KR20090007228A - 마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, CAP 코터를 이용하여 기판 표면에 레지스트막을 형성하는 경우, 도포 얼룩을 해소하여, 기판면 내의 도포막 두께의 균일성이 양호한 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명은, 전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판(10)의 피도포면에, 액상의 레지스트제를 수용한 액조로부터 노즐(22)을 통과하여 노즐 선단 개구부에 도달한 레지스트제를 접액시키고, 기판과 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 마스크 블랭크의 제조 방법이다. 이 레지스트막 형성 공정에서, 상기 상대 이동시, 노즐이, 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 위치에 이르기까지의 소정 영역에서는, 노즐과 기판의 간격을 접액시의 접액 갭인 채로 도포하고, 그 후, 노즐과 기판의 간격을 소정의 도포 갭으로 변경하여 도포한다.

전사 패턴, 피도포면, 레지스트제, 마스크 블랭크, 포토마스크, 노즐, 도포 갭

Description

마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING MASK BLANK AND METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOMASK}

본 발명은, 기판의 피도포면에 모세관 현상을 이용하여 도포액을 도포하는 도포 방법을 이용하여 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 마스크 블랭크의 제조 방법 및 포토마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 포토리소그래피법을 이용한 패턴 형성에서는, 포토레지스트 등의 도포액을 기판 위에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정이 필요하다. 이 도포액을 도포하는 도포 장치(코터)로서, 소위 스핀 코터가 알려져 있다. 이 스핀 코터는, 수평으로 유지한 기판(의 피도포면)의 중앙에 도포액을 적하한 후, 이 기판을 수평면 내에서 고속 회전시킴으로써, 원심력의 작용에 의해 도포액을 기판 전체면에 신전시켜, 기판 표면에 도포막을 형성하는 것이다.

그러나, 이 스핀 코터에서는, 기판의 주연부에 프린지라고 불리는 레지스트의 솟아오름이 발생해 버린다고 하는 문제가 있었다. 이러한 프린지가 발생하면, 레지스트막의 막 두께가 기판면 내에서 불균일해져, 패턴을 형성하였을 때에 CD의 면내 변동이 생기게 된다. 특히 이러한 프린지의 솟아오름은, 기판의 형상이 회전 대칭이 아닌 경우(직사각형 등)에는 막 두께의 불균일을 조장한다. 또한, 스핀 코터를 이용한 경우, 최근의 액정 표시 장치나 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크에서는, 기판이 더욱 대형화, 대중량화하는 경향이 있는 것, 일정 속도에서의 회전 구동 기구를 얻기 어려운 것, 큰 회전 공간(챔버)의 필요성, 도포액의 로스가 많다는 등의 문제가 생긴다.

한편, 대형 기판에 바람직한 도포 장치로서, 종래, 슬릿 코터 또는 CAP 코터로 통칭되는 도포 장치가 제안되어 있다(예를 들면 일본 특허 공개 제2001-62370호 공보(특허 문헌 1) 참조). 이 CAP 코터는, 내부에 모관 형상의 간극을 갖는 노즐을 기판의 피도포면에 대하여 접근시켜, 도포액을 채운 액조로부터 노즐을 통과하여, 노즐 선단 개구부에 도달한 도포액을 기판의 피도포면에 접액시키고, 이 상태에서 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 기판의 피도포면에 도포액을 도포하여 도포막을 형성하는 것이다.

도 7을 참조하여, 종래의 CAP 코터를 이용한 도포 방법에 대하여 설명한다. 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 도포 개시 부분에서, 노즐(22) 및 도포액(액상의 레지스트제)(21)을 채운 액조를 소정 위치까지 상승시키고, 여기에서 노즐(22)만 돌출시켜 노즐(22) 선단(22a)의 도포액(21)을 소정의 접액 갭 G1에서 피도포면(마스크 블랭크 기판(10)의 피도포면)(10a)에 접액한다. 그리고, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 접액을 유지한 상태에서, 노즐(22)을, 원하는 도포막 두께에 따 라, 소정량 강하시켜, 노즐(22)과 피도포면(10a)의 도포 갭 G2를 적정하게 조정한다. 여기에서, 접액 갭 G1은 통상 도포 갭 G2보다 작은 값으로서, 예를 들면 도포 갭 G2의 3∼50％ 정도의 범위이다. 그리고, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 기판(10)(피도포면(10a))과 노즐(22)을 예를 들면 수평 방향으로 상대적으로 이동(도 7의 예에서는 기판(10)만을 이동)시킴으로써, 도포를 개시한다.

그러나, 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 접액 상태는 매우 불안정하다. 상술하면, 접액한 순간의 접액 라인(도 7에서 지면과 수직 방향의 직선으로서, 깊이 방향으로 신장한 노즐(22)과 기판(10) 사이에 형성된 액 괴임의 선) 부분의 막 두께가 국소적으로 두껍고, 또한 접액 라인의 굵기(즉 접액 라인을 형성하는 레지스트 액량)가 불균일하다. 이 때문에, 종래와 같이 접액 후, 바로 기판(10)과 노즐(22) 사이의 거리를 도포 갭 G2로 설정하여 도포를 개시하면, 상기 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 불안정한 상태는 그대로 도포 중의 막의 외관에 영향을 준다. 그 결과, 도포막에 도포 방향(기판(10) 또는 노즐(22)의 이동 방향)의 얼룩(예를 들면 일정한 폭을 가진 세로 얼룩(6)이나 도포 개시의 폭이 좁은 줄무늬 형상의 얼룩(7) 등(도 8 참조))이 발생하는 경우가 있는 것이 판명되었다.

이러한 도포막(레지스트막)에 도포 얼룩이 있으면, 외관상의 문제를 일으킬 뿐만 아니라, 형성된 레지스트막의 두께의 균일성이 나빠, 패턴을 형성하였을 때에 CD(선폭)의 면내 변동이 생기게 된다. 특히 최근의 액정 표시 장치나 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크에서는 기판이 더욱 대형화하는 경향이 있고, 또한 패턴 도 한층 더 미세화가 요구되고 있어, 이러한 엄격한 요구를 만족시키기 위해서는, 기판면 내에서의 레지스트막의 도포 얼룩(도포막 두께의 변동)은 결코 무시할 수 없는 중요한 해결 과제로 되고 있다.

그래서 본 발명의 제1 목적은, 전술한 종래 기술의 과제를 감안하여, CAP 코터를 이용하여 기판 표면에 레지스트막을 형성하는 경우, 전술한 도포 얼룩을 해소하여, 기판면 내의 도포막 두께의 균일성이 양호한 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 상기 제조 방법에 의한, 도포 얼룩이 없고, 도포막 두께의 균일성이 양호한 레지스트막이 형성된 마스크 블랭크를 이용하는 포토마스크의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

전술한 바와 같이 본 발명자가 발견한, CAP 코터를 이용하여 기판 표면에 포토레지스트의 도포막을 형성하는 경우의 과제에 기초하여 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 이하의 구성을 갖는 것이다.

<구성 1>

전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판의 피도포면에, 액상의 레지스트제를 수용한 액조로부터 노즐을 통과하여 노즐 선단 개구부에 도달한 레지스트제를 접액시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하 는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 상기 상대 이동시, 상기 노즐이, 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 위치에 이르기까지의 소정 영역에서는, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 접액시의 접액 갭인 채로 도포하고, 그 후, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 소정의 도포 갭으로 변경하여 도포하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.

<구성 2>

상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 외주 근방의 영역으로서, 어느 쪽의 패턴도 형성하지 않는 영역인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.

<구성 3>

상기 기판 위의 소정 영역은, 기판 위에 형성한 상기 박막의 단부와, 그 단부로부터 상기 박막의 막 두께가 실질적으로 일정해질 때까지의 영역을 포함하고, 그보다 큰 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.

<구성 4>

상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 단부로부터 8 mm 이내의 영역인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.

<구성 5>

상기 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 영역 내를 상기 상대 이동하는 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 이동 속도는, 그 후의 이동 속도보다도 큰 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법.

<구성 6>

구성 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어지는 마스크 블랭크를 이용하여, 상기 박막을 패터닝하여 전사 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.

본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에 의하면, CAP 코터를 이용하여, 전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판의 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정에서, 노즐이 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 영역에 이르기까지의 소정 영역에서는, 노즐과 상기 기판의 간격을 접액시의 접액 갭인 채로 도포하고, 그 후, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 소정의 도포 갭으로 변경하여 도포한다. 이와 같이, 접액 후, 접액 위치로부터 일정한 영역까지는 접액 갭인 채로 도포함으로써, 접액시의 노즐과 기판 사이의 액 괴임에서의, 도포 방향과 수직 방향의 도포액량이 일정하게 되어, 접액 라인에서의 국소적인 솟아오름이 해소된 후에, 원하는 도포 갭으로 조절하여 도포를 계속함으로써, 종래의 도포막에 생겼던 전술한 도포 얼룩을 해소할 수 있어, 기판면 내의 레지스트막의 도포막 두께의 균일성이 양호한 마스크 블랭크를 얻을 수 있다. 또한, 여기에서 원하는 도포 갭이란, 얻고자 하는 레지스트막 두께, 및 그 막 두께 분포 등으로부터 산정되는, 최적의 도포 갭으로 할 수 있다.

또한, 상기 제조 방법에 의한, 도포 얼룩이 없고, 도포막 두께의 균일성이 양호한 레지스트막이 형성된 마스크 블랭크를 이용함으로써, 고정밀도한 패턴이 형성된 포토마스크를 얻을 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.

본 발명은, 전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판의 피도포면에, 액상의 레지스트제를 수용한 액조로부터 노즐을 통과하여 노즐 선단 개구부에 도달한 레지스트제를 접액시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 상기 상대 이동시, 상기 노즐이, 기판 단부의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 위치에 이르기까지의 소정 영역에서는, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 접액시의 접액 갭인 채로 도포하고, 그 후, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 소정의 도포 갭으로 변경하여 도포하는 것을 특징으로 하고 있다.

이러한 본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에 의하면, CAP 코터를 이용하여 기판 표면에 레지스트막을 형성하는 경우, 즉, 전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판의 피도포면에, 액상의 레지스트제를 수용한 액조로부터 노즐을 통과하여 노즐 선단 개구부에 도달한 레지스트제를 접액시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 경우, 접액 후, 접액 위치로부터 소정 영역에서는 접액 갭인 채로 도포함으로써, 접액시의 노즐과 기판 사이의 도포액의 접액 상태가 안정되고, 그 후에, 얻고자 하는 레지스트막에 기초한 원하는 도포 갭으로 변경하여 도포를 계속함으로써, 종래의 도포막에 생겼던 도포 얼룩을 해소할 수 있어, 기 판면 내의 레지스트막의 도포막 두께의 균일성이 양호한 마스크 블랭크가 얻어진다. 그리고 기판 사이즈가 대형인 경우에도, 도포 얼룩을 해소할 수 있어, 기판면 내의 도포막 두께의 균일성을 향상시킬 수 있기 때문에, 본 발명은, 특히 대형 사이즈의 레지스트막을 갖는 마스크 블랭크의 제조에 바람직하다.

본 발명에서, 접액 후, 접액 갭인 채로 도포하는 상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 외주 근방의 영역으로서, 어느 패턴도 형성하지 않는 영역이다. 예를 들면, 마스크 블랭크의 중심을 포함하는 주요 에리어에는, 마스크를 사용하여, 그 패턴을 전사하여 얻고자 하는 디바이스의 주 패턴인 디바이스 패턴이 형성되고, 한편, 마스크 블랭크의 외주 근방에는, 그 마스크를 형성하는 프로세스에서 필요한 얼라인먼트 마크, 또는 그 마스크를 사용하여 전사하는 프로세스에서 필요한 얼라인먼트 마크, 혹은 마스크를 식별하는 패턴 등이 존재하는 경우가 있지만, 본 발명에서의, 상기 소정 영역에는, 이 어느 것도 형성되지 않는 영역인 것이 바람직하다.

또한, 더욱 바람직하게는, 상기 기판 위의 소정 영역은, 기판 위에 형성한 상기 박막(예를 들면 차광막)의 단부를 포함하고, 상기 단부로부터, 박막의 막 두께가 실질적으로 일정해질 때까지의 영역을 포함하고, 그 영역보다 큰 것이어도 된다. 즉, 본 발명의 소정 영역은, 차광막 등의 박막을 성막할 때에 생기는, 단부 근방의, 막 두께가 일정 범위로 되어 있지 않은 영역을 커버하고, 그 영역에의 도포를 이용하여, 노즐과 기판 사이의 액 괴임부의 형태를 가지런히 하여, 도포 방향의 막 두께를 균일화하며, 또한 도포 방향과 수직 방향의, 액 괴임부의 굵기(액량) 를 균일화할 수 있는 것이다.

이와 같이 하면, 노즐이, 그 마스크 블랭크의 주요 에리어에 이르러, 그 에리어를 도포할 때에, 그 에리어 내에 상기한 바와 같은 얼룩이 생기지 않는다.

또한, 상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 단부로부터 8 mm 이내의 영역으로 할 수 있다. 이 영역은, 표준적인 포토마스크에서의, 패턴 불형성 에리어이며, 제품 관리상, 레지스트막질의 엄밀한 사양 충족이 요구되지 않는 영역이다.

우선, 본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에서의 레지스트막의 형성 공정을 실시하는 측면에서 바람직하게 이용할 수 있는 도포 장치의 일 실시 형태를 설명한다.

도 1은 상기 도포 장치의 측면 개략도, 도 2는 그 정면 개략도이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 도포 장치(1)는, 베이스 필름(11)에 설치된 도포 수단(2)과, 이동 프레임(12)에 설치된 흡착 수단(3)과, 이동 프레임(12)을 베이스 필름(11) 위에서 수평 방향으로 이동시키는 이동 수단(4)과, 기판(10)을 착탈 가능하게 유지하는 유지 수단(5)과, 도시하지 않은 제어부를 구비하고 있다.

도포 수단(2)은, 피도포면을 하방을 향한 상태의 기판(10)에 대하여 도포액의 도포를 행하는 것이다. 이 도포 수단(2)은, 사각형 상자 형상의 베이스 필름(11)의 대략 중앙에 설치되어 있다. 도포 수단(2)의 구성에 대해서는 나중에 더욱 자세하게 설명한다.

이동 프레임(12)은, 대향하는 한 쌍의 측판(121)과, 이 측판(121)을 연결하는 상부판(122)이 일체적으로 형성되어 있다. 이동 프레임(12)은, 기판(10)과 도 포 수단(2)의 위치 정밀도가 어긋나는 경우가 없도록, 충분한 기계적 강도를 갖고 있다. 또한, 이동 프레임(12)은, 리니어 웨이(41)를 통하여, 베이스 필름(11)과 수평 방향으로 이동 가능하게 연결되어 있다. 그리고, 이동 프레임(12) 내에는, 흡착 수단(3)이 설치되어 있다. 이 흡착 수단(3)은, 예를 들면, 상부판(122)의 대략 중앙부에 복수의 흡착 구멍(도시하지 않음)이 천설된 흡착판으로 이루어진다. 또한, 이동 프레임(12)의 한 쪽의 측판(121)에는, 후술하는 볼 스크루(42)가 나사 결합하는 너트가 형성된 이동부(13)가 돌출 설치되어 있다.

이동 수단(4)은, 이동 프레임(12)의 한 쌍의 측판(121)을 가이드시키면서 이동시키는 한 쌍의 이동용 리니어 웨이(41)와, 이동부(13)의 너트에 나사 결합하는 볼 스크루(42)와, 그 볼 스크루(42)를 회전시키는 모터(43)로 구성되어 있다. 도시하지 않은 제어부로부터의 지시에 의해 모터(43)를 회전시키면 볼 스크루(42)가 회전하고, 이동부(13)를 볼 스크루(42)의 회전 방향에 따른 방향으로 소정의 거리만큼 수평 이동시킬 수 있다.

유지 수단(5)은, 베이스 필름(11)과 일체적으로 형성된 유지 수단용 프레임(51), 그 유지 수단용 프레임(51) 위에 설치된 한 쌍의 유지용 리니어 웨이(53), 그 한 쌍의 유지용 리니어 웨이(53)에 가이드되어 상기 유지 수단용 프레임(5l) 위를 이동하는 베이스판(52), 그 베이스판(52)을 수평 방향으로 이동시키는 리니어 모터(54), 로드 선단에 유지 부재(55)를 설치한 복수의 에어 실린더(또는 전자 솔레노이드)(56)를 구비한다. 또한, 각 에어 실린더(56)는, 여러가지의 기판 사이즈에 대응할 수 있도록 베이스판(52)의 임의의 부착 위치에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 또한, 상기 유지 부재(55)는, 기판(10)의 주연부를 재치하는 재치면과, 기판(10)의 위치 결정을 행하는 계지용 단차로 이루어져 있다. 유지 부재(55)는, 예를 들면 사각 형상의 기판(10)에 대해서는, 기판(10)의 네 구석을 유지하도록 베이스판(52)의 네 구석에 배설되어 있다. 물론, 유지 부재(55)의 배설 위치는, 기판의 형상, 위치 정밀도 등을 고려하여 적절하게 변경할 수 있다.

다음으로, 상기 구성의 도포 장치(1)의 전체적인 동작을 설명한다.

우선 상기 도포 장치(1)의 초기 상태는, 베이스판(52)이 기판(10)의 세트 위치에 있고, 이동 프레임(12)이 흡착 위치에 있으며, 또한 베이스판(52) 위의 네 구석에 있는 각 에어 실린더(56)의 로드가 하강하고 있는 상태이다.

다음으로, 작업자(또는 로봇)가, 피도포면을 하향으로 한 상태에서 기판(10)을 유지 부재(55)의 재치면에 재치한다. 유지 부재(55)에는 상기 계지용 단차를 형성하고 있기 때문에, 기판(10)을 용이하게 위치 결정할 수 있다. 또한, 이 계지용 단차에 의해, 베이스판(52)이 세트 위치로부터 흡착 위치로 이동하여 정지할(후술함) 때, 기판(10)을 계지할 수 있다. 또한, 작업자는, 별도 설치된 기판 재치 유닛에 기판을 재치하고, 그 기판 재치 유닛이 기판을 하향으로 한 상태에서 유지부에 수수를 행하여도 된다. 이 경우에는, 작업자는 기판을 수직 등 임의의 자세로 한 상태에서, 재치하는 것이 가능하다.

이와 같이 하여 기판(10)이 유지 부재(55)에 재치되면, 이후는 제어부로부터의 지시에 의해 다음과 같이 동작한다.

우선, 베이스판(52)이 리니어 모터(54)에 의해 흡착 위치까지 이동하여 정지 한다. 이와 같이 하여 유지 수단(5)이 흡착 위치에 위치 결정되면, 그 네 구석에 있는 4개의 에어 실린더(56)의 로드가 동시에 상승하고, 기판(10)을 흡착 수단(3)에 당접 또는 근접시킨다. 여기에서 흡착 수단(3)에 의한 흡인에 의해 기판(10)이 흡착 수단(3)에 흡착된다. 그리고, 각 에어 실린더(56)의 로드가 하강하면, 이동 프레임(12)이 처리 위치 방향으로 이동해 간다. 이동 프레임(12)이 처리 위치를 통과하는 도중에, 피도포면이 하향의 기판(10)의 피도포면에, 하방으로부터 도포 수단(2)에 의해 도포액의 도포가 행해진다.

그리고, 도포 수단(2)에 의한 도포가 종료되면, 모터(43)(볼 스크루(42))를 역회전시켜, 이동 프레임(12)이 처리 위치로부터 흡착 위치까지 되돌아간다. 그 시점에서 각 에어 실린더(56)의 로드가 상승하고, 유지 부재(55)의 재치면과 기판(10)을 당접시킨다. 이 때, 기판(10)은 유지 부재(55)의 계지용 단차에 의해 위치 결정된다. 그리고, 흡착 수단(3)에 의한 흡착을 정지시킨 후, 각 에어 실린더(56)의 로드를 동시에 하강시켜, 도포 완료된 기판(10)을 유지 부재(55)에 재치시킨다. 다음으로, 베이스판(52)을 리니어 모터(54)에 의해 흡착 위치로부터 세트 위치까지 이동시키고, 작업자(또는 로봇)가 도포 완료된 기판(10)을 유지 부재(55)로부터 취출한다. 또한, 상기 이동 프레임(12)의 이동은, 볼 스크루(42)를 이용하는 외에, 리니어 모터 등 다른 수단을 이용하여도 된다.

이상과 같이 하여, 1회의 도포 작업이 완료된다. 또한, 전술한 구성에서는, 이동 프레임(12)(흡착 수단(3))이 처리 위치 방향으로 이동해 가서, 처리 위치를 통과하는 도중에, 기판(10)의 피도포면에 하방으로부터 도포 수단(2)에 의해 도포 액의 도포가 행해지는 구성으로 하고 있다. 그러나, 예를 들면, 이동 프레임(12)을 이동시키지 않고(즉 기판(10)을 소정 위치에 고정한 채), 도포 수단(2)을 수평 방향으로 이동시켜 도포를 행하는 구성으로 하여도 된다. 나아가, 이동 프레임(12)과 도포 수단(2)의 쌍방을 이동시키는 구성으로 하여도 된다.

또한, 전술한 구성에서는, 세트 위치와 흡착 위치가 서로 다르지만, 세트 위치와 흡착 위치가 동일한 위치인 구성으로 하여도 된다.

다음으로, 상기 도포 수단(2)의 구성을 더욱 자세하게 설명한다.

도 3은, 이 도포 장치에서의 도포 수단(2)의 구성을 도시하는 단면도이다.

도포 수단(2)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 액조(20)에 고인 도포액(예를 들면 액체 형상의 포토레지스트액)(21)을 노즐(22)의 모관 형상 간극(23)에서의 모세관 현상에 의해 상승시키고, 하방으로 향해진 기판(10)의 피도포면에 노즐(22)의 선단부(상단부)(22a)(도 4 참조)를 근접시키고, 노즐 선단부(22a)까지 상승한 도포액을 그 노즐 선단부(22a)를 통하여 상기 기판(10)의 피도포면에 접액시키도록 구성되어 있다.

여기에서, 상기 액조(20)는, 기판(10)의 가로 방향의 한 변의 길이, 즉 전술한 이동 프레임(12)에 의해 이동되는 세로 방향에 직교하는 방향(도 3에서는 지면에 직교하는 방향으로 되어 있음)의 한 변의 길이보다도 긴 가로 폭을 갖고 있다. 이 액조(20)는, 지지 플레이트(24)의 상단측에, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 지지 플레이트(24)에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 부착되어 지지되어 있다.

그리고, 이 지지 플레이트(24)는, 그 하단측에서, 서로 직교하여 배치된 지지용 리니어 웨이(25, 26)를 통하여, 베이스 필름(11)의 바닥 프레임(14) 위에 지지되어 있다. 즉, 지지 플레이트(24)는, 바닥 프레임(14) 위에서, 직교하는 2 방향에의 위치 조정이 가능하도록 되어 있다. 또한, 이 지지 플레이트(24)에는, 슬라이드 기구(27)를 통하여, 액조(20) 내에 수납된 노즐(22)을 지지하는 지지봉(28)이 부착되어 있다. 상기 슬라이드 기구(27)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 지지봉(28)을 지지 플레이트(24)에 대하여 상하 방향으로 이동 조작하는 노즐 접촉 분리 수단으로서 기능한다. 즉, 액조(20)와 노즐(22)은, 서로 독립적으로, 지지 플레이트(24)에 대하여 상하 방향으로 이동 조작할 수 있게 되어 있다.

도 4는, 상기 도포 수단(2)의 주요부의 구성을 도시하는 단면도이다. 상기 지지봉(28)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 액조(20)의 저면에 형성된 투과 구멍(20b)을 통하여, 이 액조(20) 내에 상단측을 진입시키고 있다. 이 지지봉(28)의 상단부(28a)에는 상기 노즐(22)이 부착되어 있다. 즉, 노즐(22)은, 지지봉(28)에 지지되어, 액조(20) 내에 수납되어 있다. 이 노즐(22)은, 적어도 전술한 기판(10)의 가로 방향(도 4에서는 지면에 직교하는 방향으로 되어 있음)의 길이에 상당하는 길이(가로 폭)를 갖고 구성된다. 노즐(22)은, 이 방향(길이 방향)을 따라, 슬릿 형상의 모관 형상 간극(23)을 갖고 있다. 그리고, 이 노즐(22)은, 이 모관 형상 간극(23)을 사이에 두고 선단측의 폭이 좁아져 뾰족한 듯한 단면 형상을 갖고 있다. 이 모관 형상 간극(23)의 상단부(23a)는, 노즐(22)의 선단부(22a)에서, 이 노즐(22)의 대략 전체 길이(가로 폭)에 걸치는 슬릿 형상으로 개구되어 있다. 또한, 이 모관 형상 간극(23)은, 노즐(22)의 하방측을 향해서도 개구되어 있다.

또한, 액조(20)의 상면부에는, 노즐(22)의 선단부(22a)가 이 액조(20)의 상방측으로 돌출되기 위한 투과 구멍부(20a)가 형성되어 있고, 또한, 액조(20) 내의 도포액(21)이 대기에 닿는 것을 될 수 있는 한 방지하기 위해, 액조(20)의 상면부는, 상단측의 폭이 좁고 오므라지는 듯한 단면 형상을 갖고 있다. 또한, 액조(20)의 저면의 투과 구멍(20b)의 주위와 노즐(22)의 저면은 주름상자(29)로 연결되어 있어, 상기 투과 구멍(20b)으로부터 액조(20) 내의 도포액(21)이 누설되는 것을 방지하고 있다.

도 5는, 상기 도포 수단(2)이 도포를 행하고 있는 상태를 도시하는 단면도이다.

즉, 도 5에 도시하는 바와 같이, 액조(20)에 고인 도포액(21)을 노즐(22)의 슬릿 형상의 모관 형상 간극(23)(간극 간격 T)에서의 모세관 현상에 의해 상승시킨다. 하방으로 향해진 기판(10)의 피도포면(10a)에 노즐(22)의 선단부(상단부)(22a)를 소정의 도포 갭 G를 통하여 근접시킨다. 노즐 선단부(22a)까지 상승한 도포액(21)을 그 노즐 선단부(22a)를 통하여 상기 기판(10)의 피도포면(10a)에 접액시키면서, 기판(10)과 노즐(22)을 상대적으로, 또한 피도포면(10a)에 대하여 평행하게 이동시킨다. 이에 의해, 기판(10)의 피도포면(10a)에 도포액(21)을 도포하여 도포막(21a)을 형성한다. 이 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 방향은, 도 5 중의 화살표 V로 나타내는 바와 같이, 노즐(22)의 선단부(22a)에서 모관 형상 간극(23)이 형성하는 슬릿 형상의 개구와 직교하는 방향이다.

다음으로, 본 발명의 마스크 블랭크 제조에서의 레지스트막 형성 공정에서의 상기 도포 장치의 도포 수단(2)의 동작을 더욱 자세하게 설명한다.

도 6은, 본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에서의 레지스트막의 형성 공정을 설명하기 위한 상기 도포 수단의 주요부의 단면도이다.

(1) 1회의 도포가 종료된 후, 액조(20)를 소정 위치까지 하강시키고, 또한 노즐(22)을 액조(20) 내의 도포액(21)(액상 레지스트제)에 침지시킨다(도 4에 도시하는 상태이며, 말하자면, 액조(20)와 노즐(22)의 위치의 초기 상태임). 또한, 이 시점에서는, 액조(20) 내의 도포액의 액면 레벨은, 전회의 도포에 소비된 분만큼 내려가 있다.

(2) 다음의 도포에 앞서, 급액 라인(도시하지 않음)으로부터 도포액을 액조(20) 내에 공급(보급)하여, 도포 개시시의 액면 레벨을 일정하게 관리한다. 그리고, 액면 레벨이 일정해진 시점에서, 노즐(22)이 액조(20) 내의 도포액(21)에 침지된 상태에서, 노즐(22) 및 액조(20)를 소정 위치까지 상승시키고, 여기에서 노즐(22)만 돌출시켜, 노즐(22)의 선단(22a)과 피도포면(마스크 블랭크 기판(10)의 피도포면)(10a)의 간격이 소정의 접액 갭 G1로 되도록 노즐(22)의 위치를 조절하여, 노즐(22) 선단(22a)의 도포액을 피도포면(10a)에 접액한다(도 6의 (a) 참조).

그리고, 접액을 유지한 상태에서, 상기 접액 갭 G1인 채로, 기판(10)(피도포면(10a))과 노즐(22)을 상대적으로, 또한 피도포면(10a)에 평행하게 이동시킴으로써, 도포를 개시한다(도 6의 (b) 참조). 본 실시 형태에서는, 예를 들면 기판(10)만을 이동시키지만, 이것에 한하지 않고, 노즐(22)측을 이동시켜도 되고, 혹은 기 판(10)과 노즐(22)의 양방을 이동시켜도 된다.

이 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 방향은, 도 6의 (b) 중의 화살표로 나타내는 바와 같이, 노즐(22)의 선단부(22a)에서 모관 형상 간극(23)이 형성하는 슬릿 형상의 개구와 직교하는 방향이며, 또한 이 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 속도는 V1이다.

이와 같이 하여, 기판(10) 단부 근방의 접액 위치로부터 기판(10) 위의 소정 영역까지는, 노즐(22)과 기판(10)의 피도포면(10a)의 간격을 접액시의 접액 갭 Gl인 채로 도포한다. 이와 같이, 접액 후, 접액 위치로부터 소정 영역까지는 접액 갭 G1인 채로 도포함으로써, 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 접액 상태가 안정된다.

따라서, 접액 후, 접액 갭 G1인 채로 도포하는 상기 기판(10) 위의 소정 영역은, 기판(10)의 외주 근방의 영역으로서, 디바이스 패턴, 및 얼라인먼트 마크 등의 식별용 패턴이 모두 존재하지 않는 영역인 것이 바람직하다. 즉, 상기 디바이스 패턴 등의 본 패턴이 형성되지 않은 기판 외주부의 영역에서 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 접액 상태가 안정되는 것이 바람직하기 때문이다.

또한, 접액 갭 G1인 채로 도포하는 상기 기판(10) 위의 소정 영역은, 기판(10) 위에 성막하는 전사 패턴을 형성하기 위한 상기 박막(예를 들면 Cr 차광막 등)의 막 두께가 실질적으로 일정해질 때까지의 영역을 포함하고, 그보다도 큰 영역이어도 된다. 예를 들면 대형 액정 표시 장치 제조용의 대형 마스크 블랭크의 경우, 기판 단부에서의 막 벗겨짐 방지 등의 관점으로부터, 기판 단부까지는 상기 박막을 성막하지 않는 경우가 많다. 따라서, 기판 외주 근방의 일정한 영역에서는 상기 박막의 막 두께가 안정되지 않고, 통상은 상기 디바이스 패턴 등이 형성되지 않는 영역이기도 하며, 이 영역에서, 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 접액 상태를 안정시키는 것이 바람직하다.

또한, 접액 갭 G1인 채로 도포하는 상기 기판(10) 위의 소정 영역은, 디바이스 패턴 등이 형성되지 않는 영역이나, 상기 박막의 막 두께가 실질적으로 일정해질 때까지의 영역 등을 고려한 경우, 예를 들면, 구체적으로는, 기판(10)의 단부로부터 8 mm 이내의 영역으로 할 수 있다.

(3) 다음으로, 일단 상기 도포를 정지하고, 노즐(22)(또는, 노즐(22) 및 액조(20))을, 원하는 도포막 두께에 따라서, 소정량 강하시켜, 노즐(22)과 피도포면(10a)의 갭을 소정의 도포 갭 G2로 변경한다(도 6의 (c) 참조). 그리고, 상기 도포 갭 G2의 상태에서, 기판(10)(피도포면(10a))과 노즐(22)을 상대적으로 피도포면(10a)에 대하여 이동(본 실시 형태에서는 기판(10)만을 이동)시킴으로써, 도포를 속행한다(도 6의 (d) 참조).

이 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 속도는, 도 6의 (d) 중의 화살표로 나타내는 바와 같이, V2이다.

또한, 상기 접액 갭 G1에서 도포할 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 속도 V1과, 상기 도포 갭 G2에서 도포할 때의 기판(10)과 노즐(22)의 상대적인 이동 속도 V2는, 각각 임의로 설정하는 것이 가능하다. 바람직하게는, 상기 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 영역까지의 도포에서의 이동 속도 V1이, 그 후의 이동 속도 V2보다도 큰 쪽이, 종래의 도포막에 생겼던 도포 얼룩의 해소 효과가 보다 크고, 또한 이러한 도포 상태의 안정화를 단시간에 달성할 수 있기 때문에, 바람직하다.

(4) 이와 같이 하여, 1회의 도포가 종료되면, 다시 전술한 (1)의 공정부터 실시한다. 그리고, 이상의 도포 공정에 의해 기판(10) 위에 도포 얼룩이 없는 균일한 레지스트막을 형성한 마스크 블랭크가 얻어진다.

이와 같이 본 발명에 의하면, CAP 코터를 이용하여 마스크 블랭크 위에 레지스트막을 형성하는 경우, 접액 후, 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 소정 영역, 예를 들면 기판 외주부의 디바이스 패턴 등의 본 패턴이 형성되지 않는 영역은, 접액 갭 G1인 채로 도포함으로써, 접액시의 노즐(22)과 기판(10) 사이의 도포액(21)의 접액 상태가 안정된 후에, 적어도 본 패턴이 형성되는 영역에서는 원하는 도포 갭 G2로 변경하여 도포를 계속함으로써, 종래의 도포막에 생겼던 전술한 세로 얼룩이나 줄무늬 형상의 도포 얼룩이, 얻고자 하는 마스크의 디바이스 패턴에 영향을 주는 것을 억지할 수 있어, 기판면 내의 레지스트막의 도포막 두께의 균일성이 양호한 마스크 블랭크를 얻을 수 있다.

그리고, 상기 제조 방법에 의한, 도포 얼룩이 없고, 도포막 두께의 균일성이 양호한 레지스트막이 형성된 마스크 블랭크를 이용하여, 그 박막을 패터닝함으로써, CD의 면내 변동이 매우 작은, 고정밀도한 패턴이 형성된 포토마스크를 얻을 수 있다. 따라서, 최근의 액정 표시 장치나 액정 표시 장치 제조용의 포토마스크에 요구되고 있는 패턴의 지속적인 미세화의 요구에도 충분히 대응하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에서의 레지스트막의 형성 공정에 이용하는 도포 장치의 측면 개략도.

도 2는 상기 도포 장치의 정면 개략도.

도 3은 상기 도포 장치에서의 도포 수단의 구성을 도시하는 단면도.

도 4는 상기 도포 장치에서의 도포 수단의 주요부의 구성을 도시하는 단면도.

도 5는 상기 도포 장치에서의 도포 수단이 도포를 행하고 있는 상태를 도시하는 단면도.

도 6은 본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에서의 레지스트막의 형성 공정을 설명하기 위한 상기 도포 수단의 주요부의 단면도.

도 7은 상기 도포 수단을 이용한 종래의 레지스트막의 형성 공정을 설명하기 위한 상기 도포 수단의 주요부의 단면도.

도 8은 종래의 레지스트막 형성 공정에 의해 얻어지는 도포막의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 도포 장치

2: 도포 수단

3: 흡착 수단

4: 이동 수단

5: 유지 수단

10: 기판

10a: 피도포면

11: 베이스 필름

12: 이동 프레임

20: 액조

21: 도포액

22: 노즐

Claims (6)

1. 전사 패턴을 형성하기 위한 박막을 갖는 기판의 피도포면에, 액상의 레지스트제를 수용한 액조로부터 노즐을 통과하여 노즐 선단 개구부에 도달한 레지스트제를 접액시키고, 상기 기판과 상기 노즐을 상대적으로 수평 방향으로 이동시킴으로써, 상기 피도포면에 레지스트제를 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정을 포함하는 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,

   상기 상대 이동시, 상기 노즐이, 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 위치에 이르기까지의 소정 영역에서는, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 접액시의 접액 갭인 채로 도포하고,

   그 후, 상기 노즐과 상기 기판의 간격을 소정의 도포 갭으로 변경하여 도포하는 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 외주 근방의 영역으로서, 어떠한 패턴도 형성하지 않는 영역인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판 위의 소정 영역은, 기판 위에 형성한 상기 박막의 단부와, 그 단부로부터 상기 박막의 막 두께가 실질적으로 일정해질 때까지의 영역을 포함하고, 그보다 큰 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기판 위의 소정 영역은, 기판의 단부로부터 8 mm 이내의 영역인 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판 단부 근방의 접액 위치로부터 기판 위의 소정 영역 내를 상기 상대 이동하는 상기 기판과 상기 노즐의 상대적인 이동 속도는, 그 후의 이동 속도보다도 큰 것을 특징으로 하는 마스크 블랭크의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻어지는 마스크 블랭크를 이용하여, 상기 박막을 패터닝하여 전사 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 제조 방법.

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