(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開口された柱状の容器部内に矩形基板を導入する工程と、
前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下して供給する工程と、
前記容器部の開口された上部を矩形状のフィルタ部で覆う工程と、
前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部により覆う工程と、
前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じる工程と、
前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させて、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布する塗布工程と、
前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開いて前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる乾燥工程と
を備え、
前記矩形基板は、石英基板上に形成されたＭｏＳｉ（モリブデンシリサイド）膜からなる遮光膜またはＭｏＳｉＯＮ膜、ＣｒＦ2膜、ＴａＳｉＯ膜、ＺｒＳｉＯ膜、ＣｒＦＯ膜およびＭｏＳｉＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の半透明膜を有しており、
前記滴下工程は、前記レジスト滴下部が前記石英基板上に形成された遮光膜または半透明膜上へ電子ビームに対するレジストを滴下した後に、前記透明基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させることを特徴とするレジスト塗布方法。
【請求項２】
矩形基板と、
上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、
前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、
前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、
前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部と、
前記フィルタ部の周辺部のみから前記矩形基板の周辺部上のレジストへ、前記矩形基板の中央部のレジストへ導入される気体より高温の気体を導入する気体導入部とを備え、
前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、
前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くことを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項３】
矩形基板と、
上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、
前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、
前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、
前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部と
を備え、
前記フィルタ部は、周辺部のフィルタ密度が中央部のフィルタ密度よりも疎であって、
前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、
前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くことを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項４】
矩形基板と、
上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、
前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、
前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、
前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部と
を備え、
前記フィルタ部は、前記矩形基板の形状と相似の矩形状の形状を有しており、前記フィルタ部の四辺と前記矩形基板の四辺とが一致する状態に設置されていて、
前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、
前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くことを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項５】
前記フィルタ部の縁部分を支持する矩形状の支持部をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のレジスト塗布装置。
【請求項６】
前記フィルタ部の周辺部のみから前記矩形基板の周辺部上のレジストへ、前記矩形基板の中央部のレジストへ導入される気体より高温の気体を導入する気体導入部をさらに備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のレジスト塗布装置。
【請求項７】
前記フィルタ部はアルミ製焼結体を用いて形成されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のレジスト塗布装置。
【請求項８】
前記フィルタ部は多孔質ガラスまたはセラミクス材料を用いて形成されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のレジスト塗布装置。
【請求項９】
基板の表面にレジストを塗布するレジスト塗布方法であって、
中心軸回りに回転可能な中空の回転カップの中に基板を保持させるステップと、
前記回転カップの中に保持されている基板の表面にレジストを塗布するステップと、
前記回転カップが、前記基板を搬入出するために備える開口部を蓋部で閉塞するステップと、
前記回転カップが、その内部空間からその外部空間へ余分なレジストを排出するために備える排出口に、前記回転カップの内部から外部へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁を装着した状態で、前記回転カップと共に、その内部に保持される前記基板、およびその開口部を閉塞する前記蓋部を回転させるステップと、
前記回転カップの回転が停止した後に、その内部から前記基板を取り出すステップとを有し、
前記回転カップの内部空間は、フィルタによって前記基板を含む第１の空間と、前記基板を含まない第２の空間とに区切られていると共に、
前記回転カップの回転が十分に減速された後に、前記第２の空間に大気圧以上の圧力を導入するステップを含み、
前記回転カップ或いは前記蓋部には、通気孔と、その通気口を開閉するリーク用弁とが設けられており、
前記第２の空間に大気圧以上の圧力を導入するステップは、前記リーク用弁を開弁させるステップを含むことを特徴とするレジスト塗布方法。
【請求項１０】
前記フィルタは、多孔質ガラスまたはセラミクス材料で構成されていることを特徴とする請求項９に記載のレジスト塗布方法。
【請求項１１】
半導体の製造工程で用いられる露光用マスクのマスクパターンを形成する方法であって、
透明基板の表面に遮光膜もしくは半透明膜を備えるマスク基板の上に、請求項９または１０に記載のレジスト塗布方法でレジストを塗布するステップと、
前記レジストを所望のパターンにパターニングするステップと、
パターニングされた前記レジストをマスクとして、前記遮光膜もしくは半透明膜をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とするマスクパターン形成方法。
【請求項１２】
矩形の液晶基板上に所望のパターンを形成する方法であって、
前記液晶基板上に、請求項９または１０に記載のレジスト塗布方法でレジストを塗布するステップと、
前記レジストを所望のパターンにパターニングするステップと、
パターニングされた前記レジストをマスクとして、前記液晶基板上に所望のパターンをパターニングするステップと、
を含むことを特徴とする液晶基板のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジスト塗布方法、レジスト塗布装置、レジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法および液晶基板のパターン形成方法に関し、特にマスクパターンにレジストを塗布するレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法と、半導体の製造工程で用いられる露光用マスクのマスクパターンを精度良く形成するうえで好適なレジスト塗布装置、レジスト塗布方法、マスクパターン形成方法、および液晶基板のパターン形成方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通常の露光用マスクに対するマスクパターンの形成においては、リソグラフィー技術を利用している。この場合、露光用マスクの基板上にレジストを塗布し、このレジストを塗布された露光用マスクに対してレーザービームまたは電子ビーム（ＥＢ）描画装置等を用いて選択的にレジストを感光させ、現像することにより露光用のマスク基板上にレジストパターンを形成していた。
【０００３】
近年、マスク上の最小パターンサイズは、マスク倍率の低下（５倍から４倍へ）とマスクパターン転写時の光学像劣化を防止するための近接効果補正の要求とにより、マスクパターンの最小パターンサイズ、すなわちマスク基板上における最小線幅として０．１〜０．２μｍが要求されるようになってきた。このためマスクパターンの形成に対しては、マスク基板上における寸法ばらつきとして１３０ｎｍデザインルールの場合、３σ（σ：標準偏差）で１３〜１５ｎｍという値が要求されてきた。マスク基板上へのレジスト塗布工程においても、その均一性の目標値としてレンジ４０Åという非常に小さい値が要求されてきた。さらに、マスク基板上のパターン形成領域も、６インチマスク基板（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の場合は、１３２ｍｍ×１３２ｍｍという広い領域での均一性が求められるようになってきた。しかし、マスクパターンにレジストを塗布する場合は、シリコンＳｉウェーハにレジストを塗布する場合と異なってマスク基板の形状が矩形であるため、マスク基板の四隅部分にフリンジ（ｆｒｉｎｇｅ）と呼ばれる膜厚ばらつきの大きい部分が形成されてしまうという問題が生じていた。
【０００４】
上述のフリンジが形成されるという問題を解決するために、近年回転カップ方式のマスクレジスト塗布装置が開発されてきた。この回転カップ方式のレジスト塗布装置は、マスク基板を回転カップと呼ばれる円柱状の容器の中に導入し、マスク基板とその円柱状の容器とを同時に回転させてマスク基板と空気との摩擦の少ない状態を形成することにより、上述のフリンジが形成されるという問題を解決しようとするものであった。しかし、密閉空間で塗布するために、レジストの乾燥時における乾燥ムラにより、マスク基板上に局所的にレジストの膜厚差が生じるという新たな問題が生じていた。
【０００５】
一方、上述のように６インチマスク基板の場合は、マスク基板上に１３２ｍｍ×１３２ｍｍという広いパターン形成領域を確保する必要がある。このパターン形成領域の大きさは、マスクが一般にスキャナーと呼ばれる露光装置で使用され、このスキャナーで使用される縮小投影レンズが、収差の影響等により大きくできないことにより要求されるものである。現状ではマスク上で短辺側を１００ｍｍとし、残る長辺方向を１３２ｍｍとし、マスクおよびウエハを同期させて動かすことにより収差の低減を図っている。
【０００６】
上述した広いパターン形成領域の全域において、マスクパターンの寸法ばらつきを小さくするためには、そのパターン形成領域全域に、均一な膜厚でレジストを塗布することが必要である。より具体的には、寸法ばらつきに関する上記の要求を満たすためには、マスク基板上にレジストを塗布する工程において、パターン形成領域全域におけるレジスト膜厚のレンジに対して、すなわち、レジストの最大膜厚と最少膜厚との差に対して、４０オングストローム以内という非常に小さな目標値が要求される。
【０００７】
Ｓｉ基板にレジスト膜を形成する場合は、通常、Ｓｉ基板を中心軸回りに回転させながらその表面にレジストを塗布する。この場合、遠心力によりレジストが均一に広がって膜厚の均一なレジスト膜が形成される。ところで、マスク基板はＳｉウエハと異なり基板形状が矩形である。このため、マスク基板を中心軸回りに回転させた場合、その四隅の付近には、マスク基板の板厚の影響で、空気との摩擦が生ずる。
【０００８】
空気との摩擦が四隅の近傍にのみ大きく作用する状況下でマスク基板上にレジストが塗布されると、レジストは、マスク基板の中央部近傍と、四隅の近傍とで異なる広がり傾向を示す。このため、Ｓｉウエハにレジストを塗布する場合と同様の方式でマスク基板にレジストを塗布すると、マスク基板の四隅部分には、フリンジと呼ばれる膜厚ばらつきの大きい部分が形成されてしまう。
【０００９】
上記の問題を解決するために、近年では回転カップ方式のレジスト塗布装置が開発されている。この装置は、マスク基板を回転カップと呼ばれる円柱上の容器の中に導入し、マスク基板とその円柱容器を同時に回転させながらマスク基板上にレジストを塗布する装置である。回転カップ方式のレジスト塗布装置によれば、矩形のマスク基板とその周辺に存在する空気との間に大きな摩擦を生じさせることなくマスク基板を回転させることができる。従って、この装置は、上述したフリンジの問題を解決する上で有効である。
【００１０】
しかし、上述のように、回転カップ方式の装置では、レジストの塗布が回転カップという密閉空間内で実行されるため、回転カップ方式の装置では、マスク基板上に塗布されたレジストに、レジスト乾燥時に、乾燥ムラにより局所的な膜厚差が発生し易いという問題があった。
【００１１】
上述のマスク基板上に局所的にレジストの膜厚差が生じるという問題を解決するために、最近、金属焼結体を用いてレジストの乾燥速度を制御する方法が提案されてきた（特開平１０−２８６５１０号公報および特開平１０−３１４６５３号公報）。この方法は、金属焼結体を介することによりマスク基板上への外気の導入を制限しレジスト乾燥時間を長くすることによって、乾燥時にマスク基板上に生じる、いわゆる風紋ムラを低減しようとするものである。この風紋ムラは砂上の風紋に似た形状を有するものであり、レジストの乾燥時間が早過ぎる場合に生じやすいとされている。
【００１２】
図１５は、特開平１０−２８６５１０号公報に提案された従来の金属焼結体を用いてレジストの乾燥速度を制御する方法の概要を示す。図１５（Ａ）に示されるように、まずマスク基板（矩形基板）５１０上にレジスト５００を滴下し、次に図１５（Ｂ）に示されるように、矩形基板５１０を回転させて滴下されたレジスト５００をマスクパターン領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ角）５２０上に回転塗布する。最後に、図１５（Ｃ）に示されるように、金属焼結体５３０を介して矩形基板５１０上に回転塗布されたレジスト５００を乾燥させる。しかし、特開平１０−２８６５１０号公報に提案された方法で用いられる金属焼結体５３０は、矩形基板５１０上に回転塗布されたレジスト５００に外気を取り込んで乾燥させるための孔の割合である空孔率が均一であり、かつ上述の方法は１つの金属焼結体５３０を用いて行う方法であったために、レジスト乾燥に時間がかかりマスク塗布スループット面において問題があった。さらに加えて、図１５（Ｃ）に示されるように、矩形基板５１０の四辺付近において、回転塗布時に振り切れなかったレジスト５００が乾燥時間の増加に伴い矩形基板５１０の中心方向へ戻ってしまうため（レジスト５０５）、矩形基板５１０の四辺周辺においてレジストの膜厚差の大きい部分が広い幅で形成されてしまうという問題があった。
【００１３】
特開平１０−３１４６５３号公報に提案された方法では、回転塗布を行ない、回転カップを覆う上回転カップが開いた後に、回転カップの側壁部から金属焼結体等を介して外気を回転カップ内のレジスト塗布基板へ導入するように構成されている。しかし、上述の構成は機構的に複雑となるという問題と、上回転カップとレジスト塗布基板との間にフィルタが存在しないために上回転カップがレジスト塗布後に開放される際に急激な空気の流れがレジスト塗布基板上で生じることにより、乾燥していないレジスト液面に振動を与えレジスト塗布の均一性が劣化してしまうという問題とがあった。このためマスク基板等の矩形基板では、マスクパターン領域が拡大した場合に、矩形基板の四辺周辺部分におけるレジスト塗布の均一性の劣化によるマスクパターン寸法が劣化するという問題があった。
【００１４】
上回転カップと共にフィルタが用いられる場合であっても、従来のフィルタは上回転カップ等が円柱状の形状を有していたために、図１６に示されるような円形の形状を有する金属焼結体空孔フィルタ６１０を用いていた。このため、金属焼結体フィルタ６１０の中心部分では、金属焼結体自身の重みにより撓みが生じ、矩形基板上にレジストを滴下した際に、撓みが生じたフィルタとレジストとが接触する問題が生じていた。したがって、例えば拡大化（一辺２３０ｍｍ）したマスク基板へレジストを塗布する際に、単純に金属焼結体を大型化した場合には、大型化した金属焼結体自身の重みにより、さらに金属焼結体の中心部分が撓みにより下がり、レジストと接触しやすくなるという問題も生じていた。
【００１５】
上述の、レジストの塗布が終了した後に金属焼結体を介して回転カップの内部に大気を導入することでレジストの乾燥速度を制御する手法（特開平１０−２８６５１０および特開平１０−３１４６５３）を用いることによりさらに新たな問題が発見されてきた。すなわち、回転カップ方式の装置は、マスク基板の上にレジストを滴下した後、所定の加速度で回転カップの回転数を増大させ、一定時間所定の回転数を維持した後に、所定の減速度でその回転数を減少させる。
【００１６】
上述したレジストの回転塗布は、回転カップの開口部を閉じた状態で行われる。回転カップには、レジストを排出するための排出口が設けられており、回転カップの回転が開始されると、その排出口からレジストと空気が排出される。このため、回転カップの回転中はその内圧が大気圧に比して低圧となる。
【００１７】
回転カップが一定時間所定速度で回転した後に、その回転の減速が開始されると、回転カップの内外気圧差に起因して、レジストの排出孔において空気の逆流が起こる。上記の現象を模式的に示したものが図１７（ａ）ないし１５（ｃ）である。
【００１８】
矩形のマスク基板の周辺端面部分に溜まったレジストは、回転塗布工程中、主に回転の減速時に逆流する上記の空気の影響で、マスク基板の中心方向に吹き飛ばされる。その結果、マスク基板上に塗布されたレジストには、特にその周辺部において大きな膜厚ムラが形成されやすい。このようなレジストの膜厚ムラは、フォトマスク上の１３２ｍｍ×１３２ｍｍという範囲に微細パターンを形成する際に寸法誤差の原因となる。このように、従来の回転カップ式の装置は、マスク基板上に精度良くマスクパターンを形成するうえで、未だ問題を有するものであった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の回転カップ方式のマスクレジスト塗布装置では、空孔率が均一であり、かつ１つの金属焼結体を用いていたため、レジスト乾燥に時間がかかりマスク塗布スループット面での問題があった。さらに回転塗布時に振り切れなかったレジストが乾燥時間の増加に伴い矩形基板の中心方向へ戻ってしまうため、矩形基板の四辺周辺においてレジストの膜厚差の大きい部分が広い幅で形成されてしまうという問題があった。
【００２０】
さらに従来の他の回転カップ方式のマスクレジスト塗布装置では、構成が機構的に複雑であることに加え、急激な空気の流れがレジスト塗布基板上で生じることによりレジスト塗布の均一性が劣化してしまうため、マスクパターン領域が拡大した場合に、矩形基板の四辺周辺部分におけるレジスト塗布の均一性の劣化によるマスクパターン寸法の劣化が生じるという問題があった。上回転カップと共にフィルタが用いられる場合であっても、従来のフィルタは上回転カップ等が円柱状の形状を有していたために、マスク基板が拡大した場合に単純に金属焼結体を大型化すると、大型化した金属焼結体自身の重みにより、その中心部分が撓んで下がりレジストと接触してしまうという問題も生じていた。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、マスク基板の四辺部分でのレジスト乾燥を速やかに行うことによりマスク塗布スループット面での効率を高め、マスク基板の四辺部分にあるレジストが矩形基板の中心方向へ戻ることを抑制し、マスク基板の四辺周辺におけるレジストの膜厚差を低減させた高精度のレジスト塗布を行なうことができるレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法を提供することにある。
【００２２】
本発明の第２の目的は、マスクパターン領域が拡大した場合であっても、大型化した金属焼結体自身の重みによる中心部分の撓みを低減させることができるレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の第３の目的は、矩形のマスク基板の周辺部分に発生するレジストの膜厚ムラを低減することのできる回転カップ方式のレジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の第４の目的は、上記のレジスト塗布方法を用いて、矩形のマスク基板、或いは矩形の液晶基板に精度良く所望のパターンを形成することのできるパターン形成方法を提供することにある。
【００２５】
請求項１記載の発明のレジスト塗布方法は、上部が開口された柱状の容器部内に矩形基板を導入する工程と、前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下して供給する工程と、前記容器部の開口された上部を矩形状のフィルタ部で覆う工程と、前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部により覆う工程と、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じる工程と、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させて、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布する塗布工程と、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開いて前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる乾燥工程とを備え、前記矩形基板は、石英基板上に形成されたＭｏＳｉ（モリブデンシリサイド）膜からなる遮光膜またはＭｏＳｉＯＮ膜、ＣｒＦ2膜、ＴａＳｉＯ膜、ＺｒＳｉＯ膜、ＣｒＦＯ膜およびＭｏＳｉＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の半透明膜を有しており、前記滴下工程は、前記レジスト滴下部が前記石英基板上に形成された遮光膜または半透明膜上へ電子ビームに対するレジストを滴下した後に、前記透明基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させるものである。
【００２６】
請求項２記載の発明のレジスト塗布装置は、矩形基板と、上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部と、前記フィルタ部の周辺部のみから前記矩形基板の周辺部上のレジストへ、前記矩形基板の中央部のレジストへ導入される気体より高温の気体を導入する気体導入部とを備え、前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くものである。
【００２８】
請求項３記載の発明のレジスト塗布装置は、矩形基板と、上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部とを備え、前記フィルタ部は、周辺部のフィルタ密度が中央部のフィルタ密度よりも疎であって、前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くものである。
【００３１】
請求項４記載の発明のレジスト塗布装置は、矩形基板と、上部が開口され、前記矩形基板が内部に導入された柱状の容器部と、前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下するレジスト滴下部と、前記容器部の開口された上部を覆う矩形状のフィルタ部と、前記フィルタ部を介して前記容器部を開閉可能に覆う蓋部とを備え、前記フィルタ部は、前記矩形基板の形状と相似の矩形状の形状を有しており、前記フィルタ部の四辺と前記矩形基板の四辺とが一致する状態に設置されていて、前記矩形基板上へレジストを塗布する場合は、前記レジスト滴下部から前記容器部内に導入された前記矩形基板上へレジストを滴下し供給した後、前記蓋部が前記フィルタ部を介して前記容器部を閉じた状態で、前記矩形基板、前記フィルタ部および前記蓋部を前記柱状の容器部の柱方向の軸の周りに前記容器部と共に回転させ、前記矩形基板上に滴下し供給されたレジストを塗布し、前記矩形基板上に塗布されたレジストを乾燥させる場合は、前記フィルタ部が前記容器部の開口された上部を覆った状態で、前記蓋部のみを開くものである。
【００３２】
請求項５記載の発明のレジスト塗布装置は、請求項３または４において、前記フィルタ部の縁部分を支持する矩形状の支持部をさらに備えることができるものである。
【００３３】
請求項６記載の発明のレジスト塗布装置は、請求項３〜５のいずれかにおいて、前記フィルタ部の周辺部のみから前記矩形基板の周辺部上のレジストへ、前記矩形基板の中央部のレジストへ導入される気体より高温の気体を導入する気体導入部をさらに備えることができるものである。
【００３４】
請求項７記載の発明のレジスト塗布装置は、請求項２〜６のいずれかにおいて、前記フィルタ部はアルミ製焼結体を用いて形成されることができるものである。
【００３５】
請求項８記載の発明のレジスト塗布装置は、請求項２〜６のいずれかにおいて、前記フィルタ部は多孔質ガラスまたはセラミクス材料を用いて形成されることができるものである。
【００４１】
請求項９記載の発明は、基板の表面にレジストを塗布するレジスト塗布方法であって、中心軸回りに回転可能な中空の回転カップの中に基板を保持させるステップと、前記回転カップの中に保持されている基板の表面にレジストを塗布するステップと、前記回転カップが、前記基板を搬入出するために備える開口部を蓋部で閉塞するステップと、前記回転カップが、その内部空間からその外部空間へ余分なレジストを排出するために備える排出口に、前記回転カップの内部から外部へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁を装着した状態で、前記回転カップと共に、その内部に保持される前記基板、およびその開口部を閉塞する前記蓋部を回転させるステップと、前記回転カップの回転が停止した後に、その内部から前記基板を取り出すステップとを有し、前記回転カップの内部空間は、フィルタによって前記基板を含む第１の空間と、前記基板を含まない第２の空間とに区切られていると共に、前記回転カップの回転が十分に減速された後に、前記第２の空間に大気圧以上の圧力を導入するステップを含み、前記回転カップ或いは前記蓋部には、通気孔と、その通気口を開閉するリーク用弁とが設けられており、前記第２の空間に大気圧以上の圧力を導入するステップは、前記リーク用弁を開弁させるステップを含むことを特徴とするものである。
【００４３】
請求項１０記載の発明は、請求項９において、前記フィルタは、多孔質ガラスまたはセラミクス材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００４５】
請求項１１記載の発明は、半導体の製造工程で用いられる露光用マスクのマスクパターンを形成する方法であって、透明基板の表面に遮光膜もしくは半透明膜を備えるマスク基板の上に、請求項９または１０に記載のレジスト塗布方法でレジストを塗布するステップと、前記レジストを所望のパターンにパターニングするステップと、パターニングされた前記レジストをマスクとして、前記遮光膜もしくは半透明膜をエッチングするステップと、を含むことを特徴とするものである。
【００４６】
請求項１２記載の発明は、矩形の液晶基板上に所望のパターンを形成する方法であって、前記液晶基板上に、請求項９または１０に記載のレジスト塗布方法でレジストを塗布するステップと、前記レジストを所望のパターンにパターニングするステップと、パターニングされた前記レジストをマスクとして、前記液晶基板上に所望のパターンをパターニングするステップと、を含むことを特徴とする。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるレジスト塗布装置を示す。図１において、符号１１０はマスク基板等の矩形基板、１２０は矩形基板１１０を内部に載置した円柱状の回転カップユニット、１３０は回転カップユニット１２０内に載置された矩形基板１１０上にレジストを滴下するレジスト滴下ユニット、１００は回転カップユニット１２０内のレジスト廃液および有機物を廃棄するレジスト廃液および有機物排気部、１４０は外気を回転カップユニット１２０内に取り込むために用いられるフィルタ、１５０は回転カップユニット１２０をフィルタ１４０を介して閉じる上回転カップである。
【００４９】
図１に示されるように、円柱状の回転カップユニット１２０の内部に矩形基板１１０を載置し、従来の技術におけるレジスト滴下方法と同様にしてレジスト滴下ユニット１３０からレジストを滴下して供給する。次に、フィルタ１４０および上回転カップ１５０を閉じる。この閉じた状態で、矩形基板１１０、フィルタ１４０および上回転カップ１５０を回転カップユニット１２０と共に回転させることにより、矩形基板１１０に対して滴下し供給されたレジストの塗布を行う。フィルタ１４０を設けたことにより、レジスト塗布終了後は、フィルタ１４０を残した状態のままで上回転カップ１５０のみを開放して矩形基板１１０上に塗布されたレジストを乾燥させることができる。フィルタ１４０がない場合と比較して、上回転カップ１５０を開放した際の急激な空気の流れがレジスト塗布基板１１０上で生じなくなるため、レジスト塗布の均一性を劣化させないですませることができる。
【００５０】
上述のフィルタ１４０の材料としては、薄くても剛性があり、かつ外気を取り込むための空孔を有し、発塵性の無いフィルタが好適である。例えば、真空装置のスローベント部に使用されているアルミ製焼結体をフィルタ１４０として適用することができる。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態１で用いるフィルタ１４０の形状の一例を示す。図２に示されるように、フィルタ１４０は、矩形基板１１０の四辺と同じ方向になるように設置された矩形基板１１０と相似の形状を有する、２種類の矩形形状の中央部フィルタ３１０と周辺部フィルタ３２０とを用いている。詳しくは、矩形基板１１０の周辺部におけるレジストの乾燥を促進するために、周辺部フィルタ３２０は中心部フィルタ３１０と比べてフィルタ密度が疎となっている。ここでフィルタ密度とは上述の空孔率とは反比例の関係にある量であり、空孔が増えるほどフィルタ密度は低くなるものである。中央部フィルタ３１０は、例えば周辺部フィルタ３２０の中央部に、周辺部フィルタ３２０と同一材料からなる小さめのフィルタを重ねることにより形成することができる。この結果、フィルタ密度が疎である周辺部は中央部と比較して乾燥しやすくなるため、上述された従来の乾燥時間が長いことによる矩形基板四辺部におけるレジスト膜厚の増加という問題を解決することができる。
【００５２】
フィルタ１４０の開口部を矩形状とすることによりフィルタ１４０の周辺部分を支持できるようになったため、フィルタの撓みについても従来３ｍｍ程度あったフィルタ撓み量を１ｍｍ程度に低減することが可能となった。
【００５３】
上述されたアルミ製焼結体の替わりに、多孔質ガラスをフィルタ１４０として適用することもできる。
【００５４】
以上より、実施の形態１によれば、矩形基板１１０が載置された回転カップユニット１２０と上回転カップ１５０との間に２種類の矩形状の周辺部フィルタ３２０と中心部フィルタ３１０とを設けることにより、周辺部のフィルタ密度を中央部のフィルタ密度よりも疎とすることができるため、周辺部は中央部と比較して乾燥しやすくなり、従来の乾燥時間が長いことによる矩形基板四辺部におけるレジスト膜厚の増加という問題を解決することができる。
【００５５】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２におけるレジスト塗布方法を示す。図３で図１または図２と同じ符号を付した部分は同じ機能を有するものであるため説明は省略する。実施の形態２は実施の形態１で示されたレジスト塗布装置を用いるものであり、図３（Ａ）に示されるように、まず矩形基板１１０上にレジスト５００を滴下し、次に図３（Ｂ）に示されるように、矩形基板１１０を回転させて滴下されたレジスト５００をマスクパターン領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ角）５２０上に回転塗布する。回転塗布後、図３（Ｃ）に示されるように、上述された２種類の矩形状の周辺部フィルタ３２０と中心部フィルタ３１０とを有するフィルタ１４０を用いて、回転塗布されたレジスト５００の乾燥を行なう。
【００５６】
図３（Ｃ）に示される回転塗布には、ＥＢレジストであるＥＰ−００２（東京応化工業製：レジスト粘度３．５ｃｐ）を使用することができる。レジスト塗布条件は、立ち上がりの加速度を１００００ｒｐｍ／ｓｅｃとし、２５００ｒｐｍで３秒間回転させた後、−２００ｒｐｍ／ｓｅｃで１２．５秒後に０ｒｐｍに停止させる。その後、停止させた状態で上回転カップを開放または外し、フィルタ１４０を使用して矩形基板１１０上に塗布されたレジストを回転カップの有機物物排気を利用して乾燥させた。レジスト乾燥時に矩形基板１１０の回転を停止させたことにより、矩形基板１１０上に塗布されたレジスト液面の回転による影響で振動することによるレジスト乾燥時の膜厚ムラを低減することができた。
【００５７】
その後９０℃で１５分間ベーク処理を行った後、５分間２３℃でクーリング処理を行った。この結果、従来は矩形基板１１０から１０ｍｍまでの部分ではレジスト膜厚の厚い部分が形成されていたが、本実施の形態によれば当該部分は５ｍｍ程度に軽減することができた。例えば６インチマスク基板の場合では、レジスト塗布均一性はレジスト膜厚３０００Å塗布時で、レンジで３０Å程度（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域）を達成することができた。フィルタ１４０の使用により乾燥速度を低減させることが可能となったため、乾燥ムラ等が目視で確認できないほど均一性に優れたレジスト塗布を行うことができる。乾燥時間については、従来の乾燥時間４分間を２分間に短縮することが可能となり、マスク塗布スループット面での効率を向上させることができる。
【００５８】
本実施の形態２においては、２枚の同一材料からなる中央部フィルタ３１０と周辺部フィルタ３２０とを重ね合わせて実現した場合を例示したが、異なる材料のフィルタを３枚以上重ね合わせた場合、または単体フィルタで中心部の空孔を密にし周辺部を疎にしたフィルタであっても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
以上より、実施の形態２によれば、実施の形態１で示されたレジスト塗布装置を用い、レジスト乾燥時に矩形基板１１０の回転を停止させたことにより、矩形基板１１０上に塗布されたレジスト液面の回転による影響で振動することによるレジスト乾燥時の膜厚ムラを低減することができる。フィルタ１４０の使用により乾燥速度を低減させることが可能となったため、均一性に優れたレジスト塗布を行うことができる。従来の乾燥時間４分間を２分間に短縮することが可能となり、マスク塗布スループット面での効率を向上させることができる。
【００６０】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１で示されたレジスト塗布装置を用いるものであり、レジスト乾燥時に矩形基板１１０の周辺部にのみ選択的に温風を当てることにより矩形基板１１０の周辺部におけるレジストの乾燥をより促進させるレジスト塗布方法である。
【００６１】
本実施の形態３におけるレジスト塗布方法は、実施の形態２におけるレジスト塗装方法と同様に、ＥＢレジストであるＥＰ−００２（東京応化工業製：レジスト粘度３．５ｃｐ）を使用し、レジスト塗布条件は、立ち上がりの加速度を１００００ｒｐｍ／ｓｅｃとして、２５００ｒｐｍで３秒間回転させた後、−２００ｒｐｍ．ｓｅｃで１２．５秒後に０ｒｐｍにして停止させた。その後、上回転カップを外し４０℃の乾燥窒素を周辺部フィルタ３２０のみから矩形基板１１０の周辺部のレジスト部分に当てて、選択的に矩形基板１１０の周辺部のレジストを乾燥させた。上述のように、レジスト乾燥時に矩形基板１１０の回転を停止させたことにより、矩形基板１１０上に塗布されたレジスト液面の回転による影響で振動することによるレジスト乾燥時の膜厚ムラを低減することができる。
【００６２】
上述された本実施の形態３により、従来は矩形基板１１０から１０ｍｍまでの部分ではレジスト膜厚の厚い部分が形成されていたが、これを５ｍｍ程度に軽減することができる。例えば６インチマスク基板の場合では、レジスト塗布均一性はレジスト膜厚３０００Å塗布時でレンジで３０Å程度（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域）を達成することができた。フィルタ１４０の使用により乾燥速度を低減させることが可能となるため、乾燥ムラ等が目視で確認できないほど均一性に優れたレジスト塗布を行うことができる。実施の形態２では乾燥時間に２分間要していたが、本実施の形態３では乾燥時間を１分間に短縮することができ、さらにレジスト乾燥面におけるスループット向上という効果も得ることができる。
【００６３】
本実施の形態３においては、２枚の同一材料からなる中央部フィルタ３１０と周辺部フィルタ３２０とを重ね合わせて実現した場合を例示したが、異なる材料のフィルタを３枚以上重ね合わせた場合、または単体フィルタで中心部の空孔を密にし周辺部を疎にしたフィルタであっても同様の効果を得ることができる。
【００６４】
以上より、実施の形態３によれば、実施の形態１で示されたレジスト塗布装置を用い、レジスト乾燥時に矩形基板１１０の周辺部にのみ選択的に温風を当てることにより、さらに乾燥速度を低減させることが可能となり、実施の形態２と比較して乾燥時間２分間を１分間に短縮することが可能となり、さらにマスク塗布スループット面での効率を向上させることができる。
【００６５】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１で示されたレジスト塗布装置と、実施の形態２または３で示されたレジスト塗布方法とを用いて、矩形状のマスク基板上に微細マスクパターンを形成する方法である。
【００６６】
図４は、本発明の実施の形態４におけるマスクパターン形成方法の工程を示す。図４において図１ないし図３と同じ符号を付した部分は同じ機能を有するものであるため説明は省略する。
【００６７】
図４（Ａ）に示されるように、石英等からなる透明基板４１０上に形成された遮光膜Ｃｒ膜４２０上にＥＢレジスト（東京応化工業製：ＥＰ−００２）４３０を、上述された実施の形態２の方法により、レジスト膜厚３０００Åで塗布する。その後、図４（Ｂ）に示されるように、ＥＢ描画、ベークおよび現像を行う。ＥＢ描画は東芝機械製の加速電圧５０ｋＶのＥＢ描画装置を使用してパターン描画を行い、次に１００℃で１５分間ベークを行い、この後クーリングしてから、東京応化工業製現像液ＮＭＤ−３（２．３８％）を使用して６０秒間現像後にスピン乾燥し、所望のレジストパターン４３５を遮光膜Ｃｒ膜４２０上に形成する。
【００６８】
さらに、このＥＢレジストパターン４３５をマスクとして、遮光膜Ｃｒ膜４２０を塩素ガスおよびび酸素ガス雰囲気中で１０分間ドライエッチング（全ガス流量２００ｓｃｃｍ（塩素ガス１６０ｓｃｃｍ、酸素ガス４０ｓｃｃｍ）、圧力０．６８Ｐａ）することにより、図４（Ｃ）に示されるように、遮光膜Ｃｒ膜パターン４２５を得ることができる。
【００６９】
その後、図４（Ｄ）に示されるように、ＥＢレジストパターン４３５の剥離、透明基板４１０洗浄および乾燥を行い、透明基板４１０上に遮光膜Ｃｒ膜パターン４２５を得ることができる。
【００７０】
上述されたように作製した透明基板４１０上の遮光膜Ｃｒ膜パターン４２５の面内寸法ばらつきを、６インチマスク基板領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域）で０．５μｍラインアンドスペースパターンで１６９点（１３点×１３点）測定した結果、遮光膜Ｃｒ膜パターン４２５での寸法ばらつきは１３ｎｍ（３σ値）となり、次世代マスクとして要求される寸法均一性として十分な値が得られた。
【００７１】
上述された実施の形態４においては、遮光膜としてＣｒ膜４２０を用いたが、遮光膜はＣｒ膜４２０に限られるものではなく、他の材料であるＡｌＳｉ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ、ＺｒＳｉ、ＣｒＦ等の金属膜またはこれらの混合物を用いても同様の効果を得ることができる。透明基板（マスク）４１０としては、ハーフトーン位相シフト膜であるＭｏＳｉＯＮ膜、ＭｏＳｉＮ膜、ＺｒＳｉＯ膜、ＣｒＦ膜、ＣｒＦＯ膜およびＴａＳｉＯ膜、ＴｉＳｉＯＮ膜へも前記ドライエッチングで使用したガスをＣＦ４とＯ２の混合ガス（１００ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ）とすることで同様に適用可能である。本実施の形態４においては６インチマスク基板を使用したが、次世代マスク基板である２３０ｍｍマスク基板に対しても同様に適用可能である。
【００７２】
上述された実施の形態４においては、ＥＢレジストとして東京応化工業製ＥＰ−００２を使用したが、ＥＢレジストはこれに限られるものではなく、他のＥＢレジスト（例えば、有機現像用レジストであるＺＦＰ７０００（日本ゼオン株式会社製））またはフォトリソグラフィ工程で使用されるＫｒＦまたはＡｒＦ用のエキシマレーザー用レジストを使用することもできる。
【００７３】
以上より、実施の形態４によれば、実施の形態１で示されたレジスト塗布装置と、実施の形態２または３で示されたレジスト塗布方法とを用いることにより、石英等からなる透明基板４１０上に、６インチマスク基板領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ領域）で０．５μｍラインアンドスペースパターンで１６９点（１３点×１３点）測定した結果、寸法ばらつきが１３ｎｍ（３σ値）となる遮光膜Ｃｒ膜パターン４２５を得ることができる。
【００７４】
実施の形態５．
次に、実施の形態５の回転カップ式レジスト塗布装置について説明する。図５は、実施の形態５のレジスト塗布装置の構成を表す断面図を示す。また、図６は、実施の形態５のレジスト塗布装置を図５に示すＩＩ−ＩＩ矢視で表した平面図を示す。
【００７５】
実施の形態５のレジスト塗布装置は回転カップ１０を備えている。回転カップ１０は、その上部が開口した円柱状の部材である。回転カップ１０の底面付近には、その内部空間に通じる排気口１２が設けられている。ここで、回転カップ１０の内部空間とは回転カップ１０と後述の上蓋部２８とからなる空間を意味する。排気口１２の端部には、回転カップ１０の内部から外部へ向かう流体の流れのみを許容する逆止弁１４が設けられている。逆止弁１４は、例えば、金属とゴムとの組み合わせにより構成されている。尚、逆止弁１４の構造はこれに限定されるものではなく、空気の逆流を防止し得るものであれば如何なる構造であってもよい。
【００７６】
回転カップ１０は、その内部に矩形のマスク基板１６を保持することができると共に、マスク基板１６を保持した状態で中心軸回りを回転することができる。尚、実施の形態５では、マスク基板１６として、６インチ角の大きさ、および０．２５インチの板厚を有する６０２５基板が用いられる。
【００７７】
実施の形態５のレジスト塗布装置は、回転カップ１０の開口面側に、レジスト滴下ユニット１８を備えている。レジスト滴下ユニット１８は、アームが移動することにより、回転カップ１０の内部にレジストを塗布し得る状態と、回転カップ１０と重ならない状態とを実現することができる。以下、それらの状態を、それぞれ、「滴下状態」および「非滴下状態」と称す。
【００７８】
実施の形態５のレジスト塗布装置は、更に、レジスト滴下ユニット１８が非滴下状態である状況下で回転カップ１０の開口部に勘合することのできる多層構造フィルタ２０を備えている。
【００７９】
図７は、多層構造フィルタ２０を平面視で表した図を示す。図７に示すように、多層構造フィルタ２０は、回転カップ１０の開口部の全面を覆う周辺部フィルタ２２と、その周辺部フィルタ２２に比して小さく、かつ、周辺部フィルタ２２の中央部に配置される中心部フィルタ２４とを備えている。
【００８０】
周辺部フィルタ２２および中心部フィルタ２４は、厚みが薄く軽量であっても十分な剛性を確保することができ、均一な微細空孔を有し、かつ、発塵性の低い材料で構成されることが好ましい。実施の形態５では、上記の点を考慮して、周辺部フィルタ２２および中心部フィルタ２４を、ミクロンオーダーの微細孔を有する多孔質ガラスで形成している（厚さ２ｍｍ）。これ以外にもセラミクス材料で前記フィルタを作成することも可能である。多層構造フィルタ２０は、上述した多層構造を有しているため、その中央部に密なフィルタ構造を有し、また、その周辺部に疎なフィルタ構造を有している。
【００８１】
多層構造フィルタ２０の上部には、Ｏリング２６を介して上蓋部２８が設けられている。上蓋部２８は、レジスト滴下ユニット１８が非滴下状態である場合に、多層構造フィルタ２０の上部から、回転カップ１０の開口部を閉塞することができる。この結果、回転カップ１０の内部空間は多層構造フィルタ２０で区切られたマスク基板１６を含む側の空間（第１の空間）を有することになる。上蓋部２８には、リーク用弁３０が設けられている。リーク用弁３０は、Ｏリング２６で囲まれた空間、すなわち、多層構造フィルタ２０の上部空間と、上蓋部２８の上部空間とを繋ぐ通気口を閉塞する弁機構であり、手動またはアクチュエータにより開閉させることができる。上述のように、回転カップ１０の内部空間は多層構造フィルタ２０で区切られたマスク基板１６を含まない側の空間（第２の空間）を有することになる。
【００８２】
上述した多層構造フィルタ２０と上蓋部２８は、回転カップ１０の上部に固定された状態で、回転カップ１０、およびその内部に保持されるマスク基板１６と共に、回転カップ１０の中心軸回りを回転することができる。
【００８３】
次に、図８および図９を参照して、実施の形態５のレジスト塗布装置を用いてマスク基板１６にレジストを塗布する方法について説明する。
図９（ａ）に示す如く、レジスト膜の形成工程では、先ず、円柱状の回転カップ１０に矩形のマスク基板１６が配置される。次に、レジスト塗布ユニット１８が滴下状態とされ、マスク基板１６の中央部近傍に所定量のレジスト３２が塗布される。実施の形態５において、レジスト３２には、ＥＢレジストであるＥＰ−００２（東京応化工業製：レジスト粘度３．５ｃｐ）を使用した。
【００８４】
レジスト塗布ユニット１８が非滴下状態とされた後、回転ユニット１０の開口部に多層構造フィルタ２０と上蓋部２８とがセットされ、次いで回転カップ１０の回転が開始される。回転カップ１０の回転は、図８に示すシーケンスに従って制御される。具体的には、回転カップ１０の回転数は、回転開始の後、所加の加速度（１０，０００ｒｐｍ／ｓｅｃ）で所定回転数（２５００ｒｐｍ）まで加速され、一定期間（３秒間）その回転数に維持される。その後、所定の減速度（−２００ｒｐｍ／ｓｅｃ）で所定期間（１２．５秒間）継続して減速されることにより回転カップ１０は停止状態（回転数０ｒｐｍの状態）とされる。
【００８５】
図９（ｂ）は、回転カップ１０の加速時における状態を示す。回転カップ１０の加速時は、レジスト３２が遠心力により広がって、マスク基板１６の表面にほぼ厚さが均一な膜が形成される。この際、回転カップ１０の内部の空気は、余分なレジスト３２と共に、逆止弁１４を通って回転カップ１０の外部に排出される。その結果、回転カップ１０の内圧は大気圧に比して低圧となる。
【００８６】
実施の形態５のように、マスク基板１６が回転カップ１０の内部で回転する場合、マスク基板１６が矩形であるにも関わらず、その四隅の近傍に、大きな摩擦（空気との摩擦）が生ずるのを防止することができる。このため、回転カップ１０の加速時および等速回転時は、マスク基板１６上に塗布されたレジスト３２の膜厚を、パターン形成領域（例えば１３２ｍｍ×１３２ｍｍ角の領域）の全域においてほぼ均一とすることができる。
【００８７】
図９（ｂ）は、回転カップ１０の減速時における状態を示す。回転カップ１０が減速を開始すると、回転カップ１０の内外の気圧差に起因して、回転カップ１０の外部からその内部に向けて空気が逆流しようとする。排気口１２にこのような空気の逆流が生ずると、マスク基板１６の端部に溜まっていたレジスト３２が中心方向に向けて吹き飛ばされて、パターン形成領域内にレジスト膜厚の不均一な部分が形成されることがある。実施の形態５の装置は、排気口１２に逆止弁１４を備えているため、そのような空気の逆流を確実に阻止することができる。このため、実施の形態５の装置によれば、図９（ｂ）に示すように、回転カップ１０の減速時においても、マスク基板１６のパターン形成領域の全域において、レジスト３２の膜厚をほぼ均一に維持することができる。
【００８８】
図９（ｃ）は、回転カップ１０の回転停止後の状態を示す。回転カップ１０の回転が停止した直後は、レジスト３２に含まれている溶剤が、回転カップ１０のの内部空間において高い分圧を占めている。このため、レジスト３２の乾燥を図るためには、回転カップ１０の内部に大気を導入することが必要である。
【００８９】
回転カップ１０が停止した後に、例えば、多層構造フィルタ２０および上蓋部２８を回転カップ１０から取り外すと、回転カップ１０の内部空間に大気を導入することができる。しかしながら、このような手法で回転カップ１０の内部に急激に空気を導入すると、レジスト３２が急激に乾燥し、乾燥ムラによる膜厚のばらつきが発生しやすい。
【００９０】
上述の如く、実施の形態５では、回転カップ１０が停止した後、図９（ｃ）に示すようにリーク用弁３０が開弁状態とされ、多層構造フィルタ２０を介して回転カップ１０の内部空間に大気が導入される。この場合、大気の導入速度が緩やかになることから、レジスト３２をゆっくりと乾燥させることができ、乾燥ムラに起因するレジスト膜厚のばらつきを有効に防止することができる。
【００９１】
回転カップ１０の回転中はマスク基板１６の周縁部にレジスト３２が溜まり易い。回転カップ１０の回転が停止した後、マスク基板１６の周縁部に溜まっているレジスト３２は、その流動性のためにマスク基板１６の中心部に向かって広がろうとする。従って、マスク基板１６のパターン形成領域の全域でレジスト３２の膜厚を均一化するためには、回転カップ１０の回転が停止した後、マスク基板１０の周縁部に溜まっているレジスト３２を早期に乾燥させることが望ましい。
【００９２】
実施の形態５において、多層構造フィルタ２０は、上記の如くその中心部分に密なフィルタ構造を有し、かつ、その周辺部分に疎なフィルタ構造を有している。このようなフィルタ構造によると、リーク用弁３０が開弁されて多層構造フィルタ２０の上層に大気が導入された後、回転カップ１０の周縁部近傍に、その中心部近傍に比して多量の空気が導入される。従って、実施の形態５の装置によれば、マスク基板１６の周縁部に存在するレジスト３２を迅速に乾燥させることができ、マスク基板１６のパターン形成領域の全域に、膜厚の均一なレジスト膜を形成することができる。
【００９３】
実施の形態５において、上述したレジスト３２の乾燥は、回転数２０ｒｐｍで回転カップ１０を回転させながら実行される。レジスト３２が乾燥した後、８０℃で１５分間のベーク処理が実行され、その後マスク基板１６を５分間にわたり２３℃の雰囲気に晒すクーリング処理が実行される。上述した一連の処理は、レジスト３２の塗布膜厚の目標値を３，０００オングストロームとして実行される。
【００９４】
次に、図１０および図１１を参照して、実施の形態５のレジスト塗布装置が備える逆止弁１４の効果について説明する。
【００９５】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、排気口１２に逆止弁１４が装着されない状態で、上記の条件に従ってレジスト３２が塗布された場合におけるレジスト膜厚の均一性を表す測定結果を示す。より具体的には、パターン形成領域として用いられる１３２ｍｍ×１３２ｍｍ角の領域内の１２１点におけるレジスト膜厚の測定結果を示す。
【００９６】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施の形態５の装置により、すなわち、排気口１２に逆止弁１４が装着された状態でレジスト３２が塗布された場合におけるレジスト膜厚の均一性を表す測定結果を示す。図１１に示す結果も、図１０に示す結果と同様に、パターン形成領域として用いられる１３２ｍｍ×１３２ｍｍ角の領域内の１２１点におけるレジスト膜厚の測定結果を示している。
【００９７】
図１０に示す結果と、図１１に示す結果とを比較して表１に示す。
【００９８】
【表１】
0003602419.tif 000002
【００９９】
表１に示すように、排気口１２に逆止弁が装着されていない場合（図１０の場合）は、レジスト膜厚の平均値が３０６４．２オングストローム、８０ｍｍ×８０ｍｍの範囲内でのレンジが２２．６オングストローム、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの範囲内でのレンジが３６．０オングストロームであった。これに対して、実施の形態５の場合（図１１の場合）は、レジスト膜厚の平均値が３０６６．１オングストローム、８０ｍｍ×８０ｍｍの範囲内でのレンジが１２．６オングストローム、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの範囲内でのレンジが１３．４オングストロームであった。
【０１００】
上記の結果より、排気口１２に逆止弁１４が装着されると、８０ｍｍ×８０ｍｍの範囲内でも、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの範囲内でも、レジストの塗布均一性が向上することが確認された。このように、逆止弁１４により空気の逆流を防ぐと、レジスト膜厚の均一性を顕著に向上させることができる。
【０１０１】
次に、図１２を参照して、マスク基板１６にマスクパターンを形成する方法について説明する。
【０１０２】
図１２（ａ）は、矩形のマスク基板１６上に、上記の手順で、レジスト３２（東京応化工業製：ＥＰ−００２）が、３０００オングストロームの膜厚で塗布された後の状態を示す。以下、マスク基板３２は、図１２（ａ）に示すように、石英等からなる透明基板３４と、Ｃｒ等からなる遮光膜３６の積層構造であるものとする。
【０１０３】
図１２（ｂ）に示すように、レジスト３２は、ＥＢ描画、ベーキング、および現像の処理に付されることにより所望の形状にパターニングされる。レジスト３２のＥＢ描画は、東芝機械製の加速電圧５０ｋＶ描画装置を使用して行った。ベーキング処理は１００℃で８分間実行される。また、現像処理は、マスク基板１６が２３℃にクーリングされた後に、東京応化工業製の現像液ＮＭＤ−３（２．３８％）を使用して６０秒間行われる。現像処理が終了すると、マスク基板１６を乾燥させるためのスピン乾燥が行われる。
【０１０４】
図１２（ｃ）に示すように、パターニングされたレジスト３２をマスクとして、遮光膜３６のドライエッチングが行われる。遮光膜３６のエッチングは、塩素ガスおよび酸素ガス雰囲気中で以下の条件に従って行われる。その結果、遮光膜３６は、レジスト３２と同様にパターニングされる。
・バイアス電圧：２０Ｗ
・アンテナパワー：０．５ｋＷ
・全ガス流量１００ｓｃｃｍ（塩素ガス８０ｓｃｃｍ、酸素ガス２０ｓｃｃｍ）
・圧力０．６８Ｐａ
・エッチング時間：７２０ｓｅｃ
【０１０５】
図１２（ｄ）に示すように、レジスト３２は遮光膜膜３６の上部から剥離される。次いで、マスク基板１６の洗浄および乾燥が実行されることにより、所望のマスクパターンを有するマスク基板１６が形成される。
【０１０６】
このようにして作製したマスクパターンの面内寸法ばらつきを以下の手順で測定した。すなわち、６０２５基板のパターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）に、２μｍの十字パターンを１６９点（１３点×１３点）作製する。次に、Ｎｉｋｏｎ製の光波干渉計ＸＹ−６ｉを用いて十字パターンの寸法精度を測定する。その結果、マスク基板１６上のパターン寸法のばらつき値はＸ・Ｙ方向ともに１２ｎｍ（３σ値）であった。この値は、次世代マスクに要求される寸法精度として十分な値である。このように、実施の形態５のマスクパターン形成方法によれば、レジストの膜厚が均一であることから、極めて優れたパターン寸法精度を実現することができる。
【０１０７】
ところで、上記の実施形態においては、マスク基板１６が備える遮光膜３６をＣｒで形成することとしているが、遮光膜３６の材質はこれに限定されるものではない。より具体的には、遮光膜３６は、ＡｌＳｉ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ、ＺｒＳｉなどの金属膜、またはこれらの混合物を用いて形成してもよい。
【０１０８】
また、本発明は、エッチングガス種をＣＦ４／Ｏ２またはＳＦ６／Ｏ２に変更することなどにより、ハーフトーン位相シフト膜であるＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＮ、ＺｒＳｉＯ膜、ＣｒＦ膜、ＣｒＦＯ膜およびＴａＳｉＯ膜、ＴｉＳｉＯＮ膜等にも適用することができる。
【０１０９】
また、上記の実施形態においては、６インチのマスク基板（６０２５基板）が用いられているが、本発明は、次世代のマスク基板、すなわち、一辺の長さが２３０ｍｍであり、９ｍｍの厚さを有するマスク基板にも適用することができる。
【０１１０】
また、上記の実施形態においては、レジスト３２を塗布する矩形の基板がマスク基板１６の限定されているが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明のレジスト塗布方法は、液晶ディスプレイ用の矩形の液晶基板、特に大型の液晶基板に所望のパターンを形成する際に適用しても良い。この場合、液晶基板の周辺部におけるレジスト膜厚の均一性を向上させることができる。
【０１１１】
また、上記の実施形態においては、レジスト３２を塗布する基板が矩形のマスク基板１６の限定されているが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、８インチウエハや３００ｍｍウエハなど、円形の基板に対して本発明を適用することとしてもよい。この場合、それらのウェハの周辺部における膜厚分布の均一性を向上させることができる。
【０１１２】
また、上記の実施形態においては、レジスト３２として東京応化工業製ＥＰ−００２を使用したが、レジスト３２はこれに限定されるものではなく、他のＥＢレジスト、またはＫｒＦ或いはＡｒＦ用のエキシマレーザー用レジストを使用してもよい。
【０１１３】
更に、上記の実施形態においては、基板上にレジストを塗布することとしているが、本発明の適用はレジストに限定されるものではなく、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）等を基板に塗布する際に、本発明の塗布方法を用いてもよい。
【０１１４】
実施の形態６．
図１３（Ａ）ないし（Ｆ）および図１４（Ａ）ないし（Ｄ）は、本発明の実施の形態６におけるＨＴ膜形成方法の工程を示す。図１３（Ａ）ないし（Ｆ）、図１４（Ａ）ないし（Ｄ）において図４（実施の形態４）と同じ符号を付した部分は同じ要素を指すため説明は省略する。本実施の形態６は、ＨＴ膜パターンを形成する方法である。実施の形態４と同様の工程については説明を省略する。本実施の形態６の膜構造としては、図１３（Ａ）ないし（Ｆ）に示されるような、
（１）レジスト４３０／Ｃｒ４２０／ＨＴ４１５／基板（Ｑｚ）４１０
と、図１４（Ａ）ないし（Ｄ）に示されるような、
（２）レジスト４３０／ＨＴ４１５／基板（Ｑｚ）４１０
との２つがある。ここで基板Ｑｚは透明基板等である。
【０１１５】
（１）の場合は、図１３（Ａ）ないし（Ｆ）に示されるように、レジスト４３０をパターニング後、このパターン４３５をマスクとしてＣｒ４２０をパターニングして、その後にＨＴ膜４１５をＣｒパターン４２５をマスクとしてエッチングする。Ｃｒパターン４２５の意味はマスクの遮光用の枠の形成のためである。遮光用の枠はパターン領域４１３の周囲にある。
【０１１６】
図１３（Ｆ）に示されるように、再度レジスト塗布して描画して枠以外の部分のレジストを除去してから、ウエットエッチング等によりＣｒを除去する。
【０１１７】
（２）の場合は、図１４（Ａ）ないし（Ｄ）に示されるように、レジスト４３０をパターニング後に、このパターン４３５をマスクにＨＴ４１５をエッチングする。このときはＨＴ膜４１５をパターン領域４１３外ではｄｏｔパターンとして遮光部を形成する。微細なｄｏｔパターンは０．３μｍ以下である。図１４（Ｄ）に示されるように、ＨＴ４１５は単層で済むという利点がある。
【０１１８】
（１）のＣｒエッチングは実施の形態４のＣｒ膜エッチングと同じ条件である。ＨＴエッチングは、ＮＬＤＥ−９０３５（アルバック成膜製）を使用して、圧力０．６８Ｐａ、ガスＣＦ４／Ｏ２＝１００ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍ、時間３５０ｓｅｃで行う。均一性はＣｒがそのまま転写されるため、ほぼ同じ精度、１３ｎｍ（３Ｏ）で形成されている。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法によれば、２枚の同一材料からなる中央部フィルタと周辺部フィルタとを重ね合わせて用いることにより、周辺部フィルタにおけるフィルタ密度を中央部フィルタにおけるフィルタ密度よりも疎とすることができるため、矩形基板四辺部におけるレジスト乾燥速度を速くすることができる。この結果、マスク塗布スループット面での効率を高めることができ、矩形基板の四辺周辺におけるレジストの膜厚差を低減させた高精度のレジスト塗布を行なうことができるレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法を提供することができる。
【０１２０】
さらに本発明によれば、矩形状のフィルタを用いることにより、マスクパターン領域が拡大した場合であっても、フィルタ自身の重みによる中心部分の撓みを低減させることができるレジスト塗布方法、レジスト塗布装置およびレジスト塗布方法を用いたマスクパターン形成方法を提供することができる。
【０１２１】
さらにこの発明は、以上説明したように構成されているので以下に示すような効果を奏する。
【０１２２】
本発明によれば、回転カップの排出口において空気の逆流が生ずるのを防ぐことができる。このため、本発明によれば、回転中の回転カップが減速し始めた後に、排気口から逆流する空気によって基板端部に溜まっているレジストが中心方向に吹き飛ばされることがない。従って、本発明によれば、基板の中心部、より具体的には基板のパターン形成領域の全域に、均一な膜厚でレジストを塗布することができる。
【０１２３】
本発明によれば、基板を含む第１の空間に、フィルタを介して大気圧以上の圧力を導入することができる。この場合、第１の空間に対する空気の流入が緩やかになるため、基板表面に塗布されたレジストをゆっくりと乾燥させることができる。従って、本発明によれば、乾燥ムラに起因するレジスト膜厚のばらつきを防止して、均一な膜厚を有するレジスト膜を形成することができる。
【０１２４】
本発明によれば、リーク用弁を開弁させるだけで、容易に第２の空間に大気圧を導入することができる。このため、本発明によれば、簡単な作業で、レジストをゆっくりと乾燥させることができる。
【０１２５】
本発明によれば、マスク基板の表面、すなわち、遮光膜の表面に均一な膜厚でレジスト膜を形成することができる。このため、本発明によれば、そのレジスト膜および遮光膜を高い精度でパターニングして、精度の良いマスクパターンを形成することができる。
【０１２６】
本発明によれば、矩形の液晶基板の表面に均一な膜厚でレジスト膜を形成することができる。このため、本発明によれば、そのレジスト膜を高い精度でパターニングして、液晶基板上に、精度良く所望のパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレジスト塗布装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１で用いるフィルタ１４０の形状の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２におけるレジスト塗布方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態４におけるマスクパターン形成方法の工程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置の構成を表す図である。
【図６】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置を図５に示すＩＩ−ＩＩ矢視で表した図である。
【図７】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置が備える多層構造フィルタの平面図である。
【図８】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置によるレジスト塗布手順を説明するための図である。
【図１０】排気口に逆止弁が装着されていない場合に得られるレジスト膜の均一性を表す測定結果である。
【図１１】本発明の実施の形態５のレジスト塗布装置により形成されるレジスト膜の均一性を表す測定結果である。
【図１２】マスク基板にマスクパターンを形成する手順を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態６におけるＨＴ膜形成方法の工程を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態６におけるＨＴ膜形成方法の工程を示す図である。
【図１５】従来の金属焼結体を用いてレジストの乾燥速度を制御する方法の概要を示す図である。
【図１６】従来の円形の形状を有する金属焼結体フィルタを示す図である。
【図１７】従来のレジスト塗布装置によるレジスト塗布手順を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  回転カップ、  １２  排気口、  １４  逆止弁、  １６  マスク基板、１８  レジスト塗布ユニット、  ２０  多層構造フィルタ、  ２２，３２０  周辺部フィルタ、  ２４  中心部フィルタ、  ２８  上蓋部、  ３０  リーク用弁、  ３２，５００  レジスト、  ３４，４１０  透明基板、  ３６  遮光膜、１００  レジスト廃液および有機物排気部、  １１０，５１０  矩形基板、  １２０  回転カップユニット、  １３０  レジスト滴下ユニット、  １４０  フィルタ、  １５０  上回転カップ、  ３１０  中央部フィルタ、  ４１３  パターン領域、  ４１５  ＨＴ膜、  ４２０  遮光膜Ｃｒ膜、  ４３０  ＥＢレジスト膜、  ４２５  遮光膜Ｃｒ膜パターン、  ４３５  ＥＢレジストパターン、  ５２０  マスクパターン領域、  ６１０  金属焼結体空孔フィルタ。
【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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