KR101145562B1 - 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 도포 방향에 대하여, 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법 및 도포 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명은, 레지스트액(21)을 노즐(22)의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 레지스트액(21)과 하방으로 향해진 기판(10)의 피도포면(10a)을 접액시키고, 노즐(22)과 기판(10)을 상대적으로 이동시켜 피도포면(10a)에 레지스트막을 형성함으로써 포토마스크 블랭크를 제조하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 모세관 현상에서의 레지스트액(21)에 작용하는 모관력을 제어하여, 기판(10)의 피도포면(10a)에 형성되는 도포 방향의 레지스트막의 막 두께가 균일해지도록 제어하는 것으로 하였다.

레지스트액, 도포 장치, 노즐, 모관 현상, 포토마스크 블랭크, 예비 기판, 포토마스크, 레지스트막

Description

포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법 {MANUFACTURING METHOD OF PHOTOMASK BLANK, AND MANUFACTURING METHOD OF PHOTOMASK}

본 발명은, 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법에 관한 것으로, 예를 들면 기판의 표면에 레지스트막을 도포하는 공정을 갖는 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 포토레지스트 등의 도포액을 포토마스크 블랭크용 기판이나 실리콘 웨이퍼 등의 기판에 도포하는 도포 장치(코터)로서, 통상적으로, 스핀 코터가 사용되어 왔다. 이 스핀 코터는, 기판의 중앙에 도포액을 적하하고, 다음으로 기판을 고속 회전시킴으로써, 원심력의 작용에 의해 도포액을 신전(伸展)시켜 기판 표면에 도포막을 형성하는 것이다.

그런데, 상기 스핀 코터는, 기판의 주연부에 레지스트의 프린지라고 불리는 솟아 오름부가 발생하는 문제가 있었다. 특히, 액정 표시 장치나 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크에서는, 대형 기판(예를 들면, 적어도, 한변이 300mm 이상인 사각형 기판)에 레지스트를 도포할 필요가 있고, 또한, 최근에서의 패턴의 고정밀도화나, 기판 사이즈의 대형화에 수반하여, 대형 기판에 균일한 레지스트막을 도포 하는 기술의 개발이 요구되고 있었다.

이러한 과제를 해결하기 위한 하나의 방책으로서, 대형 기판에 균일한 레지스트막을 도포하는 기술을 이용한 장치로서, CAP 코터(캡 코터)라고 불리는 도포 장치가 제공되어 있다(일본 특허 공개 2004-327963호 공보(특허 문헌 1) 참조). 이 CAP 코터는, 도포액이 저장된 액조에 모관 형상 간극을 갖는 노즐을 가라앉혀 두고, 피도포면이 하방을 향한 자세에서 흡착반에 의해 유지된 기판의 해당 피도포면 근방까지 노즐을 상승시킴과 함께 모관 형상 간극으로부터 도포액을 접액하고, 다음으로 노즐을 피도포면에 걸쳐 상대적으로 주사시킴으로써 도포막을 형성하는 것이다.

CAP 코터의 도포 방법에 대하여, 이하 구체적으로 설명한다. 우선, 제어부는, 소정의 높이까지 레지스트액(도포액)이 채워지고, 그 레지스트액 내에 완전하게 가라앉은 상태의 노즐을 포함하는 액조를, 피도포 기판의 하방까지 상승시킨다. 다음으로, 제어부는, 액조의 상승을 일단 정지시키고, 액조로부터 노즐만을 돌출시킨다. 여기에서, 노즐은 레지스트액 내에 완전하게 가라앉아 있었으므로, 모관 형상 간극은 레지스트액으로 채워져 있다. 즉, 노즐은, 모관 형상 간극의 선단까지 레지스트액이 채워진 상태에서 상승한다.

다음으로, 제어부는, 노즐만의 상승을 정지시키고, 다시 액조를 상승시킴으로써, 포토마스크 블랭크의 피도포면에 레지스트액을 접액한다. 즉, 제어부는, 노즐의 모관 형상 간극에 채워져 있는 레지스트액을 피도포면에 접촉시킨다. 이와 같이 하여, 레지스트액을 포토마스크 블랭크의 피도포면에 접액한 상태에서, 제어 부는, 노즐과 함께 액조를 도포 높이의 위치까지 하강시키고, 또한, 포토마스크 블랭크를 이동시켜 노즐을 피도포면 전체에 걸쳐 주사시킴으로써 레지스트막을 피도포면 위에 형성한다.

이 도포 장치(CAP 코터)를 이용하면, 기판의 주연부에 프린지가 생기지 않아, 종래의 스핀 코터에서의 문제점을 해결할 수 있다.

상기 CAP 코터는, 노즐 내에 생기는, 모세관 현상을 이용하고, 이것을 도포에 적용하고 있다. 여기에서는, 노즐 간극이 충분히 작은(예를 들면 1000㎛ 이내) 경우에서는, 레지스트액 내에 노즐 하단을 가라앉히면, 노즐 내를 레지스트액이 상승하는 모세관 현상이 생긴다. 예를 들면, 노즐을 가는 관이라고 가정하면, 관 내외의 액면의 높이차를 h, 관의 반경을 r, 액의 밀도를 ρ, 액의 표면 장력을 γ, 액과 관의 접촉각을 θ로 하면

h=2γcosθ/rρg(g는 중력 가속도)

가 성립한다. 따라서, 미리 상기 h를 파악하여 노즐의 치수를 선택하여 CAP 코터를 설계하고, 레지스트액(도포액)의 물성과 노즐의 표면 물성 등, 조건을 도포 공정 중에 항상 일정하게 유지하면, 노즐 상단으로부터 피도포면에 대한 도포액(레지스트액)의 공급 조건도 일정하게 될 것이다. 도포액(레지스트액)의 공급이 일정하면, 도포막 두께도 일정하게 되어, 양호한 레지스트 박막이 얻어지게 된다.

그런데 이러한 CAP 코터에서는, 노즐 선단에서 모관 형상 간극에 유지된 레 지스트액과 기판의 피도포면을 접촉시켜 그 레지스트액을 기판의 피도포면에 도포하도록 이루어져 있다. 이에 의해, 이 기판에 공급되는 레지스트액의 양, 나아가서는, 도포되어 이루어지는 레지스트막의 두께는, 도포의 사이에 생기는 다양한 조건의 영향을 받는다. 예를 들면, 노즐 선단부와 기판의 피도포면 사이의 간극의 크기(도포 갭이라고도 함)가 변화하면, 레지스트막의 막 두께도 변화하게 된다. 즉, 노즐 선단부와 기판의 피도포면 사이의 간극이 커지면, 피도포면에 접액된 레지스트액의 액 고임(메니스커스 부분)이 가늘어져, 결과적으로 레지스트막의 막 두께가 얇아진다. 이에 대하여, 노즐 선단부와 기판의 피도포면 사이의 간극이 작아지면, 피도포면에 접액된 레지스트액의 메니스커스 부분이 두꺼워져 레지스트막의 막 두께가 두꺼워진다.

따라서, 예를 들면 도포 장치에서 기판을 흡착하는 흡착부의 평면도가 낮은 경우, 또한 도포 방향에서의 수평도가 충분하지 않은 경우에는, 이것에 흡착된 기판의 피도포면의 평면도도 낮아져, 기판과 노즐을 상대 이동시키면서 레지스트액을 도포하는 공정에서, 노즐과 기판의 피도포면 사이의 간극의 크기가 기판과 노즐의 상대 이동에 수반하여 변화하게 된다. 이에 의해, 기판에 형성된 레지스트막은 그 위치에 따라서 막 두께가 변화하게 되어, 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성하는 것이 곤란해지는 문제가 있었다.

또한, 레지스트막의 막 두께에 영향을 주는, 도포 조건의 변동이란, 이하의 것이 있다. 도포액(레지스트액)의 소비나 증발에 의해 액조의 액면이 내려가기 때문에, 노즐 안을 상승하는 도포액량이 적어진다. 도포 중에 생기는 노즐의 건조로 인해, 토출량이 변화한다. 또는, 도포 방향의 기판의 두께 변동, 또는 장치에 재치하였을 때의 휨 등이 있다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법은,

레지스트액을 도포 장치에 구비된 노즐의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 상기 레지스트액을 하방으로 향해진 기판의 피도포면에 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서,

상기 상대 이동의 개시부터 종료까지의 상기 레지스트액에 작용하는 모관력의 증감을 제어하고,

상기 제어에 의해, 막 두께 변동이 소정 범위 내인, 상기 레지스트막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 포토마스크 블랭크의 제조 방법은, 레지스트액을 도포 장치에 구비된 노즐의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 상기 레지스트액을 하방으로 향해진 기판의 피도포면에 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 미리 예비 기판의 피도포면에 상기 레지스트막을 형성하 는 예비 도포 공정에서, 상기 예비 기판의 상기 피도포면에 형성된 레지스트막의 막 두께를 측정하여, 도포 방향의 막 두께 변동을 파악하고, 상기 파악한 막 두께 변동에 기초하여, 상기 상대 이동의 개시부터 종료까지의 상기 레지스트액에 작용하는 모관력의 증감의 제어를 결정하고, 상기 결정된 제어에 의해, 상기 모관력의 증가 및/또는 감소를 행하면서 상기 레지스트막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 따르면, 미리 파악된 레지스트막의 막 두께 변동의 경향에 기초하여, 도포의 사이에 생기는 막 두께의 변동 요인을 캔슬하는 방향으로 모관력을 제어하고, 노즐로부터 피도포면의 단위 면적에 공급되는 레지스트액량을 일정하게 함으로써 레지스트막의 막 두께를 제어함으로써, 막 두께가 균일한 레지스트막을 형성할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 포토마스크 블랭크의 제조 방법에서, 상기 노즐의 하단은 상기 레지스트액이 저장되는 액조 내에 설치되어 있고, 상기 상대 이동의 개시부터 종료까지의 동안에, 상기 제어에 기초하여, 상기 액조 내의 상기 레지스트액을 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 모관력을 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 액조에 공급되는 레지스트액의 양을 제어함으로써, 액조 내의 레지스트액면 높이가 제어되고, 이것이 노즐에서 생기는 모관 현상에 영향을 준다. 이 모관력의 제어에 의해, 노즐로부터 피도포면의 단위 면적에 공급되는 레지스트액량을 일정하게 할 수 있다. 즉, 도포의 사이에 생기는 막 두께의 변동 요인을 캔슬하도록 하는 도포 제어를 행할 수 있다. 이와 같이 용이하게 막 두께가 균일한 레지스트막을 형성할 수 있다.

예를 들면, 도포 중에, 레지스트액을 액조에 도입함으로써, 액조의 액면을 상승시켜, 모관력을 증가시킬 수 있다. 또한, 도포 중에 레지스트액을 배출함으로써, 액면을 하강시켜 모관력을 감소시킬 수 있다. 이들을 적절하게 조합하여, 1회의 도포의 사이에서의 모관력의 제어를 행하는 것이 가능하다. 이 경우, 도포에 의해 소비되는 레지스트액을 동량(同量) 보충할 뿐만 아니라, 도포 중에 생기는 여러가지의 막 두께 변동 요인을 상쇄하기 위하여, 레지스트액의 액조에의 도입이나 액조로부터의 배출을 선택적으로 행하여, 액조 내의 액면 위치를 변동시키면서 도포할 수 있고, 이에 의해, 도포 중의 레지스트막의 막 두께를 적극적으로 관리하는 것이 가능하게 된다.

또한 본 발명은, 상기 포토마스크 블랭크의 제조 방법에서, 상기 예비 도포 공정에서, 상기 예비 기판의 피도포면에 도포된 상기 레지스트막의 막 두께를 도포 방향의 복수의 위치에서 측정하고, 상기 막 두께의 측정 결과에 기초하여 상기 모관력의 제어를 결정하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 형성된 레지스트막의 막 두께의 측정 결과에 기초하여 모관력의 제어를 결정함으로써, 형성되는 레지스트막의 막 두께를, 모관력에 작용하는 다양한 현상과, 도포 장치 고유의 요소를 전부 반영하여 제어할 수 있어, 확실하게 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있다. 결정된 제어는, 제어 프로그램으로서, 도포 공정에 반영된다. 그리고, 결과적으로, 예비 도포 공정에서의, 도포 방향의 막 두께 변화보다 막 두께 변화가 작은 레지스트막의 도포 조건이 얻어지는 것이다. 또한, 상기 결정된 제어에 기초하여 레지스트막의 형성을 행함으로써, 상기 예비 도포 공정에서 형성된 레지스트막 과 비교하여, 도포 방향의 막 두께 변화가 작은 레지스트막을 도포하는 것이 바람직하다.

본 발명의 포토마스크의 제조 방법은, 레지스트액을 도포 장치에 구비된 노즐의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 상기 레지스트액을, 차광막이 형성되고, 하방으로 향해진 기판의 피도포면에 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성함으로써 제조된 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크의 레지스트막에 패턴을 묘화하고, 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭 처리하는 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법으로서, 상기 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크는, 상기 제조 방법에 의해 제조된 것인 것을 특징으로 한다.

이 방법에 따르면, 레지스트막의 막 두께가 균일하게 제어되어 있음으로써, 포토마스크의 가공 공정에서 필요한 현상이나 에칭이 면 내에 걸쳐 균일하게 실시되어, 포토마스크에 형성되는 전사 패턴의 선폭 등을 정밀하게 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있는 포토마스크 블랭크의 제조 방법, 포토마스크의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명은, 하기의 장치를 이용하여 실시할 수 있다. 즉, 레지스트액을 노즐의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 상기 레지스트액과 하방으로 향해진 기판의 피도포면을 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성하는 도포 장치에 의해 실시할 수 있다. 구체적으로는, 미리 파악된 상기 레지스트막의 도포 방향의 막 두께 변동에 기초하여, 상기 기판에 대한 도포의 개시부터 종료까지의 동안에, 상기 모관 현상에 의해 상기 레지스트액에 작용하는 모관력을 증가시키고(증가시키거나) 감소시키면서 상기 레지스트막을 형성하는 제어 수단을 구비함으로써, 상기 막 두께 변동을 제어할 수 있다.

이 구성에 따르면, 미리 예비 도포를 행함으로써 파악된, 도포 방향의 막 두께 변동을 보다 작게 하도록, 노즐의 모관력을 제어함으로써, 균일한 레지스트막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 노즐의 하단은 상기 레지스트액이 저장되는 액조 내에 설치되고, 상기 제어 수단은, 상기 액조 내에 상기 레지스트액을 도입 또는 상기 액조 내로부터 배출하는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 레지스트액의 도입이나 배출에 의해 모관력을 제어하므로, 막 두께 변동의 요인에 상관없이, 그것을 캔슬하는 도포의 제어를, 간편하게 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도포 장치의 구성을 도시하는 측면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 도포 장치(1)는, 베이스 프레임(11)과, 이 베이스 프레임(11)에 설치된 도포 수단(2)과, 베이스 프레임(11) 위로 이동 가능하 게 지지되고 이동 수단(4)에 의해 수평 방향으로 이동 조작되는 이동 프레임(12)과, 이 이동 프레임(12)에 설치되고 기판(10)을 흡착하는 흡착 수단(3)과, 기판(10)을 착탈 가능하게 유지하는 유지 수단(5)을 구비하고 있다. 이들 도포 수단(2), 흡착 수단(3), 이동 수단(4) 및 유지 수단(5)은, 도시하지 않은 제어부에 의해 제어된다.

본 실시 형태에서, 기판(10)은, 투명 기판에 차광막(예를 들면, 금속 크롬 또는, 그의 산화물, 질화물, 탄화물 등의 층)이 형성된 포토마스크 블랭크(사이즈: 1220mm×1400mm)이다. 도포 장치(1)는, 상기 차광막을 갖는 투명 기판(10)의 표면(피도포면)에 레지스트제(레지스트액)를 도포하여 레지스트막을 형성하기 위한 장치이다. 이 레지스트막이 형성된 포토마스크 블랭크는, 그 후의 묘화 공정, 현상 공정에 의해 레지스트층(레지스트막)에 레지스트 패턴이 형성되고, 또한 그 레지스트 패턴을 이용한 에칭 공정 등을 거쳐 전사 패턴을 갖는 포토마스크로 되는 것이다.

도 2는, 이 도포 장치(1)에서의 도포 수단(2)의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 도포 수단(2)은, 액조(20)에 저장된 액체 형상의 레지스트제(레지스트액)(21)를 도포 노즐(22)의 모관 형상 간극(23)에서의 모관 현상에 의해 상승시키고, 하방으로 향해진 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포 노즐(22)의 상단부를 근접시키고, 도포 노즐(22)에 의해 상승된 레지스트제(레지스트액)(21)를 그 도포 노즐(22)의 상단부를 통하여 피도포면(10a)에 접액시키도록 구성되어 있다.

즉, 이 도포 수단(2)은, 액체 형상의 레지스트제(레지스트액)(21)를 저장하는 액조(20)를 갖고 있다. 이 액조(20)는, 기판(10)의 가로 방향의 한변의 길이에 상당하는 길이를 적어도 갖고 있다. 여기에서, 기판(10)의 가로 방향은, 후술하는 바와 같이 이동 프레임(12)에 의해 이동되는 방향(Y방향)에 직교하는 방향(X방향)(도 2 중에서 지면에 직교하는 방향)이다. 이 액조(20)는, 지지 플레이트(24)의 상단측에, 상하 방향(Z방향)으로 이동 가능하게 부착되어 지지되어 있다. 그리고, 이 액조(20)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 지지 플레이트(24)에 대하여, 상하 방향(Z방향)으로 이동 조작된다. 이 구동 기구는, 제어부에 의해 제어되어 동작한다.

또한, 지지 플레이트(24)는, 하단측에서, 서로 직교하여 배치된 리니어 웨이(25, 26)를 통하여, 베이스 프레임(11)의 바닥 프레임(72) 위에 지지되어 있다. 즉, 이 지지 플레이트(24)는, 바닥 프레임(72) 위에서, 직교하는 2방향에의 위치 조정이 가능하도록 되어 있다. 지지 플레이트(24)에는, 슬라이드 기구(27)를 통하여, 액조(20) 내에 수납된 도포 노즐(22)을 지지하는 지지 기둥(28)이 부착되어 있다.

또한, 액조(20)에는, 그 레지스트액(21)을 저장하는 조 내부에 연통되는 배관(31)을 통하여 레지스트액(21)을 액조에 공급, 또는 액조로부터 배출하는 펌프(32)가 부착되어 있다. 펌프(32)는, 레지스트액을 정량적으로 액조에 공급, 액조로부터 배출할 수 있는 것으로 하면 특별히 제약은 없다. 이 펌프(32)는, 모터 등의 구동 수단(33)에 의해 배관(31) 내의 레지스트액(21)을 가감압함으로써, 레지 스트액을 액조 내에 공급, 또는 액조 내로부터 배출하고, 이에 의해 액조(20)의 레지스트액(21)의 액면을 상하 이동시키도록 이루어져 있다. 이에 의해 도포 노즐(22)의 모관 형상 간극(23)에 유지되는 레지스트액(21)에 가해지는 모관력을 조정할 수 있도록 이루어져 있다. 이것은, 액조(20)의 액면 높이가, 노즐에 작용하는 모관력과 상관을 갖기 때문이다. 즉, 펌프(32)는, 레지스트액(21)의 모관력을 제어하는 수단으로서 이용되는 것이다. 예를 들면, 구동 수단(33)을 구동하여 배관(31)으로부터 액조(20)에 레지스트액(21)을 압입함으로써, 액조(20) 내에 레지스트액을 공급하고, 공급량에 따라서는 액면을 상승시킨다. 그 결과, 도포 노즐(22) 내의 레지스트액(21)의 상승(토출하기 쉬움)을 보다 용이하게 하고, 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포되는 레지스트막의 막 두께가 증가하는 방향(감소를 억지하는 방향)으로 할 수 있다. 이에 대하여, 구동 수단(33)을 구동하여 액조(20)의 레지스트액(21)을 배관(31)측에 인입함으로써, 액조(20)의 레지스트액을 일부 배출함으로써, 액면을 강하시킨다. 그 결과, 도포 노즐(22) 내의 레지스트액이 토출되기 어렵게 하는(상승하는 저항을 늘리는) 것에 의해 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포되는 레지스트막의 막 두께가 감소하는 방향(증가를 억지하는 방향)으로 할 수 있다. 또한, 구동 수단(33)은, 후술하는 제어부에 의해 구동 제어된다.

이 경우, 도포 중의 레지스트액의 소비에 의한 액면의 변화를 상쇄하기 위하여 필요한 레지스트액의 액조에의 도입만을 행하는 것보다, 이에 추가하여 도포 중의 이미 전술한 변동 요소를 상쇄하기 위한, 적극적인 레지스트액의 도입/배출을 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 도포 장치나 도포 환경에 기인하는 다양한 막 두께 변동 요인을, 비교적 간단하고 용이하게 상쇄하는 것이 가능하다. 또한, 막 두께 변동의 원인 요소를 차례대로 분리 해석할 필요없이, 균일한 막 두께의 레지스트막이 얻어지는 것이다.

도 3은, 이 도포 장치(1)에서의 도포 수단(2)의 주요부의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 지지 기둥(28)은, 액조(20)의 저면부에 형성된 투과 구멍(20b)을 통하여, 이 액조(20) 내에 상단측을 진입시키고 있다. 그리고, 이 지지 기둥(28)의 상단부에는, 도포 노즐(22)이 부착되어 있다. 이 도포 노즐(22)은, 지지 기둥(28)에 지지되어, 액조(20) 내에 수납되어 있다. 이 도포 노즐(22)은, 적어도 기판(10)의 가로 방향(X방향)의 길이에 상당하는 길이(도 3 중에서 지면에 직교하는 방향으로 되어 있음)를 갖고 구성되고, 이 길이 방향(X방향)을 따라, 슬릿 형상의 모관 형상 간극(23)을 갖고 있다. 이 도포 노즐(22)은, 이 모관 형상 간극(23)을 사이에 두고, 뾰족한 단면 형상을 갖고 구성되어 있다. 모관 형상 간극(23)의 상단부는, 도포 노즐(22)의 상단부에서, 이 도포 노즐(22)의 대략 전체 길이에 걸치는 슬릿 형상으로 개구되어 있다. 또한, 이 모관 형상 간극(23)은, 도포 노즐(22)의 하방측을 향해서도 개구되어 있다.

슬라이드 기구(27)(도 2)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 제어부의 제어에 따라서, 지지 기둥(28)을 지지 플레이트(24)에 대하여 상하 방향(Z방향)으로 이동시킨다. 즉, 액조(20)와 도포 노즐(22)은, 서로 독립적으로, 지지 플레이트(24)에 대하여 상하 방향(Z방향)으로 이동 가능하게 되어 있다.

액조(20)의 상면부에는, 도포 노즐(22)의 상단측을 이 액조(20)의 상방측으 로 돌출시키기 위한 투과 구멍부(20a)가 형성되어 있다. 또한, 액조(20)의 저면부의 투과 구멍(20b)의 주위부와 도포 노즐(22)의 저면부는, 주름 상자(29)로 연결되어 있고, 이 투과 구멍(20b)으로부터 레지스트제(레지스트액)(21)가 누설되는 것이 방지되어 있다.

도 1에서, 이동 프레임(12)은, 흡착 수단(3)을 통하여 기판(10)을 흡착 유지하고, 이 기판(10)을 도포 수단(2)에 대하여 수평 방향(Y방향)으로 이동시키는 기구이다. 이 이동 프레임(12)은, 대향하는 한쌍의 측판과, 이들 측판을 연결하는 상부판이 일체적으로 연결되어 구성되어 있고, 강성 부족에 의해 기판(10)과 도포 수단(2)의 위치 정밀도가 어긋나는 일이 없도록, 충분한 기계적 강도를 갖고 구성되어 있다.

이 이동 프레임(12)은, 베이스 프레임(11) 위에 설치된 리니어 웨이(41)를 통하여, 베이스 프레임(11)에 의해 지지되어 있고, 이 베이스 프레임(11) 위를 수평 방향(Y방향)으로 이동 가능하게 이루어져 있다. 또한, 이 이동 프레임(12)의 한쪽의 측판에는, 이동 부재(13)가 부착되어 있다. 이 이동 부재(13)에는, 너트부가 형성되어 있다. 이 이동 부재(13)의 너트부에는, 베이스 프레임(11)에 부착된 이동 수단(4)을 구성하는 볼 스크류(42)가 나합(螺合)한다.

그리고, 이 이동 프레임(12)의 상부판의 대략 중앙부에는, 도시하지 않은 복수의 흡착 구멍이 천설된 흡착판을 갖고, 기판(10)을 흡착하는 흡착 수단(3)이 부착되어 있다.

이동 수단(4)은, 이동 부재(13)의 너트부에 나합하는 볼 스크류(42)와, 볼 스크류(42)를 회전 조작하는 모터(43)로 구성되어 있다. 이 이동 수단(4)에서, 모터(43)는, 제어부에 의한 제어에 따라 구동되어, 볼 스크류(42)를 회전시킨다. 제어부에 의한 제어에 의해, 볼 스크류(42)가 소정의 방향으로 소정의 회전수만큼 회전됨으로써, 이동 부재(13)는, 소정의 방향으로 소정의 거리만큼 이동 프레임(12)을 수반하여 수평 방향(Y방향)으로 이동 조작된다.

또한, 흡착 수단(3)과 도포 수단(2)의 수직 방향(Z방향)의 위치(높이) 정밀도는, 리니어 웨이(41)와 흡착 수단(3) 사이의 거리(높이)의 오차, 리니어 웨이(41)와 도포 수단(2) 사이의 거리(높이)의 오차 및 리니어 웨이(41) 그 자체의 형상 오차에 의해 결정된다.

유지 수단(5)은, 이 도포 장치(1) 밖으로부터 반입되는 기판(10)을, 우선, 대략 수직으로 경사진 상태에서 유지하고(도 1에서 파선으로 나타냄), 다음으로 이 기판(10)을 수평 상태로 하여, 이 기판(10)을 이동 프레임(12)에 부착된 흡착 수단(3)에 주고 받기 위한 기구이다. 또한, 이 유지 수단(5)은, 도포 수단(2)에 의한 레지스트제(레지스트액)의 도포가 완료된 기판(10)을 흡착 수단(3)으로부터 수취하여 수평 상태로서 유지하고, 다음으로, 이 기판(10)을 대략 수직으로 경사진 상태로 하여, 이 기판(10)의 이 도포 장치(1) 밖으로의 반출을 가능하게 하기 위한 기구이다.

도 4는, 도포 장치(1)의 구성을 도시하는 정면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도포 장치(1)의 기판(10)의 반입측을 정면으로 한다. 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 이 유지 수단(5)은, 베이스 플레이트(69)와, 이 베이스 플레이 트(69) 위에서, 수평 상태와 대략 수직으로 경사진 상태에 걸쳐 회동 가능하게 지지된 회동 플레이트(65)를 갖고 구성되어 있다.

그리고, 이 유지 수단(5)은, 회동 플레이트(65) 위에, 리니어 웨이(64), 한쌍의 레일(63) 및 리니어 웨이(62)를 통하여, 각각이 유지 플레이트(61)에 고정된 4개의 유지 부재(55)를 구비하고 있다. 이들 유지 부재(55)는, 기판(10)의 네 구석의 주연부를 유지하는 것이다.

각 유지 부재(55)의 근방에는, 유지 부재(55)에 세트된 기판(10)이 유지 부재(55)로부터 벗어나지 않도록, 도시하지 않은 누름 수단이 설치되어 있다. 이 누름 수단은, 예를 들면, 상하 이동 및 수평 방향으로의 회동이 가능하게 이루어진 누름 플레이트에 의해 구성되어 있다. 이 누름 수단은, 유지 부재(55)에 세트된 기판(10)을 유지 부재(55) 측에 단단히 누르도록 되어 있다.

유지 플레이트(61)는, 리니어 웨이(62)를 통하여, 도 1 중 화살표 Y로 나타내는 베이스 프레임(11) 위의 리니어 웨이(41)에 평행한 방향에 배설된 한쌍의 레일(63) 위에 각 2개씩이 배설되어 있다. 도포 수단(2)에 가까운 측의 2개의 유지 플레이트(61)는, 볼 스크류와 모터를 갖는 도시하지 않은 구동 수단에 의해, 도 1 중 화살표 Y방향으로 이동 조작 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 기판(10)의 세로 치수가 서로 다른 경우에도, 이 구동 수단에 의해 2개의 유지 플레이트(61)를 Y방향으로 이동시켜, 각 유지 부재(55)를 기판(10)의 네 구석의 주연부에 대향시킬 수 있다.

또한, 한쌍의 레일(63)은, 도 1 중 화살표 X로 나타내는 베이스 프레임(11) 위의 리니어 웨이(41)에 직교하는 방향에 배설된 리니어 웨이(64)를 통하여, 각각의 양단부에서 회동 플레이트(65)에 부착되어 있다. 이들 레일(63)은, 볼 스크류와 모터를 갖는 도시하지 않은 구동 수단에 의해, 도 1 중 화살표 X방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 기판(10)의 가로 치수가 서로 다른 경우에도, 이 구동 수단에 의해 2개의 유지 플레이트(61)를 X방향으로 이동시켜, 각 유지 부재(55)를 기판(10)의 네 구석의 주연부에 대향시킬 수 있다.

회동 플레이트(65)는, 도포 수단(2)으로부터 먼 측의 단부가, 회동축(66)에 의해, 베이스 플레이트(69)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 이 회동 플레이트(65)는, 수평 상태로 되었을 때에는, 도포 수단(2)에 가까운 측의 단부를 베이스 플레이트(69) 위에 돌출 설치된 스토퍼(68)에 의해 지지받는다.

그리고, 이 회동 플레이트(65)는, 일단측을 베이스 플레이트(69)에 부착된 회동 실린더(67)에 의해, 회동축(66) 둘레로 회동 조작된다. 즉, 이 회동 실린더(67)는, 타단측이 회동 플레이트(65)에 연결되어 있고, 신축 가능하게 되어 있다.

또한, 베이스 플레이트(69)에는, 하면의 네 구석에, 가이드 막대(71)가 돌출 설치되어 있다. 이들 가이드 막대(71)는, 베이스 프레임(11)에 고정된 유지 수단 프레임(70)에 관통되어 있다. 베이스 플레이트(69)는, 이들 가이드 막대(71)가 유지 수단 프레임(70)에 가이드됨으로써, 수평 상태를 유지한 채, 유지 수단 프레임(70)에 대하여 승강 이동할 수 있다. 그리고, 베이스 플레이트(69)는, 베이스 프레임(11)의 바닥 프레임(72) 위에 설치된 에어 실린더 등의 승강 수단(73)에 의 해, 수직 방향(Z방향)으로 승강 이동 가능하게 되어 있다.

도 5는, 도포 장치(1) 및 이 도포 장치(1)를 제어하기 위한 제어부(91)를 포함하는 본 실시 형태에 따른 도포 시스템을 도시하는 블록도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(91)는, 도포 장치(1)의 도포 수단(2)(도 1), 흡착 수단(3)(도 1), 이동 수단(4)(도 1), 유지 수단(5)(도 1)의 각 구동원을 제어함과 함께, 펌프(32)(도 2)의 구동 수단(33)을 제어한다.

또한, 이 기억부(92)에는, 예비 도포 공정에서 미리 파악된 레지스트막의 도포 방향의 막 두께 변동을 캔슬하도록 결정된, 모관력의 제어 프로그램이 저장되어 있다. 상기 제어 프로그램에 의해 제어부(91)는, 펌프(32)를 제어할 수 있다.

또한, 다른 양태로서, 제어부(91)에는, 광학식 등의 막 두께 센서를 접속하고, 도포 장치(1)에 의해 레지스트막이 도포되어 이루어지는 포토마스크 블랭크의 레지스트막의 막 두께를 측정하도록 하여도 된다. 이 측정 결과는, 제어부(91)에 공급된 후, 기판(10)의 측정 포인트를 나타내는 정보와 함께 기억부(92)에 기억되며, 예를 들면, 상기 예비 도포 공정에 이어지는 도포 공정에서의 모관력의 제어에 반영된다.

예를 들면, 도 6은, 예비 도포 공정에서, 기판(10)의 피도포면(10a)에 형성된 레지스트막의 막 두께를 측정하기 위한 측정 포인트의 예를 나타내는 평면도이다. 도 6에서, 기판(10)은 그 연부(10c) 부근을 도포 개시 위치로 하고, 이 도포 개시점에 도포 노즐(22)(도 2)을 대향시키고, 도포액(레지스트액)이 피도포면(10a)에 접촉된 상태에서 기판(10)을 화살표 방향(Y방향)으로 수평 이동시킴으로써, 피 도포면(10a)에 레지스트액을 도포하여 기판(10) 위에 레지스트막을 형성하도록 되어 있다. 물론, 기판(10)을 고정하고, 도포 노즐(22)을 수평 이동시켜도 된다.

그리고, 본 실시 형태의 경우, 형성된 레지스트막의 막 두께의 측정 포인트(A1, A2, ……, An, B1, B2, ……, Bn, C1, C2, ……, Cn, D1, D2, ……Dn)로서, 도포 방향(도포시에서의 기판(10)의 수평 이동 방향)으로 복수 개소를, 연부(10c) 방향(X방향)에 복수열로 설정하도록 되어 있다. 이에 의해, 레지스트액(21)의 도포 방향(Y방향)에 따른 레지스트막의 막 두께의 변화를 상세하게 검출하는 것이 가능하게 된다. 이와 관련하여, 측정 포인트의 설정은, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 연부(10c)를 따라 측정 포인트를 늘리는 등, 여러가지의 측정 포인트의 설정을 적용할 수 있다.

그리고, 제어부(91)는, 이러한 측정 포인트에서 측정된 막 두께 측정값을, 측정 포인트를 나타내는 정보와 함께 막 두께 데이터로서 입력받거나, 또는 다른 매체로부터 취득한다. 상기한 바와 같이 본 발명의 도포 장치가 막 두께 측정 기능을 갖는 양태에서는, 막 두께 센서(도시하지 않음)로부터 취득하여도 된다. 그리고, 이 정보를 기억부(92)에 기억시킨다. 이에 의해, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 각 측정 포인트(A1, A2, ……, An, B1, B2, ……, Bn, C1, C2, ……, Cn, D1, D2, ……Dn)에 대응한 막 두께 데이터(d11, d12, ……, d1n, d21, d22, ……, d2n, d31, d32, ……, d3n, d41, d42, ……, d4n)가 기억부(92)에 기억된다. 즉, 기억부(92)에는, 전회 도포가 행해진 기판(10)의 레지스트막의 막 두께 데이터가 기억되게 된다.

제어부(91)는, 기억부(92)에 기억된 전회 도포분의 막 두께 데이터에 기초하여, 그 다음으로 도포가 행해지는 기판(10)에 대한 막 두께 제어를 행한다. 즉, 도포 장치(1)에서는, 동일한 조건으로 도포를 행한 경우에는, 순차적으로 반입, 도포 및 반출이 되는 기판(10)에 대하여, 각각 거의 동일한 막 두께 분포의 레지스트막이 형성된다. 이에 의해, 제어부(91)에서는, 제1 기판에 대한 막 두께 측정의 결과에 기초하여, 제1 기판에 계속해서 반입되는 제2 기판에 대한 막 두께 제어를 행하도록 이루어져 있다.

구체적으로는, 도 8은, 유지 수단(5)(도 1)에 유지되어 수평 이동하는 기판(10) 및 도포 노즐(22)의 선단부를 나타내는 상면도를 도시한다. 제어부(91)는, 기판(10) 위의 도포 개시 위치가 도포 노즐(22)의 상방에 대향하는 위치에 기판(10)을 반입한 후, 이 상태에서 도포 노즐(22)을 상승시킴으로써 그 도포 노즐(22)의 레지스트액(21)을 기판(10)의 도포 개시점에 접액시킨다. 접액 후, 제어부(91)는, 도포 노즐(22)을 하강시키고, 도포 노즐과 피도포면의 간격을, 도포에 적절한 도포 갭으로 조정한다. 그리고, 또한 제어부(91)는, 이 상태에서 기판(10)을 수평 이동시킴으로써, 기판(10)의 피도포면(10a)에 레지스트액(21)을 도포하여 레지스트막을 형성한다. 이와 관련하여, 도 8에서, 길이 L은, 기판(10)의 도포 방향(도포시의 수평 이동 방향)의 길이를 나타낸다.

이와 같이 하여 레지스트막이 형성된 기판(10)에 대하여, 건조 후의 막 두께 측정을 행한 결과가 제어부(91)에 공급되어, 기억부(92)에 기억된다. 도 9는, 그 측정 결과를 나타내는 개략선도이며, 도포 개시 위치로부터 기판(10)의 도포 방 향(Y방향)을 따라 레지스트막의 막 두께가 목표보다 두꺼운 영역(AR1), 얇은 영역(AR2) 및 두꺼운 영역(AR3)이 순차적으로 형성된 상태를 나타내고 있다.

도 10은, 도 9에 나타내는 막 두께의 분포를 나타내는 그래프로서, 기판(10)의 도포 방향의 길이 L의 영역 내의, 막 두께가 두꺼운 영역 AR1, 얇은 영역 AR2 및 두꺼운 영역 AR3의 분포 상태와, 각각의 영역의 두께가 나타내어져 있다. 또한, 도 10에서, 막 두께를 나타내는 그래프의 종축의 숫자 「0」은, 목표의 막 두께를 의미하는 것이다. 도 10에 나타내어지는 예에서는, 영역 AR1 및 영역 AR3에서 막 두께가 목표의 막 두께보다도 두껍고, 또한, 영역 AR1보다도 영역 AR3의 쪽이 막 두께가 두꺼운 것을 알 수 있다. 또한, 영역 AR2에서 막 두께가 목표의 막 두께보다도 얇은 것을 알 수 있다.

기억부(92)에 기억된 이러한 막 두께의 분포 상태를 반영한 막 두께 데이터에 기초하여, 제어부(91)는, 다음으로 반입되는 기판(10)에 대한 도포 처리의 막 두께 제어를 결정한다. 그리고, 결정된 제어 프로그램에 기초하여, 제어부(91)는, 도포 장치의 제어를 행한다. 즉, 제어부(91)는, 도 10에 나타낸 막 두께 측정의 결과에 기초하여, 다음으로 도포되는 기판(10)에 대한 도포 처리에서는, 막 두께 변화를 상쇄하도록, 도포 조건의 변경을 행한다.

도 11은, 상기 막 두께 데이터를 근거로 하여 행하는 제어의 일례이다. 즉, 도 11은, 기판(10)의 도포 방향(수평 이동 방향)에서의 위치(영역 L 위의 위치)와, 그 영역 L의 각 위치에서의 펌프(32)(도 2)로부터 공급되는 레지스트액의 양(㎕/분)과의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 도 11에서, 종축의 레지스트량이 플러 스(+)인 영역은, 펌프(32)를 가압 구동함으로써, 펌프(32)로부터 액조(20)에 대하여 레지스트액(21)을 공급하는 제어가 행해져, 액조의 액면이 상승한 것을 나타내고 있다. 이에 대하여 도 11에서 종축의 레지스트액량이 마이너스(-)인 영역은, 펌프(32)를 감압 구동함으로써, 액조(20)로부터 펌프(32)에 레지스트액(21)이 되돌려져 액면이 하강하는 제어가 행해지는 것을 나타내고 있다. 이에 의해, 종축의 레지스트액량이 플러스인 영역에서는, 액조(20)의 레지스트액(21)의 액면이 상승하여 도포 노즐(22)에서의 레지스트액(21)의 모관력이 커짐으로써, 도포 노즐(22)의 모관 형상 간극(23)에 유지되어 노즐 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 공급량이 많아지도록 작용시킬 수 있다. 이에 대하여, 종축의 레지스트액량이 마이너스인 영역에서는, 액조(20)의 레지스트액(21)의 액면이 하강하여 도포 노즐(22)에서의 레지스트액(21)의 모관력이 작아짐으로써, 도포 노즐(22)의 모관 형상 간극(23)에 유지되어 노즐 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 공급량이 적어지도록 작용시킬 수 있다. 또한, 펌프(32)에 의한 액조(20)에의 레지스트액(21)의 공급량이란, 펌프(32)를 가압 제어하여 레지스트액(21)을 액조에 보내주는 경우, 및 펌프(32)를 감압 제어하여 레지스트액(21)을 액조(20)로부터 인입하는 경우(이 경우에는 공급량이 마이너스로 됨)의 어느 것도 의미하는 개념이다.

즉, 레지스트막의 막 두께가 얇아지는 영역에서는, 도포 노즐(22)의 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 양을 보다 증가시키도록(액면 높이를 높게 하는 방향) 작용시킴으로써, 목표로 하는 막 두께를 갖는 레지스트막을 얻을 수 있다. 또한, 레지스트막의 막 두께가 두꺼워지는 영역에서는, 도포 노즐(22)의 선단부로 부터 공급되는 레지스트액(21)의 양이 적게(액면 높이가 낮게) 되도록 작용시킴으로써, 목표로 하는 막 두께를 갖는 레지스트막을 얻을 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 기계 정밀도나 기판(10)의 두께 변동 등, 여러가지의 요인에 의해, 막 두께 제어를 행하지 않고 레지스트액(21)을 도포하면 기판(10)의 위치에 따라서 막 두께에 차이가 생기는 경우에, 본 실시 형태에 따른 막 두께 측정의 결과에 기초하는 막 두께 제어를 실행함으로써, 도포 방향(Y방향)에 대하여 기판(10) 위에 막 두께가 균일한 레지스트막을 형성할 수 있다.

도 11에 나타내는 예에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 영역 AR1에 대해서는, 구동 수단(33)에 의해 펌프(32)를 감압 구동함으로써 도포 노즐(22)의 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 양을 적게(액면 높이를 낮게) 하고, 영역 AR2에 대해서는, 펌프(32)를 가압 구동함으로써 도포 노즐(22)의 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 양을 많게(액면 높이를 높게) 한다. 또한, 영역 AR3에 대해서는, 펌프(32)를 감압 구동함으로써 도포 노즐(22)의 선단부로부터 공급되는 레지스트액(21)의 양을 적게(액면 높이를 낮게) 한다. 또한, 막 두께 제어에 의해 펌프(32)로부터 액조(20)에 공급되는(또는 인입되는) 레지스트액량(즉 모관력의 크기)은, 도 10에 나타낸 막 두께의 측정 결과에 기초하여, 각 영역 AR1, AR2 및 AR3에 따라서 제어된다. 이에 의해, 기판(10)에 형성되는 레지스트막의 막 두께를 목표의 막 두께로 하도록 하는 제어를 행할 수 있다. 이와 관련하여, 기판(10)의 위치는, 예를 들면 기판(10)의 연부(10c)로부터의 거리나 이동 프레임(12)(도 2)의 위치에 의해 특정되고, 도포 장치(1)에서는, 모터(43)에 부수되는 인코더 또는 광 학식의 위치 센서 등(도시하지 않음)을 이용하여 위치를 특정할 수 있도록 이루어져 있다. 그리고, 기판(10)에 대한 도포 처리에서는, 이 막 두께 제어에 필요한 기판(10)의 위치를 기판(10)의 이송량이나 위치 센서(도시하지 않음)로부터의 출력에 기초하여 산출하고, 그 결과에 기초하여, 막 두께 제어에 필요한 영역(AR1, AR2, AR3)의 경계를 검출하도록 되어 있다.

이와 같이 하여, 막 두께 제어를 행하지 않는 경우에는 기판(10)의 위치에 따라서 레지스트막의 막 두께에 차이가 생기는 경우에도, 전술한 막 두께 제어를 행함으로써, 막 두께의 차이가 없는 목표로 하는 두께의 균일한 레지스트막을 기판(10) 위에 형성할 수 있다.

물론, 도 11은 제어의 일례를 모식적으로 설명하는 것으로서, 실제의 제어를 그대로 표현하는 것은 아니다. 실제로는, 도포액 소비분을 보충할 만큼의 레지스트액을 도입하면서 예비 도포를 행하고, 도포 방향의 막 두께 변동이 나온 분은, 다시 추가의 액 도입/배출을 하여 조정할 수 있다. 막 두께 변동을 발생시키는 다양한 요인을 종합적으로 캔슬하기 위하여, 레지스트액의 도입/배출 제어를 행하는 것이 가능하다.

다음으로, 도포 장치(1)를 이용한 도포 공정을 설명한다. 도 13은, 본 실시 형태에 따른 포토마스크 블랭크의 제조 공정을 나타내는 플로우차트이다. 도 13에 도시한 바와 같이 도포 장치(1)에서는, 기판(10)을 반입하여 유지 수단(5)에 세트하고(스텝 ST11), 유지 수단(5)에 의해 기판(10)을 수평으로 유지하면서 이것을 수평 이동시켜 도포 수단(2)의 상부의 도포 위치까지 이동시킨다(스텝 ST12). 이 스 텝에서, 도포 장치(1)에서는, 도포 노즐(22)의 상부에 기판(10)의 도포 개시 위치가 위치 결정된다. 그리고, 이 상태에서 도포 노즐(22)이 상승된다(스텝 ST13). 도포 노즐(22)이 상승하면, 기판(10)의 피도포면(10a)의 도포 개시 위치에 레지스트액(21)이 접액한다(스텝 ST14). 기판(10)의 도포 개시 위치의 전체에 레지스트액(21)이 접액하면, 일단 도포 노즐(22)을 소정량 하강시켜, 도포 노즐(22)의 선단과, 피도포면(10a)의 사이에, 적절한 도포 갭을 형성한다(스텝 ST15). 이것은, 얻고자 하는 레지스트막 두께를 얻기 위하여, 레지스트액의 점성이나 도포 속도 등과의 상관에 의해, 미리 결정된다. 그 후, 기판(10)을 수평 이동시켜(즉, 기판(10)과 도포 노즐(22)을 상대 이동시켜), 레지스트액(21)을 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포한다(스텝 ST16). 이에 의해, 기판(10)에는 레지스트액(21)이 도포된다. 또한, 이 스텝 ST16에서, 예비 도포 공정(예비 도포 처리)에서는 막 두께 제어를 행하지 않는 것으로 할 수 있다. 그 후, 도포된 레지스트액(21)을 건조시켜, 반출한다(스텝 ST17). 이와 같이 하여, 이들 처리 공정에 의해, 포토마스크 블랭크가 제조된다.

또한, 도 14는, 도 13의 제조 공정에서 도포 처리(스텝 ST16)된 기판(10)의 레지스트막의 막 두께를 측정하고, 그 측정 결과를 다음으로 반입되는 기판(10)에 대한 막 두께 제어에 반영시키기 위한 처리 수순을 나타내는 플로우차트이다.

도 14에서, 도포 처리(스텝 ST21)가 완료되면, 도포 처리 후(바람직하게는 건조 후)의 기판(10)의 레지스트막의 막 두께가 측정되고, 제어부(91)(도 5)는, 이 측정 결과(도 7)를 취득하여 기억부(92)(도 5)에 기억한다(스텝 ST22). 그리고, 제어부(91)는, 이 기억된 측정 결과에 기초하여, 다음으로 반입되는 도포 대상인 기판(10)에 대한 도포 처리에서의 모관력 제어 내용(도포 노즐(22)에서의 모관력의 제어 프로그램)을 결정한다(스텝 ST23). 이 막 두께 제어 내용은, 구체적으로는, 도 11에 대하여 전술한 바와 같이, 펌프(32)에 의해 배관(31)을 통하여 액조(20)에 공급되는(되돌려지는) 레지스트액(21)의 정량적인 제어 내용이다.

이와 같이 하여 제어 내용이 결정되면, 제어부(91)는, 다음으로 반입되는 기판(10)에 대한 도포를, 스텝 ST23에서 결정된 제어 내용으로 모관력 제어를 행하면서 실행한다(스텝 ST24). 그리고, 상기 기판(10)에 대한 도포가 종료되면, 다음으로 반입되는 기판(10)이 있는지의 여부에 의해, 도포 처리를 종료할지의 여부를 판단하고, 종료하는 경우에는, 해당 처리 수순을 종료한다(스텝 ST25). 필요에 따라서는, 스텝 ST26으로 옮겨, 전술한 스텝 ST24에서 도포 처리된 기판(10)의 레지스트막의 막 두께의 측정 결과를 기억부(92)에 기억(갱신)하고, 해당 처리 수순을 종료하여도 된다. 이에 대하여, 종료하지 않는 경우에는, 스텝 ST25로부터 전술한 스텝 ST24로 되돌아가, 도포를 더 행한다.

필요에 따라서는, 스텝 ST22로 되돌아가, 스텝 ST24에서 도포 처리된 기판(10)의 레지스트막의 막 두께의 측정 결과를 기억부(92)에 기억(갱신)한 후, 스텝 ST23, 스텝 ST24의 처리를 반복함으로써, 다음으로 반입되는 기판(10)에 대한 도포 처리를, 전회의 도포 결과에 기초하는 모관력 제어를 행하면서 더 실행하여도 된다.

이와 같이 하여, 도포 처리, 막 두께 측정, 모관력 제어 내용 결정, 도포 처 리를 최적화함으로써, 기판(10)에 대한 도포 결과인 레지스트막의 막 두께 측정 결과를, 다음 기판(10)에 대한 도포 처리에 반영시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 도 13 및 도 14에 나타낸 처리 수순에 의해 포토마스크 블랭크가 제조된다.

또한, 도 15는, 도 13 및 도 14의 공정에 의해 완성된 포토마스크 블랭크를 이용하여 포토마스크를 제조하는 공정을 나타내는 플로우차트이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 포토마스크의 제조 공정에서는, 우선, 포토마스크 블랭크의 표면에 형성된 레지스트막에 대하여 묘화 처리를 행한다(스텝 ST31). 계속해서 그 레지스트막의 현상 처리(스텝 ST32), 이어서 그 레지스트막을 마스크로 한 차광막의 에칭 처리를 실행한다(스텝 ST33). 이에 의해, 차광막에 소정의 패턴이 형성된다. 그리고, 마지막으로 레지스트막을 박리함으로써(스텝 ST34), 포토마스크가 완성된다.

또한, 상기는, 투명 기판 위에 차광막에 의한 차광 패턴이 형성된, 소위 바이너리 마스크에 대한 공정이지만, 용도에 따라서, 차광막을 적층으로 하거나, 혹은 차광막과 반투광막, 혹은 다른 기능성 막을 이용한, 적층 구성의 포토마스크에 본 발명을 적용하는 것도 물론 가능하다. 그 경우에는, 포토리소그래피 공정이 2회 이상으로 되고, 이들 각각의 공정에서, 본 발명의 레지스트액 도포 방법을 적용하는 것이 가능하여, 이에 의해 더욱 양호한 효과가 얻어진다.

이상 설명한 레지스트액(21)의 도포 방법에서는, 도포 처리의 결과인 레지스트막의 막 두께의 측정 결과를 다음 기판(10)에 대한 도포 처리에 반영시킴으로써, 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 펌프(32)에 의해 레지스트막의 막 두께를 제 어함으로써, 도포 처리에서의 기판(10)의 수평 이동 속도를 제어하여 막 두께를 제어하는 경우에 비하여, 제어 대상이 기판의 반송 기구와 같은 대형의 구성 부품이 아니기 때문에, 용이한 제어가 가능하게 된다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 예를 들면, 도 16에 도시한 바와 같이, 펌프(32)로부터 액조(20)에 공급되는 레지스트액의 양을 연속적으로 변화시키도록 하여, 액조 내의 레지스트액면 높이를 조정하여도 된다. 이와 같이 하면, 기판(10)에 도포된 레지스트막의 막 두께가 연속적으로 변화하는 경우에 대해서도 대응할 수 있어, 도포 방향에 균일한 막 두께의 레지스트막을 형성할 수 있다.

또한 전술한 실시 형태에서는, 도포 처리가 종료된 기판(10)의 레지스트막의 막 두께를 측정하고, 그 측정 결과를, 다음으로 도포 장치(1)에 반입되는 기판(10)에 대한 도포 처리의 모관력 제어에 반영시키는 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 도 2와의 대응 부분에 동일 부호를 붙여 나타내는 도 17에 도시한 바와 같이, 액조(20)의 일부(액조(20)에 한하지 않고, 도포 수단(2)과 고정 관계에 있으면 됨)에 막 두께 센서(93)를 고정하고, 도포 노즐(22)에 의해 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포된 레지스트막의 막 두께를, 해당 도포 처리 중에 측정하면서, 그 측정 결과를 그 도포 처리 중에 리얼타임으로 도포 처리에 피드백하도록 하여도 된다. 이 경우, 제어부(91)(도 5)는, 막 두께 센서(93)의 측정 결과에 기초하여, 펌프(32)로부터 액조(20)에 공급되는(되돌려지는) 레지스트액(21)의 양(모관력)을 리얼타임에서 제어함으로써, 형성된 레지스트막이 목표값보다도 얇아진 경 우에는, 그 분만큼 레지스트액량을 늘리고(모관력을 크게 하고), 이에 대하여, 목표값보다도 두꺼워진 경우에는, 그 분만큼 레지스트액량을 적게 한다(모관력을 작게 함). 이에 의해, 도포가 완료된 기판(10)의 피도포면(10a)에 형성된 레지스트막의 막 두께 측정 결과를 다음 기판(10)에 대한 도포 처리에 반영시키는 경우에 비하여, 현재 도포 처리 중인 기판(10)의 피도포면(10a)에 형성된 레지스트막의 막 두께 측정 결과를 직접 그 기판(10)의 도포 처리에 반영시킬 수 있다. 이와 같이, 도포 대상인 기판(10)의 도포 결과(레지스트막의 막 두께 측정 결과)를 그 기판(10)에 반영시킬 수 있으므로, 기판간에서의 오차에 의한 막 두께의 변화의 발생을 방지할 수 있다.

또한 전술한 실시 형태에서는, 펌프(32)를 이용하여 모관력을 제어하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니며, 액조(20) 내의 레지스트액(21)의 액면의 높이를 제어함으로써, 모관력을 제어하는 방법이면, 여러가지의 방법을 적용할 수 있다.

또한, 상기의 실시 형태에서는, 피도포면의 단위 면적당 노즐로부터 피도포면에 공급되는 레지스트액량을 일정하게 함으로써, 레지스트막 두께를 일정하게 할 수 있다. 이것은, 피도포면과 노즐의 상대 이동을 일정 속도로 행하는 것을 전제로 하면, 단위 시간 내에 노즐로부터 피도포면에 공급되는 레지스트액량을 일정하게 하는 것을 의미한다. 그러나, 피도포면과 노즐의 상대 이동은 반드시 일정 속도에 의해 행할 필요는 없다. 예를 들면, 상대 이동을 일정 속도로 행할 수 없는 경우에는, 속도에 따라서, 레지스트막의 막 두께는 변화한다. 상대 이동 속도가 커지면, 레지스트막의 막 두께는 증가하고, 작아지면 레지스트막의 막 두께는 감소한다. 이러한 때에, 레지스트막의 막 두께를 일정하게 도포할 목적으로 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 상대 이동 속도의 변화에 의한 막 두께 변화를 캔슬하도록, 액조 내의 레지스트 잔량을 조정하고, 이에 의해, 액면 높이를 임의로 조정할 수 있다. 액면 높이가 변화함으로써, 모관력은 제어되고, 도포 방향의 막 두께 변동이 억지된 레지스트막을 형성할 수 있다. 물론, 도포 속도를 의도적으로 변화시키고자 하는 경우 등에도, 본 발명은 적용할 수 있다. 상기와 마찬가지로, 원하는 도포 속도 프로파일에 따라서 생기는 도포 방향의 막 두께 변동 요인을 캔슬하도록, 모관력을 제어하면 된다.

또한, 모관력을 제어하는 구체적 수단으로서, 상기 양태에서는 액조 내의 레지스트액면 높이의 조정을 예로 들었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 모관력에 정량적으로 작용하는 다른 조정 방법(예를 들면, 노즐 단면적, 도포 갭 등)을 이용하여도 되지만, 액면 높이를 조정하는 것이 가장 재현성이 높고, 안정된 조정을 하기 쉽다.

또한 전술한 실시 형태에서는, 사이즈가 1220mm×1400mm인 포토마스크 블랭크를 제조하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명에서는 이것에 한정되는 것이 아니며, 여러가지의 크기의 포토마스크 블랭크를 제조하는 경우에 적용할 수 있다. 특히 한변이 1000mm 이상인 대형 마스크용 블랭크에서 본 발명의 효과가 현저하다. 이것은, 1000mm를 초과하는 길이의 노즐과, 마찬가지의 피도포면과의 갭 조정은 용이하지 않아, 어떠한 변동 요인이 생기기 쉽지만, 이러한 요인을, 상쇄하여 막 두 께가 균일한 레지스트막을 얻을 수 있기 때문이다. 이러한 대형 마스크용의 블랭크에서도, 예를 들면, 건조 후의 도포 방향의 막 두께 변동이 3% 이하, 더 나아가, 2% 이하로까지 억제하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명에 따른 제조 방법에 대하여 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하였지만, 본 발명에서는 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지의 변경 실시가 가능한 것은 물론이다.

본 발명은, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이(FPD)를 제조하기 위한 포토마스크 블랭크 및 포토마스크를 제조하는 경우에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 도포 장치를 도시하는 측면도.

도 2는 도 1의 도포 장치의 도포 수단의 구성을 도시하는 단면도.

도 3은 도 2의 도포 수단의 도포 노즐의 구성을 도시하는 확대 단면도.

도 4는 도 1의 도포 장치의 구성을 도시하는 정면도.

도 5는 도 1의 도포 장치를 포함하는 시스템을 도시하는 블록도.

도 6은 기판의 측정 포인트를 나타내는 평면도.

도 7은 기억부에 기억되는 측정 포인트 및 막 두께의 데이터예를 나타내는 도면.

도 8은 기판의 도포 공정의 설명에 이용하는 상면도.

도 9는 기판에 형성된 레지스트막의 두께의 분포 상태를 나타내는 평면도.

도 10은 기판에 형성된 레지스트막의 두께의 분포를 나타내는 그래프.

도 11은 기판의 각 영역에 대한 도포 처리시의 레지스트량의 제어 방법을 나타내는 그래프.

도 12는 기판의 각 영역에 대한 도포 처리시의 레지스트량의 제어 방법을 나타내는 평면도.

도 13은 포토마스크 블랭크의 제조 공정을 나타내는 플로우차트.

도 14는 본 발명에 따른 모관력의 제어 방법을 포함하는 도포 처리를 나타내는 플로우차트.

도 15는 포토마스크를 제조하는 공정을 나타내는 플로우차트.

도 16은 다른 실시 형태에 따른 레지스트량의 제어 방법을 나타내는 그래프.

도 17은 다른 실시 형태에 따른 도포 수단의 구성을 도시하는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 도포 수단

10: 기판

10a: 피도포면

20: 액조

21: 레지스트제(레지스트액)

22: 도포 노즐

23: 모관 형상 간극

Claims (11)

1. 레지스트액이 저장되는 액조와, 상기 레지스트액을 모관 현상에 의해 상승시키는 노즐을 구비한 도포 장치를 사용하여,

   상기 노즐에 의해 상승시킨 상기 레지스트액을 하방으로 향해진 기판의 피도포면에 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서,

   상기 상대 이동에 따른 상기 레지스트액의 도포의 개시부터 종료까지의 동안에, 미리 파악된 레지스트막의 막 두께 변동을 상쇄하도록 결정된 제어 프로그램에 의해, 상기 레지스트액의 액조에의 도입 및 상기 레지스트액의 액조로부터의 배출을 조합하여 행하고, 상기 레지스트액에 작용하는 모관력의 증감을 제어하여, 상기 레지스트막을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 레지스트액의 액조에의 도입 및 상기 레지스트액의 액조로부터의 배출을, 펌프를 사용하여 정량적으로 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 레지스트액의 액조에의 도입 및 상기 레지스트액의 액조로부터의 배출은, 상기 도포중인 레지스트액의 소비를 상쇄하기 위하여 필요한 레지스트액의 액조에의 도입에 추가하여 행하지는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 도포 장치는 제어부와 기억부를 구비하고,

   상기 기억부는 상기 제어 프로그램을 저장하고,

   상기 제어 프로그램에 의해, 상기 제어부가 상기 펌프의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 모관력의 제어는, 상기 도포 장치나 도포 환경에 기인하는 막 두께의 변동요인을 상쇄하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 도포 장치에 기인하는 막 두께의 변동요인은, 상기 기판의 흡착부의 평면도 또는 수평도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
7. 제1항에 있어서,

   예비 기판의 피도포면에 상기 도포 장치를 사용하여 레지스트막을 형성하는 예비 도포 공정에 의해 형성된, 상기 레지스트막의 막 두께를 측정함으로써, 상기 막 두께의 도포방향의 막 두께 변동을 파악하고, 상기 파악한 막 두께 변동을 상쇄하도록, 상기 상대 이동에 따른 상기 레지스트액의 도포의 개시부터 종료까지의 동안에 상기 레지스트액에 작용하는 모관력의 증감의 제어를 결정하고,

   상기 결정된 제어에 의해, 상기 모관력의 증감를 행하면서 상기 레지스트막을 형성하고,

   상기 모관력의 증감은, 상기 도포의 동안에 상기 레지스트액의 액조에의 도입 및 상기 레지스트액의 액조로부터의 배출을 조합하여 행하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 예비 도포 공정에서, 상기 예비 기판의 피도포면에 도포된 상기 레지스트막의 막 두께를 도포 방향의 복수의 위치에서 측정하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 결정된 제어에 기초하여 레지스트막의 형성을 행함으로써, 상기 예비 도포 공정에 의해, 도포 방향의 막 두께 변화가 작은 레지스트막을 도포하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
10. 삭제
11. 레지스트액을 도포 장치에 구비된 노즐의 모관 현상에 의해 상승시키고, 상승시킨 상기 레지스트액을, 차광막이 형성되고, 하방으로 향해진 기판의 피도포면에 접액시키고, 상기 노즐과 상기 기판을 상대적으로 이동시켜 상기 피도포면에 레지스트막을 형성함으로써 제조된 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과, 상기 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크의 레지스트막에 패턴을 묘화하고, 현상함으로써 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막을 에칭 처리하는 공정을 포함하는 포토마스크의 제조 방법으로서, 상기 레지스트막을 갖는 포토마스크 블랭크는, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 것인 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.

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