KR100617271B1 - Method for coating resist on blank mask - Google Patents
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Abstract
블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법이 개시된다. 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법은 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계; 소정의 제1배기압력 이하에서 마스크 기판을 소정의 제1회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계; 제1배기압력보다 높은 제2배기압력 이상에서 마스크 기판을 제1회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 제1막형성단계; 마스크 기판을 제1회전속도보다 낮은 제2회전속도로 회전시켜 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 제2막형성단계; 및 마스크 기판을 제2회전속도보다 낮은 제3회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조시키는 저속건조단계;를 갖는다. 본 발명에 따르면, 레지스트 코팅시 회전속도와 함께 배기압력을 조절함으로써 높은 회전속도로 레지스트를 코팅할 경우 발생하는 네 모서리 부분의 레지스트 두께의 불균일성 및 이로 인해 발생하는 프린지 현상을 최소화할 수 있다.A resist coating method of a blank mask is disclosed. The resist coating method of the blank mask according to the present invention comprises a spraying step of spraying a resist material on the mask substrate; A diffusion step of rotating the mask substrate at a predetermined first rotational speed at a predetermined first exhaust pressure or less to diffuse the resist material throughout the mask substrate; A first film forming step of forming a resist film having a predetermined thickness by rotating the mask substrate at a first rotational speed at a second exhaust pressure higher than the first exhaust pressure; A second film forming step of rotating the mask substrate at a second rotation speed lower than the first rotation speed to precisely adjust the uniformity of the thickness of the resist film; And a low speed drying step of drying the resist material by rotating the mask substrate at a third rotation speed lower than the second rotation speed. According to the present invention, it is possible to minimize the nonuniformity of the resist thickness of the four corners caused by coating the resist at a high rotational speed and the resulting fringe phenomenon by controlling the exhaust pressure together with the rotational speed during the resist coating.
블랭크 마스크, 차폐판, 스핀 코팅, 레지스트, 배기압력, 건조속도 Blank Mask, Shielding Plate, Spin Coating, Resist, Exhaust Pressure, Drying Speed
Description
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 도시한 도면,1 is a view showing a resist coating apparatus of a conventional blank mask,
도 2a는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법의 수행과정을 도시한 도면,2A is a view showing a process of performing a resist coating method of a conventional blank mask;
도 2b는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 레지스트 막의 두께 분포를 도시한 도면, 2B is a view showing a thickness distribution of a resist film of a blank mask manufactured by a resist coating method of a conventional blank mask;
도 3은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치의 구성을 도시한 도면,3 is a view showing the configuration of a resist coating apparatus for performing a resist coating method of a blank mask according to the present invention;
도 4는 차폐판의 일예를 도시한 도면,4 is a view showing an example of a shield plate,
도 5는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도,Figure 5 is a flow chart showing the implementation of a preferred embodiment for the resist coating method of the blank mask according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 있어서 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시한 도면, 그리고,6 is a view showing the relationship between the rotational speed and the exhaust pressure over time in the resist coating method according to the present invention, and
도 7a 및 도 7b는 각각 표 1에 기재된 공정조건으로 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레지스트 막의 두께 분포 및 표 1에 기재된 공정조건에서 대기단계를 수행하지 않고 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레 지스트 막의 두께 분포를 도시한 도면이다.7A and 7B show the thickness distribution of the resist film coated by the resist coating method according to the present invention with the process conditions shown in Table 1 and the resist coating method according to the present invention without performing the waiting step under the process conditions shown in Table 1, respectively. Is a diagram showing the thickness distribution of a resist film coated with a film.
본 발명은 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 금속계 차광막 및 반사방지막이 증착되어 있는 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술을 적용하기 위해 레지스트를 코팅하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist coating method of a blank mask, and more particularly, to a method of coating a resist for applying photolithography technology to a blank mask on which a metal light shielding film and an antireflection film are deposited.
반도체 집적회로 및 TFT-LCD용 미세 회로 형성에는 필수적으로 포토마스크(photomask)를 사용하는 포토리소그래피(photolithography) 기술이 이용되고 있다. 포토마스크는 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술을 이용하여 패턴을 형성하여 제조된다. 이때, 블랭크 마스크는 투명기판 상에 리액티브 스퍼터링(reactive sputtering) 방식 등에 의해 크롬 등의 금속계 차광막 및 반사방지막을 증착한 후 포토리소그래피 기술을 적용하기 위해 레지스트라고 하는 감광액을 도포한 형태의 제품이다. 최근 반도체 집적회로의 고집적화에 따른 설계룰이 미세화됨에 따라 미세 패턴에 사용되는 포토마스크의 패턴도 고정도의 미세화가 요구되고 있는 실정이다. 그리고 이러한 미세패턴의 구현을 위해서는 블랭크 마스크에서 레지스트 코팅 막의 균일성이 매우 중요한 인자로 작용한다. Photolithography technology using a photomask is essentially used for forming a semiconductor integrated circuit and a fine circuit for a TFT-LCD. The photomask is fabricated by forming a pattern on the blank mask using photolithography techniques. In this case, the blank mask is a product in which a photoresist called a resist is applied in order to apply photolithography technology after depositing a metal-based light shielding film and an antireflection film such as chromium by a reactive sputtering method on a transparent substrate. Recently, as the design rule according to the high integration of the semiconductor integrated circuit is refined, the pattern of the photomask used for the fine pattern is also required to be refined with high precision. And the uniformity of the resist coating film in the blank mask is a very important factor for the implementation of such a fine pattern.
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a resist coating apparatus of a blank mask used in the prior art.
도 1을 참조하면, 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치(100)는, 분사 노즐(110), 스핀보울(120), 회전척(130), 모터(140), 배기라인(150), 배기댐퍼(160) 및 압력계(170)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the
분사노즐(110)은 회전척(130)의 상부에 위치하여 회전척(130)에 장착되어 있는 마스크 기판(190)에 레지스트 물질을 분사한다. 회전척(130) 위에 장착되는 마스크 기판(190)은 투명기판 위에 크롬막이 형성된 마스크이다. 도 1에 도시된 레지스트 코팅장치(100)에 의해 마스크 기판(190)의 크롬막 위에 레지스트 막이 형성되면 블랭크 마스크가 된다. 스핀보울(120)은 회전척(130)을 수용하며, 회전척(130)의 회전시 마스크 기판(190)에 분사된 레지스트가 외부로 확산되는 것을 방지한다. 회전척(130)은 모터(140)로부터 구동력을 전달받아 장착되어 있는 마스크 기판(190)을 회전시킨다. 모터(140)는 레지스트 코팅장치(100)에 설정되어 제어값(recipi)에 의해 회전시간 및 회전속도가 제어된다. 배기라인(150)은 스핀보울(120)에 연통되어 스핀보울(120) 내의 기체의 이동통로를 형성한다. 이때, 스핀보울(120) 내의 기압은 배기라인(150)에 설치되어 있는 압력계(170)에 의해 측정된 배기압력으로 표현될 수 있다. 배기댐퍼(160)는 배기라인(150)을 통한 기체의 배기속도를 조절하여 배기라인(150) 내의 배기압력을 조절한다. 배기팬(미도시)은 배기댐퍼(160)가 열린 상태에서 배기라인(150) 내의 배기압력이 일정한 수준을 유지하도록 한다.The
도 2a는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법의 수행과정을 도시한 도면이다.Figure 2a is a view showing the performance of the conventional resist coating method of the blank mask.
도 2a를 참조하면, 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법은 확산단계와 건조단계로 구성된다. 배기압력은 공정 전체에 걸쳐 일정하게 유지되며, 확산단계에서 회전척(130)은 건조단계에 비해 상대적으로 높은 속도(예를 들면, 1000 rpm 이상)로 회전한다. 이 경우 블랭크 마스크의 레지스트 두께 분포는 가운데 부분이 얇고 외곽이 두꺼운 형태를 가지게 되며, 블랭크 마스크의 모서리 부분에서 빛의 반사가 균일하지 못하여 블랭크 마스크로 입사되는 빛이 확산 및 반사되는 프린지(fringe)가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 두께 분포는 도 2b에 도시되어 있다. Referring to FIG. 2A, the resist coating method of the conventional blank mask includes a diffusion step and a drying step. The exhaust pressure is kept constant throughout the process, and in the diffusion step, the
상기한 바와 같이 종래의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크에 의해 포토마스크를 제조하는 경우, 포토마스크의 패턴이 형성되는 영역에 불균일한 영역이 포함되고 있어, 포토마스크 패턴 형성 후의 품질의 척도가 되는 패턴 크기의 균일성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 이러한 결과는 반도체 제조공정에서의 수율을 떨어뜨리는 작용을 하게 되어, 결과적으로 반도체 제조공정의 제조 경비, 생산량, 시간 등에서 많은 부담을 초래하는 문제점이 있다.As described above, when the photomask is manufactured by a blank mask manufactured by a conventional resist coating method, an uneven region is included in the region where the pattern of the photomask is formed, and thus the quality of the photomask pattern is measured. This will adversely affect the uniformity of the pattern size. This result is to reduce the yield in the semiconductor manufacturing process, as a result has a problem that causes a lot of burden in the manufacturing cost, production amount, time, etc. of the semiconductor manufacturing process.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 마스크 기판 위에 레지스트 막을 균일하게 도포하여, 두께 균일성이 우수하고 두께 편차에 의해 발생하는 블랭크 마스크의 모서리 부분에 프린지 현상이 발생하지 않는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a resist coating method of a blank mask in which a resist film is uniformly coated on a mask substrate, so that thickness uniformity is excellent and fringes do not occur at edge portions of the blank mask caused by thickness variation. To provide.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지 스트 코팅방법은, 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계; 소정의 제1배기압력 이하에서 상기 마스크 기판을 소정의 제1회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계; 상기 제1배기압력보다 높은 제2배기압력 이상에서 상기 마스크 기판을 상기 제1회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 제1막형성단계; 상기 마스크 기판을 상기 제1회전속도보다 낮은 제2회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 제2막형성단계; 및 상기 마스크 기판을 상기 제2회전속도보다 낮은 제3회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 건조시키는 저속건조단계;를 갖는다. In order to achieve the above technical problem, the resist coating method of the blank mask according to the present invention, the spraying step of spraying a resist material on the mask substrate; A diffusion step of rotating the mask substrate at a predetermined first rotational speed below a predetermined first exhaust pressure to diffuse the resist material over the entire mask substrate; A first film forming step of forming a resist film having a predetermined thickness by rotating the mask substrate at the first rotational speed at a second exhaust pressure higher than the first exhaust pressure; A second film forming step of rotating the mask substrate at a second rotation speed lower than the first rotation speed to precisely adjust the uniformity of the thickness of the resist film; And a low speed drying step of drying the resist material by rotating the mask substrate at a third rotation speed lower than the second rotation speed.
이에 의해, 레지스트 코팅시 회전속도와 함께 배기압력을 조절함으로써 높은 회전속도로 레지스트를 코팅할 경우 발생하는 네 모서리 부분의 레지스트 두께의 불균일성 및 이로 인해 발생하는 프린지 현상을 최소화할 수 있다.Accordingly, by controlling the exhaust pressure together with the rotational speed during the resist coating, the nonuniformity of the resist thickness of the four corner portions generated when the resist is coated at a high rotational speed and the resulting fringe phenomenon can be minimized.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of a resist coating method of a blank mask according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치의 구성을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a resist coating apparatus for performing a resist coating method of a blank mask according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치(300)는, 분사노즐(310), 스핀보울(320), 회전척(330), 모터(340), 배기라인(350), 배기댐퍼(360), 압력계(370), 제어수단(380), 및 차폐판(390)으로 구성된다. Referring to Figure 3, the
분사노즐(310)은 회전척(330)의 상부에 위치하여 회전척(330)에 장착되어 있 는 마스크 기판(400)에 레지스트 물질을 분사한다. 분사노즐(310)은 레지스트 물질의 분사가 수행되지 않는 초기위치로부터 레지스트 물질의 분사가 수행되는 분사위치까지 회동된다. 이 때, 장치의 구성에 따라 상이하나 분사위치로부터 초기위치까지 분사노즐(310)이 이동하는 데는 대략 3초 정도가 소요된다. The
회전척(330)에 놓이는 마스크 기판(400)은 투명 기판 위에 크롬막이 형성된 마스크로서, 이 마스크(400) 위에 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅 장치(300)에 의해 레지스트 막이 형성되면 블랭크 마스크)가 된다. 사각형상의 블랭크 마스크는 합성 석영 유리 또는 소다 라임(soda lime) 유리와 같은 투명 기판 위에 크롬과 같은 금속 물질을 반응성 스퍼터링 방식으로 하여 크롬막을 형성하고, 이 크롬막 위에 레지스트 막을 코팅한 것이다. 또한, 레지스트는 블랭크 마스크의 제조공정에서 사용되는 포토레지스트, 전자빔용 레지스트, 화학 증폭형 레지스트와 같은 레지스트를 의미한다.The
스핀보울(320)은 회전척(330)을 수용하며, 회전척(330)의 회전시 마스크 기판(400)에 분사된 레지스트가 외부로 확산되는 것을 방지한다. 회전척(330)은 모터(340)로부터 구동력을 전달받아 장착되어 있는 마스크 기판(400)을 회전시킨다. 모터(340)는 레지스트 코팅장치(300)에 설정되어 제어값(recipi)에 의해 회전시간 및 회전속도가 제어된다. 배기라인(350)은 스핀보울(320)에 연통되어 스핀보울(320) 내의 기체의 이동통로를 형성한다. 이 때, 스핀보울(320) 내의 기압은 배기라인(350)에 설치되어 있는 압력계(370)에 의해 측정된 배기압력으로 표현될 수 있다. 배기댐퍼(360)는 배기라인(350)을 통한 기체의 배기속도를 조절하여 배기라 인(350) 내의 배기압력을 조절한다. 배기팬(미도시)은 배기댐퍼(360)가 열린 상태에서 배기라인(350) 내의 배기압력이 일정한 수준(예를 들면, 100 ~ 1000 Pa)을 유지하도록 한다.The
제어수단(380)은 사전에 설정되어 있는 제어값에 의해 모터(340)의 회전시간 및 회전속도를 제어하며, 배기댐퍼(360)를 개폐하여 배기압력을 조절한다. 이때, 전체 공정동안 배기압력을 일정하게 유지하는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법과 달리 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치의 제어수단(380)은 일정한 회전속도로 회전척(330)을 회전시켜 레지스트 물질의 확산이 시작되는 시점으로부터 일정시간이 경과된 시점(즉, 확산공정의 수행이 완료되는 시점)에 배기댐퍼(360)를 개방하여 배기압력을 높임으로써 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 막형성공정을 수행한다. The control means 380 controls the rotation time and rotation speed of the
또한, 제어수단(380)은 막형성공정의 이후에 수행되는 건조공정의 수행시 배기압력을 막형성공정시의 배기압력과 동일하게 유지한다. 또한, 제어수단(380)은 막형성공정의 수행시 회전척(330)을 두 단계의 회전속도로 회전시킨다. 이 때, 회전척(330)이 확산공정시의 회전속도와 동일하게 유지되는 시점에는 소정의 두께를 가지는 레지스트 막이 형성되고, 회전척(330)이 확산공정시의 회전속도보다 낮은 속도로 회전되는 시점에는 레지스트 막의 두께의 균일도가 정밀하게 조정된다. 또한, 제어수단(380)은 막형성공정이 종료된 후 회전척(330)을 막형성공정시의 회전속도보다 낮은 속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조시키는 저속건조공정과 회전척(330)을 확산공정시의 회전속도보다 높은 속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조 시키는 고속건조공정을 수행한다. 이때, 원하는 시점에 원하는 배기압력을 유지하도록 하기 위해 배기댐퍼(360)는 0.1도 간격으로 개폐될 수 있도록 제작되며, 제어수단(380)은 주어진 공정조건에 따라 배기댐퍼(360)를 개폐한다.In addition, the control means 380 maintains the exhaust pressure at the time of performing the drying process performed after the film forming process equal to the exhaust pressure at the film forming process. In addition, the control means 380 rotates the
차폐판(390)은 스핀보울(320)의 상부에 위치하며, 회전척(330)에 장착된 마스크 기판(400)의 적어도 일부를 외부의 대기와 차폐하여 마스크 기판(400) 상의 공기흐름속도를 변화시킨다. 이러한 차폐판(390)은 자체에 형성된 관통공의 형상에 따라 마스크 기판(400)에 도포된 레지스트 물질에 포함되어 있는 용제의 휘발속도가 부분적으로 조절된다. The
도 4에는 차폐판(390)의 일예가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 차폐판(390)은 관통공(392)이 형성되어 있는 원판형상을 가진다. 이 때, 관통공(392)은 차폐판(390)의 원주방향을 따라 일정한 각도간격으로 배치되며 각각은 차폐판(390)의 반경방향에 대해 수직하게 형성되는 복수의 직선 및 복수의 직선 양단 각각과 인접하는 직선의 끝단을 소정의 곡률로 연결하는 복수의 연결호에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진다. 차폐판(390)의 관통부(392)의 형상과 관련하여, 직선의 길이(W), 연결호의 곡률반경(R) 및 차폐판(390)의 중심으로부터 직선까지의 거리(D)의 값에 따라 레지스트 코팅 후의 두께 분포의 차이가 발생한다. 4 illustrates an example of the
이러한 특성을 이용하여 부분적으로 두께 분포를 조정할 필요가 있는 부분에 대해 W, R 및 D 값을 변화시켜 마스크 기판(400) 상에 균일성이 우수한 레지스트 막을 코팅할 수 있다. 이 때, 각각의 직선의 길이(W)는 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, 0 ~ 50 mm의 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 다만, 0 mm일 경 우 배기압력이 해당 부분에서 급격히 높아져 와류가 형성될 가능성이 높기 때문에 직선의 길이(W)는 적어도 5 mm 이상으로 설계되는 것이 바람직하다. 한편, 각각의 연결호의 곡률반경(R) 또한 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, 0 ~ 100 mm의 범위-보다 바람직하게는, 5 ~ 50 mm 범위- 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 차폐판(390) 설계에 있어서 D값은 마스크 기판(400)의 네 모서리 부분의 두께 형성과 큰 관계가 있으며, 70 ~ 140 mm 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. By using these characteristics, the resist film having excellent uniformity may be coated on the
도 5는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 바람직한 실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.Figure 5 is a flow chart showing the implementation of a preferred embodiment for the resist coating method of the blank mask according to the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저, 마스크 기판(400)에 레지스트 물질을 분사한다(S500). 이 때, 레지스트 물질의 분사는 두 단계로 이루어 질 수 있다. 제1단계는 스태틱 분사단계로서, 초기 레지스트 분사시 레지스트를 안정적으로 마스크 기판(400)에 도포하기 위해 회전척(330)이 정지 상태 또는 30 rpm 이하의 속도로 회전하는 상태에서 마스크 기판(400) 위에 1.0 ㎖/sec ~ 3.0 ㎖/sec의 유속으로 레지스트를 분사한다. 스태틱 분사단계에서는 레지스트가 튀는 것을 방지하여야 하므로 분사시간은 2초 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 솔벤트의 건조를 최소화하기 위해 하부의 배기댐퍼(360)를 닫아 배기압력을 10 Pa 내지 30 Pa의 범위로 유지한다. Referring to FIG. 5, first, a resist material is sprayed onto the mask substrate 400 (S500). At this time, the injection of the resist material may be made in two steps. The first step is a static spraying step, in which the
제2단계는 다이나믹 분사단계로서, 사각형상의 블랭크 마스크의 경우에 블랭크 마스크의 네 모서리 부분까지 레지스트가 도포될 수 있도록 마스크 기판(400)을 비교적 높은 회전속도로 회전시키면서 분사를 진행한다. 이러한 다이나믹 분사단계 에 의해 이어서 진행되는 확산단계의 수행 전에 마스크 기판(400) 위에 레지스트가 어느 정도 평탄하게 전체적으로 도포될 수 있도록 한다. 이 때, 레지스트가 분사되는 유속은 스태틱 분사단계와 동일하게 진행하고, 분사시간은 4초 이내로 하는 것이 바람직하다. 다이나믹 분사단계에서 마스크 기판(400)의 회전속도는 200 rpm 내지 450 rpm이 바람직하다. 만약, 마스크 기판(400)의 회전속도를 200 rpm 이하로 설정하면 다이나믹 분사의 목적을 달성하기 어려우며, 450 rpm 이상으로 설정하면 높은 회전속도에 의해 레지스트의 건조가 진행되어 프린지 현상 등의 문제가 발생하게 된다. 또한, 다이나믹 분사단계는 레지스트의 건조를 최소화하고 레지스트를 외곽까지 퍼뜨릴 수 있도록 하기 위해 배기댐퍼(360)를 닫아 배기압력을 10 Pa 내지 30 Pa의 범위로 유지하는 것이 바람직하다.The second step is a dynamic spraying step. In the case of the rectangular blank mask, the spraying process is performed while rotating the
다음으로, 레지스트 물질의 분사가 종료된 시점으로부터 다음에 이어지는 확산단계의 수행이 개시되는 시점까지 마스크 기판(400)의 회전상태를 분사단계의 종료시점과 동일하게 유지한다(S510). 이러한 대기단계는 분사가 끝난 노즐(310)이 마스크 기판(400) 위에서 벗어나기 위해 필요한 시간동안 수행되며, 노즐(310)이 마스크 기판(400) 위에 있을 경우 노즐(310)에 의해 와류가 생성되고 이로 인해 레지스트의 두께가 부분적으로 낮아지는 것을 방지하기 위함이다. 대기단계에서는 레지스트의 건조를 막기 위해 배기댐퍼는 닫힌 상태가 유지되어야 하며, 3초를 넘지 않는 범위에서 진행되도록 하는 것이 바람직하다.Next, the rotation state of the
다음으로, 소정의 제1배기압력 이하에서 마스크 기판(400)을 소정의 제1회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판(400) 전체에 확산시킨다(S520). 이 러한 확산단계는 레지스트 막의 두께가 원하는 두께와 비슷한 두께를 유지하도록 높은 회전수에서 원심력을 이용하여 두께를 조정하는 단계이다. 이 때 원하는 두께로 빠르게 조정하기 위해 배기댐퍼(360)를 닫아 배기압력을 10 Pa 내지 30 Pa의 범위로 유지하여 레지스트의 건조를 느리게 유지하는 것이 바람직하다. 레지스트의 두께를 원하는 두께로 조정하기 위해서 확산단계에서의 회전척(330)의 회전속도와 회전시간을 조정하게 되는데 회전속도는 고속회전시 원심력에 의해 발생하는 프린지 현상을 억제하기 위해 1,000rpm 이하로 하며 회전 시간은 원하는 두께에 따라 가감될 수 있다. 확산단계의 회전척(330)의 회전 속도는 레지스트에 포함된 용매에 따라 차이가 있으나 850rpm 이하로 설정되는 것이 바람직하다.Next, the
다음으로, 확산단계에서의 배기압력인 제1배기압력보다 높은 제2배기압력 이상에서 마스크 기판(400)을 제1회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성한다(S530). 이러한 제1막형성단계는 확산단계의 수행 후에 마스크 기판(400)에 확산된 레지스트를 빠르게 건조하면서 레지스트 두께 분포의 형태를 조절하는 단계이다. 제1막형성단계에서 회전척(330)의 회전속도는 확산단계와 동일한 속도로 유지하고, 회전시간을 이용하여 형태를 조정하는 것이 바람직하다. 제1막형성단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 5초를 초과하지 않는 것이 바람직하며, 레지스트의 두께 분포가 볼록렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 늘리고, 오목렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 줄이는 것이 바람직하다. 이 때, 레지스트가 빠르게 형태를 잡게 하기 위해 배기댐퍼(360)를 열어 배기압력을 200 내지 800 Pa의 높은 범위로 유지함으로써 솔벤트의 건조속도를 높이는 것이 바람직하다.Next, a resist film having a predetermined thickness is formed by rotating the
다음으로, 마스크 기판(400)을 제1회전속도보다 낮은 제2회전속도로 회전시켜 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정한다(S540). 이러한 제2막형성단계는 마스크 기판(400)의 레지스트 막의 두께 분포를 미세하게 조정하기 위해 수행된다. 이러한 미세한 조정을 위해 제2막형성단계의 회전속도는 제1막형성단계의 회전속도의 40 ~ 70% 수준을 유지하며, 이 범위 내에서 회전속도와 회전시간을 조절하여 미세하게 조정하게 된다. 제2막형성단계에서 레지스트의 두께 분포가 볼록렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 늘리고, 오목렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 줄이는 것이 바람직하다. 또한, 회전속도와 회전시간을 증가시킬 경우 블랭크 마스크의 가운데 부분이 평탄해지므로, 제1막형성단계의 회전시간과 제2막형성단계의 회전속도 및 회전시간을 조절하여 레지스트 막이 균일한 두께 분포를 갖는 조건을 찾을 수 있다. Next, the
다음으로, 마스크 기판(400)을 제2회전속도보다 낮은 제3회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조시킨다(S550). 이 때, 제3회전속도는 제1막형성단계에서의 마스크 기판(400)의 회전속도인 제1회전속도와 동일하게 설정될 수 있다. 이러한 저속건조단계는 제2막형성단계에서 형성된 레지스트 두께 분포를 유지하면서 레지스트에 포함된 용매를 제거하여 막의 형태를 유지하기 위한 단계로서, 회전에 의해 두께 분포 경향이 바뀌지 않도록 하기 위해 50 rpm 이하의 속도로 진행한다. 또한, 저속건조단계에서 배기압력은 제2막형성단계에서의 배기압력과 동일하게 유지한다.Next, the
다음으로, 마스크 기판(400)을 제1회전속도보다 높은 제4회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 빠르게 건조시킨다(S560). 이러한 고속건조단계는 1,000 rpm 내지 1,500 rpm의 범위에서 마스크 기판(400)을 회전시켜 진행하여 회전력에 의해 제거할 수 있는 솔벤트를 전부 제거하기 위한 단계이다. 고속건조단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 솔벤트를 전부 제거하기 위해 충분한 시간 동안 회전하도록 설정될 수 있으며, 100초를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 저속 및 고속건조단계에서 차폐판(390)을 사용하여 마스크 기판(400)의 가운데, 옆면, 모서리 부분의 공기의 흐름 속도를 다르게 함으로써 블랭크 마스크의 특정 부분에서의 솔벤트 증발 속도를 조절할 수 있다. 이러한 차폐판(390)의 사용에 의해 블랭크 마스크 전체 영역에서 레지스트 막의 두께에 대한 균일성을 확보할 수 있다. Next, the
도 6은 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 있어서 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법은 공정의 수행과정에서 마스크 기판(400)의 회전속도와 배기압력을 적절히 조절하여 레지스트 막의 두께 분포를 보다 정밀하게 조정할 수 있다.6 is a view showing the relationship between the rotational speed and the exhaust pressure over time in the resist coating method according to the present invention. Referring to FIG. 6, in the resist coating method according to the present invention, the thickness distribution of the resist film may be more precisely adjusted by appropriately adjusting the rotation speed and the exhaust pressure of the
다음의 표에는 iP3500(제조사: Tokyo Ohka Kogyo)이라는 레지스트를 본 발명에 따른 레지스트 코팅 방법에 의해 마스크 기판(400)에 코팅하기 위한 공정조건이 기재되어 있다. The following table describes the process conditions for coating the resist substrate iP3500 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) on the
이 때, 차폐판(360)에 형성된 관통부의 R, D 및 W값은 각각 210 mm, 90 mm, 40 mm이며, 레지스트 물질의 분사 유량은 2.2 ㎖/sec이다.At this time, the R, D, and W values of the penetrating portion formed in the
표 1에 기재된 공정조건에 따라 마스크 기판(400) 상에 형성된 레지스트 막의 평균 두께는 4,650 Å이고, 레지스트 막의 두께 균일도(즉, 레지스트 두께의 최대값 - 최소값)는 25 Å이다. 레지스트 막의 두께 균일도는 가로 및 세로의 크기가 152 x 152 mm의 마스크 기판(400) 내에서 유효영역인 132 × 132 mm에 11 × 11의 격자를 위치시키고, 격자의 교차점인 121곳에 대해 측정하여 얻어진 결과이다. According to the process conditions shown in Table 1, the average thickness of the resist film formed on the
도 7a 및 도 7b에는 각각 표 1에 기재된 공정조건으로 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레지스트 막의 두께 분포 및 표 1에 기재된 공정조건에서 대기단계를 수행하지 않고 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레지스트 막의 두께 분포를 도시한 도면이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 종래의 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 블랭크 마스크의 네 모서리 부분은 높은 회전속도에 의해 원심력이 강하게 작용하므로 레지스트 건조가 빠르게 진행되어 평균보다 높은 두께 분포를 보였으며, 이로 인한 프린지 현상이 발생한다. 이와 달리, 표 1에 기재된 공정조건으로 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레지스트 막은 블랭크 마스크의 네 모서리 부분의 두께가 다른 부분과 커다란 차이가 없이 전체적으로 균일하게 형성됨을 알 수 있다. 한편, 표 1에 기재된 공정조건에서 대기단계를 수행하지 않고 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 의해 코팅된 레지스트 막은 블랭크 마스크의 가운데 부분이 30 Å 정도의 낮은 두께를 보여 전체적인 균일성이 저하됨을 알 수 있다.7A and 7B respectively show the thickness distribution of the resist film coated by the resist coating method according to the present invention at the process conditions shown in Table 1 and the resist coating method according to the present invention without performing the waiting step at the process conditions shown in Table 1, respectively. Is a diagram showing the thickness distribution of a resist film coated by " 7A and 7B, since the four corner portions of the blank mask coated by the conventional resist coating method have a strong centrifugal force due to the high rotational speed, the drying of the resist proceeds quickly and shows a thickness distribution higher than the average. This causes a fringe phenomenon. On the contrary, it can be seen that the resist film coated by the resist coating method according to the present invention under the process conditions described in Table 1 is formed uniformly as a whole without a large difference in thickness between the four corner portions of the blank mask. On the other hand, the resist film coated by the resist coating method according to the present invention without performing the waiting step in the process conditions shown in Table 1 shows that the thickness of the center portion of the blank mask is about 30 mm 3, the overall uniformity is lowered have.
다음의 표에는 최근에 많이 사용되고 있는 FEP171(제조사: 후지필름)이라는 화학 증폭형 레지스트를 본 발명에 따른 레지스트 코팅 방법에 의해 마스크 기판(400)에 코팅하기 위한 공정조건이 기재되어 있다. The following table describes the process conditions for coating the chemically amplified resist FEP171 (manufacturer: FUJIFILM) on the
이 때, 차폐판(360)에 형성된 관통부의 R, D 및 W값은 각각 220 mm, 80 mm, 30 mm이며, 레지스트 물질의 분사 유량은 2.1 ㎖/sec이다.At this time, the R, D and W values of the penetrating portion formed in the
표 2에 기재된 공정조건에 따라 마스크 기판(400) 상에 형성된 레지스트 막의 평균 두께는 3,998 Å이고, 레지스트 막의 두께 균일도(즉, 레지스트 두께의 최대값 - 최소값)는 30 Å이다. 레지스트 막의 두께 균일도는 가로 및 세로의 크기가 152 x 152 mm의 마스크 기판(400) 내에서 유효영역인 132 × 132 mm에 11 × 11의 격자를 위치시키고, 격자의 교차점인 121곳에 대해 측정하여 얻어진 결과이다. 현재 블랭크 마스크에서 통상적으로 요구되는 균일도 사양이 80 Å 정도이고 특수한 경우에도 50 Å 정도인 점을 고려할 때, 표 2에 기재된 공정조건에 따라 마스크 기판(400) 상에 형성된 레지스트 막의 두께 균일도는 상당히 우수한 결과임을 알 수 있다.According to the process conditions shown in Table 2, the average thickness of the resist film formed on the
상술한 실시예들에 사용되는 레지스트는 서로 다른 용매를 포함하며 각각 건조속도 등의 특성치에 차이가 있음에도 모두 두께 균일성 측면에서 우수한 결과를 보인 것으로 보아, 본 발명에 따른 레지스트 코팅 방법은 특정한 레지스트에 한정된 것이 아니라, 솔벤트에 고분자가 용해되어 있는 형태의 액체를 스핀 코팅장치를 이용해 고분자 막의 형태로 코팅하는 모든 공정에 적용 가능하다. 즉, 본 발명이 적용될 수 있는 레지스트에는 주쇄 절단형, 용해 억제형, 화학 증폭형 레지스트가 포함되며, 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 2-헵타논, 메틸 이소아밀 케톤(MAK), 에틸 랙테이트(EL), 디에틸렌 글리콜 에테르(DYGLYME), 아니솔(ANISOLE), 메틸 셀로솔브 아세테이트(MCA) 등이 사용될 수 있다.Since the resists used in the above-described embodiments include different solvents and all have different characteristics such as drying speed, the resists are excellent in terms of thickness uniformity. The present invention is not limited thereto and may be applied to all processes in which a liquid in a form in which a polymer is dissolved in a solvent is coated in the form of a polymer film using a spin coating apparatus. That is, the resist to which the present invention can be applied includes main chain cleavage type, dissolution inhibiting type and chemically amplified resist, and as a solvent, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), 2-hep Tanone, methyl isoamyl ketone (MAK), ethyl lactate (EL), diethylene glycol ether (DYGLYME), anisole (ANISOLE), methyl cellosolve acetate (MCA) and the like can be used.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the present invention belongs to the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의하면, 레지스트 코팅시 회전속도와 함께 배기압력을 조절함으로써 높은 회전속도로 레지스트를 코팅할 경우 발생하는 네 모서리 부분의 레지스트 두께의 불균일성 및 이로 인해 발생하는 프린지 현상을 최소화할 수 있으며, 차폐판을 이용한 마스크 기판 위에서의 부분적인 배기압력 조절 및 멀티스텝 코팅공정을 이용하여 여러 경우의 균일성 저 해 조건에 대해 전체 유효영역에 거쳐 우수한 균일성을 갖는 레지스트 막이 형성할 수 있다.According to the resist coating method of the blank mask according to the present invention, the non-uniformity of the resist thickness of the four corners caused by coating the resist at a high rotational speed by controlling the exhaust pressure with the rotational speed during the resist coating and the resulting fringes The phenomenon can be minimized, and a resist film having excellent uniformity over the entire effective area for uniformity-inhibiting conditions in several cases by using partial exhaust pressure control and multi-step coating process on the mask substrate using a shielding plate Can be formed.
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