KR102598440B1 - Phase-Shift Blankmask and Photomask for use in Flat Panel Display - Google Patents
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Abstract
FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판상에 위상반전막을 구비한다. 위상반전막은 노광광에 대한 투과율을 제어하는 투과감쇄층, 및 노광광의 위상반전량을 제어하는 위상반전층을 구비한다. 투과감쇄층은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~50at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 갖는다. 위상반전층은 크롬(Cr) 10~60at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0~40at% 의 조성비를 갖는다. 365nm(i-line), 405nm(h-line), 436nm(g-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 차이가 4% 이하, 또는 2% 이하로 최소화된다.The phase-reversal blank mask for FPD includes a phase-reversal film on a transparent substrate. The phase shift film includes a transmission attenuation layer that controls the transmittance of exposure light, and a phase shift layer that controls the amount of phase shift of the exposure light. The transmission attenuation layer has a composition ratio of 50 to 100 at% chromium (Cr), 0 to 50 at% nitrogen (N), and 0 to 50 at% carbon (C). The phase shift layer has a composition ratio of 10 to 60 at% chromium (Cr), 0 to 60 at% nitrogen (N), 0 to 60 at% oxygen (O), and 0 to 40 at% carbon (C). With respect to exposure light of complex wavelengths of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), and 436 nm (g-line), the difference in transmittance for each wavelength is minimized to 4% or less, or 2% or less.
Description
본 발명은 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복합 파장 노광광의 각 파장에 대한 투과율 편차가 최소화된 위상반전막을 구비한 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a phase-shifting blank mask and photomask for a flat panel display, and more specifically, to a phase-shifting blank mask for a flat panel display having a phase-shifting film that minimizes the transmittance deviation for each wavelength of complex wavelength exposure light, and It's about photo masks.
액정표시장치(LCD)나 유기전계 발광 소자(OLED) 등의 평판디스플레이(FPD : Flat Panel Display)는 시장의 요구가 고급화, 고기능화, 다양화됨에 따라 그 응용 범위가 확대되었고, 이에 따라 보다 저렴하고 생산성이 우수한 제조 공정 기술의 개발이 요구되고 있다. 즉, 집적도가 높은 반도체 디바이스와 동일하게 FPD 디바이스 역시 집적도가 높아지고 그에 따른 설계 룰이 미세화되고 있다. 미세 패턴을 형성하기 위해서는 높은 패턴 해상도 및 고정밀 기술이 요구되고 있다.Flat panel displays (FPD), such as liquid crystal displays (LCDs) and organic electroluminescent devices (OLEDs), have expanded their application range as market demands have become more advanced, more functional, and more diversified, and as a result, they have become more affordable and There is a need for the development of manufacturing process technology with excellent productivity. In other words, like semiconductor devices with high integration, FPD devices are also becoming more integrated and their design rules are becoming more refined. In order to form fine patterns, high pattern resolution and high-precision technology are required.
일반적으로 FPD 패널은 적어도 1층 이상의 금속막이 성막된 블랭크 마스크를 이용하여 포토 마스크를 형성하고, 이 포토마스크를 리소그래피 공정에 적용하는 방법으로 제작된다. 블랭크 마스크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투명기판 상에 금속 재료를 포함하는 박막과 레지스트막이 형성된 구조를 가지며, 포토 마스크는 이러한 블랭크 마스크에서 박막이 패터닝됨으로써 형성된다. 여기에서 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전막, 반투과막, 반사막 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들 중 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다.In general, FPD panels are manufactured by forming a photo mask using a blank mask on which at least one layer of metal film is deposited and applying this photo mask to a lithography process. The blank mask has a structure in which a thin film containing a metal material and a resist film are formed on a transparent substrate made of synthetic quartz glass, etc., and the photo mask is formed by patterning the thin film in this blank mask. Here, thin films can be divided into light-shielding films, anti-reflective films, phase shift films, transflective films, reflective films, etc., depending on their optical characteristics, and two or more of these thin films are sometimes used interchangeably.
FPD 디바이스 제조용 블랭크마스크의 각 박막은 크롬(Cr), 금속실리사이드(M-Si) 화합물을 포함한 다양한 물질로 형성될 수 있다. 최근에는 포토마스크의 정밀도를 향상시키기 위해서 위상반전막을 포함하는 위상반전 블랭크마스크가 사용되고 있다. 위상반전막은 365nm(i-line), 405nm(h-line), 436nm(g-line)의 복합 파장 및 개별 파장의 노광광에 대하여 위상을 약 180° 반전시켜, 패턴 상에 발생하는 광의 간섭 및 상쇄 효과에 의해 미세패턴을 구현한다.Each thin film of the blank mask for manufacturing FPD devices can be formed of various materials, including chromium (Cr) and metal silicide (M-Si) compounds. Recently, a phase shift blank mask including a phase shift film has been used to improve the precision of the photomask. The phase shift film inverts the phase by about 180° for exposure light of complex wavelengths of 365nm (i-line), 405nm (h-line), and 436nm (g-line) and individual wavelengths, preventing interference of light generated on the pattern and A fine pattern is realized through the offset effect.
위상반전막은 노광광의 파장에 따라 투과율이 달라진다. 여러 파장이 복합된 복합 파장의 노광광을 사용할 때는 파장에 따른 투과율 차이가 클 경우 노광의 정밀도가 떨어진다. 따라서 복합 파장을 사용하는 포토마스크의 경우 복합 파장 노광광의 각 파장에 대한 투과율 편차가 최대한 적어야 한다.The transmittance of the phase shift film varies depending on the wavelength of the exposure light. When using exposure light with multiple wavelengths combined, exposure precision deteriorates if the difference in transmittance depending on the wavelength is large. Therefore, in the case of a photomask using multiple wavelengths, the transmittance deviation for each wavelength of the multiple wavelength exposure light must be as small as possible.
현재의 위상반전 블랭크 마스크는 365nm(i-line), 405nm(h-line), 436nm(g-line)의 복합파장 대역에서 파장 변화에 대한 투과율 변화의 기울기가 가파르며, 단파장(365nm)과 장파장(436nm)에서의 투과율이 6% 이상의 차이를 보인다. 이에 따라, 각 파장에서의 투과율 차이로 인한 위상 반전 효과의 오류로 인해 미세 패턴 형성에 한계를 가지게 된다.The current phase-reversal blank mask has a steep slope of transmittance change with respect to wavelength in the complex wavelength band of 365nm (i-line), 405nm (h-line), and 436nm (g-line), and can be used for short wavelength (365nm) and long wavelength. The transmittance at (436nm) shows a difference of more than 6%. Accordingly, there is a limit to forming fine patterns due to errors in the phase reversal effect due to differences in transmittance at each wavelength.
본 발명의 목적은, 365nm(i-line), 405nm(h-line), 436nm(g-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 차이가 최소화되도록 위상반전막을 형성함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능한 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to produce a high-resolution display by forming a phase shift film to minimize the difference in transmittance for each wavelength for exposure light of complex wavelengths of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), and 436 nm (g-line). The aim is to provide a phase-inversion blank mask and photo mask for flat panel displays that enable this.
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판상에 위상반전막을 구비하며, 상기 위상반전막은, 노광광에 대한 투과율을 제어하는 투과감쇄층, 및 상기 노광광의 위상반전량을 제어하는 위상반전층을 포함한다.The phase shift blank mask for FPD according to the present invention includes a phase shift film on a transparent substrate, wherein the phase shift film includes a transmission attenuation layer that controls the transmittance of the exposure light, and a phase shift layer that controls the amount of phase shift of the exposure light. Includes layers.
상기 투과감쇄층은, 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 질소(N) 및 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 물질로 형성된다.The transmission attenuation layer is formed of a material that essentially contains chromium (Cr) and one or more light elements of nitrogen (N) and carbon (C).
상기 투과감쇄층은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~50at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 갖는다.The transmission attenuation layer has a composition ratio of 50 to 100 at% chromium (Cr), 0 to 50 at% nitrogen (N), and 0 to 50 at% carbon (C).
상기 투과감쇄층은 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 물질로 형성될 수 있다.The transmission attenuation layer may be formed of a material further containing one or more light elements selected from fluorine (F), hydrogen (H), and boron (B).
상기 투과감쇄층은 50~400Å 의 두께를 가지며, 상기 투과감쇄층이 다층으로 구성되는 경우 각각의 층들은 30~100Å 의 두께를 갖는다.The transmission attenuation layer has a thickness of 50 to 400 Å, and when the transmission attenuation layer is composed of multiple layers, each layer has a thickness of 30 to 100 Å.
상기 위상반전층은, 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 물질로 형성된다.The phase shift layer is formed of a material that essentially contains chromium (Cr) and one or more light elements selected from oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
상기 위상반전층은 크롬(Cr) 10~60at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0~40at% 의 조성비를 갖는다.The phase shift layer has a composition ratio of 10 to 60 at% chromium (Cr), 0 to 60 at% nitrogen (N), 0 to 60 at% oxygen (O), and 0 to 40 at% carbon (C).
상기 위상반전층은 400~1500Å 의 두께를 가지며, 상기 위상반전층이 2층 이상의 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~1000Å 의 두께를 갖는다.The phase shift layer has a thickness of 400 to 1,500 Å, and when the phase shift layer is formed as a multilayer of two or more layers, each layer has a thickness of 50 to 1,000 Å.
상기 투과감쇄층은 상기 투명기판상에 형성된 제1투과감쇄층 및 상기 제1투과감쇄층상에 형성된 제2투과감쇄층을 포함하여 구성될 수 있다.The transmission attenuation layer may include a first transmission attenuation layer formed on the transparent substrate and a second transmission attenuation layer formed on the first transmission attenuation layer.
상기 제1투과감쇄층은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 질소(N) 및 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 물질로 형성되고, 상기 제2투과감쇄층은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 물질로 형성된다.The first transmission attenuation layer is formed of a material that essentially contains chromium (Cr) and one or more light elements of nitrogen (N) and carbon (C), and the second transmission attenuation layer contains chromium (Cr). It is formed of a material that essentially contains one or more light elements among oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
구체적으로, 상기 제1투과감쇄층은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~30at%, 탄소(C) 0~30at% 의 조성비를 가지며, 상기 제2투과감쇄층은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~70at%, 산소(O) 0~70at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 갖는다.Specifically, the first transmission attenuation layer has a composition ratio of 50 to 100 at% chromium (Cr), 0 to 30 at% nitrogen (N), and 0 to 30 at% carbon (C), and the second transmission attenuation layer includes chromium ( It has a composition ratio of 5~50 at% Cr), 0~70 at% nitrogen (N), 0~70 at% oxygen (O), and 0~50 at% carbon (C).
상기 제1투과감쇄층 및 상기 제2투과감쇄층 중 어느 하나 이상은 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 물질로 형성될 수 있다.At least one of the first transmission attenuation layer and the second transmission attenuation layer may be formed of a material further containing one or more light elements selected from fluorine (F), hydrogen (H), and boron (B).
상기 제1투과감쇄층은 50~300Å 의 두께를 가지고 상기 제2투과감쇄층은 50~500Å 의 두께를 갖는다.The first transmission attenuation layer has a thickness of 50 to 300 Å and the second transmission attenuation layer has a thickness of 50 to 500 Å.
상기 제1투과감쇄층이 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~100Å 의 두께를 가지며, 상기 제2투과감쇄층이 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~200Å 의 두께를 갖는다.When the first transmission attenuation layer is formed as a multi-layer, each layer has a thickness of 50 to 100 Å, and when the second transmission attenuation layer is formed as a multi-layer, each layer has a thickness of 50 to 200 Å.
상기 위상반전층은, 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 하나 이상의 경원소를 포함하는 물질로 형성될 수 있다.The phase shift layer may be formed of a material that essentially contains chromium (Cr) and one or more light elements selected from oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
상기 위상반전층은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0at%~40at% 의 조성비를 갖는다.The phase shift layer has a composition ratio of 5 to 50 at% chromium (Cr), 0 to 60 at% nitrogen (N), 0 to 60 at% oxygen (O), and 0 to 40 at% carbon (C).
상기 위상반전층은 400~1200Å 의 두께를 가지며, 상기 위상반전층이 2층 이상의 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~1000Å 의 두께를 갖는다.The phase shift layer has a thickness of 400 to 1,200 Å, and when the phase shift layer is formed as a multilayer of two or more layers, each layer has a thickness of 50 to 1,000 Å.
상기 위상반전층은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 물질로 형성될 수 있다.The phase shift layer essentially contains chromium (Cr) and one or more light elements selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C), boron (B), fluorine (F), and hydrogen (H). It may be formed of a material containing more.
한편, 상기 위상반전막은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하며, 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se),구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질, 또는 상기 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상을 포함하는 물질을 추가적으로 포함할 수 있다.Meanwhile, the phase shift film essentially contains chromium (Cr), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), zirconium (Zr), and niobium ( Nb), palladium (Pd), zinc (Zn), aluminum (Al), manganese (Mn), cadmium (Cd), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), hafnium ( It may additionally include one or more of Hf), tungsten (W), and silicon (Si), or a material containing one or more of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C).
상기 위상반전막은, 365~436nm 의 노광광에 대하여 160~200°의 위상반전량을 갖고, 40° 이하의 위상반전량 편차를 갖는 것이 바람직하다.The phase shift film preferably has a phase shift amount of 160 to 200° with respect to exposure light of 365 to 436 nm and a phase shift amount deviation of 40° or less.
상기 위상반전막은 365nm 내지 436nm 파장의 노광광에 대하여 1~30% 의 투과율을 갖고 4% 이하의 투과율 편차를 갖는 것이 바람직하다.The phase shift film preferably has a transmittance of 1 to 30% with respect to exposure light with a wavelength of 365 nm to 436 nm and a transmittance deviation of 4% or less.
본 발명의 블랭크마스크는 상기 위상반전막 외에 적어도 하나 이상의 기능성막을 추가로 포함할 수 있다. 여기에서 상기 기능성막은 차광막, 반투과막, 및 식각저지막 중 하나 이상일 수 있다.The blank mask of the present invention may further include at least one functional film in addition to the phase shift film. Here, the functional film may be one or more of a light-shielding film, a semi-transmissive film, and an etch-stop film.
본 발명에 따르면, 365nm(i-line), 405nm(h-line), 436nm(g-line)의 복합 파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 차이가 4% 이하, 또는 2% 이하로 최소화된다. 따라서 고해상도 디스플레이 제작이 가능한 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크를 제조할 수 있다.According to the present invention, the difference in transmittance for each wavelength is minimized to 4% or less or 2% or less for exposure light of complex wavelengths of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), and 436 nm (g-line). . Therefore, it is possible to manufacture phase-reversal blank masks and photo masks for flat panel displays capable of producing high-resolution displays.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크마스크를 도시한 도면.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예 및 비교예 1 에 따른 위상반전 블랭크마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크마스크를 도시한 도면.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시예 및 비교예 2 에 따른 위상반전 블랭크마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프.1 is a diagram showing a phase-reversal blank mask for FPD according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph measuring the transmittance spectrum for each wavelength of the phase shift blank mask according to the first example and comparative example 1 of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing a phase shift blank mask for FPD according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph measuring the transmittance spectrum for each wavelength of the phase shift blank mask according to the second embodiment and comparative example 2 of the present invention.
일반적으로 TFT-LCD, OLED 등 제품 생산을 위한 리소그래피 노광 공정에서는 수은(Hg) 램프를 광원으로 하는 300~500nm 파장의 노광광을 사용한다. 이때, 위상반전막을 구성하는 물질의 종류, 조성, 두께 등에 따라 상기 파장 범위에서의 투과율 및 위상반전량이 다르게 된다.In general, the lithography exposure process for producing products such as TFT-LCD and OLED uses exposure light with a wavelength of 300 to 500 nm using a mercury (Hg) lamp as a light source. At this time, the transmittance and phase shift amount in the above wavelength range vary depending on the type, composition, thickness, etc. of the material constituting the phase shift film.
노광광의 광원으로 사용되는 수은 램프는 특히 303nm, 313nm, 365nm, 405nm, 436nm 파장에서의 강도가 강한 특성을 가지고 있다. 만약 상기 파장 범위에서 위상반전막의 투과율이 일정하지 않다면 전체 투과율을 제어하는데 어려움이 따르게 된다. 또한 투과율은 위상반전량에 직접적으로 영향을 미치게 되므로 투과율이 불균일하면 패턴의 정밀도가 저하된다. 이와 반대로, 상기 파장 범위에서 투과율이 일정하다면, 전체 투과율 및 위상반전량의 제어가 원활하게 이뤄지므로 피사체의 포토레지스트 단면 형태를 제어하기 쉽다. 따라서, 노광 파장에 대한 투과율 편차가 작을수록 투과율 및 위상반전량 제어에 유리하다.The mercury lamp used as a light source for exposure light has particularly strong intensity at wavelengths of 303nm, 313nm, 365nm, 405nm, and 436nm. If the transmittance of the phase shift film is not constant in the above wavelength range, it becomes difficult to control the overall transmittance. Additionally, since the transmittance directly affects the amount of phase inversion, if the transmittance is non-uniform, the precision of the pattern deteriorates. On the contrary, if the transmittance is constant in the above wavelength range, the overall transmittance and phase shift amount can be smoothly controlled, so it is easy to control the cross-sectional shape of the photoresist of the subject. Therefore, the smaller the transmittance deviation with respect to the exposure wavelength, the more advantageous it is to control the transmittance and phase shift amount.
본 발명은 복합 파장의 노광광에 대한 각 파장별 투과율 편차가 최소화된 위상반전 블랭크 마스크를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a phase shift blank mask in which the transmittance deviation for each wavelength for exposure light of multiple wavelengths is minimized.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 기술한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
실시예 1.Example 1.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크마스크를 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는 액정표시 장치(LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등을 포함하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크이다.Figure 1 is a diagram showing a phase shift blank mask for FPD according to a first embodiment of the present invention. The phase-reversal blank mask according to the present invention is a phase-reversal blank mask for FPDs including liquid crystal displays (LCDs) and organic light-emitting diodes (OLEDs).
위상반전 블랭크 마스크는 투명기판(10) 및 투명기판(10) 상에 형성된 위상반전막(20)을 구비한다. 위상반전막(20)은 투명기판(10) 상에 형성된 투과감쇄층(24) 및 투과감쇄층(24) 상에 형성된 위상반전층(26)을 구비한다. 투과감쇄층(24)과 위상반전층(26)의 적층 순서는 도 1 과 반대일 수 있으나, 이 경우 표면 반사율이 높아져 블랭크마스크를 이용한 포토마스크의 제작 공정 및 포토마스크를 이용한 패널 제작 공정에서 문제가 발생할 수 있으므로 도 1 과 같은 적층 순서인 것이 바람직하다. 이러한 점은 실시예 2 에서도 동일하다. 즉, 실시예 2 에서도 각 층의 적층 순서는 도 3 에 도시된 바와 다르게 구성될 수 있으나, 도 3 에 도시된 바와 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.The phase shift blank mask includes a
투명기판(10)은 한 변이 300mm 이상인 사각형의 투명한 기판이며, 합성 석영 우리, 소다 라임 글라스, 무알카리 글라스, 저열 팽창 글라스 등으로 제작할 수 있다.The
투과감쇄층(24)은 복합 파장의 노광광에 대한 투과율을 제어하기 위한 층으로서, 단층 또는 2층 이상의 다층 구조로 구성될 수 있다. 투과감쇄층(24)이 단층으로 구성되는 경우 투과감쇄층(24)은 조성비가 일정하거나 조성비가 연속적으로 변화하는 형태를 가질 수 있다. 투과감쇄층(24)이 다층으로 구성되는 경우 각 층은 서로 다른 조성 또는 조성비를 갖는다.The
투과감쇄층(24)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 투과감쇄층(24)은 Cr, CrC, CrN, CrCN 중 어느 하나의 물질로 형성된다.The
투과감쇄층(24)은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~50at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 갖는다. 이에 따라, 크롬(Cr)과 경원소(N, C)는 100at% : 0at% ~ 50at% : 50at% 의 조성비를 갖는다. 경원소의 함유량이 50at% 를 초과하는 경우 노광광 파장에서의 위상반전 블랭크 마스크 패턴에 대한 투과율 제어가 어려워진다. 또한, 투과감쇄층(24)은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 경원소를 더 포함할 수 있다.The
투과감쇄층(24)은 50~400Å 의 두께를 가지며, 바람직하게, 50~300Å 의 두께를 갖는다. 두께가 50Å 이하인 경우 투과율 편차를 줄이는 효과를 얻기 어렵고, 400Å 이상인 경우 위상반전막(20)에서 필요한 4% 이상의 투과율을 확보하기 어렵다. 투과감쇄층(24)이 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 30~100Å 의 두께를 갖는다.The
위상반전층(26)은 복합 파장의 노광광의 위상을 반전시키기 위한 층으로서, 단층 또는 2층 이상의 다층 구조로 구성될 수 있다. 위상반전층(26)이 단층으로 구성되는 경우 위상반전층(26)은 조성비가 일정하거나 조성비가 연속적으로 변화하는 형태를 가질 수 있다. 위상반전층(26)이 다층으로 구성되는 경우 각 층은 서로 다른 조성 또는 조성비를 갖는다.The
위상반전층(26)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 위상반전층(26)은 Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, CrCON 중 어느 하나의 물질로 형성된다. 또한, 위상반전층(26)은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 경원소를 더 포함할 수 있다.The
위상반전층(26)은 크롬(Cr) 10~60at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0at%~40at% 인 조성비를 갖는다. 즉, 크롬(Cr)과 경원소(N, O, C)는 10at% : 90at% ~ 60at% : 40at% 의 조성비를 갖는다. 크롬(Cr)의 함유량이 10~60at% 의 범위를 벗어날 경우, 위상반전층(26)의 두께가 400~1500Å 인 상태에서 위상 반전량 및 투과율 제어에 적합하지 않다.The
위상반전층(26)은 400~1500Å의 두께를 가지며, 바람직하게는 600~1300Å 의 두께를 갖는다. 400Å 이하의 두께에서는 위상반전량이 160° 이하가 되고 1500Å 이상의 두께에서는 위상반전량이 200°를 넘게 되어 위상 반전 효과를 얻기가 여럽다. 위상반전층(26)이 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50~1000Å 의 두께를 갖는다.The
위상반전막(20)은 물리적, 화학적, 광학적 특성을 개선하기 위하여 상기한 크롬(Cr)에 추가하여, 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se),구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상의 물질, 또는 이 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상을 더 포함하는 물질로 형성될 수 있다.In order to improve physical, chemical, and optical properties, the
위상반전막(20)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하여 형성된다.The
투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)이 각각 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각각의 층들은 동일한 식각 물질에 식각되도록 구성될 수 있다.When the
투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)은 포토 마스크를 제조하기 위한 식각 공정 시 패턴의 가장자리 단면이 수직의 형태를 갖도록 각 층들의 조성비를 달리하는 등의 방법으로 식각 속도가 조절될 수 있다. 일 예로서, 위상반전막(20)을 구성하는 각 층은 투명기판(10)으로부터 상부 방향으로 갈수록 식각 속도가 느리도록 구성함으로써 패턴의 단면 경사를 수직으로 형성할 수 있다. 식각 속도는 투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)을 구성하는 각 층들의 조성 또는 조성비를 상이하게 함으로써 조절될 수 있다.The etching speed of the
위상반전막(20)은 365~436nm 파장 범위의 노광광, 구체적으로는 436nm(g-line), 405nm(h-line), 365nm(i-line)을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 160~200°의 위상반전량을 갖고, 바람직하게는 170~190°의 위상반전량을 갖는다. 또한 위상반전막(20)은 상기 파장 범위의 노광광에 대하여 40° 이하, 바람직하게는 20° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이하의 위상반전량 편차를 가진다. 여기에서 위상반전량 편차는 상기 파장 범위에서의 최대 위상반전량과 최소 위상반전량의 차이를 의미한다. 또한, 위상반전막(20)은 상기 파장 범위의 노광광에 대하여 1~30% 의 투과율, 바람직하게는 5~20% 의 투과율을 가진다. 또한 위상반전막(20)은 4% 이하의 투과율 편차를 가지며, 바람직하게는 2~3% 의 투과율 편차를 가지며, 더욱 바람직하게는 1% 이하의 투과율 편차를 갖는다. 여기에서 투과율 편차는 상기 범위의 파장에서의 투과율 중 가장 낮은 값과 가장 높은 값의 차이이다.The
한편, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 외상반전막(20) 외에 적어도 하나 이상의 기능성막을 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 기능성막은 위상반전층(26)의 상부 또는 투과감쇄층(24) 하부에 형성될 수 있으며, 차광막, 반투과막, 또는 식각저지막일 수 있다. 기능성막이 빛을 차광하는 기능을 갖는 차광막을 포함하는 경우, 차광막은 빛의 반사를 방지하는 기능을 갖는 반사방지막을 포함할 수 있다. 기능성막이 식각저지막을 포함하는 경우, 식각저지막은 투명기판(10), 위상반전막(20), 또는 차광막에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다.Meanwhile, the phase shift blank mask for FPD according to the present invention may be configured to further include at least one functional film in addition to the
기능성막은 투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)과 동일하게 건식 식각 또는 습식 식각 공정으로 패터닝하거나 제거될 수 있다. 기능성막은 투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 구성되거나, 또는 상호 식각 선택비를 갖는 물질로 구성될 수 있다.The functional film can be patterned or removed using a dry etching or wet etching process in the same way as the
차광막, 반사방지막, 반투과막, 식각저지막은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄, 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 티타늄, 플래티늄, 이트륨(Y), 철(Fe), 셀렌(Se), 인듐(In), 황(S), 주석(Sn), 보론(B), 나트륨(Na), 베릴륨(Be) 중 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는 이 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.The light blocking film, anti-reflection film, transflective film, and etch stop film are chromium (Cr), silicon (Si), molybdenum, tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), and zirconium (Zr). , niobium (Nb), palladium (Pd), zinc (Zn), aluminum (Al), manganese (Mn), cadmium (Cd), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu) , hafnium (Hf), tungsten (W), titanium, platinum, yttrium (Y), iron (Fe), selenium (Se), indium (In), sulfur (S), tin (Sn), boron (B), A substance that contains one or more of sodium (Na) and beryllium (Be), or that additionally contains one or more light elements of nitrogen (N), oxygen (O), or carbon (C). It can be done with
상술한 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 FPD용 위상반전 포토 마스크를 형성할 수 있다.A phase-shifting photo mask for FPD can be formed using the phase-shifting blank mask for FPD according to the present invention described above.
Exmaple 1.Exmaple 1.
본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 평가하기 위하여, 도 1 을 참조하여, 투명기판 상에 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 크롬(Cr) 화합물의 투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)을 차례로 형성하여 위상반전 블랭크 마스크를 제조하였다.In order to evaluate the phase shift blank mask according to the present invention, with reference to FIG. 1, a
투과감쇄층(24)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 메탄(CH4) 중 하나 이상의 가스를 사용하여 100~250Å 두께의 CrCN 단일막으로 형성하였다.The
위상반전층(26)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 하나 이상의 가스를 사용하여 900~1300Å 두께의 CrCON 단일막으로 형성하였다.The
표 1 은 본 발명의 구현예 및 비교예 1 에 따른 위상반전 블랭크 마스크의 구성에 대한 스퍼터링 공정 조건을 나타내고 있다.Table 1 shows sputtering process conditions for the configuration of the phase shift blank mask according to the embodiment of the present invention and Comparative Example 1.
위상반전층
phase inversion layer
공정가스(%)
Process gas (%)
투과감쇄층
Transmission attenuation layer
공정가스(%)
Process gas (%)
표 1 에서 구현예 1-1 과 1-2 는 동일한 공정가스와 공정파워 등의 각 조건이 동일한 수치 범위로 기재되어 있으나, 실제 제작 시에는 각각의 조건에 대한 범위 내에서 적용 수치를 조금씩 달리하였다.In Table 1, in Embodiment Examples 1-1 and 1-2, each condition, such as the same process gas and process power, is described in the same numerical range, but during actual production, the applied values were slightly different within the range for each condition. .
구현예 1-1, 1-2 는 단층 구조의 투과감쇄층(24)과 단층 구조의 위상반전층(26)으로 구성되며, 비활성 가스로서 아르곤(Ar) 가스를 사용하고 활성 가스로서 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 적어도 2 이상의 가스를 선택적으로 사용하였다. 이때 각 층들의 조성은 상이하게 형성하였다.Embodiments 1-1 and 1-2 are composed of a single-layer
비교예 1 에서는 투과감쇄층을 형성하지 않고 CrCON 조성의 위상반전층을 형성하였으며, 비활성 가스와 활성 가스의 종류는 구현예 1-1, 1-2 와 동일하게 구성하였다.In Comparative Example 1, a phase shift layer of CrCON composition was formed without forming a transmission attenuation layer, and the types of inert gas and active gas were the same as those in Embodiment Examples 1-1 and 1-2.
도 2 는 상기 구현예 1-1, 1-2 및 비교예 1 에 따른 위상반전 블랭크마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프이다.Figure 2 is a graph measuring the transmittance spectrum for each wavelength of the phase shift blank mask according to Embodiment Examples 1-1 and 1-2 and Comparative Example 1.
비교예 1 에 비하여 구현예 1-1, 1-2 에서 복합 노광파장 영역에서의 투과율 변화의 기울기가 현저하게 낮아짐을 확인할 수 있다.It can be seen that the slope of the transmittance change in the complex exposure wavelength region is significantly lowered in Embodiment Examples 1-1 and 1-2 compared to Comparative Example 1.
표 2 는 비교예 1 및 구현예 1-1, 1-2 에서 투과율 및 위상반전량을 측정한 값을 나타내는 표이다.Table 2 is a table showing the measured transmittance and phase shift amounts in Comparative Example 1 and Implementation Examples 1-1 and 1-2.
표 2 를 참조하면, 365nm 파장에서의 투과율 및 위상반전량은 동일한 수준이나, 365~436nm 파장 대역에서의 투과율 편차는 비교예 1 에서 6.66% 에 비해 구현예 1-1, 1-2 에서는 각각 3.16%, 3.35%로 우수한 특성을 나타내었다.Referring to Table 2, the transmittance and phase shift amount at the 365nm wavelength are at the same level, but the transmittance deviation in the 365~436nm wavelength band is 3.16% in Implementation Examples 1-1 and 1-2, respectively, compared to 6.66% in Comparative Example 1. %, showing excellent characteristics at 3.35%.
본 실시예에 의한 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전층(26) 하부에 위치한 투과율 감쇄층(24)에 의해 표 2 와 도 2 에 도시한 바와 같이 노광파장 대역에서의 투과율 편차가 낮은 특성을 보인다. 따라서 본 발명의 위상반전 블랭크 마스크는 노광 광량 및 위상반전량 제어가 용이하고, 365~436nm 의 복합 파장으로 구성된 노광광이 상용되는 경우에 투과율 편차 감소로 고해상도 구현이 가능하다.The phase shift blank mask according to this embodiment exhibits low transmittance deviation in the exposure wavelength band due to the
실시예 2.Example 2.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크마스크를 도시한 도면이다. 제 2 실시예에 대한 설명에서, 전술한 제 1 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명이 생략된다. 제 1 실시예에서와 동일한 구성에 대한 설명은 제 2 실시예에서도 원용되며, 이에 따라 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략된다. 또한 제 1 실시예에서 기술한 각종 변형예들도 제 2 실시예에 대해 동일하게 적용될 수 있다.Figure 3 is a diagram showing a phase shift blank mask for FPD according to a second embodiment of the present invention. In the description of the second embodiment, detailed descriptions of the same configurations as those in the above-described first embodiment are omitted. The description of the same configuration as in the first embodiment is also used in the second embodiment, and thus detailed description of the same configuration is omitted. Additionally, various modifications described in the first embodiment can be equally applied to the second embodiment.
제 2 실시예는 위상반전막(20)이 투과감쇄층(24) 및 위상반전층(26)을 포함하는 점이 제 1 실시예와 동일하며, 투과감쇄층(24)이 제1투과감쇄층(24-1) 및 제2투과감쇄층(24-2)의 2층으로 구성되는 점이 제 1 실시예와 상이하다.The second embodiment is the same as the first embodiment in that the
제1투과감쇄층(24-1)은 투명기판(10)상에 형성되고, 제2투과감쇄층(24-1)은 제1투과감쇄층(24-1)상에 형성된다. 제1실시예에 대한 설명에서 전술한 바와 같이, 투과감쇄층(24)과 위상반전층(26)은 적층 순서가 도 3 과 반대로 될 수 있다. 따라서, 제1투과감쇄층(24-1)이 투명기판(10)상에 형성된다는 것은 위상반전층(26)이 투명기판(10)상에 형성되고 위상반전층(26)상에 제1투과감쇄층(24-1)이 형성되는 상태를 포함하는 의미이다. 그러나, 전술한 바와 같이 투과감쇄층(24)과 위상반전층(26)이 도 1 과 같이 투명기판(10)상에 순차적으로 형성되는 것이 바람직하므로, 본 실시예에서도 투명기판(10)상에 제1투과감쇄층(24-1), 제2투과감쇄층(24-2), 위상반전층(26)의 순서대로 형성되는 것이 바람직하다.The first transmission attenuation layer 24-1 is formed on the
제1투과감쇄층(24-1)과 제2투과감쇄층(24-1)은 복합 파장의 노광광에 대한 투과율을 제어하기 위한 층으로서, 각각이 단층 또는 2층 이상의 다층 구조로 구성될 수 있다. 각 투과감쇄층(24-1, 24-2)이 단층으로 구성되는 경우, 각 투과감쇄층(24-1, 24-2)은 조성비가 일정하거나 조성비가 연속적으로 변화하는 형태를 가질 수 있다. 각 투과감쇄층(24-1, 24-2)이 다층으로 구성되는 경우, 각 층은 서로 다른 조성 또는 조성비를 갖는다.The first transmission attenuation layer 24-1 and the second transmission attenuation layer 24-1 are layers for controlling the transmittance of exposure light of complex wavelengths, and each may be composed of a single layer or a multi-layer structure of two or more layers. there is. When each transmission attenuation layer (24-1, 24-2) is composed of a single layer, each transmission attenuation layer (24-1, 24-2) may have a constant composition ratio or may have a composition ratio that continuously changes. When each transmission attenuation layer (24-1, 24-2) is composed of multiple layers, each layer has a different composition or composition ratio.
제1투과감쇄층(24-1)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제1투과감쇄층(24-1)은 Cr, CrC, CrN, CrCN 중 어느 하나의 물질로 형성된다.The first transmission attenuation layer (24-1) essentially contains chromium (Cr), and one or more light elements of nitrogen (N) and carbon (C) are added to satisfy the optical, physical, and chemical properties of the thin film. It can be formed from a material containing. That is, the first transmission attenuation layer 24-1 is formed of any one of Cr, CrC, CrN, and CrCN.
제1투과감쇄층(24-1)은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~30at%, 탄소(C) 0~30at% 의 조성비를 갖는다. 이에 따라 크롬(Cr)과 경원소(N, C)는 100at% : 0at% ~ 50at% : 50at% 의 조성비를 갖는다. 경원소의 함유량이 50at% 를 초과하는 경우 노광광 파장에서 위상반전 블랭크 마스크 패턴에 대한 투과율 제어가 어려워진다. 또한, 제1투과감쇄층(24-1)은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 경원소를 더 포함할 수 있다.The first transmission attenuation layer (24-1) has a composition ratio of 50 to 100 at% chromium (Cr), 0 to 30 at% nitrogen (N), and 0 to 30 at% carbon (C). Accordingly, chromium (Cr) and light elements (N, C) have a composition ratio of 100 at%: 0 at% to 50 at%: 50 at%. If the content of light elements exceeds 50 at%, it becomes difficult to control the transmittance of the phase inversion blank mask pattern at the exposure light wavelength. Additionally, the first transmission attenuation layer 24-1 may further include light elements such as fluorine (F), hydrogen (H), and boron (B) to reduce stress.
제1투과감쇄층(24-1)은 50~300Å 의 두께를 가지며, 바람직하게, 50~200Å 의 두께를 갖는다. 두께가 50Å 이하인 경우 투과율 편차를 줄이는 효과를 얻기 어렵고, 300Å 이상인 경우 위상반전막(20)에서 필요한 4% 이상의 투과율을 확보하기 어렵다. 제1투과감쇄층(24-1)이 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50~100Å 의 두께를 갖는다.The first transmission attenuation layer 24-1 has a thickness of 50 to 300 Å, preferably 50 to 200 Å. If the thickness is 50 Å or less, it is difficult to obtain the effect of reducing the transmittance deviation, and if the thickness is 300 Å or more, it is difficult to secure the transmittance of 4% or more required for the
제2투과감쇄층(24-2)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제2투과감쇄층(24-2)은 Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, CrCON 중 어느 하나의 물질로 형성된다.The second transmission attenuation layer 24-2 essentially contains chromium (Cr), and any one of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C) to satisfy the optical, physical, and chemical properties of the thin film. It may be formed of a material that additionally contains the above light elements. That is, the second transmission attenuation layer 24-2 is formed of any one of Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, and CrCON.
제2투과감쇄층(24-2)은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~70at%, 산소(O) 0~70at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 갖는다. 이에 따라 크롬(Cr)과 경원소(N, O, C)는 5at% : 95at% ~ 50at% : 50at% 의 조성비를 갖는다. 크롬의 함유량이 50at% 를 초과하는 경우 흡수계수(k) 및 굴절률(n)이 증가하여 노광 파장에 대한 투과율 제어가 용이하지 않다. 또한, 제2투과감쇄층(24-2)은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 경원소를 더 포함할 수 있다.The second transmission attenuation layer (24-2) has a composition ratio of 5 to 50 at% chromium (Cr), 0 to 70 at% nitrogen (N), 0 to 70 at% oxygen (O), and 0 to 50 at% carbon (C). . Accordingly, chromium (Cr) and light elements (N, O, C) have a composition ratio of 5at%: 95at% ~ 50at%: 50at%. If the chromium content exceeds 50 at%, the absorption coefficient (k) and refractive index (n) increase, making it difficult to control the transmittance for the exposure wavelength. Additionally, the second transmission attenuation layer 24-2 may further include light elements such as fluorine (F), hydrogen (H), and boron (B) to reduce stress.
제2투과감쇄층(24-2)은 50~500Å 의 두께를 가지며, 바람직하게, 100~400Å 의 두께를 갖는다. 두께가 50Å 이하인 경우 투과율 편차를 줄이는 효과를 얻기 어렵고, 500Å 이상인 경우 위상반전막(20)에서 필요한 4% 이상의 투과율을 확보하기 어렵다. 제2투과감쇄층(24-2)이 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50~200Å 의 두께를 갖는다.The second transmission attenuation layer 24-2 has a thickness of 50 to 500 Å, preferably 100 to 400 Å. If the thickness is 50 Å or less, it is difficult to obtain the effect of reducing the transmittance deviation, and if the thickness is 500 Å or more, it is difficult to secure the transmittance of 4% or more required for the
위상반전층(26)은 복합 파장의 노광광의 위상을 반전시키기 위한 층으로서, 단층 또는 2층 이상의 다층 구조로 구성될 수 있다. 위상반전층(26)이 단층으로 구성되는 경우 위상반전층(26)은 조성비가 일정하거나 조성비가 연속적으로 변화하는 형태를 가질 수 있다. 위상반전층(26)이 다층으로 구성되는 경우 각 층은 서로 다른 조성 또는 조성비를 갖는다.The
위상반전층(26)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고, 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소를 추가로 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 위상반전층(26)은 Cr, CrC, CrN, CrO, CrCN, CrON, CrCO, CrCON 중 어느 하나의 물질로 형성된다. 또한, 위상반전층(26)은 스트레스를 저감하기 위하여 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 등의 경원소를 더 포함할 수 있다.The
위상반전층(26)은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0at%~40at%인 조성비를 갖는다. 즉, 크롬(Cr)과 경원소(N, O, C)는 5at% : 95at% ~ 50at% : 50at% 의 조성비를 갖는다. 크롬(Cr)의 함유량이 50at% 를 초과할 경우, 위상반전량 및 투과율 제어에 적합하지 않다.The
위상반전층(26)은 400~1200Å의 두께를 가지며, 바람직하게는 600~1000Å 의 두께를 갖는다. 위상반전층(26)의 두께가 400Å 이하이거나 1200Å 이상인 경우에는 위상 반전 효과를 얻기가 여럽다. 위상반전층(26)이 2층 이상의 다층으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50~1000Å 의 두께를 갖는다.The
본 실시예의 위상반전막(20)은 상기 파장 범위의 노광광에 대하여 1~30% 의 투과율, 바람직하게는 5~20% 의 투과율을 가진다. 위상반전막(20)은 4% 이하의 투과율편차를 가지며, 더욱 바람직하게는 2% 이하의 투과율 편차를 가진다.The
Exmaple 2.Exmaple 2.
본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크를 평가하기 위하여, 도 3 을 참조하여, 투명기판 상에 DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 크롬(Cr) 화합물의 제1투과감쇄층(24-1), 제2투과감쇄층(24-2) 및 위상반전층(26)을 차례로 형성하여 위상반전 블랭크 마스크를 제조하였다.In order to evaluate the phase inversion blank mask according to the present invention, with reference to FIG. 3, a first transmission attenuation layer 24-1 and a second transmission attenuation layer of a chromium (Cr) compound are formed on a transparent substrate using DC magnetron sputtering. A phase shift blank mask was manufactured by sequentially forming the layer 24-2 and the
제1투과감쇄층(24-1)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 메탄(CH4) 중 하나 이상의 가스를 사용하여 100~250Å 두께의 CrCN 단일막으로 형성하였다.The first transmission attenuation layer 24-1 was formed as a CrCN single film with a thickness of 100 to 250 Å using one or more gases of argon (Ar), nitrogen (N 2 ), and methane (CH 4 ).
제2투과감쇄층(24-2)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 하나 이상의 가스를 사용하여 200~400Å 두께의 CrCON 단일막으로 형성하였다.The second transmission attenuation layer (24-2) is formed as a CrCON single film with a thickness of 200 to 400 Å using one or more gases of argon (Ar), nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), and methane (CH 4 ). did.
위상반전층(26)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 하나 이상의 가스를 사용하여 700~1000Å 두께의 CrCON 단일막으로 형성하였다.The
표 3 은 본 발명의 구현예 및 비교예 2 에 따른 위상반전 블랭크 마스크의 구성에 대한 스퍼터링 공정 조건을 나타내고 있다.Table 3 shows sputtering process conditions for the configuration of the phase shift blank mask according to the embodiment of the present invention and Comparative Example 2.
위상반전층
phase inversion layer
공정가스(%)
Process gas (%)
제2투과감쇄층
Second transmission attenuation layer
공정가스(%)
Process gas (%)
제1투과감쇄층
First transmission attenuation layer
공정가스(%)
Process gas (%)
표 3 에서 구현예 2-1 내지 2-3 은 동일한 공정가스와 공정파워 등의 각 조건이 동일한 수치 범위로 기재되어 있으나, 실제 제작 시에는 각각의 조건에 대한 범위 내에서 적용 수치를 조금씩 달리하였다.In Table 3, in Embodiment Examples 2-1 to 2-3, each condition, such as the same process gas and process power, is described in the same numerical range, but during actual production, the applied values were slightly different within the range for each condition. .
구현예 2-1, 2-2, 2-3 은 제1투과감쇄층(24-1), 제2투과감쇄층(24-2), 및 위상반전층(26)으로 구성되며, 비활성 가스로서 아르곤(Ar) 가스를 사용하고 활성 가스로서 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 적어도 2 이상의 가스를 선택적으로 사용하였다. 이때 각 층들의 조성은 상이하게 형성하였다.Embodiments 2-1, 2-2, and 2-3 are composed of a first transmission attenuation layer (24-1), a second transmission attenuation layer (24-2), and a
비교예 2 에서는 투과감쇄층을 형성하지 않고 CrCON 조성의 위상반전층을 형성하였으며, 비활성 가스와 활성 가스의 종류는 구현예 2-1, 2-2, 2-3 과 동일하게 구성하였다.In Comparative Example 2, a phase shift layer of CrCON composition was formed without forming a transmission attenuation layer, and the types of inert gas and active gas were the same as those in Embodiment Examples 2-1, 2-2, and 2-3.
도 4 는 상기 구현예 2-1, 2-2, 2-3 및 비교예 2 에 따른 위상반전 블랭크마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프이다.Figure 4 is a graph measuring the transmittance spectrum for each wavelength of the phase-reversal blank mask according to Embodiment Examples 2-1, 2-2, and 2-3 and Comparative Example 2.
비교예 2 에 비하여 구현예 2-1, 2-2, 2-3 에서 복합 노광파장 영역에서의 투과율 변화의 기울기가 현저하게 낮아짐을 확인할 수 있다.It can be seen that the slope of the transmittance change in the complex exposure wavelength region is significantly lowered in Embodiment Examples 2-1, 2-2, and 2-3 compared to Comparative Example 2.
표 4 는 비교예 2 및 구현예 2-1, 2-2, 2-3 에서 투과율 및 위상반전량을 측정한 값을 나타내는 표이다.Table 4 is a table showing the measured values of transmittance and phase shift in Comparative Example 2 and Embodiment Examples 2-1, 2-2, and 2-3.
표 4 를 참조하면, 365nm 파장에서의 투과율 및 위상반전량은 동일한 수준이나, 365~436nm 파장 대역에서의 투과율 편차는 비교예 2 에서 6.64% 에 비해 구현예 2-1, 2-2, 2-3 에서는 각각 0.72%, 1.07%, 1.51% 로 우수한 특성을 나타내었다.Referring to Table 4, the transmittance and phase shift amount at the 365nm wavelength are at the same level, but the transmittance deviation in the 365~436nm wavelength band is 6.64% in Comparative Example 2 compared to Embodiment Examples 2-1, 2-2, and 2- 3 showed excellent characteristics at 0.72%, 1.07%, and 1.51%, respectively.
본 실시예에 의한 위상반전 블랭크 마스크는 위상반전층(26) 하부에 위치한 제1투과감쇄층(24-1) 및 제2투과감쇄층(24-2)에 의해 표 4 와 도 4 에 도시한 바와 같이 노광파장 대역에서의 투과율 편차가 낮은 특성을 보인다. 따라서 본 발명의 위상반전 블랭크 마스크는 노광 광량 및 위상반전량 제어가 용이하고, 365~436nm 의 복합 파장으로 구성된 노광광이 상용되는 경우에 투과율 편차 감소로 고해상도 구현이 가능하다.The phase shift blank mask according to this embodiment is shown in Table 4 and FIG. 4 by the first transmission attenuation layer 24-1 and the second transmission attenuation layer 24-2 located below the
이상에서는 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 이는 단지 본 발명의 예시 및 설명을 하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술력 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail through examples of the present invention, but this is only used for the purpose of illustrating and explaining the present invention and is used to limit the meaning or scope of the present invention described in the patent claims. It didn't happen. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical details of the patent claims.
10 : 투명기판 20 : 위상반전막
24 : 투과감쇄층 26 : 위상반전층10: transparent substrate 20: phase shift film
24: transmission attenuation layer 26: phase shift layer
Claims (25)
상기 위상반전막은,
상기 투명기판상에 형성되며 노광광에 대한 투과율을 제어하는 투과감쇄층, 및
상기 투과감쇄층상에 형성되며 상기 노광광의 위상반전량을 제어하는 위상반전층을 포함하고,
상기 투과감쇄층은 상기 투명기판상에 형성된 제1투과감쇄층 및 상기 제1투과감쇄층상에 형성된 제2투과감쇄층을 포함하고,
상기 제1투과감쇄층은 크롬(Cr) 50~100at%, 질소(N) 0~30at%, 탄소(C) 0~30at% 의 조성비를 가지며,
상기 제2투과감쇄층은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~70at%, 산소(O) 0~70at%, 탄소(C) 0~50at% 의 조성비를 가지며,
상기 위상반전층은 크롬(Cr) 5~50at%, 질소(N) 0~60at%, 산소(O) 0~60at%, 탄소(C) 0at%~40at% 의 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
A phase-reversal blank mask for FPD having a phase-reversal film on a transparent substrate,
The phase shift film is,
A transmission attenuation layer formed on the transparent substrate and controlling transmittance to exposure light, and
A phase shift layer formed on the transmission attenuation layer and controlling the amount of phase shift of the exposure light,
The transmission attenuation layer includes a first transmission attenuation layer formed on the transparent substrate and a second transmission attenuation layer formed on the first transmission attenuation layer,
The first transmission attenuation layer has a composition ratio of 50 to 100 at% chromium (Cr), 0 to 30 at% nitrogen (N), and 0 to 30 at% carbon (C),
The second transmission attenuation layer has a composition ratio of 5 to 50 at% chromium (Cr), 0 to 70 at% nitrogen (N), 0 to 70 at% oxygen (O), and 0 to 50 at% carbon (C),
The phase shift layer is an FPD characterized in that it has a composition ratio of 5 to 50 at% chromium (Cr), 0 to 60 at% nitrogen (N), 0 to 60 at% oxygen (O), and 0 to 40 at% carbon (C). Phase inversion blank mask.
상기 제1투과감쇄층 및 상기 제2투과감쇄층 중 어느 하나 이상은 불소(F), 수소(H), 붕소(B) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
An FPD, wherein at least one of the first transmission attenuation layer and the second transmission attenuation layer is formed of a material further containing one or more light elements selected from fluorine (F), hydrogen (H), and boron (B). Phase inversion blank mask.
상기 제1투과감쇄층은 50~300Å 의 두께를 가지고 상기 제2투과감쇄층은 50~500Å 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
A phase inversion blank mask for FPD, wherein the first transmission attenuation layer has a thickness of 50 to 300 Å and the second transmission attenuation layer has a thickness of 50 to 500 Å.
상기 제1투과감쇄층이 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~100Å 의 두께를 가지며,
상기 제2투과감쇄층이 다층으로 형성되는 경우 각각의 층들은 50~200Å 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 15,
When the first transmission attenuation layer is formed in multiple layers, each layer has a thickness of 50 to 100 Å,
When the second transmission attenuation layer is formed in multiple layers, each layer has a thickness of 50 to 200 Å.
상기 위상반전층은 400~1200Å 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
A phase shift blank mask for FPD, wherein the phase shift layer has a thickness of 400 to 1200 Å.
상기 위상반전층이 2층 이상의 다층으로 형성되는 경우, 각각의 층들은 50~1000Å 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 19,
When the phase shift layer is formed of two or more layers, each layer has a thickness of 50 to 1000 Å.
상기 위상반전층은 붕소(B), 불소(F), 수소(H) 중 하나 이상의 경원소를 더 포함하는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
A phase shift blank mask for FPD, wherein the phase shift layer is formed of a material further containing one or more light elements among boron (B), fluorine (F), and hydrogen (H).
상기 위상반전막은, 몰리브데늄(Mo), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se),구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 어느 하나 이상을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
The phase shift film includes molybdenum (Mo), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), zirconium (Zr), niobium (Nb), palladium (Pd), and zinc (Zn). ), aluminum (Al), manganese (Mn), cadmium (Cd), magnesium (Mg), lithium (Li), selenium (Se), copper (Cu), hafnium (Hf), tungsten (W), silicon (Si) ) Phase inversion blank mask for FPD, characterized in that it additionally includes any one or more of the following.
상기 위상반전막은, 365~436nm 의 노광광에 대하여 160~200°의 위상반전량을 갖고, 40° 이하의 위상반전량 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
The phase shift blank mask for FPD, characterized in that the phase shift film has a phase shift amount of 160 to 200° with respect to exposure light of 365 to 436 nm and a phase shift amount deviation of 40° or less.
상기 위상반전막은 365nm 내지 436nm 파장의 노광광에 대하여 1~30% 의 투과율을 갖고 4% 이하의 투과율 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.
According to claim 1,
A phase shift blank mask for FPD, wherein the phase shift film has a transmittance of 1 to 30% and a transmittance deviation of less than 4% for exposure light with a wavelength of 365 nm to 436 nm.
상기 위상반전막 외에 적어도 하나 이상의 기능성막을 추가로 포함하며,
상기 기능성막은 차광막, 반투과막, 및 식각저지막 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.According to claim 1,
In addition to the phase shift film, it additionally includes at least one functional film,
A phase-reversal blank mask for FPD, wherein the functional film is one or more of a light-shielding film, a semi-transmissive film, and an etch-stop film.
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