JPWO2004088420A1 - マスクブランクスの製造方法、及び転写マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、マスクブランクス製造の際は、基板上にレジストを回転塗布してレジスト膜を形成させた後、基板周縁部のレジスト膜を予め除去しておく処理が施される。この処理は、基板を所定の回転中心周りに水平回転させながら、基板周縁部のレジストに、当該レジストを溶解する薬液を供給し、この基板周縁部のレジスト膜を溶解除去することで行われている。
例えば、基板周縁部の不要なレジスト膜を除去する技術として、特許文献1に開示されている方法がある。
この不要膜除去方法は、レジスト膜を回転塗布方法により形成後、基板周縁部(除去する不要膜の上方に位置する部位)に微細な孔が多数形成されたカバー部材を基板上に載置し、さらに基板とカバー部材が一体となって回転した状態で、カバー部材の上方より当該レジストを溶解する薬液(溶剤)を供給するものである。供給された溶剤は、微細な孔を介して基板周縁部に供給され、基板周縁部に形成されたレジストを溶解除去する。
この現象について、図面を参照しながら説明する。
第7図は、従来技術で不要膜除去を行った場合に得られるマスクブランクスの端部拡大図である。
第7図において、符号11は透光性の基板であり、符号12は遮光膜であり、符号13はレジスト膜である。さらに符号13aは不要膜部分のレジスト膜であり、13bはレジストの盛り上がりであり、13cはレジスト残滓である。
第7図に示すように、溶剤によって基板11上に形成された不要膜部分のレジスト膜13aを除去した後、基板11の周縁部のレジスト除去後に残ったレジスト膜断面において、盛り上がり13bが発生したり、レジスト残滓13cが残留したりすることが判った。そしてこの現象は、レジスト膜が形成された側の基板表面をカバー部材で覆った状態で基板周縁部のレジスト膜を除去した場合に見られることが判った。特に、第7図に示すような盛り上がり13bがある場合、上述と同様に、当該マスクブランクスを基板収納ケースに挿抜するときにレジスト膜が剥離して発塵源となったり、盛り上がり13bの領域が基板11中心部へ広く形成された場合は、アライメントマーク等を基板周縁近傍にパターニングする際のパターン崩れ要因となる。また、盛り上がり13bの高さが大きい場合は、基板周縁部付近のパターン(例えば、アライメントマークや品質保証パターン)がパターン不良となったり、パターン不良を防止するためにレジスト膜の露光を複数回行わなければならず、パターニング工程が複雑になる。
また、特許文献1においては、溶剤により不要なレジスト膜を溶解し、除去する過程において、基板の形状が矩形状(正方形状、長方形状を含む四角形状)であるがゆえに、基板のコーナー部と、コーナー部以外のところで、溶解したレジスト膜の回転による除去力の違いによると思われる、除去幅のばらつきが大きかった。このため、場合によっては基板周縁部付近のアライメントマーク等の補助パターンがパターン不良となるという問題が発生する。
これらの問題は、転写マスクを使用する際の露光光源がi線(波長365nm)等現在に比べて波長が長く、形成するパターンの線幅も現在に比べて大きいため許容できる欠陥レベルはそれほど厳しくなく、また、マスクパターン形成領域が比較的小さく、従って、アライメントマーク等の補助パターンも基板周縁部から中央よりに形成されるので、上述のレジスト残滓、盛り上がり、除去幅ばらつきについては特に問題にならなかったが、近年の露光光源波長の短波長化、パターンの微細化、マスクパターン形成領域の拡大に伴い、許容できる欠陥レベルが厳しくなり、またアライメントマーク等の補助パターンが基板側面に近い箇所に形成されることにより問題が発生する。
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、第一に、如何なるレジスト種を用いた場合であっても、基板周縁部のレジスト膜を除去した後の除去幅ばらつきが抑えられたマスクブランクスの製造方法を提供することを目的とする。第二に、如何なるレジスト種を用いた場合であっても、基板周縁部のレジスト膜を除去した後の盛り上がりを抑え、かつレジスト残滓がなく、さらに、除去幅ばらつきが抑えられ、溶解されたレジストの再付着による欠陥を防止できるマスクブランクスの製造方法を提供することを目的とする。第三に、基板周縁部近傍に形成されるアライメントマークやQAパターン(品質保証パターン)、バーコードパターンなどの補助パターンに、パターン不良が発生しない転写マスクの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を要する。
(構成1) 被転写体に転写すべく転写パターンとなる薄膜が形成され、且つ前記薄膜上にレジスト液を塗布し乾燥することでレジスト膜が形成された矩形状の基板を準備する工程と、
前記基板の主表面の周縁部に設けられた除去領域に形成された不要なレジスト膜を、薬液を用いて除去する不要膜除去工程と、
前記基板の主表面であって、前記除去領域以外の領域である非除去領域に形成されたレジスト膜を、熱処理する熱処理工程と、を有するマスクブランクスの製造方法であって、
前記不要膜除去工程は、前記レジスト膜が形成された側の前記基板表面を、前記除去領域においては前記基板主表面と一定の間隙を形成するようにカバー部材を配置し、さらに前記基板を所定の回転数R1で回転させ、前記間隙に前記薬液を供給して前記不要なレジスト膜を溶解した後、前記薬液の供給を停止し、さらに前記所定の回転数よりも高い回転数で回転させ、溶解した前記不要なレジスト膜を前記基板外方に除去し乾燥するものとし、
前記溶解した不要なレジスト膜を基板外方に除去し乾燥する際の基板の回転は、前記基板主表面の周縁部の各辺に沿った方向において溶解したレジスト膜に作用する遠心力の差による前記基板の各辺における除去幅ばらつきを抑制する回転数R2で回転させた後、レジスト膜を除去した領域を乾燥させるべく回転数R3で回転させることを特徴とするマスクブランクスの製造方法である。
薬液により溶解した不要なレジスト膜を基板外方に除去し乾燥する際、基板が矩形状であるため、基板の回転による遠心力は、基板主表面の周縁部においてはコーナー部が最も大きく、基板の各辺の中心部が最も小さい。従って、コーナー部において溶解されたレジスト膜の除去が進行されることになり、コーナー部において除去幅が大きく、コーナー部から各辺の中心部に従って除去幅が小さくなるという除去幅にばらつきが生じる。このコーナー部における溶解されたレジスト膜の除去の進行を抑え、除去幅ばらつきを抑制できる回転数R2で基板を回転させある程度溶解されたレジスト膜を除去した後、レジスト膜を除去した領域を乾燥させるべく回転数R3で回転させることによって、除去幅ばらつきを抑えたマスクブランクスが得られる。
(構成2) 前記レジスト液が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうちの何れかを溶剤として含むものであって、
前記回転数R1、R2、R3は、
(I)R1=100〜500rpm
(II)R2≧300rpm
(III)R1<R2≦R3
の条件で行うことを特徴とする構成1記載のマスクブランクスの製造方法である。
レジスト液が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうちの何れかを溶剤として含むものとしては一般に高分子型レジストが挙げられるが、一般に、レジストの粘度(原液)は10cp超(40cpを超えるものもある)と高く、薬液により溶解されにくい(溶解速度が遅い)。従って、回転による遠心力に負けず、間隙のすべてにうまく薬液が入り込むことができるように、上述の溶剤を含むレジストの場合における基板の回転数R1は、後述する構成4のレジストの場合と比べて低くすることが好ましい。
しかし、基板の回転数R1を低くしすぎると、回転による遠心力が弱く、薬液が基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成される。だからといって、基板の回転数R1を高くしすぎると、回転による遠心力に負けて、間隙のすべてに薬液がうまく入り込むことができず、基板周縁部に形成されたレジストを完全に溶解することができない。
以上の点を考慮し、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R1は、
(I)R1=100〜500rpm
とする。
また、基板の回転数R2が低すぎると、溶解されたレジストが基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成されたり、溶解されたレジストが基板外方に除去されずに残ってしまいレジスト残滓となる。
従って、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R2は、
(II)R2≧300rpm
とする。
また、基板の回転数R1、基板の回転数R2、基板の回転数R3は、薬液により溶解されたレジストを基板周縁部に留まらせず、基板外方に除去させる点から、R2はR1より高くなければならない。また、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板中央部に浸透することを防止する点から、R3はR2以上であればよい。よって、以上の点を考慮し、基板の回転数R1と、基板の回転数R2と、基板の回転数R3とは、
(III)R1<R2≦R3
とする。
(構成3)前記回転数R2は、R2=300〜600rpmであることを特徴とする構成2記載のマスクブランクスの製造方法。
回転数R2を上述の範囲にすることにより、除去幅ばらつきをより低減し、溶解されたレジストが基板外方に飛散し、不要膜除去装置の外方に設けられたカップに当たって跳ね返る等により、カバー部材や基板に再付着して欠陥となるのを防止したマスクブランクスが得られる。
(構成4) 前記レジスト液が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうちの何れかを溶剤として含むものであって、
前記回転数R1、R2、R3は、
(I)R1=400〜800rpm
(II)R2≧500rpm
(III)R1<R2≦R3
の条件で行うことを特徴とする構成1記載のマスクブランクスの製造方法である。
レジスト液が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうちの何れかを溶剤として含むものとしては、一般に、レジストの粘度(原液)は5cp以下と低く、薬液により溶解され易い(溶解速度が速い)。従って、回転による遠心力があっても、間隙の基板中央部に入り込み易くなるため、上述の溶剤を含むレジストの場合における基板の回転数R1は、上述の構成3のレジストの場合と比べて高くする。
即ち、基板の回転数R1を低くしすぎると、回転による遠心力が弱く、薬液が基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成される。しかし、基板の回転数R1を高くしすぎると、回転による遠心力に負けて、間隙に薬液がうまく入り込むことができず、レジストを溶解することができない。
以上の点を考慮し、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R1は、
(I)R1=400〜800rpm
とする。
また、基板の回転数R2が低すぎると、溶解されたレジストが基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成されたり、溶解されたレジストが基板外方に除去されずに残ってしまうので、レジスト残滓となる。
従って、上述の溶剤を含むレジストの場合における基板回転数R2は、
(II)R2≧500rpm
とする。
また、基板の回転数R1、基板の回転数R2、基板の回転数R3は、薬液により溶解されたレジストを基板周縁部に留まらせず、基板外方に除去させる点から、R2はR1より大きくなければならない。また、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板中央部に浸透することを防止する点から、R3はR2以上であればよい。よって、以上の点を考慮し、基板の回転数R1と、基板の回転数R2と、基板の回転数R3とは、
(III)R1<R2≦R3
とする。
(構成5)前記回転数R2は、R2=500〜900rpmであることを特徴とする構成4記載のマスクブランクスの製造方法である。
回転数R2を上述の範囲にすることにより、除去幅ばらつきをより低減し、溶解されたレジストが基板外方に飛散し、不要膜除去装置の外方に設けられたカップに当たって跳ね返る等により、カバー部材や基板に再付着して欠陥となるのを防止したマスクブランクスが得られる。
(構成6)前記回転数R3は1000rpm以上3000rpm以下であることを特徴とする構成2乃至5の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法である。
1000rpm以上とすることにより薬液によりレジスト膜を除去した領域を早く乾燥させスループットを向上させることができ、3000rpm以下とすることによりカバー部材が基板から脱離する危険性を回避できる。
(構成7)前記間隙は、前記薬液が前記間隙を伝わって前記間隙中に流れ込み、かつ、前記間隙中にのみ保持されることが可能な大きさに設定されていることを特徴とする構成1乃至6の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法である。
基板主表面の除去領域において、カバー部材と基板主表面との間に形成する間隙は、薬液が間隙中を伝わって間隙中に流れ込み、かつ、間隙中にのみ保持されることが可能な大きさに設定する。このようにすることで、薬液の表面張力の作用と、基板の回転による遠心力の作用により、確実かつ正確に基板主表面の所定の部位に薬液を供給することができる。
(構成8)前記カバー部材は、前記除去領域以外の非除去領域においては、前記間隙よりも大きい空間が形成された前記主表面を覆う構造とすることを特徴とする構成1乃至7の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法である。
このように、カバー部材が基板主表面を覆う構造とすることにより、基板上方からの気流によるレジスト膜に対する熱的影響を防止することができ、さらに、非除去領域において、除去領域における間隙よりも大きい空間を形成することにより、非除去領域への薬液の侵入を防止することができる。
(構成9)前記カバー部材の上方から前記薬液を供給し、前記カバー部材に設けられた薬液流路を通じて前記薬液を前記不要なレジストへ供給することを特徴とする構成1乃至8の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法である。
このように、カバー部材の上方から薬液を供給し、カバー部材に設けられた薬液流路を通じて薬液を不要なレジストへ供給することとしているので、薬液の消費量が抑えて、不要なレジスト膜を除去することができる。
(構成10)前記薬液流路は、前記カバー部材における不要なレジスト膜部分に対応する位置に薬液を供給するための薬液供給路、又は、前記カバー部材の外側に薬液案内部材を設け、前記カバー部材と前記薬液案内部材との間を薬液流路とすることを特徴とする構成1乃至9の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法である。
このように、不要なレジスト膜部分に対応する位置に薬液を供給するための薬液供給路、又は、カバー部材の外側に薬液案内部材を設け、カバー部材と薬液案内部材との間を薬液流路とすることにより、的確に不要なレジスト膜部分に薬液を供給できるので、レジスト膜の除去領域を厳密に制御することができる。
(構成11)構成1乃至10のいずれかに記載のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスを使用し、前記薄膜をパターニングして前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法である。
構成(1)乃至構成(10)のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスを使用して転写マスクを作製することにより、レジスト膜除去後の盛り上がりに起因する、アライメントマークやQAパターン(品質保証パターン)、バーコードパターンなど基板周縁部に形成されるパターンのパターン不良のない良好な転写パターンを得ることができる。
第2図は、第1図の部分拡大断面図である。
第3図は、第1図の部分拡大断面図である。
第4図は、実施例にかかる不要膜除去工程で使用する不要膜除去装置の分解斜視図である。
第5図は、実施例にかかる基板の回転数の時間変化を示すグラフである。
第6図は、他の応用例における基板の回転数の時間変化を示すグラフである。
第7図は、従来技術で不要膜除去を行った場合に得られるマスクブランクスの端部拡大図である。
10 基板(マスクブランクス)
11 (透光性)基板
12 遮光膜
13 レジスト膜
13a 不要膜部分
20 回転台
30 カバー部材
40 ノズル
50 薬液
60 糸
第1図乃至第4図において、基板10は、合成石英ガラスからなる透光性基板(152.4mm×152.4mm×6.35mm)11の表面にクロムからなる遮光膜12が形成され、さらに、この遮光膜12の上に厚さ4000オングストロームの未ベークの状態のレジスト膜13が回転塗布法で形成されたマスクブランクスである。
回転台20に載置保持された基板10の上面側をカバー部材30によって覆い、このカバー部材の上方からノズル40によりレジスト膜を溶解する薬液50を噴出させてカバー部材30の薬液供給孔を通じて不要膜部分13aに供給してこれを溶解除去するものである。
カバー部材30は、基板10を上方から被せるようにして覆うもので、中心部から周辺にかけての大部分は平坦部32である。この平坦部32から外周部にかけて傾斜部33が形成され、この傾斜部33からさらに外周部に向けて周辺平坦部34が形成され、この周辺平坦部34の外周端が下方に略直角に折り曲げられて、側面部35が形成されている。
周辺平坦部34には、多数の貫通孔である薬液供給孔31が形成されている。この薬液供給孔31は、薬液50の粘度等に応じて適切な形状、大きさ及び形成間隔が選定される。即ち、孔形状は正方形、長方形、円形、楕円形、その他何れでも良い。孔の大きさは、薬液が一定の供給速度で不要膜部分13aにむらなく供給される大きさに設定する。また、孔どうし間隔は、薬液供給孔31から供給された薬液が不要膜部分13a全体に隙間なく行き渡らせる間隔に設定する。
カバー部材30の中心部から周辺にかけての大部分である平坦部32の内壁と対向する基板表面の領域は、必要なレジスト膜13の領域(不要膜部分13a以外の領域)であり、この領域においては、基板表面とカバー部材との間で、薬液による表面張力が働かないように、カバー部材30の内壁と基板10の表面との間の間隙を後述するd1よりも大きくする。そしてこの間隔の大きさを、レジスト膜13の温度分布がカバー部材30の内壁面からの熱伝達によって影響を受けないように所定以上大きく、かつ、間隙で気体の対流が生じてこの対流によって基板主表面のレジスト膜13に温度分布が生じないように所定以下に小さく設定した値であるd3とする。
第1図、第2図に示すように、薬液供給孔31のうち適宜の数ヵ所には薬液に耐性のある(例えば、樹脂系)糸60が通され、カバー部材30の内壁と基板10の表面との間に介在されてこれらの間隙の大きさを設定するようになっている。即ち、この糸60は、薬液供給孔31を通り、周辺平坦部34の内壁と基板10の表面との間及び側面部35の内壁と基板10の側面との間を通し、さらにカバー部材30の側面部35の外側を通過してループ状に形成されている。
糸60の太さは、周辺平坦部34の内壁と基板10の主表面との間隙の大きさd1を、この間隙に薬液を供給したときに、薬液の表面張力と基板の遠心力の作用により、薬液が間隙中を伝わって間隙中に拡がることが可能な大きさに設定する。
また、側面部35の内壁と基板10の側面との間隙の大きさd2は、この間隙を薬液がレジスト膜に接触しながら通過できる大きさであれば良い。
また、第1図、第3図に示すように、基板10の下方にも薬液供給用のノズル40aが設けられており、ノズル40aから薬液50aを供給して、不要膜部分13aの除去を確実にすることができるようになっている。
また、回転台20、回転軸21、支持腕22および保持台座23については第4図を用いて説明する。
第4図に基づいて、基板10が回転台20に保持される様子を説明する。回転台20は回転軸21に取りつけられた4本の水平方向に放射状に延びた支持腕22、それぞれの支持腕22の先端部に設けられた一対の保持台座23とを有する保持台座23上に、基板10の4角を配置して保持するものである。回転軸21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。カバー部材30を被された基板10は、回転台20に保持されて回転しながら処理される。尚、第4図に示してある符号を付した各部分は、第1図乃至第3図で説明したものと同様である。
次に、多種類のレジストを用いた場合であっても、基板周縁部のレジスト膜除去後の盛り上がりを抑え、かつレジスト残滓のないマスクブランクスを製造することができる実施の形態例について説明する。
(高分子型レジストの場合)
高分子型レジストのレジスト液は、一般に、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうちの何れかを溶剤として含むものであって、そのレジストの粘度(原液)は10cp超(40cpを超えるものもある)と高く、薬液により溶解されにくい(溶解速度が遅い)。従って、回転による遠心力に負けず、間隙のすべてにうまく薬液が入り込むことができるように、基板の回転数R1は、間隙のすべてにうまく薬液が入り込むことができる程度に回転数を低くすることが好ましい。
しかし、基板の回転数R1を低くしすぎると、回転による遠心力が弱く、薬液が基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成される。だからといって、基板の回転数R1を高くしすぎると、回転による遠心力に負けて、間隙のすべてに薬液がうまく入り込むことができず、基板周縁部に形成されたレジストを完全に溶解することができない。
以上の点を考慮し、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R1は、
(I)R1=100〜500rpm
とすることが好ましい。
また、基板の回転時間T1は、レジストが薬液により溶解するまでの時間である。T1は、好ましくは20sec以上とする。さらに好ましくは、20〜45secとするのが望ましい。T1の時間が長いと、レジスト残滓は発生しないが、スループットの低下、更には基板周縁部のレジストが除去した後のレジスト膜断面に薬液が長い時間さらされることになるので、レジストが膨潤し盛り上がりが形成されるので、望ましくない。
また、基板の回転数R2が低すぎると、溶解されたレジストが基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成されたり、溶解されたレジストが基板外方に除去されずに残ってしまいレジスト残滓となる。
従って、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R2は、
(II)R2≧300rpm
とすることが好ましい。
尚、溶解されたレジストが基板外方に飛散し、不要膜除去装置の外方に設けられたカップに当たって跳ね返り、カバー部材や基板に再付着して欠陥となるのを防ぐという点から、回転数R2は1000rpm以下とすることが好ましい。
さらに、基板主表面の周縁部の各辺に沿った方向における溶解したレジスト膜の回転による遠心力の差により、基板の各辺における除去幅ばらつきを低減し、欠陥を防止する点においては、回転数R2は、R2=300〜600rpmとすることが好ましい。
また、基板の回転時間T2は、基板周縁部の溶解されたレジストが完全に基板外方に除去されるまでの時間であり、T2は好ましくは、10sec以上とすることが好ましい。
T2の時間が長すぎると、レジスト残滓は発生しないが、スループットの低下を招くので、25sec以下とするのが好ましい。
また、基板の回転数R1、基板の回転数R2、基板の回転数R3は、薬液により溶解されたレジストを基板周縁部に留まらせず、基板外方に除去させる点から、R2はR1より高くなければならない。また、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板中央部に浸透することを防止する点から、R3はR2以上であればよい。よって、以上の点を考慮し、基板の回転数R1と、基板の回転数R2と、基板の回転数R3とは、
(III)R1<R2≦R3
とすることが好ましい。
また、基板の回転数R3は、乾燥しやすくするために1000rpm以上とすることが好ましい。しかし、カバー部材が基板を単に覆っている状態であって固定した状態にない場合、回転数を高くしすぎると脱離する可能性がある。従って、安全性の点から3000rpm以下とすることが望ましい。
尚、基板の回転時間T3は、基板周縁部の除去された領域を完全に乾燥されるまでの時間であり、T3は、30sec以上とするのが好ましい。
(高分子型レジスト以外のレジストの場合)
レジスト液が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうちの何れかを溶剤として含むものとしては、一般に、レジストの粘度(原液)は5cp以下と低く、上述の高分子型レジストと比べて、薬液により溶解され易い(溶解速度が速い)。従って、回転による遠心力があっても、間隙の基板中央部に入り込み易くなるため、間隙のすべてにうまく薬液が入り込み、基板中央部に浸透しない程度に基板の回転数R1を調整する。
即ち、基板の回転数R1を低くしすぎると、回転による遠心力が弱く、薬液が基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成される。しかし、基板の回転数R1を高くしすぎると、回転による遠心力に負けて、間隙に薬液がうまく入り込むことができず、レジストを溶解することができない。
以上の点を考慮し、上述の溶剤を含むレジストにおける基板回転数R1は、
(I)R1=400〜800rpm
とすることが好ましい。
また、基板の回転時間T1は、レジストが薬液により溶解するまでの時間であって、T1は好ましくは5sec以上とする。さらに好ましくは、5〜25secとするのが望ましい。T1の時間が長すぎると、レジスト残滓は発生しないが、スループットの低下、更には基板周縁部のレジストが除去した後の、レジスト膜断面が薬液に長い時間さらされることになるので、この部分のレジストが膨潤し盛り上がりが形成されるので望ましくない。
また、基板の回転数R2が低すぎると、溶解されたレジストが基板中央部に浸透し、レジストが膨潤することで盛り上がりが形成されたり、溶解されたレジストが基板外方に除去されずに残ってしまうので、レジスト残滓となる。
従って、上述の溶剤を含むレジストの場合における基板回転数R2は、
(II)R2≧500rpm
とすることが好ましい。
尚、溶解されたレジストが基板外方に飛散し、不要膜除去装置の外方に設けられたカップに当たって跳ね返ったものが、カバー部材や基板に再付着するのを防ぐという点から、回転数R2は1000rpm以下とすることが好ましい。
さらに、基板主表面の周縁部の各辺に沿った方向における溶解したレジスト膜の回転による遠心力の差により、基板の各辺における除去幅ばらつきを低減し、欠陥を防止する点においては、回転数R2は、R2=500〜900rpmとすることが好ましい。
また、基板の回転時間T2は、基板周縁部の溶解されたレジストが完全に基板外方に除去されるまでの時間であり、T2は、好ましくは3sec以上とする。
T2の時間が長すぎると、レジスト残滓は発生しないが、スループットの低下を招くので、20sec以下とするのが望ましい。
また、基板の回転数R1、基板の回転数R2、基板の回転数R3は、薬液により溶解されたレジストを基板周縁部に留まらせず、基板外方に除去させる点から、R2はR1より大きくなければならない。また、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板中央部に浸透することを防止する点から、R3はR2以上であればよい。よって、以上の点を考慮し、基板の回転数R1と、基板の回転数R2と、乾燥工程における基板の回転数R3とは、
(III)R1<R2≦R3
とすることが好ましい。
また、基板の回転数R3は、乾燥しやすくするために1000rpm以上とすることが好ましい。カバー部材は基板を単に覆っている状態であって固定した状態にない場合、回転数を上げすぎると脱離する可能性がある。従って、安全性の点から3000rpm以下とすることが望ましい。
尚、基板の回転時間T3は、基板周縁部の除去された領域を完全に乾燥されるまでの時間であり、T3は好ましくは、20sec以上とする。
(高分子型レジスト及びそれ以外のレジストに共通)
基板主表面の除去領域において、カバー部材と基板主表面との間に形成する間隙は、薬液が間隙中を伝わって間隙中に流れ込み、かつ、間隙中にのみ保持されることが可能な大きさに設定することが好ましい。このようにすることで、薬液の表面張力の作用と、基板の回転による遠心力の作用により、確実かつ正確に基板主表面の所定の部位に薬液を供給することができる。間隙の大きさは、0.05mm以上3mm以下の範囲で設定する。0.05mm未満や3mm超だと薬液が間隙中をつたわって間隙中にのみ拡がることが困難となり、除去できない部分ができたり、除去部分と他の部分との境界がギザギザ状態になる場合があるからである。
そして、上述のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスを使用して転写マスクを作製することにより、レジスト膜除去後の盛り上がりに起因する、アライメントマークやQAパターン(品質保証パターン)、バーコードパターンなど基板周縁部に形成されるパターンのパターン不良のない良好な転写パターンを得ることができる。
(高分子型レジスト例)
ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうち何れかを溶剤として含むレジストは、一般に高分子型レジストが挙げられる。高分子型レジストは、分子量が数万から数十万以上のものを指し、市販されているレジストでは、ZEPシリーズ(日本ゼオン社製)、PBSシリーズ(チッソ社製)、EBRシリーズ(東レ社製)、OEBRシリーズ(東京応化工業社製)などが挙げられる。
(高分子型レジスト以外のレジスト例)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうち何れかを溶剤として含むレジストとして、代表的なものとしては化学増幅型レジストがある。化学増幅型レジストとしては、市販されているレジストでは、FEPシリーズ(富士フィルムアーチ社製)、NEBシリーズ(住友化学工業社製)、SALシリーズ(シプレイ社製)、AZシリーズ(ヘキスト社製)などがある。
(薬液流路及び薬液例)
また、上述した薬液流路として、カバー部材における不要なレジスト膜部分に対応する位置に薬液を供給するための薬液供給孔を設けて薬液流路としても良く、また、カバー部材の外側に薬液案内部材を設けて、カバー部材と薬液案内部材との間を薬液流路としても良い。
また、薬液は、レジストが溶解できるものであれば何でも良い。例えば、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、エーテル等の溶剤を用いることができる。またアルカリ現像型レジストにおいては、薬剤としてアルカリ現像液を用いることができる。
(マスクブランクス)
本発明でいうマスクブランクスは、透過型マスクブランクス、反射型マスクブランクスの何れも指し、それらの構造は、基板上に被転写体に転写すべく転写パターンとなる薄膜と、レジスト膜とを有するものである。
透過型マスクブランクスは、基板として透光性基板を使用し、転写パターンとなる薄膜は、被転写体に転写するときに使用する露光光に対して、光学的変化をもたらす薄膜(例えば、遮光機能を有する薄膜)が使用されたフォトマスクブランクスである。ここで、露光光に対し光学的変化をもたらす薄膜とは、露光光を遮断する遮光膜や、露光光の位相差を変化させる位相シフト膜などを指す。
また、遮光機能を有する薄膜とは、遮光機能と位相シフト機能を有するハーフトーン膜も含まれる。
従って、透過型マスクブランクスには、遮光膜が形成された通常のフォトマスクブランクスと、ハーフトーン膜が形成されたハーフトーン型位相シフトマスクブランクス、位相シフト膜が形成された位相シフトマスクブランクスなどを含む。
また、反射型マスクブランクスは、基板として低熱膨張基板を使用し、その基板に光反射多層膜、転写パターンとなる光吸収体膜とを有するマスクブランクスである。
また、マスクブランクスには、上述の膜以外に、レジスト下地反射防止膜(BARC:Bottom Anti−Reflective Coating)、レジスト上層反射防止膜(TARL:Top Anti−Reflective Layer)、レジスト上層保護膜、導電性膜等の膜が形成されても良い。
以下、上述の不要膜除去装置を用いたマスクブランクスの製造方法の実施例を、第5図も併せて参照しながら説明する。
また、当該実施例における、溶解、除去、乾燥の各工程における回転数、回転時間、および各工程実施後のレジスト残滓、盛り上がりの評価結果の一覧表を、表1、表2として示した。尚、表1、表2において、レジスト残滓の欄の「○」は、顕微鏡観察によりレジスト膜が除去した領域においてレジスト残滓がない場合を示し、「×」は、レジスト残滓がある場合を示す。また、盛り上がりの欄の「○」は、上述の触針式膜厚測定器により除去されたレジスト膜13の断面を測定し、その後の転写マスクを作製したときに、パターン不良が生じない場合を示し、「×」は、パターン不良が生じた場合を示す。尚、パターン不良が生じたのは、最大膜厚の測定の結果、15000オングストロームを超えたものであった。
尚、以下の実施例において、説明の便宜上、不要なレジスト膜を薬液に溶解する作用が大きい工程を溶解工程、溶解されたレジスト膜を基板の回転により外方に除去する作用が大きい工程を除去工程、除去された領域を乾燥する作用が大きい工程を乾燥工程というが、上述の各工程において、他の作用が働いている場合も含む。
まず、基板10を回転台20にセットしてカバー部材30を被せたら、ノズル40から供給量を調整しながら薬液50を供給する。同時に、回転台20の回転数R1を250rpmで回転時間T1:30秒間回転させる。これにより、薬液50が薬液供給孔31を通じて不要膜部分13aに浸透し、不要膜部分13aが溶解される。(溶解工程)
次ぎに、ノズル40からの薬液50の供給を停止し、回転台20の回転数R2を450rpmで回転時間T2:20秒間回転させる。これにより、溶解されたレジストの不要膜が基板外方に除去される。(除去工程)
次ぎに、回転台20の回転数R3を1000rpmで回転時間:40秒間回転させる。これにより、不要膜部分13aが除去された領域を乾燥させる。(乾燥工程)
次ぎに、不要膜除去装置から基板10を取りだし、熱処理(ベーク処理)を施して基板周縁部のレジスト膜13が除去されたレジスト膜付きマスクブランクスを得た。尚、遮光膜が形成された側の基板主表面におけるレジスト膜の除去幅は、レジスト膜の除去領域が基板周辺部付近のパターンにかからないように、基板側面から1.5mm±0.3mm以内に収まり除去幅ばらつきは小さく均一であり、レジスト膜の平均膜厚は4000オングストローム弱であった。
レジスト膜が除去した領域を顕微鏡にて確認したところ、レジスト残滓がなく良好であった。
また、除去されたレジスト膜13の断面を触針式膜厚測定器(テーラーホブソン社製タリーステップ)によって測定したところ、最大膜厚が約4500オングストロームであり、盛り上がりは約500オングストロームであった。このマスクブランクスを使用して転写マスクを作成したところ、このレジスト膜13の盛り上がりによるパターン不良や発塵による欠陥不良は発生しなかった。以上の結果を表1に示した。
(実施例2〜3、比較例1〜5)
溶解工程における回転数R1、回転時間T1、除去工程における回転数R2、回転時間T2、乾燥工程における回転数R3、回転時間T3を、表1に示す条件とした以外は、実施例1と同様にしてマスクブランクスを作製した。
一方、比較例1は、溶解工程における基板の回転数R1が低いために、薬液がカバー部材と基板の主表面(不要膜部分13a)との間に形成された間隙よりも内側に浸透したため、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくなり、パターン不良となった。
また、比較例2は、溶解工程における基板の回転数R1が高いために、薬液がカバー部材と基板の主表面(不要膜部分13a)との間に形成された間隙にうまく入り込むことができず、レジスト残滓が発生した。
また、比較例3、4は、除去工程における基板の回転数R2が低いために、溶解工程で溶解されたレジストが基板外方にすばやく除去されずに残ってしまうことにより、レジスト残滓が発生し、また、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくなり、パターン不良となった。
また、比較例5は、乾燥工程における基板の回転数R3が、除去工程における基板の回転数R2よりも低いために、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板の内側に浸透し、さらに、基板外方に除去されずに残る為にレジスト残滓が発生し、また、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくない、パターン不良となった。
(実施例4〜6、比較例6〜10)
本実施例では、薄膜上に塗布するレジスト液としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)とプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)を溶剤として含む化学増幅型レジスト(FEP171:富士フィルムアーチ社製)を使用し、薬液としてPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)とPGME(プロピレングリコールモノメチルエーテル)との混合溶液を使用した。
そして、不要膜除去工程において、溶解工程における回転数R1、回転時間T1、除去工程における回転数R2、回転時間T2、乾燥工程における回転数R3、回転時間T3を、表2に示す条件とした以外は、実施例1と同様にしてマスクブランクスを作製した。
一方、比較例6は、溶解工程における基板の回転数R1が低いために、薬液がカバー部材と基板の主表面(不要膜部分13a)との間に形成された間隙よりも内側に浸透したため、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくなり、パターン不良となった。
また、比較例7は、溶解工程における基板の回転数R1が高いために、薬液がカバー部材と基板の主表面(不要膜部分13a)との間に形成された間隙にうまく入り込むことができず、レジスト残滓が発生した。
また、比較例8、9は、除去工程における基板の回転数R2が低いために、溶解工程で溶解されたレジストが基板外方にすばやく除去されずに残ってしまうことにより、レジスト残滓が発生し、また、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくなり、パターン不良となった。
また、比較例10は、乾燥工程における基板の回転数R3が、除去工程における基板の回転数R2よりも低いために、完全に基板外方に除去されないで残っている溶解されたレジストが、基板の内側に浸透し、さらに、基板外方に除去されずに残る為にレジスト残滓が発生し、また、レジスト膜断面の盛り上がりが大きくない、パターン不良となった。
次ぎに、回転数R2と除去幅ばらつきと溶解されたレジスト再付着による欠陥の有無との関係を調べた。
また、実施例4において、溶解工程における基板回転数R1を600rpm、回転時間T1を15秒、除去工程における基板回転数R2を900rpm、回転時間T2を10秒、乾燥工程における基板回転数R3を1800rpm、回転時間T3を20秒とした以外は実施例4と同様にしてマスクブランクスを作製した(実施例8)。
上述の高分子型レジストの場合において、実施例1、2、3、7について、レジスト膜の除去幅ばらつきを調べたところ、1.5±0.3mm以内に収まり除去幅ばらつきは小さく均一であった。また、実施例3においては、回転数R2が高いことにより、基板のコーナー部における除去幅が大きくなり、1.0(最小除去幅)〜2.0mm(最大除去幅)(1.5±0.5mm)となり除去幅ばらつきが大きくなった。また、欠陥検査装置により基板表面のレジスト再付着による欠陥は見つからなかった。
上述の化学増幅型レジストの場合において、実施例4、5、6、8について、レジスト膜の除去幅ばらつきを調べたところ、1.5±0.3mm以内に収まり除去幅ばらつきは小さく均一であった。また、実施例6においては、回転数R2が高いことにより、基板のコーナー部における除去幅が大きくなり、0.8(最小除去幅)〜2.2mm(最大除去幅)(1.5±0.7mm)となり除去幅ばらつきが大きくなった。また、欠陥検査装置により基板表面のレジスト再付着による欠陥は見つからなかった。
尚、上述の実施例で挙げた以外のジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうち何れかを溶剤として含む高分子型レジストである、ZEPシリーズ(日本ゼオン社製)、EBRシリーズ(東レ社製)、OEBRシリーズ(東京応化工業社製)、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうちの何れかを溶剤として含むレジストである、NEBシリーズ(住友化学工業社製)、SALシリーズ(シプレイ社製)、AZシリーズ(ヘキスト社製)についても、上述の実施例で示した効果を確認できた。
上述の結果から、不要膜除去工程における溶解工程、除去工程、乾燥工程における基板の回転数R1、R2、R3は、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうち何れかを溶剤として含むレジストを用いる場合、R1=100〜500rpm、R2≧300rpm、R1<R2≦R3とし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうち何れかを溶剤として含むレジストを用いる場合、R1=400〜800rpm、R2≧500rpm、R1<R2≦R3とすることによって、基板周縁部のレジスト膜を除去した後の盛り上がりを抑え、かつレジスト残滓のないマスクブランクスを得ることができ、さらにパターン不良のない転写マスクを得ることができた。
さらに、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうち何れかを溶剤として含むレジストを用いる場合、上述の回転数R2をR2=300〜600rpmとすることによって、また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうち何れかを溶剤として含むレジストを用いる場合、上述の回転数R2をR2=500〜900rpmとすることによって、基板の各辺における除去幅ばらつきを低減し、溶解したレジストの再付着による欠陥も防止したマスクブランクスを得ることができた。
尚、上述の実施例において、溶解工程、除去工程、乾燥工程は、各1回であったが、他の応用例として複数回繰り返しても良い。この、各工程を複数回繰り返す場合の処理について、第6図を参照しながら説明する。
第6図は、第5図と同様に、横軸に時間、縦軸に回転数をとり、実施の形態例にかかる基板の回転数の時間変化を示すグラフである。第6図(a)は、溶解工程→除去工程→乾燥工程→溶解工程→除去工程→乾燥工程を行う場合を示し、第6図(b)は、溶解工程→除去工程→溶解工程→除去工程→乾燥工程を行う場合を示している。
各処理を、複数回繰り返して行う場合は、第6図(a)のように、溶解工程→除去工程→乾燥工程→溶解工程→除去工程→乾燥工程としても良いし、第6図(b)溶解工程→除去工程→溶解工程→除去工程→乾燥工程というように、乾燥工程を最後だけ行っても良い。上述の構成(1)、(2)における基板の回転時間T1(溶解工程)、回転時間T2(除去工程)、回転時間T3(乾燥工程)を複数回繰り返して行う場合は、不要膜除去工程における各工程の合計回転時間を指す。即ち、第6図(a)において、溶解工程(回転数R1、回転時間T1a)→除去工程(回転数R2、回転時間T2a)→乾燥工程(回転数R3、回転時間T3a)→溶解工程(回転数R1、回転時間T1b)→除去工程(回転数R2、回転時間T2b)→乾燥工程(回転数R3、回転時間T3)としたなら、T1=T1a+T1b、T2=T2a+T2bとする。第6図(b)も同様である。尚、T3=T3a+T3bとする。
各処理を、複数回繰り返して行うことにより、不要膜部分を除去した後のレジスト膜の断面形状が良好になるので好ましい。尚、複数回繰り返しておこなう場合は、2〜5回が良い。
尚、上述の実施例では、特定のレジストを例に挙げて説明したが、本発明が適用できるレジストは、これらに限定されない。上述のレジスト以外の高分子型レジスト、化学増幅型レジストなど何でも良く、また、ポジ型、ネガ型どちらでも良い。
また、上述の実施例では、不要膜除去工程を熱処理工程の前に行ったが、熱処理後でも薬液により除去できるのであれば、不要膜除去工程を熱処理工程の後に行っても良い。
また、上述の実施例では、カバー部材として、基板主表面を覆う構造のカバー部材を例に挙げたがこれに限らず、基板主表面における除去領域においては、一定の間隙を形成するようにしたものであれば良く、カバー部材の非除去領域に対応した所定の箇所(非除去領域全てに対応する箇所でも良い)が開放された構造であっても構わない。
Claims (11)
- 被転写体に転写すべく転写パターンとなる薄膜が形成され、且つ前記薄膜上にレジスト液を塗布し乾燥することでレジスト膜が形成された矩形状の基板を準備する工程と、
前記基板の主表面の周縁部に設けられた除去領域に形成された不要なレジスト膜を、薬液を用いて除去する不要膜除去工程と、
前記基板の主表面であって、前記除去領域以外の領域である非除去領域に形成されたレジスト膜を、熱処理する熱処理工程と、を有するマスクブランクスの製造方法であって、
前記不要膜除去工程は、前記レジスト膜が形成された側の前記基板表面を、前記除去領域においては前記基板主表面と一定の間隙を形成するようにカバー部材を配置し、さらに前記基板を所定の回転数R1で回転させ、前記間隙に前記薬液を供給して前記不要なレジスト膜を溶解した後、前記薬液の供給を停止し、さらに前記所定の回転数よりも高い回転数で回転させ、溶解した前記不要なレジスト膜を前記基板外方に除去し乾燥するものとし、
前記溶解した不要なレジスト膜を基板外方に除去し乾燥する際の基板の回転は、前記基板主表面の周縁部の各辺に沿った方向において溶解したレジスト膜に作用する遠心力の差による前記基板の各辺における除去幅ばらつきを抑制する回転数R2で回転させた後、レジスト膜を除去した領域を乾燥させるべく回転数R3で回転させるものであることを特徴とするマスクブランクスの製造方法。 - 前記レジスト液が、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール、メチルセルソルブアセテート、シクロヘキサノンのうちの何れかを溶剤として含むものであって、
前記回転数R1、R2、R3は、
(I)R1=100〜500rpm
(II)R2≧300rpm
(III)R1<R2≦R3
の条件で行うことを特徴とする請求の範囲第1項記載のマスクブランクスの製造方法。 - 前記回転数R2は、R2=300〜600rpmであることを特徴とする請求の範囲第2項記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記レジスト液が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルイソアミルケトンのうちの何れかを溶剤として含むものであって、
前記回転数R1、R2、R3は、
(I)R1=400〜800rpm
(II)R2≧500rpm
(III)R1<R2≦R3
の条件で行うことを特徴とする請求の範囲第1項記載のマスクブランクスの製造方法。 - 前記回転数R2は、R2=500〜900rpmであることを特徴とする請求の範囲第4項記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記回転数R3は1000rpm以上3000rpm以下であることを特徴とする請求の範囲第2項乃至第5項の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記間隙は、前記薬液が前記間隙を伝わって前記間隙中に流れ込み、かつ、前記間隙中にのみ保持されることが可能な大きさに設定されていることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第6項の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記カバー部材は、前記除去領域以外の非除去領域においては、前記間隙よりも大きい空間が形成された前記主表面を覆う構造とすることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第7項の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記カバー部材の上方から前記薬液を供給し、前記カバー部材に設けられた薬液流路を通じて前記薬液を前記不要なレジスト膜へ供給することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第8項の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 前記薬液流路は、前記カバー部材における不要なレジスト膜部分に対応する位置に薬液を供給するための薬液供給路、又は、前記カバー部材の外側に薬液案内部材を設け、前記カバー部材と前記薬液案内部材との間を薬液流路とすることを特徴とする請求の範囲第1項乃至第9項の何れか一に記載のマスクブランクスの製造方法。
- 請求の範囲第1項乃至第10項のいずれかに記載のマスクブランクスの製造方法によって得られたマスクブランクスを使用し、前記薄膜をパターニングして前記基板上に転写パターンを形成することを特徴とする転写マスクの製造方法。
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