KR100780814B1 - 차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치 - Google Patents

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남기수
이형재
김동건
이우석
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주식회사 에스앤에스텍
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Abstract

차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치가 개시된다. 리소그래피용 마스크 블랭크에 스핀방식으로 레지스트를 코팅하는 장치는 내부에 수용공간이 형성된 스핀보울, 스핀보울의 수용공간에 위치하며 상부에 장착된 마스크 기판을 회전시키는 회전척, 스핀보울에 연통되어 스핀보울 내의 기체의 이동통로를 형성하고 스핀보울의 내부에 위치한 마스크 기판 방향으로 기류를 발생하는 배기부재, 그리고, 스핀보울의 개구부에 결착되고 배기부재에 의해 발생된 기류를 전향시켜 마스크 기판에 도포된 레지스트막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성된 원판형의 차폐판을 구비한다. 본 발명에 따르면, 차폐판에 형성된 관통공의 형상을 변경함으로써 마스크 기판에 형성되는 레지스트 막의 두께의 균일도와 엣지 프레임의 폭을 선택적으로 조절할 수 있다.
블랭크 마스크, 포토마스크, 레지스트, 코팅, 엣지 프레임

Description

차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치{Deflector and apparatus for coating resist with the deflector}
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 도시한 도면,
도 2는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치에 의해 코팅된 블랭크 마스크의 레지스트 막의 두께 분포를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차폐판에 대한 바람직한 일 실시예의 상세한 구성을 도시한 도면,
도 4a 내지 도 4c는 각각 다양한 형상의 관통공이 형성된 차폐판을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 6a 및 도 6b는 각각 레지스트가 도포된 정사각형 마스크 기판의 평면도와 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치에 채용되는 차폐판의 제1실시예를 도시한 도면,
도 8a는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 레지스트 막의 두께 변화를 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시한 도면,
도 8b는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 중심영역과 첫번째 측정영역 사이의 두께 차이의 변화를 도시한 도면,
도 8c는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 엣지 프레임의 변화를 도시한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치에 채용되는 차폐판의 제2실시예를 도시한 도면,
도 10a는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 레지스트 막의 두께 변화를 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시한 도면,
도 10b는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 첫번째 측정영역과 두번째 측정영역 사이의 두께 차이의 변화를 도시한 도면,
도 10c는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 엣지 프레임의 변화를 도시한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치에 채용되는 차폐판의 제3실시예를 도시한 도면,
도 12a는 차폐판의 중심으로부터 차폐판의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 레지스트 막의 두께 변화를 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시한 도면,
도 12b는 차폐판의 중심으로부터 차폐판의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 두번째 측정영역과 세번째 측정영역 사이의 두께 차이의 변화를 도시한 도면, 그리고,
도 12c는 차폐판의 중심으로부터 차폐판의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 엣지 프레임의 변화를 도시한 도면이다.
본 발명은 차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 금속계 차광막 및 반사방지막이 증착되어 있는 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술을 적용하기 위해 레지스트를 코팅하는 장치 및 이에 적용되는 차폐판에 관한 것이다.
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 균일도가 매우 중요한 인자로 작용한다.
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 도시한 도면 이다.
도 1을 참조하면, 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치(100)는, 분사노즐(110), 스핀보울(120), 회전척(130), 모터(140), 배기라인(150), 배기댐퍼(160) 및 압력계(170)로 구성된다.
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.
상기한 바와 같이 종래의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크에 의해 포토마스크를 제조하는 경우, 블랭크 마스크의 레지스트 두께 분포는 가운데 부분이 얇고 외곽이 두꺼운 형태를 가지게 된다. 따라서, 블랭크 마스크의 모서리 부분에서 빛의 반사가 균일하지 못하여 블랭크 마스크로 입사되는 빛이 확산 및 반사되는 프린지(fringe)가 발생하는 문제점이 있다. 도 2에는 이러한 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치에 의해 코팅된 블랭크 마스크의 레지스트 막의 두께 분포가 도시되어 있다. 이와 같이 포토마스크의 패턴이 형성되는 영역에 포함되어 있는 불균일한 영역은 포토마스크 패턴 형성 후의 품질의 척도가 되는 패턴 크기의 균일도에 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.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사각형상의 블랭크 마스크에 스핀 방식으로 레지스트를 코팅함에 있어서 레지스트 막 두께의 균일도를 향상시키고, 레지스트 막의 엣지 프레임(Edge Frame)의 폭을 조절할 수 있는 레지스트 코팅장치 및 이에 적용되는 차폐판을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차폐판은, 마스크 기판 상에 레지스트를 코팅하는 장치의 스핀보울의 개구부에 결착되어 상기 스핀보울 내에 위치한 마스크 기판을 상기 스핀보울의 외부와 차폐하는 원판형의 차폐판에 있어서, 상기 차폐판은 상기 스핀보울에 연통되어 상기 스핀보울 내의 기체의 이동통 로를 형성하는 배기부재에 의해 상기 스핀보울의 내부에 위치한 마스크 기판 방향으로 발생된 기류를 전향시켜 상기 마스크 기판에 도포된 레지스트막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성된다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치는, 내부에 수용공간이 형성된 스핀보울; 상기 스핀보울의 수용공간에 위치하며, 상부에 장착된 마스크 기판을 회전시키는 회전척; 상기 스핀보울에 연통되어 상기 스핀보울 내의 기체의 이동통로를 형성하고, 상기 스핀보울의 내부에 위치한 마스크 기판 방향으로 기류를 발생하는 배기부재;및 상기 스핀보울의 개구부에 결착되고, 상기 배기부재에 의해 발생된 기류를 전향시켜 상기 마스크 기판에 도포된 레지스트막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성된 원판형의 차폐판;을 구비한다.
이에 의해 블랭크 마스크에 코팅되는 레지스트 막의 두께의 균일도와 엣지 프레임의 폭을 조절할 수 있으며, 레지스트 막의 두께의 균일도를 높여 블랭크 마스크의 생산효율 및 패턴형성시의 생산효율을 높일 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 차폐판에 대한 바람직한 일 실시예의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차폐판(300)은 관통공(310)이 형성되어 있는 원판형상을 가진다. 이 때, 관통공(310)은 차폐판(300)의 원주방향을 따라 일정 한 각도간격(즉, 90°)으로 배치되며 각각은 차폐판(300)의 반경방향에 대해 수직하게 형성되는 복수의 직선(320, 325, 330, 335) 및 복수의 직선 양단 각각과 인접하는 직선의 끝단을 연결하는 복수의 곡선(340, 345, 350, 355)에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진다. 차폐판(300)의 관통부(310)의 형상과 관련하여, 직선의 길이(W), 곡선의 곡률반경(R) 및 차폐판(300)의 중심으로부터 직선까지의 거리(D)의 값에 따라 레지스트 코팅 후의 두께 분포의 차이가 발생한다.
이러한 특성을 이용하여 부분적으로 두께 분포를 조정할 필요가 있는 부분에 대해 W, R 및 D 값을 변화시켜 마스크 기판(190) 상에 균일도가 우수한 레지스트 막을 코팅할 수 있다. 이 때, 각각의 직선의 길이(W)는 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, ０ ~ 80 mm의 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 다만, 0 mm일 경우 배기압력이 해당 부분에서 급격히 높아져 와류가 형성될 가능성이 높기 때문에 직선의 길이(W)는 적어도 5 mm 이상으로 설계되는 것이 바람직하다. 한편, 각각의 곡선의 곡률반경(R) 또한 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, 0 ~ 100 mm의 범위-보다 바람직하게는, 5 ~ 50 mm 범위- 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 이때 각각의 곡선의 곡률중심은 관통공(310)의 외부에 위치한다. 또한, 차폐판(300) 설계에 있어서 D값은 마스크 기판(190)의 네 모서리 부분의 두께 형성과 큰 관계가 있으며, 70 ~ 140 mm 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4c에는 다양한 형상의 관통공이 형성된 차폐판이 도시되어 있다.
도 4a에 도시된 차폐판(410)에 형성된 관통공(415)은 사각형(바람직하게는 정사각형)의 형상을 갖는다. 또한, 도 4b에 도시된 차폐판(420)에 형성된 관통공(425)은 타원의 형상을 갖는다. 또한, 도 4c에 도시된 차폐판(430)에 형성된 관통공(435)은 사각형(바람직하게는 정사각형)의 대향하는 한상의 변이 관통공(435)의 외측으로 돌출된 형상을 갖는다. 이와 같이 차폐판에서 기류를 조절하는 부위의 형태를 레지스트의 특성, 점도, 용매의 휘발성에 맞추어 변화시킴으로 레지스트 막의 균일도 또는 엣지 프레임의 폭을 개선할 수 있다. 또한, 정사각형상의 기판 이외의 사각형상의 기판의 형태에서도 디플랙터의 형상을 변화시킴으로써 스핀방식의 레지스트 코팅장치에 의해 형성되는 레지스트 막의 균일도를 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치에 대한 바람직한 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치(500)는 분사노즐(510), 스핀보울(520), 회전척(530), 배기부재(540) 및 차폐판(550)을 구비한다.
분사노즐(510)은 회전척(530)의 상부에 위치하여 회전척(530)에 장착되어 있는 마스크 기판(190)에 레지스트 물질을 분사한다. 분사노즐(510)은 레지스트 물질의 분사가 수행되지 않는 초기위치로부터 레지스트 물질의 분사가 수행되는 분사위치까지 회동된다. 이 때, 장치의 구성에 따라 상이하나 분사위치로부터 초기위치까지 분사노즐(510)이 이동하는 데는 대략 3초 정도가 소요된다. 한편 장치의 구성에 따라 분사노즐(510)은 레지스트 물질의 분사의 종료후 분사위치로부터 초기위치로 이동하도록 설계될 수 있다.
회전척(530)에 놓이는 마스크 기판(190)은 투명 기판 위에 크롬막이 형성된 마스크로서, 마스크 기판(190) 위에 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅 장치(500)에 의해 레지스트 막이 형성되면 블랭크 마스크가 된다. 마스크 기판(190)은 투명기판 위에 원하는 마스크 패턴을 형성하기 위한 크롬계 재료(단일 크롬, 또는 크롬에 질소, 산소, 탄소 등이 함유된 것, 혹은 이들 재료막의 적층막)로 성막된 적어도 1층 이상의 막을 가진다. 이러한 마스크 기판(190) 상에 성막되는 막은 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 탄탈 등을 포함하는 장주기형 주기율표에서 3A~7A족 및 8족 그리고 1B족에 속한 금속원소인 전이금속, 전이금속의 질화물, 산화물, 탄화물, 규화물, 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있다. 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.
스핀보울(520)은 회전척(530)을 수용하며, 회전척(530)의 회전시 마스크 기판(190)에 분사된 레지스트가 외부로 확산되는 것을 방지한다. 회전척(530)은 모터(미도시)와 같은 구동수단으로부터 구동력을 전달받아 상부의 스테이지에 장착되어 있는 레지스트 물질이 도포된 마스크 기판(190)을 회전시킨다. 배기부재(540)는 스핀보울(530)에 연통되어 스핀보울(530) 내의 기체의 이동통로를 형성하고, 스핀보울(530)의 내부에 위치한 마스크 기판(190) 방향으로 기류를 발생시킨다. 배기부재(540)는 배기라인, 배기댐퍼, 압력계, 배기팬 등으로 구성된다. 배기라인은 스핀 보울(520)에 연통되어 스핀보울(520) 내의 기체의 이동통로를 형성한다. 이때, 스핀보울(520) 내의 기압은 배기라인에 설치되어 있는 압력계에 의해 측정된 배기압력으로 표현될 수 있다. 배기댐퍼는 배기라인을 통한 기체의 배기속도를 조절하여 배기라인 내의 배기압력을 조절한다. 배기팬은 배기댐퍼가 열린 상태에서 배기라인 내의 배기압력이 일정한 수준(예를 들면, 100 ~ 1000 Pa)을 유지하도록 한다.
차폐판(550)은 스핀보울(530)의 개구부에 결착되는 원판형의 부재이다. 차폐판(550)은 배기부재(540)에 의해 마스크 기판(190) 상에 발생된 기류를 전향시키며, 이를 위해 마스크 기판(190)에 도포된 레지스트 막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성된다. 이러한 차폐판(550)에 형성되는 관통공은 마스크 기판(190) 상에 도포된 레지스트 물질의 균일도를 조절하는 위치, 조절하고자 하는 균일도의 정도, 엣지 프레임의 폭, 레지스트 물질의 점도, 레지스트 물질의 용매의 휘발성 등에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 차폐판(550)에 형성되는 관통공의 형상 및 기능은 도 3, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 설명한 바 있으므로, 이하에서는 도 3에 도시된 차폐판의 관통공의 형상을 변경하면서 마스크 기판(190) 상에 도포된 레지스트 막의 균일도를 조정하는 과정을 설명한다.
먼저, 실험에 사용된 마스크 기판(190)은 152.4mm×152.4mm 크기를 가지는 합성 석영 글라스기판상에 크롬막 및 크롬산화막을 스퍼터링에 의해 증착하여 얻어진 불투명막 및 반사방지막을 가지는 박막 코팅 글라스 기판이다. 이러한 마스크 기판(190)은 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치의 회전척에 장착된 후 상부면에 레지스트 물질이 도포되어 레지스트 필름(195)이 형성된다.
도 6a 및 도 6b에는 각각 레지스트가 도포된 정사각형 마스크 기판(190)의 평면도와 측단면도가 도시되어 있다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 레지스트 도포 시 패턴을 형성하기 위한 유효영역(610)과 패턴을 형성하지 않는 비 유효영역인 엣지 프레임(Edge Frame)(620)으로 나누어 있다. 실험에서는 본 발명의 효과를 확인하기 위해 유효영역의 각 영역(630, 635, 640, 645)에서의 레지스트 두께를 측정하여 전체 유효영역(9)에서의 레지스트 두께의 균일도를 조사하였다. 또한, 엣지 프레임의 폭은 참조번호 650, 655 및 660으로 표시된 위치를 현미경으로 관찰하여 그 너비를 측정하였다.
도 7에는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치(500)에 채용되는 차폐판의 제1실시예가 도시되어 있다. 실험에서는 도 7에 도시된 차폐판(700)의 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)을 순차적으로 변화시키면서 레지스트 막의 균일도를 측정하였다. 이하에서 차폐판(700)에 형성된 관통공의 형태는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)의 크기에 따라 A1, A2, A3 및 A4로 구분한다. 이와 같이 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)을 변화시키면 스핀보울(520) 내의 기류 흐름이 변경되어 마스크 기판(190) 상에 도포된 레지스트 막의 균일도가 변하게 된다. 표 1에는 차폐판(700)의 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)을 변경함에 따른 레지스트 막의 균일도의 변화가 기재되어 있다.
관통공의 형태 A1 A2 A3 A4
레지스트 막의 균일도(Å) 45.3 53.2 77.4 123.7
도 8a에는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 레지스트 막의 두께 변화가 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시되어 있다. 도 8a를 참조하면, 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)이 작아질수록 중심영역(630)으로부터 첫번째 측정영역(635)의 레지스트 막의 두께가 확연히 변하였으며, 세번째 측정영역(645)의 두께 또한 확연히 변하였다. 이로부터 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)이 작아질수록(즉, 관통공의 형태가 A1에서 A4로 변경됨에 따라) 기류가 지나가는 지점의 위치가 마스크 기판(190)의 중심쪽으로 이동하게 되어 레지스트 막의 두께가 작아지는 위치도 마스크 기판(190)의 중심쪽으로 이동해 감을 알 수 있다. 또한 차폐판(700)에서 기류가 흐르는 곳의 면적이 작을수록 기류가 레지스트에 미치는 영향이 커지며, 기류의 힘으로 인해 레지스트가 기류의 영향을 받는 지점을 중심으로 양쪽으로 밀리는 현상이 생겨 첫번째 측정영역(635) 지점 이외에도 세번째 측정영역(645)의 레지스트 또한 두께에 큰 변화를 보인다.
도 8b에는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 중심영역(630)과 첫번째 측정영역(635) 사이의 두께 차이의 변화가 도시되어 있다. 도 8b를 참조하면, 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)이 작아질수록 기류의 위치가 마스크 기판(190)의 중심부로 이동하여, 레지스트의 두께가 낮아지는 지점이 마스크 기판(190)의 중심부로 이동한다. 이러한 변화는 마스크 기판(190) 상의 레지스트의 균일도에 영향을 주게 된다. 이러한 특성으로 도 7에 도시된 바와 같은 차폐판의 관통공의 형태변경은 특히 마스크 기판(190)의 중심 부근인 첫번째 측정영역(635)의 레지스트 막의 두께조절에 이용될 수 있다.
도 8c에는 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)에 따른 엣지 프레임의 변화가 도시되어 있다. 도 8c를 참조하면, 관통공을 형성하는 곡선의 곡률반경(R)이 작아질수록(즉, 관통공을 통해 기류가 흐르는 면적이 작아질수록), 사각형상의 마스크 기판(190)의 한 측단에서 중앙부위의 엣지 프레임은 좁아지고 외곽지점의 엣지 프레임은 넓어진다.
도 9에는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치(500)에 채용되는 차폐판의 제2실시예가 도시되어 있다. 실험에서는 도 9에 도시된 차폐판(900)의 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)를 순차적으로 변화시키면서 레지스트 막의 균일도를 측정하였다. 이하에서 차폐판(900)에 형성된 관통공의 형태는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따라 B1, B2, B3 및 B4로 구분한다. 이와 같이 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)를 변화시키면 스핀보울(520) 내의 기류 흐름이 변경되어 마스크 기판(190) 상에 도포된 레지스트 막의 균일도가 변하게 된다. 표 2에는 차폐판(900)의 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)를 변경함에 따른 레지스트 막의 균일도의 변화가 기재되어 있다. 표 2에 따르면 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)를 길게 할수록 레지스트 막의 균일도가 향상된다.
디플렉터의 형태 B1 B2 B3 B4
레지스트 막의 균일도(Å) 45.3 34.2 33.8 31.0
도 10a에는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 레지스트 막의 두께 변화가 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시되어 있다. 도 10a를 참조하면, 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)가 커질수록(즉, 관통공의 형태가 B1에서 B4로 변경됨에 따라) 기류가 지나가는 지점의 위치가 마스크 기판(190)의 외곽쪽으로 이동하게 되어 마스크 기판(190)의 중심부가 기류에 의한 영향을 덜 받게 된다. 따라서 두번째 측정영역(640)의 레지스트 두께가 기류에 의해 크게 변화하게 된다.
도 10b에는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 첫번째 측정영역(635)과 두번째 측정영역(640) 사이의 두께 차이의 변화가 도시되어 있다. 도 10b를 참조하면, 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)가 길어질수록 기류의 위치가 마스크 기판(190)의 외곽으로 이동하여, 레지스트의 두께가 낮아지는 지점이 마스크 기판(190)의 외곽으로 이동한다. 또한 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)가 길어질수록 첫번째 측정영역(635)보다 두번째 측정영역(640)의 레지스트 두께의 감소정도가 커진다. 이러한 변화는 마스크 기판(190) 상의 레지스트의 균일도에 영향을 주게 된다. 이러한 특성으로 도 9에 도시된 바와 같은 차폐판의 관통공의 형태변경은 특히 마스크 기판(190)의 첫번째 측정영역(635) 및 두번째 측정영역(640)의 레지스트 막의 두께조절에 이용될 수 있다.
도 10c에는 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)에 따른 엣지 프레임의 변화가 도시되어 있다. 도 10c를 참조하면, 관통공을 형성하는 직선의 길이(W)가 짧아질수록(즉, 관통공을 통해 기류가 흐르는 면적이 작아질수록), 사각형상의 마스크 기판(190)의 한 측단에서 중앙부위의 엣지 프레임은 좁아지는 반면에 외곽지점의 엣지 프레임은 커다란 변화를 보이지 않는다.
도 11에는 본 발명에 따른 레지스트 코팅장치(500)에 채용되는 차폐판의 제3실시예가 도시되어 있다. 실험에서는 도 11에 도시된 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)를 순차적으로 변화시키면서 레지스트 막의 균일도를 측정하였다. 이하에서 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따라 C1, C2, C3 및 C4로 구분한다. 이와 같이 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)를 변화시키면 스핀보울(520) 내의 기류 흐름이 변경되어 마스크 기판(190) 상에 도포된 레지스트 막의 균일도가 변하게 된다. 표 3에는 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)를 변경함에 따른 레지스트 막의 균일도의 변화가 기재되어 있다. 표 3에 따르면 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)를 길게 할수록 레지스트 막의 균일도가 향상되는 경향을 보이나, 일정한 값을 초과하면 레지스트 막의 균일도는 저하된다.
디플렉터의 형태 C1 C2 C3 C4
레지스트 막의 균일도(Å) 45.3 27.6 19.3 25.5
도 12a에는 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 레지스트 막의 두께 변화가 도 6a에 도시된 측정영역별로 도시되어 있다. 도 12a를 참조하면, 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)가 작아질수록(즉, 관통공의 형태가 C1에서 C4로 변경됨에 따라) 마스크 기판(190)의 중심부의 레지스트 두께의 큰 변화없이 외곽부의 레지스트 두께만 낮아진다. 이와 같은 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)의 변화는 사각형상의 마스크 기판(190)에 영향을 주지 않고 배기부재(540)로 향하는 기류를 기판에 영향을 줄 수 있도록 이동시키는 역할을 하며, 이로 인해 기류의 영향을 받은 지점인 두번째 측정영역(640)과 세번째 측정영역(645) 사이의 레지스트 두께가 작아지게 된다.
도 12b에는 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 두번째 측정영역(640)과 세번째 측정영역(645) 사이의 두께 차이의 변화가 도시되어 있다. 도 12b를 참조하면, 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)가 커질수록 두번째 측정영역(640)과 세번째 측정영역(645) 사이의 두께 차이가 작아진다. 또한 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)가 커질수록 두번째 측정영역(640)보다 세번째 측정영역(645)의 레지스트 두께의 감소정도가 커진다. 이러한 특성으로 도 11에 도시된 바와 같은 차폐판의 관통공의 형태변경은 특히 마스크 기판(190)의 외곽의 레지스트 막의 두께조절에 이용될 수 있다.
도 12c에는 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)에 따른 엣지 프레임의 변화가 도시되어 있다. 도 12c를 참조하면, 차폐판(1100)의 중심으로부터 차폐판(1100)의 관통공을 형성하는 직선까지의 거리(D)가 짧아질수록(즉, 관통공을 통해 기류가 흐르는 면적이 작아질수록), 사각형상의 마스크 기판(190)의 한 측단에서 중앙부위의 엣지 프레임은 좁아지고 외곽지점의 엣지 프레임은 넓어진다.
상술한 바와 같이 블랭크 마스크에 레지스트를 코팅하는 장치에 다양한 형태의 차폐판을 장착함으로써 마스크 기판의 레지스트 막의 두께 균일도 및 에지 프레임의 모양과 너비를 조절할 수 있다. 이러한 효과는 특히 차폐판에 형성된 관통공의 형상을 변경시킴으로써 얻어진다.
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.
본 발명에 따른 차폐판 및 이를 구비한 레지스트 코팅장치에 의하면, 차폐판에 형성된 관통공의 형상을 변경함으로써 마스크 기판에 형성되는 레지스트 막의 두께의 균일도와 엣지 프레임의 폭을 선택적으로 조절할 수 있으며, 레지스트 막의 두께의 균일도를 높여 마스크 블랭크 생산효율 및 패턴형성시의 생산효율을 높일 수 있다.

Claims (18)

  1. 마스크 기판 상에 레지스트를 코팅하는 장치의 스핀보울의 개구부에 결착되어 상기 스핀보울 내에 위치한 마스크 기판을 상기 스핀보울의 외부와 차폐하는 원판형의 차폐판에 있어서,
    상기 스핀보울에 연통되어 상기 스핀보울 내의 기체의 이동통로를 형성하는 배기부재에 의해 상기 스핀보울의 내부에 위치한 마스크 기판 방향으로 발생된 기류를 전향시켜 상기 마스크 기판에 도포된 레지스트막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관통공은 상기 차폐판의 원주방향을 따라 소정 간격으로 배치되며 각각은 상기 차폐판의 반경방향에 대해 수직한 복수의 직선 및 상기 복수의 직선 양단 각각과 인접하는 직선의 끝단을 연결하는 복수의 곡선에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 직선의 길이는 모두 동일하고, 상기 복수의 직선의 배치간격은 90°인 것을 특징으로 하는 차폐판.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 곡선의 곡률중심은 상기 관통공의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 직선의 길이는 5~80 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 곡선의 곡률반경은 0~80 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 차폐판의 중심으로부터 상기 복수의 직선 각각까지의 거리는 70~140 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 관통공은, 상기 차폐판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는 제1점과 제2점을 연결하는 제1곡선, 상기 제1점과 제2점을 연결하는 직선과 평행하고 상기 차폐판의 중심을 지나는 직선에 대해 상기 제1곡선과 대칭인 제2곡선, 상기 제1 곡선과 제2곡선의 일단을 연결하는 제3곡선, 및 상기 제1곡선과 제2곡선의 일단을 연결하는 직선과 평행하고 상기 차폐판의 중심을 지나는 직선에 대해 상기 제3곡선과 대칭인 제4곡선에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차폐판.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1곡선 내지 제4곡선의 곡률중심은 상기 관통공의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차폐판.
  10. 리소그래피용 마스크 블랭크에 스핀방식으로 레지스트를 코팅하는 장치에 있어서,
    내부에 수용공간이 형성된 스핀보울;
    상기 스핀보울의 수용공간에 위치하며, 상부에 장착된 마스크 기판을 회전시키는 회전척;
    상기 스핀보울에 연통되어 상기 스핀보울 내의 기체의 이동통로를 형성하고, 상기 스핀보울의 내부에 위치한 마스크 기판 방향으로 기류를 발생하는 배기부재;및
    상기 스핀보울의 개구부에 결착되고, 상기 배기부재에 의해 발생된 기류를 전향시켜 상기 마스크 기판에 도포된 레지스트막의 균일도를 조절하기 위한 관통공이 형성된 원판형의 차폐판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 관통공은 상기 차폐판의 원주방향을 따라 소정 간격으로 배치되며 각각은 상기 차폐판의 반경방향에 대해 수직한 복수의 직선 및 상기 복수의 직선 양단 각각과 인접하는 직선의 끝단을 연결하는 복수의 곡선에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 관통공을 형성하는 상기 복수의 직선의 길이는 모두 동일하고, 배치간격은 90°인 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 관통공을 형성하는 상기 복수의 곡선의 곡률중심은 상기 관통공의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  14. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 관통공을 형성하는 상기 복수의 직선의 길이는 5~80 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 관통공을 형성하는 상기 복수의 곡선의 곡률반경은 0~80 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  16. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 차폐판의 중심으로부터 상기 복수의 직선 각각까지의 거리는 70~140 mm의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 관통공은, 상기 차폐판의 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는 제1점과 제2점을 연결하는 제1곡선, 상기 제1점과 제2점을 연결하는 직선과 평행하고 상기 차폐판의 중심을 지나는 직선에 대해 상기 제1곡선과 대칭인 제2곡선, 상기 제1곡선과 제2곡선의 일단을 연결하는 제3곡선, 및 상기 제1곡선과 제2곡선의 일단을 연결하는 직선과 평행하고 상기 차폐판의 중심을 지나는 직선에 대해 상기 제3곡선과 대칭인 제4곡선에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 관통공을 형성하는 상기 제1곡선 내지 제4곡선의 곡률중심은 상기 관통공의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 레지스트 코팅 장치.
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