JP3105991B2 - 不要塗布膜除去方法及びその装置並びに位相シフトマスクブランク製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスクブラン
ク、半導体基板、磁気ディスク基板及びカラーフィルタ
ー等の基板表面に塗布膜を形成する際に、基板の表面主
要部以外の表面周縁部、基板側面部及び基板裏面部のよ
うな不要な場所に形成された不要な塗布膜を除去する不
要塗布膜除去方法及びその装置並びに位相シフトマスク
ブランクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置、フォトマスク、磁気ディス
ク基板、カラーフィルター等を製造する分野において、
基板上にレジストあるいはＳＯＧ（スピン・オン・グラ
ス）膜等を塗布する方法として、スピンコート法が知ら
れている。この方法は、例えば基板を略水平に保持して
回転するスピンチャックに基板を載置し、その基板上に
塗布液を滴下し、スピンチャックを回転することにより
その遠心力を利用して基板上に均一な塗布膜を形成する
方法である。

【０００３】このスピンコート法は、その塗布液の種
類、塗布膜の膜厚等により回転数、回転時間等の調整を
行うが、回転数が大きすぎると回転によって発生する風
の影響で、塗布膜が基板の全面に均一に形成されないと
いう問題を有している。そこで、回転数を低速に抑える
ことが好ましいが、低速で回転させると、基板表面の周
縁部に働く遠心力が小さくなり、塗布液が基板表面の周
縁部に溜まり、その部分の膜厚が厚くなったり、あるい
は基板の側面あるいは裏面に回り込んでしまう。このよ
うに、基板表面の周縁部が盛り上がると、例えば塗布液
がＳＯＧの場合は、その部分にクラックが入りやすくな
る。また、塗布液がレジストの場合は例えばフォトマス
クを重ねて密着露光の際に、フォトマスクとレジスト塗
布膜とが良好に密着されないという問題が生ずる。さら
に、基板の側面あるいは裏面に付着した塗布膜は剥がれ
てゴミとなり、基板表面の塗布膜に付着してしまう恐れ
がある。

【０００４】このような問題点を解決するための技術と
して、例えば、特開昭５８−１９３５０号公報に開示さ
れている方法がある。この方法は、基板の裏面、側面、
または表面周縁部のような不要な場所に付着した塗布膜
を次の方法で除去するものである。すなわち、図５に示
されるように、基板表面の周縁部で塗布膜１３０が盛り
上がり、基板の側面及び裏面にも塗布膜が付着した塗布
膜付き基板１００を、その表面を上向きにターンテーブ
ル２００に載置して回転する。同時に、下方に配設され
たノズル３００から基板の外周方向に塗布膜を溶かす溶
媒４００を噴射させ、この溶媒が表面張力等によって塗
布膜をつたわって基板１００の表面周縁部まで上昇する
ようにする。これにより、塗布膜を溶かすとともに、塗
布膜を溶出した溶媒を遠心力によって外方に飛散させる
ことにより不要塗布膜を除去するようにしたものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の方法においては、ノズル３００から噴射された溶媒が
表面張力等によって塗布膜をつたわって基板１００の表
面周縁部まで上昇して不要塗布膜を溶かすようにし、か
つ、この塗布膜が溶出した溶媒を遠心力によって外方に
飛散させるようにしなければならないが、このような条
件を満たすためには、ターンテーブル２００の回転数や
溶媒の供給速度を極めて微妙に調節する必要があり、そ
の制御が非常に困難であるという問題点を有していた。
これがために、例えば、隣り合うパターン露光光に位相
ズレを与えて分解能を向上させるようにした位相シフト
マスクの素材たる位相シフトマスクブランクの製造にお
いて、位相シフト層となるＳＯＧ塗布膜形成工程におい
て生じた不要塗布膜を除去することも困難であるという
問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、比較的容易に基板の表面主要部以外の
表面周縁部、基板側面部及び基板裏面部のような不要な
場所に形成された不要な塗布膜を確実に除去することを
可能にした不要塗布膜除去方法及びその装置並びに上記
方法を用いた位相シフトマスクブランク製造方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる不要塗布膜除去方法は、 （１）少なくとも基板表面周縁部に形成された不要塗布
膜を除去する不要塗布膜除去方法において、前記基板を
収納して略水平に載置保持する凹状載置部であって、前
記基板をその裏面が上方に向くように載置したとき、前
記凹状載置部内側面及び底面と、前記基板側面及び表面
との間に一定の間隔が生ずるように形成された凹状載置
部を有し、前記載置部に前記基板をその裏面が上方を向
くように収納載置する工程と、前記凹状載置部に載置さ
れた基板の上方に向いた面の中心部を通り該面に垂直な
回転軸を中心に前記基板及び前記凹状載置部を回転させ
る工程と、前記基板の上方から前記不要塗布膜を溶解可
能な溶媒を供給する工程と、前記溶媒によって前記不要
塗布膜を溶解した溶媒を除去する工程と、を有すること
を特徴とする構成とした。

【０００８】また、構成１の態様として、 （２）構成１の不要塗布膜除去方法において、前記凹状
載置部に載置した基板に溶媒を供給する際は、前記基板
及び前記凹状載置部を第１の回転数で回転させて前記溶
媒を前記基板表面周縁部に形成された不要塗布膜に供給
してこの不要塗布膜を溶解させ、前記溶媒によって前記
不要塗布膜を溶解した溶媒を除去する工程は、前記第１
の回転数より大きい第２の回転数で回転させて前記溶媒
を遠心力によって飛散させることにより、前記不要塗布
膜を除去するようにしたことを特徴とする構成とした。

【０００９】また、本発明の不要塗布膜除去装置は、（４）構成１に記載の不要塗布膜除去方法に用いる不要
塗布膜除去装置であって、基板を収納して略水平に載置
保持する凹状載置部であって、前記基板をその裏面が上
方に向くように載置したとき、前記凹状載置部内側及び
底面と、前記基板側面及び裏面との間に、不要塗布膜を
除去する溶媒が少なくとも前記基板側面に接触しながら
基板の表面周縁部に達することができる幅の間隔が生ず
るように形成させた凹状載置部と、前記凹状載置部に載
置された基板の上方向いた面の中心部を通り該面に垂直
な回転軸を中心に前記基板及び前記凹状載置部を回転さ
せる回転駆動装置と、前記凹状載置部に載置された基板
の上方に向けられた面に溶媒を供給する溶媒供給装置と
を備えたことを特徴とした。

【００１０】さらに、本発明の位相シフトマスクブラン
クの製造方法は、（５）透光性基板に位相シフト層を形成する位相シフト
層形成工程を有する位相シフトマスクブランク製造方法
において、前記位相シフト層形成工程において不要な部
分に形成された不要塗布膜を構成１に記載の方法で除去
する不要塗布膜除去工程を有することを特徴とした。

【００１１】

【作用】上述の構成１によれば、基板の上方から前記不
要塗布膜を溶解可能な溶媒を供給することにより、凹状
載置部内側面及び底面と、基板側面及び裏面との間を通
じて溶媒が基板表面周縁部に確実に達して不要塗布膜を
確実に溶解する。また、基板及び凹部載置部を回転させ
てこの不要塗布膜が溶出した溶媒を遠心力で外方に飛散
させることにより、不要塗布膜を除去することができ
る。

【００１２】また、構成４によれば、構成１の方法を実
施する際に用いる装置を得ることができ、構成５によれ
ば、不要塗布膜を容易確実に除去できる位相シフトマス
クブランク製造方法を得ることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例にかかる不要塗布膜
除去装置の構成を示す部分断面図、図２は図１の部分拡
大断面図、図３ないし図４は本発明の一実施例にかかる
不要塗布膜除去方法の説明図である。以下、これらの図
面を参照にしながら一実施例にかかる不要塗布膜除去方
法及びその装置並びに位相シフトマスクブランク製造方
法を説明する。以下の説明では、まず、不要塗布膜が形
成された位相シフトマスクブランクを説明し、次に、一
実施例の不要塗布膜除装置の構成を説明し、最後に一実
施例の不要塗布膜除去方法と併せて一実施例の位相シフ
トマスクブランク製造方法を説明する。

【００１４】不要塗布膜が形成された位相シフトマスク
ブランク 図１において、基板１０は、石英ガラスからなる透明基
板（５インチ×５インチ×０．０９インチ）１１の表面
１１ａの主要部にクロムからなる遮光膜パターン１２が
形成され、さらに、この遮光膜パターン１２の上に位相
シフトマスクの位相シフト層を構成するＳＯＧ膜である
塗布膜１３が形成されたもので（図３，図４参照）、い
わゆるＳＯＧ膜付フォトマスクブランク（位相シフトマ
スクブランク）である。ここで、この塗布膜１３は、本
来、基板１１の表面１１ａの主要部、すなわち、遮光膜
パターン１２が形成されている部分及びその近傍周辺に
のみ形成されていればよい。しかしながら、塗布膜１３
の形成の際に、本来形成する必要のない基板１１の表面
１１ａの周縁部１１ｃ、基板側面部１１ｄ及び基板裏面
部１１ｅにまで形成されてしまう。すなわち、この塗布
膜１３は、ＳｉＯ₂系被覆形成用塗布液（アライドシグ
ナル社ＡＣＣＵＧＬＡＳＳ２１１Ｓ）を、例えば、回転
数１０００ｒｐｍで１０秒間スピンコートして、膜厚約
４０００オングストロームに形成したものである。この
スピンコートの際に、基板表面周縁部１１ｃに塗布液の
盛り上がりが生じて不要な盛り上がり塗布膜１３ｃが形
成されるとともに、塗布液が基板側面部１１ｄ及び基板
裏面部１１ｅにまで回り込んでそれぞれ不要塗布膜１３
ｄ及び１３ｅが形成される。一実施例にかかる不要塗布
膜除去方法及びその装置は、上記不要塗布膜１３ｃ，１
３ｄ，１３ｅを除去する方法及び装置である。

【００１５】一実施例の不要塗布膜除去装置 この一実施例の不要塗布膜除去装置は、図１に示される
ように、回転するスピンチャック２０に載置保持された
基板１０の裏面１１ｂにノズル３０から噴出する溶媒を
供給するものである。

【００１６】スピンチャック２０は、基板１０を収納し
て略水平に載置保持する凹状載置部２１を有している。
この凹状載置部２１は、基板１０をその裏面１１ｂが上
方に向くように収納載置したとき、凹状載置部２１内側
面２１ｄ及び底面２１ｆと、基板１０の側面１１ｄ及び
表面１１ａとの間に一定の間隔が生ずるように形成され
ている。すなわち、凹状載置部２１は、略垂直な内側面
２１ｄから底面２１ｆに至る部分に傾斜面２１ｃが形成
され、この傾斜面２１ｃから内側面２１ｄに至る部分に
垂直面２１ｇが形成されている。すなわち、内側面２１
ｄによって形成される開口部の開口寸法は基板１０の外
形寸法より大きく形成され、一方、垂直面２１ｇによっ
て形成される開口部の開口寸法は基板１０の外形寸法よ
り小さく形成されている。これにより、基板１０は傾斜
面２１ｃによってその角部を支持され、基板１０の裏面
１１ａと凹状載置部２１の底面２１ｆとの間に一定の間
隔が生じ、裏面１１ａが底面２１ｆに直接接触して傷が
付く等のことがないようになっている。

【００１７】また、スピンチャック２０の下部には、基
板１０の中心を通り上方を向いた面に垂直な軸上に回転
軸２２が設けられている。この回転軸２２は、図示しな
い回転駆動装置に結合され、所望の回転数で回転される
ようになっている。したがって、スピンチャック２０
は、この回転軸２２を回転中心として所望の回転数で回
転できるようになっている。

【００１８】さらに、スピンチャック２０に収納載置さ
れた基板１０の上方を向いた面（裏面１１ｂ）の周縁部
１１ｅの近傍に、溶媒４０を噴出するノズル３０が設置
されている。このノズル３０は、図示しない溶媒供給装
置から供給された溶媒４０を所望の噴出速度で噴出する
ものである。

【００１９】一実施例の不要塗布膜除去方法 次に、上述の一実施例の不要塗布膜除去装置を用いて一
実施例の不要塗布膜除去方法を実施した例を説明する。
なお、この実施例は、一実施例の不要塗布膜除去方法を
位相シフトマスクブランク製造工程における不要塗布膜
除去工程に適用した例である。

【００２０】まず、基板１０を、該基板１０の裏面１１
ｂが上方を向くようにしてスピンチャック２０の凹状載
置部２１内に収納載置する。この状態で、裏面１０は略
水平に維持される。この場合、基板１０は凹状載置部２
１内の傾斜面２１ｃによってその角部を支持される。ま
た、このとき、凹状載置部２１の内側面２１ｄと基板側
面１１ｄとの間には約０．２５ｍｍの間隙が生ずる。さ
らに、基板１０の裏面１１ａと凹状載置部２１の底面２
１ｆとの間に一定の間隔が生じ、裏面１１ａが底面２１
ｆに直接接触して傷が付く等のことがないようになって
いる。

【００２１】次に、基板１０の裏面周縁部１１ｅの上方
に設置されたノズル３０から基板の裏面をめがけてＳＯ
Ｇの良溶媒であるアセトンからなる溶媒４０を５ｍｌ供
給する。同時に、スピンチャック２０を回転数１５０ｒ
ｐｍ（第１の回転数）で５秒間回転させる。これによ
り、溶媒４０を基板裏面部１１ｅに形成された不要塗布
膜１１ｅに浸透させるとともに、凹状載置部２１の内側
面２１ｄと基板側面１１ｄとの間の間隙を通じて、基板
側面部１１ｄ及び基板表面周縁部１１ｃにそれぞれ形成
された不要塗布膜１３ｄ及び１３ｃにも浸透させて、こ
れら不要塗布膜を溶解する。この場合、塗布膜を溶出し
た溶媒４０ａは、凹状載置部２１の内側面２１ｄと基板
側面１１ｄとの間を徐々に流れ落ち、基板１０の表面周
縁部１１ｃにさしかかったところで表面張力が働いて液
だまり４０ｃとなり、基板表面周縁部１１ｃの不要塗布
膜１３ｃを溶解する（図２参照）。

【００２２】この溶解反応が終了したら、次に、スピン
チャック２０の回転数を１０００ｒｐｍ（第２の回転
数）に上げて１０秒間回転させる。これにより、塗布膜
を溶解した溶媒が外方に飛散され、不要塗布膜が除去さ
れる。なお、この溶媒の飛散は、塗布膜が溶出した溶媒
４０ａが揮発して粘性が高くなる前に行う必要がある。
その後、スピンチャック２０の回転をとめて基板１０を
取り出し、乾燥した後、ベーク処理等を施してＳＯＧ膜
からなる位相シフト層が形成されたＳＯＧ膜付フォトマ
スクブランクを得る。

【００２３】ここで、上記一実施例ではＳＯＧと相溶す
る溶液にアセトンを用いたが、これは、メタノール、イ
ソプロピルアルコール等、ＳＯＧが可溶な液体であれば
よい。

【００２４】また、上記実施例ではスピンチャック２０
の内側面２１ｄ及び底面２１ｆとの間に設けられた傾斜
面２１ｃに、基板の側面１１ｄ及び表面１１ａとの間の
角部（面取部）を当接させることによって基板を保持し
たが、基板の保持はこの方法に限らず、凹上載置部２１
の内側面２１ｄのいずれかに突起物を設け、それにより
保持してもよく、要は基板表面１１ａがスピンチャック
２０と当接しない状態を保ちながら基板１０を保持する
ようにすればよい。

【００２５】さらに、上記実施例ではスピンチャック２
０の内側面２１ｄと基板側面１１ｄとの間の間隙が０．
２５ｍｍであったが、これに限らず溶媒４０が基板側面
１１ｄに接触しながら基板の表面周縁部１１ｃに達する
ことができるような幅の間隙であればよい。

【００２６】また、第１の回転数及び第２の回転数は上
記実施例に限らず、第１の回転数は５０〜３００ｒｐ
ｍ、第２の回転数は５００〜４０００ｒｐｍの範囲であ
ればよい。ここで、第１の回転数が５０ｒｐｍより小さ
いと溶媒が不要塗布膜に均一に供給されるまでの時間が
著しく長くかかり、３００ｒｐｍより大きいと遠心力が
働き過ぎ、基板の表面周縁部１１ｃにまで溶媒４０が浸
透しにくくなる。また、第２の回転数が５００ｒｐｍよ
りも小さいと溶液を飛散させるのに十分な遠心力が働か
ず、４０００ｒｐｍよりも大きいと基板１０が浮上して
しまう恐れがある。また、回転時間はその回転数及び形
成すべき膜厚により適宜決定される。

【００２７】また、上記実施例では塗布液が除去される
基板表面周縁部１１ｃは、基板の端辺から約１．５ｍｍ
であったが、１〜２ｍｍ程度除去されればよい。

【００２８】以上詳述した一実施例の方法により得られ
たＳＯＧ膜付きフォトマスクブランクは、基板の側面及
び裏面にＳＯＧが付着していないので、ゴミの発生を防
止することができる。また、本実施例の方法より不要塗
布膜を除去したＳＯＧ膜付きフォトマスクブランクの表
面周縁部のＳＯＧは端辺から約１．５ｍｍ除去され、Ｓ
ＯＧの塗布時に高さ１．６μｍあった周縁部の盛り上が
りは除去され、基板の端辺から約１．２ｍｍ内側のＳＯ
Ｇ膜の端部の盛り上がりは高さ０．６μｍ程度の盛り上
がり、即ちクラックを生じない程度の盛り上がりであっ
た。

【００２９】なお、本願発明は上記実施例に限定される
ものではない。

【００３０】すなわち、上記一実施例では、遮光性膜パ
ターン上にＳＯＧ膜を形成する場合に適用した例につい
て説明したが、これは、透光性基板上にＳＯＧ膜を形成
し、ＳＯＧ膜上に遮光性膜パターンを形成するようにし
た場合にも適用できる。その場合、遮光膜の外に透明導
電膜、エッチングストッパー膜等の膜が設けられたもの
であってもよい。さらに、例えば、磁気ディスク媒体の
保護膜の塗布、カラーフィルターの保護膜の塗布の際に
形成される不要塗布膜の除去を行う場合などにも用いる
ことができる。また、他にも、例えば、レジスト膜等を
スピンコート法により塗布するものにも適用できる。な
お、塗布膜がレジストの場合は、溶媒としてレジストが
可溶なケトン、エステル、芳香族炭化水素、ハロゲン化
炭化水素、エーテル等の液体を用いることができる。こ
の場合、塗布膜がＳＯＧの場合は、ベークした後は塗布
膜はとけにくいので、上述の一実施例のように、ベーク
する前に基板の裏面、側面及び表面周縁部の塗布膜を溶
解して除去することが好ましいが、塗布膜がレジストの
場合は、レジストの種類によっては、ベーク後において
も溶解可能な場合もある。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかる不
要塗布膜除去方法及びその装置は、回転可能なスピンチ
ャックの凹状載置部に、基板をその裏面が上方を向くよ
うに収納載置し、このスピンチャックを第１の回転数で
回転させつつ前記基板の上方から前記塗布膜を溶解可能
な溶媒を供給する。これにより、溶媒を基板表面周縁
部、基板側面部及び基板裏面部に形成された不要塗布膜
に供給してこの不要塗布膜を溶解させる。次に、スピン
チャックを第１の回転数より大きい第２の回転数で回転
させて溶媒を遠心力により飛散させて、不要塗布膜を除
去する。これによって、比較的容易に不要な塗布膜を確
実に除去することを可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる不要塗布膜除去装置
の部分断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例にかかる不要塗布膜除去方法
の説明図である。

【図４】図３の部分拡大断面図である。

【図５】従来の不要塗布膜除去方法の説明図である。

【符号の説明】

１０…基板、１１ａ…基板表面、１１ｂ…基板裏面、１
１ｃ…基板表面周縁部、１１ｄ…基板側面部、１３…塗
布膜、２０…スピンチャック、２１…凹状載置部、２１
ｄ…凹状載置部内側面、２１ｆ…スピンチャックの底
面、３０…ノズル、４０…溶媒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０２Ｂ 5/20 １０１ Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｇ０３Ｆ 1/08 Ａ Ｇ１１Ｂ 5/842 Ｇ１１Ｂ 5/842 Ｚ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６５１Ｄ 21/304 ６５１ 21/30 ５６４Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 11/08 B05C 9/12 B05D 1/40 B05D 3/00,3/10 G02B 5/20 101 G03F 1/08 G03F 7/16 502 G11B 5/842 H01L 21/027 H01L 21/304 651

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも基板表面周縁部に形成された不
   要塗布膜を除去する不要塗布膜除去方法において、 前記基板を収納して略水平に載置保持する凹状載置部で
   あって、前記基板をその裏面が上方に向くように載置し
   たとき、前記凹状載置部内側面及び底面と、前記基板側
   面及び表面との間に一定の間隔が生ずるように形成され
   た凹状載置部を有し、前記載置部に前記基板をその裏面
   が上方に向くように収納載置する工程と、 前記凹状載置部に載置された基板の上方に向いた面の中
   心部を通り該面に垂直な回転軸を中心に前記基板及び前
   記凹状載置部を回転させる工程と、 前記基板の上方から前記不要塗布膜を溶解可能な溶媒を
   供給する工程と、 前記溶媒によって前記不要塗布膜を溶解した溶媒を除去
   する工程と、を有することを特徴とする不要塗布膜除去
   方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の不要塗布膜除去方法にお
   いて、前記凹状載置部に載置した基板に溶媒を供給する際は、
   前記基板及び前記凹状載置部を第１の回転数で回転させ
   て前記溶媒を前記基板表面周縁部に形成された不要塗布
   膜に供給してこの不要塗布膜を溶解させ、 前記溶媒によって前記不要塗布膜を溶解した溶媒を除去
   する工程は、前記第１の回転数より大きい第２の回転数
   で回転させて前記溶媒を遠心力によって飛散させること
   により、前記不要塗布膜を除去するようにしたことを特
   徴とする不要塗布膜除去方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の不要塗布膜除去方法にお
   いて、 前記第１の回転数は５０〜３００ｒｐｍ、前記第２の回
   転数は、５００〜４０００ｒｐｍであることを特徴とす
   る不要塗布膜除去方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載の不要塗布膜除去方法に用
   いる不要塗布膜除去装置であって、 基板を収納して略水平に載置保持する凹状載置部であっ
   て、前記基板をその裏面が上方に向くように載置したと
   き、前記凹状載置部内側及び底面と、前記基板側面及び
   裏面との間に、不要塗布膜を除去する溶媒が少なくとも
   前記基板側面に接触しながら基板の表面周縁部に達する
   ことができる幅の間隔が生ずるように形成させた凹状載
   置部と、 前記凹状載置部に載置された基板の上方向いた面の中心
   部を通り該面に垂直な回転軸を中心に前記基板及び前記
   凹状載置部を回転させる回転駆動装置と、 前記凹状載置部に載置された基板の上方に向けられた面
   に溶媒を供給する溶媒供給装置とを備えた不要塗布膜除
   去装置。
5. 【請求項５】透光性基板に位相シフト層を形成する位相
   シフト層形成工程を有する位相シフトマスクブランク製
   造方法において、 前記位相シフト層形成工程において不要な部分に形成さ
   れた不要塗布膜を請求項１に記載の方法で除去する不要
   塗布膜除去工程を有することを特徴とした位相シフトマ
   スクブランク製造方法。