KR101414335B1 - Halftone phase shift mask with excellent resolution and depth of focus and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

해상도 및 초점심도를 향상시킴으로써 평판 디스플레이 또는 반도체 제조 공정용으로 활용하기에 적합한 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크는 광이 투과되는 투과 영역 및 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역을 구비하는 활성 영역과, 상기 활성 영역의 외측을 둘러싸며 차단 영역을 구비하는 비활성 영역을 갖는 투명 기판; 상기 투명 기판 상의 상기 차단 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 광차단 패턴; 및 상기 투명 기판 상의 상기 위상반전 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 위상반전 패턴;을 포함하며, 상기 광차단 패턴은 상기 위상반전 패턴과 동일한 물질로 이루어지되, 상기 위상반전 패턴 두께보다 적어도 2.5배 이상 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.A halftone phase inversion mask suitable for use in a flat panel display or a semiconductor manufacturing process by improving resolution and depth of focus, and a method of manufacturing the same.
The halftone phase inversion mask according to the present invention is characterized in that it has an active region having a transmission region through which light is transmitted and a phase inversion region in which the transmittance of light is controlled and a transparent region having an inactive region having a blocking region surrounding the active region Board; A light blocking pattern formed in the blocking region on the transparent substrate and controlling a transmittance of incident light; And a phase reversal pattern formed in the phase inversion region on the transparent substrate and controlling a transmittance of incident light, wherein the light intercept pattern is made of the same material as the phase inversion pattern, 2.5 times or more thick.

Description

해상도 및 초점심도가 우수한 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법{HALFTONE PHASE SHIFT MASK WITH EXCELLENT RESOLUTION AND DEPTH OF FOCUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a halftone phase inversion mask having excellent resolution and depth of focus, and a method of manufacturing the same. 2. Description of the Related Art HALFTONE PHASE SHIFT MASK WITH EXCELLENT RESOLUTION AND DEFTH OF FOCUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상도 및 초점심도를 향상시킴으로써 평판 디스플레이 또는 반도체 제조 공정용으로 활용하기에 적합한 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a halftone phase reversal mask and a manufacturing method thereof, and more particularly to a halftone phase reversal mask suitable for use in a flat panel display or a semiconductor manufacturing process by improving resolution and depth of focus will be.

일반적으로, 평판 디스플레이 패널 제작 또는 반도체 제작에 필요한 마스크는 완전히 빛을 차단하는 차단 영역과 빛을 100% 투과하는 투과 영역으로 나뉘어진다. 위상반전마스크(phase shift mask : PSM)의 경우는 위의 두 영역에 위상 또는 위상과 투과율을 조절하여 노광 공정에서 필요한 공정 마진인 해상도(resolution) 및 초점심도(depth of focus)를 향상시킨다. 이때, 하나의 박막으로 위상과 투과율을 조절하는 위상반전마스크를 하프톤 위상반전마스크라고 한다.In general, masks necessary for flat panel display panel fabrication or semiconductor fabrication are divided into a blocking region that completely blocks light and a transmissive region that transmits 100% light. In the case of a phase shift mask (PSM), the phase or phase and transmittance of the two regions are adjusted to improve the resolution and depth of focus, which are process margins required in the exposure process. At this time, a phase inversion mask for adjusting phase and transmittance in one thin film is referred to as a halftone phase inversion mask.

최근, 평판 디스플레이 제작 공정에서는 고화질 제품에 대한 기술 개발이 요구 되면서, 패널상에 필요한 해상도 및 초점심도에 대한 개선을 필요로 하고 있다.In recent years, in the flat panel display manufacturing process, it is required to develop a technology for a high-quality product, so that it is necessary to improve the resolution and depth of focus required on the panel.

하프톤 위상반전마스크 제작 및 리쏘그라피(lithography) 공정에서 반도체 제작용 하프톤 위상반전마스크의 경우와는 달리, 평판 디스플레이 패널용 하프톤 위상반전마스크는 아래와 같은 특성을 만족하여야 한다.Unlike the case of a halftone phase inversion mask for semiconductor fabrication in a halftone phase inversion mask fabrication and lithography process, a halftone phase inversion mask for a flat panel display panel must satisfy the following characteristics.

첫째, 사용되는 빛의 파장은 반도체의 경우 ArF(193nm), KrF(248nm)와 같이 단일 파장을 사용하는 데 비하여 디스플레이용의 경우는 대면적을 빠른 시간에 노광해야 하므로, i-line(365nm), h-line(405nm), g-line(436nm)의 모든 파장을 동시에 사용해야 한다.First, since the wavelength of light used is a single wavelength such as ArF (193 nm) and KrF (248 nm) for a semiconductor, i-line (365 nm) , h-line (405 nm) and g-line (436 nm) should be used at the same time.

둘째, 반도체용 위상반전마스크의 경우는 마스크의 크기가 6 X 6inch2인데 반하여 디스플레이용 위상반전마스크는 최대 1.2 X 1.4m2까지 사용해야 하는 대면적을 요구한다.Second, in the case of a phase shift mask for semiconductors, the size of the mask is 6 x 6 inches 2 , whereas the phase shift mask for displays requires a large area of up to 1.2 X 1.4 m 2 .

종래에 따른 디스플레이용에서의 대면적 마스크 크기는 하프톤 위상반전마스크의 개발 시, 사용할 수 있는 식각 공정의 제한요인으로 작용하고 있다. 따라서, 평판 디스플레이 마스크의 제조 공정에서는 일반적으로 사용하고 있는 습식 식각 공정을 위상반전층의 패턴형성에 사용하면 기존의 공정 장비를 사용할 수 있어 추가 장비투자가 필요 없는 장점이 있다.Conventionally, a large mask size for a display is a limiting factor of the etching process that can be used in the development of a halftone phase reversal mask. Therefore, in the manufacturing process of the flat panel display mask, if the wet etching process used in the conventional process is used for forming the pattern of the phase inversion layer, the existing process equipment can be used and the additional equipment investment is not required.

그러나, 종래와 같이 복합 파장을 사용하는 노광 장비로 차광부와 투광부로 이루어진 마스크를 이용하여 미세 패턴을 구현할 경우, 미세 패턴의 경계면에서 광의 회절 현상이 일어난다. 이러한 회절 현상은 구현하고자 하는 미세 패턴의 크기가 작을수록 그 영향력이 크게 나타난다. 광의 회절현상으로 인해 포토레지스트가 완전히 노광되지 않아 현상 후 포토레지스트 잔막인 테이퍼(taper) 혹은 포토레지스트 테일(tail)이 발생하며, 식각 및 스트립(strip) 공정 후 구현하고자 하는 패턴이 명확히 생성되지 않거나 생성되어도 구현하고자 하는 크기보다 작게 생성되는 문제가 있다.However, when a fine pattern is realized by using a mask composed of a light-shielding portion and a light-transmitting portion in an exposure apparatus using a composite wavelength as in the prior art, light diffraction occurs at the interface of the fine pattern. The smaller the size of the fine pattern to be implemented, the greater the influence of the diffraction phenomenon. The photoresist is not completely exposed due to the diffraction of light, so that a taper or photoresist tail, which is a photoresist residual film, occurs after development, and a pattern to be implemented after the etching and strip process is not clearly generated There is a problem that the size is smaller than the size to be implemented.

관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 1997-0009822호(1997.06.18 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 하프톤형 위상반전 마스크 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
A related prior art is Korean Patent Registration No. 1997-0009822 (published on Jun. 18, 1997), which discloses a halftone phase shift mask and a manufacturing method thereof.

본 발명의 목적은 해상도 및 초점심도를 향상시킴으로써 평판 디스플레이 또는 반도체 제조 공정용으로 활용하기에 적합한 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a halftone phase reversal mask suitable for use in a flat panel display or a semiconductor manufacturing process by improving resolution and depth of focus and a method of manufacturing the same.

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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크는 광이 투과되는 투과 영역 및 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역을 구비하는 활성 영역과, 상기 활성 영역의 외측을 둘러싸며 차단 영역을 구비하는 비활성 영역을 갖는 투명 기판; 상기 투명 기판 상의 상기 차단 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 광차단 패턴; 및 상기 투명 기판 상의 상기 위상반전 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 위상반전 패턴;을 포함하며, 상기 광차단 패턴은 상기 위상반전 패턴과 동일한 물질로 이루어지되, 상기 위상반전 패턴 두께보다 적어도 2.5배 이상 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a halftone phase inversion mask including: an active region having a transmission region through which light is transmitted and a phase inversion region in which transmittance of light is controlled; A transparent substrate having an inactive region having a blocking region; A light blocking pattern formed in the blocking region on the transparent substrate and controlling a transmittance of incident light; And a phase reversal pattern formed in the phase inversion region on the transparent substrate and controlling the transmittance of incident light, wherein the light intercept pattern is made of the same material as the phase inversion pattern, 2.5 times or more thick.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크 제조 방법은 (a) 투과 영역 및 위상반전 영역을 구비하는 활성 영역과 차단 영역을 구비하는 비활성 영역을 갖는 투명 기판의 상부 전면에 광차단 물질층을 형성하는 단계; (b) 상기 광차단 물질층이 형성된 투명 기판의 상부에 상기 차단 영역을 덮는 제1 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 제1 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 광차단 물질층을 식각하여 제거하는 단계; (c) 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 차단 영역에 대응하여 배치되는 광차단층을 형성하는 단계; (d) 상기 광차단층이 형성된 투명 기판의 상부 전면에 위상반전 물질층을 형성하는 단계; (e) 상기 위상반전 물질층이 형성된 투명 기판의 상부에 상기 위상반전 영역과 차단 영역을 덮는 제2 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 제2 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 위상반전 물질층을 식각하여 제거하는 단계; 및 (f) 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 위상반전 영역에 배치되는 위상반전 패턴과, 상기 광차단층과 상기 광차단층의 상부에 적층되는 위상반전층의 적층 구조로 이루어진 광차단 패턴을 각각 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method for fabricating a halftone phase shift mask, including: (a) forming an upper portion of a transparent substrate having an active region having a transmission region and a phase inversion region, Forming a light blocking material layer on the front surface; (b) forming a first photoresist pattern covering the blocking region on the transparent substrate on which the light blocking material layer is formed, and then removing the light blocking material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern by etching step; (c) removing the first photoresist pattern to form a light blocking layer corresponding to the blocking region; (d) forming a phase reversal material layer on the entire upper surface of the transparent substrate on which the light blocking layer is formed; (e) forming a second photoresist pattern covering the phase inversion region and the blocking region on the transparent substrate on which the phase inversion material layer is formed, and forming a phase inversion material layer exposed to the outside of the second photoresist pattern Etching; And (f) a light blocking pattern composed of a phase inversion pattern disposed in the phase inversion region by removing the second photoresist pattern and a lamination structure of the light inversion layer and the phase inversion layer stacked on top of the light blocking layer, The method comprising the steps of:

본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법은 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전을 맞추거나, 또는 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 위상반전 패턴을 형성함으로써, 노광 공정의 핵심인 해상도 및 초점심도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The halftone phase inversion mask and method of manufacturing the same according to the present invention can adjust the wavelength of the incident light by adjusting the phase inversion to the h-line at the intermediate wavelength in the composite wavelength of the i-line, h-line and g- And the phase reversal pattern is formed by matching the transmittance to the h-line, there is an advantage that the resolution and the depth of focus, which are the core of the exposure process, can be improved.

또한, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크는 광차단 패턴의 광차단층이 하부에 배치되고, 상기 광차단층의 상부에 위상반전층이 적층되는 구조를 갖기 때문에, 광차단 물질층을 식각하여 제거하는 과정에서 CD(critical dimension)가 이미 결정된다. 따라서, 위상반전 물질층이 광차단층을 100% 덮을 수 있으므로, 기 결정된 CD의 변화가 발생하지 않는바, 위상반전 물질층이 광차단층을 100% 안정하게 보호할 수 있게 된다. 이를 통해, 광차단 물질층을 식각하는 공정과 위상반전 물질층을 식각하는 공정시, CD가 이미 결정된 상태이기 때문에 동종의 식각액을 사용하더라도 포커스 쉬프트(focus shift) 현상이 발생하지 않으므로 CD 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
In addition, since the halftone phase reversal mask according to the present invention has a structure in which a light blocking layer of a light blocking pattern is disposed on the lower side and a phase inversion layer is laminated on the light blocking layer, The critical dimension (CD) is already determined in the process. Therefore, since the phase reversal material layer can cover 100% of the light blocking layer, a predetermined CD change does not occur, so that the phase reversing material layer can stably protect the light blocking layer 100%. Since the CD is already determined in the process of etching the light blocking material layer and the phase reversal material layer, the focus shift phenomenon does not occur even when using the same type of etchant, so that CD deviation occurs .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 10은 디스플레이 패널 제조용 노광 장비의 스펙트럼(spectrum)을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크를 나타낸 단면도이다.1 is a plan view illustrating a halftone phase inversion mask according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II 'in FIG.
FIGS. 3 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a halftone phase shift mask according to an embodiment of the present invention.
10 schematically shows a spectrum of an exposure apparatus for manufacturing a display panel.
11 is a cross-sectional view illustrating a halftone phase inversion mask according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해상도 및 초점심도가 우수한 하프톤 위상반전마스크 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a halftone phase inversion mask having excellent resolution and depth of focus according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing a halftone phase inversion mask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II 'in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크(100)는 투명 기판(110), 광차단 패턴(120) 및 위상반전 패턴(140)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크(100)는 피듀셜 패턴(160, fiducial pattern)을 더 포함할 수 있다.
Referring to FIGS. 1 and 2, a halftone phase inversion mask 100 according to an embodiment of the present invention includes a transparent substrate 110, a light blocking pattern 120, and a phase reversal pattern 140 . In addition, the halftone phase inversion mask 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a fiducial pattern 160.

투명 기판(110)은 리쏘그라피 공정 중 노광 과정에서 소정 파장대의 광을 완전히 투과시킬 수 있는 재질을 이용하는 것이 바람직하며, 이러한 재질로는 석영(quartz), 글래스(glass) 등이 있다. 이러한 투명 기판(110)은 광이 투과되는 투과 영역(A1) 및 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역(A3)을 구비하는 활성 영역(AA)과, 상기 활성 영역(AA)의 외측을 둘러싸며 광이 차단되는 차단 영역(A2)을 구비하는 비활성 영역(NAA)을 갖는다.
The transparent substrate 110 is preferably made of a material capable of completely transmitting light of a predetermined wavelength in an exposure process during the lithography process. Examples of the material include quartz, glass, and the like. The transparent substrate 110 includes an active region AA having a transmission region A1 through which light is transmitted and a phase inversion region A3 where the transmittance of light is controlled and an active region AA surrounding the active region AA, (NAA) having a blocking region A2 to be shielded.

광차단 패턴(120)은 투명 기판(110) 상의 차단 영역(A2)에 형성되어, 입사광을 차단한다. 이러한 광차단 패턴(120)은 광차단층(120a)과 위상반전층(120b)이 차례로 적층된 이중층 구조를 갖는다.The light blocking pattern 120 is formed in the blocking region A2 on the transparent substrate 110 to block the incident light. The light blocking pattern 120 has a two-layer structure in which the light blocking layer 120a and the phase reversing layer 120b are sequentially stacked.

이때, 광차단층(120a)은 크롬(Cr), 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 티타늄텅스텐(TiW), 금(Au), 탄탈륨(Ta) 등을 포함하는 제1 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된다. 그리고, 위상반전층(120b)은 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 위상반전 물질인 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된다.
At this time, the light blocking layer 120a may be formed of a metal such as Cr, Cr, Mo, Al, W, Ti, TiW, Au, Tantalum (Ta), or the like. The phase inversion layer 120b is formed of a second material group which is a phase inversion material including a chromium (Cr) compound, a molybdenum silicon (MoSi) compound, silicon (Si), tungsten And the like.

위상반전 패턴(140)은 투명 기판(110) 상의 위상반전 영역(A3)에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절한다. 이때, 위상반전 패턴(140)은 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 위상반전 물질인 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된다.The phase inversion pattern 140 is formed in the phase inversion region A3 on the transparent substrate 110 to adjust the transmittance of the incident light. At this time, the phase reversal pattern 140 may be formed of a second material group which is a phase inversion material including a chromium (Cr) compound, a molybdenum silicon (MoSi) compound, silicon (Si), tungsten And the like.

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이러한 위상반전 패턴(140)은 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전과 투과율을 맞추어 형성될 수 있다. 이와 같이, 중간 파장에 위상 반전과 투과율을 각각 맞출 경우, i-라인과 g-라인에서 각각 180도와 각 파장에서의 위상차이가 최소가 된다. 또한, 이러한 차이가 최소가 되는 장점은 투과율에도 동일하게 적용한다.This phase inversion pattern 140 can be formed by adjusting the phase inversion and transmittance of the incident light to the h-line having the intermediate wavelength at the composite wavelength of the i-line, h-line and g-line. Thus, when the phase inversion and the transmittance are adjusted to the intermediate wavelength, the phase difference at each wavelength is 180 degrees at the i-line and at the g-line, respectively. Also, the advantage of minimizing this difference applies equally to the transmittance.

투과율 및 위상을 목표 파장 이외의 파장에서 최소가 되게 하는 이유는 투과율의 경우 목표값보다 적은 경우 위상반전효과가 감소하고, 지나치게 높을 경우에는 사이드 로브(side lobe)라고 칭하는 추가적인 빛의 크기가 큰 영역이 발생하여 의도하지 않은 추가적인 패턴이 형성되거나, 포토레지스트의 두께 손실이 일어나는 문제가 있다.The reason why the transmittance and the phase are minimized at wavelengths other than the target wavelength is that the phase reversal effect decreases when the transmittance is smaller than the target value, and when the transmittance and the phase are excessively high, the additional light, called the side lobe, There is a problem that an unintended additional pattern is formed or a thickness of the photoresist is lost.

즉, 위상반전 패턴(140)의 경우, 빛의 파장이 다른 i-라인, h-라인 및 g-라인에 모든 위상과 투과율을 하나의 값으로 조절하는 것은 불가능하므로 중요한 한 파장에 위상과 투과율을 맞추어야 한다.That is, in the case of the phase reversal pattern 140, it is impossible to adjust all the phases and transmittances to one value on the i-line, the h-line and the g-line having different wavelengths of light so that the phase and transmittance You have to.

특히, 위상반전마스크(100) 상에 구현된 다양한 패턴에서 웨이퍼나 패널에 노광되는 패턴은 선택적으로 노광된다. 이러한 선택되는 패턴의 영역을 활성 영역(AA)이라고 한다. 이때, 하프톤 위상반전마스크(100)의 경우에는 어느 정도의 투과율을 가져야 한다. 이러한 요구사항은 활성 영역(AA)에만 해당되는 것이며, 이러한 요구사항을 구현하기 위하여 활성 영역(AA)의 외측을 감싸는 비활성 영역(NAA)은 모든 빛을 차단하여야 한다. 그러므로, 위상반전마스크(100) 전체를 보면, 광이 100% 투과되는 투과 영역(A1), 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역(A3), 그리고 광이 100% 차단되는 차단 영역(A2)으로 구분될 수 있다.In particular, the pattern that is exposed to the wafer or panel in various patterns implemented on the phase inversion mask 100 is selectively exposed. This selected pattern area is referred to as an active area (AA). At this time, in the case of the halftone phase inversion mask 100, it is necessary to have a certain degree of transmittance. This requirement applies only to the active area (AA). To implement this requirement, the inactive area (NAA) surrounding the outside of the active area (AA) must block all light. Therefore, the entire phase inversion mask 100 is divided into a transmission area A1 where light is transmitted 100%, a phase inversion area A3 where light transmittance is controlled, and a blocking area A2 where light is blocked 100% .

이와 달리, 위상반전 패턴(140)은 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 형성될 수도 있다. 이 경우에는 노광 장비의 램프 스펙트럼에서 한 파장의 세기가 다른 파장에 비해 월등히 높을 경우에 한해 다른 파장에 비해 빛의 세기가 우수한 파장에 위상을 맞추어 사용할 수 있다.Alternatively, the phase inversion pattern 140 may be formed by adjusting the phase inversion of the wavelength of the incident light to a wavelength at which the intensity of light is dominant at a composite wavelength of i-line, h-line, and g- It is possible. In this case, it is possible to use the phase of the light in the wavelength range of the light having a higher intensity than other wavelengths only when the intensity of one wavelength is much higher than the wavelengths of other wavelengths in the lamp spectrum of the exposure equipment.

도면으로 도시하지는 않았지만, 위상반전 패턴(140)은 적어도 2층 이상의 적층 구조를 가지며, 각각의 층은 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 2층 이상의 적층 구조로 위상반전 패턴(140)을 형성할 경우, 각각의 층은 상술한 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.
Although not shown in the drawing, the phase reversal pattern 140 has at least two or more laminated structures, and each of the layers may be formed of at least one selected from the second material group. As described above, when forming the phase reversal pattern 140 in a laminated structure of two or more layers, it is preferable that each layer is formed of at least one selected from the above-mentioned second material group.

피듀셜 패턴(160)은 투명 기판(110) 상의 비활성 영역(NAA)에 대응하여, 상기 광차단 패턴(120)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이러한 피듀셜 패턴(160)은 광차단 패턴(120)과 이격되도록 형성되거나, 또는 일체형으로 연결되게 형성될 수 있다. 피듀셜 패턴(160)은 반드시 형성되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 생략하는 것도 무방하다.
The fiducial pattern 160 may be formed of the same material in the same layer as the light blocking pattern 120, corresponding to the inactive area NAA on the transparent substrate 110. [ The fiducial pattern 160 may be spaced apart from the light blocking pattern 120, or may be integrally connected. The fiducial pattern 160 is not necessarily formed, and may be omitted if necessary.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크는 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전을 맞추거나, 또는 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 위상반전 패턴을 형성함으로써, 노광 공정의 핵심인 해상도 및 초점심도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In the halftone phase inversion mask according to the embodiment of the present invention, the wavelength of the incident light is adjusted by adjusting the phase inversion to the h-line at the intermediate wavelength in the composite wavelength of the i-line, h-line and g- The phase inversion is adjusted to the wavelength at which the intensity of the light is dominant and the transmittance is adjusted to the h-line to form a phase inversion pattern, thereby improving the resolution and depth of focus, which are key points in the exposure process.

특히, 본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크의 경우, 광차단 패턴의 광차단층이 하부에 배치되고, 상기 광차단층의 상부에 위상반전층이 적층되는 구조를 갖기 때문에, 광차단층을 식각하여 제거하는 과정에서 CD(critical dimension)가 이미 결정된다. 따라서, 위상반전 물질층이 광차단층을 100% 덮을 수 있으므로, 기 결정된 CD의 변화가 발생하지 않는바, 위상반전 물질층이 광차단층을 100% 안정하게 보호할 수 있게 된다.
Particularly, in the case of the halftone phase reversal mask according to the present invention, since the light blocking layer of the light blocking pattern is disposed on the lower side and the phase reversing layer is laminated on the light blocking layer, the light blocking layer is etched and removed The critical dimension (CD) is already determined in the process. Therefore, since the phase reversal material layer can cover 100% of the light blocking layer, a predetermined CD change does not occur, so that the phase reversing material layer can stably protect the light blocking layer 100%.

도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 10은 디스플레이 패널 제조용 노광 장비의 스펙트럼(spectrum)을 개략적으로 나타낸 것이다.
FIGS. 3 to 9 are flow charts showing a method of manufacturing a halftone phase inversion mask according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a schematic view of a spectrum of an exposure apparatus for manufacturing a display panel.

먼저, 도 3을 참조하면, 투과 영역(A1) 및 위상반전 영역(A3)을 구비하는 활성 영역(AA)과 차단 영역(A2)을 구비하는 비활성 영역(NAA)을 갖는 투명 기판(110)을 마련한다. 이때, 투명 기판(110)은 리쏘그라피 공정 중 노광 과정에서 소정 파장대의 광을 완전히 투과시킬 수 있는 재질을 이용하는 것이 바람직하며, 이러한 재질로는 석영(quartz), 글래스(glass) 등이 있다.3, a transparent substrate 110 having an active region AA having a transmission region A1 and a phase inversion region A3 and an inactive region NAA having a blocking region A2 . At this time, it is preferable that the transparent substrate 110 is made of a material capable of completely transmitting light of a predetermined wavelength band during the lithography process. Examples of the material include quartz, glass, and the like.

다음으로, 활성 영역(AA) 및 비활성 영역(NAA)을 갖는 투명 기판(110)의 상부 전면에 광차단 물질층(125)을 형성한다. 이러한 광차단 물질층(125)은 스퍼터링 공정에 의해 형성될 수 있으며, 그 재질로는 광의 투과가 이루어지지 않는 광차단 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 광차단 물질층(125)의 재질로는 크롬(Cr), 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 티타늄텅스텐(TiW), 금(Au), 탄탈륨(Ta) 등을 포함하는 제1 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
Next, a light blocking material layer 125 is formed on the entire upper surface of the transparent substrate 110 having the active area AA and the inactive area NAA. The light blocking material layer 125 may be formed by a sputtering process. Preferably, the light blocking material layer 125 is formed of a light blocking material that does not transmit light. The light blocking material layer 125 may be made of a material selected from the group consisting of Cr, Cr, Mo, Al, W, Ti, TiW, (Au), tantalum (Ta), or the like may be used.

다음으로, 도 4를 참조하면, 상기 광차단 물질층(도 4의 125)이 형성된 투명 기판(110)의 상부에 차단 영역(A2)을 덮는 제1 포토레지스트 패턴(150)을 형성한 후, 상기 제1 포토레지스트 패턴(150)의 외측으로 노출된 광차단 물질층을 식각하여 제거한다.4, a first photoresist pattern 150 is formed on the transparent substrate 110 on which the light blocking material layer 125 is formed to cover the blocking region A2, The light blocking material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern 150 is etched and removed.

구체적으로 설명하면, 상기 광차단 물질층이 형성된 투명 기판(110)의 상부 전면에 제1 포토레지스트층(미도시)을 형성한 후, 선택적인 노광을 실시하여 투과 영역(A1) 및 위상반전 영역(A3)은 노출시키고, 차단 영역(A2)은 덮는 제1 포토레지스트 패턴(150)을 형성한다. 이후, 상기 제1 포토레지스트 패턴(150)을 마스크로 이용한 식각 공정으로 제1 포토레지스트 패턴(150)의 외측으로 노출된 광차단 물질층을 제거하여 차단 영역(A2)에 대응하여 배치되는 광차단층(120a)을 형성한다.Specifically, after a first photoresist layer (not shown) is formed on the entire upper surface of the transparent substrate 110 on which the light blocking material layer is formed, selective exposure is performed to form the transmissive area A1 and the phase reversal area The first photoresist pattern 150 is formed to expose the interlayer insulating film A3 and cover the blocking region A2. Thereafter, the light blocking material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern 150 is removed by an etching process using the first photoresist pattern 150 as a mask to form a light blocking layer (120a).

이때, 제1 포토레지스트 패턴(150)은 노광이 이루어지는 부분이 화학적 결합에 의해 현상액에 의해 제거되는 포지티브 타입의 포토레지스트가 이용될 수 있으나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
At this time, the first photoresist pattern 150 may be a positive type photoresist that is exposed by a chemical bond to a portion where exposure is performed, but is not limited thereto.

다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(도 4의 150)을 제거하여 차단 영역(A2)에 대응하여 배치되는 광차단층(120a)을 노출시킨다. 이때, 비활성 영역(NAA)에 대응하여, 상기 광차단층(120a)과 동일한 층에 동일한 물질로 이루어진 피듀셜 패턴(160)을 더 형성할 수도 있다. 이러한 피듀셜 패턴(160)은 광차단층(120a)과 이격되도록 형성되거나, 또는 일체형으로 연결되게 형성될 수 있다. 이때, 제1 포토레지스트 패턴은 현상액을 이용한 스트립 공정에 의해 제거될 수 있다.
Next, referring to FIG. 5, the first photoresist pattern 150 (FIG. 4) is removed to expose the light blocking layer 120a disposed corresponding to the blocking region A2. At this time, the secondary pattern 160 made of the same material may be further formed on the same layer as the light blocking layer 120a corresponding to the inactive region (NAA). The fiducial patterns 160 may be spaced apart from the light blocking layer 120a, or may be integrally connected to each other. At this time, the first photoresist pattern can be removed by a strip process using a developing solution.

다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 광차단층(120a)이 형성된 투명 기판(110)의 상부 전면에 위상반전 물질층(145)을 형성한다. 이때, 위상반전 물질층(145)은 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 위상반전 물질인 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.Next, referring to FIG. 6, a phase inversion material layer 145 is formed on the entire upper surface of the transparent substrate 110 on which the light blocking layer 120a is formed. The phase inversion material layer 145 may be a phase reversal material including a chromium (Cr) compound, a molybdenum silicon (MoSi) compound, silicon (Si), tungsten It is preferable to use at least one selected from the group.

다음으로, 상기 위상반전 물질층(145)이 형성된 투명 기판(110)의 상부 전면에 제2 포토레스트층(165)을 형성한 후, 상기 제2 포토레지스트층(165)과 이격된 상부에 노광 마스크(200)를 장착한다.
Next, a second photoresist layer 165 is formed on the entire upper surface of the transparent substrate 110 on which the phase inversion material layer 145 is formed, and then exposed to the upper portion spaced apart from the second photoresist layer 165 The mask 200 is mounted.

다음으로, 도 7을 참조하면, 상기 노광 마스크(도 6의 200)의 상측에 장착되는 노광 램프(미도시)에서 투명 기판(110) 방향으로 광을 조사하는 선택적인 노광을 실시하여 위상반전 영역(A3)의 전부와, 상기 차단 영역(A2)의 일부를 덮는 제2 포토레지스트 패턴(160)을 형성한다.Next, referring to FIG. 7, selective exposure is performed to irradiate light toward the transparent substrate 110 in an exposure lamp (not shown) mounted on the upper side of the exposure mask (200 in FIG. 6) A second photoresist pattern 160 covering the entirety of the blocking region A3 and a part of the blocking region A2 is formed.

이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널 제조용 노광 장비의 스펙트럼(spectrum)에서와 같이, i-라인, h-라인 및 g-라인의 세기가 각각 1 : 1 : 1에 근접한 것을 볼 수 있다. 이러한 경우, 어느 파장에 위상과 투과율을 맞출 것인지의 선택이 매우 중요하다.At this time, as shown in FIG. 10, the intensities of the i-line, h-line and g-line are close to 1: 1: 1, as in the spectrum of the exposure equipment for manufacturing a display panel . In such a case, it is very important to select a wavelength at which the phase and transmittance should be matched.

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특히, 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전과 투과율을 맞추는 것이 바람직하다. 이와 같이, 중간 파장에 위상 반전과 투과율을 각각 맞출 경우, i-라인과 g-라인에서 각각 180도와 각 파장에서의 위상차이가 최소가 된다. 또한, 이러한 차이가 최소가 되는 장점은 투과율에도 동일하게 적용한다.In particular, it is preferable to match the phase inversion and the transmittance to the h-line having the intermediate wavelength in the composite wavelength of the i-line, h-line and g-line with the wavelength of the incident light. Thus, when the phase inversion and the transmittance are adjusted to the intermediate wavelength, the phase difference at each wavelength is 180 degrees at the i-line and at the g-line, respectively. Also, the advantage of minimizing this difference applies equally to the transmittance.

투과율 및 위상을 목표 파장 이외의 파장에서 최소가 되게 하는 이유는 투과율의 경우 목표값보다 적은 경우 위상반전효과가 감소하고, 지나치게 높을 경우에는 사이드 로브(side lobe)라고 칭하는 추가적인 빛의 크기가 큰 영역이 발생하여 의도하지 않은 추가적인 패턴이 형성되거나, 포토레지스트의 두께 손실이 일어나는 문제가 있다.The reason why the transmittance and the phase are minimized at wavelengths other than the target wavelength is that the phase reversal effect decreases when the transmittance is smaller than the target value, and when the transmittance and the phase are excessively high, the additional light, called the side lobe, There is a problem that an unintended additional pattern is formed or a thickness of the photoresist is lost.

즉, 위상반전 패턴의 경우, 빛의 파장이 다른 i-라인, h-라인 및 g-라인에 모든 위상과 투과율을 하나의 값으로 조절하는 것은 불가능하므로 중요한 한 파장에 위상과 투과율을 맞추어야 한다.That is, in the case of the phase reversal pattern, it is not possible to adjust all the phases and transmittances to one value on the i-line, h-line and g-line having different wavelengths of light, so the phase and transmittance must be matched to one important wavelength.

이와 달리, 위상반전 패턴은 입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 형성될 수도 있다. 이 경우에는 노광 장비의 램프의 스펙트럼에서 한 파장의 세기가 다른 파장에 비해 월등히 높을 경우에 한해 다른 파장에 비해 빛의 세기가 우수한 파장에 위상을 맞추어 사용할 수 있다.
Alternatively, the phase reversal pattern may be formed by matching the wavelength of the incident light to the wavelength at which the intensity of the light is dominant at the composite wavelength of the i-line, h-line and g-line, and adjusting the transmittance to the h-line. In this case, if the intensity of one wavelength is much higher than the other wavelengths in the spectrum of the lamp of the exposure equipment, it can be used in a phase corresponding to a wavelength having a higher intensity of light than other wavelengths.

다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(160)을 마스크로 이용한 식각 공정으로 제2 포토레지스트 패턴(160)의 외측으로 노출된 위상반전 물질층(도 7의 145)을 제거한다. 이 결과, 위상반전 영역(A3)에 대응하여 위상반전 패턴(140)이 형성되고, 차단 영역(A2)에는 광차단층(120a)과 위상반전층(120b)이 차례로 적층된 광차단 패턴(120)이 형성된다.Next, referring to FIG. 8, the phase reversal material layer (145 in FIG. 7) exposed to the outside of the second photoresist pattern 160 is removed by an etching process using the second photoresist pattern 160 as a mask do. As a result, a phase reversal pattern 140 is formed corresponding to the phase inversion region A3 and a light blocking pattern 120 in which the light blocking layer 120a and the phase inversion layer 120b are sequentially stacked is formed in the blocking region A2. .

본 발명에 따른 하프톤 위상반전마스크 제조 방법의 경우, 광차단 패턴(120)의 광차단층(120a)이 하부에 배치되고, 상기 광차단층(120a)의 상부에 위상반전층(120b)이 적층되는 구조를 갖기 때문에, 광차단 물질층을 식각하여 제거하는 과정에서 CD(critical dimension)가 이미 결정된다.In the method of manufacturing a halftone phase inversion mask according to the present invention, a light blocking layer 120a of a light blocking pattern 120 is disposed below and a phase inversion layer 120b is stacked on the light blocking layer 120a Structure, the critical dimension (CD) is already determined in the process of etching and removing the light blocking material layer.

따라서, 위상반전 물질층(도 6의 145)이 광차단층(도 6의 120a)을 100% 덮을 수 있으므로, 기 결정된 CD의 변화가 발생하지 않는바, 위상반전 물질층이 광차단층을 100% 안정하게 보호할 수 있게 된다. 이를 통해, 광차단 물질층을 식각하는 공정과 위상반전 물질층을 식각하는 공정시, CD가 이미 결정된 상태이기 때문에 동종의 식각액을 사용하더라도 포커스 쉬프트(focus shift) 현상이 발생하지 않으므로 CD(critical dimension) 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.
Therefore, since the phase reversal material layer (145 in FIG. 6) can cover 100% of the light blocking layer (120a in FIG. 6), the predetermined CD change does not occur, . Thus, since the CD is already determined in the step of etching the layer of the light blocking material and the step of etching the layer of the phase inversion material, the focus shift phenomenon does not occur even if the etching solution of the same type is used, It is possible to prevent a deviation from occurring.

다음으로, 도 9를 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(도 8의 160)을 제거한다. 이때, 제2 포토레지스트 패턴은 현상액을 이용한 스트립 공정에 의해 제거될 수 있다. 이를 통해, 위상반전 영역(A3)에 배치되는 위상반전 패턴(140)과, 상기 광차단층(120a)과 이의 상부에 적층되는 위상반전층(120b)의 적층 구조로 이루어진 광차단 패턴(120)이 외부로 각각 노출된다.
Next, referring to FIG. 9, the second photoresist pattern (160 in FIG. 8) is removed. At this time, the second photoresist pattern can be removed by a strip process using a developing solution. A light blocking pattern 120 having a lamination structure of a phase shift layer 140 disposed in the phase shift region A3 and a phase shift layer 120b stacked on the light blocking layer 120a is formed, Respectively.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크를 나타낸 단면도이다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크는 일 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크와 실질적으로 동일한바, 중복 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하도록 한다.11 is a cross-sectional view illustrating a halftone phase inversion mask according to another embodiment of the present invention. In this case, the halftone phase inversion mask according to another embodiment of the present invention is substantially the same as the halftone phase inversion mask according to an embodiment, and a description thereof will be omitted.

도 11을 참조하면, 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 하프톤 위상반전마스크(200)는 투명 기판(210), 광차단 패턴(220) 및 위상반전 패턴(240)을 포함한다.
Referring to FIG. 11, a halftone phase inversion mask 200 according to another embodiment of the present invention includes a transparent substrate 210, a light blocking pattern 220, and a phase reversal pattern 240.

투명 기판(210)은 광이 투과되는 투과 영역(A1) 및 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역(A3)을 구비하는 활성 영역(AA)과, 상기 활성 영역(AA)의 외측을 둘러싸며 차단 영역(A2)을 구비하는 비활성 영역(NAA)을 갖는다.
The transparent substrate 210 includes an active region AA having a transmission region A1 through which light is transmitted and a phase inversion region A3 where the transmittance of light is controlled and an active region AA surrounding the active region AA, (NAA) having a non-active region (A2).

광차단 패턴(220)은 투명 기판(210) 상의 차단 영역(A2)에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절한다. 이때, 광차단 패턴(220)은 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 위상반전 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된다.
The light blocking pattern 220 is formed in the blocking region A2 on the transparent substrate 210 to control the transmittance of the incident light. At this time, the light shielding pattern 220 is formed of a material selected from the group consisting of a chromium (Cr) compound, a molybdenum silicon (MoSi) based compound, a phase reversal material group including silicon (Si), tungsten Or more.

위상반전 패턴(240)은 투명 기판(210) 상의 위상반전 영역(A3)에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절한다. 이때, 위상반전 패턴(240)은 광차단 패턴(220)과 동일하게, 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 등을 포함하는 위상반전 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된다.
The phase inversion pattern 240 is formed in the phase inversion region A3 on the transparent substrate 210 to adjust the transmittance of the incident light. At this time, the phase reversal pattern 240 may be formed of a material such as a Cr compound, a MoSi compound, silicon (Si), tungsten (W), aluminum And a phase reversal material group containing at least one selected from among the group of phase reversal materials.

특히, 본 발명의 다른 실시예에서, 광차단 패턴(220)은 위상반전 패턴(240)과 동일한 물질로 이루어지되, 상기 위상반전 패턴(240) 두께보다 적어도 2.5배 이상 두껍게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 광차단 패턴(220)의 두께가 위상반전 패턴(240)의 두께보다 2.5배 미만으로 형성될 경우, 그 두께가 너무 얇은 관계로 완벽한 광차단 효과를 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다.In another embodiment of the present invention, the light blocking pattern 220 is formed of the same material as the phase reversing pattern 240, and is formed to be at least 2.5 times thicker than the thickness of the phase reversing pattern 240. This is because, when the thickness of the light blocking pattern 220 is less than 2.5 times the thickness of the phase reversing pattern 240, the thickness of the light blocking pattern 220 may be too thin to achieve a perfect light blocking effect.

이와 같이, 광차단 패턴(220)을 위상반전 패턴(240)과 동일한 물질로 형성할 경우, 광차단 효과 면에서는 일 실시예에 비해 다소 떨어지는 단점이 있기는 하나, 위상반전 물질층을 이용하여 광차단 패턴(220)과 위상반전 패턴(240)을 한번의 마스크 공정으로 제조할 수 있으므로, 제조 비용 절감 효과와 더불어 제조 공정이 단순화되는 이점이 있다.
When the light blocking pattern 220 is formed of the same material as the phase reversing pattern 240, the light blocking effect is somewhat less than that of the first embodiment. However, Since the blocking pattern 220 and the phase reversal pattern 240 can be manufactured by a single mask process, there is an advantage that the manufacturing cost is reduced and the manufacturing process is simplified.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 하프톤 위상반전마스크 110 : 투명 기판
120 : 광차단 패턴 120a : 광차단층
120b : 위상반전층 140 : 위상반전 패턴
160 : 피듀셜 패턴
AA : 활성 영역 NAA : 비활성 영역
A1 : 투과 영역 A2 : 차단 영역
A3 : 위상반전 영역100: Halftone phase inversion mask 110: Transparent substrate
120: light blocking pattern 120a: light blocking layer
120b: phase inversion layer 140: phase inversion pattern
160: fiducial pattern
AA: active region NAA: inactive region
A1: transmission area A2: blocking area
A3: Phase inversion region

Claims (17)

광이 투과되는 투과 영역 및 광의 투과율이 조절되는 위상반전 영역을 구비하는 활성 영역과, 상기 활성 영역의 외측을 둘러싸며 차단 영역을 구비하는 비활성 영역을 갖는 투명 기판;
상기 투명 기판 상의 상기 차단 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 광차단 패턴; 및
상기 투명 기판 상의 상기 위상반전 영역에 형성되어, 입사광의 투과율을 조절하는 위상반전 패턴;을 포함하며,
상기 광차단 패턴은 상기 위상반전 패턴과 동일한 물질로 이루어지되, 상기 위상반전 패턴 두께보다 적어도 2.5배 이상 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
A transparent substrate having an active region having a transmission region through which light is transmitted and a phase inversion region in which the transmittance of light is controlled, and an inactive region surrounding the outside of the active region and having a blocking region;
A light blocking pattern formed in the blocking region on the transparent substrate and controlling a transmittance of incident light; And
And a phase reversal pattern formed in the phase inversion region on the transparent substrate to adjust a transmittance of incident light,
Wherein the light blocking pattern is made of the same material as the phase reversing pattern, and is formed to be at least 2.5 times thicker than the phase reversing pattern thickness.
제1항에 있어서,
상기 광차단 패턴은
광차단층과 위상반전층이 차례로 적층된 이중층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
The method according to claim 1,
The light-
Layer structure in which a light blocking layer and a phase inversion layer are sequentially stacked.
제2항에 있어서,
상기 광차단층은
크롬(Cr), 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 티타늄텅스텐(TiW), 금(Au) 및 탄탈륨(Ta)을 포함하는 제1 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
3. The method of claim 2,
The light blocking layer
(Ti), gold (Au), and tantalum (Ta), and a material containing at least one element selected from the group consisting of Cr, Cr, Mo, Al, W, 1 substance group. 2. A halftone phase reversal mask according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 위상반전 패턴은
크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 위상반전 물질인 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
The method according to claim 1,
The phase reversal pattern
And a second material group which is a phase inversion material including silicon (Si), tungsten (W), and aluminum (Al), a compound of chromium (Cr) compound, molybdenum silicon (MoSi) Halftone phase inversion mask.
제4항에 있어서,
상기 위상반전 패턴은
적어도 2층 이상의 적층 구조를 가지며, 각각의 층은 상기 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
5. The method of claim 4,
The phase reversal pattern
Wherein at least two layers have a laminated structure, and each layer is formed of at least one selected from the group of the second materials.
제1항에 있어서,
상기 위상반전 패턴은
입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전과 투과율을 맞추어 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
The method according to claim 1,
The phase reversal pattern
Wherein the wavelength of the incident light is formed by adjusting the phase inversion and the transmittance to the h-line at an intermediate wavelength in the composite wavelength of the i-line, h-line and g-line.
제1항에 있어서,
상기 위상반전 패턴은
입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
The method according to claim 1,
The phase reversal pattern
Wherein the wavelength of the incident light is set to a phase inversion at a wavelength at which the intensity of light is dominant at a composite wavelength of i-line, h-line, and g-line, and the transmittance is matched to the h-line.
제1항에 있어서,
상기 위상반전마스크는
상기 투명 기판 상의 상기 비활성 영역에 대응하여, 상기 광차단 패턴과 동일한 층에 동일한 물질로 형성된 피듀셜 패턴(fiducial pattern)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크.
The method according to claim 1,
The phase inversion mask
Further comprising a fiducial pattern corresponding to the inactive region on the transparent substrate and formed of the same material in the same layer as the light blocking pattern.
삭제delete 삭제delete (a) 투과 영역 및 위상반전 영역을 구비하는 활성 영역과 차단 영역을 구비하는 비활성 영역을 갖는 투명 기판의 상부 전면에 광차단 물질층을 형성하는 단계;
(b) 상기 광차단 물질층이 형성된 투명 기판의 상부에 상기 차단 영역을 덮는 제1 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 제1 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 광차단 물질층을 식각하여 제거하는 단계;
(c) 상기 제1 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 차단 영역에 대응하여 배치되는 광차단층을 형성하는 단계;
(d) 상기 광차단층이 형성된 투명 기판의 상부 전면에 위상반전 물질층을 형성하는 단계;
(e) 상기 위상반전 물질층이 형성된 투명 기판의 상부에 상기 위상반전 영역과 차단 영역을 덮는 제2 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 상기 제2 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 위상반전 물질층을 식각하여 제거하는 단계; 및
(f) 상기 제2 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 위상반전 영역에 배치되는 위상반전 패턴과, 상기 광차단층과 상기 광차단층의 상부에 적층되는 위상반전층의 적층 구조로 이루어진 광차단 패턴을 각각 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 (b) 단계와 (e) 단계에서, 상기 식각은 습식 식각으로 각각 실시하되, 동종의 식각액을 이용하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.
(a) forming a light blocking material layer on an upper entire surface of a transparent substrate having an active region having a transmission region and a phase inversion region and an inactive region having a blocking region;
(b) forming a first photoresist pattern covering the blocking region on the transparent substrate on which the light blocking material layer is formed, and then removing the light blocking material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern by etching step;
(c) removing the first photoresist pattern to form a light blocking layer corresponding to the blocking region;
(d) forming a phase reversal material layer on the entire upper surface of the transparent substrate on which the light blocking layer is formed;
(e) forming a second photoresist pattern covering the phase inversion region and the blocking region on the transparent substrate on which the phase inversion material layer is formed, and forming a phase inversion material layer exposed to the outside of the second photoresist pattern Etching; And
(f) forming a light blocking pattern composed of a lamination structure of a phase reversal pattern disposed in the phase inversion region by removing the second photoresist pattern and a phase inversion layer laminated on the light blocking layer and the light blocking layer ; ≪ / RTI >
Wherein the etchings are performed by wet etching, and the same etchant is used in the steps (b) and (e).
제11항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
상기 광차단 물질층은
크롬(Cr), 크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 티타늄텅스텐(TiW), 금(Au) 및 탄탈륨(Ta)을 포함하는 제1 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.
12. The method of claim 11,
In the step (a)
The light blocking material layer
(Ti), gold (Au), and tantalum (Ta), and a material containing at least one element selected from the group consisting of Cr, Cr, Mo, Al, W, 1 material group. 2. A method for fabricating a halftone phase inversion mask, comprising:
제11항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b-1) 상기 광차단 물질층이 형성된 투명 기판의 상부 전면에 제1 포토레지스트층을 형성한 후, 선택적인 노광을 실시하여 투과 영역 및 위상반전 영역은 노출시키고, 차단 영역은 덮는 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와,
(b-2) 상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 식각 공정으로 상기 제1 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 광차단 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The step (b)
(b-1) a first photoresist layer is formed on the entire upper surface of the transparent substrate on which the light blocking material layer is formed, and then selective exposure is performed to expose the transmission region and the phase inversion region, Forming a photoresist pattern;
(b-2) removing the light blocking material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern by an etching process using the first photoresist pattern as a mask. Way.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 위상반전 물질층은
크롬(Cr) 화합물, 몰리브덴실리콘(MoSi) 계열의 화합물, 실리콘(Si), 텅스텐(W) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 제2 물질 그룹 중에서 선택된 1종 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.
12. The method of claim 11,
In the step (d)
The phase inversion material layer
And a second material group selected from the group consisting of a chromium (Cr) compound, a molybdenum silicon (MoSi) compound, silicon (Si), tungsten (W), and aluminum (Al) Phase inversion mask fabrication method.
제11항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
(e-1) 상기 위상반전 물질층이 형성된 투명 기판의 상부 전면에 제2 포토레스트층을 형성한 후, 선택적인 노광을 실시하여 위상반전 영역의 전부와, 상기 광차단 영역의 일부를 덮는 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
(e-2) 상기 제2 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 식각 공정으로 상기 제2 포토레지스트 패턴의 외측으로 노출된 위상반전 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The step (e)
(e-1) a second photoresist layer is formed on the entire upper surface of the transparent substrate on which the phase inversion material layer is formed, and then selective exposure is performed to remove all of the phase inversion region and a portion 2 forming a photoresist pattern;
(e-2) removing the phase inversion material layer exposed to the outside of the second photoresist pattern by an etching process using the second photoresist pattern as a mask. Way.
제16항에 있어서,
상기 (e-1) 단계에서,
상기 노광은
입사광의 파장을 i-라인, h-라인 및 g-라인의 복합파장에서 중간파장인 h-라인에 위상 반전을 맞추거나, 또는 빛의 세기가 우세한 파장에 위상 반전을 맞추고, h-라인에 투과율을 맞추어 형성된 것을 특징으로 하는 하프톤 위상반전마스크 제조 방법.17. The method of claim 16,
In the step (e-1)
The exposure
The wavelength of the incident light is adjusted by adjusting the phase inversion to the h-line at the intermediate wavelength in the composite wavelength of the i-line, h-line and g-line, or by adjusting the phase inversion to the wavelength at which the light intensity is dominant, Wherein the first mask is formed by aligning the first mask and the second mask.
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