JP6659422B2 - 塗布装置、マスクブランクの製造方法 - Google Patents

塗布装置、マスクブランクの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は塗布装置、マスクブランクの製造方法に関し、特にマスクブランクの製造に用いて好適な技術に関する。
液晶表示デバイス(LCD)、プラズマ表示デバイス(PDP)、半導体デバイスおよび各種電子部品などの製造プロセスにおいて、LCDまたはPDP用ガラス基板、半導体基板およびプリント基板などの基板表面に対して、マスクブランク、フォトレジスト膜、カラーフィルタ材、平坦化材、層間絶縁膜、絶縁膜および導電膜などを形成するために各種塗布液を毛細管現象で汲み上げて塗布する塗布装置に関して、特許文献1のような技術が知られている。
特許文献2には、「CAPコータ」と通称される塗布装置を用いて、接液ギャップの制御によって、接液走りをコントロールし、泡を噛むなどの現象によって発生する塗布ムラを低減する技術が記載されている。
また、これらの製造技術において、基板の大型化や、製造されるデバイスでの高精細化が求められており、フォトレジスト等の膜厚レンジの正確性に対する要求度が高まっているとともに、近い将来、さらにこれらの要求度が厳しくなることが予想されている。
特開平10−277466号公報 特開2008−311327号公報
高精細化の進行に伴い、フォトマスクにおける臨界寸法(CD:critical dimension)分布をさらに改善していかなければならない。
フォトリソグラフィーでは、フォトレジストの感光部と未感光部の境界を明確にすることがCD改善に繋がる。これは、露光時における定在波の影響、光の屈折の影響を受けていることによるものである。露光時の入射光の屈折は、露光装置の能力によるものが大きいが、反射光の屈折は、反射光を抑えることで低減できる。しかし、反射光(エネルギー)をゼロにすることは難しく、反射エネルギーを均一、すなわち、フォトレジストにおける反射率を均一にすることが重要となる。
また、フォトレジスト膜厚でも定在波が変化してしまうため、フォトレジスト膜厚を均一にすることが極めて重要である。
特許文献2に、接液を一方向に走らせることは記載されているが、ここに記載された技術では、基板の大型化に伴った接液長さの増大や、塗布膜厚のバラツキ(レンジ)の厳密化などに対応できておらず、実際は、接液が一方向に走らずに途中で泡を噛んでしまい、レジストの膜厚のバラツキ(レジストムラ)を発生させるという問題があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1. フォトレジスト膜厚分布の改善を図ること。
2. フォトレジスト膜厚分布に起因する反射率の改善を図ること。
3. フォトレジスト塗布ムラの改善を図ること。
4. フォトレジスト膜厚分布に起因するCD分布の改善を図ること。
本発明の塗布装置は、基板の被塗布面に対して、レジスト液を塗布してレジスト膜付マスクブランクを製造する塗布装置において、
前記基板を吸着して保持する略平面とされる吸着面を有する保持手段と、
前記レジスト液を供給可能な塗布液供給手段と、
一方向に伸びるレジスト液供給口を有する塗布ノズルと、
前記塗布ノズルと前記基板とを前記被塗布面に沿って前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる移動手段と、
前記基板と前記保持手段の前記吸着面との間に位置し、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から接液を開始させて前記レジスト液供給口に沿って接液を進行させるとともに前記レジスト液供給口の他端部で接液を完了させるように、前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔であるギャップを調節するギャップ調節手段と、
を有することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記ギャップ調節手段が、前記保持手段の吸着面と前記基板との間に貼り付けられるシート部材とされることがより好ましい。
また、本発明において、前記シート部材が、前記基板と前記塗布ノズルとの間隔である前記ギャップを均一にするように、前記保持手段の吸着面における貼り付け条件を設定されることができる。
本発明の塗布装置は、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられることが可能である。
また、本発明において、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長よりも短い所定の長さ寸法を有することができる。
また、本発明は、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、
前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法を有することができる。
また、本発明において、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、
前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長と等しい長さ寸法を有する手段を採用することもできる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、上記のいずれか記載の塗布装置でレジスト膜付マスクブランクを製造する製造方法において、
前記基板を吸着しない状態で前記塗布ノズルを前記吸着面に接触させ、前記レジスト液供給口の一端部位置および他端部位置における前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔の状態を測定するギャップ測定工程と、
前記ギャップ測定工程によって得られたデータに基づいて、所定の厚さに前記ギャップ調節手段を設定するシート設定工程と、
前記シート設定工程によって設定された前記ギャップ調節手段を前記吸着面の所定位置に配置するシート貼り付け工程と、
前記シート貼り付け工程後に、前記吸着面に前記基板を吸着し、前記レジスト液供給手段からレジスト液を供給しつつ、前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを近接させ、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から開始して前記レジスト液供給口に沿って進行させ前記レジスト液供給口の他端部で完了するように前記被塗布面に沿って前記一方向にレジスト液を接液させる接液工程と、
前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる塗布工程と、
を有することができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、
前記シート貼り付け工程において、前記接液工程での前記基板と前記塗布ノズルとの間隔であるギャップを均一にするように、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面における貼り付け条件を設定されることができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材を貼り付けた付近における前記ギャップを狭くすることにより前記接液速度を設定することができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられ、該レジスト液供給口の一端部位置における前記ギャップを狭くすることができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法として設定されることができる。

本発明の塗布装置は、基板の被塗布面に対して、レジスト液を塗布してレジスト膜付マスクブランクを製造する塗布装置において、
前記基板を吸着して保持する略平面とされる吸着面を有する保持手段と、
前記レジスト液を供給可能な塗布液供給手段と、
一方向に伸びるレジスト液供給口を有する塗布ノズルと、
前記塗布ノズルと前記基板とを前記被塗布面に沿って前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる移動手段と、
前記基板と前記保持手段の前記吸着面との間に位置し、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から接液を開始させて前記レジスト液供給口に沿って接液を進行させるとともに前記レジスト液供給口の他端部で接液を完了させるように、前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔であるギャップを調節するギャップ調節手段と、
を有することにより、ギャップ調節手段によって吸着面に対する基板の被塗布面の厚さ方向位置を調節して、基板の被塗布面に対してレジスト液供給口の一方向に沿った方向における位置によって異なる長さ(寸法)を有する状態とされる基板の被塗布面と塗布ノズルのレジスト液供給口とのギャップに対して、この基板の被塗布面と塗布ノズルのレジスト液供給口との位置関係を設定することが可能となるとともに、ギャップ調節手段が基板の被塗布面に対する裏面側となる吸着面に位置することで、接液時においてギャップ調節手段が直接、基板の被塗布面およびレジスト液に接触することがないため、接液状態に対して悪影響を及ぼすことを防止することが可能となる。
本発明において、前記ギャップ調節手段が、前記保持手段の吸着面と前記基板との間に貼り付けられるシート部材とされることにより、吸着面の所定位置にシート部材を貼り付けるだけで、基板の被塗布面およびレジスト液に接触しない状態で、基板の被塗布面の厚さ方向位置を容易に調節することが可能となる。これにより、接液状態に対する悪影響を防止可能として、ギャップ調整をおこなうことができる。
また、本発明において、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記基板と前記塗布ノズルとの間隔であるギャップを均一にするように設けられることにより、塗布ノズル幅方向から見て、塗布ノズルと基板の間隔(ギャップ)が幅方向全域にわたって同値(20μm以下で良好、10μm以下であればさらに良好)となっている状態とする(バラツキの差を小さくする)ためにギャップの比較的大きい部分に、そのギャップの大きい分に対応する厚みのシート部材を選択して貼り付けることで、膜厚分布が小さく、ムラ状態の良好なレジスト塗布を可能とすることができる。
本発明の塗布装置は、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられることにより、接液の開始時において接液の状態を安定させ、塗布ノズルのレジスト液供給口の一端部から他端部まで接液の状態を安定させ、大型の基板であっても塗布ムラをなくすことが可能である。
また、本発明において、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長よりも短い所定の長さ寸法を有する手段を採用することにより、接液の開始時において接液の状態を安定させて、大型の基板であっても塗布ムラをなくすことができる。
また、本発明は、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法を有することにより、接液の開始時において接液の状態を安定させ、塗布ノズルのレジスト液供給口の一端部から他端部まで接液の状態を安定させ、接液の完了時において接液の状態を安定させ、大型の基板であっても塗布ムラをなくすことができる。
また、本発明において、前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長と等しい長さ寸法を有する手段を採用することにより、接液の完了時において接液の状態を安定させ、大型の基板であっても塗布ムラをなくすことができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、上記のいずれか記載の塗布装置でレジスト膜付マスクブランクを製造する製造方法において、
前記基板を吸着しない状態で前記塗布ノズルを前記吸着面に接触させ、前記レジスト液供給口の一端部位置および他端部位置における前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔の状態を測定するギャップ測定工程と、
前記ギャップ測定工程によって得られたデータに基づいて、所定の厚さに前記ギャップ調節手段を設定するシート設定工程と、
前記シート設定工程によって設定された前記ギャップ調節手段を前記吸着面の所定位置に配置するシート貼り付け工程と、
前記レジスト液供給手段からレジスト液を供給しつつ、前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを近接させ、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から開始して前記レジスト液供給口に沿って進行させ前記レジスト液供給口の他端部で完了するように前記被塗布面に沿って前記一方向にレジスト液を接液させる接液工程と、
前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる塗布工程と、
を有することにより、ギャップ測定工程によって得られた一方向に沿った塗布ノズルのレジスト液供給口と吸着面との間隔のデータに基づいて、ギャップ調節手段を前記吸着面の所定位置に配置することで、一方向に沿った塗布ノズルのレジスト液供給口と基板の被塗布面との間隔を塗布ムラができないように接液がレジスト液供給口に沿って走る状態を実現して、接液に起因する塗布ムラの発生を防止することができる。
発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材を貼り付けた付近における前記ギャップを狭くすることにより前記接液速度を設定することができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記基板と前記塗布ノズルとの間隔であるギャップを均一にするように設定されることにより、塗布ノズル幅方向から見て、塗布ノズルと基板の間隔(ギャップ)が幅方向全域にわたって同値(例えば10μm程度)となっている状態とする(バラツキの差を小さくする)ためにギャップの比較的大きい部分に、そのギャップの大きい分に対応する厚みのシート部材を選択して貼り付けることで、膜厚分布が小さく、ムラ状態の良好なレジスト塗布を可能とすることができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられ、該レジスト液供給口の一端部位置における前記ギャップを狭くすることにより、シート部材の厚さおよび吸着面における平面形状とその位置を最適状態となるように設定して、塗布ムラのできない接液を実現することができる。
本発明のマスクブランクの製造方法は、前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法として設定されることにより、シート部材の厚さおよび吸着面における平面形状とその位置を最適状態となるように設定して、塗布ムラのできない接液を実現することができる。
本発明によれば、方向に沿った塗布ノズルのレジスト液供給口と基板の被塗布面との間隔であるギャップを最適化して、レジスト液の被塗布面における塗布ムラの発生を防止して、所定の膜厚で、かつ、所定のレンジ範囲を有するレジスト膜を形成したマスクブランクを提供することができるという効果を奏することが可能となる。
本発明に係る塗布装置の第1実施形態における吸着面側を示す平面図である。 本発明に係る塗布装置、マスクブランクの製造方法の第1実施形態におけるギャップ測定工程における塗布ノズル付近を示す正面図である。 本発明に係る塗布装置、マスクブランクの製造方法の第1実施形態におけるシート貼り付け工程における塗布ノズル付近を示す正面図である。 本発明に係る塗布装置、マスクブランクの製造方法の第1実施形態における塗布工程における塗布ノズル付近を示す側断面図である。 本発明に係る塗布装置の第1実施形態における塗布ノズル付近を示す側断面図である。 本発明に係るマスクブランクの製造方法の第1実施形態を示すフローチャートである。 本発明に係る塗布装置、マスクブランクの製造方法の第1実施形態におけるシート貼り付け工程における塗布ノズル付近を示す平面図である。
以下、本発明に係る塗布装置、マスクブランクの製造方法の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態における塗布装置の吸着面側を示す平面図であり、図2は、本実施形態における塗布装置のギャップ測定工程における塗布ノズル付近を示す正面図であり、図3は、本実施形態における塗布装置のシート貼り付け工程における塗布ノズル付近を示す正面図であり、図4は、本実施形態における塗布装置の塗布工程における塗布ノズル付近を示す側断面図であり、図5は、本実施形態における塗布装置の塗布ノズル付近を示す側断面図であり、図6は、本実施形態におけるマスクブランクの製造方法を示すフローチャートであり、図において、符号1は、塗布装置である。
本実施形態に係る塗布装置1は、「CAPコータ」と通称される塗布装置とされ、フォトレジスト膜付のマスクブランクの製造において使用することができ、図1に示すように、基板10を吸着して保持する略平面とされる吸着面3aを有する保持手段3と、レジスト液21を供給可能な塗布液供給手段2aと、一方向A1に伸びるレジスト液供給口23を有しレジスト液供給口23が一方向に交差する方向A2を軸線方向とする円筒状の円弧状とされる塗布ノズル22と、塗布ノズル22と基板10とを被塗布面10aに沿って一方向に交差する方向A2へ相対的に走査させる移動手段4と、基板10と保持手段3の吸着面3aとの間に位置し、塗布ノズル22におけるレジスト液供給口23の一端部23aから接液を開始させてレジスト液供給口23に沿って接液を進行させるとともにレジスト液供給口23の他端部23bで接液を完了させるように、塗布ノズル22と基板10の被塗布面10aとの間隔であるギャップgを調節するギャップ調節手段50と、を有する。
本実施形態において、製造するマスクブランクには、フォトマスクブランク、位相シフトマスクブランク、インプリント用転写プレート基板を含むことができる。また、マスクブランクには、レジスト膜付きマスクブランクが含まれる。位相シフトマスクブランクには、ハーフトーン膜と、遮光性膜とを有する場合を含む。なお、この場合、マスクパターンを形成するための薄膜は、ハーフトーン膜や遮光性膜を指すことができる。インプリント用転写プレートの場合には、転写プレートとなる基材上にクロム系材料等の転写パターン形成用薄膜が形成される構成を含むことができる。マスクには、フォトマスク、位相シフトマスク、インプリント用転写プレートが含まれる。マスクにはレチクルを含むことができる。
本実施形態において、マスクパターンを形成するための薄膜として、露光光等を遮断する遮光膜、露光光等の透過量を調整・制御する半透光性膜、露光光等の反射率を調整・制御する反射率制御膜(反射防止膜を含む)、露光光等に対する位相を変化させる位相シフト膜、遮光機能と位相シフト機能を有するハーフトーン膜等を有することができる。
本実施形態で製造されるマスクブランクにおいて、前記マスクパターンを形成するための薄膜としては、金属膜が挙げられる。金属膜としては、クロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を含む材料からなる膜を挙げることができる。
また、本実施形態で製造されるマスクブランクにおいて、前記マスクパターンを形成するための薄膜としては、珪素を含む珪素含有膜が挙げられる。珪素含有膜としては、珪素膜や、珪素とクロム、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンの金属を含む金属シリサイド膜、さらに、珪素膜や金属シリサイド膜に、酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含むことができる。
本実施形態で製造されるマスクブランクとしては、FPD用のものとされ、LCD(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイ、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ等のFPDデバイスを製造するためのマスクブランクを挙げることができる。マスクブランクを適用するLCD用マスクとしては、LCDの製造に必要なすべてのマスクが含まれ、例えば、TFT(薄膜トランジスタ)、特にTFTチャンネル部やコンタクトホール部、低温ポリシリコンTFT、カラーフィルタ、反射板(ブラックマトリクス)等を形成するためのマスクが含まれ、他の表示デバイス製造用マスクには、有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の製造に必要なすべてのマスクが含まれる。
塗布ノズル22は、図4,5に示すように、支持杆28に支持されて、液槽20内に収納されている。この塗布ノズル22及び液槽20は、基板10の横方向(図4,5において紙面に直交する方向)A1の一辺の長さに相当する長さを有して構成され、この長手方向A1に沿って、スリット状の毛管状隙間23を有している。
この塗布ノズル22は、この毛管状隙間23を挟んで、上端側の幅が狭くなされて嘴のように尖った断面形状を有して構成されている。毛管状隙間23の上端部は、塗布ノズル22の上端部において、この塗布ノズル22の略全長に亘るスリット状に開口したレジスト液供給口23とされている。また、この毛管状隙間23は、塗布ノズル22の下方側に向けても開口されている。
塗布ノズル22は、後述する接液工程S4および塗布工程S5においては、図4に示すように、所定の液面位置までレジスト液21が溜められている液槽20と、このレジスト液21中に完全に沈んだ状態の塗布ノズル22とをともに上昇させ、塗布ノズル22の上端側をこの液槽20内のレジスト液21の液面から上方側に突出させて、基板10の被塗布面10aに下方側より接近させた状態とする。
このとき、塗布ノズル22は、レジスト液21中に完全に沈んでいた状態から、このレジスト液21の液面の上方側に突出されるので、毛管状隙間23内にレジスト液21が満たされた状態となっている。さらに、塗布ノズル22を上昇させて、この塗布ノズル22の上端部のレジスト液21を基板10の被塗布面10aに接液させることになる(図5参照)。
塗布ノズル22は、図1〜3に示すように、基板10の横方向A1において、両端部23b、23bに比べて、中央部部分23cが突出するように、円弧状に形成されている。
保持手段3は、図1〜3に示すように、基板10を吸着して保持する略平面とされる吸着面3aを有するものとされ、吸着手段として、吸着面3aに図示しない多数の吸引孔を有し、これらの吸引孔が負圧となるように図示しない減圧手段に接続されている。
吸着面3aは、基板10の平面形状よりも大きい範囲となるように設定されることが好ましい。
本実施形態の塗布装置1において、ギャップ調節手段50は、図1,図3に示すように、保持手段3の吸着面3aと基板10との間に貼り付けられるシート部材50a,50bとされる。
ギャップ調節手段50としてのシート部材50a,50bとしては、レジスト液を扱うことの可能な雰囲気条件、例えば真空雰囲気で使用可能な耐熱材であれば特に限定はされないが、ポリイミドフィルムにシリコン樹脂系粘着材を塗布したものを適用することができる。また、シート部材50a,50bとしては、5μm程度を目安としてこの厚さ単位刻みで厚さ寸法の異なるものを用意して、これらを組み合わせて積層することで、所望の厚さとすることが可能である。
シート部材50a,50bは、図1,図3に示すように、塗布ノズル22において接液を開始させるレジスト液供給口23の一端部23a位置と、接液を完了させるレジスト液供給口23の他端部23b位置となる吸着面3aに貼り付けられる。
また、本実施形態の塗布装置1では、レジスト液供給口23の一端部23a位置に貼り付けられるシート部材50aが、レジスト液供給口23の他端部23b位置に貼り付けられるシート部材50bよりも大きな厚さ寸法を有するように設定されることができる。
また、レジスト液供給口23の一端部23a位置に貼り付けられるシート部材50aが、レジスト液供給口23の他端部23b位置に貼り付けられるシート部材50bよりも一方向A1において大きな幅寸法を有することができる。
また、本実施形態の塗布装置1において、レジスト液供給口23の一端部23a位置に貼り付けられるシート部材50aが、一方向に交差する方向A2において基板10の全長よりも短い所定の長さ寸法を有することができる。さらに、レジスト液供給口23の他端部23b位置に貼り付けられるシート部材50bが、一方向に交差する方向A2において基板10の全長と等しい長さ寸法を有することもできる。
次に、本実施形態におけるマスクブランクの製造方法について説明する。
本実施形態におけるマスクブランクの製造方法においては、図6に示すように、ギャップ測定工程S1と、シート設定工程S2と、シート貼り付け工程S3と、接液工程S4と、塗布工程S5と、を有する。
まず、図6に示すギャップ測定工程S1においては、図2に示すように、上記の塗布装置1において基板10を吸着しない状態で塗布ノズル22を吸着面3aに接触させる。この状態で、レジスト液供給口23の一端部23a位置および他端部23b位置における塗布ノズル22と吸着面3aとの間隔の状態(ゼロギャップ)を測定する。これにより、ほぼ一定の厚さ寸法を有することになる基板10の被塗布面10aと、塗布ノズル22のレジスト液供給口23との間隔であるギャップgを、塗布ノズル22と吸着面3aとの間隔(ゼロギャップ)から推定し、このデータが一方向A1にどのような分布を有しているかという情報を得ることができる。このレジスト液供給口23との間隔であるギャップgにより、接液が走る際の状態を推定することが可能となる。特に、一端部23a位置における接液開始時の状態と、ギャップ測定工程S1において吸着面3aに接触している中央部23cから他端部23bにかけての接液の走る速度を推定する。
次に、図6に示すシート設定工程S2においては、図2に示すように、ギャップ測定工程S1で取得した実ギャップgのデータに基づいて、塗布ムラの起きない状態に接液を実施するように、ギャップ分布を修正するために、ギャップ調節手段50としてのシート部材の厚さ、貼り付け位置などの貼り付け条件を設定する。
例えば、ギャップ調節手段50としてのシート部材と貼り付けることにより、シート部材を貼り付けた部分およびその近傍の領域におけるギャップgを、シート部材を貼り付けない場合に比べて狭くする。これにより、その領域における接液速度が早くなるように設定することが可能である。
したがって、ギャップ調節手段50としてのシート部材の貼り付け条件を設定することで、接液速度が所定の値となるように設定することができる。ここで、ギャップgが狭くなるとは、ギャップgが相対的に大きい部分で、他のギャップの狭い部分のギャップgの寸法に近づくことを意味する。また、ギャップgが狭くなることにより接液速度が速くなるものである。
特に、接液は一端部23aから他端部23bへと走るため、一端部23aから中央部23cに向かってギャップgが拡大するとともに、中央部23cから他端部23bに向かってギャップgが縮小するように設定することができる。つまり、一端部23aにおけるギャップgaが中央部23cにおけるギャップgcよりも小さく、また、他端部23bにおけるギャップgbが中央部23cにおけるギャップgcよりも小さくなるように設定できる。
次に、図6に示すシート貼り付け工程S3においては、図1,図3に示すように、シート設定工程S2において設定した貼り付け条件に基づいて、ギャップ調節手段50としてのシート部材50a,50bを吸着面3aに貼り付ける。
次に、図6に示す接液工程S4においては、塗布液供給手段2aからレジスト液21を塗布ノズル22に供給するとともに、図4に示すように、所定の液面位置までレジスト液21が溜められている液槽20と、このレジスト液21中に完全に沈んだ状態の塗布ノズル22とをともに上昇させ、塗布ノズル22の上端側をこの液槽20内のレジスト液21の液面から上方側に突出させて、基板10の被塗布面10aに下方側より接近させた状態とする。これにより、一端部23aにおいて接液を開始し、この一端部23aから他端部23bへと接液を走らせ、基板10の横方向(図4においては紙面に直交する方向)A1に塗布ノズル22のレジスト液供給口23に沿って接液が進行していく際に泡の巻き込みが起こらない接液速度になる。
次に、図6に示す塗布工程S5においては、図1に示すように、基板10を塗布ノズル22の上端部においてレジスト液供給口23が形成するスリットに直交する方向(図4中矢印A2で示す方向)に移動させ、図4に示すように、塗布ノズル22の上端部を被塗布面10aの全面に亘って走査させ、この被塗布面10aの全面に亘ってレジスト液21の塗布膜21aを形成する。尚、基板10と塗布ノズル22との相対走査速度は、予め設定されている塗布ノズル間隔、レジスト液21の粘度、液面高さ及び塗布ギャップgを前提として、塗布膜21aが所望の膜厚となるように移動手段4によって制御される。
本実施形態においては、ギャップ調節手段50としてのシート部材50a,50bを吸着面3aに貼り付けて、ギャップg調整をおこなった状態で接液を一端部23aから他端部23bまでおこなうことで、塗布ムラのない状態でレジスト液の塗布をおこなってマスクブランクの製造をおこなうことが可能となる。
本実施形態においては、シート貼り付け工程S3において、ギャップ調節手段50としてのシート部材50a、50bが、保持手段3の吸着面3aにおいて、塗布ノズル22において接液を開始させる一端部23a位置と、接液を完了させる他端部23b位置とに設けられ、レジスト液供給口23の一端部23a位置に貼り付けられるシート部材50aが、レジスト液供給口23の他端部23b位置に貼り付けられるシート部材50bよりも大きな厚さ寸法として設定されることにより、いつでも良好な接液の走りを実現し、レジストムラのない良好な塗布をおこなうことができる。
これにより、塗布ノズル22と基板10とのギャップg制御を所定のレベルに到達させて、基板10へのレジスト液21塗布のバラツキ発生を防止することが可能となる。
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。
(実施例1)
上述した発明の実施の形態で記載した方法によって、マスクブランク上にレジストを塗布して、レジスト膜付マスクブランクを形成した。
その際、マスクブランクとしては、大型ガラス基板(合成石英(QZ)13mm厚、サイズ1220mm×1400mm)を準備し使用した。なお、基板10の横方向A1を1220mmとした。
ギャップ測定工程(ゼロギャップ調整)S1において、塗布ノズル22の中央位置が吸着面3aと接触しており、一端部23a位置および他端分23b位置におけるギャップgは、約20μmであった。なお基板10の横方向A1を1400mmとした場合、一端部23a位置および他端分23b位置におけるギャップgは、約40μmであった。
また、目標レジスト膜厚は765.0nmとし、許容される膜厚レンジは30.0nmである。
一端部23a位置と他端部23b位置に、厚さを変えてシート部材50a,50bを貼り付けて挟み込んだ。シート部材50aの横方向A1寸法は20mm、シート部材50bの横方向A1寸法は50mmとし、シート部材50aの縦方向A2寸法は20mm、シート部材50bの縦方向A2寸法は1220mmとした。
その後、レジスト液を塗布し、塗布ムラの有無を黄色蛍光灯下から目視することにより観察した。
塗布ムラは、一端部23a位置と中央部23cと他端部23b位置とのそれぞれにおいて、基板10の縦方向A2に延びる領域において観察した。
これらの結果を表1から表5に示す。
なお、これらの表において、IN側とは、一端部23a位置(接液開始側)を意味し、OUT側とは、他端部23b位置(接液完了側)を意味し、中央ムラとは、中央部23c位置を意味している。
表において、二重丸は、レジスト膜のムラに起因すると思われる異常が全く見られなかったことを意味し、一重○は、レジスト膜のムラに起因すると思われる異常がほとんど見られなかったことを意味し、×はレジスト膜のムラに起因すると思われる異常が発生したことを示している。
さらに、表において、IN側厚みとはシート部材50aの厚さ寸法、OUT側とは、シート部材50bの厚さ寸法を意味している。
Figure 0006659422
Figure 0006659422
Figure 0006659422
Figure 0006659422
Figure 0006659422
また、同時に、狙い膜厚に対して、実際の膜厚レンジ(膜厚の最大値と最小値との差)を測定した。この結果も表1〜5に、Rangeとして示す。単位はオングストロームである。
比較のため、シート部材を設けないで、塗布をおこなった。同様に、この結果を表6に示す。
Figure 0006659422
これらの結果から、一端部23a位置と他端部23b位置に貼り付けるシート部材50a,50bの厚さの比を、それぞれ基板10の横方向(接液走り方向)A1寸法1220mmに対して設定すると、
他端部23b位置(OUT側位置)厚さ寸法/一端部23a位置(IN側位置)厚さ寸法=0/35〜12/35、0/50〜25/50、0/55〜25/55、0/60〜25/60、0/70〜25/70とすることができる。
として設定することで、膜厚レンジが所定の幅に収まり、かつ、塗布ムラのないレジスト膜を有するマスクブランクを製造することが可能となる。
本発明の活用例として、レジスト膜厚が、10000,7650,5000,4000オングストロームのマスクブランクに対応することができる。
1…塗布装置
2a…塗布液供給手段
3…保持手段
3a…吸着面
4…移動手段
10…基板
10a…被塗布面
21…レジスト液
22…塗布ノズル
23…レジスト液供給口
23a…一端部
23b…他端部
50…ギャップ調節手段
A1…横方向(一方向)
A2…縦方向(一方向に交差する方向)
g,ga,gb,gc…ギャップ

Claims (12)

  1. 基板の被塗布面に対して、レジスト液を塗布してレジスト膜付マスクブランクを製造する塗布装置において、
    前記基板を吸着して保持する略平面とされる吸着面を有する保持手段と、
    前記レジスト液を供給可能な塗布液供給手段と、
    一方向に伸びるレジスト液供給口を有する塗布ノズルと、
    前記塗布ノズルと前記基板とを前記被塗布面に沿って前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる移動手段と、
    前記基板と前記保持手段の前記吸着面との間に位置し、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から接液を開始させて前記レジスト液供給口に沿って接液を進行させるとともに前記レジスト液供給口の他端部で接液を完了させるように、前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔であるギャップを調節するギャップ調節手段と、
    を有することを特徴とする塗布装置。
  2. 前記ギャップ調節手段が、前記保持手段の吸着面と前記基板との間に貼り付けられるシート部材とされることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  3. 前記シート部材が、前記基板と前記塗布ノズルとの間隔である前記ギャップを均一にするように、前記保持手段の吸着面における貼り付け条件を設定さ(0042)れることを特徴とする請求項2記載の塗布装置。
  4. 前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられることを特徴とする請求項2又は3記載の塗布装置。
  5. 前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長よりも短い所定の長さ寸法を有することを特徴とする請求項4記載の塗布装置。
  6. 前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、
    前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法を有することを特徴とする請求項4記載の塗布装置。
  7. 前記シート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、
    前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記一方向に交差する方向において前記基板の全長と等しい長さ寸法を有することを特徴とする請求項4記載の塗布装置。
  8. 請求項1から7のいずれか記載の塗布装置でレジスト膜付マスクブランクを製造する製造方法において、
    前記基板を吸着しない状態で前記塗布ノズルを前記吸着面に接触させ、前記レジスト液供給口の一端部位置および他端部位置における前記塗布ノズルと前記基板の被塗布面との間隔の状態を測定するギャップ測定工程と、
    前記ギャップ測定工程によって得られたデータに基づいて、所定の厚さに前記ギャップ調節手段を設定するシート設定工程と、
    前記シート設定工程によって設定された前記ギャップ調節手段を前記吸着面の所定位置に配置するシート貼り付け工程と、
    前記シート貼り付け工程後に、前記吸着面に前記基板を吸着し(0046,fig4,6)、前記レジスト液供給手段からレジスト液を供給しつつ、前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを近接させ、前記塗布ノズルにおける前記レジスト液供給口の一端部から開始して前記レジスト液供給口に沿って進行させ前記レジスト液供給口の他端部で完了するように前記被塗布面に沿って前記一方向にレジスト液を接液させる接液工程と、
    前記移動手段によって、前記塗布ノズルと前記基板とを前記一方向に交差する方向へ相対的に走査させる塗布工程と、
    を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
  9. 前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材を貼り付けた付近における前記ギャップを狭くすることにより前記接液速度を設定することを特徴とする請求項8記載のマスクブランクの製造方法。
  10. 前記シート貼り付け工程において、前記接液工程(0049)での前記基板と前記塗布ノズルとの間隔であるギャップを均一にするように、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面における貼り付け条件(0042)を設定されることを特徴とする請求項8記載のマスクブランクの製造方法。
  11. 前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を開始させる前記レジスト液供給口の一端部位置に設けられ、該レジスト液供給口の一端部位置における前記ギャップを狭くすることを特徴とする請求項9記載のマスクブランクの製造方法。
  12. 前記シート貼り付け工程において、前記ギャップ調節手段としてのシート部材が、前記保持手段の吸着面において、前記塗布ノズルにおいて接液を完了させる前記レジスト液供給口の他端部位置に設けられ、前記レジスト液供給口の一端部位置に貼り付けられる前記シート部材が、前記レジスト液供給口の他端部位置に貼り付けられる前記シート部材よりも大きな厚さ寸法として設定されることを特徴とする請求項11記載のマスクブランクの製造方法。
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