KR20160085741A - Manufacturing method of multi-gray scale photomask, multi-gray scale photomask and method of manufacturing display device - Google Patents

Manufacturing method of multi-gray scale photomask, multi-gray scale photomask and method of manufacturing display device Download PDF

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Abstract

Provided is a method for manufacturing a multi-gray scale photomask for manufacturing a display device without generating pattern degradation due to wet etching and alignment dislocation, and forming a transfer pattern having an edge of a light transmitting portion and a light shielding portion, and an edge of a semi-light transmitting portion and a light shielding portion, at a fixed density. In the case of a method for manufacturing a multi-gray scale photomask having a transfer pattern having a light shielding portion, a semi-light transmitting portion, and a light transmitting portion formed by separately patterning a light shielding film and a semi-light transmitting film formed on a transparent substrate, the transfer pattern has a portion in which the light shielding portion is adjacent to the light transmitting portion and a portion in which the semi-light transmitting portion is adjacent to the light transmitting portion. In addition, in the case of the method for manufacturing a multi-gray scale photomask, the multi-gray scale photomask has a predetermined process.

Description

다계조 포토마스크의 제조 방법, 다계조 포토마스크 및 표시 장치의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK, MULTI-GRAY SCALE PHOTOMASK AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-gradation photomask, a multi-gradation photomask,

본 발명은, 액정이나 유기 EL(Electro Luminescence)로 대표되는 표시 장치의 제조에 유용한 다계조 포토마스크 및 그 제조 방법, 및 그 다계조 포토마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-gradation photomask useful for manufacturing a display device typified by liquid crystal or organic EL (Electro Luminescence), a method of manufacturing the same, and a method of manufacturing a display device using the multi-gradation photomask.

종래, 투명 기판 위에 형성된 차광막 및 반투광막이 각각 패터닝되어 이루어지는 전사용 패턴을 구비한 다계조 포토마스크가 알려져 있다.Conventionally, there is known a multi-gradation photomask having a transfer pattern in which a light-shielding film and a semitransparent film formed on a transparent substrate are respectively patterned.

예를 들어 특허문헌 1에는, 에칭 스토퍼막을 설치하지 않아도, 차광막 및 반투광막을, 에칭 특성이 동일하거나 혹은 근사한 막 재료로 구성할 수 있어, 반투광부의 패턴 어긋남을 방지할 수 있는 하프톤막 타입의 그레이톤 마스크 및 그 제조 방법이 기재되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a halftone film-type light-shielding film which can prevent the pattern shift of the translucent portion from being formed by a film material having the same or approximate etching characteristics as the light-shielding film and the semitransparent film without providing an etching stopper film A gray-tone mask and a manufacturing method thereof are described.

일본 특허 공개 제2005-257712호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-257712

반투광막을 사용한 다계조 포토마스크(그레이톤 마스크)는, 표시 장치 등의 제조에 있어서 필요한 포토마스크의 매수를 저감할 수 있으므로, 생산 효율 향상에 유용하다. 여기서, 특허문헌 1과 같이, 하프톤막을 사용한 다계조 포토마스크는, 패터닝이 실시된 복수의 막(차광막이나, 노광광을 일부 투과하는 반투광막 등)이 적층되어 이루어지는 전사용 패턴을 갖는다. 이러한 다계조 포토마스크의 제조 시에 있어서, 특허문헌 1에 기재된 제조 방법에 따르면, 막 소재에 있어서, 서로 에칭 선택성을 갖는 것을 선택하는 것이 필요하게 되지 않기 때문에, 소재의 선택 범위가 넓다고 하는 장점이 있다.A multi-grayscale photomask (gray-tone mask) using a semitransparent film can reduce the number of photomasks required for manufacturing a display device and the like, which is useful for improving production efficiency. Here, as in Patent Document 1, a multi-gradation photomask using a halftone film has a transfer pattern in which a plurality of films (a light-shielding film or a semitransparent film partially transmitting exposure light, etc.) on which patterning is performed are laminated. According to the manufacturing method described in Patent Document 1 in manufacturing such a multi-gradation photomask, since it is not necessary to select one having film etching selectivity with respect to the film material, there is an advantage that the selection range of the material is wide have.

특허문헌 1에 기재된 제조 방법에서는, 도 2에 기재된 공정에 의해, 도 2의 (i)에 나타내는 그레이톤 마스크(300)를 제조한다. 구체적으로는, 우선, 투명 기판(201) 위에 차광막(202)을 형성하고, 그 위에 포지티브형 레지스트를 도포해서 레지스트막(203)을 형성한 포토마스크 블랭크(200)를 준비한다(도 2의 (a)).In the manufacturing method described in Patent Document 1, the gray-tone mask 300 shown in Fig. 2 (i) is manufactured by the process described in Fig. More specifically, first, a photomask blank 200 in which a light-shielding film 202 is formed on a transparent substrate 201 and a positive resist is applied thereon to form a resist film 203 is prepared a)).

그리고 여기에, 레이저 묘화기 등을 사용해서 묘화하고(제1 묘화), 현상한다. 이에 의해 반투광부를 형성하는 영역(도 2의 A 영역)에서는 레지스트막이 제거되고, 차광부를 형성하는 영역(도 2의 B 영역) 및 투광부를 형성하는 영역(도 2의 C 영역)에는 레지스트막이 잔존하는 레지스트 패턴(203a)이 형성된다(도 2의 (b)).Then, the image is drawn (first drawing) using a laser drawing machine or the like, and developed. Thus, the resist film is removed in the region where the semi-transparent portion is formed (region A in FIG. 2), and the resist film remains in the region where the light-shielding portion is formed (region B in FIG. 2) A resist pattern 203a is formed (FIG. 2 (b)).

이어서, 형성된 레지스트 패턴(203a)을 마스크로 하여, 차광막(202)을 에칭(제1 에칭)하고, 차광부(B 영역) 및 투광부(C 영역)에 대응하는 영역에 차광막 패턴(202a)을 형성한다(도 2의 (c)). 그리고, 레지스트 패턴(203a)을 제거한다(도 2의 (d)).Subsequently, the light shielding film 202 is etched (first etching) using the formed resist pattern 203a as a mask, and a light shielding film pattern 202a is formed in a region corresponding to the light shielding portion (region B) and the light projecting portion (Fig. 2 (c)). Then, the resist pattern 203a is removed (Fig. 2 (d)).

이상 설명한 1회째의 포토리소그래피 공정에 의해, 반투광부에 대응하는 영역(A 영역)이 결정되고, 이 시점에서는 차광부(B 영역) 및 투광부(C 영역)는 결정되어 있지 않다.The region (region A) corresponding to the semi-transmissive portion is determined by the first photolithography process described above. At this point, the shielding portion (region B) and the transparent portion (region C) are not determined.

이어서, 이상에 의해 얻어진 차광막 패턴을 갖는 기판의 전체면에 반투광막(204)을 성막한다(도 2의 (e)). 이에 의해, A 영역의 반투광부가 형성된다.Then, a semi-light-transmitting film 204 is formed on the entire surface of the substrate having the light-shielding film pattern obtained as described above (Fig. 2 (e)). Thereby, the translucent portion of the A region is formed.

또한, 반투광막(204)의 전체면에 포지티브형 레지스트를 도포해서 레지스트막(205)을 형성하고(도 2의 (f)), 묘화를 행한다(제2 묘화). 현상 후에, 투광부(C 영역)에서는 레지스트막(205)이 제거되고, 차광부(B 영역) 및 반투광부(A 영역)에 레지스트막이 잔존하는 레지스트 패턴(205a)이 형성된다(도 2의 (g)).In addition, a positive resist is applied to the entire surface of the semitransparent film 204 to form a resist film 205 (Fig. 2 (f)), and the image is drawn (second drawing). After the development, the resist film 205 is removed in the transparent portion (region C), and a resist pattern 205a in which the resist film remains in the light shielding portion (region B) and the translucent portion (region A) g)).

형성된 레지스트 패턴(205a)을 마스크로 하여, 투광부가 되는 C 영역의 반투광막(204)과 차광막 패턴(202a)을 에칭(제2 에칭)해서 제거한다(도 2의 (h)). 여기서, 반투광막과 차광막의 에칭 특성이 동일하거나 또는 근사하기 때문에, 연속적으로 에칭이 가능하다. 그리고, 상기 제2 에칭 후에, 레지스트 패턴(205a)을 제거하여 그레이톤 마스크(300)가 완성된다(도 2의 (i)).The semitransparent film 204 and the light shielding film pattern 202a of the C region to be the light transmitting portion are etched (second etching) by using the formed resist pattern 205a as a mask (FIG. 2 (h)). Here, since the etching characteristics of the semitransparent film and the light shielding film are the same or close to each other, continuous etching is possible. After the second etching, the resist pattern 205a is removed to complete the gray-tone mask 300 (FIG. 2 (i)).

이상 설명한 제조 방법에 의해, 2회의 포토리소그래피 공정에 의해, 차광막 및 반투광막이 각각 패터닝되어, 차광부, 투광부 및 반투광부를 갖는 그레이톤 마스크가 제조된다. According to the above-described manufacturing method, the light shielding film and the semitransparent film are patterned by two photolithography processes, respectively, to produce a gray-tone mask having a light shielding portion, a light projecting portion and a semitransparent portion.

이 제조 방법에 있어서는, 반투광부의 패턴 치수 및 반투광부와 차광부의 위치 관계는, 1회째의 포토리소그래피 공정에 의해 확보되기 때문에, TFT(Thin Film Transistor)의 특성 상 중요한 채널부를, 패턴 어긋남을 발생시키지 않고 형성할 수 있다는 이점이 있다.In this manufacturing method, since the pattern dimension of the semitranslucent portion and the positional relationship between the semitransparent portion and the light shield portion are secured by the first photolithography process, the channel portion that is important for the characteristics of the TFT (Thin Film Transistor) It is advantageous to form it without generating it.

그런데, 액정이나 유기 EL을 탑재한 표시 장치에 있어서는, 화상의 밝기, 선예성(鮮銳性), 반응 속도, 소비 전력의 저감, 더 나아가 비용 절감 등, 많은 면에서, 점차적으로 기술의 개량이 요구되고 있다. 이러한 상황 하에서, 이들 디바이스를 제조하기 위한 포토마스크에도, 종래 이상으로 미세한 패턴을 정교하고 치밀하게 형성하는 것뿐만 아니라, 저비용으로 피전사체(패널 기판 등)에 패턴을 전사할 수 있는 기능이 요구되고 있다. 또한, 필요로 하는 전사용 패턴의 디자인도 다양화하고, 복잡화하고 있다.On the other hand, in a display device equipped with a liquid crystal or an organic EL, in many aspects, such as improvement in brightness, sharpness, response speed, power consumption, and further cost reduction, Is required. Under such circumstances, a photomask for manufacturing these devices is required to have a function of transferring a pattern to a transferred body (such as a panel substrate) at a low cost as well as precisely and finely forming a fine pattern have. In addition, the design of the required transfer pattern is diversified and complicated.

이러한 상황 하에서, 본 발명자들의 검토에 의해 새로운 과제가 발견되었다.Under these circumstances, a new problem has been discovered by the present inventors.

상기 특허문헌 1의 공정에 따르면, 제2 에칭에서, 반투광막과 차광막의 2개의 막을 연속해서 1 공정으로 에칭 제거하고 있다(도 2의 (h)). 여기서, 예를 들어 차광막이 크롬(Cr)을 주성분으로 하는 막이며, 반투광막이 크롬 화합물을 포함한다고 하고, 전자의 에칭 필요 시간을 X(예를 들어 50초), 후자의 에칭 필요 시간을 Y(예를 들어 10초)라 하면, 제2 에칭에서는, (X+Y)의 에칭 시간(예를 들어 60초)이 필요해져서, 차광막 또는 반투광막의 단일막을 에칭하는 경우에 비해 장시간이 된다.According to the process of Patent Document 1, in the second etching, the two films of the semitransparent film and the light-shielding film are successively removed by etching in one step (FIG. 2 (h)). Here, it is assumed that the light-shielding film is made of chromium (Cr) as a main component, the semitransparent film includes a chromium compound, the time required for etching the electron is X (for example, 50 seconds) (For example, 10 seconds), the etching time (for example, 60 seconds) of (X + Y) is required for the second etching, which is longer than the case of etching a single film of the light-shielding film or the semitransparent film.

또한, 여기서 에칭 방법으로서는, 습식 에칭이 적용된다. 습식 에칭은, 표시 장치 제조용 포토마스크에는 매우 유리하게 적용할 수 있기 때문이다. 이것은, 비교적 대면적(1변이 300㎜ 이상)이며, 다양한 사이즈의 기판이 존재하는 표시 장치 제조용 포토마스크에 있어서, 습식 에칭은 진공 장치를 필수로 하는 건식 에칭에 비해, 설비적으로도 효율적으로도 매우 유리하기 때문이다.Here, as the etching method, wet etching is applied. This is because wet etching can be very advantageously applied to a photomask for manufacturing a display device. This is because, in a photomask for manufacturing a display device in which a substrate having a relatively large area (one side is 300 mm or more) and having various sizes of substrates, the wet etching is more efficient in terms of facility and efficiency than a dry etching in which a vacuum device is essential It is very advantageous.

습식 에칭은, 등방 에칭의 성질이 강하여, 피에칭막의 깊이 방향뿐만 아니라, 피에칭막면과 평행한 방향으로도 에칭이 진행된다. 일반적으로, 에칭 시간이 길게 필요한 경우에는, 에칭량의 면 내 편차가 확대되는 경향이 있기 때문에, 습식 에칭의 시간이 길어짐에 따라서, 사이드 에칭량이 증가하고, 그 양의 면 내에서의 편차도 증가한다. 이로 인해, 상기의 경우, 형성되는 전사용 패턴의 선폭(CD, Critical Dimension, 이하 패턴의 선폭의 의미로 사용함) 정밀도가 열화되기 쉽다. 즉, 상기 (X+Y)(초)를 필요로 하는 제2 에칭에는, 이러한 점에서 문제가 있다. 또한, 에칭 시간의 길이에 수반하여, 에칭제의 사용량도 증가하여, 중금속을 포함하는 폐액 처리의 부담도 증가한다.The wet etching has a property of isotropic etching so that etching proceeds not only in the depth direction of the etched film but also in a direction parallel to the etched film surface. In general, when the etching time is long, since the in-plane variation of the etching amount tends to increase, the side etching amount increases and the variation within the positive side increases as the time of the wet etching becomes longer do. Therefore, in the above case, the accuracy of CD (Critical Dimension, hereinafter referred to as the line width of the pattern) of the transfer pattern to be formed is likely to deteriorate. That is, the second etching requiring (X + Y) (sec) has a problem in this respect. Further, along with the length of the etching time, the amount of the etching agent used also increases, and the burden of the waste solution treatment including the heavy metal also increases.

또한, 전사용 패턴의 디자인이 복잡화하여, 미세 치수(CD)의 패턴이 있는 경우에는, 더욱 이하와 같은 문제가 발생할 가능성에, 본 발명자들은 착안했다.Further, the present inventors have focused on the possibility that the following problems may occur when the design of the transfer pattern is complicated and there is a pattern of fine dimensions (CD).

상기 특허문헌 1의 제조 방법을 도시한 도 2의 (i)에서는, 반투광부와 차광부가 인접하는 부분을 포함하는 패턴이 형성되어 있지만, 이러한 패턴 외에, 최근 표시 장치 제조용 포토마스크의 전사용 패턴에는, 보다 복잡한 것이 포함된다. 예를 들어, 상기한 인접 부분에 더하여 투광부와 반투광부가 인접하는 부분을 갖는 전사용 패턴 등의 요구가 있다.2 (i) showing the manufacturing method of Patent Document 1, a pattern including a portion adjacent to the translucent portion and the light shielding portion is formed. In addition to this pattern, in the transfer pattern of the photomask for recent display device manufacturing, , And more complex ones. For example, there is a need for a transfer pattern having a portion adjacent to the transparent portion and a semi-transparent portion in addition to the adjacent portion.

따라서 예를 들어, 상기 도 2에 도시된 전사용 패턴에, 또한 투광부와 반투광부가 인접하는 부분이 있는 경우를 생각한다(도 3의 (i) 참조). 여기서 도 3에서의 A 영역은 반투광부, B 영역은 차광부인 점에 있어서, 상기 도 2의 공정과 마찬가지이다. 또한, 도 3에서 차광부에 인접하는 투광부를 C1 영역이라 하고, 반투광부에 인접하는 투광부를 C2 영역이라 한다.Therefore, for example, in the transfer pattern shown in FIG. 2, there is a case in which the transparent portion and the translucent portion are adjacent to each other (see FIG. 3 (i)). Here, the region A in FIG. 3 is a translucent portion, and the region B is a shielding portion, which is the same as the process in FIG. In Fig. 3, the light transmitting portion adjacent to the light shielding portion is referred to as C1 region, and the light transmitting portion adjacent to the semi-transparent portion is referred to as C2 region.

도 3의 (a) ~ (d)의 공정(제1 포토리소그래피 공정)은, 도 2의 (a) ~ (d)에 각각 대응하고, 도 3의 (e) ~ (i)의 공정(제2 포토리소그래피 공정)은, 도 2의 (e) ~ (i)에 각각 대응한다. 여기서, 제2 에칭을 도시하는 도 3의 (h)의 스텝에 있어서는, 투광부 C1가 되는 영역에서는 반투광막(204)과 차광막 패턴(202a)을 에칭 제거하고, 투광부 C2가 되는 영역에서는 반투광막(204)만이 에칭 제거된다.The steps (a) to (d) of FIG. 3 (first photolithography step) correspond to FIGS. 2A to 2 D, 2 photolithography process) correspond to FIGS. 2 (e) to 2 (i), respectively. Here, in the step of FIG. 3 (h) showing the second etching, the semi-light-transmitting film 204 and the light-shielding film pattern 202a are etched away in the region to be the light-transmitting portion C1, Only the translucent film 204 is etched away.

이때, 제2 에칭의 필요 시간의 설정이 곤란해진다. 왜냐하면, 투광부 C1의 부분은, 상기 (X+Y)의 에칭 시간을 필요로 하고, 투광부 C2가 되는 부분에서는, 상기 Y에 상당하는 에칭 시간으로 충분하기 때문이다.At this time, it becomes difficult to set the time required for the second etching. This is because the portion of the transparent portion C1 needs the etching time of (X + Y) and the etching time corresponding to the Y is sufficient at the portion that becomes the transparent portion C2.

이로 인해, 투광부 C1을 형성하기 위한 에칭이 종료할 때, C2의 부분은 에칭이 과잉으로 진행되어, 레지스트 패턴(205a) 아래의 반투광막(204)에 사이드 에칭이 진행된다(도 3의 (h)에 있어서, 부호 210으로 나타내는, 반투광막의 에지 부분). 이 결과, 반투광막 패턴(204a)의 치수는 레지스트 패턴(205a)의 치수와 다르게 된다.As a result, when the etching for forming the transparent portion C1 ends, the etching proceeds excessively at the portion of C2, and the side etching proceeds in the semi-light-transmitting film 204 under the resist pattern 205a (h), the edge portion of the semitransparent film denoted by reference numeral 210). As a result, the dimension of the translucent film pattern 204a becomes different from that of the resist pattern 205a.

따라서, 미리, 이 사이드 에칭분을, 묘화 데이터에 반영시켜 두는 것을 고려해 볼 수 있다. 즉, 묘화 데이터로서는 에칭이 약간 언더(에칭량이 적은 측)가 되도록, 묘화 데이터의 사이징(sizing)을 실시해 두고, 사이드 에칭이 진행된 결과, 설계한 바와 같은 치수가 되도록 한다. 그러나 이 방법을 취하더라도, 상기한 에칭량의 면 내 편차를 해결하지는 못한다.Therefore, it may be considered to reflect the side etching amount in the painting data in advance. That is, the drawing data is subjected to sizing of the drawing data so that the etching is slightly under (the side with a small etching amount), and the side etching is performed so that the dimension is as designed. However, this method does not solve the in-plane variation of the etching amount.

또한, 사이드 에칭량을 S㎛(도 3의 (h) 참조)라 하면, 상기 사이징으로는, 얻고자 하는 투광부 C2의 치수에 대하여, 2S(㎛)만큼, 좁게 묘화해 두지 않으면 안된다. 이로 인해, 묘화 데이터에 의한 투광부 C2의 치수는, 현저히 미세하게 되어, 묘화 장치가 보증하는 선폭 한계에 근접하여, 안정된 CD 정밀도를 얻기 어렵다. 또한, 2S(㎛)보다 작은 선폭을 갖는 투광부 C2는, 형성이 불가능하게 되어 버린다.If the side etching amount is S 占 퐉 (refer to FIG. 3 (h)), the sizing must be drawn as narrow as 2S (占 퐉) with respect to the dimension of the transparent portion C2 to be obtained. As a result, the dimension of the transparent portion C2 due to the drawing data becomes significantly finer, and the line width limit guaranteed by the drawing apparatus is close to that, and it is difficult to obtain stable CD precision. Further, the light transmitting portion C2 having a line width smaller than 2S (占 퐉) becomes impossible to be formed.

따라서, 도 3의 방법에서는, 보다 미세하고, 더 높은 CD 정밀도의 다계조 포토마스크를 제조하고자 하는 경우에는 과제가 남는 것을 알 수 있었다.Therefore, in the method of FIG. 3, it is found that a problem remains when a multi-gradation photomask of finer precision and higher CD precision is to be produced.

그런데, 도 3의 (b)의 제1 묘화에서는, 투광부 C1을 형성하기 위한 묘화 데이터에, 사이징을 도입하고 있다. 즉, 제1, 제2 묘화 사이에, 서로 얼라인먼트 어긋남이 발생하는 것을 전제로 하여, 원하는 투광부 C1의 치수(도 3의 (b)의 세로 파선 참조)보다, 얼라인먼트 어긋남을 고려한 치수분만큼 작은 레지스트 패턴의 개구가 발생하도록(에칭이 언더가 되도록) 묘화를 행하고 있다. 이것을 행하지 않으면, 제2 묘화 현상에 의해, 투광부 C1가 되는 영역 내의 일부에 레지스트 패턴이 잔존하여, 불필요한 반투광부가 형성되어 버리는 문제가 발생한다. 이것을, 도 4를 참조하여 이하에 설명한다.Incidentally, in the first drawing of Fig. 3B, sizing is applied to the drawing data for forming the transparent portion C1. 3 (b)) of the desired transparent portion C1 by a dimension smaller than the dimension considering the alignment deviation, assuming that alignment displacement occurs between the first and second imaging portions And drawing is performed so that an opening of the resist pattern is generated (etching becomes under). If this is not done, there arises a problem that the resist pattern remains in a part of the region to be the transparent portion C1 by the second imaging phenomenon, and an unnecessary translucent portion is formed. This will be described below with reference to Fig.

즉 도 4의 (a) ~ (d)의 제1 포토리소그래피 공정에서 투명 기판(201) 위에 차광막 패턴(202a)을 형성하고, 이들 위에 반투광막(204)을 형성한다(도 4의 (e)). 또한 그 위에 포토레지스트를 도포해서 레지스트막(205)을 형성한다(도 4의 (f)).4 (a) to 4 (d), a light shielding film pattern 202a is formed on the transparent substrate 201, and a semi-light transmitting film 204 is formed thereon )). A photoresist is further coated thereon to form a resist film 205 (Fig. 4 (f)).

그리고 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이, C1 영역 및 C2 영역에 투광부를 형성하기 위한 제2 묘화를 행하고, 현상한다. 그러나 현실적으로는, 제1 묘화와 제2 묘화 사이에서 일정 정도의 얼라인먼트 어긋남이 발생되어 버리므로, 도 4의 (f)에 세로 파선으로 나타내는 바와 같은 위치에 레지스트 패턴(205a)의 개구는 형성되지 않고, 도 4의 (g)의 타원 파선으로 나타나는 위치에 레지스트 패턴의 개구 에지가 형성된다.Then, as shown in Fig. 4 (f), the second drawing for forming the transparent portion in the C1 region and the C2 region is performed and developed. However, in reality, since a certain degree of alignment displacement occurs between the first and second imaging, the opening of the resist pattern 205a is not formed at the position indicated by the vertical broken line in Fig. 4 (f) , The opening edge of the resist pattern is formed at the position indicated by the elliptic broken line in Fig. 4 (g).

그리고 이 레지스트 패턴(205a)에 기초해서 반투광막(204)의 에칭 제거를 행하고(도 4의 (h)), 레지스트 패턴(205a)을 제거하면(도 4의 (i)), 투광부가 되어야 할 장소(C1)에 불필요한 반투광막(206)이 잔존하는 문제가 발생한다.4 (h)), and the resist pattern 205a is removed (Fig. 4 (i)), the light-transmitting portion 204 should be removed There arises a problem that unnecessary semitransparent film 206 remains in place C1.

실제 문제로서, 2회의 묘화에 의한 패턴 위치를 완전히 일치시키는 것은 곤란하기 때문에, 도 3의 (b)에 나타내는 사이징이 필요해지고, 그 경우에는, 습식 사이드 에칭에 기인하는 상술한 문제가 발생하는 결과로 된다.As a practical matter, it is difficult to completely match the pattern positions by the two painting operations, so that the sizing shown in Fig. 3 (b) becomes necessary, and in this case, the above-mentioned problem caused by the wet side etching occurs .

이상으로 이해되는 바와 같이, 투광부와 차광부의 경계 및 반투광부와 차광부의 경계를 갖는 전사용 패턴을, 습식 에칭을 적용해서 형성하는 경우에는, 습식 에칭 및 얼라인먼트 어긋남에 의한 패턴 열화를 발생시키지 않고, 투광부(C1 및 C2)의 CD 정밀도를 향상시키는 것이 요망된다.As described above, when the transfer pattern having the boundary between the transparent portion and the light-shielding portion and the boundary between the translucent portion and the light-shielding portion is formed by applying wet etching, pattern deterioration due to wet etching and alignment shift is generated It is desired to improve the CD precision of the transparent portions C1 and C2.

따라서 본 발명은, 습식 에칭 및 얼라인먼트 어긋남에 의한 패턴 열화를 발생시키지 않고, 투광부와 차광부의 경계 및 반투광부와 차광부의 경계를 갖는 전사용 패턴을 고정밀도로 형성하여, 표시 장치 제조용 다계조 포토마스크를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of forming a transfer pattern having a boundary between a transparent portion and a light-shielding portion and a boundary between a translucent portion and a light-shielding portion with high precision without causing pattern deterioration due to wet etching and alignment shift, It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a photomask.

본 발명의 요지는, 이하와 같다.The gist of the present invention is as follows.

<1> 투명 기판 위에 형성된 차광막 및 반투광막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 차광부, 반투광부 및 투광부를 구비한 전사용 패턴을 갖는 다계조 포토마스크의 제조 방법으로서,A manufacturing method of a multi-gradation photomask having a transfer pattern including a light-shielding portion formed by patterning a light-shielding film and a semitransparent film formed on a transparent substrate, a translucent portion, and a translucent portion,

상기 전사용 패턴은, 상기 차광부와 상기 투광부가 인접하는 부분과, 상기 반투광부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 갖고,Wherein the transfer pattern has a portion adjacent to the light-shielding portion and the light-transmitting portion, and a portion adjacent to the translucent portion and the light-

상기 투명 기판 위에 상기 차광막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,Preparing a photomask blank on which the light-shielding film is formed on the transparent substrate;

상기 차광부가 되는 영역 이외의 영역의 차광막을 에칭 제거하여 상기 차광부를 형성하는 공정과,Shielding film in a region other than the region where the light-shielding portion is formed, thereby forming the light-shielding portion;

상기 차광부가 형성된 상기 투명 기판 위에 상기 반투광막을 성막하는 공정과,A step of forming the semitransparent film on the transparent substrate on which the shielding portion is formed,

상기 반투광막 위에 있어서, 상기 투광부가 되는 영역을 포함하는 영역에 개구를 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,A resist pattern forming step of forming a resist pattern on the semi-light-transmitting film, the resist pattern having an opening in a region including the region to be the light-

상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 반투광막을 에칭하는 반투광막 에칭 공정과,A semi-light-transmitting film etching step of etching the semitransparent film using the resist pattern as a mask;

상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,And removing the resist pattern,

상기 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 상기 차광부와 인접하는 상기 투광부가 되는 영역의 치수에, 얼라인먼트 마진을 더한 치수의 개구를 갖는 레지스트 패턴을 형성하고,The resist pattern forming step may include forming a resist pattern having an opening having a dimension obtained by adding an alignment margin to the dimension of the region to be the light transmitting portion adjacent to the light shielding portion,

상기 반투광막 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴의 개구 내에서, 상기 투광부가 되는 영역의 상기 투명 기판이 노출되고, 또한 상기 차광부의 상기 투광부와 인접하는 에지 부분에 있어서, 상기 차광막 위의 상기 반투광막이, 두께 방향으로 적어도 일부 에칭되는 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크의 제조 방법.In the semi-light-permeable film etching step, in the edge portion of the light-shielding portion adjacent to the transparent portion, the transparent substrate of the region to be transparent is exposed in the opening of the resist pattern, Wherein the semitransparent film is at least partially etched in the thickness direction.

<2> 상기 반투광막 에칭 공정에 있어서, 상기 반투광막이 두께 방향으로 적어도 일부 에칭된, 상기 차광부의 에지 부분의, 상기 다계조 포토마스크의 노광광에 대한 광학 밀도(OD, Optical Density)가 2이상인 것을 특징으로 하는 <1>에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.(2) In the semi-light-permeable film etching step, the optical density (OD) of the edge portion of the light-shielding portion with respect to the exposure light of the multi-gradation photomask, in which the semitransparent film is at least partially etched in the thickness direction, Is 2 or more. &Lt; RTI ID = 0.0 > 1. &Lt; / RTI >

<3> 상기 반투광막 및 상기 차광막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 <1> 또는 <2>에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.&Lt; 3 > A method for manufacturing a multi-gradation photomask according to < 1 > or < 2 >, wherein the semitransparent film and the light-shielding film comprise a material which can be etched by the same etching solution.

<4> 상기 반투광막 및 상기 차광막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하고, 상기 동일한 에칭액에 대한, 상기 반투광막과 상기 차광막의 에칭 레이트 비가, 5:1 ~ 50:1인 것을 특징으로 하는 <1> ~ <3> 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.The semitransparent film and the light-shielding film may include a material that can be etched by the same etching solution, and the etch rate ratio of the semitransparent film and the light shielding film to the same etchant may be 5: 1 to 50: 1 The method of manufacturing a multi-gradation photomask according to any one of < 1 > to < 3 >

<5> 상기 얼라인먼트 마진이 0.25 ~ 0.75㎛인 것을 특징으로 하는 <1> ~ <4> 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.<5> The method for manufacturing a multi-gradation type photomask according to any one of <1> to <4>, wherein the alignment margin is 0.25 to 0.75 μm.

<6> 상기 반투광막과 상기 차광막의 에칭 소요 시간의 비가 1:5 ~ 1:50인 것을 특징으로 하는 <1> ~ <5> 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크의 제조 방법.<6> The method for manufacturing a multi-gradation photomask according to any one of <1> to <5>, wherein the ratio of the time required for etching between the semitransparent film and the light-shielding film is 1: 5 to 1:50.

<7> 투명 기판 위에 형성된 차광막 및 반투광막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 차광부, 반투광부 및 투광부를 구비한 전사용 패턴을 갖는 다계조 포토마스크로서, A multi-gradation photomask having a transfer pattern comprising a light-shielding portion formed by patterning a light-shielding film and a semitransparent film formed on a transparent substrate, a translucent portion and a translucent portion,

상기 전사용 패턴은, 상기 차광부와 상기 투광부가 인접하는 부분과, 상기 반투광부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 갖고, Wherein the transfer pattern has a portion adjacent to the light-shielding portion and the light-transmitting portion, and a portion adjacent to the translucent portion and the light-

상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되고, Wherein the transparent portion of the transparent substrate is exposed,

상기 반투광부는, 상기 투명 기판 위에 형성된 상기 반투광막이 노출되고, Wherein the translucent portion is formed by exposing the translucent film formed on the transparent substrate,

상기 차광부는, 상기 차광막과 상기 반투광막이 적층하여 이루어지는 적층 부분과, 상기 차광막 위의 상기 반투광막이 두께 방향으로 적어도 일부 에칭된 에지 부분을 갖고, Wherein the light shielding portion has a laminated portion in which the light shielding film and the semitransparent film are laminated and an edge portion in which the semitransparent film on the light shielding film is at least partially etched in the thickness direction,

상기 에지 부분은, 상기 투광부에 인접하고, 그 폭은 0.25 ~ 0.75㎛임과 함께, 그 노광광에 대한 광학 밀도(OD)가 2이상인 것을 특징으로 하는 다계조 포토마스크.Wherein the edge portion is adjacent to the transparent portion and has a width of 0.25 to 0.75 占 퐉 and an optical density (OD) with respect to the exposure light is 2 or more.

<8> 상기 전사용 패턴은, 상기 반투광부 사이에 끼워진 상기 투광부와, 상기 차광부 사이에 끼워진 상기 투광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 <7>에 기재된 다계조 포토마스크.<8> The multi-gradation photomask of <7>, wherein the transfer pattern includes the transparent portion sandwiched between the translucent portions and the translucent portion sandwiched between the transparent portions.

<9> 상기 반투광막 및 상기 차광막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 <7> 또는 <8>에 기재된 다계조 포토마스크.<9> The multi-gradation photomask of <7> or <8>, wherein the semi-light-transmitting film and the light-shielding film include a material which can be etched by the same etching liquid.

<10> 상기 반투광막 및 상기 차광막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하고, 상기 동일한 에칭액에 대한, 상기 반투광막과 상기 차광막의 에칭 레이트 비가, 5:1 ~ 50:1인 것을 특징으로 하는 <8> 또는 <9>에 기재된 다계조 포토마스크.The semi-light-transmitting film and the light-shielding film include a material which can be etched by the same etching solution, and the etching rate ratio of the semitransparent film and the light-shielding film to the same etching solution is 5: 1 to 50: 1 The multi-gradation photomask according to < 8 > or < 9 >

<11> <7> ~ <10> 중 어느 하나에 기재된 다계조 포토마스크를 준비하는 공정과, 노광 장치에 의해 상기 다계조 포토마스크에 노광하고, 상기 전사용 패턴을, 피전사체에 전사하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.<11> A method for manufacturing a multi-gradation photomask, comprising the steps of preparing a multi-gradation photomask according to any one of <7> to <10>, exposing the multi-gradation photomask by an exposure apparatus, The method comprising the steps of:

본 발명에 따르면, 습식 에칭 및 얼라인먼트 어긋남에 의한 패턴 열화를 발생시키지 않고, 투광부와 차광부의 경계 및 반투광부와 차광부의 경계를 갖는 전사용 패턴을 고정밀도로 형성하여, 표시 장치 제조용 다계조 포토마스크를 제조하는 방법이 제공된다. 또한 본 발명에 따르면, 예를 들어 상기 방법에 의해 제조된 다계조 포토마스크, 및 그 다계조 포토마스크를 사용한 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.According to the present invention, a transfer pattern having a boundary between a light-transmitting portion and a light-shielding portion and a boundary between a translucent portion and a light-shielding portion can be formed with high precision without causing pattern deterioration due to wet etching and alignment shift, A method of manufacturing a photomask is provided. Further, according to the present invention, there is provided a multi-gradation photomask manufactured by, for example, the above method, and a method of manufacturing a display using the multi-gradation photomask.

도 1은 본 발명의 다계조 포토마스크의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 모식도.
도 2는 특허문헌 1에 개시된 그레이톤 마스크의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 모식도.
도 3은 투광부와 반투광부가 인접하는 부분 및 투광부와 차광부가 인접하는 부분을 포함하는 전사용 패턴을 갖는 다계조 포토마스크의 제조 방법의, 참고예로서의 각 공정을 도시하는 모식도.
도 4는 얼라인먼트 마진을 도입하지 않은 경우의 다계조 포토마스크의 제조 방법의, 참고예로서의 각 공정을 도시하는 모식도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing respective steps of a method of manufacturing a multi-level photomask of the present invention. FIG.
2 is a schematic diagram showing each step of a method of manufacturing a gray-tone mask disclosed in Patent Document 1. [
FIG. 3 is a schematic diagram showing each step as a reference example of a method of manufacturing a multi-gradation photo mask having a transfer pattern including a portion in which the transparent portion and the semi-transparent portion are adjacent to each other and a portion in which the transparent portion and the shield portion are adjacent;
4 is a schematic diagram showing each step as a reference example of a method of manufacturing a multi-gradation photomask in the case where alignment margin is not introduced.

이하, 본 발명의 다계조 포토마스크의 제조 방법(이하, 간단히 「본 발명의 제조 방법」이라고도 함), 본 발명의 다계조 포토마스크 및 본 발명의 표시 장치의 제조 방법에 대해서, 순서대로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a multi-gradation photomask of the present invention (hereinafter, simply referred to as a "method of manufacturing the present invention"), a multi-gradation photomask of the present invention, and a method of manufacturing the display apparatus of the present invention will be described in order .

[다계조 포토마스크의 제조 방법] [Manufacturing method of multi-gradation photomask]

본 발명의 다계조 포토마스크는, 상기 [과제의 해결 수단] <1>에서 설명한 각 공정, 즉 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정, 포토마스크 블랭크의 차광막을 에칭 제거하여 차광부를 형성하는 공정, 반투광막을 성막하는 공정, 그 반투광막 위에 레지스트 패턴을 형성하는 공정, 상기 반투광막을 에칭하는 공정 및 상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 거침으로써 제조된다. 이하, 이들 각 공정에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다.The multi-gradation photomask of the present invention is characterized in that the steps described in <1> above, that is, the step of preparing a photomask blank, the step of etching away the light-shielding film of the photomask blank to form a light- A step of forming a film, a step of forming a resist pattern on the semitransparent film, a step of etching the semitransparent film, and a step of removing the resist pattern. Hereinafter, each of these steps will be described with reference to FIG.

<포토마스크 블랭크 준비 공정(도 1의 (a))>&Lt; Photomask blank preparation process (Fig. 1 (a)) >

도 1은 본 발명의 다계조 포토마스크의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 모식도이다. 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 우선 제조하려고 하는 다계조 포토마스크의 평면 형상에 대응한 소정 형상의, 유리 등의 투명 기판(12) 위에 차광막(14)이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비한다.Fig. 1 is a schematic diagram showing each step of the method for manufacturing a multi-gradation photomask of the present invention. In the manufacturing method of the present invention, first, a photomask blank in which a light-shielding film 14 is formed on a transparent substrate 12 of glass or the like having a predetermined shape corresponding to the planar shape of a multilevel photomask to be manufactured is prepared.

여기서 사용되는 차광막(14)의 소재에 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 이하의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 차광막(14)의 소재로서는, Cr 또는 Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등) 외에, Ta, Mo, W 및 그들의 화합물(예를 들어, TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 산화질화물 등의 금속 실리사이드 화합물) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.The material of the light-shielding film 14 used here is not particularly limited, but preferably the following materials can be used. For example, the material of the light-shielding film 14 may be Ta, Mo, W and a compound thereof (for example, TaSi, Cr, and Ta) in addition to Cr or a Cr compound (Cr oxide, nitride, carbide, oxynitride, MoSi, WSi or a metal suicide compound such as a nitride or an oxynitride thereof), and the like can be preferably used. These materials may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

차광막(14)은, 예를 들어 스퍼터법 등 공지된 방법으로 투명 기판(12) 위에 형성된 것으로 할 수 있다. 차광막(14)의 막 두께는, 제조되는 다계조 포토마스크에 대해서 사용되는 노광광에 대한, 차광막(14)의 광학 농도(OD)가 2 이상, 바람직하게는 3 이상으로 되도록 한다.The light shielding film 14 may be formed on the transparent substrate 12 by a known method such as a sputtering method. The film thickness of the light-shielding film 14 is set such that the optical density OD of the light-shielding film 14 is 2 or more, preferably 3 or more, with respect to the exposure light used for the multi-gradation photo mask to be produced.

또한, 차광막(14)은, 그 표면측(투명 기판(12)과 반대측)의 표층에, 반사 방지층, 에칭 감속층 등의 기능층을 가질 수 있다. 상기 반사 방지층은, 레지스트막 묘화광의 반사를 억제함으로써 묘화 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 에칭 감속층은, 후술하는 반투광막 에칭 공정 시에 있어서, 차광부의 에지 부분(20)(도 1의 (g) 참조)이 에칭을 받는 속도를 저하시켜서, 그 부분에 있어서의 차광막(14)의 손상을 억제하는 효과가 있다.The light-shielding film 14 may have a function layer such as an antireflection layer, an etching deceleration layer, or the like on the surface side thereof (the side opposite to the transparent substrate 12). The antireflection layer can improve the imaging accuracy by suppressing the reflection of the resist film drawing light. Further, the etching speed reduction layer reduces the speed at which the edge portion 20 (see FIG. 1 (g)) of the light-shielding portion receives etching at the time of the semi-light-transmitting film etching step described later, There is an effect of suppressing the damage of the light shielding film 14.

상기 반사 방지층은, 예를 들어 차광막(14)이 Cr을 포함할 때는, Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 탄화질화물 중 어느 적어도 1종을 포함하는 층으로서 설치할 수 있다.The antireflection layer may be provided as a layer containing at least one of oxide, nitride, carbide, oxynitride and carbonitride of Cr when the light-shielding film 14 contains Cr, for example.

또한, 상기 에칭 감속층은, 차광막(14)의 에칭액에 의해 에칭 가능한 재료이며, 또한 차광막(14)의 두께 방향 내부의 조성(또는 막질)보다도, 에칭이 느려지는 조성(또는 막질)을 포함하는 것이면 된다. 예를 들어, 차광막(14)이 Cr을 함유하는 소재로 형성되어 있는 경우에는, 에칭 감속층의 소재로서는, Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등으로부터 선택되는 적어도 1종을 채용할 수 있다. 또한, 반사 방지층이 에칭 감속층을 겸해도 된다.The etching speed reduction layer is a material which can be etched by the etching liquid of the light shielding film 14 and includes a composition (or a film quality) in which the etching is slower than the composition (or film quality) in the thickness direction of the light shielding film 14 It would be. For example, when the light-shielding film 14 is formed of a material containing Cr, at least one material selected from oxides, nitrides, carbides, oxynitrides, and oxynitride carbides of Cr is used as the material of the etching speed- Can be adopted. The antireflection layer may also serve as an etching / decelerating layer.

반사 방지층 및/또는 에칭 감속층은, 차광막(14)의 깊이 방향에 있어서, 표층 부분의 조성이 내측 부분과 다르게 형성된 것으로 할 수 있다. 차광막(14)의 표층 부분과 내측 부분 사이에 조성이 명확한 경계가 있어도 되고, 차광막(14)의 깊이 방향으로 연속적 또는 단계적으로 조성이 변화되어 가도 된다.The antireflection layer and / or the etching deceleration layer may be formed such that the composition of the surface layer portion is different from that of the inside portion in the depth direction of the light-shielding film 14. There may be a clear boundary between the surface layer portion and the inner portion of the light shielding film 14 or the composition may be changed continuously or stepwise in the depth direction of the light shielding film 14. [

또한, 이상 설명한 차광막(14)에 대해서는, 상기 반사 방지층 또는 에칭 감속층이 제거된 상태에서도, 제조되는 다계조 포토마스크에 대하여 사용되는 노광광의 광학 농도 OD가 통상 2 이상이며, 바람직하게는 3 이상이다.With respect to the above-described light-shielding film 14, the optical density OD of the exposure light used for the multi-gradation photomask to be produced is usually 2 or more, preferably 3 or more, even when the antireflection layer or the etching deceleration layer is removed to be.

또한, 상기 차광막(14) 위에 포토레지스트(이하, 간단히 레지스트라고도 함)가, 예를 들어 공지된 도포 장치(코터, coater)에 의해 도포되고, 제1 레지스트막(30)이 형성된 레지스트를 갖는 포토마스크 블랭크를 사용할 수 있다(도 1의 (a) 참조).A photoresist (hereinafter also simply referred to as a resist) is coated on the light-shielding film 14 by a known coating device (e.g., a coater), and a photo having a resist on which the first resist film 30 is formed A mask blank can be used (see Fig. 1 (a)).

<차광부 형성 공정(도 1의 (b) ~ (d))> &Lt; Light-shielding portion forming process ((b) - (d)

본 공정에 있어서 차광막 패턴(14a)을 형성함으로써, 차광부를 결정한다.By forming the light-shielding film pattern 14a in this step, the light-shielding portion is determined.

구체적으로는, 제1 레지스트막(30)에 대해서 묘화기로 제1 묘화를 행하고, 이어서 현상을 함으로써, 제1 레지스트 패턴(30a)을 형성한다(도 1의 (b)). 네가티브형 레지스트를 사용해도 되지만, 여기에서는 포지티브형 레지스트를 사용한 형태로서 설명한다.Specifically, the first resist film 30 is subjected to the first imaging with the imaging device, and then the development is performed to form the first resist pattern 30a (FIG. 1 (b)). A negative type resist may be used, but a positive type resist is used in this embodiment.

이때, 차광부가 되는 영역(도 1의 B 영역)에는 제1 레지스트막이 잔존하고, 그 이외의 영역이 되는 부분에는 제1 레지스트막이 현상에 의해 제거되고, 그 부분에서 제1 레지스트 패턴(30a)이 개구되도록 묘화 데이터를 작성하고, 그 묘화 데이터에 기초해서 묘화한다.At this time, the first resist film remains in the region where the light shielding portion (region B in Fig. 1) is present, and the first resist film is removed by development at the portion other than the region, and the first resist pattern 30a The drawing data is created so as to be opened, and the drawing data is drawn based on the drawing data.

이와 같이 제1 레지스트 패턴(30a)을 형성하고, 이것을 마스크로 해서 차광막(14)을 에칭(제1 에칭)함으로써 차광막 패턴(14a)이 형성된다(도 1의 (c)). 그리고 제1 레지스트 패턴(30a)을 제거한다. 이에 의해, 차광부가 결정된다(도 1의 (d)).Thus, the first resist pattern 30a is formed and the light-shielding film pattern 14a is formed by etching (first etching) the light-shielding film 14 (FIG. 1 (c)). Then, the first resist pattern 30a is removed. Thus, the shielding portion is determined (Fig. 1 (d)).

상기 에칭으로서는, 습식 에칭을 적용하는 것이 바람직하다. 공지된 에칭액을 사용할 수 있고, 예를 들어 Cr을 함유하는 차광막이면, 질산 제2 세륨 암모늄 수용액과 과염소산의 혼합 수용액을 사용할 수 있다.As the etching, wet etching is preferably applied. A known etching solution can be used. For example, if the light-shielding film contains Cr, a mixed aqueous solution of a ceric ammonium nitrate aqueous solution and perchloric acid can be used.

<반투광막 성막 공정(도 1의 (e))> &Lt; Semitransparent film forming step (Fig. 1 (e)) >

차광막 패턴(14a)이 형성된 상기 투명 기판(12) 위의 전체면에 반투광막(16)을 성막한다(도 1의 (e)). 반투광막(16)의 성막은, 스퍼터법 등의 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.A semi-light-transmitting film 16 is formed on the entire surface of the transparent substrate 12 on which the light-shielding film pattern 14a is formed (FIG. 1 (e)). The film formation of the translucent film 16 can be performed by a known method such as a sputtering method.

다계조 포토마스크에 대하여 사용되는 노광광의 대표 파장(노광광에 포함되는 임의의 파장. 예를 들어 i선)에 대한, 반투광막(16)의 투과율은, 20 ~ 80%로 할 수 있다. 투과율은, 보다 바람직하게는 20 ~ 70%이며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 60%이다.The transmittance of the translucent film 16 with respect to the representative wavelength of the exposure light used for the multi-gradation photomask (arbitrary wavelength included in the exposure light, for example, i-line) may be 20 to 80%. The transmittance is more preferably 20 to 70%, and still more preferably 30 to 60%.

또한, 반투광막(16)이 갖는 광투과율이, 파장 의존성을 갖는 경우가 있다. 따라서, i선(365㎚)에 대한 투과율을 Tr(i)(%), g선(436㎚)에 대한 투과율을 Tr(g)(%)라 할 때, 0≤Tr(g)-Tr(i)≤5(%)를 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 노광 장치 광원의 개체차나 변동에 상관없이, 안정되게 전사성을 유지할 수 있다.In addition, the light transmittance of the semitransparent film 16 may have wavelength dependency. Therefore, when the transmittance with respect to the i-line (365 nm) is defined as Tr (i) (%) and the transmittance with respect to the g-line (436 nm) i)? 5 (%). In this case, the transferability can be stably maintained regardless of the individual difference or variation of the light source of the exposure apparatus.

또한, 반투광막(16)의 상기 대표 파장에 대한 위상 시프트량은, 바람직하게는 90도 이하, 보다 바람직하게는 60도 이하이다. 위상 시프트량이 180도에 가까워지면, 도 1에서의 A 영역의 반투광부와 C2 영역의 투광부의 경계에 있어서, 노광광의 위상이 반전하여, 서로 간섭하기 때문에 노광광이 상쇄되고, 피전사체 상에 형성되어야 할 레지스트 패턴의 입체 형상에 불필요한 볼록부가 발생할 리스크가 있다.Further, the phase shift amount of the semitransparent film 16 with respect to the representative wavelength is preferably 90 degrees or less, and more preferably 60 degrees or less. When the phase shift amount is close to 180 degrees, the phases of the exposure light are reversed at the boundary between the translucent portion of the A region and the transparent portion of the C2 region in Fig. 1 and the exposure light is canceled because of interference with each other, There is a risk that an unnecessary convex portion is generated in the three-dimensional shape of the resist pattern to be formed.

이 반투광막(16)의 소재로서는, 이하의 것이 예시된다. 예를 들어, 반투광막(16)의 소재로서는, Cr 화합물(Cr의 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화질화탄화물 등), Si 화합물(SiO2, SOG (Spin on Glass)), 금속 실리사이드 화합물(TaSi, MoSi, WSi 또는 그들의 질화물, 산화질화물 등) 및 TiON 등의 Ti 화합물을 사용할 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.As the material of the semitransparent film 16, the following are exemplified. As the material of the translucent film 16, for example, a Cr compound (oxide, nitride, carbide, oxynitride, oxynitride carbide or the like of Cr), Si compound (SiO2, spin on glass (SOG) (TaSi, MoSi, WSi or a nitride thereof, an oxynitride thereof, etc.) and a Ti compound such as TiON can be used. These may be used singly or in combination of two or more kinds.

또한, 차광막(14)과 반투광막(16)의 재료에는, 서로 에칭 선택성이 있는 경우든 없는 경우든, 본 발명의 제조 방법을 적용할 수 있다. 즉, 차광막(14)과 반투광막(16)은, 서로의 에칭액에 대하여, 내성을 갖는 경우든 갖지 않는 경우든 상관없다. 단, 본 발명의 제조 방법은, 차광막(14)이 반투광막(16)과 에칭 선택성이 없는 경우(즉, 동일한 에칭액에 의해 에칭 가능한 경우)의 이점을 살리는 한편으로, 과제를 해결하는 점에서, 그 효과가 현저하기 때문에, 여기에서는 그 형태로 설명한다.The manufacturing method of the present invention can be applied to the materials of the light-shielding film 14 and the semitransparent film 16, regardless of whether there is etch selectivity between them. That is, the light-shielding film 14 and the semitransparent film 16 may or may not have mutual resistance to each other. However, the manufacturing method of the present invention is advantageous in that the light-shielding film 14 is advantageous in the case where there is no etching selectivity with the semitransparent film 16 (that is, when the light-shielding film 14 can be etched by the same etching solution) , And since the effect is remarkable, it will be described in that form here.

바람직하게는, 차광막(14), 반투광막(16)이 서로 동일한 금속을 포함하는 경우이며, 또한 이 금속의 바람직한 예는 Cr이다.Preferably, the light-shielding film 14 and the semi-light-transmitting film 16 include the same metal, and a preferable example of this metal is Cr.

단, 차광막(14)과 반투광막(16)은 서로 에칭 레이트가 다른 것이 바람직하다. 에칭 레이트란, 에칭액에 의해 에칭이 진행될 때의, 단위 시간당 에칭량을 말한다. 이것은 각각의 막을 구성하는 소재의 조성이나 막질에 의해 결정된다. 예를 들어, 공통의 금속을 함유하고 있어도, 그 밖의 성분이 다르게 됨으로써, 공통의 에칭액에 대한 에칭 레이트에 차를 발생시킬 수 있다.However, it is preferable that the light-shielding film 14 and the semitransparent film 16 have different etching rates from each other. The etching rate refers to the etching amount per unit time when the etching proceeds by the etching liquid. This is determined by the composition and film quality of the material constituting each film. For example, even if a common metal is contained, the difference in the other components makes it possible to generate a difference in etching rate with respect to a common etching solution.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 동일한 에칭액에 대하여, 차광막(14)의 에칭 레이트(OR)보다, 반투광막(16)의 에칭 레이트(HR)가 큰 것이 바람직하다. 구체적으로는, HR/OR≥5인 것이 바람직하고, 50≥HR/OR≥5인 것이 보다 바람직하다. 즉, 동일한 에칭액에 대한, 반투광막(16)과 차광막(14)의 에칭 레이트 비가, 5:1 ~ 50:1인 것이 보다 바람직하다.In the manufacturing method of the present invention, it is preferable that the etching rate HR of the semitransparent film 16 is larger than the etching rate OR of the light-shielding film 14 with respect to the same etching solution. Specifically, HR / OR? 5 is preferable, and 50? HR / OR? 5 is more preferable. That is, it is more preferable that the etching rate ratio of the semitransparent film 16 and the light-shielding film 14 to the same etching solution is 5: 1 to 50: 1.

또한, 반투광막(16)과 차광막(14)의 에칭 소요 시간의 비가 1:5 ~ 1:50으로 되는 것이 바람직하다. 그리고 이에 의해, 제2 에칭에 의한, 차광부의 후술하는 에지 부분(20)의 에칭량을 억제할 수 있고, 제2 에칭에 의해 형성되는 에지 부분(22)의 차광부로서의 차광 기능을 유지할 수 있으므로, 바람직하다.It is also preferable that the ratio of the time required for etching the semitransparent film 16 to the light-shielding film 14 is 1: 5 to 1:50. As a result, the amount of etching of the edge portion 20 of the light-shielding portion, which will be described later, can be suppressed by the second etching, and the light-shielding function of the edge portion 22 formed by the second etching can be maintained Therefore, it is preferable.

<레지스트 패턴 형성 공정(도 1의 (f) ~ (g))><Resist Pattern Forming Step (FIGS. 1 (f) to (g))>

반투광막(16) 위에 포토레지스트를 도포해서 제2 레지스트막(32)을 형성한다(도 1의 (f)).A photoresist is coated on the semitransparent film 16 to form a second resist film 32 (Fig. 1 (f)).

그리고 도 1의 (g)에 도시한 바와 같이, 묘화(제2 묘화)를 행하고, 현상함으로써, 제2 레지스트 패턴(32a)을 형성한다. 제2 레지스트 패턴(32a)은 투광부가 되는 영역 C1 및 C2에 대응하는 부분에 개구를 갖는다.Then, as shown in Fig. 1 (g), the second resist pattern 32a is formed by drawing (second drawing) and developing. The second resist pattern 32a has openings at portions corresponding to the regions C1 and C2 to be the light-transmitting portions.

단, 제2 묘화에 있어서, 차광부와 투광부가 인접하는 부분에 있어서, 얼라인먼트 마진 Q(㎛)만큼의 사이징을 실시한 묘화 데이터를 작성하고, 그 묘화 데이터에 기초하여 제2 묘화를 행한다(도 1의 (f)의 세로 파선 참조). 얼라인먼트 마진 Q의 치수는, 묘화 장치에 기인하는 얼라인먼트 어긋남의 크기를 기초로 결정하고, 바람직하게는 0.25 ~ 0.75㎛(도 1의 (g)에 도시한 바와 같이 레지스트 패턴의 편측에 대하여)로 한다. 또는, 얼라인먼트가 우수한 묘화 장치에 있어서는, 얼라인먼트 마진 Q의 치수는, 0.2 ~ 0.5㎛로 할 수도 있다.However, in the second drawing, drawing data obtained by sizing by the alignment margin Q (占 퐉) is created in a portion adjacent to the light-shielding portion and the light-transmitting portion, and second drawing is performed based on the drawing data (F) of Fig. The dimension of the alignment margin Q is determined based on the size of the alignment deviation caused by the drawing apparatus, and is preferably 0.25 to 0.75 mu m (with respect to one side of the resist pattern as shown in Fig. 1 (g)) . Alternatively, in a drawing apparatus having excellent alignment, the dimension of the alignment margin Q may be 0.2 to 0.5 탆.

또한, 본 공정에 있어서, 반투광부와 인접하는 투광부가 되는 영역(도 1에서의 C2 영역)에 대해서는, 얼라인먼트 마진을 고려한 사이징은 필요없고, 얻고자 하는 투광부의 치수대로의 묘화 데이터로 할 수 있다. 이것은, C2 영역의 투광부 사이즈는, 제2 묘화만에 의해 결정하기 때문이다.Further, in this step, it is not necessary to carry out sizing in consideration of the alignment margin, and it is possible to use the drawing data according to the dimension of the transparent portion to be obtained with respect to the region (C2 region in Fig. 1) in which the translucent portion is adjacent to the translucent portion . This is because the size of the transparent portion of the C2 region is determined only by the second rendering operation.

혹은, 습식 에칭에 수반하는 약간의 사이드 에칭량(예를 들어, 0.1㎛ 이하, 도 1의 (h)의 미량 사이드 에치 부위(24) 참조)을 감안하여, 이것을 묘화 데이터에 반영시켜도 된다. 이 경우에도, 사이드 에칭량이 작으므로, 본 발명에서는 면 내 편차가 확대되는 단점이 발생하지 않는다.Alternatively, it may be reflected on the drawing data in consideration of a slight amount of side etching (for example, 0.1 μm or less, see the trace side etch portion 24 of FIG. 1 (h)) accompanying wet etching. Even in this case, since the side etching amount is small, the disadvantage that the in-plane deviation increases in the present invention does not occur.

이 방법에 따르면, 장시간의 에칭에 의해 CD 정밀도의 열화가 발생하는 공정이 없다. 또한, 큰 사이드 에칭량을 짐작해서 미리 투광부의 묘화 데이터를, 언더 측으로 보정할 필요가 없기 때문에, 미세한 패턴이, 해상 불가능한 폭으로 보정되어 버리는 리스크가 해소된다.According to this method, there is no step in which deterioration of the CD precision is caused by etching for a long time. In addition, since it is not necessary to correct the drawing data of the transparent portion in advance to the under side by guessing the large side etching amount, the risk that the fine pattern is corrected to the width that can not be corrected is eliminated.

<반투광막 에칭 공정(도 1의 (h))> &Lt; Semitransparent film etching process (Fig. 1 (h)) >

제2 레지스트 패턴(32a)을 형성한 후, 이 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 반투광막(16)의 노출된 부분을 에칭해서 제거한다(제2 에칭, 도 1의 (h)). 에칭 시간은, 도 1에서의 C2 영역의 반투광막(16)이 에칭 제거되는 시간을 기준으로 한다. 즉, 도 3의 (h)와 같이 (X+Y)(초)의 에칭을 행하는 것이 아닌, Y(초) 정도로 좋다. 이 때문에 종래 기술과 같은 사이드 에칭에 의한 심각한 문제가 발생하지 않는다.After the second resist pattern 32a is formed, the exposed portion of the translucent film 16 is removed by etching using the resist pattern as a mask (second etching, FIG. 1 (h)). The etching time is based on the time when the semi-light-transmitting film 16 in the C2 region in FIG. 1 is etched away. That is, it is preferable to perform etching of (X + Y) (sec) as shown in (h) of FIG. Therefore, a serious problem caused by the side etching as in the prior art does not occur.

그리고 상기한 에칭에 의해, C2 영역의 투광부를 형성함과 함께, C1 영역의 반투광막도 에칭 제거되어, 투광부가 형성된다. 이때, C1 영역(투광부)에 인접하는 B 영역(차광부)의 에지 부분(20)은, 제2 레지스트 패턴(32a)으로부터 노출되어 있기 때문에, 그 부분의 반투광막(16)이 두께 방향으로 적어도 일부 에칭되어, 막 두께가 감소한다(도 1의 (h)).By the etching, the light transmitting portion of the C2 region is formed, and the semi-light transmitting film of the C1 region is also etched away to form the light transmitting portion. At this time, since the edge portion 20 of the B region (light shielding portion) adjacent to the C1 region (transparent portion) is exposed from the second resist pattern 32a, the translucent film 16 of the portion is exposed in the thickness direction (Fig. 1 (h)).

단, 에칭 시간은 상기와 같이 반투광막(16)을 제거하는데 필요한 시간으로 되므로, 반투광막(16) 아래의 차광막 패턴(14a)은 거의 에칭의 영향을 받지 않아, 실질적인 손상으로 되지는 않는다.However, since the etching time is the time required to remove the semi-light-transmitting film 16 as described above, the light-blocking film pattern 14a under the semi-light-transmitting film 16 is hardly affected by etching and does not cause substantial damage .

또한, 차광막(14)이 조금 손상을 받았다고 하더라도, 그 광학 성능을 유지할 수 있기 때문에, 문제는 없다. 이 광학 성능이란, 노광광에 대한 광학 밀도(OD)이며, 2 이상, 바람직하게는 3 이상이다. 보다 바람직하게는, 차광막(14)의 에칭 레이트를, 반투광막(16)의 에칭 레이트보다 작은 것으로 한다.Further, even if the light-shielding film 14 is slightly damaged, there is no problem because the optical performance can be maintained. This optical performance is an optical density (OD) with respect to the exposure light, and is 2 or more, and preferably 3 or more. More preferably, the etching rate of the light-shielding film 14 is made smaller than the etching rate of the semitransparent film 16.

이상 설명한 반투광막(16)의 에칭으로서는, 표시 장치용 다계조 포토마스크의 제조에 있어서의 제조 비용의 관점에서, 습식 에칭이 바람직하게 채용된다. 반투광막(16)이 Cr을 함유하는 경우에는, 그 에칭액으로서는, 질산 제2 세륨 암모늄 수용액과 과염소산의 혼합 수용액을 사용할 수 있다.As the etching of the semitransparent film 16 described above, wet etching is preferably employed from the viewpoint of production cost in the production of a multi-gradation photomask for a display device. When the translucent film 16 contains Cr, a mixed aqueous solution of a ceric ammonium nitrate aqueous solution and perchloric acid can be used as the etchant.

<레지스트 패턴 제거 공정(도 1의 (i))>&Lt; Resist pattern removing step ((i) in Fig. 1)

반투광막의 에칭 공정 후, 제2 레지스트 패턴(32a)을 제거하여, 본 발명의 다계조 포토마스크(10)가 완성된다(도 1의 (i)). 상기 다계조 포토마스크(10)는, 투명 기판(12) 위에 있어서, 차광막(14) 및 반투광막(16)이 각각 패터닝됨으로써 형성된 차광부, 투광부, 반투광부를 갖고 있다.After the etching of the semitransparent film, the second resist pattern 32a is removed to complete the multi-gradation photomask 10 of the present invention (FIG. 1 (i)). The multi-gradation photomask 10 has a light-shielding portion, a light-projecting portion, and a semi-light-projecting portion formed on the transparent substrate 12 by patterning the light-shielding film 14 and the semitransparent film 16, respectively.

[다계조 포토마스크] [Multi-Grayscale Photo Mask]

본 발명의 다계조 포토마스크(10)에 있어서는, B 영역은, 차광막과 반투광막이 적층하는, 적층 부분과, 그 투광부측의 에지에 있어서 적어도 반투광막 표면이 막이 감소된 에지 부분(22)을 갖는다. A 영역은 투명 기판(12) 위에 반투광막 패턴(16a)이 형성되어 이루어진다. 그리고 C1 및 C2 영역에서는 투명 기판(12)이 노출되어 있다. 이상의 B 영역, A 영역 및 C1, C2 영역이, 각각 다계조 포토마스크(10)에서의 차광부, 반투광부 및 투광부를 형성하고 있고, 본 발명의 다계조 포토마스크는, 이들을 구비한 전사용 패턴을 갖고 있다.In the multi-gradation photomask 10 of the present invention, the region B is a laminated portion in which a light-shielding film and a semitransparent film are laminated, and at least an edge portion 22 of the semitransparent film surface on the edge of the light- ). The A region is formed by forming a translucent film pattern 16a on the transparent substrate 12. [ In the regions C1 and C2, the transparent substrate 12 is exposed. The B region, the A region, and the C1 region and the C2 region respectively form a light shielding portion, a translucent portion, and a translucent portion in the multi-gradation photomask 10, and the multi-gradation photo mask of the present invention has a transfer pattern Lt; / RTI &gt;

본 발명자들에 따르면, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 다계조 포토마스크는, 차광부의 치수 정밀도가 매우 높은 것이 인정되었다. 이것은, 상술한 바와 같이, 제2 에칭에 있어서 장시간의 에칭이 불필요한 것에 더하여, 제1 묘화에 의해, 차광부의 치수가 실질적으로 결정되는 것에 유래한다. 이 제1 묘화 시에 있어서는, 바람직하게는 반사 방지층을 표면에 갖는 차광막을 사용해서 행할 수 있기 때문에, 반투광막을 상층에 둔 상태에서의 레이저 묘화와 비교해도, 높은 정밀도가 얻어진다.According to the present inventors, it has been recognized that the multi-gradation photomask manufactured by the manufacturing method of the present invention has a very high dimensional accuracy of the light shielding portion. This is because, as described above, in addition to the fact that etching for a long time is unnecessary in the second etching, the dimension of the light-shielding portion is substantially determined by the first drawing. At the time of the first imaging, it is preferable to use a light-shielding film having an antireflection layer on the surface, so that a high accuracy can be obtained even when compared with laser imaging in a state in which the semitransparent film is placed on the upper layer.

또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 차광막이나 반투광막 외에, 광학막이나 기능막(에칭 스토퍼막 등)을 더 설치해도 상관없다.In addition to the light-shielding film and semitransparent film, an optical film or a functional film (etching stopper film or the like) may be further provided so long as the effect of the present invention is not impaired.

[표시 장치의 제조 방법] [Manufacturing method of display device]

본 발명의 다계조 포토마스크(10)는, 상기와 같이 투광부, 반투광부 및 차광부를 포함하는 전사용 패턴을 구비한다. 이 다계조 포토마스크(10)를 통해서, 포토레지스트막이 형성된 피전사체 상에 대하여 노광하면, 그 전사용 패턴이 피전사체에 전사되고, 패턴 전사된 포토레지스트막을 현상함으로써, 소정의 입체 형상을 갖는 레지스트 패턴으로 할 수 있다. 즉, 전사용 패턴이 갖는, 투광부 및 반투광부를 투과하는 노광량이 서로 다르게 됨으로써, 피전사체 위에 있어서, 레지스트 잔막량이 서로 다른 부분, 즉 단차를 갖는 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 것이다.The multi-gradation photomask (10) of the present invention has the transfer pattern including the transparent portion, the translucent portion and the shielding portion as described above. The transfer pattern is transferred onto the transfer target body through the multi-gradation photomask 10, and then the transferred pattern is transferred to the transferred object. By developing the pattern transferred photoresist film, the resist having a predetermined three- Pattern. That is, since the amounts of exposure transmitted through the light-transmitting portion and the semitransparent portion of the transfer pattern are different from each other, a resist pattern having a portion where the amount of the resist residue is different on the transferred body, that is, a step can be formed.

이러한 다계조 포토마스크는, 주로 표시 장치의 제조에 유리하게 이용된다. 다계조 포토마스크는 포토마스크 2매분의 기능을 갖기 때문에, 표시 장치의 생산 효율이나 비용의 측면에서 장점이 크기 때문이다.Such a multi-gradation photomask is advantageously used mainly for manufacturing a display device. The multi-gradation photomask has a function of two photomasks, which is advantageous in terms of production efficiency and cost of the display device.

이러한 본 발명의 다계조 포토마스크(10)는, LCD(Liquid crystal Display)용, 혹은 FPD(Flat Panel Display)용으로서 알려지는 노광 장치를 사용해서 노광할 수 있다. 예를 들어, i선, h선, g선을 포함하는 노광광을 사용하여, 개구수(NA)가 0.08 ~ 0.10, 코히런트 팩터(σ)가 0.7 ~ 0.9 정도의 등배 광학계를 갖는, 프로젝션 노광 장치가 사용된다. 물론 상기 다계조 포토마스크(10)는 프록시미티 노광용 포토마스크로 해도 된다.The multi-gradation photomask 10 of the present invention can be exposed using an exposure apparatus known as an LCD (Liquid Crystal Display) or an FPD (Flat Panel Display). For example, exposure light having a numerical aperture (NA) of 0.08 to 0.10 and a coherent factor (?) Of about 0.7 to 0.9 is used, using exposure light including i-line, h- Device is used. Of course, the multi-gradation photomask 10 may be a photomask for proximity exposure.

본 발명의 표시 장치의 제조 방법에 의해 제조되는 표시 장치에는, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치 등이 포함된다. 또한, 본 발명의 다계조 포토마스크는, 이들 표시 장치의 다양한 부위(박막 트랜지스터의 S/D(Source/Drain) 레이어, 컬러 필터의 포토 스페이서용 레이어 등)의 형성에도 사용이 가능하다.The display device manufactured by the manufacturing method of the display device of the present invention includes a liquid crystal display device, an organic EL display device, and the like. Further, the multi-gradation photomask of the present invention can be used for forming various portions (source / drain (S / D) layers of thin film transistors, layers for photo spacers of color filters, etc.) of these display devices.

10 : 다계조 포토마스크
12, 201 : 투명 기판
14, 202 : 차광막
14a, 202a : 차광막 패턴
16, 204 : 반투광막
16a, 204a : 반투광막 패턴
20 : 반투광막의 에지 부분
22 : 차광부의 에지 부분
24 : 미량 사이드 에치 부위
30 : 제1 레지스트막
30a : 제1 레지스트 패턴
32 : 제2 레지스트막
32a : 제2 레지스트 패턴
200 : 포토마스크 블랭크
203 : 레지스트막
203a : 레지스트 패턴
205 : 레지스트막
205a : 레지스트 패턴
206 : 불필요한 반투광막
210 : 반투광막의 에지 부분
300 : 그레이톤 마스크10: Multi-tone photomask
12, 201: transparent substrate
14, 202: a light-shielding film
14a, 202a: light-shielding film pattern
16, 204: Semitransparent film
16a, 204a: Semitransparent film pattern
20: edge portion of the semitransparent film
22: edge portion of light shield
24: Trace side etch area
30: First resist film
30a: first resist pattern
32: Second resist film
32a: second resist pattern
200: Photomask blank
203: resist film
203a: resist pattern
205: resist film
205a: resist pattern
206: unnecessary semitransparent film
210: edge portion of the semitransparent film
300: Gray-toned mask

Claims (20)

투명 기판 위에 형성된 제1 막 및 제2 막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 제1 투과 제어부, 제2 투과 제어부 및 투광부를 구비한 전사용 패턴을 갖는 포토마스크의 제조 방법으로서,
상기 전사용 패턴은, 상기 제1 투과 제어부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 갖고,
상기 투명 기판 위에 상기 제1 막이 형성된 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 제1 투과 제어부가 되는 영역 이외의 영역의 제1 막을 에칭 제거하여 상기 제1 투과 제어부를 형성하는 공정과,
상기 제1 투과 제어부가 형성된 상기 투명 기판 위에 상기 제2 막을 성막하는 공정과,
상기 제2 막 위에 있어서, 상기 투광부가 되는 영역을 포함하는 영역에 개구를 갖는 레지스트 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 공정과,
상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여, 상기 제2 막을 에칭하는 제2 막 에칭 공정과,
상기 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 갖고,
상기 레지스트 패턴 형성 공정에서는, 상기 제1 투과 제어부와 인접하는 상기 투광부가 되는 영역의 치수에, 얼라인먼트 마진을 더한 치수의 개구를 갖는 레지스트 패턴을 형성하고,
상기 제2 막 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴의 개구 내에서, 상기 투광부가 되는 영역의 상기 투명 기판이 노출되고, 또한 상기 제1 투과 제어부의 상기 투광부와 인접하는 에지 부분에 있어서, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이, 두께 방향으로 적어도 일부 에칭되는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법. A method of manufacturing a photomask having a transfer pattern including a first transmission control section, a second transmission control section, and a light transmitting section formed by patterning a first film and a second film formed on a transparent substrate,
Wherein the transfer pattern has a portion adjacent to the first transmission control portion and the light transmitting portion,
Preparing a photomask blank on which the first film is formed on the transparent substrate,
Etching the first film in an area other than the area to be the first transmission control part to form the first transmission control part;
A step of forming the second film on the transparent substrate on which the first transmission control part is formed,
A resist pattern forming step of forming, on the second film, a resist pattern having an opening in a region including the region to be the transparent portion;
A second film etching step of etching the second film using the resist pattern as a mask,
And removing the resist pattern,
The resist pattern forming step may include forming a resist pattern having an opening having a dimension obtained by adding an alignment margin to the dimension of a region adjacent to the first transmissive controlling portion,
In the second film etching step, the transparent substrate of the region to be the transparent portion is exposed in the opening of the resist pattern, and in the edge portion adjacent to the transparent portion of the first transparent control portion, Wherein the second film on the film is at least partially etched in the thickness direction. 제1항에 있어서,
상기 제2 투과 제어부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 더 갖는, 포토마스크의 제조 방법. The method according to claim 1,
Further comprising a portion adjacent to the second transmissive controlling portion and the light transmitting portion. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 막 에칭 공정에 있어서, 상기 제2 막이 두께 방향으로 적어도 일부 에칭된, 상기 제1 투과 제어부의 에지 부분의, 상기 포토마스크의 노광광에 대한 광학 밀도(OD)가 2 이상인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
The optical density (OD) of the edge portion of the first transmission control portion with respect to the exposure light of the photomask in which the second film is at least partially etched in the thickness direction in the second film etching process is 2 or more Wherein the photomask is a photomask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 막 및 상기 제2 막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first film and the second film comprise a material that can be etched by the same etchant. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 막 및 상기 제2 막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하고, 상기 동일한 에칭액에 대한, 상기 제2 막과 상기 제1 막의 에칭 레이트 비가, 5:1 ~ 50:1인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first film and the second film comprise a material that can be etched by the same etchant and wherein the etch rate ratio of the second film and the first film to the same etchant is from 5: 1 to 50: 1 &Lt; / RTI &gt; 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마진이 0.25 ~ 0.75㎛인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the alignment margin is 0.25 to 0.75 占 퐉. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 막 및 상기 제2 막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하고, 상기 제2 막과 상기 제1 막의 에칭 소요 시간의 비가 1:5 ~ 1:50인 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first film and the second film comprise a material which can be etched by the same etching liquid and the ratio of the time required for etching the second film to the first film is 1: 5 to 1:50. A method of manufacturing a photomask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 막 에칭 공정에서는, 상기 레지스트 패턴의 개구 내에서, 상기 투광부가 되는 영역의 상기 투명 기판이 노출되고, 또한 상기 제1 투과 제어부의, 상기 투광부와 인접하는 에지 부분에서, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이, 에칭에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
In the second film etching step, the transparent substrate of the region to be the transparent portion is exposed in the opening of the resist pattern, and at the edge portion of the first transparent control portion adjacent to the transparent portion, Wherein the second film on the film is removed by etching. 제8항에 있어서,
상기 제2 막 에칭 공정에서, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이 제거된 상기 에지 부분은, 상기 포토마스크의 노광광에 대한 광학 밀도(OD)를 2 이상으로 하는 범위에서, 상기 제1 막이 에칭에 의한 손상을 받는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.9. The method of claim 8,
In the second film etching step, the edge portion from which the second film is removed on the first film is formed so that the optical density (OD) of the photomask with respect to the exposure light is 2 or more, Wherein the photomask is damaged by etching. 제2항에 있어서,
상기 제2 막 에칭 공정에서는, 상기 제1 투과 제어부에 인접하는 상기 투광부, 및 상기 제2 투과 제어부에 인접하는 상기 투광부에 상당하는 부분의 제2 막이 제거되는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Characterized in that in the second film etching step, the second film adjacent to the first transmissive controlling portion and the light transmitting portion adjacent to the second transmissive controlling portion is removed. Gt; 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 막 에칭 공정은, 습식 에칭을 적용하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크의 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second film etching process is a wet etching process. 투명 기판 위에 형성된 제1 막 및 제2 막이 각각 패터닝됨으로써 형성된 제1 투과 제어부, 제2 투과 제어부 및 투광부를 구비한 전사용 패턴을 갖는 포토마스크로서,
상기 전사용 패턴은, 상기 제1 투과 제어부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 갖고,
상기 투광부는, 상기 투명 기판이 노출되고,
상기 제2 투과 제어부는, 상기 투명 기판 위에 형성된 상기 제2 막이 노출되고,
상기 제1 투과 제어부는, 상기 제1 막과 상기 제2 막이 적층하여 이루어지는 적층 부분과, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이 두께 방향으로 적어도 일부 에칭된 에지 부분을 갖고,
상기 에지 부분은, 상기 투광부에 인접하고, 상기 에지 부분의 노광광에 대한 광학 밀도(OD)가 2 이상인 것을 특징으로 하는, 포토마스크.A photomask having a transfer pattern including a first transmission control section, a second transmission control section, and a light transmitting section formed by patterning a first film and a second film formed on a transparent substrate,
Wherein the transfer pattern has a portion adjacent to the first transmission control portion and the light transmitting portion,
Wherein the transparent portion of the transparent substrate is exposed,
Wherein the second transmissive control unit exposes the second film formed on the transparent substrate,
Wherein the first transmissive control portion has a laminated portion in which the first film and the second film are laminated and an edge portion in which the second film on the first film is at least partially etched in the thickness direction,
Wherein the edge portion is adjacent to the transparent portion and the optical density (OD) of the edge portion with respect to the exposure light is 2 or more. 제12항에 있어서,
상기 전사용 패턴은, 상기 제2 투과 제어부와 상기 투광부가 인접하는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는, 포토마스크.13. The method of claim 12,
Wherein the transfer pattern has a portion adjacent to the second transmissive controlling portion and the light transmitting portion. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제1 막 및 상기 제2 막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크.The method according to claim 12 or 13,
Wherein the first film and the second film comprise a material that can be etched by the same etchant. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 제1 막 및 상기 제2 막이, 동일한 에칭액에 의해 에칭될 수 있는 재료를 포함하고, 상기 동일한 에칭액에 대한, 상기 제2 막과 상기 제1 막의 에칭 레이트 비가, 5:1 ~ 50:1인 것을 특징으로 하는, 포토마스크. The method according to claim 12 or 13,
Wherein the first film and the second film comprise a material that can be etched by the same etchant and wherein the etch rate ratio of the second film and the first film to the same etchant is from 5: 1 to 50: 1 &Lt; / RTI &gt; 제13항에 있어서,
상기 전사용 패턴은, 상기 제2 투과 제어부 사이에 끼워진 상기 투광부와, 상기 제1 투과 제어부 사이에 끼워진 상기 투광부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 포토마스크. 14. The method of claim 13,
Wherein the transfer pattern comprises the transparent portion sandwiched between the second transparent control portions and the transparent portion sandwiched between the first transparent control portions. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 에지 부분의 폭은 0.25 ~ 0.75㎛인 것을 특징으로 하는, 포토마스크. The method according to claim 12 or 13,
Wherein the width of the edge portion is 0.25 to 0.75 mu m. 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 에지 부분은, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이 에칭에 의해 제거된 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크.The method according to claim 12 or 13,
Wherein the edge portion is one wherein the second film on the first film is removed by etching. 제18항에 있어서,
상기 에지 부분은, 상기 제1 막 위의 상기 제2 막이 에칭에 의해 제거되고, 또한 상기 포토마스크의 노광광에 대한 광학 밀도(OD)를 2 이상으로 하는 범위에서, 상기 제1 막이 에칭에 의한 손상을 받은 것인 것을 특징으로 하는, 포토마스크.19. The method of claim 18,
Wherein the edge portion is formed in such a manner that the second film on the first film is removed by etching and the optical density (OD) of the photomask to the exposure light is 2 or more, Wherein the photomask has been damaged. 제12항에 기재된 포토마스크를 준비하는 공정과,
노광 장치에 의해 상기 포토마스크에 노광하고, 상기 전사용 패턴을, 피전사체에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 방법.A step of preparing the photomask according to claim 12;
Exposing the photomask to light by an exposure apparatus, and transferring the transfer pattern to a transfer target body.
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