KR20220048094A - Phase Shift Blankmask and Photomask using the Flat Panel Display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복합파장의 노광광에 대하여 파장별 투과율 차이를 최소화하여 미세 패턴 형성이 가능한 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a phase inversion blank mask and a photomask for a flat panel display, and more particularly, to a phase inversion blank mask for a flat panel display capable of forming a fine pattern by minimizing the difference in transmittance for each wavelength for exposure light of a complex wavelength and to a photomask.
액정표시장치(LCD)나 유기전계 발광 소자(OLED) 등의 평판디스플레이(Flat Panel Display, 이하, FPD)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 있으며, 미세 패턴을 형성하기 위하여 높은 패턴 해상도 및 고정밀 기술이 요구되고 있다.Flat panel displays (hereinafter referred to as FPDs) such as liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting diodes (OLEDs) have expanded their application range as market demands have become more advanced, highly functional, and diversified. There is a demand for development of manufacturing process technology that is inexpensive and has excellent productivity. That is, like a semiconductor device with a high degree of integration, the FPD device also has a high degree of integration and design rules are refined accordingly, and a high pattern resolution and high-precision technology are required to form a fine pattern.
일반적으로 FPD 패널은 적어도 1층 이상의 금속막이 성막된 블랭크 마스크를 이용하여 포토 마스크를 형성하고, 이를 리소그래피 공정에 적용하는 방법으로 제작된다.In general, an FPD panel is manufactured by forming a photomask using a blank mask having at least one metal film formed thereon, and applying the photomask to a lithography process.
상기 블랭크 마스크는 합성 석영 유리 등으로 이루어지는 투명 기판상에 금속 재료를 포함하는 박막이 형성되고, 박막 위에 레지스트막이 형성된 것으로서, 포토 마스크는 이러한 블랭크 마스크로부터 박막이 패터닝된 형태를 갖는다.The blank mask includes a thin film including a metal material formed on a transparent substrate made of synthetic quartz glass or the like, and a resist film formed on the thin film, and the photo mask has a form in which the thin film is patterned from the blank mask.
여기서, 상기 박막은 광학적 특징에 따라 차광막, 반사방지막, 위상반전층, 반투과막, 반사막 등으로 나눌 수 있고, 이러한 박막들 중 둘 이상의 박막이 혼용되어 사용되기도 한다.Here, the thin film may be divided into a light-shielding film, an anti-reflection film, a phase-shifting layer, a semi-transmissive film, a reflective film, etc. according to optical characteristics, and two or more of these thin films may be used in combination.
FPD 디바이스 제조용 포토 마스크 제조시, 크롬(Cr), 금속실리사이드(M-Si) 화합물을 포함한 다양한 물질로 금속막을 형성할 수 있으며, 상기 포토마스크의 정밀도를 향상시키기 위해서 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(iline)의 복합파장 및 개별 파장의 노광광에 대하여 대략 180°의 위상이 반전되는 위상반전층을 포함하는 위상반전 블랭크 마스크가 사용되고 있다.When manufacturing a photomask for manufacturing an FPD device, a metal film can be formed of various materials including chromium (Cr) and metal silicide (M-Si) compounds. In order to improve the accuracy of the photomask, 436 nm (g-line), A phase shift blank mask including a phase shift layer in which a phase is inverted by approximately 180 degrees with respect to exposure light of individual wavelengths and complex wavelengths of 405 nm (h-line) and 365 nm (iline) is used.
상기 위상반전층은 노광광의 파장에 따라 투과율이 달라진다. 여러 파장이 복합된 복합 파장의 노광광을 사용할 때는 파장에 따른 투과율 차이가 클경우 노광의 정밀도가 떨어진다. 자세하게, 파장에 따른 투과율 차이는 노광광량의 차이를 야기하고, 이는 위상반전량의 불균형을 야기한다. 결과적으로, 복합파장의 노광광을 사용할 경우 파장에 따른 투과율 차이가 클수록 위상반전량의 제어가 어려워지므로 위상반전층은 복합파장의 노광파장에 대한 투과율 편차가 최대한 적어야 한다. The transmittance of the phase shift layer varies according to the wavelength of the exposure light. When exposure light of a complex wavelength in which several wavelengths are combined is used, if the difference in transmittance according to the wavelength is large, the precision of exposure is lowered. In detail, the difference in transmittance according to wavelength causes a difference in the amount of exposure light, which causes an imbalance in the amount of phase shift. As a result, when exposure light of a complex wavelength is used, the greater the difference in transmittance according to wavelength, the more difficult it is to control the amount of phase shift. Therefore, the phase shift layer should have as little deviation in transmittance with respect to the exposure wavelength of the complex wavelength as possible.
현재의 위상반전 블랭크 마스크는 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(i-line)의 복합파장 대역에서의 가파른 투과율 기울기에 의해 단파장(365㎚)과 장파장(436㎚) 간의 투과율 차이가 6% 이상에 이른다. 이는 노광량 제어의 어려움으로 인해 미세 패턴 형성에 한계를 가지게 된다.The current phase shift blank mask has a short wavelength (365 nm) and a long wavelength (436) due to the steep transmittance gradient in the complex wavelength band of 436 nm (g-line), 405 nm (h-line), and 365 nm (i-line). nm), the difference in transmittance between them reaches 6% or more. This has a limit in forming a fine pattern due to the difficulty in controlling the exposure amount.
본 발명은 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(i-line) 의 복합파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 차이가 2.5% 이하가 되도록 함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능한 플랫 패널 디스플레이용 위상반전 블랭크 마스크 및 포토 마스크를 제공한다.The present invention makes it possible to manufacture a high-resolution display by making the transmittance difference for each wavelength 2.5% or less for exposure light of a complex wavelength of 436 nm (g-line), 405 nm (h-line), and 365 nm (i-line). A phase inversion blank mask and photo mask for possible flat panel displays are provided.
본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는, 투명 기판 상에 구비된 위상반전막을 포함하며, 상기 위상반전막은 투명 기판 상에 노광광에 대한 투과율을 제어하는 평탄투과 제어층, 투과감쇄층 및 위상반전량을 제어하는 위상반전층이 순차적으로 배치되어 구성된다. The phase shift blank mask for FPD according to the present invention includes a phase shift film provided on a transparent substrate, wherein the phase shift film includes a flat transmission control layer, a transmission attenuation layer, and a phase for controlling transmittance for exposure light on the transparent substrate A phase shift layer that controls the amount of inversion is sequentially arranged.
상기 위상반전막은 365㎚ 내지 436㎚의 노광광에 대하여 1% ∼ 20%의 투과율을 갖고, 2.5% 이하의 투과율 편차(최대 투과율% 값 - 최소 투과율% 값)를 갖는다. The phase shift film has a transmittance of 1% to 20% with respect to exposure light of 365 nm to 436 nm, and a transmittance deviation (maximum transmittance % value - minimum transmittance % value) of 2.5% or less.
상기 평탄투과 제어층은, 크롬(Cr)계 재료로 이루어지거나 또는 산소(O), 질소(N) 및 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 포함하는 화합물로 이루어진다. The flat transmission control layer is made of a chromium (Cr)-based material or a compound containing any one or more light element materials of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).
상기 투과감쇄층은, 크롬(Cr)계 재료로 이루어지거나 또는 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 포함하는 화합물로 이루어진다.The transmission attenuation layer is made of a chromium (Cr)-based material or a compound containing any one or more light element materials of oxygen (O) and carbon (C).
상기 위상반전층은 크롬(Cr)으로 이루어지거나 또는 상기 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1종 이상의 경원소 물질을 포함한 화합물로 이루어진다. The phase shift layer is made of chromium (Cr) or a compound including at least one light element of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) in the chromium (Cr).
상기 위상반전층의 상부 또는 평탄투과 제어층 하부에 하나 이상의 기능성막을 더 포함하며, 상기 기능성막은 차광층, 반사방지층을 포함하는 차광성막, 반투과막, 식각저지막 중 하나이다.One or more functional layers are further included on the phase shift layer or below the flat transmission control layer, wherein the functional layer is one of a light blocking layer, a light blocking layer including an anti-reflection layer, a semi-transmissive layer, and an etch stop layer.
본 발명은 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(i-line) 의 복합파장의 노광광에 대하여 각 파장별로 투과율 차이가 2.5% 이하가 되도록 위상반전막을 구성함으로써 고해상도 디스플레이 제작이 가능하다. The present invention is by constructing a phase shift film so that the transmittance difference for each wavelength is 2.5% or less with respect to exposure light of complex wavelengths of 436 nm (g-line), 405 nm (h-line), and 365 nm (i-line). It is possible to manufacture high-resolution displays.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 위상반전 블랭크 마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프.1 is a cross-sectional view showing a phase shift blank mask for FPD according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph of measuring transmittance spectra for each wavelength of a phase inversion blank mask according to Examples and Comparative Examples of the present invention;
일반적으로 TFT-LCD, OLED 등 제품 생산을 위한 리소그래피 노광 공정 시 수은(Hg) 램프를 광원으로 하는 300 ∼ 500㎚ 정도의 파장을 사용한다.In general, in the lithography exposure process for the production of products such as TFT-LCD and OLED, a wavelength of about 300 to 500 nm using a mercury (Hg) lamp as a light source is used.
이때, 위상반전층을 구성하는 물질의 종류와 조성, 두께 등에 따라 상기 파장 범위에서의 투과율 및 위상반전량이 다르게 된다. 특히, 광원으로 사용되는 수은(Hg) 램프는 365㎚(i-line), 405㎚(h-line), 436㎚(g-line) 파장에서의 강도가 강한 특성을 가지고 있다. 만약 상기 파장 범위에서 위상반전층의 투과율이 일정하지 않다면 노광량을 제어하는데 어려움이 따르게 되며, 또한, 투과율은 위상반전되는 노광광의 강도와 비례하므로 균일한 위상반전 효과를 기대하기 어렵다. 이는 상기 위상반전 패턴에 의한 피사체의 포토레지스트 패턴 단면 형태를 제어하지 못하게 되어 공정 불안정 및 공정 여유도를 감소시키는 요인으로 작용하게 된다. 이와 반대로, 상기 파장 범위에서 투과율이 일정하다면, 복합파장에 대한 투과율 및 위상반전량 제어가 균일하게 이루어지기 때문에 피사체의 포토레지스트 단면 형태를 제어하기 용이하다. 따라서 노광 파장에 대한 투과율 편차가 작을수록 투과율 및 위상반전량 제어에 유리하다. 본 발명은 복합 파장의 노광광 영역에 대한 각 파장별 투과율 편차가 최소화된 위상반전 블랭크 마스크를 제공하고자 한다.In this case, the transmittance and the phase shift amount in the wavelength range are different according to the type, composition, thickness, etc. of the material constituting the phase shift layer. In particular, a mercury (Hg) lamp used as a light source has a strong characteristic at wavelengths of 365 nm (i-line), 405 nm (h-line), and 436 nm (g-line). If the transmittance of the phase shift layer is not constant in the above wavelength range, it is difficult to control the exposure dose, and since the transmittance is proportional to the intensity of the exposure light that is phase inverted, it is difficult to expect a uniform phase shift effect. This makes it impossible to control the cross-sectional shape of the photoresist pattern of the subject by the phase inversion pattern, thereby acting as a factor of reducing process instability and process margin. Conversely, if the transmittance is constant in the wavelength range, it is easy to control the cross-sectional shape of the photoresist of the subject because the transmittance and the phase shift amount for the complex wavelength are uniformly controlled. Therefore, the smaller the transmittance deviation with respect to the exposure wavelength, the more advantageous it is to control transmittance and phase shift. An object of the present invention is to provide a phase inversion blank mask in which the transmittance deviation for each wavelength for an exposure light region of a complex wavelength is minimized.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a phase shift blank mask for FPD according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상반전 블랭크 마스크는 액정 표시 장치(LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등을 포함하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크이다.Referring to FIG. 1 , the phase shift blank mask according to the present invention is a phase shift blank mask for FPD including a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED), and the like.
위상반전 블랭크 마스크는 투명기판(102)과 투명기판(102) 상에 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106) 및 위상반전층(108)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.The phase shift blank mask has a structure in which a
투명기판(102)은 한 변이 300mm 이상인 사각형의 투명한 기판이고, 합성 석영 유리, 소다 라임 글라스, 무알카리 글라스, 저열 팽창 글라스 등으로 구성할 수 있다.The
평탄투과 제어층(104)은 단층 또는 상호 다른 조성을 가지며, 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어진다. 여기서, 평탄투과 제어층(104)이 단층 구조를 갖는 경우, 평탄투과 제어층(104)은 구성 물질의 조성비가 일정한 단일막 또는 조성비가 연속적으로 변화하는 연속막의 형태를 갖는다. 상기 연속막은 플라즈마가 켜진 상태에서 스퍼터링 공정 중 반응성 가스, 파워, 압력 등과 같은 공정 변수를 변경하여 형성하는 막을 지칭한다.The flat
평탄투과 제어층(104)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 이루어진다. 즉, 평탄투과 제어층(104)은 Cr, CrN, CrO, CrCN, CrCO, CrCON 중 하나로 이루어진다.The flat
여기서, 평탄투과 제어층(104)은 크롬(Cr)이 20at% ∼ 40at%, 산소(O)가 20at% ∼ 60at%, 질소(N)가 10at% ∼ 50at%, 탄소(C)가 5at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 또한, 50Å ∼ 350Å의 두께를 갖는다. 평탄투과 제어층(104)이 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력, 식각 특성 및 광학 특성 등을 고려하여 50Å ∼ 100Å의 두께를 갖는다. 평탄투과 제어층(104)은 흡광계수(Extinction Coefficient : k)가 높은 투과감쇄층(106)에 의해 형성된 파장별 평탄투과 영역에 대한 이동성을 제어하는 역할을 한다. 예를 들어, 400㎚ ∼ 450㎚ 파장에서의 투과율이 평탄하고 400㎚ 이하 및 450㎚ 이상의 파장 대역에서의 투과율이 급격한 기울기를 가질 경우, 상기 평탄투과 제어층(104)의 조성 및 두께에 따라 상기 평탄투과 영역을 단파장, 혹은 장파장으로 이동시킬 수 있다.Here, in the flat
투과감쇄층(106)은 단층 또는 상호 다른 조성을 가지며, 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어진다. 여기서, 투과감쇄층(106)이 단층 구조를 갖는 경우, 투과감쇄층(106)은 구성 물질의 조성비가 일정한 단일막 또는 조성비가 연속적으로 변화하는 연속막의 형태를 갖는다.The
본 발명에 다른 투과감쇄층(106)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 이루어진다. 즉, 투과감쇄층은 Cr, CrC, CrO, CrCO 중 하나로 이루어진다.The
여기서, 투과감쇄층(106)은 크롬(Cr)이 75at% ∼ 100at%, 산소(O)가 0at% ∼ 15at%, 탄소(C)가 0at% ∼ 10at%인 조성비를 갖는다. 또한, 투과감쇄층(106)은 50Å ∼ 250Å의 두께를 가지며, 투과감쇄층(106)이 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 층들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 50Å ∼ 100Å의 두께를 갖는다.Here, the
상기 투과감쇄층(106)은 특정 파장 대역에서의 흡광계수(k)의 변화량을 제어하여 평탄투과 영역을 구현하는 역할을 한다. 자세하게, 투과율은 파장에 따른 흡광계수(k) 및 두께의 지수함수로 정의 할 수 있으므로, 특정 파장대역에서의 흡광계수 변화량의 조정으로 인해 투과율 특성을 제어할 수 있다. 본 발명에서는 박막의 흡광계수(k) 및 두께를 제어하여 복합파장 대역인 365㎚(i-line) ∼ 436㎚(g-line)의 투과율을 평탄하게 구현했다.The
본 발명에 따른 위상반전층(108)은 단층 또는 상호 다른 조성을 가지며, 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층막으로 이루어진다. 여기서, 위상반전층(108)이 단층 구조를 갖는 경우, 위상반전층(108)은 구성 물질의 조성비가 일정한 단일막 또는 조성비가 연속적으로 변화하는 연속막의 형태를 갖는다.The
위상반전층(108)은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하고 박막의 광학적, 물리적, 화학적 특성을 만족시키기 위하여 산소(O), 질소(N), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 더 포함하는 크롬(Cr) 화합물로 이루어진다. 즉, 위상반전층(108)은 Cr, CrC, CrN, CrCN, CrO, CrCO, CrCON 중 하나로 이루어진다.The
여기서, 위상반전층(108)은 크롬(Cr)이 20at% ∼ 40at%, 질소(N)가 10at% ∼ 50at%, 산소(O)가 20at% ∼ 60at%, 탄소(C)가 5at% ∼ 30at%인 조성비를 갖는다. 또한, 상기 위상반전층(108)은 500Å ∼ 1400Å의 두께를 가지며, 바람직하게, 700Å ∼ 1200Å의 두께를 갖는다. 위상반전층(108)이 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각 층들은 상하부에 배치되는 충들과의 접착력 및 식각 특성 등을 고려하여 100Å ∼ 1000Å의 두께를 갖는다.Here, in the
평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)을 포함하는 본 발명에 따른 위상반전막은 물리적, 화학적, 광학적 특성을 개선하기 위하여 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(Al), 망간(Mn), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 셀레늄(Se), 구리(Cu), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 실리콘(Si) 중 1 종 이상의 금속 물질 중 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다.The phase shift film according to the present invention including the flat
상기 위상반전막을 구성하는 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 위상반전층(108)은 물리적 또는 화학적 증착 방법을 이용한 다양한 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게, DC 마그네트론 스퍼터링(Sputtering) 장치를 이용하여 형성한다.The flat
평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)이 각각 2층 이상의 다층막으로 구성되는 경우, 각각의 박막들은 동일한 식각 물질에 식각되도록 구성할 수 있다.When the flat
평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)을 포함하는 위상반전 블랭크 마스크는 포토 마스크를 제조하기 위한 식각 공정 시, 패턴의 가장자리 단면이 수직의 형태를 갖도록 각 층들의 조성비를 달리하는 등의 방법으로 식각 속도가 조절되도록 구성된다. 즉, 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)은 모두 각각 크롬(Cr) 화합물의 다층막으로 구성될 수 있으며, 각 층들의 조성 또는 조성비를 상이하게 조절하여 식각속도를 조절할 수 있다. 아울러, 위상반전 블랭크 마스크를 구성하는 박막은 투명 기판으로부터 상부 방향으로 갈수록 식각 속도가 느리도록 구성하거나 식각 속도가 상이한 층들의 조합을 통해 패턴의 단면 경사를 수직으로 형성할 수 있다.The phase shift blank mask including the flat
평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)으로 구성된 상기 위상반전막은 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(i-line)을 포함하는 복합 파장의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상반전량을 갖고, 바람직하게, 170° ∼ 190°의 위상반전량을 가지며, 40° 이하, 바람직하게는 20° 이하, 더욱 바람직하게는 10° 이하의 위상차 편차를 가진다. 또한, 상기 위상반전막은 436㎚(g-line), 405㎚(h-line), 365㎚(i-line)을 포함하는 복합파장의 노광광에 대하여 1% ∼ 30%의 투과율, 바람직하게, 3% ∼ 20%의 투과율을 가지며, 2.5% 이하의 투과율 편차, 바람직하게, 1% 이하의 투과율 편차를 가진다.The phase shift film composed of the flat
또한, 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크는 투명기판(102) 상에 구비된 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108) 외에 적어도 1층 이상의 기능성막을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the phase shift blank mask for FPD according to the present invention has at least one functional layer in addition to the flat
상기 기능성막은 위상반전층(108)의 상부 또는 평탄투과 제어층(104) 하부에 형성될 수 있으며, 차광성막, 반투과막, 식각저지막을 포함하여 전사용 패턴에 필요한 막들 중 하나 이상의 막을 포함하여 구성된다. 예를 들어, 기능성막이 차광성막을 포함하는 경우, 상기 차광성막은 빛을 차광하는 기능 및 반사를 방지하는 기능을 모두 갖는 단일막, 또는, 동일한 구성 및 조성을 갖거나 상이한 구성을 갖는 차광층 및 반사방지층을 포함할 수 있다. 기능성막이 식각저지막을 더 포함하는 경우, 상기 식각저지막은 투명기판(102)과 평탄투과 제어층(104), 위상반전층(108)과 차광성막, 차광성막과 투명기판 사이에 식각 선택비를 고려하여 형성된 식각저지막을 더 포함 할 수 있다.The functional film may be formed on the upper portion of the
상기 기능성막은 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)과 동일하게 건식 식각 또는 습식 식각 공정으로 패터닝 및 제거할 수 있으며, 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)과 동일한 식각 특성을 갖는 물질로 구성되거나, 또는, 상호 식각 선택비를 갖도록 구성될 수 있다.The functional layer can be patterned and removed by a dry etching or wet etching process in the same way as the flat
상기 기능성막으로 형성될 수 있는 상기 차광막, 반사방지막, 반투과막 패턴, 식각저지막 패턴은 크롬(Cr), 실리콘(Si), 몰리브데늄, 탄탈(Ta), 바나듐(V), 코발트(Co), 니켈(Ni), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 알라미늄(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 금속 물질들을 포함하여 이루어지거나, 또는, 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진다.The light blocking layer, the antireflection layer, the semi-transmissive layer pattern, and the etch stop layer pattern that may be formed of the functional layer include chromium (Cr), silicon (Si), molybdenum, tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt ( Co), nickel (Ni), 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), sodium (Na), is made of including any one or more metal materials of beryllium (Be), or, in the metal material nitrogen (N), oxygen (O), It further comprises any one or more materials of carbon (C).
상술한 본 발명에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크를 이용하여 FPD용 위상반전 포토 마스크를 형성할 수 있다.A phase shift photomask for FPD may be formed using the phase shift blank mask for FPD according to the present invention described above.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 FPD용 위상반전 블랭크 마스크에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a phase shift blank mask for FPD according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
(실시예)(Example)
위상반전 블랭크 마스크 평가Phase Inversion Blank Mask Evaluation
도 1을 참조하면, DC 마그네트론 스퍼터를 이용하여 투명 기판 상에 크롬(Cr) 화합물의 상기 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)을 차례로 형성하여 위상반전 블랭크 마스크를 제조하였다.Referring to FIG. 1, the flat
평탄투과 제어층(104)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 산소(O2), 메탄(CH4)의 혼합 가스를 사용하여 50Å ∼ 400Å 두께의 CrCON 단일막으로 형성하였다. 투과감쇄층(106)은 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4)의 혼합 가스를 사용하여 100Å ∼ 300Å 두께의 Cr 혹은 CrCO 단일막으로 형성하였다. 위상반전층(108)은 아르곤(Ar), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4)의 혼합 가스를 사용하여 700Å ∼ 1100Å의 두께로 형성하였다.The flat
표 1은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 위상반전 블랭크 마스크의 구성에 대한 스퍼터링 공정 조건을 나태내고 있다. Table 1 shows sputtering process conditions for the configuration of the phase shift blank mask according to Comparative Examples and Examples of the present invention.
(%)process gas
(%)
(%)process gas
(%)
제어층flat penetration
control layer
(%)process gas
(%)
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3은 평탄투과 제어층(104), 투과감쇄층(106), 및 위상반전층(108)의 3개 층으로 구성되며, 비활성 가스로 아르곤(Ar)을 사용하고, 활성 가스로서 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 적어도 2가지 이상의 가스를 선택적으로 사용하여 위상반전 블랭크 마스크를 형성하였다. 이때, 각각의 층들을 구성하는 박막들은 그 조성이 동일 또는 다르게 형성하여 배치된다. 본 발명의 비교예는 비활성 가스로 아르곤(Ar)을 사용하고, 활성 가스로 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4) 중 적어도 2가지 이상의 가스를 선택적으로 사용하여 CrCON 조성의 위상반전층을 형성하였다.Referring to Table 1, Examples 1 to 3 of the present invention are composed of three layers of a flat
표 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 투과율 및 위상반전량을 나타내고 있으며, 도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 위상반전 블랭크 마스크의 각 파장별 투과율 스펙트럼을 측정한 그래프이다. Table 2 shows the transmittance and phase shift amount according to Examples and Comparative Examples of the present invention, and FIG. 2 is a graph measuring the transmittance spectrum for each wavelength of the phase shift blank mask according to Examples and Comparative Examples of the present invention. .
평탄투과 제어층/ 투명기판
Phase shift layer / Transmission attenuation layer /
Flat transmittance control layer/transparent substrate
@365㎚Phase difference (°)
@365nm
@365㎚Transmittance (%)
@365nm
@405㎚Transmittance (%)
@405nm
@436㎚Transmittance (%)
@436nm
(%)
@365㎚-436㎚Transmittance deviation
(%)
@365nm-436nm
표 2 및 도 2를 참조하면, 365㎚ 파장에서의 투과율 및 위상반전량은 동일한 수준이나, 365㎚ ∼ 436㎚ 파장 대역에서의 투과율 편차는 비교예의 경우 6.64%에 비해 실시예 1 내지 3은 0.72% ∼ 1.51%로 매우 우수한 특성을 나타낸다.Referring to Table 2 and Figure 2, the transmittance and the phase shift amount at the 365 nm wavelength are at the same level, but the transmittance deviation in the 365 nm to 436 nm wavelength band is 6.64% in Comparative Examples, compared to 6.64% in Examples 1 to 3, 0.72 % ~ 1.51%, showing very good properties.
본 발명에 의한 위상반전 블랭크 마스크는, 표 2와 도 2에 도시한 바와 같이, 위상반전층(108) 하부에 위치한 투과율 감쇄막(106)에 의해 노광파장 대역에서의 투과율 편차가 낮은 위상반전 블랭크 마스크를 제공함에 따라 노광 광량 및 위상반전량 제어가 용이하게 된다. 따라서, 본 발명의 위상반전 블랭크 마스크는 365㎚ ∼ 436㎚ 의 복합 파장으로 구성된 노광광이 상용되는 경우에 투과율의 균일성으로 인해 고해상도의 구현이 가능하다.As shown in Table 2 and FIG. 2, the phase shift blank mask according to the present invention has a low transmittance deviation in the exposure wavelength band due to the
이상, 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 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.Above, the present invention will be described in detail through examples of the present invention with reference to the drawings, but the examples are only used for the purpose of illustration and description of the present invention and limit the meaning of the present invention described in the claims. It is not used to limit the scope. Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will have to be determined by the technical matters of the claims.
102 : 투명기판
104 : 평탄투과 제어층
106 : 투과감쇄층
108 : 위상반전층102: transparent substrate 104: flat transmission control layer
106: transmission attenuation layer 108: phase shift layer
Claims (14)
상기 위상반전막은 투명 기판 상에 노광광에 대한 투과율을 제어하는 평탄투과 제어층, 투과감쇄층 및 위상반전량을 제어하는 위상반전층이 순차적으로 배치되어 구성된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.As a phase shift blank mask for FPD (Flat Panel Display) provided with a phase shift film on a transparent substrate,
The phase shift film is a phase shift blank mask for FPD configured by sequentially disposed on a transparent substrate a flat transmission control layer for controlling transmittance with respect to exposure light, a transmission attenuation layer and a phase shift layer for controlling the amount of phase shift.
상기 위상반전막은 365㎚ 내지 436㎚의 노광광에 대하여 1% ∼ 20%의 투과율을 갖고, 2.5% 이하의 투과율 편차(최대 투과율% 값 - 최소 투과율% 값)를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift film has a transmittance of 1% to 20% with respect to exposure light of 365 nm to 436 nm, and a transmittance deviation of 2.5% or less (maximum transmittance % value - minimum transmittance % value) for FPD phase Invert blank mask.
상기 위상반전막은 크롬(Cr), 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 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift layer is chromium (Cr), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), 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) , FPD comprising any one or more metal materials of silicon (Si), or further comprising one or more materials of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) in the metal material Phase inversion blank mask for dragons.
상기 평탄투과 제어층은, 크롬(Cr)계 재료로 이루어지거나 또는 산소(O), 질소(N) 및 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 포함하는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. The method of claim 1,
The flat transmission control layer is made of a chromium (Cr)-based material or for FPD, characterized in that it is made of a compound containing any one or more light element materials of oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C) Phase inversion blank mask.
상기 평탄투과 제어층은, 50Å ∼ 350Å의 두께를 가지며, 상기 평탄투과 제어층을 2층 이상의 다층막으로 구성하는 경우, 각각의 층들은 50Å ∼ 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The flat transmission control layer has a thickness of 50 Å to 350 Å, and when the flat transmission control layer is composed of two or more multilayer films, each layer has a thickness of 50 Å to 100 Å. mask.
상기 투과감쇄층은, 크롬(Cr)계 재료로 이루어지거나 또는 산소(O), 탄소(C) 중 어느 하나 이상의 경원소 물질을 포함하는 화합물로 이루어지고,
상기 투과감쇄층에 포함되는 경원소 물질의 함유량은 상기 위상반전층 및 상기 평탄투과 제어층에 비해 적은 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크. The method of claim 1,
The transmission attenuation layer is made of a chromium (Cr)-based material or a compound containing any one or more light element materials of oxygen (O) and carbon (C),
The phase shift blank mask for FPD, characterized in that the content of the light element material included in the transmission attenuation layer is less than that of the phase shift layer and the flat transmission control layer.
상기 투과감쇄층은 50Å ∼ 250Å의 두께를 가지며, 상기 투과감쇄층을 2층 이상의 다층막으로 구성하는 경우, 각각의 층들은 50Å ∼ 100Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The transmission attenuation layer has a thickness of 50 Å to 250 Å, and when the transmission attenuation layer is formed of two or more multilayer films, each layer has a thickness of 50 Å to 100 Å.
상기 위상반전층은 상호 다른 조성을 가지며, 상기 다른 조성의 막들이 각 1회 이상 적층된 2층 이상의 다층으로 이루어지며,
상기 위상반전층들 중 적어도 하나 이상의 막은 크롬(Cr)을 필수적으로 포함하여 구성된 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift layer has a mutually different composition, and consists of two or more multilayers in which films of different compositions are stacked at least once each,
At least one of the phase shift layers is a phase shift blank mask for FPD consisting essentially of chromium (Cr).
상기 위상반전층은 크롬(Cr)으로 이루어지거나 또는 상기 크롬(Cr)에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 1종 이상의 경원소 물질을 포함한 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift layer is made of chromium (Cr) or FPD characterized in that the chromium (Cr) is made of a compound including at least one light element of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) Phase inversion blank mask for dragons.
상기 위상반전층은 700Å ∼ 1200Å의 두께를 가지며, 상기 위상반전층을 2층 이상의 다층막으로 구성하는 경우, 각각의 층들은 100 ∼ 1000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift layer has a thickness of 700 Å to 1200 Å, and when the phase shift layer is formed of two or more multilayer films, each layer has a thickness of 100 Å to 1000 Å.
상기 위상반전막은 350㎚ ∼ 450㎚의 노광광에 대하여 160° ∼ 200°의 위상차를 갖고, 20° 이하의 위상차 편차(최대 위상차 값 - 최소 위상차 값)를 갖는 것을 특징으로 하는 PFD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
The phase shift film has a phase difference of 160° to 200° with respect to exposure light of 350 nm to 450 nm, and a phase shift blank for PFD, characterized in that it has a phase difference deviation of 20° or less (maximum phase difference value - minimum phase difference value) mask.
상기 위상반전층의 상부 또는 평탄투과 제어층 하부에 하나 이상의 기능성막을 더 포함하며, 상기 기능성막은 차광층, 반사방지층을 포함하는 차광성막, 반투과막, 식각저지막 중 하나인 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.The method of claim 1,
FPD, characterized in that at least one functional film is further included on the upper portion of the phase shift layer or on the lower portion of the flat transmittance control layer, wherein the functional film is one of a light blocking layer, a light blocking film including an anti-reflection layer, a semi-transmissive film, and an etch stop layer Phase inversion blank mask for dragons.
상기 기능성막은 크롬(Cr), 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 금속 물질을 포함하여 이루어지거나, 또는 상기 금속 물질에 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 중 하나 이상의 물질을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPD용 위상반전 블랭크 마스크.14. The method of claim 13,
The functional layer is chromium (Cr), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), nickel (Ni), 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), For FPD, comprising any one or more metal materials of silicon (Si), or further comprising one or more materials of nitrogen (N), oxygen (O), and carbon (C) in the metal material Phase inversion blank mask.
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