KR20090047320A - Large size transmittance modulation(tm) blankmask and process method of large size transmittance modulation(tm) photomask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식각저지막 및 투과제어막으로 이루어진 반투광부와 차광부 및 투광부를 형성하는데 있어, 반투광부의 투과제어막을 건식 식각방법을 이용하여 제조함으로서 고해상도의 핵심치수 (CD: Critical Dimension) 사이즈를 보다 용이하게 구현가능하게 하며 피사체의 패턴 프로파일이 정밀하게 제어 가능한 장점을 가지는 평판 디스플레이 제조용 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다. 또한 석영 기판과 투과제어막 사이에 식각저지막을 구비함으로서 건식식각 공정시 투명기판의 손상을 방지함으로서 공정 수율의 상승을 기대할 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한 반투광부, 투광부 및 차광부에서의 콘트라스트가 커서 패턴 검사가 용이한 장점을 가지고 있다. The present invention is to form a semi-transmissive portion consisting of an etch stop film and a transmission control film, and a light shielding portion and a light transmitting portion, by manufacturing a transmission control film of the semi-transmissive portion using a dry etching method to reduce the critical dimension (CD: critical dimension) size The present invention relates to a large area transparent control blank mask and a photomask for manufacturing a flat panel display, which has an advantage of making it easier to implement and having a precisely controllable pattern profile of a subject. In addition, an etch stop layer is provided between the quartz substrate and the transmission control layer to prevent damage to the transparent substrate during the dry etching process, thereby increasing the process yield. In addition, the contrast in the transflective part, the transmissive part, and the light shielding part is large, and thus has an advantage of easy pattern inspection.
액정표시장치, 대면적 투과 제어 블랭크 마스크, 대면적 포토마스크, 투과율, 식각저지막 LCD, large area transmission control blank mask, large area photomask, transmittance, etch stop film
Description
본 발명은 액정 표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등의 평판 디스플레이(FPD) 제품의 제조에 사용되는 대면적 투과제어 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to large area transmission control blank masks and photomasks used in the manufacture of flat panel display (FPD) products such as liquid crystal displays (LCDs), organic light emitting diodes (OLEDs), plasma display panels (PDPs), and the like.
오늘날 액정표시장치(LCD), 유기전계 발광 소자(OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)등의 평판 디스플레이(FPD) 제품은 시장의 요구가 고급화, 고기능화 됨에 따라 그 응용 범위가 확대되면서, 고정밀의 해상도를 갖는 포토마스크 및 블랭크마스크가 필요시 되고 있다. 하지만 종래의 그레이톤형 포토마스크의 경우에는 노광시 해상도의 한계로 인해서 고정밀의 핵심치수(CD)를 만족하는 피사체의 패턴 제어가 용이하지 못하다는 단점을 가지고 있다. 또한 핵심치수(CD) 정밀도를 높이기 위해서 건식식각 공정을 적용하는 경우 높은 가격의 기판이 손상되는 치명적인 문제점을 가지고 있다. 더불어 종래 블랭크마스크의 경우 검사파장에서 콘트라스트가 낮아서 검사가 용이하지 못한 어려움을 내재하고 있다.Today's flat panel display (FPD) products such as liquid crystal display (LCD), organic light emitting diode (OLED), and plasma display panel (PDP) products have high precision and resolution as the market demands are advanced and advanced. There is a need for photomasks and blank masks having However, the conventional gray tone photomask has a disadvantage in that it is not easy to control a pattern of a subject that satisfies a high-definition core dimension (CD) due to the limitation of resolution during exposure. In addition, when the dry etching process is applied in order to increase the core dimension (CD) precision, a high cost substrate is damaged, which has a fatal problem. In addition, the conventional blank mask has a low contrast in the inspection wavelength has a difficulty in the inspection is not easy.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 건식 식각 공정을 이용하여 고정밀의 핵심치수(CD: Critical Dimension)를 가지는 투과제어막과 식각저지막으로 구성된 반투광부 및 차광부와 투광부를 형성할 수 있는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 이를 이용한 투과 제어 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the conventional problems as described above by using a dry etching process to form a semi-transmissive portion, a light shielding portion and a transmissive portion consisting of a transmission control film and an etching stopper film having a high precision critical dimension (CD) An object of the present invention is to provide a large-area transmissive control blank mask and a method of manufacturing a transmissive control photomask using the same.
또한, 건식 식각 공정시 하부 기판의 손상이 없는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 이를 이용한 투과 제어 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a large-area transmissive control blank mask without damage to the lower substrate during a dry etching process and a method of manufacturing a transmissive control photomask using the same.
또한, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 검사가 용이한 특성을 갖는 물질로 구성된 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 이를 이용한 투과 제어 포토마스크의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a large-area transmission control blank mask and a method of manufacturing a transmission control photomask using the same to solve the conventional problems as described above and made of a material having an easily inspected property.
첫째, 투과제어막과 투명기판 사이에 하부 투명기판을 보호하기 위해서 구비된 식각저지막을 가지는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크를 이용하여 건식 식각공정으로 투과제어막을 그리고 습식 및 건식 식각으로 식각저지막, 차광막 및 반사방지막을 식각함으로서 차광부 및 투광부 형성 한 후 식각저지막과 투과제어막으로 이루어진 반투광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 대면적 투과 제어 포토마스크의 제조 방법에 대해서 설명하는 내용이다. First, using a large-area transmissive control blank mask having an etch stop film provided between the transmissive control film and the transparent substrate to protect the lower transparent substrate, the transmissive control film is formed by the dry etching process, and the etch stop film and the light shielding film by wet and dry etching. And a method of manufacturing a large-area transmissive control photomask, wherein the anti-reflection film is etched to form a light blocking portion and a light transmitting portion, and then a semi-transmissive portion comprising an etch stop film and a transmission control film.
둘째, 대면적 투과 제어 포토마스크의 반투광부를 먼저 형성 한 후 차광부 및 투광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 대면적 투과 제어 블랭크마스크의 제조 방법에 대해서 설명하는 내용이다. Second, the method for manufacturing the large-area transmissive control blank mask, characterized in that the semi-transmissive portion of the large-area transmissive control photomask is first formed, and then the light-shielding portion and the transmissive portion are formed.
본 발명에 따른 대면적 투과 제어 포토마스크의 제조방법에서는 투명기판(2)위에 식각저지막(4)을 형성하는 단계, 식각저지막(4)위에 투과제어막(6)막을 형성하는 단계 그리고 상기 투과제어막(6)상에 차광막(8)과 반사방지막(10)을 차례로 형성하는 단계, 반사방지막(10) 상에 포토레지스트막(12)을 도포하는 단계를 포함하는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크를 준비한다. 상기와 같이 대면적 블랭크 마스크의 경우, 석영 기판(2)과 투과제어막(6) 사이에 석영 기판(2)과의 선택비가 우수한 식각저지막을 구비함으로서 고가 석영기판을 보호할 수 있게 되는 장점과 더불어 상기 식각저지막(4) 상에 고정밀의 핵심치수(CD)의 제어가 용이한 몰리브덴실리사이드(MoSi) 등 실리사이드계열의 막으로 구성된 투과제어막(6)의 사용이 가능하다는 특징을 가진다.In the method for manufacturing a large-area transmission control photomask according to the present invention, forming an etch stop film (4) on the transparent substrate (2), forming a transmission control film (6) film on the etch stop film (4) and the A large-area transmissive control blank mask comprising the steps of sequentially forming a
상기 블랭크마스크를 사용하여 먼저 투광부를 형성하기 위해서 투광부 영역의 위치에 포토레지스트(12)막을 노광 및 현상하는 단계, 상기 포토레지스트(12)의 패턴을 식각 마스크로 하여 반사방지막(10)과 차광막(8) 식각하는 단계, 또한 상기 포토레지스트(12)의 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 투과제어막(6)을 건식 식각하는 단계, 식각저지막(4)을 순차적으로 식각하는 단계, 상기 잔류하는 포토레지스트막(12)을 제거하는 단계, 상기 식각된 패턴 상에 포토레지스트막(14)을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트막(14)에서 반투광부 영역에 노광 및 현상하는 단계, 상기 패턴이 형성된 포토 레지스트막(14)을 식각 마스크로 하여 반사방지막(10) 및 차광막(8)을 식각하는 단계, 상기 잔존하는 포토레지스트막(14)을 제거함으로서 반투광부를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. Exposing and developing the
상기 식각저지막(4), 투과제어막(6), 차광막(8) 및 반사방지막(10) 중 어느 하나는 탄탈(Ta), 코발트(Co), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr),바나듐(V), 팔라듐(Pd),티타늄(Ti), 플랫티늄(Pt), 망간(Mn), 철(Fe), 실리콘(Si), 니켈(Ni), 카드늄(Cd), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 셀렌(Se), 구리(Cu), 이트륨(Y), 황(S), 인듐(In), 주석(Sn), 하프늄(Hf), Ti(티타늄), 칼슘(Ca), 갈륨(Ga), 아연(Zn) 알루미늄(Al), 비소(As) 등의 금속 또는 이들 금속의 1종 또는 2종이상의 합금에 반응성 가스로 산소(O2), 질소(N2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 이산화질소(NO2), 산화질소(NO), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 불소(F) 등을 사용하는 재료, 융점이 높은 금속의 실리사이드(Si), 예를 들면 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 주석(Sn), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), Zr(지르코늄) 등의 실리사이드(Si)에 산소(O2), 질소(N2), 이산화탄소(CO2), 이산화질소(NO2) 등의 반응성 가스가 1종 또는 2종 이상 사용된 재료를 예로 들 수 있다. 또한 상기 반투광부는 위상차가 소정의 값(예를 들면, 약 0° ~ 100°)으로 조정된 막이라도 무관하다. One of the
더욱 바람직하게는 투과제어막(6)으로서는 MoSiON, MoSiN, MoSiOCN, WSiON, WSiOCN, HfON, HfOCN, HfCO2, HfO2 SnON, SnOCN, ITO, TaSiN, TaSiON, ZrSi, ZrSiN, ZrSiON, ZrSiOCN 중 어느 하나로 상기 투과제어막(6)을 형성하는 것이 바람직하다. More preferably, as the
또한 차광막(8)은 CrN 및 CrCN, 반사방지막(10)으로는 CrCON 및 CrON 중 1종을 형성하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the
또한 식각저지막(4)은 CrON, CrOCN, CrCN, CrO, CrN 중 1종을 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the
또한 상기 식각저지막(4), 차광막(8) 및 반사방지막(10)의 건식 식각 가스는 염소계열의 Cl2, CCl4, BCl3, SiCl, BCl, BCl2, SiCl4 중 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use at least one of chlorine-based Cl2, CCl4, BCl3, SiCl, BCl, BCl2, and SiCl4 as the dry etching gas of the
또한 상기 투과제어막(6)의 건식 식각 가스로는 플루오르(F)계열의 SF6, CF4, CH2F2, NF3, CHF3 중 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use at least one of fluorine (F) -based SF6, CF4, CH2F2, NF3 and CHF3 as the dry etching gas of the
또한 HI, BBr, HBr, H2O, CH3OH, O2, Ar, H2, He 등의 가스를 1종 또는 2종 이상 더 포함될 수 도 있다.In addition, one or two or more kinds of gases such as HI, BBr, HBr, H 2 O, CH 3 OH,
또한 상기 반사방지막(10)과 차광막(8)은 건식 식각과 습식식각 중에 하나로 선택되는 것이 바람직하다. In addition, the
또한 상기 차광막(8)과 투과제어막(6), 투과제어막(8)과 식각저지막(4), 식각저지막(4)과 투명기판(2)사이의 선택비는 3 내지 100을 만족하는 것이 바람직하다. In addition, the selectivity between the
또한 상기 식각저지막(4)과 투과제어막(6)으로 이루어진 반투광부의 투과율이 300nm ~ 500nm의 노광파장에서 5% 내지 90% 이고 두께는 50Å 내지 2000Å인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the transmittance of the semi-transmissive part including the
또한 상기 반투광부의 위상차는 노광파장인 300nm 내지 500nm의 파장대에서 0° 내지 100°의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the phase difference of the semi-transmissive portion satisfies the range of 0 ° to 100 ° in the wavelength range of 300 nm to 500 nm, which is an exposure wavelength.
또한 차광막(8) 및 반사방지막(10)의 두께는 50Å 내지 2,500Å이며, 상기 식각저지막(4), 차광막(8), 반사방지막(10)을 패터닝하기 위해서 1,000Å 내지 20,000Å 두께의 포토레지스트(Photo Resist)막을 형성하는 것이 바람직하다. In addition, the
또한 식각저지막(4), 투과제어막(6), 차광막(8) 및 반사방지막(10)의 제곱 평균 거칠기(Rq) 값이 0 내지 6[nmRMS], 중심선 평균 조도(Ra) 값이 0 내지 5nm를 형성하는 것이 바람직하다. In addition, the root mean square roughness (Rq) of the etch stop film (4), the transmission control film (6), the light shielding film (8), and the antireflection film (10) is 0 to 6 [nmRMS], and the center line average roughness (Ra) is 0. It is preferable to form from 5 nm.
또한 상기 투과제어막(6)의 제작에 필요한 금속+실리콘(Metal+ Silicide) 의 타겟의 경우 금속: 실리콘의 비율이 5 at% : 95 at% 내지 95at% 내지 5at% 및 5 mol% : 95 mol% 내지 95mol% 내지 5mol%의 비율을 만족하는 것이 바람직하다. In addition, in the case of the target of metal + silicon (Metal + Silicide) required for the production of the
또한 상기 포토레지스트 막을 코팅한 후 핫플레이트(Hot Plate)를 이용하여 50℃ 내지 250℃의 온도에서 0 내지 120분간 소프트베이크(Soft Bake)를 실시하는 것이 바람직하다.In addition, after coating the photoresist film, it is preferable to perform a soft bake (Soft Bake) for 0 to 120 minutes at a temperature of 50 ℃ to 250 ℃ using a hot plate (Hot Plate).
또한 상기 포토레지스트막을 코팅하는 방법으로서는 스핀 코팅(Spin Coating), 캐필러리 코팅(Capillary Coating) 또는 스캔 앤드 스핀 코팅(Scan And Spin Coating)법 중 1종을 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use one of spin coating, capillary coating or scan and spin coating as a method of coating the photoresist film.
또한 상기 잔류 포토레지스트 막을 제거하기 위해서 30℃ 내지 150℃의 온도에서 가열된 황산(H2SO4)이 포함된 용액 사용하거나 또는 상기 포토레지스트 막을 용해 가능한 용매 또는 자외선 노광 후 현상액을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in order to remove the residual photoresist film, it is preferable to use a solution containing sulfuric acid (
둘째, 대면적 투과 제어 포토마스크의 반투광부를 먼저 형성 한 후 차광부 및 투광부를 형성하는 것을 특징으로 하는 대면적 투과 제어 블랭크마스크의 제조 방법 에 대해서 설명한다. Second, a method of manufacturing a large-area transmissive control blank mask, characterized in that the semi-transmissive portion of the large-area transmissive control photomask is first formed and then the light-shielding portion and the transmissive portion are formed.
본 발명에 따른 대면적 투과 제어 블랭크마스크의 제조방법에서는 본 발명에 따른 대면적 투과 제어 포토마스크의 제조방법에서는 투명기판(2)위에 식각저지막(4)을 형성하는 단계, 식각저지막(4)위에 투과제어막(6)막을 형성하는 단계 그리고 상기 투과제어막(6)상에 차광막(8)과 반사방지막(10)을 차례로 형성하는 단계, 반사방지막(10) 상에 포토레지스트막(12)을 도포함으로서 대면적 블랭크 마스크를 준비한다. 상기 대면적 블랭크마스크를 이용하여 먼저 반투광부를 형성하기 위해서 반투광부의 영역에 해당하는 위치에 포토레지스트(12)막을 노광 및 현상하는 단계, 상기 포토레지스트(12)의 패턴을 식각 마스크로 하여 반사방지막(10)과 차광막(8) 건식 식각하는 단계, 상기 잔존하는 포토레지스트막(12)을 제거하는 단계, 상기 식각된 패턴 상에 포토레지스트막(14)을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트막(14)에서 투광부의 영역에 대해 노광 및 현상하는 단계, 상기 패턴이 형성된 포토 레지스트막(14)을 식각 마스크로 하여 반사방지막(10), 차광막(8), 투과제어막(6) 및 식각저지막(4)을 순차적으로 식각하는 단계, 상기 잔존하는 포토레지스트(14)막을 제거함으로서 투광부와 차광부를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the large-area transmission control blank mask according to the present invention, in the method of manufacturing the large-area transmission control photomask according to the present invention, the step of forming an etch stop film (4) on the transparent substrate (2), the etching stop film (4) Forming a transmission control film (6) film on the transparent control film (6), and then forming a light shielding film (8) and an antireflection film (10) on the transmission control film (6), the photoresist film (12) on the antireflection film (10) ), A large area blank mask is prepared. Exposing and developing the
상술한 바와 같이 본 발명의 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크는 다음과 같은 효과를 제공한다. As described above, the large area transmission control blank mask and the photomask of the present invention provide the following effects.
첫째, 투과제어막 및 식각저지막으로 이루어진 반투광부와 차광부 및 투광부를 형 성하는데 건식 식각방법을 이용하여 제조함으로서 고해상도의 핵심치수 (CD: Critical Dimension) 사이즈를 보다 용이하게 구현가능하게 하며 피사체의 패턴 프로파일이 정밀하게 제어 가능한 장점을 가지는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 투과 제어 포토마스크를 제공한다. First, by using a dry etching method to form a semi-transmissive portion, a light-shielding portion, and a light-transmitting portion consisting of a transmission control film and an etch stop film, it is possible to easily implement a high resolution critical dimension (CD) size A large area transmission control blank mask and a transmission control photomask have the advantage that the pattern profile of is precisely controllable.
둘째, 투명기판과 투과제어막 사이에 식각저지막을 구비함으로서 건식식각 공정시 투명기판을 보다 효과적으로 보호할 수 있는 장점과 더불어 공정수율의 상승을 기대할 수 있는 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 투과 제어 포토마스크의 제조 방법을 제공한다.Second, by providing an etch stop layer between the transparent substrate and the transmission control layer, the transparent substrate can be more effectively protected during the dry etching process, and a large area transmission control blank mask and a transmission control photomask which can expect an increase in process yield. It provides a method for producing.
셋째, 반사율이 검사파장에서 검사가 용이한 투과제어막을 제공함으로서 공정상의 생산성 향상을 기대할 수 있는 대면적 투과 제어 포토마스크 및 그 원재료인 투과 제어 블랭크마스크를 제공한다.Third, the present invention provides a large-area transmissive control photomask and its raw material-permeable blanking mask which can be expected to improve process productivity by providing a transmissive control film whose reflectance is easy to inspect at an inspection wavelength.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
(실시예 1)(Example 1)
본 실시예에 따른 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크의 제조방법은 도 2a 내지 도2h 에서와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 대면적 투과 제어 포토마스크 제조방법을 개략적으로 도시한 도면들이다. The manufacturing method of the large-area transmission control blank mask and the photomask according to the present embodiment is a diagram schematically illustrating the manufacturing method of the large-area transmission control photomask according to the first embodiment of the present invention as shown in FIGS. 2A to 2H. .
먼저, 도 2a에서와 같이 유리나 석영으로 이루어진 투명기판(2)위에 식각저지 막(4), 투과제어막(6), 차광막(8) 및 반사방지막(10)을 순차적으로 형성한다. 그리고 상기 반사방지막(10)상에 포토레지스트막(12)을 형성함으로서, 도 2a와 같이 대면적 투과 제어 블랭크마스크를 준비한다. First, as shown in FIG. 2A, an
상기 식각저지막(4)은 크롬 타겟으로 하여 아르곤, 이산화탄소, 질소를 이용한 리액티브 스퍼터링으로 90Å의 질화산화탄화크롬(CrCON)을 형성한다. 또한 상기 투과제어막(6)은 몰리브덴 실리사이드(10:90at%)의 금속 타겟으로 진공챔버의 진공도가 2.1mTorr, 인가전력이 1.5kW인 조건에서 반응성 가스의 혼합비율은 아르곤 : 질소의 부피비가 65%: 35%로 하여 250Å의 질화실리사이드몰리브덴(MoSiN)을 형성하였다. 또한, 차광막(8)을 크롬 타겟으로 하여 아르곤, 메탄, 질소를 이용한 리액티브 스퍼터링으로 탄화질화크롬(CrCN)을 형성한다. 진공챔버의 진공도가 2mTorr, 인가전력이 1.41kW인 조건에서 반응성 가스의 혼합비율은 아르곤 : 질소: 메탄의 부피비가 90%: 9%: 1%로 하여 차광막(10)인 CrCN을 780Å으로 형성하였다. 또한, 상기 차광막(8) 상에 반사방지막(10)인 CrCON을 동일한 스퍼터링방법으로 진공챔버의 진공도가 2mTorr, 인가전력이 1.0kW인 조건에서 반응성 가스의 혼합비율은 아르곤 : 질소: 이산화탄소의 부피비가 20%: 77%: 3%로 하여 270Å의 CrCON막을 성막하였다. The
또한, 상기 반사방지막(10) 위에 AZ-1500을 스캔 앤드 스핀 코팅 방식을 이용하여 1,0000Å 두께의 포토레지스트막(12)을 형성 후, 핫플레이트에서 소프트 베이크를 실시한다. 상기에서 소프트 베이크는 100℃의 소프트 베이크 온도에서 15분 정도 실시하여 대면적 투과 제어 블랭크 마스크를 준비하였다.In addition, after the AZ-1500 is formed on the
먼저 투광부에 해당하는 포토레지스트막(12)의 영역에 대한 노광 및 2.38%TMAH 용 액을 이용하여 현상 공정을 실시함으로서, 도 2b에서와 같이 제 1 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이러한 포토레지스트 패턴(12)을 식각마스크로 하여, 상기 크롬계 반사방지막(10) 및 차광막(8)을 클로라인(Cl2) 및 산소(O2)의 가스로, 상기 몰리브덴 실리사이드 계열의 막인 투과제어막(6)을 설퍼 헥사플로라이드(Sulfur Hexafluoride: SF6) 및 산소(O2) 가스로, 크롬계 식각저지막(4)인 CrOCN을 클로라인(Chlorine: Cl2) 및 산소(O2) 가스를 이용하여 순차적으로 건식식각 공정을 실시함으로서 도2c와 같이 투광부를 형성하였다. 추가적으로 수송가스(Carrier Gas)로서는 헬륨(He) 가스를 사용하였다. 그 다음 잔류하는 포토레지스트막(12)를 85℃에서 가열한 황산용액에 디핑(Dipping) 방식으로 완전히 제거하였다. First, the first photoresist pattern is formed as shown in FIG. 2B by performing an exposure process on the region of the
그리고 반투광부를 형성하기 위해서 상기 패턴 상에 포토레지스트막(14)을 스캔 앤드 스핀 코팅 방식을 이용하여 AZ-1500을 1,0000Å 두께의 막으로 도 2e와 같이 형성 한 후, 핫플레이트에서 소프트 베이크를 실시한다. 상기에서 소프트 베이크는 100℃의 소프트 베이크 온도에서 15분 정도 실시하였다. In order to form a semi-transmissive portion, the
또한 상기 반투광부에 해당하는 포토레지스트막(14)의 영역에 노광 및 현상함으로서 도 2f와 같이 포토레지스트 패턴(14)을 형성하였다. 포토레지스트 패턴(14)을 식각마스크로 하여 상기 크롬계 반사방지막(10)과 차광막(8)을 클로라인(Chlorine: Cl2) 및 산소(O2) 가스를 이용하여 순차적으로 건식식각 공정을 실시한 후 도 2g와 같이 반투광부를 형성하였다. 잔존하는 포토레지스트막(14)은 85℃에서 가열한 황산용액에 디핑(Dipping) 방식으로 완전히 제거한다. 그런 다음, 상기 패턴에 남아있는 이물질을 제거하기 위해서 세정공정을 추가한다. 도 2h는 그러한 결과를 도시 한 도면이다. 도 2h에서 보는 바와 같이, 투과제어막(6)과 식각저지막(4)으로 구성된 반투광과부, 그 주위를 둘러싼 형태의 차광부 및 투광부가 형성된 대면적 투과 제어 포토마스크가 완성된다. The
상기 투과제어막(6)에 대한 막 성분을 분석하고자 오제전자분광기(Auger Electron Spectroscopy)를 이용하여 분석하였으며 투과제어막(10)인 질화실리사이드몰리브덴(MoSiN)막에 대한 조성 분석결과는 몰리브덴(Mo)이 5.2at%, 실리사이드(Si)가 47.5at%, 질소(N)가 47.3at%로 이루어지는 것을 확인하였다. In order to analyze the membrane component of the transmission control membrane (6) using an Auger Electron Spectroscopy (Auger Electron Spectroscopy) was analyzed and the composition analysis results of the molybdenum nitride (MoSiN) membrane of the
또한 본 실시예에 따른 샘플 제작 결과, 식각저지막(4), 투과제어막(6), 차광막(8) 및 반사방지막(10)의 표면 제곱 평균 거칠기 값을 분석하고자 Digital Instrument(UK)사의 Nanoscope IIIa(AFM) 측정장비를 통해서 표면의 중심선 평균 조도(Ra)와 제곱 평균 거칠기(Rq)값을 측정한 결과, 식각저지막(4)은 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.4nm이고 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.52nmRMS, 투과제어막(6)은 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.32nm이고 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.40nmRMS,차광막(8)은 중심선 평균 조도값이 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.35nm이고 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.43nmRMS, 반사방지막(8)은 중심선 평균 조도(10)는 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.41nm이고 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.53nmRMS의 결과를 얻었으며 이는 상기 막의 표면이 양호하게 성막된 것으로 판단된다.In addition, as a result of fabrication of the sample according to the present embodiment, in order to analyze the surface square mean roughness values of the
또한 석영 기판에 대한 건식 식각 전/후 표면의 손상여부를 판별하기위해서 표면 거칠기를 분석한 결과 건식 식각 공정전의 석영 기판에 대한 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.35nmRMS, 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.42nm이고 건식 식각 공정 후의 석영 기판 표면에 대한 평균 거칠기(Rq)값은 0.38nmRMS, 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.47nm로서 식각저지막(4)을 구비함으로서 건식식각 공정상에 석영기판의 손상은 없는 것으로 확인되었다. In addition, as a result of surface roughness analysis to determine whether the surface of the quartz substrate is damaged before or after the dry etching, the root mean square roughness (Rq) of the quartz substrate before the dry etching process is 0.35 nm RMS, and the center line average roughness (Ra) value. Is 0.42 nm and the average roughness (Rq) value of the surface of the quartz substrate after the dry etching process is 0.38 nm RMS, and the center line average roughness (Ra) value is 0.47 nm. No damage was confirmed.
또한, 상기 대면적 블랭크 마스크에 대한 포토마스크 핵심치수(CD: Critical Dimension)특성을 평가한 결과 마스크의 레지스트레이션(Registration) 값은 X-Axis에 대해서 0.651??m, Y-Axis에 대해서는 0.974??m의 값을 가지고 있으며, CD Uniformity의 3 Sigma 값은 0.11??m, MTT(Mean To Target)값이 0.12??m로 종래의 포토마스크의 보다 우수한 특성을 보이고 있다. In addition, as a result of evaluating the critical dimension (CD) characteristic of the large-area blank mask, the registration value of the mask was 0.651 ?? m for X-Axis and 0.974 ?? for Y-Axis. It has a value of m, 3 Sigma value of CD Uniformity is 0.11 ?? m, MTT (Mean To Target) value is 0.12 ?? m, showing better characteristics of the conventional photomask.
또한 식각저지막과 투과제어막으로 구성된 투과제어막의 투과율을 측정한 결과 같이 노광파장에서 투과율이 50%를 만족하며 위상차가 45°의 값을 만족하였다. Also, as a result of measuring the transmittance of the transmissive control film composed of the etch stop film and the transmissive control film, the transmittance satisfies 50% in the exposure wavelength and the phase difference satisfies the value of 45 °.
또한 본 대면적 투과 제어 포토마스크의 경우 종래의 그레이톤 포토마스크에 비해 검사파장인 505nm에서 패턴 검사 시 차광부, 반투광부 및 투광부의 콘트라스트가 커서 패턴 검사 시 문제점을 발견할 수 없었다.In addition, the large-area transmission control photomask has a large contrast between the light blocking part, the semi-transmissive part, and the light transmitting part when inspecting the pattern at 505 nm, which is the inspection wavelength, compared to the conventional gray tone photomask.
(실시예 2)(Example 2)
본 실시예에 따른 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크의 제조방법은 도 3a 내지 도3f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플랫 투과 제어 포토마스크 제조방법을 개략적으로 도시한 도면들이다. 3A to 3F are schematic views illustrating a method for manufacturing a flat transmission control photomask according to a second embodiment of the present invention.
먼저, 도 2a를 참조하여 설명한 바와 같이, 유리나 석영으로 이루어진 투명기판(2)위에 식각저지막(4), 투과제어막(6), 차광막(8) 및 반사방지막(10)을 순차적으로 형성한다. 그리고 상기 반사방지막(10)상에 포토레지스트(12)막을 형성함으로서, 도 3a와 같이 대면적 투과 제어 블랭크마스크를 준비한다. First, as described with reference to FIG. 2A, an
먼저, 상기 반투광부에 해당하는 포토레지스트막(12)의 영역에 노광 및 현상함으로서 포토레지스트 패턴(12)을 형성하였다. 포토레지스트 패턴(12)을 식각마스크로 하여 상기 크롬계 반사방지막(10)과 차광막(8)을 클로라인(Chlorine: Cl2) 및 산소(O2) 가스를 이용하여 순차적으로 건식식각 공정을 실시한 후 도 3b와 같이 반투광부를 형성하였다. 그리고 잔존하는 포토레지스트막(12)은 85℃에서 가열한 황산용액에 디핑(Dipping) 방식으로 완전히 제거한다. 그런 다음, 상기 패턴에 남아있는 이물질을 제거하기 위해서 세정공정을 추가하였다. First, the
또한 투광부 및 차광부를 형성하기 위해서 상기 패턴이 형성된 막 상에 포토레지스트막(14)을 스캔 앤드 스핀 코팅 방식을 이용하여 AZ-1500을 1,0000Å 두께의 막으로 도 3c와 같이 형성 한 후, 핫플레이트에서 소프트 베이크를 실시한다. 상기에서 소프트 베이크는 100℃의 소프트 베이크 온도에서 15분 정도 실시하였다. In addition, after the
또한 투광부 및 차광부를 형성하기 위해서 투광부에 해당하는 포토레지스막(14)의 영역에 노광 및 현상 공정을 통해서 포토레지스트 패턴(14)을 도 3d 와 같이 형성하였다. 상기 포토레지스트 패턴(14)을 식각마스크로 하여 크롬계막인 반사방지막(10) 및 차광막(8)을 클로라인(Chlorine: Cl2) 및 산소(O2) 가스를 이용하여 순차적으로 건식식각 공정을 실시하였고 몰리브덴 실리사이드 계열의 막인 투과제어막(6)을 설퍼 헥사플로라이드(Sulfur Hexafluoride: SF6) 및 산소(O2) 가스로, 크롬계 식각저지막(4)인 CrOCN을 클로라인(Chlorine: Cl2) 및 산소(O2) 가스를 이용하여 순차적으로 건식식각 공정을 실시하여 도 3e와 같이 투광부 및 차광부를 형성 하였다. In addition, in order to form the light transmitting portion and the light blocking portion, the
최종적으로 상기 잔존하는 포토레지스트막(14)을 85℃에서 가열한 황산용액에 디핑(Dipping) 방식으로 완전히 제거한다. 그런 다음, 상기 패턴에 남아있는 이물질을 제거하기 위해서 세정공정을 추가로 실시함으로서 도 3f 와 같이 대면적 투과제어 포토마스크를 완성하였다. Finally, the remaining
상기 대면적 투과 제어 포토마스크에 있어서 석영 기판에 대한 건식 식각 전/후 표면의 손상여부를 판별하기위해서 표면 거칠기를 분석한 결과 건식 식각 공정전의 석영 기판에 대한 제곱 평균 거칠기(Rq)값이 0.39nmRMS, 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.48nm이고 건식 식각 공정 후의 석영 기판 표면에 대한 평균 거칠기(Rq)값은 0.41nmRMS, 중심선 평균 조도(Ra)값이 0.52nm로서 식각저지막(4)을 구비함으로 인해서 건식식각 공정상에 석영기판의 손상은 없는 것으로 확인되었다. As a result of analyzing the surface roughness to determine whether the surface of the large area transmission control photomask is damaged before or after the dry etching on the quartz substrate, the root mean square roughness (Rq) of the quartz substrate before the dry etching process is 0.39 nm RMS. The average roughness (Rq) of the surface of the quartz substrate after the dry etching process is 0.41 nm RMS, and the center line average roughness (Ra) of 0.42 nm, and the center line average roughness (Ra) of 0.52 nm. Therefore, it was confirmed that there is no damage of the quartz substrate in the dry etching process.
또한, 상기 대면적 블랭크 마스크에 대한 포토마스크 특성을 평가한 결과 마스크의 레지스트레이션(Registration) 값은 X-Axis에 대해서 0.653??m, Y-Axis에 대해서는 0.976??m의 값을 가지고 있으며, CD Uniformity의 3 Sigma 값은 0.13??m, MTT(Mean To Target)값이 0.15??m로 종래의 포토마스크의 보다 우수한 특성을 보이고 있다. In addition, as a result of evaluating the photomask characteristics of the large-area blank mask, the registration value of the mask has a value of 0.653 ?? m for X-Axis and 0.976 ?? m for Y-Axis, and CD. The 3 Sigma value of uniformity is 0.13 ?? m and the MTT (Mean To Target) value is 0.15 ?? m, which shows better characteristics of the conventional photomask.
도 1은 본 발명에 따른 종래의 그레이톤 블랭크 마스크를 나타내는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional gray tone blank mask according to the present invention.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조방법의 제 1 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.2A to 2H are cross-sectional views schematically showing a first embodiment of a method for manufacturing a large area transmission control blank mask and a photomask according to the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 대면적 투과 제어 블랭크 마스크 및 포토마스크 제조방법의 제 2 실시예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.3A to 3F are cross-sectional views schematically showing a second embodiment of a method for manufacturing a large-area transmission control blank mask and a photomask according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
2 : 투명기판 4 : 식각저지막 2: transparent substrate 4: etch stop film
6 : 투과제어막 8 : 차광막6: transmission control film 8: light shielding film
10 : 반사방지막 12, 14 : 포토레지스트 막 10:
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