30% 이하의 반사율을 지니고 있음을 확인하였으며, 나머지 빛은 흡수함으로써 전체적으로 마스크 소재로 사용할 수 있음을 확인하였다. 다시 말하면, AlOxNy층 단독으로도 UV 파장에 대한 반투과특성 및 반사방지특성을 나타내므로, 종래의 마스크 구조에서 반사방지막의 역할을 할 수 있음을 확인하였다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 실시상태에 있어서, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 구비된 금속층이 구비되고, 상기 필름 마스크는 상기 금속층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 상기 암색 차광 패턴층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 또는 상기 필름 마스크는 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 금속층이 구비된 영역과, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층이 직접 접하는 영역을 포함한다. 도 5에 금속층이 구비된 영역과 금속층이 구비되지 않은 영역을 포함하는 필름 마스크의 구조를 예시하였다.
상기와 같이 금속층 또는 암색 차광 패턴층의 두께 또는 금속층의 유무에 따라 필름 마스크 내에 광투과도가 상이한 부분을 만들어 하프톤(half tone) 영역을 제작할 수 있다. 도 5에는 네거티브 타입의 감광성 수지의 패턴을 형성하였을 때 패턴의 단차를 예시하였다. 암색 차광 패턴 및 금속층이 없는 일반 마스크 영역에 의하여 형성되는 패턴에 비하여, UV 광의 일부만을 통과시키는 암색 차광 패턴층이 존재하는 하프톤 영역에 의하여 형성된 패턴의 두께가 더 얇게 형성된다. 도 5와 같은 구조는 도 6과 같이 필름 마스크의 일반 마스크 영역과 하프톤 영역의 경계 부분(점선 표시)의 단면 구조일 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는
투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층을 형성하는 단계; 및
상기 암색 차광 패턴층 상에 구비된 이형력 강화층을 형성하는 단계를 포함하는 필름 마스크의 제조방법을 제공한다.
상기 암색 차광 패턴층을 형성하는 단계는 포토레지스트 코팅(PR coating), UV 노광(UV exposure), 현상(develop), 에칭(etching) 및 스티리핑(stripping) 공정을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 검사 및 수리(inspection & repair) 과정을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태들에 따른 필름 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 제공한다. 이 방법은 기재 상에 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 필름 마스크를 통하여 상기 도포된 감광성 수지 조성물에 노광하는 단계; 및 상기 감광성 수지 조성물을 현상하는 단계를 포함할 수 있다. 이 공정은 롤투롤 공정을 통하여 진행될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.
참고예 1 내지 14
두께 250 마이크로미터의 PET 기재 위에 우레탄계 재료를 이용하여 부착층을 형성하고, 플라즈마 전처리를 수행한 후, 두께 100 nm의 Al층을 스퍼터링 방법으로 형성하였다. Al 층 위에 반응성 가스인 질소를 첨가하여 반응성 스퍼터링법(reactive sputtering)에 의하여 AlOxNy층(x>0, 0.3 ≤ y ≤ 1) 층을 형성하였다. 이때 반응성 스퍼터링법에 의한 증착 조건에 따라 참고예 1 내지 14를 수행하고, 이에 의하여 얻어진 구조체의 광학 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
참고예 번호 증착 조건 광학 특성 (D65)
Speed N2(sccm) L* a* b* Y
1 0.5mpm 80 85.27 1.47 -5.74 66.53
2 70 51.34 7.46 -19.07 19.56
3 60 68.31 -0.89 0.67 38.4
4 0.7mpm 60 57.25 -0.3 -0.88 25.18
5 62 53.28 -0.3 -2.98 21.3
6 64 44.74 -0.22 -8.24 14.36
7 66 33.05 1.42 -16.62 7.56
8 68 23.96 7.17 -25.11 4.09
9 70 14.13 24.76 -35.67 1.75
10 72 22 33.76 -19.1 3.52
11 74 46.37 22.15 10.37 15.55
12 76 74.94 7.14 16.52 48.19
13 78 89.11 -0.06 5.44 74.41
14 80 89.61 -0.24 5.18 75.64
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 알루미늄 산질화물의 증착 조건에 따라 제조된 층의 광학 특성이 상이해 짐을 확인할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시상태들에 따라 제조된 필름 마스크의 암색 차광 패턴층은 요구되는 차광 특성에 따라 증착 조건을 달리하여 형성될 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1 내지 16
참고예 9와 같은 방법으로 PET 기재(두께 250 마이크로미터)위에 부착층, Al층(두께 100 nm) 및 AlOxNy층(x>0, 0.3 ≤ y ≤ 1) 층(두께 60 nm)을 형성하였다. 이어서, 포지티브 타입 포토레지스트(동진세미켐사, N200)를 코팅하고, 스테이지(stage) 상에 고정하고 Glass 마스크를 위에 거치한 후 UV 레이저 365 nm를 이용하여 UV 노광(UV exposure)하였다. 이어서 TMAH 1.38% 용액을 이용하여 현상(develop)하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 Al층 및 AlOxNy층을 산용액을 이용하여 에칭(etching)하고, 박리액(LG화학, LG202)을 이용하여 스트립핑(stripping)하여 패턴을 형성하였다. 이어서, 검사 및 수리(inspection & repair)과정을 수행하였다.
UV 노광강도는 실시예 1 내지 8에서는 50 mJ, 실시예 9 내지 16에서는 1100 mJ이었다.
실시예 1 내지 4 및 실시예 9 내지 12는 원형 개구를 갖는 암색 차광 패턴층을 형성하였고, 실시예 1 및 9에서는 원형 개구 직경 및 개구간 간격이 6 마이크로미터이었고, 실시예 2 및 10에서는 원형 개구 직경 및 개구간 간격이 8 마이크로미터이었으며, 실시예 3 및 11에서는 원형 개구 직경 및 개구간 간격이 10 마이크로미터이었고, 실시예 4 및 12에서는 원형 개구 직경 및 개구간 간격이 15 마이크로미터이었다.
실시예 5 내지 8 및 실시예 13 내지 16은 선형 스트라이프 형태의 개구를 갖는 암색 차광 패턴층을 형성하였고, 실시예 5 및 13에서는 선폭 및 선간격이 6 마이크로미터이었고, 실시예 6 및 14에서는 선폭 및 선간격이 8 마이크로미터이었고, 실시예 7 및 15에서는 선폭 및 선간격이 10 마이크로미터이었고, 실시예 8 및 16에서는 선폭 및 선간격이 15 마이크로미터이었다. 실시예 5 내지 9에서는 에칭 전 단차가 1.2 마이크로미터이었다. 실시예 13 내지 16에서는 스트리핑 후 패턴 단차가 0.2 마이크로미터이었다.
실시예 1 내지 16에서 제조된 필름 마스크의 암색 차광 패턴층의 형태의 사진을 도 7에 나타내었다. 실시예 1 내지 16에서 제조된 각 해상도를 갖는 패턴을 확인한 결과, 전 영역 해상도에 있어서 CD 정밀도가 매우 우수함을 확인하였다. 또한 UV 노광강도를 달리한 실시예 1 내지 8(50 mJ)과, 실시예 9 내지 16(1100 mJ)를 비교하면, 노광강도에 따른 차이가 크지 않음을 알 수 있다.
이어서, 우레탄 아크릴레이트계열의 표면 보호층을 코팅하여 형성하고, 퍼플루오로폴리에테르체인을 갖는 불소계 물질을 이용하여 이형력 강화층을 형성하였다.
실시예 12에서 제조된 필름 마크스를 이용하여 패턴을 형성한 결과를 도 8 및 도 9에 나타내었다. 패턴 형성은 필름 상에 패턴화하고자 하는 감광성 수지 조성물을 위치시키고, 그 위에 필름 마스크를 고정한 후, 필름 마스크를 통하여 UV 노광을 함으로써 수행되었다. 이 때, UV 노광시 365nm LED UV 광원 이용을 이용하였고, 상기 감광성 수지 조성물로는 동진 세미켐 N200을 사용하였다.
도 8을 통하여, 동일한 방법으로 1회 내지 3회 패턴 형성시 위치(좌측, 중앙, 우측)에 따른 패턴 크기의 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 도 9를 통하여 직경 15.4 마이크로미터 및 15.8 마이크로미터, 높이 11.4 마이크로미터의 원기둥 형태의 패턴이 형성되었음을 확인할 수 있다. 도 10은 실시예 12에서 제조된 필름 마스크의 투과 모드 및 반사 모드에서 각각 측정한 사진을 나타낸 것이다. 실시예 12에서 제조된 필름 마스크를 이용하여 패터닝을 10회, 50회 및 100회 실시 후 측정한 표면에너지는 각각 11.32 dynes/cm, 15.28 dynes/cm 및 21.19 dynes/cm 이었다.
실시예 17
두께 250 마이크로미터의 PET 기재 대신 두께 188 마이크로미터의 PET 기재를 사용하였고, PET 기재의 일 면에 두께의 50 마이크로미터의 OCA층(광학 투명 접착제층)을 이용하여 두께 125 마이크로미터의 PET 기재를 부착한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 16과 같은 방법으로 필름 마스크를 제조하였다. 이와 같이 추가의 PET 기재를 부착함으로써, 롤 투 롤 마스크(Roll to Roll Mask)의 주행시 컬(Curl) 발생이 최소화되어 기재와 필름 마스크의 접촉이 원활해짐을 확인하였다.
실시예 18
불소계 이형력 강화층 대신 실리콘계 이형력 강화층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 실시하였다. 상기 실리콘계 이형력 강화층은 SiO2를 미리 증착한 후, 불소계 물질(퍼플루오로폴리에테르체인을 갖는 불소계 물질) 및 실리콘계 물질(알콕시실란)의 혼합 물질을 롤 투 롤(Roll to Roll) 기상 증착 방법으로 형성하였다. 제조된 필름 마스크를 이용하여 패터닝을 10회, 50회 및 100회 실시 후 측정한 표면에너지는 각각 8.64 dynes/cm, 7.59 dynes/cm 및 7.48 dynes/cm 이었다.
비교예 1
이형력 강화층을 갖지 않는 시판되는 필름 마스크를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12와 동일하게 실시하였다. 패턴 형성 후 위치별 패턴 구현 상태를 도 1에 나타내었고, 형성된 패턴의 형태를 도 11에 나타내었다. 도 12에는 비교예 1에서 제조된 필름 마스크의 암색 차광 패턴층의 투과 모드 및 반사 모드에서 각각 측정한 사진을 나타낸 것이다. 마스크의 두께 방향으로의 차광층의 위치 및 기재 종류가 다르기 때문에 도 10과 도 12가 다른 형태로 나타났다.
실시예 19
PET 기재 위에 부착층, Al층 형성하였다. 이어서, 포지티브 타입 포토레지스트(동진세미켐사, N200)를 코팅하고, 스테이지(stage) 상에 고정하고 Glass 마스크를 위에 거치한 후 UV 레이저 365 nm를 이용하여 UV 노광(UV exposure)하였다. 이어서 TMAH 1.38% 용액을 이용하여 현상(develop)하여 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 Al층을 산용액을 이용하여 에칭(etching)하고, 박리액(LG화학, LG202)을 이용하여 스트립핑(stripping)하여 패턴을 형성하였다. 이어서, 검사 및 수리(inspection & repair)과정을 수행하였다. 이어서, AlOxNy층(x>0, 0.3 ≤ y ≤ 1)을 증착을 통하여 형성한 후 포토레지스트 조성물을 코팅한 후 레이저 다이렉트 이미징(laser Direct Imaging) 설비를 이용하여 Al층의 상부 및 하프톤 영역을 배치하고자 하는 위치에 얼라인(Align)하여 노광, 현상, 에칭 및 박리 공정을 반복 수행함으로써, Al층의 상부 뿐만 아니라, Al층 없이 AlOxNy층이 직접 부착층이 구비된 PET 기재에 접하는 하프톤 영역을 형성하였다.

Claims (10)

  1. 투명 기재;
    상기 투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층; 및
    상기 암색 차광 패턴층 상에 구비되고, 표면에너지가 30 dynes/cm 이하인 이형력 강화층을 포함하는 필름 마스크.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층은 UV 영역대의 반사율이 약 30% 이하인 것인 필름 마스크.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층은 블랙매트릭스 재료, 카본 블랙계 재료, 다이(dye)가 혼합된 수지 및 AlOxNy(0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1, x 및 y는 Al 1 원자에 대한 각각의 O 및 N의 원자 수의 비) 중 적어도 하나로 이루어진 것인 필름 마스크.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 구비된 금속층을 추가로 포함하는 것인 필름 마스크.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 구비된 금속층이 구비되고, 상기 필름 마스크는 상기 금속층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 상기 암색 차광 패턴층의 두께가 서로 상이한 2 이상의 영역을 포함하거나, 또는 상기 필름 마스크는 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층 사이에 금속층이 구비된 영역과, 상기 투명 기재와 상기 암색 차광 패턴층이 직접 접하는 영역을 포함하는 것인 필름 마스크.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 상기 이형력 강화층 사이에 표면 보호층을 추가로 포함하는 필름 마스크.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 투명 기재 사이에 구비된 부착층을 더 포함하는 필름 마스크.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 암색 차광 패턴층과 투명 기재 사이에 구비된 금속층을 포함하고, 상기 금속층과 상기 투명 기재 사이에 구비된 부착층을 더 포함하는 필름 마스크.
  9. 투명 기재 상에 구비된 암색 차광 패턴층을 형성하는 단계; 및
    상기 암색 차광 패턴층 상에 구비된 이형력 강화층을 형성하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 필름 마스크의 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 8 중 어느 하나의 항에 따른 필름 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 방법.
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