(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね鉛直面内で昇降してレジスト液中から引き上げられる間に表面に液が塗布されて薄膜がその表面に形成される電子回路用基板であり、前記レジスト液と縁切りされる側の下縁部で前記薄膜の膜厚が前記縁部より内側寄りの膜厚よりも薄く形成されている電子回路用基板の薄膜形成方法において、
上昇過程で前記電子回路用基板を前記レジスト液中から引き上げること、
前記電子回路用基板の液切縁部から前記レジスト液が液切りされる液切過程で上昇速度を低下させること、
前記縁切縁部の下端線は実質的に水平であること、
前記液切り過程の上昇速度は前記液切り過程までの最大上昇速度の１００分の１から１０分の１の速度であること、
前記液の粘度は摂氏２５度で４０ｃｐｓ以下であり、前記平均上昇速度は１秒間で１０ｍｍから７０ｍｍであり、前記液切り過程の上昇速度は０．１ｍｍから１．０ｍｍであること
を特徴とする電子回路基板の薄膜形成方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記レジスト液と縁切りされる側の縁部で前記薄膜の膜厚が前記縁部に沿って水平方向に波状に変化すること
を特徴とする電子回路基板の薄膜形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記液切縁部と液面との間に形成されるメニスカス部分が片側から他方側まで移動し終わるまでは、前記電子回路基板は前記液面から離脱しないこと
を特徴とする電子回路基板の薄膜形成方法。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記液切過程に要する時間は、前記メニスカス部分が片側から他側まで移動する時間よりも短くないこと
を特徴とする電子回路基板の薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子回路用基板及びその薄膜形成方法に関する。更に詳しくは、電子回路用基板を感光レジスト液（抵抗液）に漬けて引き上げる際に定量の液を電子回路用基板に塗布する電子回路用基板及びその薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電極基板などの基板の製造工程には、基板に感光レジスト液などの液を塗布して基板面に薄膜を形成する工程がある。このような工程には、歩留まり、生産能率などの点で極端なコストダウンが要請され、また、高密度化が要請されている。
【０００３】
このような要請下で、薄膜の均一な厚みが要請されている。基板材料を昇降して液浸式にレジスト液を乾燥後も均一な厚さで塗布できることも要請されている。上昇速度と薄膜の厚さの関係式は、よく知られている。しかし、液切りされる基板材料の下端縁部の膜厚に関する式は、知られていない。
【０００４】
一般に、液切り縁部の厚みは厚くなる。液切り部の厚さを薄くすることは、全体の均一性に関係する。このような関係を充足させるための公知の手段として、特開平８−５１２６８号に記載の技術が知られている。この公知技術は、液切りする下端縁線を液面に対して傾けて液切りをするため、液切りを確実にする点では優れている。また、この公知技術では、液面と基板材料の下端縁との間に形成されるメニスカスの移動が速いため、液切り時間が短く生産能率が高い。
【０００５】
但し、メニスカスが移動する最後の当たりで、即ち、下端縁部の片側の厚みが他の部分に対して厚くなる傾向がある。厚くなった部分を切り落とせばよいというものではない。即ち、後の処理工程でいろいろな不都合が生じる。例えば、露光時にその部分の乾燥がよくない場合、露光用フィルムにレジスト液が付着してフィルムとの密着性が悪くなり、パターンが不鮮明になるというゆゆしき問題が生じてくる。更に、銅パターン形成工程で本来剥離されるはずの部分が厚く塗られているために剥離されずレジストが残って残銅の原因となり、後工程の積層プレス時に隙間が生じて不良の原因となる問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【０００７】
本発明の目的は、膜厚がより均一化される電子回路用基板の薄膜形成方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、歩留まりがよりよい電子回路用基板の薄膜形成方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、歩留まりがよりよく実質的に生産能率を低下させない電子回路用基板の薄膜形成方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、下端部の膜厚を薄くする電子回路用基板の薄膜形成方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、下端部の膜厚を実質的に零ミクロンにする電子回路用基板の薄膜形成方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、下記実施の形態の説明を通してより具体的に明らかにされる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子回路用基板の薄膜形成方法は、概ね鉛直面内で昇降してレジスト液中から引き上げられる間に表面に液が塗布されて薄膜がその表面に形成される電子回路用基板であり、前記レジスト液と縁切りされる側の下縁部で前記薄膜の膜厚が前記縁部より内側寄りの膜厚よりも薄く形成されている電子回路用基板の薄膜形成方法において、
上昇過程で前記電子回路用基板を前記レジスト液中から引き上げること、
前記電子回路用基板の液切縁部から前記レジスト液が液切りされる液切過程で上昇速度を低下させること、
前記縁切縁部の下端線は実質的に水平であること、
前記液切り過程の上昇速度は前記液切り過程までの最大上昇速度の１００分の１から１０分の１の速度であること、
前記液の粘度は摂氏２５度で４０ｃｐｓ以下であり、前記平均上昇速度は１秒間で１０ｍｍから７０ｍｍであり、前記液切り過程の上昇速度は０．１ｍｍから１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１４】
このような薄い膜厚は、液面と縁部の間に重力、表面張力で形成されるメニスカスが片側から逆の片側にゆっくり走る間に形成される。メニスカスの形状は走り初めと走り終わりとの間で概ね一定でありその速度も概ね一定であるから、縁部から液面側に液切りされる量は、時間当たりで概ね一定である。但し、波状に厚みは変化し、薄い部分に膜厚は実質的に零として測定される。このように実質的に零の膜厚部分が規則的に点々状に分布するため、膜厚零部分に挟まれる部分の膜厚は、液切部である縁部よりも内側の膜厚よりも薄く形成されることになる。
【００１５】
縁部が薄く形成されている場合には、感光時のパターンとの密着がよく像形成の分解能が高い。このように薄く形成されている部分が波状であれば、密着性がもっとよい。
【００１６】
回路基板の液切縁部が前記液から液切りされる液切過程では、上昇速度は低下させられている。最大上昇速度よりも１０分の１、１００分の１というように極端に低速化されている。このような低速の上昇は、液切りのための時間を長くすると同時に、メニスカスの移動速度を遅くしている。メニスカスの遅い移動速度は、流下する液を逆に突き上げる現象を回避するので、縁の膜厚を薄くすることができる。縁切縁部の下端線が水平である場合には、メニスカスの速度を更に遅くする。
【００１７】
液の粘性係数は４０ｃｐｓ以下であり低いので、液切りをよくしている。平均上昇速度は１秒間で１０ｍｍから７０ｍｍであり、特に望ましくは１０ｍｍから３０ｍｍ液切過程の上昇速度は０．１ｍｍから１．０ｍｍであることが好ましいことが、実験により確かめられた。液切縁部と液面との間に形成されるメニスカス部分が一方の片側から他方の片側まで片方向のみで移動するので、一様に液切りが行われる。
【００１８】
液切過程に要する時間は、メニスカス部分が一方の片側から他方の片側まで移動する時間よりも短くない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による電子回路用基板及びその感光レジスト膜形成方法では、メニスカスの移動が十分に遅いので、液切りが全下端縁で十分に行われている。従って、下端縁で局部的に膜厚が厚くならない。このことは、結局、歩留まりを高める。液切過程のみで上昇速度を低くしているので、生産効率を低下させない。
【００２０】
【実施の形態】
以下に、実施形態を詳しく説明する。図１は、本発明による電子回路用基板及びその感光レジスト膜形成方法を実施するための浸漬式基板面レジスト層（以下単にレジスト層という）形成装置の構成を示す斜軸投影図である。この装置としては、前述の公知装置と全く同一のものを用いることができる。この装置は、レジスト液をオーバーフロー式に循環させ液面が一定高さに維持されるレジスト液タンク１を備えている。レジスト液タンク１は液面側すなわち上方側が開放されている。
【００２１】
浸漬式基板面レジスト層形成装置は、電子回路用基板（以下、基板という）２を支持し把持する把持手段７０（図１に示されず、詳しくは後述される）を昇降させるための昇降手段４及び基板下縁をレジスト液の液面に対し、液切角度θ傾け傾動角度位置で基板を把持し固定するための液切角度設定手段３（詳しくは、後述される）を備えている。本発明では、好ましくは実施時に、液切角度θは、実質的に零に設定される。実質的に零とは、機械誤差の範囲内で零ということである。しかし、必ずしも零にする必要はない。
【００２２】
また、浸漬式基板面レジスト層形成装置は、把持手段の昇降速度を制御するための後述する昇降速度制御手段５（図１に示されず、詳しくは後述される）を備えている。浸漬式基板面レジスト層形成装置は、他に、レジスト液循環手段３０（図４）、昇降中の基板を傾動させるための傾動手段７（図１に示されず詳しくは後述される）、上昇速度制御手段８（図１に示されず詳しくは後述される）、制御用操作パネル９（図３）、その他の手段を備えている。
【００２３】
基板２は、図２に示すように、絶縁基板１０と絶縁基板１０の片面又は両面に張り付けられた導電層１１とから構成されている。絶縁基板１０は、ガラス、エポキシ樹脂などの絶縁材料が用いられる。導電層１１には、銅が用いられているが、銀、金に換えることができる。この導電層１１に、後述する方法で抵抗層１１ａが形成される。
【００２４】
図３は、本体ケーシング１２の外観を示している。本体ケーシング１２は、６面の壁板でほぼ閉じられ内部に作業空間を形成している。本体ケーシング１２の前面右側に、制御用パネル９が設けられている。本体ケーシング１２の前面中央部に、開閉扉１３が設けられている。上下両開きの２枚の透明板で構成された開閉扉１３は、上下方向に開閉する。床壁の下端面にキャスター輪１４が複数個取り付けられている。本体ケーシング１２の裏面側には、換気扇（図示せず）が設けられている。
【００２５】
以下に、本体ケーシング１２の内側に設けられているレジスト液タンク１、液切角度設定手段３、昇降手段４、昇降速度制御手段５、昇降速度制御手段８、傾動手段７、把持手段７０その他の手段については、以下に個別に説明する。
［レジスト液タンク１］
レジスト液タンク１は、本体ケーシング１２の下方部に設けられている。図４，５，６に示すように、レジスト液タンク１は、基板浸漬用タンク２０とオーバーフロー用タンク２１とから構成されている。基板浸漬用タンク２０とオーバーフロー用タンク２１とは堰形成板２２で仕切られている。
【００２６】
堰形成板２２の上端は、レジスト液タンク１の四周の上端縁よりも低く設定されている。基板浸漬用タンク２０の底面は、僅かに傾斜している。オーバーフロー用タンク２１の底の最低位置に開口するレジスト液排出用配管２３が、図４に示すように、取り付けられている。
【００２７】
［レジスト液循環手段３０］
レジスト液循環手段３０が、図４，５，６に示すように、レジスト液タンク１を含むレジスト液循環路中に設けられている。レジスト液循環用ポンプ３１は、送液用内部回転体が循環路の外側の磁石ローターにより回転駆動される公知構造の循環路密封式マグネットポンプが用いられている。レジスト液循環用ポンプ３１の吐出口に圧送用パイプ３２の一端が接続されている。
【００２８】
圧送用パイプ３２の他端はフィルター３３の入口に接続されている。フィルター３３の出口に供給管３４の一端が接続されている。供給管３４の他端が基板浸漬用タンク２０の上方部に接続され基板浸漬用タンク２０内で開放されている。オーバーフロー用タンク２１の底壁で開放されている戻り口に戻し管３５の一端が接続されている。戻し管３５のの他端は、レジスト液循環用ポンプ３１の吸込口に接続されている。
【００２９】
［昇降手段４・昇降速度制御手段５］
図７に示すように、モータ取付台４１、下側軸受案内レール取付台４２及び上側軸受案内レール取付台４３が本体ケーシング１２の裏面壁に取り付けられている。モータ取付台４１にインバータモータ４４が固定され設けられている。プログラムによりインバータを制御して回転速度は自在に制御できる。具体的に述べると、１秒間に１，２，３，・・・１００ヘルツ（１００までの整数値ヘルツ）の入力パルスで駆動され、そのヘルツ数は、１〜１００の間で任意に設定できる。インバータモータ４４に換えて直流サーボモータ、ＡＣサーボモータを用いることができる。
【００３０】
インバータモータ４４の出力軸に減速機を介して昇降駆動用ボールねじ軸４６が鉛直向きに結合されている。昇降駆動用ボールねじ軸４６は、下方部が下側軸受案内レール取付台４２に取り付けられている軸受に、上方部が上側軸受案内レール取付台４３に取り付けられている軸受に軸受けされている。昇降駆動用ボールねじ軸４６に平行に両側に案内レール４９，５０が設けられている。
【００３１】
案内レール４９，５０は、下側軸受案内レール取付台４２，上側軸受案内レール取付台４３にそれぞれに両側に取り付けられている固定台５１，５２に上下端が固定されている。昇降駆動用ボールねじ軸４６にボールナットを収納したボールナット収納箱を介して昇降台５４が昇降自在に支持されている。
【００３２】
４体のリニア軸受５５が昇降台５４に取り付けられ、案内レール４９，５０に案内されて軽便に精度よく昇降する。昇降台５４は、昇降駆動用ボールねじ軸４６により駆動され両側の案内レール４９，５０に案内され静かに無振動的に昇降することができる。
【００３３】
このように、昇降手段はインバータモータ４４、昇降駆動用ボールねじ軸４６、案内レール４９，５０等により構成されている。昇降制御手段５は、インバータモータ４４、インバータを制御する図示しないプログラムなどにより構成されている。
【００３４】
［液切角度設定手段３・傾動手段７］
基板下縁をレジスト液の液面に対し液切角度θ傾けて基板を把持するための液切角度設定手段３が、図９，１０に示されるように、昇降台５４上に設けられている。昇降台５４上に液切角度設定用モータ６０が固定され設けられている。液切角度設定用モータ６０の出力軸に取り付けられている偏心軸６１に転輪６２が回転自在に取り付けられている。
【００３５】
昇降台５４に傾動用軸６３が水平方向に設けられている。傾動用軸６３に傾動台６４が回転自在に設けられている。傾動台６４の右側面に傾動案内体６５が固定されている。傾動台６４は昇降台５４に一端が固定された引張ばね６６の他端で常時引っ張られていて、傾動台６４は図９で反時計方向の回転力を常時付勢されている。引張ばね６６は、転輪６２を傾動案内体６５の上側面に当接させるように機能している。
【００３６】
液切角度設定用モータ６０は、偏心軸６１が１信号の入力を受け途中で停止した後１回転するようにプログラムすることができ、また、偏心軸６１のある回転角度位置で停止させその停止位置で固定するようにプログラムすることができる。このように回転位置を固定するために、液切角度設定用モータ６０としてたとえばサーボ系を持った直流制御型サーボモータを用いる。
【００３７】
直流制御型サーボモータは、断続的に流す一定電流の断続時間を制御する形式のモータであり、ある回転角度位置にほぼ完全に停止させることができる。このように、液切角度設定手段３は固定手段を持った偏心軸６１、転輪６２、傾動案内体６５、傾動用軸６３から構成されている。
【００３８】
固定手段は前記サーボ機能を持った液切角度設定用モータ６０でありある特定の回転位置を一定に維持する機能を持った手段であるが、他の手段たとえば機械的に把持し固定する手段に換えることができる。傾動手段７は液切角度設定用モータ６０、偏心軸６１、転輪６２、傾動案内体６５から構成されている。両手段は、液切角度設定用モータ６０、転輪６２、傾動用軸６３、傾動案内体６５を共用している。
【００３９】
［把持手段７０］
図１０，１１，１２は、基板２を鉛直面内に把持して支持する把持手段７０を示している。傾動台６４に２対の把持手段７０が設けられている。１対の把持手段７０は、１対２つの把持用爪をそれぞれに持つ２つのエアチャック爪７１を有している。エアチャック爪７１は、圧力空気給排ユニット７２内に装着されており、図示していないエアシリンダにより駆動される。
【００４０】
圧力空気は、圧力空気給排ユニット７２の給排口７３，７４に給排管が接続される。エアチャック爪７１の把持用爪は、１つのエアシリンダにより給排される圧力空気により対向してそれぞれに進退動する。エアチャック爪７１は、昇降台５４に対して常に同一位置で基板２を挟持することができる。
【００４１】
［上限下限設定手段］
昇降台５４の上限昇降位置と下限昇降位置を設定するためのセンサーを含む上限下限設定手段が設けられている。図７に示すように、上限位置検出用光センサー７６、下限位置検出用光センサー７７が下側軸受案内レール取付台４２、上側軸受案内レール取付台４３に対して固定されている。
【００４２】
上限位置検出用光センサー７６と下限位置検出用光センサー７７との間で下限位置検出用光センサー７７に近い方の位置に、スローダウン用光センサー７８が設けられている。この光センサー７８による位置検出後に、昇降台５４の降下速度が遅くなる。オーバーラン防止用リミットスイッチ７９が、下限位置検出用光センサー７７の下方に設けられている。
【００４３】
［制御用パネル９］
図１２は、制御用操作パネル９を示している。本体ケーシング１２の前面に設けられている制御用操作パネル９には、電源表示ランプ８０、制御電源スイッチ８１、自動運転スイッチ８２、基板上昇速度可変用つまみ８３ａ、液切角度設定用つまみ８３ｂ、基板サイズ切換用スイッチ８４、扉開閉用スイッチ８５、レジスト液循環ポンプ動作開始用スイッチ８６が設けられている他に、強制停止スイッチ８７、手動上昇用スイッチ８８、手動下降用スイッチ８９が設けられている。
【００４４】
これらスイッチ類は公知発明と全く同一構成であるが、本発明では、更に、液切時上昇速度設定つまみ２０１が追加されている。このつまみ２０１により、上昇速度は、１〜１００ヘルツの範囲で選択され、液切り時のインバータモータ４４の速度設定が行われる。
【００４５】
他に、動作異常の際に動作する警報ブザー９０が設けられている。自動運転スイッチ８２は、自動運転時にスイッチボタンが点灯する。点灯している自動運転スイッチ８２も１度押すと、消灯して自動モードから手動モードに切り替わる。点灯中は、手動用の手動上昇用スイッチ８８、手動下降用スイッチ８９による手動運転はできない。
【００４６】
［上昇速度制御回路８］
図１３は、上昇速度制御回路８を含む制御機構を示している。シーケンサ９１は、制御電源スイッチ８１、自動運転スイッチ８２から動作指令を受けて動作する。シーケンサ９１から時間の関数で表される上昇速度Ｖ、下降速度の速度変更指令９２が時系列内で出力され、速度コントローラ９３に入力される。
【００４７】
速度コントローラ９３は、速度変更指令９２に基づいてインバータ９０に周波数信号９４を出力させることができる。周波数信号９４は、定められた周波数の交流電流をインバータモータ４４へ出力する。速度コントローラ９３には、基板上昇速度可変用つまみ８３ａ、液切角度設定用つまみ８３ｂ、液切時上昇速度設定つまみ２０１からそれぞれに上昇速度信号９５、液切角度信号９６、液切時上昇速度信号２０２が入力される。速度コントローラ９３は、上昇速度信号９５、液切角度信号９６、液切時上昇速度信号２０２を出力信号９４へ変換する計算を行い出力する。
【００４８】
シーケンサ９１から傾動角度設定用信号９７が角度位置コントローラ９８に時系列内で出力される。液切角度設定用つまみ８３ｂの液切角度信号９６に基づいてシーケンサ９１を介して信号を受けた角度位置コントローラ９８は、液切角度設定用モータ６０へ駆動電流を供給する。
【００４９】
レジスト液循環用ポンプ３１は、シーケンサ９１から出力されるオン・オフ信号９９を受けて動作し停止する。把持手段７０を動作させるエアシリンダ１００は、シーケンサ９１から出力されるオン・オフ信号１００ａを受けて動作する電磁開閉弁の開閉によりチャック爪７１を往復動させる。
【００５０】
図１４は、シーケンサ９１により時系列化されている主要な動作機器と３相電源との配線を示している。インバータモータ４４は、３相電源１０１からインバータ９０を介して電力を供給される。レジスト液循環用ポンプ３１は、一定流量で液を循環させる。３相電源の内の２相から電圧を供給され動作する電磁ブレーキ１０２は、非常時にインバータモータ４４を制動して停止させる。
【００５１】
図１５に示すように、シーケンサ９１により動作させられる他の機器として、レジスト液の希釈剤である酢酸エチル、メチルエチルケトンを機外に放出させるための換気用フアン１０３、液切角度設定用モータ６０の回転位置を制御するための回転計数計１０４、回転角度の積分器１０５、開閉扉１３を制御するための扉制御器１０６が設けられている。
【００５２】
［浸漬式基板面レジスト層形成方法］
次に、実施形態１の上記構成に基づく抵抗層形成方法を、図１７に示すフローチャートを参照しながら、動作・作用とともに説明する。制御電源スイッチ８１を押して装置の動作をスタートさせる（ステップＳ０）。このスタートにより昇降台５４、偏心軸６１は機械原点（本実施例では上限位置検出用光センサー１６で設定）に復帰し（ステップＳ１）、基板浸漬用タンク２０とレジスト液循環用ポンプ３１との間でレジスト液の循環が始まる（ステップＳ２）。レジスト液は、フォトエッチング用感光材が揮発性希釈液中に含まれている。粘度は、２５度Ｃで３４ｃｐｓである。
【００５３】
オーバーフローを確認してレジスト液の循環路が形成されているのを確認する。制御用パネル９の基板上昇速度可変用つまみ８３ａ、液切角度設定用つまみ８３ｂ、液切時上昇速度設定用つまみ２０１、基板サイズ切換用スイッチ８４から、基板上昇速度、液切角度、液切時上昇速度、基板サイズが入力される（ステップＳ３）。基板上昇速度Ｖ、液切時上昇速度及び液切角度θは、レジスト液の濃度が変わり粘性抵抗が変動したときのような特殊な場合にしか設定変更はなされない。液切角度θは、零に設定される。
【００５４】
基板サイズは、縦横サイズとして何通りかしかなく、縦寸法が入力される。縦寸法（高さ寸法）は、２６５ｍｍ、３５０ｍｍ、４２０ｍｍ、５３０ｍｍの４通りのみである。手動用として設計されている本実施形態では、昇降台５４の降下は自動的には行われない。２つの足踏ペダルが用意されている。足踏みペダルからエアシリンダ１００を動作させる電磁弁に把持信号を送り（ステップＳ４）、２対の把持手段７０を閉じて２枚の基板２，２を把持手段７０に挟持させる（ステップＳ５）。シーケンサ９１内のタイマーにより設定されている設定時間後に昇降台５４の降下が開始される（ステップＳ７）。
【００５５】
この降下開始に先だってレジスト液循環用ポンプ３１が停止する（ステップＳ６）。初期降下運動は、図１６に示す運動Ｕ１により表されている。図１６は横軸が経過時間、縦軸が動作態様を表している。転輪６２は動作していない。昇降台５４が設定高さ位置まで降下すると反応するスローダウン用光センサー７８が出力するスローダウン信号がシーケンサ９１に入力され（ステップＳ８）、スローダウン指令が出され（ステップＳ９）、昇降台５４とともに降下する基板２はゆっくりとレジスト液面下に沈み込む（図１６中Ｕ２参照）。
【００５６】
このようなゆっくりした運動Ｕ２により、液面は静かに維持される。昇降台５４が下限高さ位置まで降下すると反応する下限位置検出用光センサー７７が出力する停止信号がシーケンサ９１に入力され（ステップＳ１０）、停止指令が出されインバータモータ４４が停止する（運動状態Ｕ３、ステップＳ１１）。
【００５７】
次に、本発明による運転方法では、シーケンサ９１から傾動指令は原則的に出されない。即ち、角度位置コントローラ９８は、液切角度設定用モータ６０へ駆動電流を供給しない。ステップＳ１２は、省略されている。
【００５８】
暫時後、上昇指令が出て昇降台５４とともに基板が上昇を開始する。この上昇速度は、レジスト液の粘度と基板に形成すべき膜厚により定まる。上昇速度とレジスト液の粘度と基板に形成される膜厚ｈとのよく知られた数式関係は、表面張力を無視できない場合は、次の通りである。
【００５９】
【数１】
0003652053.tif 000002
ここで、
ｖ：基板上昇速度、η：レジスト液の粘度、ρ：レジスト液の密度、
ｇ：重力加速度、γ：レジスト液の表面張力
この式は、もちろん、液切縁部では成立しないし、液の蒸発速度が無限大であるとして求められている。この関係式は、概略定性的にいうと、上昇速度が速いと膜厚は厚くなり上昇速度が遅いと膜厚は薄くなることを示している。１枚の基板について上方部と下方部とで膜厚を均一にする１次速度制御は、蒸発速度などを考慮すると、線形でなく当然一定でない。しかし、一定速度の運動Ｕ４（図１６、ステップＳ１３）に従って上昇させれば現在要求されている膜厚精度が許容範囲に入ることは、本発明の試作装置（図に示す実施形態の装置）から判明している。
【００６０】
図１８（ａ）は、把持部即ち上縁部を残してほとんど全部が液浸（又は液漬）した状態の基板２がステップＳ１１で停止した状態を示している。この下限停止状態から基板２は、一定の高速で上昇を始める。この高速は、前記式により定められるが、１秒間に２５ｍｍの速度で上昇される。インバータモータ４４には、１秒間に１００ヘルツの信号が入力され、そのヘルツ数に比例する平均速度で基板２が上昇する。
【００６１】
図１８（ｂ）は、基板の下端縁部が僅かな上下幅だけ液浸している状態を示している。この状態は、図１９（ａ），図２０（ａ）に示すように、有効な第１縦メニスカスＭ１が形成されている状態である。レジスト液の表面張力により形成される第１縦メニスカスＭ１は、基板２の両面側にできている。基板２には、概ね一定厚さの膜厚部分Ｔ１と液面近くのメニスカスにより膨らみを持っているため一定でない厚さの膜厚部分Ｔ２が形成されている。有効な第１縦メニスカスＭ１とは、膜厚部分Ｔ２が表面張力及び重力の影響で液面Ｓ側に引っ張られ下方へ流動する量が有効量になっている状態のメニスカスをいう。
【００６２】
図１８（ｃ）は、基板の下端縁が僅かに遠方の液面よりも高い位置に位置している状態を示している。表面張力がなければ、基板２は液から完全に離脱しているはずの上昇状態である。しかし、図１９（ｂ），図２０（ｂ）に示すように、依然として有効な第２縦メニスカスＭ２が表面張力により形成されている状態である。第２縦メニスカスＭ２も基板２の両面側にできている。膜厚部分Ｔ２は、図２０（ｂ）に示すように、図２０（ａ）に示す状態よりも、更に流動性を強めている。前記と同様に、有効な第２縦メニスカスＭ１とは、膜厚部分Ｔ２が表面張力及び重力の影響で液面Ｓ側に引っ張られ下方へ流動する量が有効量になっている状態のメニスカスをいう。
【００６３】
このような状態は、基板２の速度が遅ければ遅いほど長く維持される。このような状態が維持されている時の基板２の上昇速度は、図１６に運動Ｕ５（ステップＳ１４）として示されている。運動Ｕ５の速度は、液切時上昇速度設定つまみ２０１により、運動Ｕ４の速度の１００分の１から１０分の１の範囲で設定できる。より具体的いうと、インバータモータ４４には数ヘルツ／秒の信号が入力されている。運動Ｕ５の速度は、運動Ｕ４の速度の約２０分の１に設定されている。
この。基板２は、１部が液面Ｓより上方に出ている。
【００６４】
このような有効な第２メニスカスＭ２が形成されている状態では、図２１に示すように、横メニスカスＭ３が形成されている。図２１は、３様の横メニスカスＭ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ３ｃが示されている。横メニスカスＭ３は、図で左側に進行している。基板２の下端線と液面Ｓとが完全に平行なら、メニスカスの進行方向は定まらないが、機械誤差、基板２の成形誤差の範囲で必ずその平行性は崩れている。もし両側にメニスカスが発生してもいずれか一方は消滅しあるいは他方に吸収され、必ず、１個のメニスカスが片側から反対側へ進行し、膜厚部分Ｔ２を走査して液面側に吸収する。
【００６５】
横メニスカスＭ３が走っているいる間に、基板２は僅かに上昇する。従って、横メニスカスＭ３ａと横メニスカスＭ３ｂと横メニスカスＭ３ｃとは、僅かに形態が異なっているが、作用上は実質的に同じである。即ち、メニスカスを介して膜厚部分Ｔ２が、液面側に引っ張られる作用が継続している限り、実質的に同じである。基板２の遅さの程度は、メニスカスＭ３が一方側で発生し、他方側まで走りつくことができる程度の遅さである。上昇速度が速い場合には、横メニスカスＭ３は途中で切れて消滅する。
【００６６】
速度が運動Ｕ５の状態にある時間幅（液切過程の時間、前記メニスカスが継続されている時間）は、有効縦メニスカス及び横メニスカスが形成されうる時間帯でよい。具体的には、粘度が４０ｃｐｓ以下で、基板２の下端部の幅は、数ｍｍ以下であり、遠方の液面と基板２の下端線との間の距離は２〜３ｍｍ程度である。このような横メニスカスを介して、膜厚部分Ｔ２の膨らみは、メニスカスの走査過程で取り除かれる。その取除状況は、実施例として後述する。
【００６７】
基板２の下縁が液面Ｓを離脱した後は、工程サイクルを短縮させるために、速度を上昇させる（運動Ｕ６、ステップＳ１５）。また、レジスト液循環用ポンプ３１を起動してレジスト液の循環を開始する（ステップ１６、図１６中動作Ｐ１）。レジスト液の循環による液面の振動はもはや基板２の抵抗層形成に影響を及ぼさない。
【００６８】
昇降台５４は、上限位置検出用光センサー７６の動作（ステップ１７）により上限位置で停止する（運動Ｕ７、ステップＳ１８）。停止状態は、原点復帰状態である。以上に述べたフローチャート中で、転輪６２は全く動作していない。この実施形態では、把持解消された基板２は人手により機外に持ち出されるが、機種により自動化される。運転停止のために制御電源スイッチ８１を再度押せば、レジスト液循環用ポンプ３１その他の機器を停止させ運転終了とする（ステップＳ２３）。そうでない場合は、次の基板２をエアチャック爪７１に把持させて工程サイクルを継続する（ステップＳ５）。
【００６９】
上記工程サイクルは、機内外に基板２を持ち込み取り出す手作業を除いて全自動化されている。レジスト液として用いられている揮発性溶媒とレジスト層形成物質との混合比率は、粘度の継続的計量によりリアルタイムで検出される。粘度の変化と希釈液の追加のタイミングがずれ粘度が変化する場合がある。このような場合は、基板上昇速度可変用つまみ８３ａをまわして、１次制御速度を変更する。
【００７０】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計変更が行われる。たとえば、液切角度θは零に限定されないが、大きくないことが好ましい。θは、限りなく零に近い角度でよく、あるいは、３度ほどの角度に設定してもよい。この場合でも、液切過程の上昇速度は遅く設定されている。
【００７１】
図２２は、本発明の実施例と従来例を示している。液切過程の基板上昇速度は、図２２（ａ）では１ヘルツ、同（ｂ）では３ヘルツ、同（ｃ）では５ヘルツ、同（ｄ）では７ヘルツ、同（ｅ）では従来通り１００ヘルツである。同（ｅ）の塗布ずみ基板は、図中指示位置断面を図２５に示すように、下端縁部で膨らみ部２０３が両面に形成されている。
【００７２】
図２２（ａ）〜（ｄ）に示す部分２０４は、レジスト液が全くといってもよい程度に、基板２に付着されていない部分である。図２２（ｃ）に示される基板２のレジスト液非付着部分２０４は、規則正しく縁にそって（メニスカスの進行方向に）形成されている。幅３００ｍｍの基板で、このようなレジスト液非付着部分２０４の個数は約５０である。レジスト液付着部分２０５とレジスト液非付着部分２０４とが、図２３に示すように、規則正しく交互に波打って並んでいる。図２２（ｃ）中の２箇所の指示位置断面を図２４（ａ），（ｂ）に示すように、レジスト液付着部分２０５はそれより中央（内側）よりの部分２０６の膜厚より薄く、レジスト液非付着部分２０４の膜厚は実質的に零である。上昇速度が７ヘルツの場合は、レジスト液非付着部分２０４の面積は少なくなる。サイズについて説明すると、図２４で、基板２の厚さは１〜３ｍｍであり、部分２０６の膜厚は、１０ミクロン程度である（図は、誇張して描かれている。）。
【００７３】
図２３に示すように交互に波打って膜厚が形成される理由は、次のように推定される。横メニスカスの移動により下端縁部の液がメニスカスの進行方向に誘導されて移動する場合の運動量とこの移動を阻止しようとする反作用と自らの上面張力により振動が発生して基板面の液面に波状の盛り上がりが生じ、同時に、縦メニスカスにより下方へその盛り上がり部は引っ張られて液面側に吸収されるのであると、推定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による浸漬式基板面抵抗層形成装置の概念を示し、斜軸投影図である。
【図２】図２は、理想的な基板を示す正面図である。
【図３】図３は、図３は本発明による浸漬式基板面抵抗層形成装置の実施形態を示す正面図である。
【図４】図４は、レジスト液タンクとレジスト液循環用系を示し、正面図である。
【図５】図５は、図４の平面図である。
【図６】図６は、図４の側面図である。
【図７】図７は、昇降手段を取り出して示す正面図である。
【図８】図８は、図７の側面図である。
【図９】図９は、傾動手段を示す正面図である。
【図１０】図１０は、図９の平面図である。
【図１１】図１１は、把持手段を示す側面図である。
【図１２】図１２は、図３の１部を拡大した正面図である。
【図１３】図１３は、制御回路図である。
【図１４】図１４は、制御回路の１部の回路図である。
【図１５】図１５は、シーケンサ９１のシーケンス回路図である。
【図１６】図１６は、動作チャート図である。
【図１７】図１７は、フローチャート図である。
【図１８】図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、液切過程を解説するための３態様の概念図である。
【図１９】図１９（ａ），（ｂ）は、図１８（ｂ），（ｃ）の側面断面図である。
【図２０】図２０（ａ），（ｂ）は、図１９（ａ），（ｂ）を拡大して横メニスカスを示す断面図である。
【図２１】図２１は、縦メニスカスを示す断面図である。
【図２２】図２２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、それぞれの膜厚を比較して示す正面図である。
【図２３】図２３は、図２２（ｃ）の断面図である。
【図２４】図２４（ａ），（ｂ）は、それぞれの膜厚を比較して示す側面断面図である。
【図２５】図２５従来のものの膜厚を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…レジスト液タンク
２…基板
３…液切角度設定手段
４…昇降手段
７…傾動手段
８…上昇速度制御手段
１１ａ…レジスト層（１１ａ）
９３…速度コントローラ（９３）
Ｒ…下縁
Ｓ…レジスト液面
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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