KR102391389B1 - Eco-freindly photomask having excellent cleaning easiness and abrasion resistance and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR102391389B1
KR102391389B1 KR1020210123502A KR20210123502A KR102391389B1 KR 102391389 B1 KR102391389 B1 KR 102391389B1 KR 1020210123502 A KR1020210123502 A KR 1020210123502A KR 20210123502 A KR20210123502 A KR 20210123502A KR 102391389 B1 KR102391389 B1 KR 102391389B1
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antifouling coating
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박중철
송형찬
인장식
권아현
박채리
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Abstract

The present invention relates to a photomask and a manufacturing method thereof and, more specifically, to an eco-friendly photomask and a manufacturing technology thereof. In a photomask used in a contact or proximity photolithography process, unlike a conventional photomask, by forming a SiO_2 nano thin film layer and an antifouling coating film, the durability of the antifouling coating film on a Cr surface is improved to extend the lifespan of the antifouling coating photomask, or the adsorption of foreign substances adsorbed during storage and photoresist residues is prevented, and the adsorbed foreign substances can be easily removed using a general clean room wiper rather than cleaning using conventional chemicals. At this time, by using a highly permeable antifouling functional material, the cleaning ease is excellent, thereby improving the photolithography yield and improving the coating stability of the antifouling coating film.

Description

세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크 및 이의 제조방법{ECO-FREINDLY PHOTOMASK HAVING EXCELLENT CLEANING EASINESS AND ABRASION RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Eco-friendly photomask with excellent cleaning ease and abrasion resistance and manufacturing method thereof

본 발명은 세정 용이성뿐만 아니라, 기판과 방오코팅층간의 밀착력을 향상을 통한 내구성을 향상시킨 포토마스크를 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접촉 및 근접 방식 포토리소그래피 공정에서 사용하는 포토마스크에 있어서, 방오 특성 물질을 이용함으로써, 공정 중 발생하는 이물 및 포토레지스트의 흡착을 최소화하고 흡착된 이물 및 포토레지스트 잔류물을 손쉽게 효과적으로 제거함으로써 생산수율은 향상시키며, 이때 고투과성의 방오 특성 물질을 사용하고, SiO2나노박막층 도입을 통해 크롬층과 방오코팅층과의 밀착력, 결합력을 증대시킴으로써, 내구성을 향상 등을 통해서, 기존 보다 향상된 설비 수명을 보장할 수 있으며, 는 포토마스크 및 그에 대한 제조 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask having improved durability through improved adhesion between a substrate and an antifouling coating layer as well as ease of cleaning and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a photomask used in a contact and proximity method photolithography process. In this case, by using an antifouling material, the production yield is improved by minimizing the adsorption of foreign matter and photoresist generated during the process and easily and effectively removing the adsorbed foreign material and photoresist residue, in this case, a highly permeable antifouling material is used And, by increasing the adhesion and bonding force between the chromium layer and the antifouling coating layer through the introduction of the SiO 2 nano-thin film layer, it is possible to ensure an improved equipment lifespan than the existing ones by improving durability, etc., it's about

접촉 및 근접식 포토리소그래피 공정에 사용하는 포토마스크(Photomask)의 경우 노광되어지는 제품과의 밀접 접촉 공정 방식 의해 포토마스크 표면에 제품 상부의 노광용 포토레지스트가 흡착되거나 포토리소그래피 공정 및 포토마스크 보관 중에 포토마스크 표면에 부유성 이물이 흡착되어 이후 리소그래피 공정에서 불량을 야기하는 문제를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 포토마스크 사용자는 주기적으로 화학약품을 이용하여 포토마스크를 세정하게 되는데, 오염 및 포토마스크 적용 시장에 따라 에탄올, 아세톤, 이소프로필알코얼(IPA) 등의 솔벤트 계열부터 황산과수 등의 고위험성 약품을 사용한다. 이렇게 화학약품을 사용함에 따라 작업자 유해성 증가 및 환경오염도 증가, 원가 상승 등 다양한 문제를 보이고 있으며, 무엇보다도 이러한 방식에 의해 세정한 포토마스크 표면은 도 1과 같이 완전히 세정하지 못하고 지속적으로 불량이 발생하는 실정이다.In the case of a photomask used for contact and proximity photolithography processes, the photoresist for exposure on the upper part of the product is adsorbed on the photomask surface by the close contact process method with the product to be exposed, or photoresist during the photolithography process and storage of the photomask Floating foreign matter is adsorbed on the mask surface, causing a problem of causing defects in a subsequent lithography process. To solve this problem, photomask users periodically clean the photomask using chemicals. Depending on the contamination and the photomask application market, from solvents such as ethanol, acetone, and isopropyl alcohol (IPA) to sulfuric acid and High-risk drugs such as water are used. As such, the use of these chemicals presents various problems such as increased worker harm, increased environmental pollution, and increased cost. Above all, the photomask surface cleaned by this method cannot be completely cleaned as shown in FIG. the current situation.

이러한 문제를 해결하기 위해 포토마스크의 교환 주기를 짧게 설정하거나 포토마스크를 사용하지 않는 고가의 노광 설비를 도입하게 되며, 이러한 방법은 공정 단가를 상승시키는 등의 문제를 야기하고 있어 접촉 및 근접 방식의 포토리소그래피 공정용 포토마스크의 세정 용이성 향상에 대한 요구가 증대되고 있다.In order to solve this problem, the replacement cycle of the photomask is set short or expensive exposure equipment that does not use a photomask is introduced. There is an increasing demand for improving the ease of cleaning of a photomask for a photolithography process.

포토마스크는 구조적으로 유리 상부에 크롬과 산화크롬으로 구성된 패턴이 위치하는 요철구조이기 때문에 도 2와 같이 요철 부위에 많은 이물이 쌓일 수밖에 없으며, 이러한 이물은 황산과수와 같은 강한 화학약품 및 설비를 이용한 세정을 통해서만 제거된다.Since the photomask has a structurally concave-convex structure in which a pattern composed of chromium and chromium oxide is located on the upper part of the glass, as shown in FIG. It is removed only by washing with

따라서 포토마스크의 표면 세정 용이성을 향상시키기 위해서는 이물 및 포토레지스트의 흡착율을 줄이고 흡착된 이물을 쉽게 제거할 수 있는 기능을 부여해야 하는데, 현재 관련한 특허는 전무한 실정이다.Therefore, in order to improve the easiness of cleaning the surface of the photomask, it is necessary to reduce the adsorption rate of foreign matter and photoresist and to provide a function to easily remove the adsorbed foreign material. Currently, there are no related patents.

또한, 포토마스크 표면의 세정을 위해서는 강한 화학약품 및 세정설비를 필요로 하며, 포토마스크 표면은 금속과 유리가 동시에 존재하는 이형표면으로 구성되어 있는데, 이러한 포토마스크에 방오 기능성 코팅을 적용할 경우 금속과 유리, 두 면 모두에 밀착성이 확보되는 코팅제가 없어 사용 중 밀착이 거의 존재하지 않는 금속면의 기능성 코팅이 먼저 탈막되어 탈막된 위치에 이물이 부착되는 등 문제가 발생하는 내마모성 등의 내구성이 부족한 문제가 있는 실정이다.In addition, strong chemicals and cleaning equipment are required to clean the surface of the photomask, and the surface of the photomask is composed of a release surface in which metal and glass exist at the same time. Because there is no coating that secures adhesion to both surfaces, glass and glass, the functional coating on the metal surface, which has almost no adhesion during use, is removed first, and there is a lack of durability such as abrasion resistance that causes problems such as adhesion of foreign substances to the removed film location There is a problem.

대한민국 공개특허번호 10-2010-0081459호(공개일 2010.07.15)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0081459 (published on July 15, 2010) 대한민국 등록특허번호 10-0472625호(공고일 2005.02.11)Republic of Korea Patent No. 10-0472625 (published on February 11, 2005)

본 발명은 포토마스크에 방오 기능성 물질의 방오 코팅층을 형성시켜서 높은 투과율을 갖으면서 세정 용이성을 향상시킴으로써 포토리소그래피 수율을 향상시킬 수 있는 포토마스크 제조 기술을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a photomask manufacturing technique capable of improving photolithography yield by forming an antifouling coating layer of an antifouling functional material on a photomask to have high transmittance and improve cleaning easiness.

또한, 본 발명은 제조한 포토마스크의 기능성을 효과적으로 구현하기 위한 세정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 단, 이때 새로운 세정 방법을 위한 별도의 설비 및 특정 화학약품을 사용하지 않고 기존의 포토리소그래피 공정에서 사용되는 기초적인 부자재를 사용하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a cleaning method for effectively implementing the functionality of the manufactured photomask. However, in this case, the purpose is to use basic auxiliary materials used in the existing photolithography process without using separate equipment and specific chemicals for the new cleaning method.

또한, 본 발명은 방오코팅층의 장기 안정성을 확보하기 위해 크롬층과 방오코팅층간 결합력이 증대되어 방오코팅층 코팅성의 장기 수명 안정성 확보를 통해 내구성 등 우수한 품질을 갖는 포토마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention increases the bonding force between the chromium layer and the antifouling coating layer in order to secure the long-term stability of the antifouling coating layer, thereby securing the long-term stability of the antifouling coating layer coating property to provide a photomask having excellent quality such as durability. .

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않는다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정 용이성 및 내마모성이 우수하여, 포토리소그래피 수율을 향상시킬 수 있는 친환경 포토마스크는 투명 유리 기판 상부에 오목부 및 볼록부로 구성된 요철 패턴이 형성되어 있으며, 상기 볼록부는 투명 유리 기판 상부 방향으로부터 크롬층, SiO2 나노박막층 및 방오 코팅층이 차례대로 적층되어 있고, 상기 오목부는 투명 유리 기판 상부 방향으로부터 SiO2 나노박막층 및 방오 코팅층이 형성되어 있다.The present invention has excellent cleaning ease and abrasion resistance of the present invention for achieving the above object, and the eco-friendly photomask capable of improving the photolithography yield has a concave-convex pattern composed of concave and convex portions on the upper part of a transparent glass substrate. , The convex portion is a chromium layer, a SiO 2 nano-thin film layer and an antifouling coating layer are sequentially stacked from an upper direction of the transparent glass substrate, and the concave portion is a SiO 2 nano-thin film layer and an anti-fouling coating layer are formed from the upper direction of the transparent glass substrate.

본 발명의 다른 목적은 상기 포토마스크를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 형성된 블랭크 마스크에 오목부 및 볼록부로 구성된 요철 패턴을 형성시키는 1 단계; 요철 패턴이 형성된 포토마스크 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 2 단계; 표면이 개질된 포토마스크의 표면에 SiO2 전구체를 건식증착 또는 습식코팅시켜서 SiO2 나노박막층을 형성하는 3 단계; 상기 SiO2 나노박막층 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 4단계; 및 표면 개질된 SiO2 나노박막층 상부에 방오 코팅제로 코팅한 후 열처리하여 방오 코팅층을 형성하는 5 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.Another object of the present invention relates to a method of manufacturing the photomask, comprising: a first step of forming a concave-convex pattern composed of concave and convex portions on a blank mask in which a chromium layer is formed on an upper portion of a transparent glass substrate; A second step of surface-modifying the surface of the photomask on which the concave-convex pattern is formed with plasma treatment or a surfactant; 3 step of forming a SiO 2 nano-thin film layer by dry-depositing or wet-coating a SiO 2 precursor on the surface of the photomask having a modified surface; Step 4 of surface-modifying the surface of the SiO 2 nano-thin film layer with plasma treatment or a surfactant; And after coating the surface-modified SiO 2 nano-thin film layer with an anti-fouling coating agent on top of the heat treatment to form an anti-fouling coating layer; can be prepared by performing a process comprising a.

본 발명의 다른 목적은 상기 포토마스크 세정방법에 관한 것으로서, 상기 포토마스크를 클린룸용 무진천만을 이용하여 작업자가 쉽게 세정을 수행할 수 있다.Another object of the present invention relates to a method for cleaning the photomask, so that an operator can easily clean the photomask using only dust-free clean room use.

본 발명에 따른 친환경 포토마스크는 포토마스크 상부에 방오 기능성 물질을 얇게 도포함으로써, 접촉 및 근접식 포토리소그래피 공정 중 또는 포토마스크 보관 중에 포토마스크 상부에 포토레지스트 및 부유성 이물이 흡착되는 것을 방지하고 흡착된 이물을 손쉽게 제거할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 실제 본 발명 기술이 적용된 제품을 사용 결과 일반 포토마스크 대비 48% 이상의 이물 제거 효과가 있는 것으로 평가하고 있다.The eco-friendly photomask according to the present invention prevents and adsorbs the photoresist and floating foreign substances on the photomask during contact and proximity photolithography processes or during photomask storage by thinly coating the antifouling functional material on the upper part of the photomask. It is possible to provide an effect of easily removing foreign substances. As a result of using the product to which the technology of the present invention is actually applied, it is evaluated that there is a foreign material removal effect of 48% or more compared to a general photomask.

특히, 포토마스크 사용자는 기존의 화학약품 및 설비를 사용하지 않고 세정을 진행하고 생산 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In particular, a photomask user can perform cleaning without using existing chemicals and equipment, and obtain the effect of improving production yield.

또한, 본 발명은 포토마스크에 방오 코팅층의 적용은 기능적으로 (365nm 파장 범위에서) 1% 내외 수준의 투과율의 개선에 기여할 수 있으며 이것은 리소그래피의 공정 마진 및 비용 절감 설계에 기여할 수 있다.In addition, according to the present invention, the application of the antifouling coating layer to the photomask can functionally contribute to the improvement of transmittance of about 1% (in the 365nm wavelength range), and this can contribute to design of lithography process margin and cost reduction.

또한, SiO2 나노박막층으로 인해 방오코팅층과 크롬층과의 밀찰력이 우수하여 방오코팅층의 코팅 장기 안정성, 내마모성 및 내마모성이 우수한 포토마스크를 제공할 수 있다.In addition, due to the SiO 2 nano-thin film layer, the adhesion between the anti-fouling coating layer and the chromium layer is excellent, so that it is possible to provide a photomask having excellent long-term stability, abrasion resistance and abrasion resistance of the anti-fouling coating layer.

도 1은 접촉 및 근접 방식 포토리소그래피 공정에서 사용하는 일반 포토마스크에 이물이 흡착되는 형상을 도시한 단면 모식도이다.
도 2는 솔벤트(solvent) 계열의 세정약품을 사용하여 세정을 진행한 일반 포토마스크의 표면 이미지이다.
도 3 내지 도 6 각각은 본 발명에 따른 방오 코팅제를 포토마스크 상부에 도포, 경화하여 방오 코팅층을 형성함으로써 세정 용이성 및 내마모성이 우수하여 포토리소그래피 수율을 향상시킬 수 있는 포토마스크 제조방법을 순차적으로 도시한 단면 모식도이다.
도 7은 실험예 2에서 실시한 내마모성 측정 실험결과이다.
1 is a schematic cross-sectional view illustrating a shape in which foreign substances are adsorbed on a general photomask used in a contact and proximity photolithography process.
2 is a surface image of a general photomask that has been cleaned using a solvent-based cleaning agent.
3 to 6 each sequentially shows a photomask manufacturing method capable of improving photolithography yield by applying and curing the antifouling coating agent according to the present invention to the upper part of the photomask to form an antifouling coating layer, thereby improving the ease of cleaning and abrasion resistance. It is a one-sided schematic diagram.
7 is a test result of abrasion resistance measurement performed in Experimental Example 2.

이하에서 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명을 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크는 도 3에 개략적인 단면도로 나타낸 바와 같이, 투명 유리 기판(112) 상부에 오목부 및 볼록부로 구성된 요철 패턴이 형성되어 있으며, 상기 볼록부는 투명 유리 기판 상부 방향으로부터 크롬층(120), SiO2 나노박막층(130, 132) 및 방오 코팅층(142)이 차례대로 적층되어 있고, 상기 오목부는 투명 유리 기판(112) 상부 방향으로부터 방오 코팅층(142)이 형성되어 있다.As shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 3 , the eco-friendly photomask of the present invention has excellent cleaning easiness and abrasion resistance, and a concave-convex pattern composed of concave and convex portions is formed on the upper portion of the transparent glass substrate 112, and the convex portion is transparent glass. The chromium layer 120, the SiO 2 nano-thin film layers 130, 132, and the antifouling coating layer 142 are sequentially stacked from the upper direction of the substrate, and the concave portion is the transparent glass substrate 112, the antifouling coating layer 142 from the upper direction. is formed

본 발명의 방오 코팅층은 방오 코팅제로 코팅시켜서 형성시키며, 상기 방오 코팅제는 방오제 및 유기용매를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 방오제 0.1 ~ 0.7 중량% 및 잔량의 용매를 포함하는 방오 코팅제로, 바람직하게는 방오제 0.15 ~ 0.5 중량% 및 잔량의 용매를, 더욱 바람직하게는 방오제 0.2 ~ 0.4 중량% 및 잔량의 용매를 코팅시켜 형성된 형성시킬 수 있다.The antifouling coating layer of the present invention is formed by coating with an antifouling coating agent, and the antifouling coating agent may include an antifouling agent and an organic solvent, and preferably an antifouling coating agent comprising 0.1 to 0.7 wt% of an antifouling agent and the remaining amount of a solvent, Preferably, 0.15 to 0.5% by weight of the antifouling agent and the remaining amount of the solvent, more preferably 0.2 to 0.4% by weight of the antifouling agent and the remaining amount of the solvent, may be coated to form the formation.

그리고, 상기 방오제는 폴리트리알킬렌옥사이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 폴리머, 불화 에틸렌-프로필렌, 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로엘라스토머, 플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로술폰산, 불화 폴리이미드 및 퍼플루오로폴리옥세탄 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리트리알킬렌옥사이드, 퍼플루오로폴리에테르 중에서 선택된 1종 또는2종을 포함할 수 있다.And, the antifouling agent is polytrialkylene oxide, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, perfluoroalkoxy polymer, fluorinated ethylene-propylene, polyethylenetetrafluoro One or two or more selected from roethylene, polyethylene-chlorotrifluoroethylene, perfluoroelastomer, fluorocarbon, perfluoropolyether, perfluorosulfonic acid, fluorinated polyimide, and perfluoropolyoxetane It may include, and preferably may include one or two selected from polytrialkylene oxide and perfluoropolyether.

그리고, 상기 폴리트리알킬렌옥사이드(Perfluoro polytrialkyleneoxide)는 퍼플루오로 폴리트리(C1 ~ C3의 알킬렌)옥사이드, 바람직하게는 퍼플루오로 폴리트리메틸렌옥사이드를 포함할 수 있다.And, the polytrialkylene oxide (Perfluoro polytrialkyleneoxide) may include perfluoro polytri (C 1 ~ C 3 alkylene) oxide, preferably perfluoro polytrimethylene oxide.

그리고, 상기 유기 용매는 방오제 성분과 화학적 합성 반응하지 않고, 방오제 성분을 용해시키는 역할을 하는 것을 사용하며, 상기 유기 용매는 불소 함유 유기 용매, 예컨대 불소 함유 알케인(alkane), 불소 함유 할로알케인(halo alkane), 불소 함유 방향족 화합물 및 불소 함유 에테르(하이드로플루오로에테르) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알킬 플루오로알킬 에테르, 더 바람직하게는 C1 ~ C3의 알킬 노나플루오로이소부틸 에테르(C1 ~ C3 alkyl Nonafluoroisobutyl Ether), 더 더욱 바람직하게는 메틸 노나플루오로이소부틸 에테르(Methyl Nonafluoroisobutyl Ether) 및 에틸 노나플루오로이소부틸 에테르(Ethyl Nonafluoroisobutyl Ether) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the organic solvent does not react chemically with the antifouling agent component, and serves to dissolve the antifouling agent component, and the organic solvent is a fluorine-containing organic solvent, such as fluorine-containing alkane, fluorine-containing halo It may include one or more selected from halo alkanes, fluorine-containing aromatic compounds and fluorine-containing ethers (hydrofluoroethers), preferably alkyl fluoroalkyl ethers, more preferably C 1 to C 3 alkyl nonafluoroisobutyl ether (C 1 to C 3 alkyl Nonafluoroisobutyl Ether), even more preferably methyl nonafluoroisobutyl Ether and ethyl nonafluoroisobutyl ether (Ethyl Nonafluoroisobutyl Ether) Ether) may include one or more selected from the group consisting of.

그리고, 상기 방오 코팅층은 두께가 50nm 이하로 형성되어 있을 수 있고, 바람직하게는 30 ~ 45nm로, 더욱 바람직하게는 30 ~ 40nm로 형성되어 있을 수 있다. 이때, 방오 코팅층의 두께가 50nm를 초과하면 코팅막내의 결합력이 약화되어 내마모 특성이 저하됨에 따른 탈막 등이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 그 두께가 너무 얇으면 충분한 방오 효과 및 균일한 광학 특성을 구현할 없을 수 있다.In addition, the antifouling coating layer may have a thickness of 50 nm or less, preferably 30 to 45 nm, more preferably 30 to 40 nm. At this time, if the thickness of the antifouling coating layer exceeds 50 nm, the bonding force in the coating film is weakened and there may be a problem that film removal occurs due to deterioration of abrasion resistance properties, and if the thickness is too thin, sufficient antifouling effect and uniform optical properties may not be implemented.

상기 방오 코팅층은 KS L 2110 규격을 기반으로 패턴이 있는 볼록부를 대상으로 초순수를 이용하여 측정한 초기 접촉각이 100°이상일 수 있으며, 바람직하게는 초기 접촉각이 105 ~ 120°, 더욱 바람직하게는 110 ~ 120°일 수 있다. 이때, 초기 접촉각이 100°미만이면 코팅층의 충분한 수명 및 방오 성능을 보장하기 어려운 문제가 있을 수 있다. 또한, 3,000회 왕복운동을 통한 내마모성 테스트 후, 상기 볼록부의 접촉각 변화량이 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하, 더욱 바람직하게는 2% 이하일 수 있다.The antifouling coating layer may have an initial contact angle of 100° or more, preferably an initial contact angle of 105 ~ 120°, more preferably 110 ~ It may be 120°. At this time, if the initial contact angle is less than 100 °, there may be a problem in that it is difficult to ensure sufficient life and antifouling performance of the coating layer. In addition, after the abrasion resistance test through 3,000 reciprocating movements, the contact angle variation of the convex portion may be 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably 2% or less.

또한, 투명 유리 기판의 두께 4.8mm 및 방오코팅층의 두께가 40nm 일 때, 포토마스크의 오목부 방향으로의 365nm 단일 파장 투과도가 약 87% 이상, 바람직하게는 투과도가 88% 이상일 수 있다.In addition, when the thickness of the transparent glass substrate is 4.8 mm and the thickness of the antifouling coating layer is 40 nm, the 365 nm single wavelength transmittance in the concave direction of the photomask may be about 87% or more, preferably, the transmittance may be 88% or more.

또한, 투명 유리 기판의 두께 4.8mm 및 방오코팅층의 두께가 40nm 일 때, 포토마스크의 오목부 방향으로의 550nm 단일 파장 투과도가 약 89% 이상, 바람직하게는 투과도가 90% 이상일 수 있다. 그리고, 이때 포토마스크는 헤이즈(Haze)가 0.5% 이하, 바람직하게는 0.3% 일 수 있다. 본 발명의 포토마스크는 높은 가시광성 투과도 및 낮은 헤이즈를 갖는 등의 광학적 물성이 우수한 바, 접촉 또는 근접식 포토리소그래피 공정시 약 400nm 전후의 노광 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, when the thickness of the transparent glass substrate is 4.8 mm and the thickness of the antifouling coating layer is 40 nm, the 550 nm single wavelength transmittance in the concave direction of the photomask may be about 89% or more, preferably, the transmittance may be 90% or more. And, in this case, the photomask may have a haze of 0.5% or less, preferably 0.3%. Since the photomask of the present invention has excellent optical properties such as high visible light transmittance and low haze, it is possible to minimize the loss of exposure energy around 400 nm during the contact or proximity photolithography process.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 투명 유리 기판에 대한 방오 코팅층의 접착력은 KS M ISO 2409에 의거하여 측정시, Class 0으로 매우 우수한 밀착성을 가진다.In addition, in the present invention, the adhesion of the antifouling coating layer to the transparent glass substrate has very good adhesion as Class 0 when measured in accordance with KS M ISO 2409.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 볼록부의 방오 코팅층은 KS M ISO 15184에 의거하여 측정시, 9H 이상의 연필강도를 가지는 바, 우수한 표면 경도를 가질 수 있다.In addition, in the present invention, the antifouling coating layer of the convex portion has a pencil strength of 9H or more when measured according to KS M ISO 15184, and thus may have excellent surface hardness.

그리고, 상기 투명 유리 기판(112)은 소다라임(SodaLime) 또는 석영(Quartz)을 주로 이용할 수 있다. 하지만 상기 물질에 항상 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 통용되는 블랭크 마스크 제조시 사용되는 모든 기판 물질들도 사용 가능하다.In addition, the transparent glass substrate 112 may mainly use soda lime (SodaLime) or quartz (Quartz). However, the material is not always limited thereto, and all substrate materials commonly used in manufacturing the blank mask may be used.

앞서 설명한 본 발명의 세정 용이성이 우수하여 포토리소그래피 수율을 향상시킬 수 있는 친환경 포토마스크를 제조하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing an eco-friendly photomask capable of improving the photolithography yield due to excellent cleaning efficiency of the present invention described above will be described below.

투명 유리 기판 상부에 크롬층이 형성된 블랭크 마스크에 오목부 및 볼록부로 구성된 요철 패턴을 형성시키는 1 단계; 요철 패턴이 형성된 포토마스크 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 2 단계; 표면이 개질된 포토마스크의 표면에 SiO2 전구체를 건식증착 또는 습식코팅시켜서 SiO2 나노박막층을 형성하는 3 단계; 상기 SiO2 나노박막층 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 4단계; 및 표면 개질된 SiO2 나노박막층 상부에 방오 코팅제로 코팅한 후 열처리하여 방오 코팅층을 형성하는 5 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.A first step of forming a concave-convex pattern composed of concave and convex portions on a blank mask in which a chromium layer is formed on a transparent glass substrate; A second step of surface-modifying the surface of the photomask on which the concave-convex pattern is formed with plasma treatment or a surfactant; 3 step of forming a SiO 2 nano-thin film layer by dry-depositing or wet-coating a SiO 2 precursor on the surface of the photomask having a modified surface; Step 4 of surface-modifying the surface of the SiO 2 nano-thin film layer with plasma treatment or a surfactant; And after coating the surface-modified SiO 2 nano-thin film layer with an anti-fouling coating agent on top of the heat treatment to form an anti-fouling coating layer; can be prepared by performing a process comprising a.

1단계의 요철 패턴은 블랭크 마스크를 당업계의 일반적인 방법으로 포토리소그래피 공정을 수행하여, 도 4와 같이 오목부 및 볼록부의 요철 패턴을 형성시킬 수 있다. 여기서, 오목부는 투명 유리 기판(110) 상부에 크롬층 및 산화크롬층 존재하지 않으나, 볼록부는 투명 유리 기판(110) 상부 방향으로부터 크롬층(120)이 적층되어 있는 형상이다. 구체적인 일례를 들면, 투명 유리 기판 상부에 크롬 층, 산화크롬층 및 포토레지스트 층이 순차적으로 형성된 블랭크 마스크에 레이저를 조사하고 현상, 에칭(etching) 반응을 유도하여 투명 유리 기판 상부에 오목부 및 볼록부(크롬층)로 구성된 요철 패턴이 형성된 포토마스크를 제조할 수 있다.The concave-convex pattern of the first step may be formed by performing a photolithography process on a blank mask by a general method in the art to form concave and convex patterns as shown in FIG. 4 . Here, the concave portion does not have a chromium layer and a chromium oxide layer on the transparent glass substrate 110 , but the convex portion has a shape in which the chromium layer 120 is laminated from the upper direction of the transparent glass substrate 110 . For a specific example, a laser is irradiated to a blank mask in which a chromium layer, a chromium oxide layer, and a photoresist layer are sequentially formed on the transparent glass substrate, and development and etching reactions are induced to form concave and convex portions on the transparent glass substrate. A photomask in which a concave-convex pattern composed of a sub (chromium layer) is formed can be manufactured.

다음으로, 2단계는 SiO2 나노박막층 형성 전 포토마스크의 요철 패턴의 표면을 개질시키는 공정으로서, 이때, 표면 개질은 SiO2 나노박막층이 균일하게 형성되고, 포토마스크 표면과 결합 증대를 위한 것이다.Next, step 2 is a process of modifying the surface of the concave-convex pattern of the photomask before the formation of the SiO 2 nano-thin film layer. In this case, the surface modification is to form the SiO 2 nano-thin film layer uniformly, and to increase bonding with the photomask surface.

상기 표면 개질은 플라즈마를 도 4의 포토마스크 표면에 조사하여 투명 유리 기판(112) 및/또는 크롬 패턴(또는 크롬층, 120) 표면에 존재하는 표면 이물 제거 및 친수화 경향이 높도록 개질을 변화시키기 위해 수행한다. 표면 개질 변화를 위해서 일반적으로 고전압의 플라즈마가 사용되나, 포토마스크의 경우 고전압의 플라즈마 조사시 크롬 패턴(120)이 용융되거나 심한 경우 투명 유리 기판(110)이 파손되는 현상이 발생할 수 있기 때문에 본 발명에서는 일반적인 플라즈마 조건보다 매우 약한 조건에서 플라즈마 처리 공정을 수행한다.The surface modification is performed by irradiating plasma to the surface of the photomask of FIG. 4 to change the modification so that the surface foreign substances present on the surface of the transparent glass substrate 112 and/or the chromium pattern (or chromium layer, 120) are removed and the tendency to become hydrophilic is high. do to make In general, high-voltage plasma is used for surface modification, but in the case of a photomask, when the high-voltage plasma is irradiated, the chromium pattern 120 may melt or, in severe cases, the transparent glass substrate 110 may be damaged. The plasma treatment process is performed under conditions much weaker than general plasma conditions.

통상적인 플라즈마에 의한 표면처리의 경우 플라즈마 헤더(header)의 단위 길이당 약 1W 수준의 전압을 인가하지만, 본 발명은 제품의 손상을 최소화하기 위하여 45 ~ 60% 수준인 0.45 ~ 0.6W/1mm, 바람직하게는 약 0.48 ~ 0.55W/1mm, 더욱 바람직하게는 0.49 ~ 0.52W/1mm의 조건 하에서 28 ~ 32mm/s(= mm/초)의 속도로, 바람직하게는 29 ~ 31mm/s의 속도로, 더욱 바람직하게는 29.5 ~ 30.5mm/s 속도로, 아르곤과 산소가 약 780 ~ 820 : 1 부피비로 혼합된 가스를 이용하여 상압 플라즈마 처리를 수행한다.In the case of surface treatment by conventional plasma, a voltage of about 1W is applied per unit length of the plasma header, but in the present invention, in order to minimize damage to the product, 0.45 to 0.6W/1mm, which is 45 to 60%, Preferably at a speed of 28 to 32 mm/s (= mm/sec) under the conditions of about 0.48 to 0.55 W/1 mm, more preferably 0.49 to 0.52 W/1 mm, preferably at a speed of 29 to 31 mm/s , more preferably at a rate of 29.5 to 30.5 mm/s, argon and oxygen are mixed in a volume ratio of about 780 to 820: 1 to perform atmospheric plasma treatment.

또한, 플라즈마 처리 전 포토마스크 표면에 흡착된 이물 및 포토마스크 표면 대전 특성을 중성화하기 위한 이온나이저(ionizer) 처리를 선행할 수도 있으며, 이온나이처 처리는 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 통해 수행할 수 있다.In addition, before plasma treatment, an ionizer treatment for neutralizing foreign substances adsorbed on the surface of the photomask and the charging characteristic of the photomask may be preceded, and the ionizer treatment may be performed through a general method used in the art. can

이와 같은 개질 처리를 통해, 표면이 개질된 투명 유리 기판(112) 및 표면이 개질된 크롬층을 확보할 수 있다.Through such a modification process, the surface-modified transparent glass substrate 112 and the surface-modified chromium layer can be secured.

또한, 2단계의 상기 표면 개질은 계면활성제를 이용해 표면을 개질할 수 있으며, 15 ~ 30 중량% 농도의 계면활성제를 포토마스크 전체 표면에 도포한 후 초순수로 세정하여 이물질 제거 및 표면을 친수화시킬 수도 있다.In addition, the surface modification of the second step can modify the surface using a surfactant, and after applying a surfactant at a concentration of 15 to 30% by weight to the entire surface of the photomask, it is washed with ultrapure water to remove foreign substances and make the surface hydrophilic. may be

다음으로, 3단계는 표면이 개질된 포토마스크의 표면에 SiO2 전구체를 건식증착 또는 습식코팅시켜서 SiO2 나노박막층을 형성시키는 공정으로서, 상기 건식증착은 PVD(physical vapor deposition)법에 의한 증착으로서, 스퍼터링(Sputtering), 열증착(Thermal Evaporation), 전자빔 증착(E-beam Evaporation) 또는 화학 기상 증착(CVD)으로 수행할 수 있으며, 상기 습식코팅은 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 딥코팅 또는 슬롯다이 코팅으로 수행할 수 있다.Next, step 3 is a process of dry-depositing or wet-coating a SiO 2 precursor on the surface of the photomask with a modified surface to form a SiO 2 nano-thin film layer, wherein the dry deposition is a deposition by a PVD (physical vapor deposition) method. , sputtering, thermal evaporation, e-beam evaporation, or chemical vapor deposition (CVD) can be performed, and the wet coating is spray coating, spin coating, dip coating or slot die coating. can be done with

그리고, 상기 SiO2 나노박막층을 건식 증착을 통해 형성시, Si또는SiO2 타겟을 사용하여 증착시켜서 SiO2 나노박막층을 형성시킬 수 있다.In addition, when the SiO 2 nano-thin film layer is formed through dry deposition, by depositing using a Si or SiO 2 target, a SiO 2 nano-thin film layer may be formed.

상기 화학기상증착은 SiH4, SiH2Cl2, SiCl2H2 및 Si(OC2H5)4 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 SiO2 전구체를 사용하여 증착을 수행할 수 있다.The chemical vapor deposition may be performed using a SiO 2 precursor including at least one selected from SiH 4 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 2 H 2 and Si(OC 2 H 5 ) 4 .

또한, 습식 코팅은 실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 디에틸실란, 테트라메틸오르쏘실리케이트 (TMOS), 테트라에틸오르쏘실리케이트(TEOS), 옥타메틸트리실록산 (OMTS), 옥타메틸시클로테트라실록산 (OMCTS), 테트라메틸디메틸디메톡시디실란, 테트라메틸시클로테트라실록산 (TOMCATS), 디메틸 디메톡시실란(DMDMOS), 디에톡시메틸실란 (DEMS), 메틸트리에톡시실란(MTES), 페닐디메틸실란 및 페닐실란 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 SiO2 전구체를 사용하여 수행할 수 있다.In addition, wet coatings can be applied to silane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, diethylsilane, tetramethylorthosilicate (TMOS), tetraethylorthosilicate (TEOS), octamethyltrisiloxane (OMTS), octamethylcyclo Tetrasiloxane (OMCTS), tetramethyldimethyldimethoxydisilane, tetramethylcyclotetrasiloxane (TOMCATS), dimethyl dimethoxysilane (DMDMOS), diethoxymethylsilane (DEMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyldimethyl It may be carried out using a SiO 2 precursor including at least one selected from silane and phenylsilane.

또한, 상기 SiO2 나노박막층을 습식 코팅으로 형성시, SiO2 전구체는 폴리실라잔(Organic-inorganic polysilazane), 폴리실로사잔(Organic-inorganic polysiloxazane), 실리카, 테트라메틸오르쏘실리케이트, 테트라메톡시실란 및 테트라프로폭시실란(TPOS) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 SiO2 전구체를 사용하여 수행할 수도 있다.In addition, when the SiO 2 nano-thin film layer is formed by wet coating, the SiO 2 precursor is polysilazane (Organic-inorganic polysilazane), polysiloxazane, silica, tetramethyl orthosilicate, tetramethoxysilane And tetrapropoxysilane (TPOS) including at least one selected from the SiO 2 It may be carried out using a precursor.

3단계에서 형성된 SiO2 나노박막층은 두께 2 ~ 50nm, 바람직하게는 2 ~ 20nm 두께로 형성시키는 것이 좋으며, 이때, 두께가 50nm 이상이면 광학 특성에 영향을 주거나 초기 접촉각이 떨어져 방오 특성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 2nm 미만이면 내구성이 향상되지 않는 문제가 있을 수 있다.The SiO 2 nano-thin film layer formed in step 3 is preferably formed to have a thickness of 2 to 50 nm, preferably 2 to 20 nm, and at this time, if the thickness is 50 nm or more, the optical properties are affected or the initial contact angle is lowered. There may be, and if it is less than 2 nm, there may be a problem in that durability is not improved.

다음으로, 4단계는 포토마스크의 볼록부 및 오목부 상부에 형성된 SiO2 나노박막층을 표면 개질하는 공정으로서, 2단계의 표면 개질 공정과 동일한 방법으로 포토마스크 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 SiO2 나노박막층의 표면을 개질시킬 수 있다. 이를 통하여, 5단계의 방오 코팅제가 SiO2 나노박막층 표면에 고르게 코팅되고, SiO2 나노박막층과의 결합력, 밀착력 증대가 증대됨으로서, 내구성을 증대시키기 위한 것이다. 4단계의 플라즈마 처리 또는 계면활성제를 이용한 표면 처리 방법은 2단계와 동일하다(도 5 참조).Next, step 4 is a process of surface-modifying the SiO 2 nano-thin film layer formed on the convex and concave portions of the photomask. In the same manner as in the surface modification process of step 2, the surface of the photomask is plasma-treated or SiO 2 with a surfactant. It is possible to modify the surface of the nano-thin film layer. Through this, the antifouling coating agent of step 5 is uniformly coated on the surface of the SiO 2 nano-thin film layer, and the bonding strength and adhesion with the SiO 2 nano-thin film layer are increased, thereby increasing durability. The plasma treatment in step 4 or the surface treatment method using a surfactant is the same as in step 2 (refer to FIG. 5).

다음으로, 상기 5단계의 방오 코팅제의 성분은 앞서 설명한 바와 같다.Next, the components of the antifouling coating agent in step 5 are the same as described above.

그리고, 5단계의 코팅 처리는 당업계에서 사용하는 일반적인 코팅 방법을 통해 수행할 수 있으며, 바람직하게는 개질 처리된 포토마스크의 표면에 액상 형태의 방오 코팅제를 고압 분사시키는 습식 스프레이 코팅방법으로 수행할 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 방오 코팅제를 토출속도 1.5 ~ 2.5ml/min(= ml/분), 바람직하게는 1.8 ~ 2.2ml/min로 토출시키고, 11 ~ 13L/min의 질소압으로, 바람직하게는 11.5 ~ 12.5L/min의 질소압으로 가속시켜 포토마스크 표면에 분사하여 수행할 수 있다. 그리고, 포토마스크 전체를 560 ~ 650mm/s(= mm/초)의 속도로, 바람직하게는 580 ~ 620mm/s의 속도로, 더욱 바람직하게는 590 ~ 610mm/s 정도의 속도로 스캔(scan)하여 포토마스크 전체에 도포시켜서 수행할 수 있는데, 이때, 분사 노즐의 이동 방향은 ㄹ로 하며, 방향전환을 반드시 포토마스크 외부에서 하도록 설정함으로써 포토마스크의 외곽에 코팅액이 과도하게 분사되는 것을 방지하는 습식코팅 공정을 수행할 수 있다. 이와 같은 방법으로 코팅 처리하여 표면이 개질된 SiO2 나노박막층 (132)의 상부 표면에 방오 코팅제가 코팅된 방오코팅층(140)을 형성시킬 수 있다(도 6 참조).And, the coating treatment of step 5 can be performed through a general coating method used in the art, and preferably, a wet spray coating method of high-pressure spraying of a liquid antifouling coating agent on the surface of the modified photomask. In more detail, the antifouling coating agent is discharged at a discharge rate of 1.5 to 2.5 ml/min (= ml/min), preferably 1.8 to 2.2 ml/min, and a nitrogen pressure of 11 to 13 L/min. , preferably by accelerating it to a nitrogen pressure of 11.5 to 12.5 L/min and spraying it on the surface of the photomask. Then, the entire photomask is scanned at a speed of 560 to 650 mm/s (= mm/sec), preferably at a speed of 580 to 620 mm/s, more preferably at a speed of about 590 to 610 mm/s. In this case, the direction of movement of the spray nozzle is set to d, and the direction change must be performed outside the photomask to prevent excessive spraying of the coating solution on the outside of the photomask. A coating process may be performed. By coating in this way, the surface of the modified SiO 2 nano-thin film layer 132 may be formed with an antifouling coating layer 140 coated with an antifouling agent on the upper surface (see FIG. 6 ).

그리고, 방오 코팅제 코팅 후, 열처리하여 오목부 및 볼록부의 표면 개질된 SiO2 나노박막층(132) 표면에 경화된 방오 코팅층(142)을 형성하는 단계로서, 상기 열처리는 당업계에서 사용하는 일반적인 열처리 방법을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 140 ~ 150℃ 하에서 10 ~ 15분 동안 열풍 처리하여 열에너지를 공급함으로서, 방오 코팅층(140) 내 용매를 휘발하여 경화된 방오 코팅층(142)를 형성시킬 수 있다(도 3 참조).And, after the antifouling coating agent coating, heat treatment to form a cured antifouling coating layer 142 on the surface of the surface-modified SiO 2 nano-thin film layer 132 of the concave and convex portions, the heat treatment is a general heat treatment method used in the art can be carried out, preferably by supplying thermal energy by hot air treatment at 140 to 150 ° C for 10 to 15 minutes, thereby volatilizing the solvent in the antifouling coating layer 140 to form a cured antifouling coating layer 142 ( see Fig. 3).

이렇게 제조된 본 발명의 방오 코팅층이 형성된 포토마스크는 황산과수 또는 솔벤트 계열의 화학약품을 기반으로 한 세정을 진행하는 일반 포토마스크와 달리, 전기, 전자 산업군에서 범용적으로 사용되는 클린룸용 무진 와이퍼만을 이용하여 손쉽게 세정을 수행할 수 있다.The photomask with the antifouling coating layer of the present invention manufactured in this way is different from general photomasks that are cleaned based on sulfuric acid or solvent-based chemicals, and is a dust-free wiper for clean rooms that is universally used in the electrical and electronic industries. Cleaning can be easily performed using only the

또한, 본 발명은 기존 고가의 설비 및 화학약품을 사용하지 않아도 되기 때문에 작업자 안전성 확보, 작업시간단축, 생산 단가 절감이 가능한 친환경 세정 방법을 제시할 수 있다.In addition, since the present invention does not require the use of existing expensive equipment and chemicals, it is possible to present an eco-friendly cleaning method capable of securing worker safety, shortening work time, and reducing production cost.

또한, 방오 코팅층에 의한 이물 흡착율을 감소시킴으로써 포토리소그래피 공정에서 발생하는 불량을 개선할 수 있기 때문에 종래의 기술과의 차별성을 통해 그 활용성이 극대화될 수 있다.In addition, since defects occurring in the photolithography process can be improved by reducing the adsorption rate of foreign substances by the antifouling coating layer, its utility can be maximized through differentiation from the prior art.

또한, 본 발명은 방오 코팅층의 포토마스크에 대한 밀착력, 결합력이 우수하기 때문에 방오 코팅층의 장기 코팅 안정성이 매우 우수하여, 내구성이 우수한 포토마스크를 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a photomask having excellent durability because the antifouling coating layer has excellent adhesion and bonding to the photomask, and thus the long-term coating stability of the antifouling coating layer is excellent.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, but the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be construed to aid understanding of the present invention.

[실시예][Example]

실시예 1 : SiOExample 1: SiO 22 나노박막층 및 방오 코팅층이 형성된 투명유리기판 제조 Manufacture of transparent glass substrate with nano-thin film layer and anti-fouling coating layer

두께 4.8mm의 투명 유리 기판을 준비한 한 후, 상기 투명 유리 기판을 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.After preparing a transparent glass substrate having a thickness of 4.8 mm, the transparent glass substrate was subjected to plasma treatment under a condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 표면 개질 처리한 투명 유리 기판 표면에 건식 스퍼터 장비를 이용하여 Si 또는SiO2 타겟을 사용할 수 있으며, 증착압력은 3.5mTorr 진공 상태로 만들어 준 뒤, 아르곤 가스(Ar) 유압을 30sccm, O2가스 유압을 14sccm으로 하여 증착률을 0.365nm/sec로 하고, 증착 시간을 120초로 하여 약 15nm의 SiO2 나노박막층을 포토마스크 전면에 형성시켰다.Next, a Si or SiO 2 target can be used on the surface of the surface-modified transparent glass substrate using dry sputtering equipment. 2 The gas pressure was 14 sccm, the deposition rate was 0.365 nm/sec, the deposition time was 120 seconds, and a SiO 2 nano-thin film layer of about 15 nm was formed on the entire surface of the photomask.

다음으로, SiO2 나노박막층 표면을 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.Next, the surface of the SiO 2 nano-thin film layer was subjected to plasma treatment under the condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 플라즈마 처리한 SiO2 나노박막층 상부에 2ml/min로 토출되는 방오 코팅제를 12L/min의 질소압으로 가속시켜 포토마스크 표면에 고르게 분사될 수 있도록 하며, 포토마스크 전체를 600mm/s의 속도 조건으로 고압 분사시켜서 방오 코팅제를 습식 코팅시켰다. 이때, 분사 노즐의 이동 방향은 'ㄹ'으로 하며, 방향전환을 반드시 포토마스크 외부에서 하도록 설정함으로써 포토마스크의 외곽에 코팅액이 과도하게 분사되는 것을 방지하는 습식코팅 공정을 수행하였다.Next, the antifouling coating agent discharged at 2ml/min on the plasma-treated SiO 2 nano-thin film layer is accelerated to a nitrogen pressure of 12L/min so that it can be evenly sprayed on the surface of the photomask, and the entire photomask is applied at a speed of 600mm/s The antifouling coating agent was wet-coated by high-pressure spraying under the conditions. At this time, the movement direction of the spray nozzle is set to '', and a wet coating process was performed to prevent excessive spraying of the coating solution on the outside of the photomask by setting the direction change to be performed outside the photomask.

이때, 상기 방오코팅제는 퍼플루오로 폴리트리메틸렌 옥사이드(Perfluoro polytrimethyleneoxide) 0.3 중량% 및 용매로서 에틸 노나플루오로이소부틸 에테르(Ethyl Nonafluoroisobutyl Ether) 99.7 중량%를 혼합 및 교반하여 제조한 것이다.At this time, the antifouling coating agent was prepared by mixing and stirring 0.3% by weight of perfluoro polytrimethyleneoxide and 99.7% by weight of ethyl nonafluoroisobutyl ether as a solvent.

다음으로, 방오코팅제가 코팅된 투명 유리 기판을 150℃ 하에서 15분 동안 열풍방식으로 열에너지를 공급하는 조건으로 열처리 및 경화시켜서 투명 유리 기판 상에 약 40nm의 방오 코팅층을 형성시켰다.Next, an antifouling coating layer of about 40 nm was formed on the transparent glass substrate by heat-treating and curing the transparent glass substrate coated with the antifouling agent under the conditions of supplying thermal energy in a hot air method at 150° C. for 15 minutes.

실시예 2Example 2

(1) SiO(1) SiO 22 전구체 제조 Precursor Preparation

테트라에톡시오르쏘실리케이트(TEOS)를 에틸 아세테이트에 용해시킨 다음 용액에 촉매로 염산을 첨가하고 일정량의 증류수를 첨가하여 부분 가수분해를 진행하였다. 그 다음 교반기를 이용하여 충분히 교반시켰다. 교반시킨 TEOS 용액에 계면활성제를 0.04몰을 첨가하고 추가로 교반하여 충분히 용해되도록 했다. 그리고 촉매로 에탄올과 암모니아수를 혼합하여 0.5몰비로 주입하여 가수분해 및 축합반응이 완결되도록 하여 SiO2 졸을 형성하여 SiO2 전구체를 제조하였다.After dissolving tetraethoxyorthosilicate (TEOS) in ethyl acetate, hydrochloric acid was added as a catalyst to the solution, followed by partial hydrolysis by adding a certain amount of distilled water. Then, it was sufficiently stirred using a stirrer. 0.04 mol of a surfactant was added to the stirred TEOS solution and further stirred to ensure sufficient dissolution. Then, ethanol and aqueous ammonia were mixed as a catalyst and injected in a 0.5 molar ratio to complete hydrolysis and condensation reaction, thereby forming a SiO 2 sol to prepare a SiO 2 precursor.

(2) SiO(2) SiO 22 나노박막층 및 방오 코팅층이 형성 Formation of nano-thin film layer and antifouling coating layer

두께는 4.8mm의 투명 유리 기판을 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.A transparent glass substrate having a thickness of 4.8 mm was subjected to plasma treatment under the condition of 0.5 W/mm and subjected to surface modification.

다음으로, 표면 개질 처리한 유리 기판 표면에 상기 SiO2졸을 1 중량% 농도로 물에 희석시킨 후 스핀 코팅을 통하여 포토마스크 전면에 SiO2졸을 코팅하고 150℃에서 건조시켜 약 15nm 두께의 SiO2 나노박막층을 형성하였다.Next, after diluting the SiO 2 sol in water to a concentration of 1% by weight on the surface of the surface-modified glass substrate, the SiO 2 sol is coated on the entire surface of the photomask through spin coating and dried at 150° C. to have a thickness of about 15 nm SiO 2 A nano-thin film layer was formed.

다음으로, SiO2 나노박막층이 형성된 투명 유리 기판을 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.Next, the transparent glass substrate on which the SiO 2 nano-thin film layer was formed was subjected to plasma treatment under the condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 플라즈마 처리한 포토마스크의 상부에 2ml/min로 토출되는 실시예 1에서 사용한 동일한 방오 코팅제를 12L/min의 질소압으로 가속시켜 포토마스크 표면에 고르게 분사될 수 있도록 하며, 포토마스크 전체를 600mm/s의 속도 조건으로 고압 분사시켜서 방오 코팅제를 습식 코팅시켰다. 이때, 분사 노즐의 이동 방향은 'ㄹ'으로 하며, 방향전환을 반드시 포토마스크 외부에서 하도록 설정함으로써 포토마스크의 외곽에 코팅액이 과도하게 분사되는 것을 방지하는 습식코팅 공정을 수행하였다.Next, the same antifouling coating agent used in Example 1, which is discharged at 2ml/min on top of the plasma-treated photomask, is accelerated to a nitrogen pressure of 12L/min so that it can be evenly sprayed on the photomask surface, and the entire photomask The antifouling coating agent was wet-coated by high-pressure spraying at a speed of 600 mm/s. At this time, the movement direction of the spray nozzle is set to ' ', and a wet coating process was performed to prevent excessive spraying of the coating solution on the outside of the photomask by setting the direction change to be performed outside the photomask.

다음으로, 방오코팅제가 코팅된 포토마스크를 150℃ 하에서 15분 동안 열풍방식으로 열에너지를 공급하는 조건으로 열처리 및 경화시켜서 투명 유리 기판 상에 약 40nm 두께의 방오 코팅층을 형성시켰다.Next, an antifouling coating layer of about 40 nm thick was formed on the transparent glass substrate by heat treatment and curing the photomask coated with the antifouling agent under the conditions of supplying thermal energy in a hot air method at 150° C. for 15 minutes.

실험예 1 : 방오 코팅제 경화물의 접촉각, 접착력, 표면경도 측정Experimental Example 1: Measurement of contact angle, adhesion, and surface hardness of the cured product of the antifouling coating agent

상기 실시예 1 ~ 2의 증류수에 대한 접촉각을 KS L 2110 방법에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The contact angle with respect to distilled water of Examples 1 and 2 was measured according to the KS L 2110 method, and the results are shown in Table 1 below.

또한, 방오 코팅이 된 투명 유리 기판에 대한 투과율을 KS M ISO 9211-3 방법에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the transmittance of the transparent glass substrate with the antifouling coating was measured according to the KS M ISO 9211-3 method, and the results are shown in Table 1 below.

또한, 방오 코팅층의 투명 유리 기판에 대한 접착력을 KS M ISO 2409에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the adhesion of the antifouling coating layer to the transparent glass substrate was measured in accordance with KS M ISO 2409, and the results are shown in Table 1 below.

또한, 방오 코팅층의 표면 경도를 KS M ISO 15184에 의거하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the surface hardness of the antifouling coating layer was measured in accordance with KS M ISO 15184, and the results are shown in Table 1 below.

구분division 접촉각(°)Contact angle (°) 365nm 에서의 투과도(%)Transmittance at 365nm (%) 접착력adhesion 표면경도surface hardness 실시예 1Example 1 115±2115±2 8686 Class 0Class 0 9H9H 실시예 2Example 2 105±11105±11 8787 Class 0Class 0 9H9H

상기 표 1을 살펴보면, 실시예 1 ~ 2의 방오코팅층은 수십 nm 두께의 코팅이기 때문에 경도의 경우 기판의 특성에 따르며, 높은 접착력을 보이고 있다.Referring to Table 1, since the antifouling coating layer of Examples 1 and 2 is a coating having a thickness of several tens of nm, the hardness depends on the characteristics of the substrate and shows high adhesion.

제조예 1 : SiOPreparation Example 1: SiO 22 나노박막층 및 방오 코팅층이 형성된 포토마스크 제조 Manufacture of photomask with nano-thin film layer and anti-fouling coating layer

접촉식 포토리소그래피 공정에서 범용적으로 사용되는 20인치×24인치 크기의 투명 유리 기판 상부에 크롬층 및 포토레지스트층이 순차적으로 형성된 블랭크 마스크를 준비하였다.A blank mask was prepared in which a chromium layer and a photoresist layer were sequentially formed on a transparent glass substrate having a size of 20 inches by 24 inches that is universally used in a contact photolithography process.

다음으로, 블랭크 마스크를 레이저를 조사하고 현상, 에칭 반응을 유도하여 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 적층된 볼록 패턴과 크롬층이 존재 하지 않는 오목 패턴이 형성된 포토마스크를 제조하였다(도 4 참조).Next, the blank mask was irradiated with a laser to induce development and etching reactions to prepare a photomask in which a convex pattern in which a chromium layer was laminated and a concave pattern in which a chromium layer was not present were formed on the transparent glass substrate (see FIG. 4). .

다음으로, 상기 포토마스크를 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.Next, the photomask was subjected to plasma treatment under a condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 표면 개질 처리한 포토마스크 표면에 건식 스퍼터 장비를 이용하여 Si 또는 SiO2타겟을 이용하여 증착 압력 3.5mTorr에서, 아르곤 가스(Ar) 유압을 30sccm, O2가스 유압을 14sccm으로 하여 증착률을 0.365nm/sec로 하고, 증착 시간을 120초로 하여 SiO2나노박막층을 포토마스크 전면에 형성시켰다(도 5 참조).Next, using a dry sputtering device on the surface of the surface-modified photomask, the deposition rate was set using a Si or SiO 2 target at a deposition pressure of 3.5 mTorr, an argon gas (Ar) hydraulic pressure of 30 sccm, and an O 2 gas hydraulic pressure of 14 sccm. was set to 0.365 nm/sec, and the deposition time was 120 seconds to form a SiO 2 nano-thin film on the entire surface of the photomask (see FIG. 5 ).

다음으로, SiO2 나노박막층이 형성된 포토마스크 표면을 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.Next, the surface of the photomask on which the SiO 2 nano-thin film layer was formed was subjected to plasma treatment under the condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 플라즈마 처리한 포토마스크의 상부에 2ml/min로 토출되는 방오 코팅제를 12L/min의 질소압으로 가속시켜 포토마스크 표면에 고르게 분사될 수 있도록 하며, 포토마스크 전체를 600mm/s의 속도 조건으로 고압 분사시켜서 방오 코팅제를 습식 코팅시켰다. 이때, 분사 노즐의 이동 방향은 'ㄹ'으로 하며, 방향전환을 반드시 포토마스크 외부에서 하도록 설정함으로써 포토마스크의 외곽에 코팅액이 과도하게 분사되는 것을 방지하는 습식코팅 공정을 수행하였다.Next, the antifouling coating agent discharged at 2ml/min on top of the plasma-treated photomask is accelerated to a nitrogen pressure of 12L/min so that it can be evenly sprayed on the photomask surface, and the entire photomask is subjected to a speed condition of 600mm/s The antifouling coating agent was wet-coated by high-pressure spraying. At this time, the movement direction of the spray nozzle is set to ' ', and a wet coating process was performed to prevent excessive spraying of the coating solution on the outside of the photomask by setting the direction change to be performed outside the photomask.

이때, 상기 방오코팅제는 퍼플루오로 폴리트리메틸렌 옥사이드(Perfluoro polytrimethyleneoxide) 0.3 중량% 및 용매로서 에틸 노나플루오로이소부틸 에테르(Ethyl Nonafluoroisobutyl Ether) 99.7 중량%를 혼합 및 교반하여 제조한 것이다.At this time, the antifouling coating agent was prepared by mixing and stirring 0.3% by weight of perfluoro polytrimethyleneoxide and 99.7% by weight of ethyl nonafluoroisobutyl ether as a solvent.

다음으로, 방오코팅제가 코팅된 포토마스크를 150℃ 하에서 15분 동안 열풍방식으로 열에너지를 공급하는 조건으로 열처리 및 경화시켜서 투명 유리 기판 상에 방오 코팅층을 형성시켜서, 도 3에 개략적인 단면도를 나타낸 형태와 같은 방오코팅층이 형성된 포토마스크를 제조하였다.Next, an antifouling coating layer is formed on a transparent glass substrate by heat treatment and curing the photomask coated with the antifouling agent under the conditions of supplying thermal energy in a hot air method at 150° C. for 15 minutes, showing a schematic cross-sectional view in FIG. A photomask having an antifouling coating layer as shown in was prepared.

최종 제조된 포토마스크는 투명 유리 기판의 두께는 4.8mm이고, 크롬층 두께는 약 90nm이며, SiO2 나노박막층 두께는 약 15nm였고, 방오코팅층 두께는 약 40nm였다.The final manufactured photomask had a transparent glass substrate thickness of 4.8 mm, a chromium layer thickness of about 90 nm, a SiO 2 nano-thin film layer thickness of about 15 nm, and an antifouling coating layer thickness of about 40 nm.

비교제조예 1 : 일반 포토마스크를 이용한 제품의 제조Comparative Preparation Example 1: Preparation of a product using a general photomask

제조예1과 동일한 크기의 투명 유리 기판 상부에 크롬층, 산화크롬층 포토레지스트층이 순차적으로 형성된 블랭크 마스크를 준비하였다.A blank mask in which a chromium layer and a chromium oxide layer and a photoresist layer were sequentially formed on a transparent glass substrate of the same size as in Preparation Example 1 was prepared.

다음으로, 블랭크 마스크를 레이저를 조사하고 현상, 에칭 반응을 유도하여 투명 유리 기판 상부에 크롬층 및 크롬층 상부에 산화크롬층이 적층된 볼록 패턴과 오목 패턴이 형성된 일반적인 포토마스크를 준비하였다.Next, a general photomask in which a convex pattern and a concave pattern in which a chromium layer on a transparent glass substrate and a chromium oxide layer were laminated on a chromium layer were prepared by irradiating the blank mask with a laser and inducing development and etching reactions.

그리고 이 포토마스크를 이용하여 포토리소그래피 공정을 통해 제품을 준비하였다.And using this photomask, a product was prepared through a photolithography process.

비교제조예 2 : 포토마스크를 사용하지 않는 공정을 이용한 제품의 제조Comparative Preparation Example 2: Manufacture of a product using a process that does not use a photomask

개발 기술 적용 포토마스크의 효과성을 직접적으로 비교하기 위해 레이저 조사를 통해 직접 회로를 구현하는 LDI(Laser Direct Imaging) 기술을 이용하여 제품을 준비하였다. 상기 LDI 기술은 기존의 포토리소그래피 보다 수율 측면에서 탁월한 효과를 보이고 있어 그 적용범위가 점차 확대되는 기술이다.In order to directly compare the effectiveness of the developed technology applied photomask, the product was prepared using LDI (Laser Direct Imaging) technology that implements a circuit directly through laser irradiation. The LDI technology shows an excellent effect in terms of yield compared to conventional photolithography, and thus its application range is gradually expanded.

비교제조예 3Comparative Preparation Example 3

접촉식 포토리소그래피 공정에서 범용적으로 사용되는 20인치×24인치 크기의 투명 유리 기판 상부에 크롬층, 산화크롬층 및 포토레지스트층이 순차적으로 형성된 블랭크 마스크를 준비하였다.A blank mask was prepared in which a chromium layer, a chromium oxide layer, and a photoresist layer were sequentially formed on a transparent glass substrate having a size of 20 inches by 24 inches that is universally used in a contact photolithography process.

다음으로, 블랭크 마스크를 레이저를 조사하고 현상, 에칭 반응을 유도하여 투명 유리 기판 상부에 크롬층 및 크롬층 상부에 산화크롬층이 적층된 볼록 패턴과 오목 패턴이 형성된 포토마스크를 제조하였다. 이때, 투명 유리 기판의 두께는 4.8mm이고, 크롬층 두께는 약 90nm이며, 산화크롬층 두께는 약 10nm였다.Next, the blank mask was irradiated with a laser to induce development and etching reactions to prepare a photomask in which a chromium layer and a chromium oxide layer were laminated on a transparent glass substrate and a convex pattern and a concave pattern were formed. At this time, the thickness of the transparent glass substrate was 4.8 mm, the thickness of the chromium layer was about 90 nm, and the thickness of the chromium oxide layer was about 10 nm.

다음 공정부터는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 표면처리 및 동일한 방오코팅제로 방오코팅층을 형성시켜서 포토마스크를 제조하였다. 단, SiO2 나노박막층은 형성시키지 않았다.From the next step, a photomask was manufactured by surface treatment in the same manner as in Example 1 and forming an antifouling coating layer with the same antifouling coating agent. However, the SiO 2 nano-thin film layer was not formed.

비교제조예 4Comparative Preparation Example 4

제조예 1과 동일한 블랭크 마스크를 준비하였다.The same blank mask as in Preparation Example 1 was prepared.

다음으로, 블랭크 마스크를 레이저를 조사하고 현상, 에칭 반응을 유도하여 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 적층된 볼록 패턴과 크롬층이 존재하지 않는 오목 패턴이 형성된 포토마스크를 제조하였다(도 4 참조).Next, the blank mask was irradiated with a laser to induce development and etching reactions to prepare a photomask in which a convex pattern in which a chromium layer was laminated and a concave pattern in which a chromium layer was not present were formed on the transparent glass substrate (see FIG. 4). .

다음으로, 상기 포토마스크를 0.5W/mm의 조건으로 플라즈마 처리를 수행하여 표면 개질 처리하였다.Next, the photomask was subjected to plasma treatment under a condition of 0.5 W/mm to undergo surface modification.

다음으로, 플라즈마 처리한 포토마스크의 상부에 2ml/min로 토출되는 제조예 1과 동일한 방오 코팅제를 12L/min의 질소압으로 가속시켜 포토마스크 표면에 고르게 분사될 수 있도록 하며, 포토마스크 전체를 600mm/s의 속도 조건으로 고압 분사시켜서 방오 코팅제를 제조예 1과 동일한 방법으로 습식 코팅시켰다.Next, the same antifouling coating agent as in Preparation Example 1, which is discharged at 2ml/min on the upper part of the plasma-treated photomask, is accelerated to a nitrogen pressure of 12L/min so that it can be evenly sprayed on the photomask surface, and the entire photomask is 600mm By high-pressure spraying at a rate of /s, the antifouling coating agent was wet-coated in the same manner as in Preparation Example 1.

다음으로, 방오코팅제가 코팅된 포토마스크를 150℃ 하에서 15분 동안 열풍방식으로 열에너지를 공급하는 조건으로 열처리 및 경화시켜서 투명 유리 기판 상에 방오 코팅층을 형성된 포토마스크를 제조하였다.Next, the photomask coated with the antifouling agent was heat-treated and cured under the conditions of supplying thermal energy in a hot air method at 150° C. for 15 minutes to prepare a photomask having an antifouling coating layer on a transparent glass substrate.

최종 제조된 포토마스크는 투명 유리 기판의 두께는 4.8mm이고, 크롬층 두께는 약 90nm이며, 방오코팅층 두께는 약 40nm였다.The final manufactured photomask had a transparent glass substrate thickness of 4.8 mm, a chromium layer thickness of about 90 nm, and an antifouling coating layer thickness of about 40 nm.

실험예 2 : 내마모성 실험Experimental Example 2: Abrasion resistance test

SiO2 나노박막층을 형성하지 않고 방오 코팅을 적용한 포토마스크인 비교제조예 4와 제조예1의 포토마스크의 Cr면상의 방오 코팅막의 내구성(내마모성)을 비교하였다.The durability (abrasion resistance) of the antifouling coating film on the Cr surface of the photomask of Comparative Preparation Example 4 and Preparation Example 1, which is a photomask to which an antifouling coating was applied without forming a SiO 2 nano-thin film layer, was compared.

테스트는 무진천을 300g무게 40rpm속도로 왕복 운동한 후 접촉각을 측정하여 초기 접촉각 대비 접촉각 차이가 15°이상 날 경우 방오 코팅막이 탈막되었다고 판단하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 도 7에 나타내었다.In the test, the antifouling coating film was removed when the contact angle was measured after reciprocating the Mujincheon at a speed of 40rpm with a weight of 300g, and the contact angle compared to the initial contact angle was 15° or more.

구분division 초기 접촉각initial contact angle 1000회1000 times 3000회3000 times 5000회5000 times 제조예 1Preparation Example 1 112.4112.4 109.1109.1 111.5111.5 111.4111.4 비교제조예 4Comparative Preparation Example 4 112.4112.4 73.473.4 -- --

내마모성 테스트 결과 방오 코팅만 적용한 포토마스크의 경우 Cr면 방오코팅막이 쉽게 탈막되어 접촉식 노광 공정에 사용되는 포토마스크로써 수명이 짧음을 확인할 수 있었고 SiO2 나노박막층이 형성된 방오 포토마스크의 경우(제조예 1) Cr면에서 방오코팅막이 유지되어 그 수명이 길어서 내구성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.As a result of the abrasion resistance test, in the case of a photomask to which only the antifouling coating was applied, the Cr surface antifouling coating film was easily removed, so it was confirmed that the lifespan was short as a photomask used in the contact exposure process. 1) It was confirmed that the antifouling coating film was maintained on the Cr surface and the lifespan was long, so it was confirmed that the durability was very good.

실험예 3 : 포토마스크 세정력 평가Experimental Example 3: Evaluation of photomask cleaning power

상기 제조예 1 및 비교제조예 1 ~ 3에서 제조한 제품의 불량을 검사하였다. 상기 제조예 1의 포토마스크는 무진 와이퍼만을 이용하여 세정을 진행하였고 비교제조예 1의 포토마스크는 에탄올 등의 화학약품을 이용하여 세정을 진행하여 포토리소그래피 공정을 진행하였다. 제조예 1과 비교제조예 1 ~ 3의 검사 결과를 하기 표 3에 나타내었다.Defects of the products prepared in Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 were inspected. The photomask of Preparation Example 1 was cleaned using only a dust-free wiper, and the photomask of Comparative Preparation Example 1 was cleaned using chemicals such as ethanol to perform a photolithography process. The test results of Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 are shown in Table 3 below.

구분division 쇼트(ppm)Short (ppm) 오픈(ppm)Open (ppm) 슬릿(ppm)Slit (ppm) AOI수율AOI yield 제조예 1Preparation Example 1 7,8347,834 689689 1,9831983 99.27%99.27% 비교제조예 1Comparative Preparation Example 1 16,27216,272 1,1531,153 2,0252,025 97.63%97.63% 비교제조예 2Comparative Preparation Example 2 6,9946,994 703703 2,6192,619 98.67%98.67% 비교제조예 3Comparative Preparation Example 3 8,3488,348 706706 2,0252,025 98.46%98.46%

제품의 불량 측정은 포토리소그래피 공정을 이용하여 회로 등의 패턴을 구현하는 전기전자 분야에서 통상적으로 사용하는 데이터 기반 비교 검사법을 이용하여 측정하였다. 검사는 패턴 데이터와 실제 제작된 제품을 1 : 1로 비교하여 상이한 곳을 검출하는 방식으로 검출되는 이물이 적을수록 생산 수율이 향상되는 개념이다.Product defects were measured using a data-based comparative inspection method commonly used in the field of electrical and electronic devices to implement patterns such as circuits using a photolithography process. Inspection is a method of detecting different parts by comparing pattern data and actual manufactured products 1:1. It is a concept that the fewer foreign substances detected, the better the production yield.

제작된 제품의 검사 결과에서 각 불량(short, open, slit)의 전반적으로 검출량이 감소하고 AOI(Automatic Optical Inspection) 최종 수율이 1% 가까이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 쇼트(short) 불량은 제품의 회로가 서로 연결된 불량을 의미하는 것으로 보통 포토마스크 내의 회로 패턴 사이에 이물이 존재하는 경우 발생한다. 오픈(Open)과 슬릿(slit)은 반대로 회로가 구현되지 않은 경우를 의미하며 이는 포토마스크의 영향보다는 제품 표면 상태 불량, 접촉식 리소그래피 공정시 흡착 불량, 이후 제조 공정 중에 발생한다.In the inspection result of the manufactured product, it can be seen that the overall detection amount of each defect (short, open, slit) decreases and the final yield of AOI (Automatic Optical Inspection) increases by nearly 1%. In this case, a short defect means a defect in which circuits of a product are connected to each other, and usually occurs when a foreign material exists between circuit patterns in a photomask. Open and slit mean a case in which the circuit is not implemented on the contrary, which occurs during the manufacturing process after the product surface condition is poor, the contact lithography process is not adsorbed, rather than the effect of the photomask.

이에 따라 제조예 1과 비교제조예 1 ~ 3에서 제작한 제품의 검사결과를 보면, 오픈(open)과 슬릿(slit) 불량은 차이가 거의 없는 것을 확인할 수 있다. 반면 쇼트(short) 불량은 포토마스크상의 이물에 의해 발생하는 것으로 포토마스크를 사용하지 않는 비교제조예 2가 가장 낮게 검출되고 있고 세정력을 향상시킨 제조예 1 역시 비교제조예 1의 일반 포토마스크에 비해 50% 수준으로 비교제조예 2 및 비교제조예 3과 유사한 수치를 보이고 있다. 쇼트(short) 불량은 제작된 제품의 가장 치명적인 불량으로 쇼트 불량 수치를 낮추는 것이 접촉식 노광 공정의 핵심 공정개선 항목 중 하나이다.Accordingly, looking at the inspection results of the products manufactured in Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3, it can be seen that there is little difference between the open and the slit defects. On the other hand, the short defect is caused by foreign substances on the photomask, and Comparative Preparation Example 2, which does not use a photomask, is detected the lowest, and Preparation Example 1 with improved cleaning power is also compared to the general photomask of Comparative Preparation Example 1. At a level of 50%, it shows similar values to Comparative Preparation Example 2 and Comparative Preparation Example 3. Short defect is the most fatal defect of manufactured products, and lowering the short defect value is one of the key process improvement items of the contact exposure process.

특히 비교제조예 2의 LDI 공정은 패턴 형상에 따라 적용이 불가능하거나 포토리소그래피 공정보다 수율이 떨어지는 경우가 있고 고가의 LDI 전용 자재를 사용해야 하는 제약사항이 있는 반면 개발 기술이 적용된 제조예 1의 경우 이러한 제약사항 없이 적용이 가능하다는 장점을 갖고 있다.In particular, the LDI process of Comparative Preparation Example 2 cannot be applied depending on the pattern shape or the yield is lower than the photolithography process, and there are restrictions to use expensive LDI-only materials. It has the advantage that it can be applied without restrictions.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the present invention, for those of ordinary skill in the art, this specific description is only a preferred embodiment, and it is clear that the scope of the present invention is not limited thereto. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

10, 110 : 투명 유리 기판
112 : 표면처리된 투명 유리 기판
20, 120 : 크롬 패턴(층)
30 : 산화크롬 패턴(층)
130 : SiO2 나노박막 패턴(층)
132 : 표면처리된 SiO2 나노박막 패턴(층)
40 : 흡착된 포토레지스트 잔여물
50 : 흡착된 유동성 이물
140 : 표면에 도포된 방오코팅제
142 : 경화된 방오 코팅층
10, 110: transparent glass substrate
112: surface-treated transparent glass substrate
20, 120: Chrome pattern (layer)
30: chromium oxide pattern (layer)
130: SiO 2 nano-thin film pattern (layer)
132: surface-treated SiO 2 nano-thin film pattern (layer)
40: adsorbed photoresist residue
50: adsorbed fluid foreign matter
140: antifouling coating agent applied to the surface
142: cured antifouling coating layer

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 형성된 블랭크 마스크에 오목부 및 볼록부로 구성된 요철 패턴을 형성시키는 1 단계;
요철 패턴이 형성된 포토마스크 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 2 단계;
표면이 개질된 포토마스크의 표면에 SiO2 전구체를 습식코팅시켜서 SiO2 나노박막층을 형성하는 3 단계;
상기 SiO2 나노박막층 표면을 플라즈마 처리 또는 계면활성제로 표면 개질시키는 4단계; 및
표면 개질된 SiO2 나노박막층 상부에 방오 코팅제를 토출속도 1.5 ~ 2.5ml/분으로 토출시키고, 11 ~ 13L/분의 질소압으로 가속시켜 SiO2 나노박막층 상부 표면 상부에 방오 코팅제를 분사하여 습식 스프레이 코팅한 후 열처리하여 방오 코팅층을 형성하는 5 단계;를 포함하는 공정을 수행하며,
1단계의 요철패턴의 상기 볼록부는 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 형성되어 있으며, 요철패턴의 상기 오목부는 투명 유리 기판 상부에 크롬층이 존재하지 않으며,
3단계의 상기 습식코팅은, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 딥코팅 또는 슬롯다이 코팅으로 수행하고,
상기 SiO2 전구체는 실란, 디메틸실란, 트리메틸실란, 테트라메틸실란, 디에틸실란, 테트라메틸오르쏘실리케이트(TMOS), 옥타메틸트리실록산(OMTS), 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS), 테트라메틸디메틸디메톡시디실란, 테트라메틸시클로테트라실록산(TOMCATS), 디메틸 디메톡시실란(DMDMOS), 디에톡시메틸실란(DEMS), 메틸트리에톡시실란(MTES), 페닐디메틸실란 및 페닐실란 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
5단계의 코팅은, 포토마스크 전체를 560 ~ 650mm/s의 속도로 스캔(scan)하여 포토마스크 전체에 방오 코팅제를 도포시켜서 수행하며,
상기 방오 코팅제는 방오제 0.1 ~ 0.7 중량% 및 잔량의 용매를 포함하고,
상기 방오제는 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 폴리머, 불화 에틸렌-프로필렌, 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌, 퍼플루오로엘라스토머, 플루오로카본, 퍼플루오로폴리에테르, 퍼플루오로술폰산, 불화 폴리이미드, 및 퍼플루오로폴리옥세탄 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 용매는 불소 함유 유기 용매, 예컨대 불소 함유 알케인(alkane), 불소 함유 할로알케인(halo alkane), 불소 함유 방향족 화합물 및 불소 함유 에테르(하이드로플루오로에테르) 중에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크의 제조방법.
A first step of forming a concave-convex pattern composed of concave and convex portions on a blank mask in which a chromium layer is formed on a transparent glass substrate;
A second step of surface-modifying the surface of the photomask on which the concave-convex pattern is formed with plasma treatment or a surfactant;
3 step of forming a SiO 2 nano-thin film layer by wet-coating a SiO 2 precursor on the surface of the photomask having a modified surface;
Step 4 of surface-modifying the surface of the SiO 2 nano-thin film layer with plasma treatment or a surfactant; and
Wet spray by discharging the antifouling coating agent on the surface-modified SiO 2 nano-thin film layer at a discharge rate of 1.5 to 2.5 ml/min, and accelerating it to a nitrogen pressure of 11 to 13 L/min to spray the anti-fouling coating agent on the upper surface of the SiO 2 nano-thin film layer. 5 steps of forming an antifouling coating layer by heat-treating after coating; performing a process comprising:
The convex portion of the concave-convex pattern in step 1 has a chromium layer formed on the transparent glass substrate, and the concave portion of the concave-convex pattern does not have a chromium layer on the transparent glass substrate,
The wet coating of step 3 is performed by spray coating, spin coating, dip coating or slot die coating,
The SiO2 precursor is silane, dimethylsilane, trimethylsilane, tetramethylsilane, diethylsilane, tetramethylorthosilicate (TMOS), octamethyltrisiloxane (OMTS), octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS), tetramethyldimethyldi At least one selected from methoxydisilane, tetramethylcyclotetrasiloxane (TOMCATS), dimethyl dimethoxysilane (DMDMOS), diethoxymethylsilane (DEMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyldimethylsilane, and phenylsilane includes,
Coating in step 5 is performed by scanning the entire photomask at a speed of 560 to 650mm/s and applying an antifouling coating agent to the entire photomask,
The antifouling coating agent comprises 0.1 to 0.7% by weight of an antifouling agent and the remaining amount of the solvent,
The antifouling agent is polyvinylfluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, perfluoroalkoxy polymer, fluorinated ethylene-propylene, polyethylenetetrafluoroethylene, polyethylene-chlorotrifluoro containing at least one selected from ethylene, perfluoroelastomer, fluorocarbon, perfluoropolyether, perfluorosulfonic acid, fluorinated polyimide, and perfluoropolyoxetane,
The solvent comprises a fluorine-containing organic solvent, such as one selected from fluorine-containing alkane, fluorine-containing halo alkane, fluorine-containing aromatic compound, and fluorine-containing ether (hydrofluoroether). A method of manufacturing an eco-friendly photomask with excellent cleaning ease and abrasion resistance.
제8항에 있어서, 2단계 및 4단계의 상기 플라즈마 처리 각각은 독립적으로, 플라즈마 헤더 길이 기준 0.45 ~ 0.6W/1mm의 조건에서 28 ~ 32mm/s의 속도로 1회 수행하며,
플라즈마 처리 전 포토마스크 표면에 흡착된 이물 및 포토마스크 표면 대전 특성을 중성화하기 위한 이온나이저(ionizer) 처리를 선행하는 것을 특징으로 하는 세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크의 제조방법.
The method of claim 8, wherein each of the plasma treatment steps 2 and 4 is independently performed once at a rate of 28 to 32 mm/s under the conditions of 0.45 to 0.6 W/1 mm based on the plasma header length,
A method of manufacturing an eco-friendly photomask with excellent cleaning easiness and abrasion resistance, characterized in that prior to plasma treatment, an ionizer treatment is performed to neutralize foreign substances adsorbed on the photomask surface and the charging characteristics of the photomask surface.
제8항에 있어서, 2단계 및 4단계의 계면활성제를 이용한 표면 개질 처리 각각은 독립적으로, 15 ~ 30 중량% 농도의 계면활성제를 포토마스크 전체 표면에 도포한 후, 초순수로 세정하여 이물질 제거 및 표면을 친수화시키는 것을 특징으로 하는 세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크의 제조방법.The method of claim 8, wherein each of the surface modification treatment using a surfactant in steps 2 and 4 is independently applied to the entire surface of the photomask with a surfactant at a concentration of 15 to 30% by weight, and then washing with ultrapure water to remove foreign substances and A method of manufacturing an eco-friendly photomask with excellent cleaning ease and abrasion resistance, characterized in that the surface is hydrophilized. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서, 5단계의 열처리는 140 ~ 150℃하에서 10 ~ 15분 동안 열풍 처리하여 수행하는 것을 특징으로 하는 세정 용이성 및 내마모성이 우수한 친환경 포토마스크의 제조방법.The method of claim 8, wherein the heat treatment in step 5 is performed by hot air treatment at 140 to 150° C. for 10 to 15 minutes. 삭제delete
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