KR101655035B1 - 포토마스크 및 포토마스크의 제조 방법 - Google Patents

포토마스크 및 포토마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉시블 기판을 제공하는 단계; 플렉시블 기판 상에 복수 개의 미세 구조를 형성하는 단계; 플렉시블 기판 상에 차광재를 코팅하여, 플렉시블 기판이 차광층을 형성하게 하는 단계; 및 차광층을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 차광층은 단일층인 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

포토마스크 및 포토마스크의 제조 방법{PHOTOMASK AND METHOD OF MANUFACTURING PHOTOMASK}
본 발명은 포토마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
기존의 광학 리소그래피(optical lithography) 기술에서, 포토마스크가 포토레지스트층에 대한 자외선(UV) 노광기술은 주로 접촉식 광학 리소그래피 기술과 더블 마이크로 리소그래피 두 가지로 나눌 수 있다.
접촉식 광학 리소그래피 기술에 사용되는 포토마스크에 있어서, 그 표면의 특징 패턴의 사이즈와 기판 상에 실제적으로 복제된 패턴의 비례는 1：1이고, 포토레지스트층의 표면에 직접적으로 접근되게 노광시키며, 더블 마이크로 리소그래피에 사용되는 포토마스크에 있어서, 그 표면의 특징 패턴의 사이즈는 기판 상에 실제적으로 복제된 패턴의 수배에 달하고, 광학계로 투사하는 방식을 통하여 포토레지스트에 노광시킨다.
그 중, 접촉식 광학 리소그래피 기술에서, 포토마스크 표면의 차광패턴은 기판 상의 포토레지스트층과 마찰 접촉할 수 있어, 차광패턴의 소모가 용이하게 하고 포토마스크의 사용수명을 단축시킨다. 이 밖에, 포토레지스트층이 코팅된 기판의 표면이 매우 고르지 않을 때, 포토마스크와 포토레지스트층은 불확실한 간격과 거리가 발생할 수 있고, 광선의 산란과 회절을 발생함으로써, 노광의 치수 오차를 초래하고, 또한 포토레지스트층의 얕은 층 부분의 측면 노광의 범위를 확대시켜, 높은 종횡비의 포토레지스트 구조를 제조해 낼 수 없다.
따라서, 단가가 낮고, 프로세스 속도가 비교적 빠르며, 작동 온도가 비교적 낮고, 제조가 용이하며, 포토마스크와 포토레지스트층의 접합도를 향상시키는 포토마스크 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이 과제 중의 하나로 되었다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명의 목적은 단가가 낮고, 프로세스 속도가 비교적 빠르며, 작동 온도가 비교적 낮고, 제조가 용이하며, 포토마스크와 포토레지스트층의 접합도를 향상시키는 포토마스크 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 플렉시블 기판을 제공하는 단계; 상기 플렉시블 기판 상에 복수 개의 미세 구조를 형성하는 단계; 상기 플렉시블 기판 상에 차광재를 코팅하여, 상기 플렉시블 기판이 차광층을 형성하게 하는 단계; 및 상기 차광층을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 차광층은 단일층이다.
일 실시예에 있어서, 플렉시블 기판의 재질은 폴리우레탄 아크릴레이트(PUA), 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol, PVA), 자외선 경화수지, 폴리 디메틸 실록산(PDMS) 또는 이들의 조합이다.
일 실시예에 있어서, 차광층의 재질은 카본블랙 포토레지스트, 레드 포토레지스트 또는 그린 포토레지스트이다.
일 실시예에 있어서, 차광층과 미세 구조가 패터닝된 차광층을 직접적으로 형성한다.
일 실시예에 있어서, 패터닝된 차광층을 형성하도록 차광층을 경화시킨 후 차광층 일부를 제거한다.
일 실시예에 있어서, 차광층을 경화시킨 후 차광층 일부를 제거하는 단계는, 열가소성 고분자 판재를 제공하여 차광층 상에 접착하는 단계; 열가소성 고분자 판재를 상기 차광층에 접합하는 단계; 및 열가소성 고분자 판재를 제거하여, 상기 차광층 일부를 상기 열가소성 고분자 판재와 함께 제거하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 열가소성 고분자 판재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 경질 폴리염화비닐(Rigid PVC), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아미드(PA) 또는 폴리락트산(PLA)으로 이루어진다.
일 실시예에 있어서, 차광재는 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 블레이드 코팅 또는 딥핑 코팅을 통하여 플렉시블 기판에 형성된다.
본 발명은 표면에 복수 개의 미세 구조를 구비하는 플렉시블 기판; 및 복수 개의 미세 구조에 충진되고 단일층이며, 상기 복수 개의 미세 구조와 함께 패터닝된 차광층을 형성하는 차광층을 포함하는 포토마스크를 더 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 패터닝된 차광층의 재질은 카본블랙 포토레지스트, 레드 포토레지스트 또는 그린 포토레지스트이다.
일 실시예에 있어서, 차광층은 상기 복수 개의 미세 구조 사이의 플렉시블 기판의 표면에 동시에 설치된다.
상기 내용을 종합해 보면, 본 발명은 플렉시블 기판 상에 복수 개의 미세 구조를 형성시키고, 코팅하는 방식으로 차광재를 기판에 형성하는 바, 금속층체를 차광재로 사용하는 공지된 방식에 비해, 이러한 제조방식은 단가가 낮고, 프로세스 속도가 비교적 빠르며, 작동 온도가 비교적 낮고, 제조가 용이한 이외에, 차광재가 용액이므로, 차광층의 층체의 균일성이 비교적 우수하게 할 수도 있다. 이 밖에, 플렉시블 기판에 대한 선택을 통하여 포토마스크와 반도체 기판의 접합도를 진일보로 높게 할 수 있어, 노광 현상의 정밀도가 비교적 우수하다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 흐름도이다.
도2a~도2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 모식도이다.
도2g는 본 발명의 포토마스크를 적용하여 형성한 반도체 웨이퍼(wafer)의 구조이다.
도3은 도1의 포토마스크 제조 단계S5의 상세한 흐름도이다.
도4a~도4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 또 다른 제조 모식도이다.
도5a~도5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 과정 중에서 스핀 코팅으로 카본블랙 포토레지스트를 원홀 구조를 갖는 포토마스크에 스핀시킨 관측도 및 부분 확대도이다.
도6a~도6b는 도5a~도5b 중의 카본블랙 포토레지스트 일부를 제거한 후의 포토마스크의 관측도 및 부분 확대도이다.
이하 관련 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일시예에 따른 포토마스크 및 이의 제조 방법을 설명하고, 그 중 동일한 조립체와 단계는 동일한 부호로 설명한다. 이하 실시예 및 도면에 있어서, 본 발명과 직접적인 관련이 없는 조립체와 단계는 이미 생략되어 도시되지 않으며, 도면 중의 각 조립체 사이의 사이즈 관계는 쉽게 이해하기 위한 것일뿐, 실제 비율을 한정하는 것은 아니다.
먼저 설명해야 할 것은, 본 발명의 포토마스크 및 이의 제조 방법은 반도체 및 광전기 디스플레이의 포토리소그래피 프로세스에 적용될 수 있고, 또는 발광다이오드로 패터닝된 사파이어 기판을 제조할 때의 포토리소그래피 프로세스에 적용되지만, 상기 적용에 한정되지 않는다. 이 밖에, 본 발명의 포토마스크는 접촉식 입체 포토마스크일 수 있다.
도1 내지 도2f를 함께 참조하면, 도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 흐름도이다. 도2a~도2f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 모식도이다.
본 실시예의 포토마스크는 플렉시블 기판(11) 및 차광층(12)을 포함할 수 있다. 플렉시블 기판(11)의 표면에는 복수 개의 미세 구조(11a)를 구비한다. 본 실시예에서는 미세 구조(11a)가 함몰된 구조를 나타내는 것을 예로 들었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 차광층(12)은 상기 복수 개의 미세 구조(11a)에 충진되고 또한 단일층이며, 차광층(12)은 미세 구조(11a)와 패터닝된 차광층을 형성한다. 그러나 다른 실시예의 양태에서는, 차광층을 구비하면서, 미세 구조(11a) 사이의 플렉시블 기판(11)의 표면에 설치할 수도 있다. 즉, 다른 설계에 따라, 차광층을 미세 구조(11a)에만 설치할 수 있거나, 또는 차광층을 미세 구조(11a) 및 일부 또는 전체 플렉시블 기판(11)의 표면에 설치할 수도 있다.
본 실시예에 기재된 "차광층"은 제조 과정에서 차광재를 경화시킨 후의 층체이고, "패너닝된 차광층”은 포토마스크를 완성한 후, 기판에 실제적으로 설치하는 차광층이다. 유의해야 할 것은, 차광층을 코팅할 때 패터닝된 외관이 이미 형성되었으면, 상기 실시예의 차광층은 패터닝된 차광층에 상당하다. 그러나 상기 실시예의 차광층을 코팅한 후 여전히 기타 단계를 거쳐야만 포토마스크를 완성한 후의 차광층 외관이 형성된다면, 상기 실시예의 차광층은 단지 제조 과정에서의 중간체이고, 차광층과 패터닝된 차광층은 상이하다.
이하, 본 실시예의 포토마스크의 제조 과정을 상세하게 설명한다.
본 실시예의 포토마스크 제조단계는 적어도 플렉시블 기판(11)을 제공하는 단계(단계S1)를 포함한다.
본 실시예의 플렉시블 기판(11)의 재질은 폴리우레탄 아크릴레이트(PUA), 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol, PVA), 자외선 경화수지, 폴리 디메틸 실록산(PDMS), 상기 재질의 조합 또는 기타 투광성 고분자 재질이다. 그 중, 폴리 디메틸 실록산(PDMS)은 다른 수요에 따라 h-PDMS, s-PDMS, UV-PDMS 중의 하나를 선택할 수 있다.
본 실시예에서 플렉시블 기판을 사용하는 우점은 하기와 같다. 웨이퍼의 사이즈가 증가됨에 따라 웨이퍼 표면의 거칠기가 함께 확대되어도, 기존의 강성 기판으로 제조한 포토마스크에 비해, 플렉시블 기판으로 제조한 포토마스크는 굴곡될 수 있어, 웨이퍼의 표면과 비교적 우수한 접합도를 가질 수 있으므로, 노광현상 과정에서 웨이퍼 표면이 평탄하지 않아 발생하는 오차를 감소할 수 있어, 제조된 웨이퍼의 전기회로가 비교적 우수한 선폭 정밀도를 구비하도록 한다.
다음으로, 플렉시블 기판(11) 상에 복수 개의 미세 구조(11a)를 형성한다(단계S2). 플렉시블 기판(11) 상의 미세 구조(11a)는 플렉시블 기판(11)에 의해 캐스팅 방식으로 메인 금형(10)에서 복제하여 형성하거나, 기계적 가공 또는 화학적 에칭 방식으로 기재에 패널을 형성한 후, 그 표면을 가공하여 제조할 수 있다. 본 실시예에서는 플렉시블 기판(11)은 캐스팅 방식으로 메인 금형(10)에서 복제하는 것을 예를 들었다.
도2a~도2c를 함께 참조하면, 우선, 본 실시예는 실리콘 웨이퍼를 메인 금형(10)의 재질로 사용하고, 화학적 건식 에칭 방식으로 실리콘 웨이퍼의 표면에 복수 개의 돌출된 기둥 모양의 미세 구조를 제조하여, 메인 금형(10)을 형성한다. 다음으로, 다시 기재(예를 들면 PDMS)를 캐스팅 방식으로 메인 금형의 표면(도2b)에 충진하고, 가열하여 기재를 경화시켜 플렉시블 기판(11)을 형성한다. 마지막으로, 다시 경화를 완성한 플렉시블 기판(11)을 메인 금형(10)에서 박리하여, 도2c에 도시된 것과 같은 표면에 함몰된 홀 형상의 구조를 구비하는 PDMS 투광 기판을 형성한다. 본 실시예의 일 실험예는 40℃~100℃에서 가열하는 방식을 사용해 기재를 경화시켜 플렉시블 기판(11)을 형성하였다.
플렉시블 기판(11) 상에 차광재를 코팅하여, 플렉시블 기판(11) 상에 차광층(12)을 형성한다(단계S3). 본 실시예에서는 스핀 코팅(Spin Coating)의 방식을 사용하였지만, 다른 실시양태의 차광재는 스프레이 코팅과 에어나이프 스크랩을 매칭하는 방식에 의해 플렉시블 기판(11)에 설치할 수 있고, 또는 블레이드 코팅, 딥핑 코팅의 방식에 의해서도 유사한 코팅 효과를 달성할 수 있다.
차광재는 용액이고, 예를 들면 카본블랙 포토레지스트, 레드 포토레지스트, 그린 포토레지스트 또는 특정 파장을 차폐할 수 있고 차광재를 스핀 코팅할 수 있는 임의의 용액일 수 있다. 이 밖에, 단계S3에 앞서 표면을 처리하는 단계를 하나 추가할 수 있다.
단일층인 차광층(12)을 경화시킨다(단계S4). 차광층(12)은 플렉시블 기판(11) 상에 형성되고, 차광용으로 사용된다. 본 실시예에서 차광층(12)의 양태를 특별히 제한하지 않는다. 또한, 상이한 차광재에 따라, 차광층(12)은 카본블랙 포토레지스트, 레드 포토레지스트 또는 그린 포토레지스트로 구성될 수 있다.
도2d로부터 알 수 있는 바와 같이, 차광재를 미세 구조(11a)에 코팅할 때, 미세 구조(11a)의 가장자리의 표면장력 작용으로 인해 약간 함몰된 형상을 나타낼 수 있다. 또한 본 실시예는 차광재의 중량 또는 스핀 코팅의 속도를 조절하여, 차광재를 미세 구조(11a) 부분에만 충진한다. 다시 말하면, 차광층(12)과 미세 구조(11a)는 직접 패터닝된 차광층을 형성할 수 있다.
추가 설명해야 할 것은, 스핀 코팅의 경우, 스핀 코팅의 속도는 차광재의 유동성, 플렉시블 기판(11)의 표면 조도 및 상기 복수 개의 미세 구조의 분포상황 또는 구조에 따라 조절할 수 있다.
이 밖에, 미세 구조(11a)의 형상 및 깊이의 설계는 차광재 자체의 투과율에 따라 결정되고 조절할 수 있고, 카본블랙 포토레지스트가 차광재인 경우를 예로 들면, 카본블랙 포토레지스트가 자외선에 대한 광학밀도 (Optical Density, O. D. )는 약 3/㎛이다. 이 뜻인 즉, 매 1㎛두께의 카본블랙 포토레지스트층의 자외선에 대한 투과율은 0. 001이다. 다시 말하면, 미세 구조(11a)의 깊이(카본블랙 포토레지스트층 두께)는 자외선의 투과율에 영향을 주고, 비교적 얕은 미세 구조(11a)는 비교적 높은 광 투과율을 구비하며, 비교적 깊은 미세 구조(11a)는 비교적 낮은 광 투과율을 구비한다.
비록 본 실시예의 미세 구조(11a)는 직사각형의 양태로 설계되었지만, 기타 실시양태가 있을 수도 있는 바, 예를 들면 제형, 쐐기형 또는 피라미드 형태의 외관일 수 있어, 각 미세 구조(11a)에 충진되는 차광재의 두께가 일치하지 않을 수 있으므로, 다른 투과율을 구비하는 다양한 차광층을 형성할 수 있다.
상기 단계에 의해, 본 실시예의 일 실험예는 하기와 같은 제어 조건을 사용해 포토마스크를 형성한다. 우선, 기판에 15와트의 산소 플라즈마를 2분간 통과시켜, 기판 표면의 친수성을 증가시킨다. 다음으로, 다시 4000rpm의 속도로 차광재를 스핀 코팅하고, 차광재는 카본블랙 포토레지스트 EK520를 예로 든다. 카본블랙 포토레지스트 EK520는 약 22. 5중량%의 카본블랙 입자를 포함한다. 다음으로, 다시 70℃의 온도에서 카본블랙 포토레지스트 EK520을 2분간 말리면, 도2d에 도시된 것과 같은 포토마스크 구조를 형성할 수 있다.
다음으로, 도2e 및 도2g는 상기 포토마스크 구조를 반도체 프로세스에 적용하는 모식도이다. 본 실시예의 포토마스크를 반도체 기판(20) 상의 포토레지스트층(21)에 접착하고, 노광 현상을 거친 후, 포토마스크를 제거하여, 도2f 및 도2g와 같은 반도체 구조를 형성할 수 있다.
다음으로, 도1, 도3 내지 도4c를 함께 참조하면, 도3은 도1의 포토마스크 제조 단계S5의 상세한 흐름도이다. 도4a~도4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 또 다른 제조 모식도이다.
본 실시예의 포토마스크 제조 과정은 패터닝된 차광층을 형성하도록 차광층(12)을 경화시킨 후 차광층(12) 일부를 제거하는 단계(단계S5)를 더 포함한다. 즉, 차광층(12)과 미세 구조(11a)가 직접 패터닝된 차광층을 형성하는 방법을 제외한 외, 하나의 제거하는 단계를 별도로 추가하여, 차광층(12)과 유사한 구조를 형성할 수 있다.
플렉시블 기판(11) 상에 차광재를 스핀 코팅하여, 플렉시블 기판(11) 상에 차광층(12)을 형성하는 단계(단계S3)는 도4a와 같은 상황을 형성할 수 있다. 즉, 차광재를 미세 구조(11a)에 충진하는 것을 제외한 외, 미세 구조(11a) 사이의 플렉시블 기판(11)의 표면에 코팅할 수 있다. 이때, 패터닝된 차광층을 형성하도록 차광층 일부를 제거하는 단계(단계S5)가 필요하다.
상세하게 설명하면, 단계S5는 열가소성 고분자 판재(13)를 제공하여 차광층 상에 접착하는 단계(단계S51)를 더 포함한다. 열가소성 고분자 판재(13)는 연성 박막 재료일 수 있고, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 경질 폴리염화비닐(Rigid PVC), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아미드(PA), 폴리락트산(PLA), 또는 점착 특성을 구비하는 기타 적합한 박막 재료로 구성할 수 있다. 여기서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 열가소성 고분자 판재(13)로 예를 든다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 선택한 원인은 이는 비교적 낮은 유리 전이 온도(약 70도)를 구비하고, 또 이는 비교적 우수한 표면 접착력을 구비한다. 그러나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 선택하는 것에 한정되지 않는다.
다음으로, 열가소성 고분자 판재(13)를 차광층(12)에 접합한다(단계S52). 적절한 압력 및 온도를 가하는 것을 통하여, 예를 들면 본 실시예의 일 실험예의 작업 조건은 0. 2MPa의 압력과 80℃의 온도를 1분간 제공하여 두께가 17㎛ 인 열가소성 고분자 판재(13)에 가하는 것일 수 있고, 열가소성 고분자 판재(13)의 표면에 용해가 발생하고, 플렉시블 기판(11)의 표면에 코팅된 차광층(12)이 본딩된다.
다음으로, 열가소성 고분자 판재(13)를 제거하여, 차광층(12) 일부가 열가소성 고분자 판재와 함께 제거된다(단계S53). 이를 통해, 플렉시블 기판(11)의 표면에 코팅된 차광층(12)을 제거할 수 있어, 차광재를 미세 구조(11a)에만 충진시킨다.
도5a 내지 도6b를 함께 참고하면, 도5a~도5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포토마스크의 제조 과정 중에서 스핀 코팅으로 카본블랙 포토레지스트를 원홀 구조를 갖는 포토마스크에 스핀시킨 관측도 및 부분 확대도이다. 도6a~도6b는 도5a~도5b 중의 카본블랙 포토레지스트 일부를 제거한 후의 포토마스크의 관측도 및 부분 확대도이다.
도5a로부터 알 수 있는 바와 같이, 카본블랙 포토레지스트를 플렉시블 기판에 스핀 코팅할 때, 미세 구조 내에 충진할 수 있고, 또한 미세 구조의 가장자리에 형성된 표면장력 작용으로 약간 함몰된 형상을 나타낼 수 있다. 도6a~도6b는 열가소성 고분자 재료의 판재를 사용하여 카본블랙 포토레지스트 일부를 제거한 후의 포토마스크의 관측도이다. 플렉시블 기판의 표면에 코팅된 차광층의 대부분을 제거하여, 차광재를 미세 구조에만 충진하고, 포토마스크를 형성한다.
상기 내용을 종합해 보면, 본 발명은 플렉시블 기판 상에 복수 개의 미세 구조를 형성시키고, 코팅하는 방식을 통하여 차광재를 기판에 형성하는 바, 금속층체를 차광재로 사용하는 공지된 방식에 비해, 이러한 제조방식은 단가가 낮고, 프로세스 속도가 비교적 빠르며, 작동 온도가 비교적 낮고, 제조가 용이한 이외에, 차광재가 용액이므로, 차광층의 층체의 균일성이 비교적 우수하게 할 수도 있다. 이 밖에, 플렉시블 기판에 대한 선택을 통하여 포토마스크와 반도체 기판의 접합도를 진일보로 높게 할 수 있어, 노광 현상의 정밀도가 비교적 우수하다.
상기 내용은 단지 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아니다. 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서, 이에 대한 모든 등가적 변경 또는 변형은 모두 후술되는 특허청구범위에 포함되어야 할 것이다.
11: 플렉시블 기판 12: 차광층

Claims (11)

  1. 플렉시블 기판(Flexible Substrates)을 제공하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 복수 개의 미세 구조를 형성하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 차광재를 코팅하여, 상기 플렉시블 기판이 차광층을 형성하게 하는 단계;
    패터닝된 차광층을 형성하도록 상기 차광층을 경화시키는 단계; 및
    상기 차광층의 일부를 제거하는 단계를 포함하여 구성되되,
    상기 차광층은 단일층이고,
    상기 차광층의 일부를 제거하는 단계는,
    열가소성 고분자 판재를 제공하여 상기 차광층 상에 접착하는 단계;
    상기 열가소성 고분자 판재를 상기 차광층에 접합하는 단계; 및
    상기 열가소성 고분자 판재를 제거하여, 상기 차광층의 일부를 상기 열가소성 고분자 판재와 함께 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 기판의 재질은 폴리우레탄 아크릴레이트, 폴리비닐알콜, 자외선 경화수지, 폴리 디메틸 실록산 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광층의 재질은 카본블랙 포토레지스트, 레드 포토레지스트 또는 그린 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차광층과 상기 복수 개의 미세 구조가 패터닝된 차광층을 직접 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 고분자 판재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 경질 폴리염화비닐, 폴리비닐알콜, 폴리아미드 또는 폴리락트산으로 이루어진 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 차광재는 스핀 코팅(spin coating), 스프레이 코팅(spray coating), 블레이드 코팅(blade coating) 또는 딥핑 코팅(dipping coating)의 방식을 통하여 상기 플렉시블 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6575922B2 (ja) * 2016-01-27 2019-09-18 エルジー・ケム・リミテッド フィルムマスク、その製造方法、これを用いたパターンの形成方法およびこれを用いて形成されたパターン
WO2017131497A1 (ko) * 2016-01-27 2017-08-03 주식회사 엘지화학 필름 마스크, 이의 제조방법 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
EP3410215B1 (en) 2016-01-27 2020-06-17 LG Chem, Ltd. Film mask, method for manufacturing same, and method for forming pattern using film mask and pattern formed thereby
US20230356438A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-09 Viavi Solutions Inc Soft mold tool including a photomask

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010526648A (ja) 2007-04-04 2010-08-05 サン−ゴバン グラス フランス ゾル−ゲル層を有する製品の表面構造化の方法、構造化されたゾル−ゲル層を有する製品

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090003601A (ko) * 2007-07-03 2009-01-12 주식회사 엘지화학 플렉시블 포토마스크 및 이의 제조방법
US9465296B2 (en) * 2010-01-12 2016-10-11 Rolith, Inc. Nanopatterning method and apparatus
TWI522734B (zh) 2011-07-01 2016-02-21 國立成功大學 非相位移光罩之製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010526648A (ja) 2007-04-04 2010-08-05 サン−ゴバン グラス フランス ゾル−ゲル層を有する製品の表面構造化の方法、構造化されたゾル−ゲル層を有する製品

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