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CN108351604B - 膜掩模、其制备方法、使用膜掩模的图案形成方法和由膜掩模形成的图案 - Google Patents

膜掩模、其制备方法、使用膜掩模的图案形成方法和由膜掩模形成的图案 Download PDF

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CN108351604B CN201780003800.0A CN201780003800A CN108351604B CN 108351604 B CN108351604 B CN 108351604B CN 201780003800 A CN201780003800 A CN 201780003800A CN 108351604 B CN108351604 B CN 108351604B
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李承宪
吴东炫
徐大韩
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Abstract

本申请涉及一种膜掩模；该膜掩模的制备方法；使用该膜掩模的图案形成方法；以及由该膜掩模制备的图案，所述膜掩模包括：透明基板、设置在所述透明基板上的暗化光屏蔽图案层、以及在未设置暗化光屏蔽图案层的区域中设置的凹槽部。

Description

膜掩模、其制备方法、使用膜掩模的图案形成方法和由膜掩模 形成的图案
技术领域
本申请要求于2016年1月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0010237的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本说明书中。
本申请涉及一种膜掩模、其制备方法、使用所述膜掩模的图案形成方法和由所述膜掩模形成的图案。
背景技术
当基于常规膜掩模的卷对卷光刻技术不能确保与待图案化的基板的粘合力时，出现图案的分辨率降低和各个位置的偏差。为了克服在对各个位置图案化时的偏差，引入层压工艺以在图案化过程中将紫外曝光区域中的膜掩模最大程度地粘附至基板。然而，层压工艺具有的缺点为，由于诸如层压用轧辊通常具有3/100mm以上的公差的加工公差以及由压力引起的变形等特性，难以保持精确的公差。为了克服这个缺点，近来已经尝试使用干膜抗蚀剂(下文称为DFR)的图案化技术，对于该技术，进行如下工艺，包括：在室温至接近约100℃下对膜状态的干膜抗蚀剂加热，将干膜抗蚀剂层压在基板上，再次层压膜掩模，然后进行紫外曝光。然而，由于在实际图案化过程中难以克服DFR的分辨率问题的缺点，以及难以将膜的厚度调节为理想厚度的缺点，干膜抗蚀剂难以实现高分辨率图案。图1示出了在使用DFR的图案化过程中，实现根据分辨率的图案和附着力的能力的问题。具体地，当使用DFR时，15μm以下的孤立图案存在附着力的问题，并且在10μm的区域范围内存在实现图案的能力的问题。
另外，通常，在使用膜掩模的卷对卷曝光过程中，引入图2中所示的利用A辊和B辊的层压，此时，紫外曝光过程中图案化的光敏树脂的台阶(step)和均匀度由A辊与B辊之间的间隙的均匀度以及B辊的直线度决定。此时，通常在A辊和B辊中的一个辊中采用硬钢辊，另一辊由树脂的特性和其它工艺特性决定，例如，通常使用RTV Si辊。此时，图3中示出了在辊与辊接触的过程中可能发生的若干机械缺陷。图3示出了当橡胶辊和钢辊的轴线以扭转的方式彼此接触时发生机械缺陷的一个实例。
另外，根据橡胶辊的材料和形状，可能发生图4中所示的缺陷。具体地，与图4(A)中的理想接触形状不同，由于施加负载的位置通常设置在辊的边缘，因此，如图4(B)中所示，发生中心部分提升的变形，或者发生中心部分变厚的现象。为了解决该问题，已经通过使用如图4(C)中所示的冠状辊(crown roll)或对辊的边缘抛光以进行机械加强来克服所述问题。然而，虽然进行机械加强，但是存在如下工艺限制，为了保持前面提到的膜掩模与基板之间的均匀间隙而需要在层压过程中施加高压，并且由此，存在树脂的厚度不能增加至理想高度的缺点。
另外，在具有基本形成的图案的光敏树脂的曝光过程中，根据上临界尺寸(CD)与下CD之间的偏差以及曝光量是否通过光的扩散特性来调节，在下部区域中很有可能产生残余膜。与孤立点图案的情况相比，线条图案的情况尤其更容易产生残余膜，并且残余膜的产生引起诸如产品的质量劣化和雾度的问题。图5示出了当将常规卷对卷曝光工艺应用于负型光敏树脂组合物的图案化工艺中时产生的线条图案的形状和残余膜的形状(上部线宽为14.1μm，下部线宽为22.9μm)。
[引用列表]
[专利文献]
(专利文献1)韩国专利申请特许公开No.1992-0007912
发明内容
技术问题
本申请旨在提供一种即使在使用液体光敏树脂进行图案化的过程中也可以减少图案的残余膜现象并且增加高度台阶(height step)的膜掩模、该膜掩模的制备方法、使用所述膜掩模的图案形成方法和由所述膜掩模形成的图案。
技术方案
本申请的一个示例性实施方案提供一种膜掩模，包括：
透明基板；
设置在所述透明基板上的暗化光屏蔽图案层；以及
在未设置暗化光屏蔽图案层的区域中设置的凹槽部。
根据本申请的另一示例性实施方案，凹槽部也可以直接形成在透明基板上，并且也可以形成在透明基板上设置的单独树脂层中。在本说明书中，当凹槽部形成在透明基板上形成的单独树脂层中时，树脂层可以被描述为压印层。
根据本申请的又一示例性实施方案，对暗化光屏蔽图案层没有特别地限制，只要所述图案层在紫外区域中表现出光屏蔽特性即可，并且没有特别地限制，只要，例如，暗化光屏蔽图案层在紫外区域范围内的反射率为约30％以下即可。根据一个示例性实施方案，暗化光屏蔽图案层可以由黑色基体材料、炭黑类材料、混合有染料的树脂以及AlOxNy(0≤x≤1.5，0≤y≤1，x和y分别是O原子和N原子与一个Al原子的比值)中的至少一种构成。
根据本申请的另一示例性实施方案，所述膜掩模可以另外包括在透明基板或压印层与暗化光屏蔽图案层之间的金属层。
根据本申请的又一示例性实施方案，金属层可以设置在透明基板或压印层与暗化光屏蔽图案层之间，膜掩模可以包括所述金属层中厚度彼此不同的两个以上的区域或所述暗化光屏蔽图案层中厚度彼此不同的两个以上的区域，或者，膜掩模可以包括在透明基板与暗化光屏蔽图案层之间设置有金属层的区域，以及透明基板与暗化光屏蔽图案层彼此直接接触的区域。
根据本申请的再一示例性实施方案，所述膜掩模可以另外包括暗化光屏蔽图案层以及设置在凹槽部上的表面保护层和剥离力增强层中的至少一个。
根据本申请的又一示例性实施方案，所述膜掩模还可以包括设置在暗化光屏蔽图案层与透明基板或压印层之间的附着层。
根据本申请的另一示例性实施方案，所述膜掩模可以包括设置在暗化光屏蔽图案层与透明基板或压印层之间的金属层，并且还包括金属层与透明基板或压印层之间的附着层。
本申请的另一示例性实施方案提供一种膜掩模的制备方法，该制备方法包括：
在透明基板上形成凹槽部；以及
在所述透明基板上未设置凹槽部的区域中形成暗化光屏蔽图案层。
本申请的又一示例性实施方案提供一种使用根据上述示例性实施方案的膜掩模的图案形成方法。
本申请的再一示例性实施方案提供一种使用根据上述示例性实施方案的膜掩模形成的图案。
本申请的又一示例性实施方案提供一种图案结构，包括：基板；以及设置在所述基板上并且通过使用光敏树脂组合物形成的图案，其中，所述图案包括在厚度方向上将上部和下部分开的分界部。
有益效果
即使当液体光敏树脂被图案化时，根据本申请中描述的示例性实施方案的膜掩模也可以减少残余膜现象并且增加图案的高度。此外，当使用根据本申请中描述的示例性实施方案的膜掩模时，可以通过形成理想形式的凹槽部来形成理想的图案。
附图说明
图1是现有技术中使用DFR方法形成的图案的状态的照片；
图2是使用膜掩模利用卷对卷工艺的曝光工艺的示意图；
图3例示了卷对卷工艺中的机械缺陷；
图4例示了橡胶辊的形状缺陷；
图5是示出当使用现有技术中的膜掩模形成图案时残余膜问题的照片；
图6是根据本申请的一个示例性实施方案的膜掩模的透射透视图；
图7是根据本申请的一个示例性实施方案的膜掩模的垂直横截面图；
图8例示了根据本申请的若干示例性实施方案的膜掩模的垂直横截面图的各种状态；
图9和图10示出了根据本申请的一个示例性实施方案的膜掩模和现有技术中的膜掩模的模拟测量条件和结果；
图11示出了根据本申请的一个示例性实施方案的用于暗化光屏蔽图案层的材料根据波长的反射率、透射率和吸收率；
图12例示了根据本申请的一个示例性实施方案制备的包括半色调区域(halftone region)的膜掩模的结构；
图13是根据本申请的一个示例性实施方案的膜掩模的制备工艺的示意图；
图14是示出根据实施例2的膜掩模的制备工艺的各个步骤的照片；
图15至图22是使用在实施例2至11中制备的膜掩模形成的图案的照片。
具体实施方式
根据本申请的一个示例性实施方案的膜掩模的特征在于，包括：透明基板；设置在所述透明基板上的暗化光屏蔽图案层；以及在未设置暗化光屏蔽图案层的区域中设置的凹槽部。
凹槽部也可以直接形成在透明基板上，并且也可以形成在透明基板上设置的单独树脂层中。在本说明书中，当凹槽部形成在透明基板上形成的单独树脂层中时，树脂层可以被描述为压印层。图6和图7例示了在透明基板上设置有压印层并且在压印层中形成有凹槽部的结构。除了暗化光屏蔽图案层之外，图7的膜掩模另外包括附着层、金属层、保护层和剥离力增强层，但是根据需要，可以省去部分层。
当使用具有图6和图7中所示的结构的膜掩模形成图案时，作为一个实例，在负型光敏树脂的情况下，由于在紫外照射过程中光屏蔽区域不接收光，因此，在紫外固化后光屏蔽区域不固化，从而成为可以显影的区域，相反，由于与树脂的涂层厚度相比，根据凹槽部的深度进行附加高度的图案化，因此，在形成凹槽部的开口区域中可以形成具有高台阶的图案。此外，由于图案的形状可以由凹槽部的形状确定，因此，具有也可以确定最终形成的图案的立体形状的优点。
由于使用膜掩模形成的图案的形状可以根据凹槽部的形状确定，因此，凹槽部的形状和尺寸可以根据待形成的图案的形状确定。例如，凹槽部的宽度或直径可以被确定为使得具有与暗化光屏蔽图案层的开口部分相同的尺寸，并且凹槽部的深度可以被确定为5nm至1mm，例如，为10nm至1μm，但是不限于此。
作为一个实例，可以实现倾斜图案或三角形图案等而不是简单的垂直穿孔图案，使得可以实现残余膜现象减少或残余膜不存在并且具有各种图案形状的图案，这难以通过现有的光刻工艺实现。
凹槽部是待图案化的光敏树脂被压印的部分，并且其形状和尺寸可以考虑待形成的图案的形状或尺寸来确定。例如，图8例示了数个凹槽部的形状，但是形状不限于此。
在使用根据本申请的上述示例性实施方案的膜掩模进行曝光的过程中，通过模拟来研究在残余膜被最小化时可以实现高分辨率的原理。作为模拟的结果，可以确认，当使用漫射光时，根据本申请的示例性实施方案的在暗化光屏蔽图案层之间具有凹槽部的膜掩模具有比现有技术中没有凹槽部的膜掩模更小的图案尺寸延伸，并且当使用平行光时，与现有技术中没有凹槽部的膜掩模相比，对于各个位置具有更稳定的光源波动。通过这些确认，可以假定当使用根据本申请的示例性实施方案的膜掩模时残余膜被最小化的原因。
另外，作为确认在模拟过程中膜掩模的凹槽部的形状(例如，半球形形状)根据所使用的树脂的折射率的相关性的结果，可以确认，当固化后树脂的折射率高于固化前树脂的折射率时，在具有半球形形状的凹槽区域中确定[掩模折射率<固化后的树脂的折射率>未固化的树脂的折射率]的关系，这引起光聚集效应，并且由于光聚集效应，会发生透镜效应。掩模的折射率是形成有凹槽部的层，例如，透明基板或压印层的折射率。
在一个示例性实施方案中，优选地，暗化光屏蔽图案层在紫外区域中表现出屏蔽特性，并且对于暗化光屏蔽图案层，可以使用，例如，在紫外区域范围内的反射率为约30％以下的材料。根据一个示例性实施方案，暗化光屏蔽图案层可以由黑色基体材料、炭黑类材料、混合有染料的树脂以及AlOxNy(0≤x≤1.5，0≤y≤1，x和y分别是O原子和N原子与一个Al原子的比值)中的至少一种构成。x和y的范围优选地为x>0，或y>0，或者，x>0且y>0。
当暗化光屏蔽图案层由AlOxNy构成时，优选的是0<x≤1.5或0<y≤1。当使用氧化铝、氮化铝或氮氧化铝作为暗化光屏蔽图案层时，暗化光屏蔽图案层可以单独表现出对紫外波长的半透射特性和减反射特性，使得基于所述特性根据暗化光屏蔽图案层的厚度，或者基于这些特性通过引入具有金属层的堆叠结构，暗化光屏蔽图案层可以应用于制备用于多层图案化的半色调掩模。
暗化光屏蔽图案层的材料和厚度可以根据待使用膜掩模图案化的材料和图案的尺寸或形状来决定，特别地，其厚度可以根据所需要的紫外光透射率决定。例如，暗化光屏蔽图案层的厚度可以为5nm至200nm，并且对暗化光屏蔽图案层的厚度没有限制，只要暗化光屏蔽图案层的厚度足以屏蔽光即可。
暗化光屏蔽图案层可以具有待通过紫外曝光实现的图案形状作为开口区域。例如，当意在形成具有圆柱形状或点形状的图案时，暗化光屏蔽图案层可以具有具有圆形开口的图案。当暗化光屏蔽图案层由上述AlOxNy形成时，开口的尺寸容易形成为期望的尺寸，并且暗化光屏蔽图案层可以具有，例如，直径为1μm至30μm的圆形开口，或线宽为1μm至30μm的线性开口。
特别地，当暗化光屏蔽图案层由上述AlOxNy形成时，可以形成15μm以下的高分辨率图案，并且可以使由曝光方法引起的扫描不均匀问题最小化。
为了实现暗化光屏蔽图案层的图案，除了通常使用的利用激光的直接曝光工艺，或者使用诸如胶印和喷墨的印刷技术之外，可以应用利用光刻的各种方法。例如，本发明人测量了关于单层以及各个Al层和Al类氮氧化物的堆叠(AlOxNy/Al)结构对于紫外区域(100nm至400nm)的反射和吸收波长，结果，本发明人确认，堆叠结构对紫外区域的反射率为约30％以下，并且堆叠结构可以通过吸收其它光而整体上用作掩模用材料(图11)。换言之，单独的AlOxNy层表现出对紫外波长的半透射特性和减反射特性，因此，本发明人确认，AlOxNy层可以充当现有技术的掩模结构中的减反射膜。
对透明基板没有特别地限制，只要透明基板具有足以用于通过使用上述膜掩模进行曝光工艺的透光率即可。透明基板可以根据待使用膜掩模图案化的图案的尺寸或材料来决定，例如，优选使用可见光透射率为50％以上的透明基板。为了在使用膜掩模形成图案时使用辊，优选使用柔性基板作为透明基板，例如，可以使用塑料膜，具体地，为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。透明基板的厚度足以支撑膜掩模即可，并且没有特别地限制。例如，透明基板的厚度可以为10nm至1mm，具体地，为10μm至500μm。
当提供形成有凹槽部的树脂层，即，压印层时，压印层可以由本领域中已知的树脂形成，并且压印层也可以是与用于透明基板的材料相同的材料，也可以是与用于透明基板的材料不同的材料。优选地，压印层可以由光敏树脂形成。
一个示例性实施方案可以另外包括在透明基板与暗化光屏蔽图案层之间的金属层。
金属层可以补偿暗化光屏蔽图案层的光屏蔽性能，并且可以促进暗化光屏蔽图案层的形成或图案化。对于金属层，可以使用能够补偿光屏蔽性能的材料或者容易形成暗化光屏蔽图案层的材料。例如，可以使用铝(Al)，在这种情况下，在其上容易形成由氧化铝、氮化铝或氮氧化铝构成的暗化光屏蔽图案层。此外，铝容易和由氧化铝、氮化铝或氮氧化铝构成的暗化光屏蔽图案层一起图案化。金属层的厚度可以考虑光屏蔽性能、加工性能或柔韧性来确定，并且可以确定在，例如，1nm至10μm之内。
根据本申请的另一示例性实施方案，根据膜掩模中用于屏蔽光的材料的耐久性、附着特性等，可以在暗化光屏蔽图案层的下部另外设置附着层，或者可以在暗化光屏蔽图案层上另外引入表面保护层和/或剥离力增强层。
附着层可以设置在暗化光屏蔽图案层与透明基板或压印层之间。此外，附着层可以设置在金属层与透明基板或压印层之间。作为附着层，可以使用没有不利地影响使用膜掩模的图案化，同时增强透明基板或压印层与暗化光屏蔽图案层或金属层之间的附着力的附着层。例如，可以使用诸如丙烯酸、环氧类或氨基甲酸酯类材料的附着层材料。
在表面保护层的情况下，可以引入聚氨酯丙烯酸酯类表面保护层作为一个实例，但是在硬度为HB水平以上的情况下，可以确认，对用于表面保护层的材料没有特别地限制。然而，当考虑通过膜掩模得到的残余膜和产品的分辨率的增加等时，优选地，如有可能，使用折射率大于基板或附着层的折射率并且不吸收紫外光的层作为表面保护层。
之后，在相当于最外层的剥离力增强层的情况下，可以确认，可以引入包含氟系材料、有机硅类材料或它们的混合物的形式的层，并且当引入该层时，优选厚度为100nm以下的层。例如，剥离力增强层可以形成为厚度为1nm至100nm。相应层的形成方法的实例包括湿式涂布法和气相沉积法，并且气相沉积法更有利。
另外，根据用户的工艺，以增加厚度为目的制备的膜掩模可以通过附加基板和附加粘合层来增强并使用。当剥离力增强层的表面能为，例如，30达因/cm以下，其等于或小于待图案化的基板，例如，诸如PET、ITO膜等的塑料膜的表面能时，剥离力增强层对常规剥离工艺和模制工艺有效。作为剥离力增强层，表面能优选为22达因/cm以下，更优选地为15达因/cm以下的剥离力增强层可以表现出良好的性能。剥离力增强层的表面能越低，则剥离力增强层越好，并且表面能可以大于0达因/cm且为30达因/cm以下。
对用于剥离力增强层的材料没有特别地限制，只要该材料具有表面能即可，并且可以使用氟系材料、有机硅类材料或它们的混合物。作为一个具体的实例，可以使用具有全氟醚链的氟系材料、具有烷氧基硅烷或硅烷醇的有机硅类材料、或它们的混合物。诸如烷氧基硅烷或硅烷醇的有机硅类材料可以改善对其它基板的附着性能。此外，剥离力增强层可以另外包括SiO2层或TiO2层以提高剥离力增强层的耐久性。例如，当首先沉积SiO2层或TiO2层，然后形成包含硅烷醇的层时，硅烷醇的-OH在室温下进行脱水缩合反应，由此，可以诱导包含硅烷醇的层完全粘合至与包含硅烷醇的层接触的层的表面。
根据本申请的又一示例性实施方案，在透明基板与暗化光屏蔽图案层之间设置金属层，膜掩模包括所述金属层中厚度彼此不同的两个以上的区域或所述暗化光屏蔽图案层中厚度彼此不同的两个以上的区域，或者，膜掩模包括在透明基板与暗化光屏蔽图案层之间设置有金属层的区域，以及透明基板与暗化光屏蔽图案层彼此直接接触的区域。图12例示了包括设置有金属层的区域和未设置金属层的区域的膜掩模的结构。根据金属层或暗化光屏蔽图案层的厚度或者存在或不存在金属层，在膜掩模中产生具有不同的透光率的部分，从而制备半色调区域。在图12中，由半色调区域(存在仅透射一部分紫外光的暗化光屏蔽图案层)形成的图案的厚度形成为比由常规掩模区域(不具有暗化光屏蔽图案和金属层)形成的图案的厚度更薄。
本说明书的再一示例性实施方案提供一种膜掩模的制备方法，该制备方法包括：
在透明基板上形成凹槽部；以及
在所述透明基板上未设置凹槽部的区域中形成暗化光屏蔽图案层。
作为一个具体的实例，所述膜掩模的制备方法可以包括：
在透明基板上涂布用于形成凹槽部的树脂；
通过使用母模压印所述用于形成凹槽部的树脂并对所述用于形成凹槽部的树脂进行曝光来形成凹槽部；以及
在未设置凹槽部的区域中形成暗化光屏蔽图案层。
根据需要，所述制备方法还可以包括进行检验和修复。
在除了形成有凹槽部的区域之外的区域中形成暗化光屏蔽图案层也可以通过任意技术实现，只要该技术可以在不规则部分上选择性地形成图案即可。
根据一个实例，暗化光屏蔽图案层也可以通过将用于暗化光屏蔽图案层的材料，如包含能够屏蔽紫外区域范围内的波长的染料或颜料的油墨直接转移至除了形成有凹槽部的区域之外的区域中来形成。
根据另一实例，暗化光屏蔽图案层也可以使用反向胶版印刷技术形成。通过使用用于形成暗化光屏蔽图案层的材料在透明基板设置有凹槽部的表面上形成层，即，暗化光屏蔽图案层。根据一个实例，可以通过沉积方法形成AlOxNy层或Al层/AlOxNy层作为暗化光屏蔽图案层。随后，如图13中所示，通过使用形成有暗化光屏蔽图案层的透明基板充当在反向胶版印刷技术中进行胶印工艺(off process)的刻版(cliché)，可以在未设置凹槽部的区域中形成抗蚀图案。根据图13，通过使用狭缝喷嘴涂布光刻胶，然后使光刻胶与其上沉积有光屏蔽层的压印模具接触，使得光刻胶的一部分可以与压印模具未设置凹槽部的表面胶印，并且可以通过由清洁辊洗涤未脱落的其它光刻胶来进行连续工艺。
本申请的又一示例性实施方案提供一种使用根据上述示例性实施方案的膜掩模的图案形成方法。该图案形成方法可以包括：将光敏树脂组合物涂布到基板上；通过膜掩模对涂布的光敏树脂组合物进行曝光；以及对所述光敏树脂组合物进行显影。所述方法可以通过卷对卷工艺进行。卷对卷工艺可以通过图2中所示的方法进行。在曝光过程中，设置有凹槽部的膜掩模的表面设置为靠近光敏树脂组合物。
本申请的另一示例性实施方案提供一种使用根据上述示例性实施方案的膜掩模形成的图案。
本申请的又一示例性实施方案提供一种图案结构，包括：基板；以及设置在所述基板上并且使用光敏树脂组合物形成的图案，其中，所述图案包括在厚度方向上将上部和下部分开的分界部。作为分界部，被分界部分开的两个区域可以通过由一个层构成的图案的表面上的表面特性、形状等而分开，并且这两个区域的材料彼此没有不同，或者这两个区域没有被分成单独的层。例如，分界部可以表示为在形成有图案的基板的相同高度处穿过图案的外周的线或结构。在基板的相同高度处穿过图案的外周的结构也可以表示为凹槽部，并且也可以表示为表面的斜度在图案的厚度方向急剧变化的结构，例如，斜度变平缓的结构。
上述分界部从根据上述示例性实施方案的膜掩模的凹槽部的最大深度处至深度为(凹槽部的最大深度-暗化光屏蔽图案层的厚度)处划分一个区域，并且从根据上述示例性实施方案的膜掩模的凹槽部的最大深度处至深度为凹槽部的暗化光屏蔽图案层的厚度处划分一个区域。此处，当将相对远离基板的区域和相对靠近基板的区域分别定义为上部和下部时，在形成的图案中被分界部划分的两个区域中，图案的上部对应于从膜掩模的凹槽部的最大深度处至深度为(凹槽部的最大深度-暗化光屏蔽图案层的厚度)处的区域，图案的下部对应于从膜掩模的凹槽部的最大深度处至深度为凹槽部的暗化光屏蔽图案层的厚度处的区域。
根据一个示例性实施方案，被分界部划分的图案的上部和下部可以具有不同的表面粗糙度。例如，图案上部的表面粗糙度可以比图案下部的表面粗糙度小或更规则。图案的上部在图案的上部被膜掩模的凹槽部压印的状态下通过曝光而固化，由此，可以具有与膜掩模的凹槽部的内表面的特性一致的表面特性。相反，图案的下部是未被暗化光屏蔽图案层暴露的部分，由此，可以表现出与膜掩模的凹槽部的内表面的特性不一致的相对较大或更不规则的表面粗糙度。
根据一个示例性实施方案，图案的高度是均一的。当使用根据上述示例性实施方案的膜掩模时，可以均一地设置图案的高度，因为图案的尺寸和形状可以根据凹槽部的形状确定。
下文中，将通过实施例更详细地描述本发明。然而，下面的实施例仅用于例示本发明，并且不意在限制本发明。
实施例1和比较例1
如图9中所示，在比较例1中，在透明基板上形成具有直径为15μm的开口且由铬形成的暗化光屏蔽图案层，在实施例1中，在对应于比较例1中暗化光屏蔽图案层的开口的部分形成凹槽部(高度为2μm，下表面直径为15μm，上表面直径为11μm，半径为2μm)。此时，暗化光屏蔽图案层的铬层的宽度大于100μm。图10示出了当用平行光或漫射光(λ＝365nm)照射上述图案时，随着x(距离暗化光屏蔽图案层的开口中心的距离，并且图10中两条虚线之间的距离是形成压印图案的位置)变化的强度(归一化强度)的测量结果。图10(A)比较了在平行光照射过程中比较例1和实施例1中的结构的强度，图10(B)比较了在漫射光照射过程中比较例1和实施例1中的结构的强度。可以确认，与比较例1相比，在实施例1中对应于实际开口直径(15μm)的区域中强度高，而在比较例1中，即使在大于实际开口直径的区域中强度也高。因此，可以看出，实施例1中的图案精度会高于比较例1中的图案精度。特别地，当使用漫射光时，与比较例1相比，在实施例1中可以防止图案尺寸增大。此外，可以确认，当使用平行光时，各个位置的光源波动比使用漫射光时更稳定。
实施例2
通过使用氨基甲酸乙酯类材料在厚度为250μm的PET基板上形成附着层，在其上涂布光敏树脂层(可紫外固化的聚氨酯丙烯酸树脂)，然后通过压印方法形成底面直径为11.6μm且深度为5μm的圆柱形状的凹槽部。随后，通过溅射方法形成厚度为100nm的Al层。通过在Al层上添加反应气体氮气，利用反应性溅射形成AlOxNy层(x>0且0.3≤y≤1)(图14的1)。接着，使用图13中所示的方法在除了形成有凹槽部的区域之外的区域中形成光刻胶层(图14的2)，然后使用蚀刻剂除去凹槽部处形成的金属层和AlOxNy层(图14的3)。接着，剥离光刻胶层(图14的4)。接着，在其上涂布并形成聚氨酯丙烯酸酯类表面保护层，并且形成Si类剥离力增强层。图14示出了显示Al/AlON层沉积之后透明基板的表面的照片、显示在除了形成有凹槽部的区域之外的区域中印刷光刻胶的表面的照片、凹槽部中的Al/AlON被蚀刻的照片、以及光刻胶被去除的照片。
图15示出了使用图2中所示的方法和由其制备的膜掩模使光敏聚氨酯丙烯酸紫外树脂图案化而得到的图案的照片(×1,500)。得到的图案的上部直径和下部直径分别为11.6μm和19.6μm。
如图15中所示，可以确认，凹槽部的形状照原样转移至得到的图案的上部。因此，图案的上部具有规则形状，而其下部表现出随着厚度增加，宽度逐渐变得相对更大的形状。此外，可以确认，与图5相比，残余膜缺陷显著减少。此外，可以确认，图案的高度通过膜掩模的凹槽部的厚度而增加。
实施例3
除了暗化光屏蔽图案层的开口和凹槽部是线性的之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。图16示出了得到的图案的照片。线性图案的交叉部的上部线宽为11.2μm，交叉部的下部线宽为25.4μm。
实施例4
除了暗化光屏蔽图案层的开口为图17(a)中所示的圆形，并且凹槽部形成为图17(b)中所示的透镜结构之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。在图案的形成过程中，将膜掩模紧密地粘附在基板的涂布有待图案化的光敏树脂组合物的底面上，然后进行紫外固化。图17(c)示出了得到的图案。
实施例5
除了暗化光屏蔽图案层的开口为图18(a)中所示的圆形，并且凹槽部形成为图18(b)中所示的透镜结构之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。在图案的形成过程中，仅将涂布有待图案化的光敏树脂组合物的基板的厚度的一部分与凹槽部接触，然后进行紫外固化。图18(c)示出了得到的图案。
实施例6
除了暗化光屏蔽图案层的开口为图19(a)中所示的三角形，并且凹槽部形成为图19(b)中所示的三角棱柱结构之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。在图案的形成过程中，仅将涂布有待图案化的光敏树脂组合物的基板的厚度的一部分与凹槽部接触，然后进行紫外固化。图19(c)示出了得到的图案。
实施例7
除了暗化光屏蔽图案层的开口为图20(a)中所示的圆形，并且凹槽部形成为图20(b)中所示的方柱结构之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。在图案的形成过程中，仅将涂布有待图案化的光敏树脂组合物的基板的厚度的一部分与凹槽部接触，然后进行紫外固化。图20(c)示出了得到的图案。
实施例8
除了暗化光屏蔽图案层的开口与凹槽部的间距为150μm，其直径为10μm、15μm、30μm和50μm，并且制备的图案的高度为11μm之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。图21示出使用由此制备的膜掩模制备的图案的照片(×1,500)。
实施例9
除了暗化光屏蔽图案层的开口与凹槽部的间距为150μm，其直径为10μm、15μm、30μm和50μm，并且制备的图案的高度为8μm之外，以与实施例2中相同的方式进行实验。利用加工速度调节图案的高度。当加工速度减慢时，高度变低。图21示出了使用由此制备的膜掩模制备的图案的照片(×1,500)。
实施例10
除了暗化光屏蔽图案层的开口和凹槽部的线宽为线性的之外，以与实施例9中相同的方式进行实验。此时，在图案的形成过程中，加工速度为10RPM，图案的高度为8.4μm。图22示出了制备的图案在低放大倍率(×110)、中放大倍率(×300)和高放大倍率(×1,500)下得到的照片。
实施例11
除了暗化光屏蔽图案层的开口和凹槽部的线宽为线性的之外，以与实施例9中相同的方式进行实验。此时，在图案的形成过程中，加工速度为15RPM，图案的高度为11.3μm。图22示出了制备的图案在低放大倍率(×110)、中放大倍率(×300)和高放大倍率(×1,500)下得到的照片。

Claims (14)

1.一种膜掩模，包括：
透明基板；
设置在所述透明基板上的暗化光屏蔽图案层；以及
在未设置暗化光屏蔽图案层的区域中设置的凹槽部，
其中，在所述透明基板与所述暗化光屏蔽图案层之间设置金属层，所述膜掩模包括该金属层中厚度彼此不同的两个以上的区域或所述暗化光屏蔽图案层中厚度彼此不同的两个以上的区域，或者，所述膜掩模包括在所述透明基板与所述暗化光屏蔽图案层之间设置有金属层的区域，以及所述透明基板与所述暗化光屏蔽图案层彼此直接接触的区域。
2.根据权利要求1所述的膜掩模，其中，所述凹槽部直接形成在所述透明基板上。
3.根据权利要求1所述的膜掩模，其中，所述凹槽部形成在所述透明基板上设置的单独树脂层中。
4.根据权利要求1所述的膜掩模，其中，所述暗化光屏蔽图案层在紫外区域范围内的反射率为30％以下。
5.根据权利要求1所述的膜掩模，其中，所述暗化光屏蔽图案层由黑色基体材料、炭黑类材料、混合有染料的树脂以及AlOxNy中的至少一种构成，
其中，0≤x≤1.5，0≤y≤1，x和y分别是O原子和N原子与一个Al原子的比值。
6.根据权利要求1所述的膜掩模，还包括：
设置在所述暗化光屏蔽图案层和所述凹槽部上的表面保护层和剥离力增强层中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的膜掩模，还包括：
设置在所述暗化光屏蔽图案层与所述透明基板之间的附着层。
8.根据权利要求1所述的膜掩模，还包括设置在所述金属层与所述透明基板之间的附着层。
9.一种权利要求1至8中任意一项所述的膜掩模的制备方法，该制备方法包括：
在透明基板上形成凹槽部；以及
在所述透明基板上未设置凹槽部的区域上形成暗化光屏蔽图案层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述在透明基板上形成凹槽部包括：
在所述透明基板上涂布用于形成凹槽部的树脂；以及
通过使用母模压印所述用于形成凹槽部的树脂并且对所述用于形成凹槽部的树脂进行曝光来形成凹槽部。
11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述暗化光屏蔽图案层的形成包括：
使用用于形成暗化光屏蔽图案层的材料在所述透明基板的设置有所述凹槽部的表面上形成暗化光屏蔽层；
通过反向胶版印刷法在所述暗化光屏蔽层的未设置凹槽部的区域上形成抗蚀图案；
使用所述抗蚀图案去除所述凹槽部中的暗化光屏蔽层；以及
去除所述抗蚀图案。
12.一种使用权利要求1至8中任意一项所述的膜掩模的图案形成方法。
13.根据权利要求12所述的图案形成方法，其中，所述图案使用光敏树脂组合物形成，并且在凹槽部区域中满足如下关系：掩模的折射率<固化后的光敏树脂组合物的折射率>未固化的光敏树脂组合物的折射率。
14.一种使用权利要求1至8中任意一项所述的膜掩模形成的图案。
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