KR20170022675A - Gray-tone Photomask and fabricating method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 그레이톤 포토마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대면적 투명 기판 전체에 형성되는 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 그레이톤 포토마스크 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a grayscale photomask and a method of manufacturing the same, and more particularly to a grayscale photomask capable of improving the critical dimension uniformity and accuracy of a transflective film pattern formed on the entire surface of a large- And a manufacturing method thereof.
TFT-LCD, OLED, PDP 등을 포함하는 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : 이하, FPD라 함) 디바이스나 반도체 집적회로 디바이스를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는 공통적으로 블랭크 마스크로부터 제조된 포토마스크를 이용한 패턴의 전사가 행해지고 있다.In a lithography process for manufacturing a flat panel display (FPD) device or a semiconductor integrated circuit device including a TFT-LCD, an OLED, and a PDP, a pattern using a photomask commonly manufactured from a blank mask Is transferred.
상기 FPD 디바이스 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화, 다양화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 보다 저렴하고 생산성이 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 기존의 바이너리 포토마스크는 노광광에 대한 투과 및 차단의 기능만 하는 2가지 투과율만 구현할 수밖에 없어, FPD 디바이스 제조에 많은 수의 포토마스크가 필요하다. FPD용 포토마스크는 그 크기에 비례하여 매우 고가이므로, FPD 디바이스의 제조에 사용되는 포토마스크 매수를 저감하기 위한 시도가 이루어져 왔다.As the demand for the FPD device has become more sophisticated, sophisticated, and diversified, the application range of FPD device products has been expanded, and it is required to develop a manufacturing process technology that is more inexpensive and excellent in productivity. Conventional binary photomasks can only implement two transmissivities, which function only as a function of transmission and blocking of exposure light, and thus a large number of photomasks are required for manufacturing FPD devices. An attempt has been made to reduce the number of photomasks used in the manufacture of FPD devices because the FPD photomask is very expensive in proportion to its size.
이러한 시도의 하나로 차광부와 투광부 외에 반투광부(그레이톤부)를 갖는 FPD용 포토마스크가 사용되고 있다. 반투광부란 포토마스크에 구비된 반투과막 패턴들을 포토리소그래피 공정으로 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시켜 피전사체에 구비된 포토레지스트막의 현상 후 잔류하는 잔막 값(두께 등)을 제어하는 부분을 말한다. 상기 반투광부를 구비한 포토마스크는 피전사체에 대한 노광 공정 시, 포토레지스트 잔막 값이 다른 2개의 전사 패턴을 전사할 수 있어 1매의 포토마스크로 바이너리 포토마스크 2매 분의 공정에 해당하는 노광을 진행할 수 있어 포토마스크의 사용 매수가 감소시킬 수 있다. As one of such attempts, an FPD photomask having a translucent portion (gray tone portion) in addition to a light shield portion and a transparent portion is used. When the semitransparent film patterns provided on the photomask are transferred to the subject by the photolithography process, the transmissivity of the transmitted exposure light is reduced by a predetermined amount, and the value of the residual film remaining after development of the photoresist film Etc.). The photomask provided with the translucent portion can transfer two transfer patterns different in photoresist residual film value during the exposure process on the transfer target body, and can perform exposure corresponding to the process of two binary photomasks It is possible to reduce the number of photomask used.
도 1은 종래 탑 타입(Top Type)의 그레이톤 포토마스크의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이며, 도 2는 종래 바텀 타입(Bottom Type)의 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도이다. FIG. 1 is a view for explaining a method of manufacturing a conventional top-type gray-tone photomask, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional bottom-type gray-tone photomask.
도 1을 참조하면, 종래 탑 타입(Top Type)의 그레이톤 포토마스크(100) 제조 방법은 투명 기판(102) 상에 차광막(110) 및 반사방지막(112)을 포함하는 차광성막(104)과 제1레지스트막(108)을 형성한다. (a)1, a method of manufacturing a top-type gray-
상기 레지스트막을 패터닝하여 제1레지스트막 패턴(108a)을 형성한 후, 제1레지스트막 패턴(108a)을 식각 마스크로 하부 차광성막(104)을 식각하여 차광성막 패턴(104a)을 형성한다. (b)The resist film is patterned to form a first
상기 제1레지스트막 패턴을 제거하고, 노출된 투명 기판(102) 부분 및 차광성막 패턴(104a) 상에 반투과막(106)을 형성한다. 이어서, 반투과막(106) 상에 제2레지스트막 패턴(114a)을 형성한다. (c)The first resist film pattern is removed, and a
상기 제2레지스트막 패턴을 식각 마스크로 노출된 반투과막(106)을 식각하거나 또는 반투과막(106)과 차광성막 패턴(104a)을 함께 식각하여 그레이톤 포토마스크(100) 제조를 완료한다. (d)The second resist film pattern is etched with the
최근에는 FPD 디바이스의 집적도가 높아지고 그에 따른 설계 룰이 미세화되고 있음에 따라 FPD용 포토마스크 역시 패턴의 고집적화가 요구되고 있고, FPD 디바이스 제품이 대형화됨에 따라 FPD용 포토마스크도 대형 투명 기판을 사용하여 제조된다. In recent years, as the degree of integration of FPD devices has increased and the design rules have become finer, FPD photomasks are also required to have high integration of patterns. As FPD device products become larger, FPD photomasks are also manufactured using a large- do.
그러나, 반투과막 패턴(106a)을 형성하기 위한 식각 시, 상기 FPD용 포토마스크 패턴의 고집적화에 따른 패턴 밀도 차이로 발생하는 로딩 효과(Loading Effect)와 투명 기판(102)의 대형화에 의해 식각 면적이 넓어짐에 따라 전체 투명 기판(102) 상에 형성되는 반투과막 패턴(106a)들의 임계 치수(Critical Dimension, CD) 균일성(Uniformity) 확보가 어렵다. However, in the etching for forming the
자세하게, 도 1의 (d)에서와 같이, 상술한 문제들에 의해 반투과막(106)의 식각 시, 투명 기판(102)의 일부분, 예를 들어, 중심 부분(C)과 가장자리 부분(E) 사이에서 반투과막(106)의 식각 속도 차이에 의해 반투과막 패턴(106a)이 요구되는 임계 치수(A)와 다른 임계 치수(B)로 식각됨에 따라 반투과막 패턴(106a) 사이의 임계 치수 균일성 확보가 어렵다. 1 (d), a portion of the
이와 같은 임계 치수 균일성 확보의 어려움은 도 2에 도시된 바텀 타입(Bottom Type)의 포토마스크에서도 동일하게 발생한다. The difficulty in securing such uniformity of the critical dimensions also occurs in the photomask of the bottom type shown in Fig.
본 발명은 투명 기판 전체에 형성되는 반투과막 패턴들의 임계 치수 균일도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 그레이톤 포토마스크 및 그의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a gray-tone photomask capable of improving critical dimension uniformity and precision of the semi-transparent film patterns formed on the entire transparent substrate, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 그레이톤 포토마스크의 제조 방법은, 투명 기판이 노출된 투광부, 차광성막 패턴이 형성된 차광부 및 반투과막 패턴이 형성된 반투광부를 포함하고, 상기 반투과막 패턴은 상기 투명 기판 상에 형성된 반투과막을 식각하여 형성하며, 상기 반투과막은 식각 속도가 느릴수록 상기 반투과막 패턴들 사이의 임계 치수(Critical Dimension) 차이가 작아지도록 형성한다. A method for manufacturing a gray-tone photomask according to the present invention includes a transparent portion having a transparent substrate exposed, a light-shielding portion having a light-shielding film pattern formed thereon, and a translucent portion formed with a translucent film pattern, Wherein the transflective film is formed to have a smaller critical dimension difference between the transflective film patterns as the etch rate is slower.
또한, 본 발명에 따른 그레이톤 포토마스크의 제조 방법은, 투명 기판이 노출된 투광부, 차광성막 패턴이 형성된 차광부 및 반투과막 패턴이 형성된 반투광부를 포함하고, 상기 반투과막 패턴은 상기 투명 기판 상에 형성된 반투과막을 식각하여 형성하며, 상기 반투과막 패턴은 1Å/sec ∼ 30Å/sec의 식각 속도를 갖는다. A method of manufacturing a gray-tone photomask according to the present invention includes a transparent portion in which a transparent substrate is exposed, a light-shielding portion in which a light-shielding film pattern is formed, and a translucent film pattern, Wherein the transflective film pattern is formed by etching a transflective film formed on a transparent substrate, and the transflective film pattern has an etching rate of 1 A / sec to 30 A / sec.
상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴 중 하나 이상은 Cr, CrN, CrO, CrC, CrCO, CrCN, CrON, CrCON 중 하나로 형성한다. At least one of the light-shielding film pattern and the transflective film pattern is formed of one of Cr, CrN, CrO, CrC, CrCO, CrCN, CrON, and CrCON.
상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴은 동일한 식각 특성을 갖거나 또는 상이한 식각 특성을 갖는 물질로 형성한다. The light-shielding film pattern and the semitransparent film pattern are formed of a material having the same etching property or having different etching properties.
아울러, 본 발명에 따른 그레이톤 포토마스크는, 투명 기판이 노출된 투광부, 차광성막 패턴들이 구비된 차광부 및 반투과막 패턴들이 구비된 반투광부를 포함하며, 상기 반투과막 패턴들은 0.1㎛ 이하의 임계 치수 균일도(Uniformity)를 갖는다. According to another aspect of the present invention, there is provided a gray-tone photomask including a transparent portion exposed to a transparent substrate, a light-shielding portion having light-shielding film patterns, and a translucent portion provided with the translucent film patterns, And a critical dimension uniformity (Uniformity).
본 발명은 반투과막의 식각 속도를 최적화함으로써 패턴 밀도에 따른 로딩 효과 및 기판의 대면적화에 대응하여 투명 기판 전체에 형성되는 반투과막 패턴들의 임계 치수 균일도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 그레이톤 포토마스크 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. The present invention relates to a lithographic projection apparatus capable of improving critical dimension uniformity and accuracy of a transflective film pattern formed on the entire transparent substrate in accordance with the loading effect according to the pattern density and the enlargement of the substrate by optimizing the etching rate of the semi- And a method for producing the same.
도 1은 종래 탑 타입(Top Type)의 그레이톤 포토마스크의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 2는 종래 바텀 타입(Bottom Type)의 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a conventional method of manufacturing a top-type gray-tone photomask. FIG.
2 is a cross-sectional view showing a gray-toned photomask of a conventional bottom type.
3 is a cross-sectional view of a gray-tone photomask according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a gray-tone photomask according to another embodiment of the present invention.
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 가진 자라며 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but it should be understood that the present invention is not limited to these embodiments. For example, And is not intended to limit the scope of the invention. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible in light of the above teachings. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical matters of the claims.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도이고, 도 4은 도 3의 반투과막 패턴 가장자리 단면을 설명하기 위하여 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그레이톤 포토마스크를 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a gray-tone photomask according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a cross-section of a semi-permeable film pattern of FIG. 3, and FIG. Sectional view showing a gray-tone photomask according to an example.
본 발명의 실시예에 따른 그레이톤 포토마스크(200)는 액정표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 평판 디스플레이(FPD) 및 태양광 발전용 패널 제품을 제조하기 위하여 사용된다. The gray-
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크는(200)는 투광부(220), 차광부(240) 및 반투광부(260)를 포함하는 탑 타입(Top-Type)의 구조를 갖는다. 3, a
투광부(220)는 투명 기판(202)이 노출된 영역이다. 차광부(240)는 투명 기판(202) 상에 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a)이 적층된 차광성막 패턴(204a)이 적층되거나, 차광성막 패턴(204a) 상에 반투과막 패턴(206a)이 적층된 영역으로서 i선 내지 g선으로 구성된 복합 파장의 노광광을 차광하는 역할을 수행하는 부분이다. 반투광부(260)는 투명 기판(202)의 일부분 상에 반투과막 패턴(206a)이 형성된 영역으로서, 반투과막 패턴(206a)을 피전사체에 전사할 때, 투과하는 노광광의 투과량을 소정량 저감시켜 피전사체에 구비된 포토레지스트의 현상 후 잔류하는 잔막 값(두께 등)을 제어하는 영역이다. The
여기서, 차광막 패턴(210a), 반사방지막 패턴(212a) 및 반투과막 패턴(206a)은 균일한 조성의 단층, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 연속막의 형태, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층되어 구성된 다층막 중 하나의 형태를 가질 수 있다. 도시하지는 않았지만, 차광성막 패턴(204a)은 차광막 패턴(210a)의 하부에 구비된 하부 반사방지막 패턴을 더 포함할 수 있다. 또한, 투명 기판(202)과 차광성막 패턴(210a) 사이, 차광성막 패턴(210a)과 반투과막 패턴(206a) 사이에 구비된 식각저지막을 더 포함할 수 있다. 또한, 차광성막 패턴(204a)은 조성비가 균일한 단층, 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 연속막의 형태를 가질 수 있다. Here, the light-shielding film pattern 210a, the
투명 기판(102)은 한 변이 300㎜ 이상인 사각형의 투명한 기판이고, 합성 석영 유리, 소다 라임 글래스 기판, 무알카리 글래스 기판, 저열 팽창 글래스 기판 등일 수 있다.The
반투과막 패턴(206a) 및 차광성막 패턴(210a)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 보론(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 중 어느 하나 이상의 전위 금속 물질을 포함하여 형성되거나, 상기 전위 금속 물질에 실리콘(Si), 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 화합물로 형성될 수 있다. The
반투과막 패턴(206a) 및 차광성막 패턴(210a)은 식각 공정의 단순화 및 패턴들 사이의 오정렬을 방지하기 위하여 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 반투과막 패턴(206a), 차광성막 패턴(210a)을 구성하는 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a)은, 예를 들어, 크롬(Cr) 단독 또는 크롬(Cr) 화합물로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 크롬 화합물은 질화크롬(CrN), 산화크롬(CrO), 탄화크롬(CrC), 탄화산화크롬(CrCO), 탄화질화크롬(CrCN), 산화질화크롬(CrON), 탄화산화질화크롬(CrCON) 중 하나이다. 반투과막 패턴(206a), 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막(212a) 중 적어도 하나는 탄소(C), 산소(O) 및 질소(N)의 각각 또는 혼합 함량이 0 ∼ 95at%이고, 나머지는 크롬(Cr)으로 이루어지는 것이 바람직하다. The
반투과막 패턴(206a) 및 차광성막 패턴(210a)은 포토마스크의 제조 방법에 따라 식각 마스크로 사용되는 등의 다양한 기능상 효과를 위하여 상호 다른 식각 특성을 갖도록 자유롭게 선택할 수 있다. 즉, 반투과막 패턴(206a), 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a) 중 적어도 하나는, 예를 들어, 크롬(Cr), 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta)을 포함하여 상술한 전위 금속들 중 하나 이상을 포함하는 금속 물질, 이들에 선택적으로 실리콘(Si)을 포함하는 금속 혼합물, 상기 금속 및 금속 혼합물에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 금속 화합물로 형성할 수 있다. The
반투과막 패턴(206a)이 크롬(Cr) 화합물로 구성되는 경우, 반투과막 패턴(206a)은 크롬(Cr)이 20at% ∼ 95at%, 질소(N)가 0 ∼ 70at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. When the
반투과막 패턴(206a), 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a)은 불활성 가스 및 반응성 가스를 도입하여 이루어지는 리액티브(reactive) 스퍼터링 또는 진공증착방법(PVD, CVD, ALD)을 이용하여 형성한다. 이때, 상기 반응성 가스로는 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.The
반투과막 패턴(206a)은 10Å ∼ 700Å의 두께를 가지며, 요구되는 투과율에 따라 두께를 자유롭게 조절할 수 있다. The
본 발명에 따른 반투과막 패턴(206a)은 습식 또는 건식 식각 물질에 대하여 1Å/sec ∼ 30Å/sec의 식각 속도를 가지며, 바람직하게, 5Å/sec ∼ 20Å/sec의 식각 속도를 갖는다. 상기 식각 속도는 중앙 부분(C)으로부터 가장자리 부분(E)까지 투명 기판(202) 전체에 대하여 반투과막 패턴(206a)의 임계 치수 균일성, 정밀도를 향상시킬 수 있는 최적의 식각 속도이다. 여기서, 반투과막 패턴(206a)의 식각 속도는 패턴 밀도에 의한 로딩 효과와 투명 기판의 대면적화 등에 의해 30Å/sec의 식각 속도를 갖는 경우, 반투과막 패턴(206a)의 최대 임계 치수와 최소 임계 치수의 차이가 커져 상대적으로 임계 치수 균일성이 나빠진다. The
또한, 상기 식각 속도로 식각되어 형성되는 반투과막 패턴(206a)은 단면 형상이 수직에 가깝게 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 반투과막 패턴(206a)의 상부 가장자리와 하부 가장자리의 수평 거리(d)가 0 ∼ 150㎚이며, 바람직하게, 100㎚ 이하의 수평 거리를 갖도록 형성된다. In addition, the
따라서, 반투과막 패턴(206a)의 패턴 밀도에 따른 로딩 효과와 투명 기판(202)의 대형화에도 불구하고 투명 기판(202) 전체에 대하여 반투과막 패턴(206a)의 임계 치수 균일성 및 정밀도를 향상시킬 수 있음에 따라 2㎛ 이하, 바람직하게, 1.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게, 1.0㎛ 이하의 미세한 패턴을 구현할 수 있다.Therefore, despite the loading effect according to the pattern density of the
반투과막 패턴(206a)은 i선, h선 g선의 복합 파장 노광광에 대하여 1% 내지 70%의 투과율을 갖고, 최대 투과율(%)과 최소 투과율(%)의 차이가 2% 이하이며, 0°∼ 100°의 위상반전량을 갖는다. 반투과막 패턴(206a)은 약 180°의 위상반전량을 갖도록 형성하여 위상반전막으로 사용할 수 있다. The
차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a)이 적층된 차광성막 패턴(204a)은 300Å ∼ 2,500Å의 두께, 바람직하게, 500Å ∼ 1,500Å의 두께, 더욱 바람직하게, 800Å ∼ 1,200Å의 두께를 갖는다. The light
차광성막 패턴(204a)이, 예를 들어, 상술한 크롬(Cr) 화합물로 구성되는 경우, 차광성막 패턴(204a)은 크롬(Cr)이 20at% ∼ 95at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. In the case where the light-shielding
차광성막 패턴(204a) 및 반투과막 패턴(206a)을 식각하기 위한 레지스트막은 1,000Å ∼ 10,000Å 두께를 갖는다. The resist film for etching the light-shielding
차광성막 패턴(204a) 및 반투과막 패턴(206a)을 구성하는 차광성막, 반투과막 중 하나 이상은 접착력 및 막의 성장성을 향상시키기 위하여 투명 기판(102)을 350℃ 이하의 온도로 가열처리하여 성막하고, 성막 후, 막의 응력 완화 및 케미컬에 대한 내성을 향상시키기 위한 방법으로 600℃ 범위에서 일정 시간 동안 열처리할 수 있다. The
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크는(200)는 투광부(220), 차광부(240) 및 반투광부(260)를 포함하는 바텀 타입(Bottom-Type)의 구조를 갖는다. 4, a
투광부(220)는 투명 기판(202)이 노출된 영역이고, 차광부(240)는 투명 기판(202) 상에 반투과막 패턴(206a), 차광막 패턴(210a) 및 반사방지막 패턴(212a)을 포함하는 차광성막 패턴(204a)이 적층된 영역이며, 반투광부(260)는 투명 기판(202)의 일부분 상에 반투과막 패턴(206a)이 형성된 영역이다. The
여기서, 투명 기판(202), 반투과막(206), 차광성막(204)을 포함한 모든 박막들은 상술한 실시예와 물리적, 화학적, 광학적으로 동일한 특성을 갖는다. Here, all the thin films including the
반투과막 패턴(206a)은 습식 또는 건식 식각 물질에 대하여 1Å/sec ∼ 30Å/sec의 식각 속도를 가지며, 바람직하게, 5Å/sec ∼ 20Å/sec의 식각 속도를 갖는다. 반투과막 패턴(206a)의 식각 속도는 중앙 부분(C)으로부터 상술한 실시예에서와 동일하게 투명 기판(202) 전체에 대하여 반투과막 패턴(206a)의 임계 치수 균일성, 정밀도를 향상시킬 수 있는 최적의 식각 속도임에 따라 바텀 타입(Bottom Type)의 포토마스크 역시 2㎛ 이하의 미세 패턴 구현이 가능하다. The
(실시예)(Example)
그레이톤Greytone 블랭크 마스크 형성 Blank mask formation
본 발명의 실시예에서는 반투과막을 식각하여 반투과막 패턴을 형성하고, 식각 속도에 따라 투명 기판 전체에 형성된 반투과막 패턴의 임계 치수 편차를 측정하여 반투과막 패턴의 임계 치수 균일성을 평가하였다. In the embodiment of the present invention, the transflective film is etched to form a transflective film pattern, the critical dimension deviation of the transflective film pattern formed on the entire transparent substrate is measured according to the etching rate, and the critical dimension uniformity of the transflective film pattern is evaluated Respectively.
그레이톤 블랭크 마스크는 투명 기판 상에 하부 반사방지막, 차광막 및 반사방지막을 포함하는 차광성막을 형성하였다. 상기 하부 반사방지막, 차광막 및 반사방지막은 크롬(Cr) 타겟을 이용한 스퍼터링 방법으로 형성하였으며, 이때, 스퍼터링 공정은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 일산화질소(NO) 중 적어도 하나 이상의 가스를 이용하여 차광성막을 약 1,500Å 두께의 크롬(Cr) 화합물로 형성하였다. The gray-tone blank mask formed a light-shielding film including a lower antireflection film, a light-shielding film and an antireflection film on a transparent substrate. The lower anti-reflection film, a light shielding film and anti-reflection film was formed by a sputtering method using a chromium (Cr) targets, wherein the sputtering step is argon (Ar), nitrogen (N 2), carbon dioxide (CO 2), methane (CH 4) , And nitrogen monoxide (NO), a light shielding film was formed of a chromium (Cr) compound having a thickness of about 1,500 angstroms.
상기 차광성막 상에 제1레지스트막 패턴을 형성하고, 상기 제1레지스트막 패턴을 식각 마스크로 상기 차광성막을 식각하여 차광성막 패턴을 형성하였다. A first resist film pattern was formed on the light shielding film, and the light shielding film was etched using the first resist film pattern as an etching mask to form a light shielding film pattern.
상기 차광성막 패턴 및 투명 기판 상에 크롬(Cr) 타겟을 이용한 스퍼터링 방법으로 약 150Å ∼ 550Å의 두께를 갖는 크롬(Cr) 화합물로 반투과막을 형성하였다. 상기 반투과막 상에 제2레지스트막 패턴을 형성한 후, 상기 제2레지스트막 패턴을 식각 마스크로 반투과막을 식각하여 반투과막 패턴을 갖는 그레이톤 포토마스크를 형성하였다. 여기서, 상기 식각 공정은 표준 크롬(Cr) 식각 용액을 사용하였으며, 스프레이 노즐을 이용한 스핀(Spindle) 방식으로 진행하였다. A semi-permeable film was formed of chromium (Cr) compound having a thickness of about 150 Å to 550 Å by the sputtering method using a chromium (Cr) target on the light shielding film pattern and the transparent substrate. A second resist film pattern was formed on the semi-transparent film, and then the second resist film pattern was etched with an etching mask to form a gray-tone photomask having a semi-transparent film pattern. Here, the etching process used a standard chromium (Cr) etching solution and proceeded by a spindle method using a spray nozzle.
이후, 투명 기판의 중앙 부분 및 가장자리 부분을 포함한 다수의 지점에서 반투과막 패턴의 임계 치수를 측정하였다. 표 1은 식각 속도에 따른 투명 기판 내 반투과막 패턴의 임계 치수 차이, 즉, 최대 임계 치수와 최소 임계 치수의 차이를 나타내고 있다.Thereafter, critical dimensions of the semi-transmissive film pattern were measured at a plurality of points including the center portion and the edge portion of the transparent substrate. Table 1 shows the critical dimension difference of the transflective film pattern in the transparent substrate according to the etching speed, that is, the difference between the maximum critical dimension and the minimum critical dimension.
Semi-permeable film thickness
Transflective film etch rate
(Max. CD - Min. CD)Critical dimension difference
(Max. CD - Min. CD)
Cr 화합물
Cr compound
표 1을 참조하면, 투명 기판의 다수의 지점에서 반투과막 패턴의 임계 치수를 측정한 결과, 전체 실시예에서 두께에 관계없이 식각 속도가 빠를수록 임계 치수 차이는 커지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 식각 속도가 반투과막 패턴의 두께에 관계없이 30Å/sec 이하인 경우, 임계 치수 차이가 0.1㎛ 이내의 값을 가져 임계 치수 균일성 및 정밀도가 우수하였으나, 30Å/sec을 초과하는 경우, 임계 치수 균일성이 상대적으로 나쁜 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, the critical dimension of the transflective film pattern was measured at a plurality of points on the transparent substrate. As a result, it was confirmed that the critical dimension difference increases as the etch rate increases regardless of the thickness. That is, when the etching rate is 30 angstroms / sec or less irrespective of the thickness of the transflective film pattern, the critical dimension difference has a value within 0.1 占 퐉 and the critical dimension uniformity and precision are excellent. However, It can be seen that the dimensional uniformity is relatively poor.
이상, 본 발명을 가장 바람직한 실시예를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는, 상기 실시예에 기재된 범위에 한정되지 않는다. 상기 실시예에 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하다는 것은 당업자에게 명백하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있다는 것이 특허 청구 범위의 기재로부터 분명하다.While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the range described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made to the embodiments described above. It is apparent from the description of the claims that the form of such modification or improvement can be included in the technical scope of the present invention.
200 : 그레이톤 포토마스크
202 : 투명 기판
204a : 차광성막 패턴
206a : 반투과막 패턴
210a : 차광막 패턴
212a : 반사방지막 패턴 200: Grayscale photomask
202: transparent substrate
204a: Shading film forming pattern
206a: Transparent film pattern
210a: light-shielding film pattern
212a: antireflection film pattern
Claims (13)
상기 반투과막 패턴은 상기 투명 기판 상에 형성된 반투과막을 식각하여 형성하며,
상기 반투과막은 식각 속도가 느릴수록 상기 반투과막 패턴들 사이의 임계 치수(Critical Dimension) 차이가 작아지도록 형성하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. A method for manufacturing a gray-tone photomask including a transparent portion exposed a transparent substrate, a light-shielding portion formed with a light-shielding film pattern, and a translucent portion formed with a semi-transparent film pattern,
Wherein the transflective film pattern is formed by etching a transflective film formed on the transparent substrate,
Wherein the transflective film is formed to have a smaller critical dimension difference between the transflective film patterns as the etch rate slows down.
상기 반투과막 패턴은 상기 투명 기판 상에 형성된 반투과막을 식각하여 형성하며,
상기 반투과막 패턴은 1Å/sec ∼ 30Å/sec의 식각 속도를 갖도록 형성하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. A method for manufacturing a gray-tone photomask including a transparent portion exposed a transparent substrate, a light-shielding portion formed with a light-shielding film pattern, and a translucent portion formed with a semi-transparent film pattern,
Wherein the transflective film pattern is formed by etching a transflective film formed on the transparent substrate,
Wherein the transflective film pattern is formed to have an etching rate of 1 A / sec to 30 A / sec.
상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴 중 하나 이상은 Cr, CrN, CrO, CrC, CrCO, CrCN, CrON, CrCON 중 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein at least one of the light shielding film pattern and the transflective film pattern is formed of one of Cr, CrN, CrO, CrC, CrCO, CrCN, CrON and CrCON.
상기 반투과막 패턴은 크롬(Cr) 단독 또는 크롬(Cr)이 20at% ∼ 95at%, 질소(N)가 0 ∼ 70at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 20at%인 조성비를 갖는 화합물로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the semi-permeable film pattern is made of chromium (Cr) alone or in a range of 20 to 95 at% of chromium (Cr), 0 to 70 at% of nitrogen (N), 0 to 30 at% of oxygen (O) Wherein the composition is formed of a compound having a composition ratio of 20 at%.
상기 차광성막 패턴은 크롬(Cr) 단독 또는 크롬(Cr)이 20at% ∼ 95at%, 질소(N)가 0 ∼ 50at%, 산소(O)가 0 ∼ 30at%, 탄소(C)가 0 ∼ 30at%인 조성비를 갖는 화합물로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light shielding film pattern is made of chromium (Cr) alone or in the range of 20 at% to 95 at% of chromium (Cr), 0 to 50 at% of nitrogen (N), 0 to 30 at% of oxygen (O) % ≪ / RTI > in the composition.
상기 차광부는 상기 투명 기판 상에 상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴이 순차적으로 적층되도록 형성하거나 또는 상기 반투과막 패턴 및 차광성막 패턴이 순차적으로 적층되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light shielding portion is formed so that the light shielding film pattern and the semi-permeable film pattern are sequentially laminated on the transparent substrate, or the semi-transparent film pattern and the light shielding film pattern are sequentially laminated on the transparent substrate. Gt;
상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴은 균일한 조성의 단층 또는 조성 또는 조성비가 연속적으로 변하는 연속막, 상호 다른 조성을 가지며 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층되어 구성된 다층막 중 하나의 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
The light-shielding film pattern and the semi-transmissive film pattern may be formed as a single layer of uniform composition, or as a continuous film whose composition or composition ratio continuously changes, or as a multilayer film having different compositions and composed of films of different compositions one or more times Wherein the photolithography process is performed using a photolithography process.
상기 반투과막 패턴 및 차광성막 패턴은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 니켈(Ni), 카드뮴(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 보론(B), 베릴륨(Be), 나트륨(Na), 탄탈륨(Ta), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 형성하거나, 상기 물질에 실리콘(Si), 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H), 불소(F) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하는 화합물로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
The semi-transmissive film pattern and the light shielding film pattern may be formed of at least one of chromium (Cr), aluminum (Al), cobalt (Co), tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), palladium ), Platinum, manganese, iron, nickel, cadmium, zirconium, magnesium, lithium, selenium and copper. Cu, Y, S, In, Sn, Boron, Be, Sodium, Tantalum, Hf, Niobium, (N), carbon (C), hydrogen (H), fluorine (F), or a combination of at least one of silicon (Si), oxygen (O), nitrogen ≪ / RTI > wherein said compound is formed from a compound that further comprises a compound of formula < RTI ID = 0.0 >
상기 차광성막 패턴 및 반투과막 패턴은 동일한 식각 특성을 갖거나 또는 상이한 식각 특성을 갖는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light shielding film pattern and the semitransmissive film pattern are formed of a material having the same etching property or having different etching properties.
상기 차광성막 패턴은 차광막을 포함하며, 상기 차광막의 상부 및 하부에 구비된 반사방지막 중 하나 이상을 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 그레이톤 포토마스크의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the light shielding film pattern includes a light shielding film and further comprises at least one of an antireflection film provided on upper and lower portions of the light shielding film.
상기 반투과막 패턴들은 0.1㎛ 이하의 임계 치수 균일도(Uniformity)를 갖는 그레이톤 포토마스크.A gray-tone photomask including a transparent portion exposed to a transparent substrate, a light-shielding portion having light-shielding film patterns, and a translucent portion having a semi-transparent film pattern,
Wherein the transflective film patterns have a critical dimension uniformity of 0.1 mu m or less.
상기 반투과막 패턴들은 상부 가장자리와 하부 가장자리의 수평 거리가 150㎚ 이하인 그레이톤 포토마스크.A gray-tone photomask including a transparent portion exposed to a transparent substrate, a light-shielding portion having light-shielding film patterns, and a translucent portion having a semi-transparent film pattern,
Wherein the transflective film patterns have a horizontal distance between an upper edge and a lower edge of 150 nm or less.
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| CN108196421A (en) * | 2017-12-14 | 2018-06-22 | 深圳市路维光电股份有限公司 | Gray level mask plate production method |
| KR102413322B1 (en) * | 2021-10-19 | 2022-06-28 | (주)네프코 | Photomask haing high transmittance and Manufacturing method of the same |
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2015
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| CN108196421B (en) * | 2017-12-14 | 2021-03-05 | 深圳市路维光电股份有限公司 | Method for manufacturing gray-scale mask |
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| PA0109 | Patent application |
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20180416 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20150821 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
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