(57)【要約】【課題】ＣＡＰコーターを用いて、特に６インチ程度の小さいサイズの基板に対して、基板面内のレジスト膜厚を均一にする。【解決手段】液槽２０に設けられた排出管６２の途中に液位調整管７１を連結し、その他端を開口７１ａとし、液位調整管７１の途中を分岐管７１ｂで分岐し、分岐管７１ｂの端部に不活性ガス７２が加圧封入されたガスボンベ７３を接続する。さらに開口７１ａ側の液位調整管７１に制御弁８０を，分岐管７１ｂ側に制御弁８１を設け、液位制御手段を構成し、液位調整管７１内に封入された不活性ガス７２の圧力を加減調整する。予め、本発明の液位制御手段を備えない塗布装置によって、サンプル基板にレジスト剤を塗布し、基板の移動方向Ｖに対するレジスト膜厚を測定する。この膜厚情報から、ポンプ７３により不活性ガス７２の圧力を加減調整することによって液槽２０内の液位を昇降させる。これにより、ノズル２２からのレジスト剤２１の吐出量を調整して、レジスト膜厚を均一にすることができる。【選択図】図７
2010170028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト剤が収容され該レジスト剤を循環させるための供給路と排出路とを備えた液槽内に、一方向に延びる開口を備えたノズルを浸漬して、該ノズルの開口に毛細管現象により前記レジスト剤を上昇させ、前記ノズルを該ノズルの上方に位置する基板の被塗布面に近接させて該被塗布面に前記レジスト剤を接液させ、前記ノズルと前記基板とを前記塗布面における前記一方向と直交する方向に一定の速さで相対的に移動させることによって、前記基板の被塗布面にレジスト剤を塗布する工程を有するマスクブランクの製造方法において、
前記被塗布面へのレジスト剤の塗布中、前記ノズルの開口からの前記レジスト剤の吐出量に応じて、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【請求項２】
前記供給路および排出路の少なくとも一方に、前記レジスト剤の液位を調整する液位調整管の一方の端を接続し、該液位調整管内の前記レジスト剤を前記液位調整管の他方の端から加減圧することで、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とする請求項１記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項３】
前記液位調整管内の前記レジスト剤に不活性ガスを接触させ、該不活性ガスのガス圧を前記液位調整管の他方の端から加減することによって、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とする請求項２記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項４】
前記レジスト剤を減圧して、前記液槽内のレジスト剤の液位を徐々に下げることを特徴とする請求項２または３記載のマスクブランクの製造方法。
【請求項５】
塗布液を収容し、該塗布液を循環させるための供給路と排出路を備えた液槽と、
該液槽内の塗布液に、少なくとも一部が浸漬され、前記塗布液を導くための、一方向に開口を有するノズルと、
前記ノズルを該ノズルの上方に位置する基板の被塗布面に接近させ、前記開口に導かれた塗布液を、前記基板の被塗布面に接液させるノズル接離手段と、
前記ノズル接離手段により、前記開口を前記被塗布面に対して接近させた状態で、前記基板と前記ノズルとを、前記被塗布面における前記一方向と直交する方向に一定の速さで相対的に移動させる水平方向移動手段と、
前記塗布液が循環する系に設けられた、前記被塗布面への塗布液の塗布中、前記液槽内の塗布液の液位を、前記開口からの塗布液の吐出量に応じて制御する液位制御手段と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
前記液位制御手段は、一方の端を前記供給管および排出管の少なくとも一方に接続した液位調整管と、該液位調整管内の前記塗布液を加減圧する加減圧手段とからなることを特徴とする請求項５記載の塗布装置。
【請求項７】
前記加減圧手段は、前記液位調整管内の前記塗布液に接触させた不活性ガスの圧力を加減するものであることを特徴とする請求項６記載の塗布装置。
【請求項８】
前記塗布液がレジスト剤であり、
前記基板が、転写パターンを形成するための薄膜を有する薄膜付き基板であり、
前記被塗布面に請求項５から７いずれか１項記載の塗布装置を用いて、前記レジスト剤を塗布して前記薄膜上にレジスト膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の被塗布面に、毛細管現象を利用して塗布ノズルから塗布液を吐出させて塗布する塗布装置、及びマスクブランクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ（Flat Panel Display）デバイスを製造するためのマスクブランク（ＦＰＤ用マスクブランク）は、遮光膜あるいは半透光性膜などの薄膜上にレジスト膜が形成されている。このレジスト膜は、前記薄膜のエッチング時にエッチングマスクとして使用される。近年、形成されるパターンの高精度化しているため、大型の基板の全面に亘って均一な厚さのレジスト膜を形成できる技術が望まれる。
そこで、ＦＰＤ用のマスクブランクおよびフォトマスクの製造塗布液を塗布する塗布装置（コーター）として、特許文献１に示すように、「ＣＡＰコーター」と称される塗布装置が提案されている。このＣＡＰコーターは、一方向に毛管状の隙間を有するノズルを基板の被塗布面に対して接近させ、塗布液を満たした液槽から毛細管現象により前記隙間を上昇してノズル先端開口部に到達した塗布液を、基板の被塗布面に接液させ、この状態で前記基板と前記ノズルを相対的に移動させることによって、前記基板の被塗布面に塗布液を塗布して塗布膜を形成するものである。
このようなＣＡＰコーターを用いて、基板の被塗布面にフォトレジスト等の塗布膜を形成する場合、毛細管現象を利用するノズルからの液吐出量は、液槽に蓄えられた塗布液の液面高さに左右される。そこで、上記文献においては、毎回の塗布毎に、一回の塗布毎に液面レベルを液面センサで監視し、塗布開始時の液槽の液面レベルを一定にする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＡＰコーターは、ノズルのサイズが大型パネルに対応可能なサイズであれば、それより小さいサイズの基板の被塗布面への塗布にも適用可能である。ところが、長辺方向の長さが４００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の小型・中型の基板サイズ（矩形）の場合、塗布前半と塗布後半では、塗布方向に対して膜厚に傾きが生じるという問題がある。塗布を行わないとき、塗布ノズルは、例えば図４に示すように、その先端部が乾燥しないように液槽内に浸漬されている。しかし、塗布ノズルを出し入れするために液槽の上方は開口となっていることから、液槽内のレジスト剤は、大気に接している表面側が蒸発等によって、それ以外の液槽内のレジスト剤よりも粘度が高くなる傾向がある。また、基板の被塗布面にレジスト剤の塗布を行う段階では、例えば図５に示すように、塗布ノズルの先端部を基板の被塗布面に近接させて接液し、毛細管現象を利用して塗布するが、塗布ノズル内の毛管状隙間内に滞留しているレジスト剤は粘度が高い傾向にある。さらに、液槽内のレジスト剤は側面のスリット状の毛管状隙間から吸い込まれて塗布ノズル先端部から吐出されるようになっている。このような構造であることから、塗布前半は、粘度の高い傾向にあるレジスト剤が塗布ノズル内に吸引されて被塗布面に塗布され、塗布途中から、液層中の通常の粘度のレジスト剤が塗布されるようになってしまう。粘度が高い傾向のレジスト剤が塗布ノズルの毛管状隙間を上昇するスピードは、通常の粘度のレジスト剤が塗布ノズルの毛管状隙間を上昇するスピードに比べて遅いため、基板を一定スピードで移動させる場合、レジスト剤の塗布量が塗布前半よりも塗布途中からの方が多くなってしまい、その結果、徐々にレジスト膜が厚くなっていくことによるものと考えられる。なお、長辺方向の長さが１５００ｍｍ以上の大型基板の場合、このようなことがあまり問題となっていない。これは、必然的に短辺方向の長さも小型・中型基板よりも長く、短辺方向のレジスト塗布量が多く、粘度の高い傾向にあるレジスト剤が早く消費されてしまうことや、長辺方向に塗布していくに従っての液槽内のレジスト剤の液位の低下量が多く、毛細管現象によるレジスト剤の吸引力が塗布後半になると弱まっていくことによるレジスト塗布量の低下の方が顕著な問題であることが関係しているものと思われる。
【０００５】
そこで、本発明の第一は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＣＡＰコーターを用いて、特に、長辺方向の長さが４００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の小型・中型サイズの基板に対して、基板面内の塗布膜厚が均一となるようなマスクブランクの製造方法を提供すること目的とする。
また、本発明の第二は、ＣＡＰコーターを用いて、基板の被塗布面にフォトレジスト等の塗布膜を形成する場合、基板面内における塗布膜厚のばらつきを低減させ、特に、長辺方向の長さが４００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の小型・中型サイズの基板に対して、基板面内の塗布膜厚の均一性を向上させることができる塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
【０００７】
レジスト剤が収容され該レジスト剤を循環させるための供給路と排出路とを備えた液槽内に、一方向に延びる開口を備えたノズルを浸漬して、該ノズルの開口に毛細管現象により前記レジスト剤を上昇させ、前記ノズルを該ノズルの上方に位置する基板の被塗布面に近接させて該被塗布面に前記レジスト剤を接液させ、前記ノズルと前記基板とを前記塗布面における前記一方向と直交する方向に一定の速さで相対的に移動させることによって、前記基板の被塗布面にレジスト剤を塗布する工程を有するマスクブランクの製造方法において、
前記被塗布面へのレジスト剤の塗布中、前記ノズルの開口からの前記レジスト剤の吐出量に応じて、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
（構成２）
【０００８】
前記供給路および排出路の少なくとも一方に、前記レジスト剤の液位を調整する液位調整管の一方の端を接続し、該液位調整管内の前記レジスト剤を前記液位調整管の他方の端から加減圧することで、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とする構成１記載のマスクブランクの製造方法。
（構成３）
【０００９】
前記液位調整管内の前記レジスト剤に不活性ガスを接触させ、該不活性ガスのガス圧を前記液位調整管の他方の端から加減することによって、前記液槽内のレジスト剤の液位を制御することを特徴とする構成２記載のマスクブランクの製造方法。
（構成４）
【００１０】
前記レジスト剤を減圧して、前記液槽内のレジスト剤の液位を徐々に下げることを特徴とする構成２または３記載のマスクブランクの製造方法。
（構成５）
【００１１】
塗布液を収容し、該塗布液を循環させるための供給路と排出路を備えた液槽と、
該液槽内の塗布液に、少なくとも一部が浸漬され、前記塗布液を導くための、一方向に開口を有するノズルと、
前記ノズルを該ノズルの上方に位置する基板の被塗布面に接近させ、前記開口に導かれた塗布液を、前記基板の被塗布面に接液させるノズル接離手段と、
前記ノズル接離手段により、前記開口を前記被塗布面に対して接近させた状態で、前記基板と前記ノズルとを、前記被塗布面における前記一方向と直交する方向に一定の速さで相対的に移動させる水平方向移動手段と、
前記塗布液が循環する系に設けられた、前記被塗布面への塗布液の塗布中、前記液槽内の塗布液の液位を、前記開口からの塗布液の吐出量に応じて制御する液位制御手段と、
を有することを特徴とする塗布装置。
（構成６）
【００１２】
前記液位制御手段は、一方の端を前記供給管および排出管の少なくとも一方に接続した液位調整管と、該液位調整管内の前記塗布液を加減圧する加減圧手段とからなることを特徴とする構成５記載の塗布装置。
（構成７）
【００１３】
前記加減圧手段は、前記液位調整管内の前記塗布液に接触させた不活性ガスの圧力を加減するものであることを特徴とする構成６記載の塗布装置。
（構成８）
【００１４】
前記塗布液がレジスト剤であり、
前記基板が、転写パターンを形成するための薄膜を有する薄膜付き基板であり、
前記被塗布面に構成５から７いずれか１つ記載の塗布装置を用いて、前記レジスト剤を塗布して前記薄膜上にレジスト膜を形成することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成１によれば、ＣＡＰコーターのような塗布装置において、被塗布面へのレジスト剤の塗布中、ノズルの開口からのレジスト剤の吐出量に応じて、液槽内のレジスト剤の液位を制御することにより、ノズルからの吐出量を制御できるので、基板面内の塗布膜厚が均一とすることが可能である。特に、長辺方向の長さが４００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の小型・中型サイズの基板に対しては、膜厚が厚くなるという問題があるが、強制的に液位を徐々に下げることによってノズルからの吐出量を減少させることができ、規格膜厚で均一にすることが可能である。
上記構成２および３によれば、液槽内のレジスト剤の液位を、供給路および排出路の少なくとも一方に、レジスト剤の液位を調整する液位調整管の一方の端を接続し、液位調整管内に侵入したレジスト剤を液位調整管の他方の端から加減圧することにより、容易に簡略な装置により液位を制御することが可能である。
上記構成４によれば、レジスト剤を減圧して、液槽内のレジスト剤の液位を徐々に下げることにより、すなわち、塗布中に自然に液位が下がる速度よりも若干速い速度で下げることにより、ノズルからの吐出量を徐々に低減させることができ、特に、塗布するに従ってレジスト膜厚が規格膜厚に対して大きくなる場合に好適である。
上記構成５によれば、塗布液が循環する系に設けられた、被塗布面への塗布液の塗布中、液槽内の塗布液の液位を、ノズルの開口からの塗布液の吐出量に応じて制御する液位制御手段を設けているので、基板面内の塗布膜厚が均一とすることが可能である。特に、長辺方向の長さが４００ｍｍ〜１４００ｍｍ程度の小型・中型サイズの基板に対しては、膜厚が厚くなるという問題があるが、液位を下げることによってノズルからの吐出量を減少させることができ、規格膜厚で均一にすることが可能である。
上記構成６および７によれば、容易に簡略な装置により液位を制御することが可能である。
上記構成８によれば、均一な膜厚のレジスト膜を有する、薄膜付きのマスクブランクを良好に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる塗布方法を実施する塗布装置の側面概略図
【図２】本発明にかかる塗布方法を実施する塗布装置の正面概略図
【図３】塗布装置における塗布手段の構成を示す断面図
【図４】塗布装置における塗布手段の要部の構成を示す断面図
【図５】塗布装置における塗布手段が塗布を行っている状態を示す断面図
【図６】本発明の液位制御手段を示す概略構成図
【図７】本発明の液位制御手段の第一の実施形態を示す概略断面図
【図８】本発明の液位制御手段の第二の実施形態を示す概略断面図
【図９】本発明の液位制御手段の第三の実施形態を示す概略断面図
【図１０】本発明の第一の実施形態の液位制御手段を用いた塗布装置で基板に塗布した場合におけるレジスト膜の面内膜厚分布図
【図１１】従来の塗布装置で基板に塗布した場合におけるレジスト膜の面内膜厚分布図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態による塗布装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による上記塗布装置の側面概略図であり、図２は、正面概略図である。
図１に示すように、塗布装置１は、ベースフレーム１１に設けられた塗布手段２と、移動フレーム１２に設けられた吸着手段３と、移動フレーム１２をベースフレーム１１上で水平方向に移動させる移動手段４と、基板１０を着脱自在に保持する保持手段５と、図示しない制御部とを備えている。
【００１８】
移動手段２は、被塗布面を下方に向けた状態で基板１０に対して塗布液の塗布を行うものである。この塗布手段２は、矩形箱状のベースフレーム１１の略中央に設けてある。塗布手段２の構成についてはあとでさらに詳しく説明する。
【００１９】
移動フレーム１２は、対向する一対の側板と、この側板を連結する天板とが一体的に形成されており、基板１０と塗布手段２との位置精度が狂うことがないように、十分な機械的強度を有している。また、移動フレーム１２は、リニアウェイ４１を介して、ベースフレーム１１と水平方向に移動自在に連結されている。そして、移動フレーム１２内には、吸着手段３が設けられている。この吸着手段３は、例えば、天板の略中央に複数の吸着孔（図示せず）が穿設された吸着板からなる。また、移動フレーム１２の一方の側板には、後述するボールスクリュー４２が螺合するナットの形成された移動部１３が突設されている。
【００２０】
移動手段４は、移動フレーム１２の側板をガイドさせながら移動させるリニアウェイ４１と、移動部１３のナットに螺合するボールスクリュー４２と、該ボールスクリュー４２を回転させるモーター４３とから構成されている。図示しない制御部からの指示によってモーター４３を回転させるとボールスクリュー４２が回転し、移動部１３をボールスクリュー４２の回転方向に応じた方向へ所定の距離だけ水平移動させることができる。
【００２１】
保持手段５は、ベースフレーム１１と一体的に形成された保持手段用フレーム５１、該保持手段用フレーム５１に設けられたリニアウェイ５３、該リニアウェイ５３にガイドされ上記保持手段用フレーム５１上を移動するベース板５２、該ベース板５２を水平方向に移動させるリニアモーター５４、ロッド先端に保持部材５５を設けたエアシリンダ（又は電磁ソレノイド）５６を備える。なお、エアシリンダ５６には、種々の基板サイズに対応できるようベース板５２の任意の取付位置に着脱自在に取り付けられている。また、上記保持部材５５は、基板１０の周縁部を載置する載置面と、基板１０の位置決めを行う係止用段差とからなっている。保持部材５５は、例えば矩形状の基板１０に対しては、基板１０の四隅を保持するようにベース板５２の四隅に配設してある。勿論、保持部材５５の配設位置は、基板の形状、位置精度などを考慮して適宜変更することができる。
【００２２】
次に、上記構成の塗布装置１の全体的な動作を説明する。
まず、上記塗布装置１の初期状態は、ベース板５２が基板のセット位置にあり、移動フレーム１２が吸着位置にあり、また、ベース板５２上の四隅にある各エアシリンダ５６のロッドが下降している状態である。
次に、作業者（又はロボット）が、被塗布面を下向きにした状態で基板１０を保持部材５５の載置メンに載置する。保持部材５５には、前記係止用段差を設けているので、基板１０を容易に位置決めすることができる。また、この係止用段差により、ベース板５２がセット位置から吸着位置に移動し停止する（後述）とき、基板１０を係止することができる。
【００２３】
このようにして、基板１０が保持部材５５に載置されると、以降は制御部からの指示によって次のように動作する。
まず、ベース板５２がリニアモーター５３によって吸着位置まで移動し停止する。こうして保持手段５が吸着位置に位置決めされると、その四隅にある４個のエアシリンダ５６のロッドが同時に上昇し、基板１０を吸着手段３に当接または近接させる。ここで吸着手段３による吸引によって基板１０が吸着手段３に吸着される。そして、各エアシリンダ５６のロッドが下降すると、移動フレーム１２が処理位置方向へ移動していく。移動フレーム１２が処理位置を通過する途中で、被塗布面が下向きの基板１０の被塗布面に、下方から塗布手段２によって塗布液の塗布が行われる。
【００２４】
そして、塗布手段２による塗布が終了すると、モーター４３（ボールスクリュー４２）を逆回転させて、移動フレーム１２が処理位置から吸着位置まで戻る。その時点で各エアシリンダ５６のロッドが上昇し、保持部材５５の載置面と基板１０とを当接させる。この際、基板１０は保持部材５５の係止用段差によって位置決めされる。そして、吸着手段３による吸着を停止させた後、各エアシリンダ５６のロッドを同時に下降させ、塗布済みの基板１０を保持部材５５に載置させる。次いで、ベース板５２をリニアモーター５４によって吸着位置からセット位置まで移動させ、作業者（又はロボット）が塗布済みの基板１０を保持部材５５から取り出す。なお、上記移動フレーム１２の移動は、ボールスクリュー４２を用いるほか、リニアモーターなどの手段を用いてもよい。
【００２５】
以上のようにして、１回の塗布作業が完了する。なお、上述の構成では、移動フレーム１２（吸着手段３）が処理位置方向へ移動していき、処理位置を通過する途中で、基板１０の被塗布面に下方から塗布手段２によって塗布液の塗布が行われる構成としているが、例えば、移動フレーム１２を移動させずに（つまり、基板１０を所定位置に固定したまま）、塗布手段２を水平方向に移動させて塗布を行う構成としてもよい。さらには、移動フレーム１２と塗布手段２の双方を移動させる構成としてもよい。
また、上述の構成では、セット位置と吸着位置は異なるが、セット位置と吸着位置を同じ位置とするような構成としてもよい。
【００２６】
次に、上記塗布手段２の構成をさらに詳しく説明する。
図３は、この塗布装置における塗布手段２の構成を示す断面図である。
塗布手段２は、図３に示すように、液槽２０に溜められた塗布液（例えば、液体状のフォトレジスト液）２１をノズル２２の毛管状隙間２３における毛細管現象により上昇させ、下方に向けられた基板１０の被塗布面にノズル２２の先端部（上端部）を近接させ、ノズル先端部まで上昇した塗布液を該ノズル先端部を介して、上記基板１０の被塗布面に接液させるように構成されている。
【００２７】
ここで、上記液槽２０は、基板１０の横方向の一辺の長さ、すなわち前述の移動フレーム１２によって移動される縦方向に直交する方向（図３においては紙面に直交する方向となっている）の一辺の長さよりも長い横幅を有している。この液槽２０は、支持プレート２４の上端側に、図示しない駆動機構により支持プレート２４に対して上下方向に移動可能に取り付けられて支持されている。
そして、この支持プレート２４は、その下端側において、互いに直交して配置されたリニアウェイ２５、２６を介して、ベースフレーム１１の底フレーム１４上に支持されている。つまり、支持プレート２４は、底フレーム１４上において、直交する２方向への位置調整が可能なようになっている。また、この支持プレート２４には、スライド機構２７を介して、液槽２０内に収納されたノズル２２を支持する支持杵２８が取り付けられている。上記スライド機構２７には、図示しない駆動機構により、支持杵２８を支持プレート２４に対して上下方向に移動操作する（ノズル接離手段）。すなわち、液槽２０とノズル２２とは、互いに独立に、支持プレート２４に対して上下方向に移動操作することができるようになっている。
【００２８】
図４は、上記塗布手段２の要部の構成を示す断面図である。上記支持杵２８は、図４に示すように、液槽２０の底面に設けられた透孔２０ｂを介して、この液槽２０内に上端側に進入させている。この支持杵２８の上端部には前記ノズル２２が取り付けられている。つまり、ノズル２２は、支持杵２８に支持されて、液槽２０内に収納されている。このノズル２２は、少なくとも前述の基板１０の横方向（図４においては紙面に直交する方向となっている）の長さに相当する長さ（横幅）を有して構成され、この方向（長手方向）に沿って、スリット状の毛管状隙間２３を有している。そして、このノズル２２は、毛管状隙間２３を挟んで先端部の幅が狭くなって尖ったような断面形状を有している。この毛管状隙間２３の上端部は、ノズル２２の先端部において、このノズル２２の略全長（横幅）にわたるスリット状に開口している。また、この毛管状隙間２３は、ノズル２２の下方側に向けても開口している。
また、液槽２０の上面部には、ノズル２２の先端部がこの液槽２０の上方側に突出されるための透孔部２０ｂが設けられており、なお且つ、液槽２０内の塗布液２１が大気に触れることをできるだけ防止するため、液槽２０の上面部は、上端側の幅が狭くつぼまったような断面形状を有している。なお、液槽２０の底面の透孔２０ｂの周囲とのノズル２２の先端部の底面とは、蛇腹２９で繋がれており、上記透孔２０ｂから液槽２０内の塗布液２１が漏れることを防止している。
【００２９】
図５は、上記塗布手段２が塗布を行っている状態を示す断面図である。
すなわち、図５に示すように、液槽２０に溜められた塗布液２１をノズル２２のスリット状の毛管状隙間２３（隙間間隔Ｔ）における毛細管現象により上昇させ、下方に向けられた基板１０の被塗布面１０ａにノズル２２の先端部（上端部）を所定の塗布ギャップＧを介して近接させ、ノズル先端部まで上昇した塗布液を該ノズル先端部を介して上記基板１０の被塗布面１０ａに接液させながら、基板１０とノズル２２とを相対的に、かつ被塗布面１０ａに並行に移動させて、基板１０の被塗布面１０ａに塗布液２１を塗布して塗布膜を形成する。このときの基板１０とノズル２２の相対的な移動方向は、図５中の矢印Ｖで示すように、ノズル２２の先端部において毛管状隙間２３が形成するスリット状の開口と直交する方向である。
【００３０】
次に、塗布装置の塗布手段２の動作をさらに詳しく説明するとともに、この塗布装置を使用して実施するマスクブランク製造におけるレジスト膜形成工程についても説明する。
まず、本発明の液位制御手段について説明する。図６は、液位制御手段を示す概略構成図である。
本発明の塗布装置は、被塗布面への塗布液の塗布中は、前記液槽内の塗布液の液位を、ノズルからの吐出量に応じて制御することを特徴としている。
図６に示すように、塗布装置は、以下のようなレジスト剤循環経路を有している。液槽２０は、レジストタンク６３から液槽２０にレジスト剤を供給する供給管６１と、液槽２０からレジスト剤を排出する排出管６２とを備えている。また、供給管６１にフィルター６８および６９を備えている。液槽２０内等で粘度が高くなったレジスト剤は、排出管６２を経て、レジストタンク６３に戻される。そして、再度、レジストタンク６３から供給管６１を経由して液槽２０に供給される粘度の高いレジスト剤は、フィルター６８および６９を通過することで、レジスト剤は所定範囲の粘度となる。上記のような循環経路において、排出管６２の経路途中に、バルブ６５を備えた液位調整管７０が連結されている。
【００３１】
液位調整管７０は、排出管６２に連結されているが、供給管６１に連結されていてもよい。あるいは、供給管６１と排出管６２との両方に連結されていてもよい。液位調整管７０内のレジスト剤は、循環経路を循環せずに滞留しやすいため、液位調整管７０は排出管６２側に連結されている方が望ましい。
また、液位調整管は、液槽２０の側壁や底面に直接接続する構成としてもよい。
【００３２】
次に、本発明の液位制御手段の第一の実施形態について説明する。
図７は、第一の実施形態による液位制御手段を備えた塗布装置のノズル周辺の概略断面図である。なお、図５と同一の箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態にかかる液位調整手段は、被塗布面への塗布液の塗布中、前記ノズルからの吐出量に応じて、液位調整管に連結されたガスボンベとバルブによって液槽内の液位を制御する手段である。
図７に示すように、液槽２０に設けられた排出管６２の途中に、液位調整管７１と液位調整管と排出管との間でレジスト剤の流動を制御するバルブ６５とが設けられている。液位調整管の一方の端は排出管６２に連結され、他方の端は開口７１ａとして大気解放としている。また、液位調整管７１は、管路の途中で分岐管７１ｂが分岐接続しており、分岐管７１ａの端部は、不活性ガスが加圧封入されたガスボンベ７３に接続されている。また、分岐管７１ｂの分岐部分と開口７１ａとの間に制御バルブ８０が設けられており、分岐管７１ｂには、液位調整管７１との分岐部分側から、逆流防止弁８１、制御バルブ８２が設けられている。液位制御手段として機能しないときは、制御バルブ８０，８２ともに閉弁となっており、逆流防止弁８１は、制御バルブ８０から分岐部分への方向にのみ流路を開く構造となっている。液位調整管７１内の、レジスト２１と制御バルブ８０と逆流防止弁８１に挟まれた部分には不活性ガス７２が封入されている。制御バルブ８０，８２は、それぞれ図示しない制御手段により開閉制御されている。制御バルブ８２を閉弁したままで制御バルブ８０を開弁することで、封入されていた不活性ガス７２が開口７１ａから流出することで、液位調整管内の不活性ガス７２が減圧される。制御バルブ８０を閉弁したままで制御バルブ８２を開弁することで、ガスボンベ７３内の不活性ガスが逆流防止弁８１を通過して流入することで、液位調整管内の不活性ガス７２が加圧されるようになっている。以上の構成により不活性ガス７２の圧力を加減圧調整することによって液槽２０内の液位を昇降させる。これにより、ノズル２２からの吐出量の制御を行うことができる。
【００３３】
具体的に、塗布中の、液槽内のレジスト剤の液位の制御は以下のように行う。
予め、本発明の液位制御手段を備えない塗布装置によって、サンプル基板にレジスト剤を塗布し、基板の移動方向Ｖに対するレジスト膜厚を測定する（従来の塗布方法）。次に、基板の移動方向Ｖに対するレジスト膜厚の経時変化を基に、塗布中、液位制御手段によって液槽内の液位を昇降させることによって、ノズルからの吐出量を制御する。
例えば、サンプル基板において、レジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて規格膜厚に対して徐々に厚くなっている場合、レジスト剤の経時の過剰量に応じて、液面を徐々に下げる。この場合、図７に示すように、制御バルブ８０を開弁して不活性ガス７２を徐々に減圧して、液槽２０内のレジスト剤２１を排出管６２から液位調整管７１に排出して、液位を徐々に下げる。減圧の程度と速度は、サンプル基板のデータに応じて決定し、図示しない制御手段によって制御する。
【００３４】
塗布中は、レジスト剤２１の循環は停止しているため、従来の塗布方法（膜厚が徐々に厚くなる場合）において、液位は、塗布開始から塗布終了にかけて徐々に下降していったが、本発明では、その液位の下降速度よりも若干速い速度で液位が下降することになる。このため、サンプル基板において塗布開始から塗布終了にかけて厚くなっていたレジスト膜厚が、ほぼ規格通りに均一となる。
【００３５】
一方、サンプル基板においてレジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて規格膜厚に対して徐々に薄くなっている場合は、塗布中、レジスト剤の経時の不足量に応じて、液面を徐々に上げる。この場合、液位調整管を用い、制御バルブ８０を閉弁したまま制御バルブ８２を開弁してガスボンベ７３内の不活性ガス７２を液位調整管７１に導入することによって不活性ガス７２を徐々に加圧して、液槽２０内のレジスト剤２１を排出管６２から導入して、液位を徐々に上げる。これにより、塗布中に、ノズルからの吐出量が徐々に増加して、被塗布面におけるレジスト膜厚を均一にすることが可能である。
【００３６】
次に、本発明の液位制御手段の第二の実施形態について説明する。
図８は、本第二の実施形態による液位制御手段を備えた塗布装置のノズル周辺の概略断面図である。なお、図５および上記第一の実施形態を示す図７と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態にかかる液位制御手段は、被塗布面への塗布液の塗布中、前記ノズルからの吐出量に応じて，液位調整管７５に装着されたピストンによって液槽内の液位を制御する手段である。
図８に示すように、液槽２０に設けられた排出管６２の途中に、液位調整管７５と液位調整管７５と排出管６２との間でレジスト剤の流動を制御するバルブ６５とが設けられている。液位調整管の一方の端は排出管６２に連結され、他方の端にはピストン７６が連結されている。ピストン７６は、排出管６２内部から液位調整管内のレジスト剤２１を加減調整するものである。ピストン７６でレジスト剤２１を加減調整することによって、液槽２０内の液位を昇降させる。これにより、ノズル２２からの吐出量の制御を行うことができる。
なお、吐出量の算出は、上記第一の実施形態によるサンプル基板を用いて行うことと同様であるので、説明を省略する。
レジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて規格膜厚に対して徐々に厚くなっている場合、上記第一の実施形態と同様、塗布方向におけるレジスト剤の経時の過剰量に応じて、液槽２０内のレジスト剤２１の液位を徐々に下げる。この場合、図８に示すように、ピストン７６を矢印方向に徐々に引くことによって、液槽２０内のレジスト剤２１を排出管６２から排出して、液位を徐々に下げる。ピストンの加減圧の程度と速度は、サンプル基板のデータに応じて決定し、図示しない制御手段によって制御する。
【００３７】
一方、レジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて規格膜厚に対して徐々に薄くなっている場合は、塗布方向におけるレジスト剤の経時の不足量に応じて、液槽内のレジスト剤２１の液位を徐々に上げる。この場合、排出管６２ではなく、供給管６１に連結されたピストンを備えた液位調整管を用いる。ピストンによってレジスト剤を徐々に押すことによって、液槽２０内のレジスト剤２１を供給管６１から導入して、液位を徐々に上げる。これにより、塗布中に、ノズルからの吐出量が徐々に増加して、被塗布面におけるレジスト膜厚を均一にすることが可能である。
【００３８】
次に、本発明の液位制御手段の第三の実施形態について説明する。
図９は、本第三の実施形態による液位制御手段を備えた塗布装置のノズル周辺の概略断面図である。なお、図５および上記第一の実施形態を示す図７と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態にかかる液位制御手段は、被塗布面への塗布液の塗布中、前記ノズルからの吐出量に応じて，液位調整管７５に装着された可撓管の昇降によって液槽内の液位を制御する手段である。
図９に示すように、液槽２０に設けられた排出管６２の途中に、液位調整管である可撓管７８と液位調整管と排出管６２との間でレジスト剤の流動を制御するバルブ６５とが設けられている。液位調整管７８の一方の端は排出管６２に連結され、他方の端は不活性ガス７９が充填されて密封されている。可撓管７８の内部には液槽２０内のレジスト剤２１が侵入しており、可撓管７８内のレジスト剤２１と液槽内のレジスト剤の液位とは同等である。この可撓管７８を昇降させて、液槽２０内の液位を昇降させる。これにより、ノズルからの吐出量の制御を行うことができる。
吐出量の算出は、上記第一の実施形態によるサンプル基板を用いて行うことと同様であるので、説明を省略する。
上記実施形態と同様、レジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて徐々に厚くなっている場合、塗布方向におけるレジスト剤の経時の過剰量に応じて、液槽内のレジスト剤２１の液位を徐々に下げる。この場合、図９に示すように、図示しない制御手段と移動手段によって、可撓管７８をＹ１からＹ２に徐々に上げることによって、液槽２０内のレジスト剤２１を排出管６２から排出して、液槽２０内の液位を徐々に下げる。移動量と移動速度は、サンプル基板のデータに応じて決定する。
【００３９】
一方、レジスト膜厚が、塗布開始から塗布終了にかけて規格膜厚に対して徐々に薄くなっている場合は、塗布方向におけるレジスト剤の経時の不足量に応じて、液槽内のレジスト剤２１の液位を徐々に上げる。この場合、排出管６２ではなく、供給管６１に連結された可撓管を用い、塗布中、レジスト剤の経時の不足量に応じて、液面を徐々に上げる。すなわち、不活性ガスが封入された可撓管を下げることによって、レジスト剤を供給管６１から導入して液槽２０内の液位を徐々に上げる。これにより、塗布中に、ノズルからの吐出量が徐々に増加して、被塗布面におけるレジスト膜厚を均一にすることが可能である。なお、可撓管の材質としては、可撓性を有する軟質塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の軟質樹脂やゴムなどが適用可能である。また、可撓管は、管内のレジスト剤の液位が視認できるような透明管であることが望ましい。
【００４０】
このように、本発明のマスクブランクの製造方法によると、被塗布面にレジスト剤を塗布してレジスト膜を形成する場合、被塗布面へのレジスト剤の塗布中は、液槽内のレジスト剤の液位を、塗布ノズルからのレジスト剤の吐出量に応じて制御することにより、基板面内における塗布膜厚のばらつきを低減させ、基板面内におけるレジスト膜の塗布膜厚の均一性が良好なマスクブランクが得られる。基板サイズが小さい場合、塗布始めはほぼ規格膜厚であるが、塗布するにしたがって、規格膜厚より徐々に厚くなっていくため、本発明は、中型サイズ、特に小型サイズのレジスト膜付きマスクブランクの製造に好適である。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明の第一の実施形態による液位制御手段を備えた塗布装置を用いて、転写パターンを形成するための薄膜が形成された基板の該薄膜上にレジスト剤を塗布し、基板面内のレジスト膜厚ばらつきを、比較例を用いて評価した。
上記第一の実施形態による液位制御手段を備えた塗布装置を用いて、１２２０ｍｍ×１４００ｍｍの中型サイズの基板の被塗布面へレジスト剤を塗布した。その結果、１０枚行ったところ、規格膜厚８０００Åに対して、ほぼどの基板も面内膜厚ばらつきを２５７Å以内に抑えることができ、最もばらつきの小さいものでは１２０Åに抑えることができていた。図１０に、実際にレジスト剤を塗布した基板のうちの１枚に関するレジスト膜の面内膜厚分布を示す。なお、他の８枚の基板におけるレジスト膜の面内膜厚ばらつきは、２２０Å、２３５Å、２４４Å、２５１Å、２０５Å、１２２Å、２４４Å、２３７Åであった。
（比較例）
従来の塗布装置（第一の実施形態による液位制御手段を備えない装置）を用いて、同じく１２２０ｍｍ×１４００ｍｍの中型サイズ基板へレジスト剤を塗布した。その結果、１０枚塗布を行ったところ、規格膜厚８０００Åに対して、面内膜厚ばらつきは、最も小さいものでも５１７Åと、本発明の液位制御手段を利用した場合と比べて、かなり面内膜厚ばらつきが大きくなってしまった。
上記のように、本発明により、レジスト膜の基板面内ばらつきを、５０．３％以上改善することができた。図１１に、実際にレジスト剤を塗布した基板にうちの１枚に関するレジスト膜の面内膜厚分布を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１  塗布装置
２  塗布手段
３  吸着手段
４  移動手段
５  保持手段
１０  基板
２０  液槽
２１  レジスト剤
２２  ノズル
２３  毛管状隙間
６１  供給管
６２  排出管
６５  バルブ
７１、７５  液位調整管
７２、７９  窒素
７３  ガスボンベ
７６  ピストン
７８  可撓管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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