문맥 (context)
1. 본 발명의 분야
본 발명은 노광 단계에 사용된 노광 마스크 및 상기 노광 마스크를 이용하여 박막 트랜지스터(이하, TFT로 참조됨)를 포함하는 회로를 갖는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 본 발명은 액정 디스플래이 패널 또는 유기 발광 소자를 포함하는 발광 디스플래이 장치로 대표되는 전기-광학 장치가 부품으로서 탑재되는 전기 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이 명세서에서 용어 "반도체 장치"는 일반적으로 반도체 특성을 이용하여 작동될 수 있는 장치를 의미하며, 전기-광학 장치, 반도체 회로 및 전기 장치는 모두 이 반도체 장치에 포함된다.
2. 관련 기술의 설명
박막 트랜지스터(이하 TFT라 함)가 제공된 반도체 장치를 제조하는데 포토레지스트로 제조된 마스크를 형성시키기 위해서, 형성 전후로 많은 단계가 요구된다. 요구되는 단계는, 예를 들면, 기판 클리닝, 레지스트 재료 도포, 프리-베이킹, 노광, 현상, 포스트-베이크등이다.
포토 레지스트로 제조된 마스크는 에칭 처리 또는 도핑 처리 후에 제거될 필요가 있고, 그 제거 또한 많은 단계를 필요로 한다. 요구되는 단계는 예를 들면, O2, H2O, CF4등으로부터 선택된 하나의 가스를 이용하는 에싱(ashing) 처리, 다양한 종류의 화학물질등을 이용하는 필링(peeling) 처리인데, 필링 처리는 에싱 처리 및 화학물질등을 이용하는 처리와 조합된다. 이 경우에, 화학물질을 이용하는 그 필링 처리는 화학적 처리, 순수 물로 하는 린스 처리 및 기판 건조와 같은 단계를 필요로 한다. 따라서, 포토레지스트로 제조된 마스크의 사용은 반도체 장치 제조 단계 수를 증가시키는 문제점을 야기한다. 노광 단계 수에서의 감소, 즉, 노광 단계에 사용된 마스크 수의 감소가 공정 시간 및 비용에서의 감소를 위해 필요하다.
마스크 수의 감소를 위한 한 방법으로서, 노광을 투광시킬 수 있는 투광 기판과 투광 기판위에 크롬등으로 형성된 차광부 및 차광 재료의 선과 공간이 각각의 소정 선폭으로 반복적으로 형성된 곳에서 광 강도 감소 기능을 갖는 반투과부를 포함하는 노광 마스크를 사용하는 노광 방법이 제안 되었다. 선과 공간에 의해 형성된 반투과부를 포함하는 노광 마스크는 또한 그래이-톤 노광 마스크(gray-tone light exposure)로 참조되고, 이 노광 마스크를 사용하는 노광은 또한 그래이-톤 노광로 참조된다. 이 노광 마스크를 사용함으로써, 하나의 포토레지스트 층이 현상되어 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖는다. 이어서, 이 포토레지스트가 에싱되는 동안에 에칭되는 하나의 층이 에칭되는데, 이것은 하나의 노광 단계를 통하여 두 층을 에칭하여 상이한 패턴으로 형성되도록 한다. 이것은 한 노광 단계, 즉, 하나의 마스크(예를 들면, 문헌 1: 일본국 특허 공개 제 2002-151523 호 참조)를 생략시킬 수 있다.
1:1의 투영 배율을 갖는 노광 장치를 이용하는 경우에, 예를 들면, 반투과부를 포함하는 노광 마스크가 형성되어 라인 및 공간 각각의 폭이 노광 장치의 해상도(해상 한계)보다 작다. 따라서, 라인 및 공간은 해상되지 않고, 기판위에 얼룩진고, 그러므로 기판위의 반투과부를 통해 투광된 노광양은 거의 모든 반투과부에 걸쳐 균질해진다. 그 결과, 포토레지스트 층은 반투과부에서 작은 두께로 형성될 수 있다.
그러나, 고해상도의 노광 장치를 사용하는 경우에, 라인 및 공간의 각각이 해상도 보다 작게 형성되는 경우에도 포토레지스트 층이 작은 두께로 형성될 수 없는 경우 또는 포토레지스트 층이 작은 두께로 형성될 수 있는 경우에도 균일한 두께로 형성될 수 없는 경우가 존재한다. 도 13a 및 도 13b는 그것의 예를 도시하고 있다. 도 13a는 노광 마스트에 대한 개략적인 횡단부를 도시하고, 도 13b는 노광 마스크를 이용하는 노광 및 현상이 얻어지는 포토레지스트 층의 횡단부 포토그래프이다. 도 13a에서 노광 마스크의 위치 및 도 13b의 횡단 포토르래프에서 포토레지스트의 위치는 실질적으로 일치한다. 1:1의 투영 배율과 1,5 ㎛의 해상도를 갖는 노광 장치가 사용되었다. 라인과 공간의 각각이 도 13a에 도시된 해상도 보다 작은 노광 장치를 이용하는 경우에도, 작고 균일한 두께의 영역을 갖는 포토레시스트 층이 형성될 수 있는 경우가 있다. 각 라인이 1.0 ㎛의 폭을 갖고, 각 공간이 0.5 ㎛의 폭을 갖는 도 13a의 노광 마스크의 영역에서, 포토레지스트 층이 작은 두께로 형성되지 않고, 큰 두께, 거의 차광부와 동일한 두께로 형성된다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
그래이-톤 노광 마스크에 포함된 반투과부가 수행하는 기능과 이를 통해 얻을 수 있는 효과는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretation그래이-톤 노광 마스크 내 반투과부의 기능과 그로 인한 기술적 효과를 묻는 질문이다.
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2정보 추출
information_extraction반투과부의 기능과 노광 마스크 사용 시의 결과에 대한 정보를 추출한다.
- 광 강도 감소 기능을 갖는 반투과부
- 이 노광 마스크를 사용함으로써, 하나의 포토레지스트 층이 현상되어 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖는다.
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3근거 선택
evidence_selection반투과부의 직접적인 기능과 그에 따른 포토레지스트 층의 변화를 근거로 선택한다.
- 광 강도 감소 기능을 갖는 반투과부
- 하나의 포토레지스트 층이 현상되어 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖는다.
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4논리 통합
logical_integration반투과부가 광 강도를 감소시킴으로써 포토레지스트 층에 서로 다른 두께를 형성하게 함을 연결한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation반투과부는 광 강도 감소 기능을 수행하며, 이를 통해 하나의 포토레지스트 층이 현상될 때 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖게 함으로써 하나의 노광 단계로 두 층을 에칭하여 상이한 패턴을 형성할 수 있게 한다.
- 광 강도 감소 기능을 갖는 반투과부
- 하나의 포토레지스트 층이 현상되어 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖는다.
- 이것은 하나의 노광 단계를 통하여 두 층을 에칭하여 상이한 패턴으로 형성되도록 한다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 명시된 기능과 효과를 통합하여 답변을 작성한다.
- 광 강도 감소 기능을 갖는 반투과부
- 하나의 포토레지스트 층이 현상되어 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖는다.
최종 답변 (final_answer)
반투과부는 광 강도 감소 기능을 수행하며, 이를 통해 하나의 포토레지스트 층이 현상될 때 적어도 두 개의 상이한 두께를 갖도록 하여, 하나의 노광 단계를 통해 두 층을 에칭함으로써 상이한 패턴을 형성할 수 있게 한다.
핵심 해석 (core_interpretation)
반투과부를 이용한 광 강도 감소 기능을 통해 하나의 포토레지스트 층에 상이한 두께를 형성하여 노광 단계를 줄이는 원리이다.