KR100210134B1 - 어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법 및 녹방지 처리장치 - Google Patents

어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법 및 녹방지 처리장치 Download PDF

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이시다 아키라
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Abstract

어퍼처 마스크 제품이나 어퍼처 마스크 소재에 대해서 충분한 녹방지 효과가 주어지고, 약액의 사용에 의한 비용증가를 초래하거나 품질 상의 단점을 발생시키거나 하는 것이 없는 녹방지 처리방법을 제공한다.
정면공정이나 박막공정에 있어서, 어퍼처 마스크 소재(18)를 화성조(14) 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액(28) 중에 침지시켜서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역과의 경계전위보다 부동태 영역 측으로 양분극시킨다.

Description

어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법 및 녹방지 처리장치
제1도는 청구항 1에 관한 발명의 녹방지 처리방법의 실시에 사용되는 어퍼처 마스크 제조장치의 일부를 구성하는 정면(整面) 처리부의 구성의 한 예를 나타내는 개략도.
제2도는 청구항 3에 관한 발명의 녹방지 처리방법의 실시에 사용되는 어퍼처 마스크 제조장치의 일부를 구성하는 박막(剝膜)처리부의 구성의 한 예를 나타내는 개략도.
제3도는 제1도에 나타난 정면처리부의 일부를 이루는 화성조(化成槽)의 구체적 구성의 한 예를 나타내는 개략도.
제4도는 마찬가지로 화성조의 구체적 구성의 다른 예를 나타내는 개략도.
제5도는 수용액 중의 철에 대한, 온도 25때의 푸르베의 전위-pH도.
제6도는 수용액 중의 철에 대한, 온도 100때의 푸르베의 전위-pH도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 탈지조 12 : 제1샤워 수세조
14,64 : 화성조 16 : 제2샤워 수세조
18 : 어퍼처 마스크 소재 28,86 : 전해액
32 : 비교전극 34,90 : 대극(對極)
36 : 전위차계 38 : 직류안정화 전원
44 : 일정전위기(potentiostat) 60 : 박막조
62 : 박막 수세조 66 : 순수 수세조
68 : 에칭 수세조 70 : 에칭챔버
92 : 외부직류전원
본 발명은 컬러 수상관에 이용되는 슬로트(slot) 모양 또는 도트(dot) 모양의 다수의 미소 투공(透孔)이 형성된 섀도우 마스크나 트리니트론(등록상표)관에 이용되는 서로 평행한 다수의 가늘고 긴 투공이 형성된 어퍼처 그릴(이하, 이것들을 「어퍼처 마스크」라고 총칭한다)을 포토에칭법에 의해 제조하는 경우에 있어서, 어퍼처 마스크 제품의 표면이나 제조 도중의 어퍼처 마스크 소재의 표면에 녹이 발생하는 것을 제조공정 중의 처리에 의해 방지하는 방법, 또, 그 방법을 실시하기 위해 사용되는 녹방지 처리장치에 관한 것이다.
컬러 수상관은, 3개의 전자빔을 방사하는 전자총과, 이 전자총에서 방사된 전자빔을 받아서 3원색으로 발광하는 형광체와, 이들 형광체와 전자총의 사이에 배치되고, 각 전자빔 중의 필요한 방향의 전자빔만을 선택적으로 통과시켜서 불필요한 방향의 전자빔을 차단하기 위한 어퍼처 마스크를 구비해서 구성되어 있다. 이들의 구성요소 중 어퍼처 마스크는 포토에칭법을 이용해서, 이하와 같은 일련의 공정을 거쳐 제조된다.
어퍼처 마스크는, 일반적으로, 대량 또는 연속해서 제조되고 있으며, 강판 메이커에서는 12톤 중량의 코일 형태로 어퍼처 마스크 소재가 어퍼처 마스크 메이커로 보내지고, 어퍼처 마스크 메이커에서는 코일로부터 풀어 나오는 어퍼처 마스크 소재에 대해 길다란 띠모양 그대로 각종 처리를 실시하여, 포토에칭의 일련의 공정이 종료된 후에 길다란 띠모양의 물건을 절단해서 낱장 형태로 하는 것이 일반적이다.
우선, 니켈을 36함유하는 불연강형합금이나 저탄소 알루미킬드(alumikilled)강 등의, 길다란 띠모양을 이루고 또한 판 두께가 0.05 0.3인 어퍼처 마스크 소재를 탈지하여 수세해서 정면 처리한다(정면공정). 다음에, 어퍼처 마스크 소재의 표리양면에 레지스트, 예를 들면 카제인 또는 PVA(폴리비닐알콜)로 이루어지는 기재에 감광제로서 중크로마(chroma) 산염 또는 아지드(azide) 화합물을 첨가한 레지스트를 도포하고, 그것을 건조시켜서 어퍼처 마스크 소재의 표리양면에 각각 두께가 수 μm의 레지스트 막을 형성한다(코팅공정). 다음에, 어퍼처 마스크 소재의 표리양면에 형성된 각 레지스트 막의 표면에, 형성하고자 하는 전자빔 통과구멍에 대응된 구멍패턴을 가지는 각 마스크재를, 표·리에서 화상위치를 일치시켜서 각각 밀착시켜 노광을 행한다(인화공정). 계속해서, 온수 등을 사용해서 레지스트 막을 현상하고, 경막처리로서, 어퍼처 마스크 소재를 경막액, 예를 들면 무스 크로마 산용액 중에 침지시킨 후, 200280의 온도의 열풍이나 적외선 히타에 의한 버닝(burning)처리(가열처리)를 실시함으로써, 어퍼처 마스크 소재의 양 주면에 필요한 패턴화상을 갖는 레지스트 막을 각각 형성한다(현상공정). 다음에, 염화 제2철수용액을 사용하여, 어퍼처 마스크 소재의 양주면에 대하여 스프레이 에칭을 해서 다수의 투공을 형성한 후, 어퍼처 마스크 소재의 양면에서 레지스트 막을 각각 박리한다(에칭공정). 마지막으로, 어퍼처 마스크 소재를 1매씩 절단해서 낱장 형태의 어퍼처 마스크를 얻는다(샤링(shirring)공정).
이상과 같은 공정을 통해서 완성된 어퍼처 마스크는, 적당한 매수마다 케이스에 수납되어 검사 스테이션으로 반송된다. 그리고, 검사 스테이션에서, 불량품이 없는지 어떤지가 검사되어, 검사에서 양품으로 판별된 어퍼처 마스크는 적당한 매수마다 케이스에 수납되어 컬러 수상관 메이커로 출하된다. 어퍼처 마스크가 입하된 컬러 수상관 메이커에서는 어퍼처 마스크에 소둔(燒鈍) 처리를 실시하고, 그것을 프레서 성형한 후, 어퍼처 마스크에 흑화 처리를 실시하여 그 어퍼처 마스크를 컬러수상관에 조립하여 넣는다.
그런데, 제조된 어퍼처 마스크를 검사 스테이션으로 반송하는 과정이나 어퍼처 마스크의 검사를 행한 후에 어퍼처 마스크 메이커에서 어퍼처 마스크를 출하하여 그것이 컬러수상관 메이커에 입하할 때까지의 과정에서 어퍼처 마스크의 표면에 녹이 발생하면, 그것이 조립해서 넣어진 컬러수상관의 품질에 악영향을 준다. 예를 들면, 어퍼처 마스크의 투공의 근방이나 그 내주면 등에 녹이 발생하면, 투공의 형상이 변화하여, 형광체의 형성에도 큰 영향을 주게 된다. 또한, 어퍼처 마스크의 표면에 녹이 발생해서 성장하면, 흑화 처리에 의해 형성되는 흑화막 등에 악영향을 준다. 이 때문에, 어퍼처 마스크에 녹이 발생하는 것을 방지하는 것이 중요하다.
종래, 어퍼처 마스크에 녹이 발생하는 것을 방지하는 방법으로서, 제조된 어퍼처 마스크를 검사스테이션으로 반송하기 위해 어퍼처 마스크를 케이스에 수납하는 경우에, 케이스의 내부저면부에 녹방지종이를 깔고, 그 녹방지 종이 위에 복수매의 섀도우 마스크를 적층하여, 그 위에 또 녹방지 종이를 겹쳐서 케이스를 밀폐하거나, 검사에 합격된 어퍼처 마스크를 출하하기 위해 케이스에 수납하는 경우에, 10매라든가 20매라고 하는 적당한 매수의 어퍼처 마스크마다 녹방지 종이를 깔아서 채우기도 했다. 또한, 종래에는 녹이 발생하기 쉬운 환경에서의 어퍼처 마스크의 보관을 피하도록 하고 있다.
또한, 일본특허공개 평6-260086호 공보에는, 섀도우 마스크의 제조공정 중에서 섀도우 마스크 소재에 기화녹방지제를 도포하고, 섀도우 마스크 소재에 표면보호피막을 형성함으로써, 섀도우 마스크 제품에 녹이 발생하는 것을 방지하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 섀도우 마스크 소재의 표면에 소정의 패턴의 레지스트 막을 형성하는 막형성 공정과, 표면에 레지스트 막이 형성된 섀도우 마스크 소재를 선택적으로 에칭해서 투공을 형성하는 투공형성공정과, 섀도우 마스크 소재의 표면에서 레지스트 막을 제거하는 박막(剝膜)공정과, 박막(剝膜)처리된 섀도우 마스크 소재를 건조시키는 건조공정을 포함하는 섀도우 마스크의 제조방법에서, 박막공정 후에서 건조공정에 앞서 섀도우 마스크 소재에 기화녹방지제를 도포하도록 하여, 도포된 기화녹방지제에 의해 섀도우 마스크재에 표면보호피막이 형성되도록 해서, 섀도우 마스크 제품에 녹의 발생을 효과적으로 방지하는 방법이 기재되어 있다.
또한, 어퍼처 마스크 제품에 녹이 발생된 경우에는, 종래, 녹제거와 녹방지를 목적으로 해서, 낱장 형태의 어퍼처 마스크 제품을 재세(再洗)공정으로 투입하는 것도 행해지고 있었다.
상기한 바와 같이, 어퍼처 마스크를 케이스에 수납할 때 녹방지 종이를 이용하는 방법은 녹방지 효과가 불충분하며, 자주 녹, 특히 점 녹이 발생해서, 사용자로부터 어퍼처 마스크 메이커로의 클레임(claim)도 많이 있었다. 또한, 녹이 발생하기 쉬운 환경에서의 어퍼처 마스크의 보관을 피하게 하던 방법도, 녹방지 효과는 불충분하며, 특히 장마기에는 녹이 많이 발생해서 큰 문제로 되고 있었다.
또한, 일본공개특허 평6-260086호 공보에 개시된 바와 같이, 어퍼처 마스크 소재에 기화녹방지제를 도포해서 표면보호피막을 형성함으로써 어퍼처 마스크 제품에 녹이 발생하는 것을 방지하는 방법은 약액을 사용하기 위해 비용증가를 초래하고 또 녹방지제 성분의 일부가 어퍼처 마스크 소재의 표면에 불순물 흔적으로 남아서, 제품품질에 악영향을 끼칠 우려가 있다는 문제점이 있다.
또한, 녹제거와 녹방지를 목적으로 해서 낱장형태의 어퍼처 마스크 제품을 재세공정으로 투입하는 방법은, 나머지 공정을 행하지 않으면 안되고, 그 때문에 설비나 시간, 노력 등을 필요로 한다는 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래의 각 방법은 완성된 어퍼처 마스크 제품에 녹이 발생하는 것을 방지하는 방법이지만, 코팅, 인화 및 현상의 각 공정 후에 어퍼처 마스크 소재를 감아서 빼내 보존하고 있지만, 어퍼처 마스크 소재를 감아서 빼내는 것으로부터 다음의 공정으로 이동하기까지의 보존기간(수십분수일간)의 사이에 어퍼처 마스크 소재에 녹이 생겨서, 그 후프(hoop) 전체가 불량으로 되어버리는 일도 자주 있었다.
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안해서 이루어진 것이며, 어퍼처 마스크 제품에 대해서 충분한 녹방지효과가 주어지고, 약액의 사용에 의한 비용증가를 초래하거나 품질 상의 단점을 생기게 하거나 하는 것이 없고, 제품의 녹제거와 녹방지를 목적으로 한 재세공정을 불필요하게 할 수 있는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법을 제공하는 것, 및 어퍼처 마스크 제품에 대해서 충분한 녹방지 효과가 주어지는 것 외에, 코팅, 인화 및 현상의 각 공정 후 어퍼처 마스크 소재에 대해서도 충분한 녹방지 효과가 부여되는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법을 제공하는 것, 또 그것들의 방법을 아주 적절하게 실시할 수 있는 녹방지 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명의 녹방지 처리방법은, 띠모양 금속 박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재를 탈지하여 수세해서 정면 처리한 후에, 상기 어퍼처 마스크 소재를 화성조 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액 중에 침지시켜서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역의 경계전위보다 부동태 영역 측으로 양분극(陽分極)시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 관한 발명은 띠모양 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재를 탈지하여 수세하는 탈지조 및 수세조의 후방 측에 병설되어, 중성 또는 알카리성의 전해액을 수용하고, 그 전해액 중에 상기 어퍼처 마스크 소재가 침지하게 되는 화성조와 이 화성조 내에 수용된 전해액 중에 침지하게 된 상기 어퍼처 마스크 소재를 양분극시키는 수단으로 녹방지 처리장치를 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 관한 발명의 녹방지 처리방법은 띠모양 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재를 에칭 처리하여 박막 처리한 후에, 상기 어퍼처 마스크 소재를 화성조 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액 중에 침지시켜서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역의 경계 전위보다 부동태 영역 측으로 양분극시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 관한 발명은 띠모양 금속 박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재의 표면에서 그 표면에 피착된 레지스트 막을 박리하여 수세하는 박막조 및 수세조의 후방 측에 병설되고, 중성 또는 알카리성의 전해액을 수용해서, 그 전해액 중에 상기 어퍼처 마스크 소재가 침지하게 되는 화성조와 이 화성조 내에 수용된 전해액 중에 침지하게 된 상기 어퍼처 마스크 소재를 양분극시키는 수단으로 녹방지 처리장치를 구성한 것을 특징으로 한다.
청구항 1 및 청구항 3에 관한 각 발명의 녹방지 처리방법에서는, 또한 청구항 2 및 청구항 4에 관한 각 발명의 녹방지 처리장치에서 어퍼처 마스크 소재가 화성조 내로 반입되면, 어퍼처 마스크 소재가 화성조 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액 중에서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역의 경계전위보다 부동태 영역 측으로 양분극시키게 됨으로써, 어퍼처 마스크 소재의 표면에 10Å100Å 정도의 매우 얇고 치밀한 Fe2O3또는 Fe3O4의 부동태막이 형성된다. 이 점에 관해서, 제5도 및 제6도에 의거해서 더욱 상세히 설명한다.
제5도 및 제6도는 각각 수용액 중의 철에 대한 푸르베(pourbaix)의 전위-pH도이다. 제5도 및 제6도는, 수용액 중의 철 또는 철이온의 농도가 10-6mol/l일 때의 것이며, 제5도는 수용액의 온도가 25일 때의 선도, 제6도는 수용액의 온도가 100일 때의 선도이다. 또한 제5도 및 제6도에 나타난 전위치는 표준 수소 전극전위(NHE; Normal Hydrogem Electrode)이다. 또 비교전극으로 예를 들면 Ag/AgCl 전극을 사용할 경우, 전위치 E(Ag/AgCl에 대한)를 표준수소전극 기준의 전위 E(NHE에 대한)로 환산하는 데는 다음 식을 이용해서 계산하면 된다.
E(NHE에 대한)=E(Ag/AgCl에 대한)+[206-0.7(t-2.5)]mV(단, t; 수용액의 온도())
예를 들면, 수용액의 온도가 25일 때는 E(NHE에 대한)=E(Ag/AgCl에 대한)+206mV, 100일 때는 E(NHE에 대한)=E(Ag/AgCl에 대한)+154mV이다.
제5도에 나타난 바와 같이, 수용액의 온도가 25일 때는, 알카리측의 부식영역(HFeO2-의 생성영역)이 pH 14보다 높은 pH측이며, 그 pH 지역에서는 Fe의 불변태(불감)영역, HFeO2-의 부식영역 또 Fe2O3및 Fe3O4의 각 부동태 영역이 존재하고 있다. 또한, 제6도에 나타난 바와 같이, 수용액의 온도가 100일 때는 알카리측의 부식영역이 pH 8보다 높은 pH측이며, 그 pH 지역에서는 Fe의 불변태영역, HFeO2-의 부식영역 또 Fe2O3및 Fe3O4의 부동태 영역의 3영역이 존재한다. 따라서, 어퍼처 마스크 소재를 화성조 내의 전해액 중에 침지시킨 경우에 어퍼처 마스크 소재에 외부에서 직류 혹은 교류 또는 펄스 전압을 인가해서 전해액 중에서 어퍼처 마스크 소재를 소정 전위에 의해 양분극시키고, 어퍼처 마스크 소재가 부동태 영역으로 들어가도록 하면 어퍼처 마스크 소재의 표면에 Fe2O3또는 Fe3O4의 부동태막이 형성되어 이것이 표면보호피막으로 되어서, 어퍼처 마스크 제품이나 어퍼처 마스크 소재의 표면을 고온고습과 같은 부식환경에서 보호하고, 부식 즉, 녹(Fe2O3)의 수화물(水和物)의 발생이 방지된다.
더욱 구체적으로 설명하면, 화성조 내의 전해액의 pH값이 15부근이라고 하면 전해액의 온도가 25일 때는, 제5도에서 어퍼처 마스크 소재의 전위가 표준 수소 전극 기준에서 -0.85V보다 플러스(plus)측으로 되도록 어퍼처 마스크 소재에 외부전압을 인가하면, 어퍼처 마스크 소재의 표면에 Fe2O3또는 Fe3O4의 부동태막이 형성된다. 또한, 화성조 내의 전해액의 온도가 100일 때는 제6도에서, 어퍼처 마스크 소재의 전위가 표준수소전극기준에서 -0.7V보다 플러스측으로 되도록 어퍼처 마사크 소재에 외부전압을 인가하면 어퍼처 마스크 소재의 표면에 Fe2O3의 부동태막이 형성되는 것으로 된다.
또한, 화성조 내의 전해액의 실제 온도는 반드시 25나 100이지는 않고, 또 전해액 중의 어퍼처 마스크 소재의 전위는 온도 이외에도 어퍼처 마스크 소재의 조성이나 전해액 중의 가성소다 농도 등의 각종의 조건에 의해 변동한다. 따라서, 제5도 및 제6도에 나타난 푸르베의 전위-pH도는 실제의 어퍼처 마스크 소재의 표면상태를 그대로 나타내지는 못하지만 푸르베의 전위-pH도에서 어퍼처 마스크 소재의 대강의 표면상태를 추측할 수 있을 것으로 생각된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 제1도에서 제4도를 참조하면서 설명한다.
제1도는 청구항 1에 관한 발명의 녹방지 처리방법을 실시하는 것에 사용되는 어퍼처 마스크 제조장치의 일부를 구성하는 정면처리부의 구성의 한 예를 나타내는 개략도이다. 이 정면처리부는 레지스트 도포처리부의 전단측에 배설되고, 탈지조(10), 제1샤워 수세조(12), 화성조(14) 및 제2샤워 수세조(16)로 구성되어 있으며, 이들 각 조(10,12,14,16)가, 띠모양 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재(18)의 반송방향으로 순차적으로 연속해서 설치되어 있다.
탈지조(10)의 내부에는 예를 들면 케이산소다, 계면활성제 등을 함유한 탈지액(20)이 수용되어 있으며, 그 탈지액(20) 중으로 어퍼처 마스크 소재(18)를 도입하여 탈지액(20)중에 어퍼처 마스크 소재(18)를 침지시키면서 반송한 후 탈지액(20) 밖으로 어퍼처 마스크 소재(18)를 도출하기 위한 반송 로울러(22)가 배설되어 있다. 또한, 제1샤워 수세조(12)에는 반송로울러(24)에 의해 샤워 수세조(12) 내를 반송하는 어퍼처 마스크 소재(18)에 대향하도록 다수개의 샤워 노즐(26)이 배설되어 있다. 이들 탈지조(10) 및 제1샤워 수세조(12)는 종래의 장치와 동일한 모양이며, 이것 이상의 상세한 설명을 생략한다.
화성조(14)에는, 중성 또는 알카리성의 전해액(28), 예를 들면 적당한 농도의 가성소다 수용액의 수용되어 있으며, 그 전해액(28) 중으로 어퍼처 마스크 소재(18)를 도입하여 전해액(28) 중에 어퍼처 마스크 소재(18)를 침지시키면서 반송한 후 전해액(28) 밖으로 어퍼처 마스크 소재(18)를 도출하기 위한 반송로울러(30)가 배설되어 있다. 화성조(14)의 구성 및 작용에 대해서, 제3도 및 제4도에 의해 더욱 상세히 설명한다.
제3도에 나타낸 바와 같이, 화성조(14) 내에는, 비교전극(Ag/AgCl)(32) 및 대극(백금(34)이 배설되어 있다. 그리고, 화성조(14)에는 전원차계(일렉트로메타)(36) 및 직류안정화전원(38)이 병설되어 있으며, 비교전극(32)이 전위차계(36)의 소정의 단자에, 또 대극(34)이 직류안정화전원(38)의 소정의 단자에, 각각 전기 접속되어 있음과 동시에, 이동하는 어퍼처 마스크 소재(18)의 일부에 접접(摺接)상태로 전기적으로 접촉된 도선(40,42)이 전위차계(36) 및 직류안정화전원(38)의 각 소정단자에 각각 접속되어 있다. 또한, 도선(40,42)과 어퍼처 마스크 소재와의 전기적 접속을 슬립 링(slip ling)과 같은 치구(治具)를 통해서 행해도 된다. 또, 직류안정화전원(38)에 대신해서, 외부전원으로서 교류 또는 펄스전원을 이용하도록 해도 된다.
제3도에 나타난 장치에 있어서, 직류안정화전원(38)에 의해 어퍼처 마스크 소재(18)와 대극(34)의 사이에 전압을 인가해서 전위 조작함과 동시에 전위차계(36)에 의해 어퍼처 마스크 소재(18)와 비교전극(32)과의 사이의 전위를 수시 측정하도록 한다. 여기서, 화성조(14) 내의 전해액(28)의 pH 치가 예를 들면 15라고 하면, 제5도 및 제6도에 각각 나타낸 푸르베의 전위-pH도에 따라서, 전해액(28)의 온도가 25일 때는 표준수소전극 기준으로 환산된 어퍼처 마스크 소재(18)의 전위가 -0.85V보다도 플러스측으로 되도록 하고 또한, 전해액(28)의 온도가 100일 때에는 마찬가지로 어퍼처 마스크 소재(18)의 전위가 -0.7V보다도 플러스측으로 되도록 각각 어퍼처 마스크 소재(18)에 대해서 전압을 인가하도록 한다. 또한, 화성조(14) 내의 전해액(28)의 온도가 25와 100의 중간의 온도일 때는 어퍼처 마스크 소재(18)에 인가하는 전위 값으로는 -0.85V-0.7의 사이에서 25 100의 온도 값에 근거하여 내삽(內揷)(예를 들면 비례배분)된 값을 이용하도록 하면 된다. 이와 같이 어퍼처 마스크 소재(18)를 전위적으로 양분극시킴으로써, 어퍼처 마스크 소재(18)의 표면상태가 부식영역에서 부동태 영역으로 이행하여 어퍼처 마스크 소재(18)의 표면에 부동태막이 형성되어 표면 보호되어, 어퍼처 마스크 제품이나 어퍼처 마스크 소재에 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제4도에 나타난 예는 외부직류전압으로서 일정전위기(potentiostat, 정전위전해장치)(44)를 사용하여, 그 일정전위기(44)에 의해 어퍼처 마스크 소재(18)와 대극(34)과의 사이에 전압을 인가해서 전위조작을 행하도록 한 것이다. 이 일정전위기(44)에는 전위표시용의 디지털 표시판(46) 및 조작모드(전압을 인가한 상태)와 중지모드(전압을 인가하지 않는 상태)의 2개의 모드를 전환하기 위한 전환스위치(48)가 설치되어 있다. 또한, 화성조(14) 내의 비교전극(32) 및 이동하는 어퍼처 마스크 소재(18)의 일부에 접접상태로 전기적으로 접촉된 도선(50)이 일정전위기(44)의 소정의 각 단자에 각각 접속되어 있다. 이 일정전위기(44)에서는, 전환스위치(48)가 정지모드로 전환될 때에 어퍼처 마스크 소재(18)의 자연전극전위(금속을 전해질 용액 중에 전압을 인가하지 않고 침지시켰을 때에 발생하는 비교 전극전위와의 전위차)의 측정치가 디지털 표시판(46)에 표시되도록 되어 있다.
제1도로 되돌아가서 화성조(14)의 뒤에 배설된 제2샤워 수세조(16)에는 반송로울러(52)에 의해 샤워 수세조(16) 내를 반송하는 어퍼처 마스크 소재(18)에 대향하도록 다수개의 샤워 노즐(54)이 배설되어 있다. 이 제2샤워 수세조(16)에서 어퍼처 마스크 소재(18)의 표면에 잔재하여 부착해서 있는 전해액이나 오염물질 등을 물에 의해 거의 완전하게 씻어 제거하도록 하고 있다.
제2도는 청구항 3에 관한 발명의 녹방지 처리방법의 실시에 사용되는 어퍼처 마스크 제조장치의 일부를 구성하는 박막처리부의 구성의 한 예를 나타내는 개략도이다. 이 박막처리부는 제2도에 일부를 나타낸 에칭처리부의 후단측에 배설되고, 박막층(60), 박막수세조(62), 화성조(64) 및 순수 수세조(66)로 구성되어 있으며, 에칭처리부의 에칭 수세조(68) 혹은 상기 각 조(60,62,64,66)가 어퍼처 마스크 소재(18)의 반송방향으로 순차적으로 연속해서 설치해서 있다. 또, 에칭 수세조(68)의 전방측에는 에칭챔버(70)가 배설되고, 순수 수세조(66)의 후방 측에는 건조기(72)가 배설되어 있다.
에칭 수세조(68)에는 반송로울러(74)에 의해 에칭 수세조(68) 내를 반송되는 어퍼처 마스크 소재(18)에 대향하도록 다수개의 샤워 노즐(76)이 배설되어 있다. 또한 박막조(60)의 내부에는 알카리 용액, 예를 들면 가성소다 수용액에 첨가제를 더한 박막액(剝膜液)(78)이 수용되어 있으며, 어퍼처 마스크 소재(18)를 박막액(78) 중으로 도입하여 박막액(78) 중에 침지시키면서 반송한 후 박막액(78) 밖으로 도출하기 위한 반송로울러(80)가 배설되어 있다. 박막조(60) 내에 수용된 박막액(78)은 예를 들면 5090의 온도로 가열된다. 또한 박막수세조(62)에는 반송로울러(82)에 의해 박막수세조(62) 내를 반송되는 어퍼처 마스크 소재(18)에 대향하도록 다수개의 온수 스프레이 노즐(84)이 배설되어 있다. 이것들 박막조(60) 및 박막수세조(62)는 종래의 장치와 동일한 모양이며, 이것 이상의 상세한 설명을 생략한다.
화성조(64)의 구성은 제1도에 나타난 정면처리부의 화성조(14)와 동일하며, 화성조(64)에는, 중성 또는 알카리성의 전해액(86) 예를 들면 가성소다 수용액이 수용되고, 그 전해액(86) 중으로 어퍼처 마스크 소재(18)를 도입하여 전해액(86) 중에 어퍼처 마스크 소재(18)를 침지시키면서 반송한 후 전해액(86) 밖으로 도출하기 위한 반송로울러(88)가 배설되어 있다. 또한, 화성조(64) 내에는 대극(90)이 배설되고, 대극(90)은 외부직류전원(92)의 -측 단자에 전기 접속되어 있으며, 외부전류전원(92)의 +측 단자에는 이동하는 어퍼처 마스크 소재(18)의 일부에 접접상태로 전기적으로 접촉된 도선(94)이 접속되어 있다. 그의 다른 화성조(64)의 구성 및 작용도, 제3도 및 제4도에 의해 상기 설명된 것과 동일하다.
화성조(64)의 뒤에 배설된 순수 수세조(66)에는, 반송로울러(96)에 의해 순수 수세조(66) 내를 반송되는 어퍼처 마스크 소재(18)에 대향하도록 다수개의 순수 샤워 노즐(98)이 배설되어 있다. 이 순수 수세조(66)에서 어퍼처 마스크 소재(18)의 표면에 잔재하여 부착된 전해액이나 오염물질 등이 순수(純水)에 의해 씻겨 제거되고 청정화된 어퍼처 마스크 소재(18)가 건조기(72)로 보내진다.
다음에, 제3도에 나타난 것과 같은 구성의 화성조를 사용해서 금속박판을 전위 조작하였을 때의 녹방지 효과를 확인하기 위한 실험 예에 관해서 설명한다.
실험에서는, 검사체로서 외형치수 12 15(유효부 치수 10 15)의 금속박판을 사용했다. 제1검사체에 대해서는 화성조 내에 수용된 온도 60의 30가성소다 수용액 중으로 금속박판을 1분간 침지시키면서, 금속박판의 전위가 표준 수소전극기준에서 +0.2V(NHE에 대하여)로 되도록 하고 즉, 금속박판을 전위적으로 부동태 영역으로 양분극시키도록 금속박판에 외부전압을 인가했다. 제2의 검사체에 대해서는 화성조 내에 수용된 온도 60의 30가성소다 수용액 중으로 금속박판을 1분간 침지시켜서 금속박판에 외부전압을 인가하지 않았다. 또한, 이때의 전위 즉, 자연전극전위는 -1.0V(NHE에 대하여)이며, 이 전위는 푸르베 선도 상에서 부식영역에 해당한다. 그리고, 제1, 제2의 각 검사체에 대해서는, 금속박판을 화성조 내에서 인출한 후, 금속박판을 1분간 물로 씻고 에탄올에 의해 세정한 후, 60의 온도에서 2분간 건조시켰다. 또, 제3검사체에 대해서는 표면에 기화녹방지제를 도포하고 제4검사체에 대해서는 표면에 기화녹방지제를 도포한 후 재세정했다.
상기한 각 검사체를 항온항습조 중에 있어서 기온 50습도 100의 조건하에서 7일간 폭로(暴露) 테스트에 각각 제공하고 그 후에, 각 검사체를 각각 녹방지 종이에 의해 포장하여, 상온 상습의 조건하에서 6개월 보관한 후 포장을 열었다. 이 결과, 부식면적률(변색면적률)이 제1검사체-약 15, 제2검사체-약 60, 제3검사체-약 15, 제4검사체-약 50로 되었다.
상기 결과에 의해 부식되기 쉬운 즉, 정녹이 발생하기 쉬운 것은 제2검사체제4검사체제1검사체=제3검사체로 된다. 이와 같이 금속박판을 전위 조작해서 양분극시키는 방법은 금속박판의 표면에 기화녹방지제를 도포하는(세정을 행하지 않는다) 방법과 동등한 녹방지 효과가 있어, 유용한 방법인 것을 알 수 있다. 또 제4검사체에 대해서는 재세정에 의해 녹방지제가 금속박판표면으로부터 유출했기 때문에 부식면적율이 높게 되는 것으로 생각된다.
청구항 1 및 청구항 3에 관한 각 녹방지 처리방법에 의하면, 청구항 1에 관한 방법에서는 정면공정에서 또, 청구항 3에 관한 방법에서는 박막공정에서 각각 어퍼처 마스크 소재의 표면에 부동태막이 형성되기 때문에 이것이 표면보호피막으로 되어 어퍼처 마스크 제품에의 녹의 발생이 방지되어 어퍼처 마스크에 대해서 충분한 녹방지 효과가 주어진다. 게다가, 청구항 1에 관한 발명의 방법에 의하면, 정면공정 이후의 코팅, 인화 및 현상의 각 공정 후에 어퍼처 마스크 소재를 감아 빼내어 보존하고 있는 기간 중에서도, 어퍼처 마스크 소재에 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 이 각 방법에서는 녹방지제 등의 약액을 사용하지 않기 때문에 그 사용에 의한 비용증가를 초래하거나 품질 상의 단점을 발생시키거나 하는 것이 없다. 게다가 제품의 녹제거와 녹방지를 목적으로 해서 종래 행해졌던 것과 같은 재세공정을 모두 생략할 수 있다.
청구항 2에 관한 녹방지 처리장치를 사용하면, 청구항 1에 관한 방법을 아주 적절하게 실시할 수 있고 또한, 청구항 4에 관한 녹방지 처리장치를 사용하면, 청구항 3에 관한 방법을 아주 적절하게 실시할 수 있어 상기 효과를 성취할 수 있다.

Claims (4)

  1. 띠모양의 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크(aperture mask) 소재를 탈지하여 수세(水洗)해서 정면처리(整面處理)한 후에, 상기 어퍼처 마스크 소재를 화성조(化成調) 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액 중에 침지시켜서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역과의 경계전위보다 부동태 영역 측으로 양분극(陽分極)시킨 것을 특징으로 하는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법.
  2. 띠모양의 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재를 탈지하여 수세하는 탈지조 및 수세조의 후방 측에 병설되고, 중성 또는 알카리성의 전해액을 수용해서, 그 전해액 중에 상기 어퍼처 마스크 소재가 침지하게 되는 화성조와, 이 화성조 내에 수용된 전해액 중에 침지하게 된 상기 어퍼처 마스크 소재를 양분극시키는 수단으로 이루어지는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리장치.
  3. 띠모양의 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재를 에칭 처리하여 박막처리(剝膜處理)한 후에, 상기 어퍼처 마스크 소재를 화성조 내에 수용된 중성 또는 알카리성의 전해액 중에 침지시켜서 전위적으로 부식영역과 부동태 영역과의 경계전위보다 부동태 영역 측으로 양분극시키는 것을 특징으로 하는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리방법.
  4. 띠모양의 금속박판으로 이루어지는 어퍼처 마스크 소재의 표면에서 그 표면에 피착된 레지스트 막을 박리하여 수세하는 박막조 및 수세조의 후방 측에 병설되고, 중성 또는 알카리성의 전해액을 수용해서, 그 전해액 중에 상기 어퍼처 마스크 소재가 침지하게 되는 화성조와, 이 화성조 내에 수용된 전해액 중에 침지하게 된 상기 어퍼처 마스크 소재를 양분극시키는 수단으로 이루어지는 어퍼처 마스크의 녹방지 처리장치.
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