KR100818674B1 - 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법 및 이를 이용하여제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크 - Google Patents

블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법 및 이를 이용하여제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크 Download PDF

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Abstract

블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법 및 이를 이용하여 제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크가 개시된다. 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법은 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계와 소정의 제1배기압력에서 회전속도를 변화시키면서 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계를 갖는다. 그리고 소정의 제2배기압력에서 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 막을 형성하는 막형성단계를 갖는다. 본 발명에 따르면, 확산단계에서 고속 회전 전에 저속 회전하거나, 고속 회전에 이르기까지의 가속 시간을 둠으로써, 마스크 기판의 뒷면으로 레지스트가 부착되는 것을 최소화된다. 그리고 막형성단계에서 고속 회전 후에 저속 회전하거나 감속 시간을 둠으로써, 레지스트 막의 균일도가 향상된다.
블랭크 마스크, 포토마스크, 레지스트, 차폐판, 배기댐퍼

Description

블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법 및 이를 이용하여 제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크{Method for coating resist on blank mask, blank mask and photomask manufactured by using the same}
본 발명은 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술을 적용하기 위해 레지스트를 코팅하는 방법 및 이를 이용하여 제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크에 관한 것이다.
반도체 집적회로 및 TFT-LCD용 미세 회로 형성에는 필수적으로 포토마스크(Photomask)를 사용하는 포토리소그래피(Photolithography) 기술이 이용되고 있다. 포토마스크는 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술로 패턴을 형성하여 제조된다. 이 때, 블랭크 마스크는 투명기판 상에 리액티브 스퍼터링(Reactive Sputtering) 방식 등에 의해 크롬 등의 금속계열의 차광막 및 반사 방지막을 증착한 후 포토리소그래피 기술을 적용하기 위해 레지스트라고 하는 감광액이 도포된 제품이다. 최근 반도체 집적회로의 고집적화에 따른 설계 룰이 미세화됨에 따라 미세 패턴에 사용되는 포토마스크의 패턴도 고정도의 미세화가 요구되는 실정이다. 그리고 이러한 미세패턴의 구현을 위해서는 블랭크 마스크에서 레지스트 코팅 막의 균일성이 매우 중요한 인자로 작용한다. 결국 패턴이 미세화됨에 따라 패턴의 최소 선폭 (Critical Dimension)을 nm 단위까지 제어할 필요성이 대두되고 이에 따라, 레지스트의 균일도 또한 수 nm 이하, 적게는 3nm 이하의 균일도가 요구되고 있다.
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 도시한 도면이다.
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 회전 시 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 제어 값에 의해 회전시간 및 회전속도가 제어된다. 배기라인(150)은 스핀보울(120)에 연통되어 스핀보울(120) 내의 기체의 이동통로를 형성한다. 이 때, 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 조절하 여 배기라인(150) 내의 배기압력을 조절한다. 배기 팬(미 도시)은 배기댐퍼(160)가 열린 상태에서 배기라인(150) 내의 배기압력이 일정한 수준을 유지하도록 한다.
종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법은 확산단계와 건조단계로 구성된다. 확산단계에서 회전척(130)은 건조단계에 비해 상대적으로 높은 속도(예를 들면, 1000 rpm 이상)로 회전한다. 이 경우 블랭크 마스크의 레지스트 두께 분포는 가운데 부분이 얇고 외곽이 두꺼운 형태를 가지게 되며, 블랭크 마스크의 모서리 부분에서 레지스트의 두께가 두꺼워져 프린지(fringe)가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 두께 분포는 도 2a에 도시되어 있다.
그리고 종래에는 레지스트를 분사한 후 빠르게 고속으로 회전하기 때문에 블랭크 마스크의 뒷면으로 레지스트가 묻는 단점이 발생한다. 블랭크 마스크의 뒷면에 묻은 레지스트는 노광 시, 노광 장치와 접촉하게 되고 이로 인해 노광 장치의 오염 및 포토마스크의 결함의 원인으로 작용될 수 있는 단점이 있다. 이러한 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크 뒷면의 검사결과가 도 2b에 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 방법으로 제조된 블랭크 마스크의 뒷면에 많은 양의 레지스트가 묻어 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 종래의 방법으로 제조된 블랭크 마스크를 이용하여 포토마스크를 제조하는 경우, 포토마스크의 패턴이 형성되는 영역에 불균일한 영역이 포함된다. 따라서 포토마스크 패턴 형성 후의 품질의 척도가 되는 패턴 크기의 균일성에 나쁜 영향을 미친다. 또한, 블랭크 마스크의 뒷면 오염은 포토마스크의 결함 을 증가시키는 원인이 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 해결하고자 하는 기술적 과제는, 마스크 기판 위에 형성되는 레지스트 막의 두께 편차에 의한 발생하는 블랭크 마스크 모서리 부분의 프린지 현상의 발생을 억제하고, 블랭크 마스크의 뒷면에 레지스트 부착을 최소화할 수 있는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 마스크 기판 위에 형성되는 레지스트 막의 두께 편차에 의한 발생하는 블랭크 마스크 모서리 부분의 프린지 현상의 발생을 억제하고, 블랭크 마스크의 뒷면에 레지스트 부착을 최소화할 수 있는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 이용하여 블랭크 마스크 및 포토마스크를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법은, 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계; 소정의 제1배기압력에서 회전속도를 변화시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계; 및 소정의 제2배기압력에서 상기 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 막을 형성하는 막형성단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 상기 확산단계는, 상기 마스크 기판을 소정의 제1회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판에 확산시키는 저속 확산단계; 및 상기 마스크 기판을 상기 제1회 전속도보다 큰 제2회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 고속 확산단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 상기 확산단계는, 연속적으로 회전속도를 증가시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판에 확산시키는 연속 확산단계; 및 상기 연속 확산단계에서 도달한 회전속도로 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 등속 확산단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 상기 막형성단계는, 상기 마스크 기판을 제3회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 고속 막형성단계; 및 상기 마스크 기판을 상기 제3회전속도보다 작은 제4회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 저속 막형성단계;를 갖는다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 상기 막형성단계는, 상기 마스크 기판을 소정의 회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 등속 막형성단계; 및 연속적으로 회전속도를 감소시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 연속 막형성단계;를 갖는다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 블랭크 마스크는 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계; 소정의 제1배기압력에서 회전속도를 변화시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마 스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계; 및 상기 제1배기압력보다 높은 제2배기압력에서 상기 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 막을 형성하는 막형성단계;를 갖는 레지스트 코팅방법에 의해 제조된다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 포토마스크는 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계; 소정의 제1배기압력에서 회전속도를 변화시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계; 및 상기 제1배기압력보다 높은 제2배기압력 이상에서 상기 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 막을 형성하는 막형성단계;를 갖는 레지스트 코팅에 의해 레지스트가 코팅된 블랭크 마스크에 포토리소그래피 기술로 패턴을 형성하여 제조된다.
본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅 방법에 의하면, 확산단계에서 고속 회전 전에 저속 회전하거나, 고속 회전에 이르기까지의 가속 시간을 둠으로써, 마스크 기판의 뒷면으로 레지스트가 부착되는 것을 최소화된다. 그리고 막형성단계에서 고속 회전 후에 저속 회전하거나 감속 시간을 둠으로써, 레지스트 막의 균일도가 향상된다. 또한, 배기압과 차폐판을 적절하게 이용하여 전체 유효 영역에 거쳐 우수한 균일성을 갖는 레지스트 막이 형성된다. 그리고 이러한 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 이용하여, 레지스트 막의 두께 균일성이 우수하고 뒷면 오염이 적은 블랭크 마스크를 제조할 수 있다. 또한 이러한 블랭크 마스크를 이용하여, 패턴 크기가 균일하고 결함이 적은 포토마스크를 제조할 수 있다.
이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법 및 이를 이용하여 제조된 블랭크 마스크 및 포토마스크의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치(300)는 분사노즐(310), 스핀보울(320), 회전척(330), 모터(340), 배기라인(350), 배기댐퍼(360), 압력계(370), 제어모듈(380) 및 차폐판(390)으로 구성된다.
분사노즐(310)은 회전척(330)의 상부에 위치하여 회전척(330)에 장착되어 있는 기판(400)에 레지스트 물질을 분사한다. 회전척(330)에 놓이는 마스크 기판(400)은 투명 기판 위에 크롬막이 형성된 마스크로서, 이 마스크(400) 위에 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅 장치(300)에 의해 레지스트 막이 형성되면 블랭크 마스크가 된다. 레지스트는 포토레지스트, 전자빔용 레지스트, 화학 증폭형 레지스트와 같은 레지스트를 의미한다.
스핀보울(320)은 회전척(330)을 수용하며, 회전척(330)의 회전시 마스크 기판(400)에 분사된 레지스트가 외부로 확산되는 것을 방지하고, 마스크 기판(400) 전면에 균일한 배기압 분포가 이루어지도록 한다. 회전척(330)은 모터(340)로부터 구동력을 전달받아 장착되어 있는 마스크 기판(400)을 회전시킨다. 모터(340)는 제어모듈(380)에 의해 회전 시간 및 속도가 제어된다.
배기라인(350)은 스핀보울(320)에 연통되어 스핀보울(320) 내의 기체의 배기경로를 형성한다. 스핀보울(320) 내의 압력은 배기라인(350)에 설치되어 있는 압력계(370)에 의해 측정된 배기압력으로 표현된다. 배기압력은 배기댐퍼(360)의 각도를 조절함으로써 제어할 수 있다. 배기팬(미도시)은 배기댐퍼(360) 후단에 연결되어 배기댐퍼(360)가 열린 상태에서 배기압력이 일정한 수준(예컨대, 10 내지 1000 Pa)을 유지하도록 한다.
제어모듈(380)은 사전에 설정되어 있는 제어값에 의해 모터(340)의 회전시간 및 회전속도를 제어하며, 배기압력을 제어하기 위해 배기댐퍼(360)의 각도를 조절한다. 이 때, 전체 공정동안 배기압력을 일정하게 유지하는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법과 달리 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치의 제어모듈(380)은 일정한 회전속도로 회전척(330)을 회전시켜 레지스트 물질의 확산이 시작되는 시점으로부터 일정시간이 경과된 시점(즉, 확산공정의 수행이 완료되는 시점)에 배기댐퍼(360)를 개방하여 배기압력을 높임으로써 원하는 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 막형성공정을 수행한다. 그리고 제어모듈(380)은 막형성공정의 이후에 수행되는 건조공정의 수행시 배기압력을 막형성공정시의 배기압력과 동일하게 유지한다.
또한, 제어모듈(380)은 레지스트 코팅시 회전척(330)의 회전속도를 여러 단계로 변화시키거나 연속적으로 증가 또는 감소시킬 수 있다. 확산공정시에는 작은 회전속도에서 단계적으로 또는 연속적으로 큰 회전속도를 갖도록 제어하여, 회전에 의하여 밀려난 레지스트가 블랭크 마스크의 뒷면에 부착되지 않도록 조정된다. 그 리고 막형성공정시에는 큰 회전속도에서 단계적으로 또는 연속적으로 작은 회전속도를 갖도록 제어하여, 레지스트 막의 두께가 균일하게 되도록 조정된다. 또한, 제어모듈(380)은 막형성공정이 종료된 후 회전척(330)을 막형성공정시의 회전속도보다 작은 속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조시키는 저속건조공정과 회전척(330)을 큰 속도로 회전시켜 레지스트 물질을 건조시키는 고속건조공정을 수행한다. 이 때, 원하는 시점에 원하는 배기압력을 유지하도록 하기 위해 배기댐퍼(360)는 0.1도 간격으로 개폐될 수 있도록 제작되며, 제어모듈(380)은 주어진 공정조건에 따라 배기댐퍼(360)를 개폐한다.
차폐판(390)은 스핀보울(320)의 상부에 위치하며, 회전척(330)에 장착된 마스크 기판(400)의 적어도 일부를 외부와 차폐하여 마스크 기판(400) 상의 공기 흐름 속도를 변화시켜 마스크 기판(400) 상에 와류가 형성되는 것을 방지한다. 이러한 차폐판(390)에 형성된 관통공(392)의 형상에 따라 마스크 기판(400)에 도포된 레지스트 물질에 포함되어 있는 솔벤트의 휘발속도가 부분적으로 조절된다. 관통공(392)은 여러 가지의 형상으로 이루어질 수 있으며, 관통공(392)의 형상에 따라 차폐판(390)의 하방에 배치된 마스크 기판(400)이 회전할 때 발생하는 공기의 흐름이 마스크 기판(400)의 부분에 따라 변하게 된다.
도 4 및 도 5에는 차폐판(390)의 예들이 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 차폐판(390)은 관통공(392)이 형성되어 있는 원판형상을 가진다. 이 때, 관통공(392)은 차폐판(390)의 원주방향을 따라 일정한 각도간격으로 배치되며 각각은 차폐판(390)의 반경방향에 대해 수직하게 형성되는 복수의 직 선 및 복수의 직선 양단 각각과 인접하는 직선의 끝단을 소정의 곡률로 연결하는 복수의 연결호에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진다. 차폐판(390)의 관통공(392)의 형상과 관련하여, 직선의 길이(W), 연결호의 곡률반경(R) 및 차폐판(390)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(400) 상에 균일성이 우수한 레지스트 막을 코팅할 수 있다. 이 때, 각각의 직선의 길이(W)는 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, ０ ~ 50 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 연결호의 곡률반경(R) 또한 동일하게 설정되는 것이 바람직하며, 0 ~ 100 mm의 범위, 보다 바람직하게는 5 ~ 50 mm 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 차폐판(390) 설계에 있어서 D값은 마스크 기판(400)의 네 모서리 부분의 두께 형성과 큰 관계가 있으며, 70 ~ 140 mm 범위 내에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 차폐판(390') 역시 관통공(392')이 형성되어 있는 원판형상을 가진다. 그리고 관통공(392')은 차폐판(390')의 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는 제1점(393)과 제2점(394)을 연결하는 제1곡선(395), 제1점(393)과 제2점(394)을 연결하는 직선과 평행하고 차폐판(390')의 중심을 지나는 직선에 대해 제1곡선(395)과 대칭인 제2곡선(396), 제1곡선(395)과 제2곡선(396)의 양단 중 일단을 연결하는 제3곡선(397) 및 제1곡선(395)과 제2곡선(396)의 타단을 연결하는 제4곡선(398)에 의해 형성되는 도형의 형상으로 이루어진다. 차폐판(390')의 관통공(392')의 형상과 관련하여, 관통공(392')을 형성하는 곡선(393, 394, 395, 396)의 곡률반경(R')의 크기에 따라 A1, A2, A3 및 A4로 구분한다. 이와 같이 관통공(392')을 형성하는 곡선(393, 394, 395, 396)의 곡률반경(R')을 변화시키면 스핀보울(320) 내의 기류 흐름이 변경되어 마스크 기판(400) 상에 도포된 레지스트 막의 균일도가 변하게 된다. 따라서 곡률반경(R')을 조절하여 마스크 기판(400) 상에 균일성이 우수한 레지스트 막을 코팅할 수 있다. 이 때, 각 곡선의 곡률반경은 동일한 것이 바람직하다.
또한, 관통공은 도 4 및 도 5에 도시된 형상외에도 원형의 형상으로 이루어질 수 있다. 이 때, 관통공의 직경은 80 내지 250 mm 범위를 가질 수 있다.
이와 같은 차폐판의 효과를 살펴보기 위해 차폐판의 유, 무에 따른 레지스트 막의 균일도의 차이를 측정하였다. 레지스트 막의 균일도는 레지스트 막의 최대 두께 값과 최소 두께 값의 차이이다. 측정한 결과, 차폐판이 없을 때는 균일도가 157 Å이던 것이 차폐판을 설치하게 되면 32 Å으로 개선됨을 알 수 있었다.
도 6은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제1실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 마스크 기판(400)에 레지스트 물질을 분사한다(S610). 이 때, 마스크 기판(400)의 회전속도는 150 rpm 이하로 설정되고, 분사시간은 1 내지 10초의 범위로 설정된다. 그리고 배기압은 배기댐퍼(360)를 닫아 100 Pa 이하로 설정된다.
다음으로, 레지스트 물질의 분사가 종료된 시점으로부터 다음에 이어지는 확산단계의 수행이 개시되는 시점까지 마스크 기판(400)의 회전상태를 분사단계의 종료시점과 동일하게 유지한다(S620). 이러한 대기단계는 분사가 끝난 노즐(310)이 마스크 기판(400) 위에서 벗어나기 위해 필요한 시간 동안 수행된다. 이는 노즐(310)이 마스크 기판(400) 위에 있을 경우 노즐(310)에 의해 생성된 와류에 의해 레지스트의 두께가 부분적으로 낮아지는 것을 방지하기 위함이다. 대기단계에서는 레지스트의 건조를 막기 위해 배기댐퍼(360)는 닫힌 상태가 유지되어야 하며, 대기단계는 3초를 넘지 않는 범위에서 진행되는 것이 바람직하다.
다음으로, 제1배기압력에서 마스크 기판(400)을 제1회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 확산시킨다(S630). 레지스트가 분사된 후, 레지스트를 확산시키기 위해 처음부터 고속으로 회전하게 되면, 도 2b에 도시된 바와 같이 블랭크 마스크 뒷면으로 레지스트가 밀려나가 부착된다. 따라서 이러한 저속 확산단계는 블랭크 마스크의 뒷면에 레지스트가 부착되는 것을 방지하면서 레지스트를 확산시키는 단계이다. 이 때 저속 회전단계에서의 제1회전속도는 150 내지 800 rpm의 범위 내에서 결정된다. 150 rpm은 레지스트가 마스크 기판(400) 상에서 확산되기 위한 최저 속도이고, 800 rpm은 와류 형성에 의해 레지스트가 뒷면에 부착되지 않는 최고 속도이다. 저속 확산단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 10초를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 그리고 블랭크 마스크의 균일도 향상을 위해 레지스트 내의 솔벤트의 증발을 억제하고 레지스트가 균일하게 확산될 수 있도록 배기압을 100 Pa 이하로 유지한다.
다음으로, 마스크 기판(400)을 저속 회전단계에서의 제1회전속도보다 큰 제2회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판(400) 전체에 확산시킨다(S640). 이러한 고속 확산단계를 통해 레지스트는 마스크 기판(400) 전체에 균일하게 확산된다. 이 때에도 레지스트 내의 솔벤트의 증발을 억제하고 레지스트가 균일하게 확산될 수 있도록 저속 확산단계와 동일한 배기압을 유지한다. 그리고 제2회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 제1회전속도보다 크게 설정된다. 제2회전속도가 600 rpm보다 작으면, 레지스트가 확산하는데 오랜 시간이 걸리고, 2500rpm보다 크게 되면, 레지스트가 외곽으로 밀리게 되어 균일도가 떨어지게 된다. 그리고, 고속 확산단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 10초를 초과하지 않도록 한다.
다음으로, 고속 확산단계에서의 배기압력인 제1배기압력보다 높은 제2배기압력에서 마스크 기판(400)을 제3회전속도로 회전시켜 원하는 두께를 가지는 레지스트 막을 형성한다(S650). 이러한 고속 막형성단계는 고속 확산단계의 수행 후에 마스크 기판(400)에 확산된 레지스트를 빠르게 건조하면서 레지스트 두께 분포의 형태를 조절하는 단계이다. 고속 막형성단계에서 마스크 기판(400)의 회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 고속 확산단계와 동일하거나 상이한 속도로 설정될 수 있으며, 마스크 기판(400)의 회전시간을 이용하여 레지스트 막의 형태를 조정한다. 이때 마스크 기판(400)의 회전속도가 600 rpm보다 작으면, 막의 형태 조정에 많은 시간이 소요되고, 2500 rpm보다 크면, 막의 형태를 조정하기가 용이치 않게 된다. 고속 막형성단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 10초를 초과하지 않도록 한 다. 레지스트의 두께 분포가 볼록렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 늘리고, 오목렌즈의 형태를 가질 경우 회전시간을 줄인다. 이 때, 레지스트가 빠르게 형태를 잡게 하기 위해 배기댐퍼(360)를 열어 배기압력을 300 내지 700 Pa의 높은 범위로 유지함으로써 솔벤트의 건조속도를 높인다. 배기압력이 300Pa보다 작으면 막형성에 오랜 시간이 소요되고, 700Pa보다 크면 막형성이 다 이루어지기 전에 솔벤트가 건조되어서 바람직하지 않다.
다음으로, 마스크 기판(400)을 제3회전속도보다 작은 제4회전속도로 회전시켜 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정한다(S660). 이러한 저속 막형성단계는 마스크 기판(400)의 레지스트 막의 두께의 균일도를 미세하게 조정하기 위해 수행된다. 고속회전시에는 빠르게 두께 분포가 변하게 되어 조금의 시간 차이에 의해서 두께 분포가 변화하게 되어 시간 선택의 어려움이 발생한다. 따라서 미세한 조정을 위해 저속 막형성단계의 회전속도(제4회전속도)는 고속 막형성단계의 회전속도(제3회전속도)의 30 내지 70% 범위로 하고, 저속 막형성단계는 1 내지 10초의 범위에서 수행된다. 제4회전속도를 제3회전속도의 30%보다 작게 하면 많은 시간이 소요되고, 제4회전속도를 제3회전속도의 70%보다 크게 하면 미세조정이 어렵게 된다. 이와 같이 제4회전속도를 제3회전속도의 30 내지 70%의 범위에서 설정하면 시간 선택의 허용 범위가 넓어지게 되고, 시간에 따른 두께 분포 변화도 적게 되어 안정된 두께 분포를 가지는 블랭크 마스크의 제조가 가능하다.
다음으로, 마스크 기판(400)을 제4회전속도보다 작은 제5회전속도로 회전시켜 레지스트 막을 건조시킨다(S670). 이러한 저속 건조단계는 저속 막형성단계에서 형성된 레지스트 두께 분포를 유지하면서 레지스트에 포함된 용매를 제거하여 막의 형태를 유지하기 위한 단계이다. 참고로 저속 건조단계는 마스크 기판(400)을 정지시켜 자연 건조시키는 방법으로 대체될 수도 있으므로 선택적인 단계이다. 이 때, 회전에 의해 두께 분포 경향이 바뀌지 않도록 하기 위해 150 rpm 이하의 속도에서 10 내지 120초 동안 수행된다. 그리고 저속 건조단계에서 배기압력은 저속 막형성단계에서의 배기압력과 동일하게 유지한다.
그리고 저속 건조단계 이후에 마스크 기판(400)상에 형성된 레지스트 막을 빠르게 건조시키기 위하여 고속으로 회전시킬 수도 있다. 이러한 고속 건조단계는 300 내지 2000 rpm의 범위에서 마스크 기판(400)을 회전시켜 진행되며, 회전력에 의해 제거할 수 있는 솔벤트를 전부 제거하기 위한 단계로서 선택적인 단계이다. 고속건조단계에서의 회전속도를 300 rpm보다 작게 하면 솔벤트 제거에 많은 시간이 소요되며, 2000 rpm보다 크게 하면 회전에 의해 두께 분포경향이 바뀔 수 있다. 고속 건조단계에서의 마스크 기판(400)의 회전시간은 솔벤트를 전부 제거하기 위해 30 내지 100초 동안 회전하도록 설정될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 6의 제1실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 제1실시예에 따른 레지스트 코팅방법은 공정의 수행과정에서 마스크 기판(400)의 회전속도와 배기압력을 적절히 조절하여 레지스트 막의 두께 분포를 보다 정밀하게 조정할 수 있다. 그리고 제1실시예의 회전속도, 회전시간 및 배기압 등의 공정조건을 표 1에 나타내었다.
회전속도(rpm) 회전시간(초) 배기압(Pa)
분사단계 0 ~ 150 1 ~ 10 100 이하
저속 확산단계 150 ~ 800 0.5 ~ 10 100 이하
고속 확산단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 100 이하
고속 막형성단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 300 ~ 700
저속 막형성단계 고속 막형성단계의 회전속도의 30 ~70% 1 ~ 10 300 ~ 700
저속 건조단계 10 ~ 150 10 ~ 120 300 ~ 700
고속 건조단계 300 ~ 2000 30 ~ 100 300 ~ 700
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법을 iP3500(제조사:Tokyo Ohka Kogyo)라는 레지스트를 이용하여 수행하였다.
우선, 150 rpm 이하의 저속으로 회전하면서 레지스트를 분사한다. 그리고 배기압력을 100 Pa 이하로 유지하면서, 와류가 형성되지 않고 레지스트가 밀려나갈 수 있도록 400 rpm으로 1차로 레지스트를 확산시킨다. 여분의 레지스트가 마스크 표면으로부터 제거된 후 좀 더 큰 회전속도(600 내지 2500 rpm)로 소량의 레지스트를 추가로 제거한다. 이 때도 레지스트의 건조속도를 느리게 하기 위해 배기압을 100 Pa 이하로 유지한다. 그 후 회전속도를 유지하면서 배기압을 높여 레지스트 막을 형성한다. 그리고 회전속도를 30 내지 70%의 감소시켜 레지스트 막 분포를 균일하게 조정하는 단계를 거친 후 레지스트 내의 솔벤트를 건조시킨다.
위의 공정 조건에 따라 마스크 기판 상에 형성된 레지스트 막의 평균 두께는 4650Å 이고 레지스트 막의 두께 균일도는 30Å 미만이다. 레지스트 막의 두께 균일도는 가로 및 세로의 크기가 152.4 x 152.4 mm 의 마스크 기판 내에서 유효 영역인 132 x 132 mm 에 11 x 11의 격자를 위치시키고, 격자의 교차점인 121곳에 대해 측정하여 얻어진 결과이다. 그리고 최근 마스크 패턴의 형성 영역이 마스크 기판의 외곽에서 1.2mm를 제외한 영역(150 x 150mm)까지 넓어짐에 따라 이 부분에서의 레지스트 막의 두께 균일도 또한 중요하게 인식되고 있다. 위의 공정에 의해 제조된 블랭크마스크의 레지스트 막의 두께 균일도는 외곽까지 영역을 확대한 150 x 150mm의 영역에서도 500Å 미만의 균일도를 형성한다.
도 8에는 레지스트 코팅 후 블랭크 마스크 뒷면의 레지스트 부착 정도를 측정한 결과가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 결과와 도 2b에 도시된 결과를 비교하여 보면, 블랭크 마스크 뒷면에 레지스트 부착 정도가 상당히 줄어들었음을 알 수 있다.
이상에서 확산단계와 막형성단계를 각각 저속과 고속의 두 단계로 구분하여 수행하는 레지스트 코팅방법에 대해 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 두 단계 이상으로 구분하여 수행하는 것도 가능하다. 이를 도 9에 나타내었다.
도 9에는 제1실시예의 변형예로서 확산단계와 막형성단계를 저속과 고속의 두 단계 외에 각각 중속 확산단계와 중속 막형성단계를 더 추가한 것에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계가 도시되어 있다. 이와 같이 1회 이상의 중속 확산단계와 중속 막형성단계를 더 추가하여도 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 9에 도시된 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법을 FEP-171(제조사:후지필름)이라는 레지스트를 이용하여 수행하였다.
도 9에 도시된 바와 같이, 확산단계에서 고속 회전 전에 250 rpm의 저속단계와 500 rpm의 중속 확산단계로 두 단계를 두고 마스크 기판(400)을 회전시켜 레지스트 물질을 확산시켰다. 그리고 막형성단계에서도 고속 회전 후에 미세 조정을 고속 회전의 30 내지 70%의 범위에서 두 단계를 두고 회전시켜 레지스트 막을 형성시켰다. 이와 같은 공정 조건에 따라 마스크 기판 상에 형성된 레지스트 막의 평균 두께는 132 x 132 mm의 유효 영역에서 3005Å 이고 레지스트 막의 두께 균일도는 36Å 미만이다. 또한 150 x 150 mm의 영역 내에서도 레지스트 막의 두께 균일도는 앞서 살펴본 제1실시예의 경우와 마찬가지로 500Å 이하의 균일도를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따라 레지스트를 코팅하게 되면, 152.4 × 152.4 mm의 마스크 기판의 132 x 132 mm의 유효 영역 내 레지스트 두께 균일도는 40Å 이하가 되며, 150 x 150 mm 영역 내 레지스트 두께 균일도는 500Å 이하가 된다. 그리고 레지스트 두께 균일도가 상술한 범위 내에 있어야 우수한 블랭크 마스크라 할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제2실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 확산단계 이전 과정은 도 6의 S610 단계 및 S620 단계와 동일하다. 그리고 제2회전속도에 도달할 때까지 연속적으로 회전속도를 증가시키면서 마스크 기판(400)을 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판(400)에 확산시킨다(S1010). 이러한 연속 확산단계는 레지스트 분사 후 제2회전속도에 도달할 때까지 속도를 일정하게 증가시켜 레지스트가 블랭크 마스크의 뒷면에 부착되는 것을 최소화한다. 연속 확산단계는 0.2 내지 10초의 범위에서 수행되는 것이 바람직하다. 연속 확산단계 수행 시간이 0.2초보다 작으면, 연속적으로 회전속도를 증가시키게 된다고 볼 수 없어 레지스트가 기판 뒷면에 많이 도포되고, 10초보다 오래 연속 확산단계를 수행하면, 그만큼 회전속도가 작은 상태에서 확산되므로 레지스트가 잘 확산되지 않는다.
다음으로, 마스크 기판(400)을 제2회전속도로 회전시켜 레지스트 물질을 마스크 기판(400) 전체에 확산시킨다(S1020). 이 때는 회전속도를 변화시키지 않는다. 이러한 등속 확산단계는 도 6의 S640 단계의 설명과 동일하다. 그리고 이후 과정은 도 6의 S650 단계 내지 S660 단계와 동일하다. 그리고 이후의 건조단계는 선택정인 단계로서, 제1실시예에서 상술한 바와 같이 저속 건조단계 및 고속 건조단계를 거쳐 마스크 기판(400)상에 형성된 레지스트 막을 빠르게 건조시킬 수 있다.
이와 같이 확산단계에서 고속 회전 전에 저속 회전하는 단계를 거치지 않고 회전 속도를 일정하게 변화시켜 고속 회전에 도달하는 경우에도 균일도나 블랭크 마스크 기판 뒷면에 레지스트의 부착정도가 저속 확산단계를 둔 경우와 유사하다. S1010 단계를 4초 동안 수행한 경우 레지스트의 막의 균일도는 도 6의 S630 단계를 수행한 경우와 동일하게 30Å 미만을 나타냈으며, 마스크 기판의 뒷면에 부착되는 레지스트 또한 도 8에 도시된 결과와 동일한 정도를 나타내었다.
도 11은 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 10의 제2실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시한 도면이다. 도 11을 참조하면, 제2실시예에 따른 레지스트 코팅방법은 공정의 수행과정에서 마스크 기판(400)의 회전속도와 배기압력을 적절히 조절하여 레지스트 막의 두께 분포를 보다 정밀하게 조정할 수 있다. 그리고 제2실시예의 회전속도, 회전시간 및 배기압 등의 공정조건을 표 2에 나타내었다.
회전속도(rpm) 회전시간(초) 배기압(Pa)
분사단계 0 ~ 150 1 ~ 10 100 이하
연속 확산단계 시간에 따라 연속적으로 변화 0.2 ~ 10 100 이하
등속 확산단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 100 이하
고속 막형성단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 300 ~ 700
저속 막형성단계 고속 막형성단계의 회전속도의 30 ~70% 1 ~ 10 300 ~ 700
저속 건조단계 10 ~ 150 10 ~ 120 300 ~ 700
고속 건조단계 300 ~ 2000 30 ~ 100 300 ~ 700
도 12는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제3실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 막 형성단계 이전 과정은 도 6의 S610 단계 내지 S640 단계와 동일하다. 그리고 제1배기압력보다 높은 제2배기압력에서 마스크 기판을 제3회전속도로 회전시켜 레지스트 막을 형성한다(S1210). 이러한 등속 막형성단계는 S650 단계의 설명과 동일하다.
다음으로, 건조단계(제5회전속도)에 도달할 때까지 연속적으로 회전속도를 감소시키면서 마스크 기판(400)을 회전시켜 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정한다.(S1220). 이러한 연속 막형성단계는 등속 막형성단계 후 건조단계(제5회전속도)에 도달할 때까지 0.1 내지 15초의 범위에서 속도를 일정하게 감소시키면서 수행된다. 연속 막형성단계를 0.1초보다 짧은 시간 동안 수행하게 되면 레지스트 막의 두께 균일도가 원하는 정도로 조정되지 않고, 연속 막형성단계를 15초보다 긴 시간동안 수행하게 되면 그만큼 고속으로 회전하게 되므로 정밀한 조정이 이루어지지 않는다. 그리고 이후 과정인 선택적인 건조단계는 도 6의 S670 단계와 동일하다.
이와 같이 막형성단계에서 고속 회전 후에 저속 회전하는 단계를 거치지 않고 회전 속도를 일정하게 감소시키는 경우에도 균일도가 저속 막형성단계를 둔 경우와 유사하다.
도 13은 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 12의 제3실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, 제3실시예에 따른 레지스트 코팅방법은 공정의 수행과정에서 마스크 기판(400)의 회전속도와 배기압력을 적절히 조절하여 레지스트 막의 두께 분포를 보다 정밀하게 조정할 수 있다. 그리고 제3실시예의 회전속도, 회전시간 및 배기압 등의 공정조건을 표 3에 나타내었다.
회전속도(rpm) 회전시간(초) 배기압(Pa)
분사단계 0 ~ 150 1 ~ 10 100 이하
저속 확산단계 150 ~ 800 0.5 ~ 10 100 이하
고속 확산단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 100 이하
등속 막형성단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 300 ~ 700
연속 막형성단계 시간에 따라 변화 0.1 ~ 15 300 ~ 700
건조단계 0 ~ 150 10 ~ 120 300 ~ 700
도 14는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제4실시예의 수행과정을 도시한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 확산단계 이전 과정은 도 6의 S610 단계 및 S620 단계와 동일하다. 제4실시예는 확산단계 및 막형성단계 모두 저속 단계 없이 회전 속도를 일정하게 증가 또는 감소시키는 실시예이다. 즉 확산단계인 연속 확산단계(S1410) 및 등속 확산단계(S1420)는 각각 S1010 단계 및 S1020 단계에 대응되고, 막형성단계인 등속 막형성단계(S1430) 및 연속 막형성단계(S1440)는 각각 S1210 단계 및 S1220 단계에 대응된다. 그리고 선택적인 건조단계는 도 6의 S670 단계와 동일하다. 이러한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도 15에 도시하였다. 도 16을 참조하면, 제4실시예에 따른 레지스트 코팅방법은 공정의 수행과정에서 마스크 기판(400)의 회전속도와 배기압력을 적절히 조절하여 레지스트 막의 두께 분포를 보다 정밀하게 조정할 수 있다. 그리고 제4실시예의 회전속도, 회전시간 및 배기압 등의 공정조건을 표 4에 나타내었다.
회전속도(rpm) 회전시간(초) 배기압(Pa)
분사단계 0 ~ 150 1 ~ 10 100 이하
연속 확산단계 시간에 따라 연속적으로 변화 0.2 ~ 10 100 이하
등속 확산단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 100 이하
등속 막형성단계 600 ~ 2500 0.5 ~ 10 300 ~ 700
연속 막형성단계 시간에 따라 연속적으로 변화 0.1 ~ 15 300 ~ 700
건조단계 0 ~ 150 10 ~ 120 300 ~ 700
그리고 도 16에는 제4실시예의 변형예로서 별도의 건조 단계 없이 연속 막형성단계에서 속도를 점차 감소시켜 완전히 마스크 기판(400)을 회전없이 정지시키는 것에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 도시하였다.
도 16에 도시된 본 발명에 따른 레지스트 코팅방법을 ZEP7000(제조사:ZEON)이라는 레지스트를 이용하여 수행하였다.
먼저 150 rpm 이하의 속도로 회전하면서 레지스트를 분사한 후, 0.2 내지 10초 범위에서 연속 확산단계를 수행하여 600 내지 2500 rpm으로 회전속도를 증가시킨다. 그리고 이러한 회전속도에서 등속 확산단계를 수행한다. 다음으로 배기압력을 높여 등속 막형성단계를 수행한다. 그리고 감속 시간으로 연속 막형성단계를 수행하여 마스크 기판(400)의 회전을 중지시킨다. 이 때 레지스트의 균일도는 감속 시간에 따라 변화하게 되고, 이 중 최적의 균일도를 가지는 감속 시간을 선택함으로써 균일한 막 두께 분포를 가지는 블랭크 마스크를 제조할 수 있다. 표 5는 감속 시간에 따른 막 두께 균일도를 나타낸 것이다.
감속 시간 0 sec 5 sec 7 sec 10 sec
균일도 154Å 85Å 43Å 82Å
표 5에 기재된 것과 같이 감속 시간에 따라 균일도는 현저히 차이가 나며 감속 시간이 7초인 경우 43 Å의 균일도는 갖는 블랭크 마스크의 제조가 가능하다. 또 감속 시간을 0.1초 단위로 정밀하게 조정한다면 40 Å 미만의 막 균일도를 가지는 블랭크 마스크 또한 제조가 가능하다.
지금까지 확산단계에서의 배기압력이 막형성단계의 배기압력보다 작은 경우에 대해서 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 확산단계에서의 배기압력과 막형성단계에서의 배기압력이 동일하게 유지된 경우에도 비슷한 정도의 두께 균일도(40Å미만)를 얻을 수 있다. 이 때의 배기압력은 확산단계와 막형성단계 모두 300 내지 700 Pa의 범위에서 설정될 수 있다. 다만 이 경우에는 배기압의 영향으로 레지스트가 빠르게 건조되어 표면에 미세한 얼룩이 남거나, 마스크의 후면으로 레지스트가 부착되는 단점이 발생할 수 있으나 종래에 비해서는 우수한 두께 균일도를 얻을 수 있다.
상술한 실시예에서 사용된 레지스트는 서로 다른 솔벤트가 함유되어 있으며 각각의 건조 속도 등의 특성값에 차이가 있음에도 두께 균일도 측면에서 우수한 결과를 보인 것으로 보아, 본 발명에 따른 레지스트 코팅 방법은 특정한 레지스트에 한정된 것이 아니라, 솔벤트에 고분자가 용해되어 있는 형태의 액체를 스핀 코팅 장치를 이용하여 레지스트 막의 형태로 코팅하는 모든 공정에 적용 가능하다. 즉 본 발명이 적용될 수 있는 레지스트에는 주쇄 절단형, 용해 억제형, 화학 증폭형 레지스트가 포함되며, 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 2-헵타논, 메틸 이소아밀 케톤 (MAK), 에틸 랙테이트(EL), 디에틸렌 글리콜 에테르(DYGLYME), 아니솔(ANOSOLE), 메틸 셀로솔브 아세테이트(MCA) 등이 사용될 수 있다.
그리고 상술한 레지스트 코팅방법을 통해 블랭크 마스크를 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 블랭크 마스크는 레지스트 막의 두께 균일성이 우수하고 뒷면 오염이 적다. 또한 상술한 레지스트 코팅방법을 통해 제조된 블랭크 마스크에 전자-빔을 사용해서 레지스트 상에 반도체의 미세회로를 그리고, 레지스트를 노광 현상한 후, 금속막을 식각 세정하여 포토마스크를 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 포토마스크는 패턴 크기가 균일하고 결함이 적다.
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.
도 1은 기존에 사용되는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅장치를 나타내는 도면,
도 2a는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 레지스트 막의 두께 분포를 나타내는 도면,
도 2b는 종래의 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 뒷면의 오염 정도를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치에 구비된 차폐판의 일 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법을 수행하기 위한 레지스트 코팅장치에 구비된 차폐판의 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제1실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 6의 제1실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 의해 제조된 블랭크 마스크의 뒷면의 오염 정도를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 6 의 제1실시예의 변형예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제2실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도,
도 11은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 10의 제2실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면,
도 12는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제3실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도,
도 13은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 12의 제3실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면,
도 14는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 대한 제4실시예의 수행과정을 나타내는 흐름도,
도 15는 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 14의 제4실시예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면, 그리고,
도 16은 본 발명에 따른 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법에 있어서, 도 14의 제4실시예의 변형예에 대한 시간에 따른 회전속도 및 배기압력의 관계를 나타내는 도면이다.

Claims (25)

  1. 마스크 기판에 레지스트 물질을 분사하는 분사단계;
    회전속도를 변화시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 확산단계;
    상기 마스크 기판을 회전시켜 레지스트 막을 형성하는 막형성단계; 및
    상기 마스크 기판을 상기 막형성단계의 회전속도보다 작은 회전속도로 회전시켜 마스크 기판에 형성된 상기 레지스트 막을 건조시키는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산단계는 100 Pa 이하의 범위에서 설정된 제1배기압력하에서 수행되고, 상기 막형성단계는 300 내지 700 Pa의 범위에서 설정된 제2배기압력하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 확산단계와 상기 막형성단계는 300 내지 700 Pa의 범위에서 동일하게 설정된 배기압력하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산단계는,
    상기 마스크 기판을 소정의 제1회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판에 확산시키는 저속 확산단계; 및
    상기 마스크 기판을 상기 제1회전속도보다 큰 제2회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 고속 확산단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1회전속도는 150 내지 800 rpm의 범위에서 설정되고, 상기 제2회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 저속 확산단계와 고속 확산단계 사이에,
    상기 제1회전속도보다 크고 상기 제2회전속도보다 작은 회전속도로 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크에 확산시키는 중속 확산단계를 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산단계는,
    연속적으로 회전속도를 증가시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레 지스트 물질을 상기 마스크 기판에 확산시키는 연속 확산단계; 및
    상기 연속 확산단계에서 도달한 회전속도로 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 물질을 상기 마스크 기판 전체에 확산시키는 등속 확산단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연속 확산단계는 0.2 내지 10 초의 범위에서 수행되고 상기 등속 확산단계에서의 회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막형성단계는,
    상기 마스크 기판을 제3회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 고속 막형성단계; 및
    상기 마스크 기판을 상기 제3회전속도보다 작은 제4회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 막 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 저속 막형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 설정되고, 상기 제4회전 속도는 상기 제3회전속도의 30 내지 70%로 설정되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 고속 막형성단계와 저속 막형성단계 사이에,
    상기 제3회전속도보다 작고 상기 제4회전속도보다 큰 회전속도로 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 막 두께의 균일도를 조정하는 중속 막형성단계를 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막형성단계는,
    상기 마스크 기판을 소정의 회전속도로 회전시켜 소정의 두께를 가지는 레지스트 막을 형성하는 등속 막형성단계; 및
    연속적으로 회전속도를 감소시키면서 상기 마스크 기판을 회전시켜 상기 레지스트 막의 두께의 균일도를 정밀하게 조정하는 연속 막형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 등속 막형성단계에서의 회전속도는 600 내지 2500 rpm의 범위에서 설정되고, 상기 연속 막형성단계는 0.1 내지 15 초의 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  14. 삭제
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조단계의 회전속도는 150 rpm 이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 건조단계 이후에 상기 마스크 기판을 상기 건조단계의 회전속도보다 큰 회전속도로 회전시켜 상기 레지스트 막을 건조시키는 고속 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 고속 건조단계에서의 회전속도는 300 내지 2000 rpm의 범위에서 설정되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스크 기판(152.4× 152.4mm)의 유효 영역인 132× 132mm 영역 내 레지스트 두께 균일도가 40Å이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스크 기판(152.4× 152.4mm)의 150× 150mm 영역 내 레지스트 두께 균일도가 500Å이하인 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  20. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분사단계 내지 상기 막형성단계는 관통공이 형성되어 있는 판상의 차폐판에 의해 상기 마스크 기판의 적어도 일부가 차폐된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  21. 제20항에 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 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 관통공은,
    직경이 80 내지 250 mm의 원형의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  23. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트 물질은,
    프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 2-헵타논, 메틸 이소아밀 케톤(MAK), 에틸 랙테이트(EL), 디에틸렌 글리콜 에테르(DYGLYME), 아니솔(ANISOLE), 메틸 셀로솔브 아세테이트(MCA)로 이루어진 군으로부터 선택된 휘발성 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크의 레지스트 코팅방법.
  24. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 레지스트가 코팅된 것을 특징으로 하는 블랭크 마스크.
  25. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 레지스트가 코팅된 블랭크 마스크를 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 포토마스크.
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