(57)【要約】【課題】得られるレジスト膜の欠陥発生頻度の非常に小さいレジスト塗布装置及びレジスト塗布方法を提供する。【解決手段】レジスト塗布装置であって、  少なくとも、  基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、  前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、  該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、該レジスト送液ライン中に設けられたサックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ラインと、  前記レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、前記レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと  の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、少なくとも温調媒体ラインと温調器とを備え、前記温調媒体ラインは前記温調器から前記各領域にそれぞれ独立して温調媒体を送るものであることを特徴とするレジスト塗布装置。【選択図】図１
2011165886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインと、
該レジスト送液ライン中に設けられ、前記レジストタンクに貯蔵されたレジスト液を前記レジスト送液ラインを通して前記レジストノズルに送液するためのレジストポンプと、
該レジストポンプと前記レジストノズルとの間に設けられ、レジスト液の送液が停止した際に前記レジストノズル先端部の開口面より外側に膨らんだレジスト液面を前記レジストノズル開口面まで引き込むためのサックバックバルブと
を有するレジスト塗布装置において、
少なくとも、
前記レジストタンクと、
該レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと
の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構を備えると共に、
前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ライン
のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、少なくとも温調媒体ラインと温調器とを備え、該温調器から前記温調媒体ラインを通して前記サックバックバルブ−レジストノズル間のレジスト送液ラインに温調媒体を送ることにより、前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト液の液温を、前記レジストタンク内のレジスト液との液温差１．０℃未満に温度調節するものであることを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項２】
少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインと、
該レジスト送液ライン中に設けられ、前記レジストタンクに貯蔵されたレジスト液を前記レジスト送液ラインを通して前記レジストノズルに送液するためのレジストポンプと、
該レジストポンプと前記レジストノズルとの間に設けられ、レジスト液の送液が停止した際に前記レジストノズル先端部の開口面より外側に膨らんだレジスト液面を前記レジストノズル開口面まで引き込むためのサックバックバルブと
を有するレジスト塗布装置において、
少なくとも、
前記レジストタンクと、
該レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと、
前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ラインと、
前記レジストノズルと
の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、少なくとも温調媒体ラインと温調器とを備え、前記温調媒体ラインは前記温調器から前記各領域にそれぞれ独立して温調媒体を送るものであることを特徴とするレジスト塗布装置。
【請求項３】
前記温度調節機構は、更に、前記レジストポンプの送液部のレジスト液の液温を制御するための温調媒体ラインを備えるものであることを特徴とする請求項２に記載のレジスト塗布装置。
【請求項４】
前記温度調節機構は、前記温調媒体ラインにより独立に制御される前記各領域間のレジスト液の液温差を１．０℃未満に温度調節するものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレジスト塗布装置。
【請求項５】
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト塗布方法において、
少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、該レジスト送液ライン中に設けられたサックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ラインと、
前記レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、前記レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと
の各領域のレジスト液の液温を、該液温を制御する温度調節機構としての温調媒体ラインにより前記各領域に独立して温調媒体を送ることで、前記各領域間の液温差が１．０℃未満となるように温度調節しつつ、レジスト液を吐出して基板にレジスト膜を塗布することを特徴とするレジスト塗布方法。
【請求項６】
更に、前記レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ライン中に設けられたレジストポンプの送液部に、前記温調媒体ラインにより独立して温調媒体を送ることで、前記レジストポンプの送液部及び前記各領域間の液温差が１．０℃未満となるように温度調節を行うことを特徴とする請求項５に記載のレジスト塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微細加工用レジスト膜を基板上に塗布するために用いるレジスト塗布装置及びこれを用いたレジスト膜の塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジスト基板上にレジスト膜を塗布する方法としてスピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の種々の方法が用いられているが、どのような方法を採るにせよ、塗布するレジストの厳密な膜厚均一性や平坦性を得るためには、基板上に供給されるレジスト液の液温を管理する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１はレジスト吐出ノズルの近傍にレジスト温度調節器を設け、ノズルから吐出されるレジスト液の温度を一定に保つことができるレジスト塗布装置を開示している。
特許文献２は、多量のレジスト液を用いてレジストを塗布する際にレジスト液の温度を一定に保つ方法として、レジスト送液ラインとは別のループでレジストタンクとレジスト液の温度制御装置を結び、レジストタンク中のレジスト液の温度制御を行うことを開示している。
【０００４】
しかし、上記のようなレジスト塗布装置を用いた場合であっても、レジスト液供給停止時間中（待機中）にレジスト液が冷却され、又は温められることにより、ノズル先端部で非揮発成分が固形化し、再びレジスト液がレジストノズルから吐出されると、不完全に溶解してレジスト液中に入り、溶け残りである微細な固形物を伴って被塗布基板上に供給されることになるという問題が生じていた。
【０００５】
また、例えば特許文献３は、レジスト吐出ノズルとレジスト恒温槽とをレジスト配管で一つに繋ぐことにより、ノズルに供給されるレジストが一定の温度を保つように制御するレジスト塗布装置を開示している。
しかし、このようなレジスト塗布装置を用いた場合であっても、実際にはレジスト吐出ノズル、レジスト恒温槽、及びレジスト配管とで温度分布が生じてしまうため、全体の温度を均一に制御することはできていなかった。
【０００６】
一方、レジスト成膜においては、レジストノズルよりレジスト液を供給した後、供給されたレジスト液を用いての基板上への成膜操作に移った段階で、レジストノズルよりレジストがたれ落ちるのを防止するためだけでなく、レジストノズル先端部でレジスト液が大気になるべく触れないようにするために、サックバックバルブが使用される場合がある。このサックバックバルブは、レジストポンプによるレジスト液の供給が停止した際、レジスト液をレジストノズル内に引き込む機能を持つバルブである（例えば特許文献４参照）。
【０００７】
上述のようなレジスト液の供給系を採用することで、レジスト膜の平坦性や膜厚安定性を確保することができるが、得られたレジスト膜を更に詳細に検査したところ、レジスト膜中の異物による欠陥の発生頻度は未解決であることが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２７６９７２号公報
【特許文献２】特開２００９−５９６号公報
【特許文献３】特開平５−７４６９８号公報
【特許文献４】特開平２−１１９９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、得られるレジスト膜の欠陥発生頻度の非常に小さいレジスト塗布装置及びレジスト塗布方法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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインと、
該レジスト送液ライン中に設けられ、前記レジストタンクに貯蔵されたレジスト液を前記レジスト送液ラインを通して前記レジストノズルに送液するためのレジストポンプと、
該レジストポンプと前記レジストノズルとの間に設けられ、レジスト液の送液が停止した際に前記レジストノズル先端部の開口面より外側に膨らんだレジスト液面を前記レジストノズル開口面まで引き込むためのサックバックバルブと
を有するレジスト塗布装置において、
少なくとも、
前記レジストタンクと、
該レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと
の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構を備えると共に、
前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ライン
のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、少なくとも温調媒体ラインと温調器とを備え、該温調器から前記温調媒体ラインを通して前記サックバックバルブ−レジストノズル間のレジスト送液ラインに温調媒体を送ることにより、前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト液の液温を、前記レジストタンク内のレジスト液との液温差１．０℃未満に温度調節するものであることを特徴とするレジスト塗布装置を提供する。
【００１１】
このような本発明のレジスト塗布装置を用いることによって、特に熱を帯びやすいサックバックバルブ付近のレジスト液の温度制御を高く維持することができると共に、レジスト液供給待機中に問題となるような体積変化を、より効果的に抑制することができ、レジストノズル先端部でのレジスト液面の位置変化を防止することができる。また、このレジスト液面の制御によって、レジストノズル先端部での固形物発生が防止され、欠陥のないレジスト膜が形成できる。
【００１２】
また特に、本発明では、少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインと、
該レジスト送液ライン中に設けられ、前記レジストタンクに貯蔵されたレジスト液を前記レジスト送液ラインを通して前記レジストノズルに送液するためのレジストポンプと、
該レジストポンプと前記レジストノズルとの間に設けられ、レジスト液の送液が停止した際に前記レジストノズル先端部の開口面より外側に膨らんだレジスト液面を前記レジストノズル開口面まで引き込むためのサックバックバルブと
を有するレジスト塗布装置において、
少なくとも、
前記レジストタンクと、
該レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと、
前記サックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ラインと、
前記レジストノズルと
の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、少なくとも温調媒体ラインと温調器とを備え、前記温調媒体ラインは前記温調器から前記各領域にそれぞれ独立して温調媒体を送るものであることを特徴とするレジスト塗布装置を提供する。
【００１３】
このような本発明のレジスト塗布装置を用いることによって、レジストタンク、レジスト送液ライン、レジストノズルのレジスト液の液温を、より精密に一定の値に保つことができると共に、熱を帯びやすいサックバックバルブ付近のレジスト液の温度制御を高く維持することを可能とし、レジスト液供給待機中におけるレジスト液の体積変化が抑制され、レジストノズル先端部でのレジスト液面の位置変化を防止することができる。更に、このレジスト液面の制御によって、レジストノズル先端部での固形物発生が防止され、欠陥のないレジスト膜が形成できる。
【００１４】
また、前記レジスト塗布装置が、更に、前記レジストポンプの送液部のレジスト液の液温を制御するための温調媒体ラインを備えるものであることが好ましい。
このように、更にポンプの送液部への温調媒体ラインを具備することで、少量のレジスト液をディスペンスする際にも、上述の欠陥発生が防止できる。
【００１５】
この場合、前記温度調節機構は、例えば、前記温調媒体ラインにより独立に制御される前記各領域間のレジスト液の液温差を１．０℃未満に温度調節することにより、制御を行うことができる。
このような温度調節機構であれば、レジスト液供給待機中に問題となるようなレジスト液の体積変化を、より効果的に抑制することができる。
【００１６】
更に本発明は、基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト塗布方法において、
少なくとも、
基板にレジスト膜を塗布するためのレジスト液を吐出するレジストノズルと、
前記レジスト液を貯蔵するレジストタンクと、
該レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、該レジスト送液ライン中に設けられたサックバックバルブと前記レジストノズル間のレジスト送液ラインと、
前記レジストタンクと前記レジストノズルとを結ぶレジスト送液ラインのうち、前記レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ラインと
の各領域のレジスト液の液温を、該液温を制御する温度調節機構としての温調媒体ラインにより前記各領域に独立して温調媒体を送ることで、前記各領域間の液温差が１．０℃未満となるように温度調節しつつ、レジスト液を吐出して基板にレジスト膜を塗布することを特徴とするレジスト塗布方法を提供する。
【００１７】
このように、レジストタンク、レジストタンクとサックバックバルブ間のレジスト送液ライン、レジストノズルとサックバックバルブ間のレジスト送液ライン、レジストノズルの各領域に独立して温調媒体を送り、各領域間の温度差が１．０℃未満となるように温度調節しながらレジストを塗布することによって、特に熱を帯びやすいサックバックバルブ付近のレジスト液の温度制御を高く維持することができ、レジスト液供給待機中におけるレジスト液の体積が一定に制御され、レジストノズル先端部でのレジスト液面の位置変化を防止することができる。また、これにより、微小な固形物による欠陥の少ないレジスト膜を得ることができる。
【００１８】
この場合、更に、前記レジストタンクと前記サックバックバルブ間のレジスト送液ライン中に設けられたレジストポンプの送液部に、前記温調媒体ラインにより独立して温調媒体を送ることで、前記レジストポンプの送液部及び前記各領域間の液温差が１．０℃未満となるように温度調節を行うことができる。
【００１９】
このように、前記各領域に加え、さらにレジストポンプの送液部にも温調媒体を送って温度調節して各領域間の温度差を１．０未満となるように調節すれば、少量のレジスト液をディスペンスする際にも、上述の欠陥発生が防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明のレジスト塗布装置及びレジスト塗布方法を用いれば、微小な固形物による欠陥の非常に少ないレジスト膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るレジスト塗布装置の一例を示した概略図である。
【図２ａ】本発明に係るレジスト塗布装置のレジストタンク部の温調媒体ライン設置例を示す図である。
【図２ｂ】本発明に係るレジスト塗布装置のレジスト送液ラインの温調媒体ライン設置例を示す図である。
【図３】温度差がある場合のノズル先端拡大図である。
【図４】本発明に係るレジスト塗布装置の他の一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、従来のような温度調節装置が組み込まれたレジスト塗布装置に、サックバックバルブを組み入れた場合であっても、レジスト供給待機中に、送液中のレジスト液がサックバックバルブ等のレジストライン中に設けられた装置の熱によってレジスト液が温められたり、あるいは再び冷却されたりすることにより、ノズル先端部で非揮発性成分が固形化し、再びレジスト液がレジストノズルから吐出されると、不完全に溶解してレジスト液中に入り、溶け残りである微細な固形物を伴って被塗布基板上に供給されることになるという問題が生じていた。
【００２３】
本発明者らは、上記課題に鑑み検討を行った。
ここで、レジスト塗布操作におけるレジスト供給系は、例えば次のようになっている。
まず、レジストタンクからレジストラインを通じて、１回の塗布に必要なレジスト量がレジストポンプにより送液される。レジストポンプは更に下流のレジストラインを通じてレジストノズルにレジスト液を押し出す。１回の塗布に必要なレジスト量が供給されるとポンプが停止すると共に、サックバックバルブが作動して、予め調整された量だけレジスト液を引き戻し、ノズル先端部の外側に膨らんだレジスト液面をレジストノズル先端部の開口面に合わせると共にレジストラインを遮断する。
【００２４】
上記のレジスト液供給工程中、レジスト液は塗布直前に固形物の濾過を行っているため、もし固形物が発生しているとすれば、レジスト吐出ノズル付近にその原因がある可能性が高い。そこで、従来型の全体としての温度制御のみを行っている塗布装置にサックバックバルブを設けた場合のレジスト吐出ノズル付近の観察を行ったところ、基板上にレジストを塗布するためにレジスト液を吐出した後、次の基板のためのレジスト吐出をするまでの間に、図３のように、ノズル２の先端部からレジスト液が内部に引き込まれていることを観察した。このようなレジスト吐出ノズル付近でのレジスト液のレジスト供給ライン管内への引き込みが生じると、吐出ノズル先端部の内周にわずかに残ったレジストが乾燥して固化し、それが次の基板にレジストを塗布する際に、レジスト液と一緒に基板上に吐出されるため、レジスト固形物が欠陥となっている可能性がある。
【００２５】
本発明者らは、この結果から、レジスト供給待機中における上述のレジスト吐出ノズルからのレジスト液の引き込みは、サックバックバルブで一旦加温されたレジスト液が、ライン中のレジスト温度調節器によって再び冷却されることによる体積収縮が原因であると推定した。
【００２６】
すなわち、塗布時のレジスト液供給工程において、レジストノズルよりレジスト液を基板上に供給した後レジスト供給を停止すると、上述のサックバックバルブの作動により、ノズル先端部とレジスト液表面が揃った状態で次のレジスト供給タイミングまで待機することになる。ところが、全体を単一ラインの温度制御で行った場合、レジスト供給中に熱を持ったサックバックバルブを通過したレジスト液は、調整目標温度よりも高めの温度となってしまう。そして、サックバックバルブによりレジストラインが遮断されると、サックバックバルブより下流のレジスト液は、徐々に上記調整目標温度まで冷却されて体積収縮を起こす。
【００２７】
そして、この体積収縮によって、レジスト液面がレジストノズル先端面より内側に引き込まれることになる。この時レジストノズル先端では、レジスト液が引き込まれた後に残った薄いレジスト液被膜からの溶剤蒸発が起こり、レジスト液中のポリマーを始めとする非揮発成分が固形化する。一方、レジスト液温度がレジストノズルより低い場合、レジスト液が温められることによって体積膨張が起こり、レジストノズル先端部では表面張力によってレジストがノズル外側に廻り、被膜を形成して上記と同様固形化する。このようにして形成された固形物は、再びレジスト液がレジストノズルより吐出されると、不完全に溶解してレジスト液中に入り、溶け残りである微細な固形物を伴って被塗布基板上に供給されることになる。特にこの問題は、レジストノズル先端部が細孔であるタイプで深刻である。
【００２８】
本発明者らは、このような推定のもとに、更に実験等を重ねた結果、レジストタンクよりレジスト吐出ノズルまでのレジスト送液ライン全体に渡って温度管理を行うことにより、サックバックバルブより下流のレジストラインに管理目標温度と大きく異なる温度のレジスト液が供給されずにすむこと、特に、サックバックバルブを境目として、レジストタンク側（上流）とレジストノズル側（下流）とを、別系統の温度調節機構によって温度調節することにより、より厳密な温度管理を行うことができ、上記待機中のレジスト液の引き込みが抑制されて、得られるレジスト膜の欠陥発生頻度を大きく下げられることを見出し、本発明をなすに至った。
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は本発明のレジスト塗布装置の一例を示す概略図である。
図１のレジスト塗布装置は、レジスト液を貯蔵するレジストタンク１と、レジスト液を吐出するレジストノズル２を備え、レジストタンク１とレジストノズル２は、レジスト送液ライン３（３１、３２、３３）により結ばれている。また、レジストタンク１に貯蔵されたレジスト液をレジスト送液ライン３を通してレジストノズル２に送液するための、レジストポンプ４を備えている。更に、レジストポンプ４とレジストノズル２の間には、レジスト送液が停止した際にレジストノズル先端におけるレジスト液の液面をレジストノズル先端の開口部面に揃えると共にレジスト送液ラインを遮断するサックバックバルブ５が備えられている。また、レジストタンク１、レジストタンク１とレジストポンプ４をつなぐレジスト送液ライン３１、レジストポンプ４とサックバックバルブ５をつなぐレジスト送液ライン３２の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、温調媒体ライン６１、６２、６３、６４と温調器７１が備えられ、サックバックバルブ５とレジストノズル２をつなぐレジスト送液ライン３３と、レジストノズル２の各領域のレジスト液の液温を制御するための温度調節機構として、温調媒体ライン６５と温調器７２が備えられている。
【００３０】
通常レジスト塗布を行うクリーンルームの室温は十分な管理が行われるが、塗布に係わる装置の配置、あるいは塗布装置以外の装置の配置によって、現実には室温が局所的に異なることが多々あった。
【００３１】
しかし、このような本発明のレジスト塗布装置であれば、上述の各領域において、独立して温度調節を行うことができるので、各領域間でレジスト液の温度差が生じることを防止でき、また、温度調節機構全体を過度なものとしなくても、サックバックバルブからレジストノズルの間での温度調節を厳密に行うことができるため、レジスト液供給待機中におけるレジスト液の体積変化を容易に防止することができる。
更に、これにより、レジストノズル先端部での固形物発生が防止されることで欠陥のないレジスト膜が形成できる。
【００３２】
尚、本発明のレジスト塗布装置における温度調節機構は、レジストタンクからレジストノズルまでのレジスト液が送液される全ての領域において局所的な温度変動を抑えることができるように調節可能とするものである。従って、レジストタンクや、レジスト送液ラインの一部に温度調整装置を組み込み、ライン全体を保温材で保温するような構成に比べ、領域間で温度分布や変動が生じ難く、この全ての領域の温度調節は、より効果的にレジスト液の温度調節を行うことが可能である。
【００３３】
また、本発明のレジスト塗布装置は、上記本発明の特徴に係わる構成部分の他、基板保持および塗布に係わる基板の回転あるいは移動機能部等を有していても良い。
【００３４】
本発明のレジスト装置のレジストノズルとしては、通常の単一細孔の開口部（例えば特許文献１に用いられているもの）を持つノズル、あるいはスリットノズル（例えば特許文献２に用いられているもの）のようなレジスト液を被塗布基板上に吐出するためのレジストノズルが好ましく挙げられる。
【００３５】
温度管理を行うための温調媒体は、液体であることが好ましく、通常は好ましい熱容量が得られる水系液体が好ましく選択され、その中でも特に、腐敗を防止するため、蒸留水又は防腐剤を添加した水、あるいは食塩等の塩類を溶解した水を用いることが好ましい。
また、温度を一定に保つため、温調媒体用温調器に一定量、例えば循環量に対して２倍量以上好ましくは３倍量以上を貯めて使用することが好ましい。
【００３６】
温調媒体ラインは、各領域の外周を全面的に覆う温調媒体ジャケットのような構造でも良いが、チューブ状の温調媒体ラインを各領域の周りに巻きつけるように配するものでも良い。
【００３７】
温調媒体ラインがレジストタンク用、レジストノズル用、サックバックバルブから下流のレジストノズルまでの領域用、レジストタンクからサックバックバルブまでの領域用、と別々のラインとされるため、本発明のレジスト塗布装置における温調器は、１つであっても良いが、過度な装置を用いずに適正な管理を行うためには少なくともサックバックバルブの上流用と下流用とで別々に備えることがより好ましい。
また、サックバックバルブから下流のレジストノズルまでの領域用とレジストタンクからサックバックバルブまでの領域用のそれぞれ独立な温調媒体ラインも、それぞれの温調ライン内で直列である必要はなく、特にレジストタンクからサックバックバルブまでの領域用の温調媒体ラインは、レジストタンク用とレジストライン用で独立にすることが好ましく、更にレジストライン用のものも、レジストポンプの上流と下流で独立とすることが好ましい。
特にレジストタンクでは、レジスト液の追加、あるいはタンクの交換を行った場合のレジストタンクの温度調節には比較的多量の温調媒体の供給を必要とするため、このような独立なラインを組むことで、媒体の送液量等を制御することが可能となり、必要に応じてきめの細かい管理が可能となる。
【００３８】
また、レジストタンク１が大きいものであったり、レジスト送液ライン３が長いものである場合には、更に区間を分割して温調媒体の送液を行ったり、レジストタンク１やレジスト送液ライン３に沿って２本の温調媒体ラインを配し、互いに逆方向に送液を行うことで温度の平均化を行ったり、またはその両方を用いても良い。
更に、温調媒体ライン６周辺の温調部（冷却部、あるいは加熱部）以外の部分は保温材等によって温調媒体温度が外部環境から影響を受けにくいようにすることが好ましい（図２ａ、２ｂ参照）。
【００３９】
また、レジストポンプ内のシリンダー等の容量が大きく、１回のレジスト供給量が比較的少ないような場合、ポンプ中の容量とレジストポンプからレジストノズルまでのレジスト送液ライン中の容量の合計より１回のレジスト液供給量が少なくなる可能性がある。このような場合、ポンプ中のレジスト液がレジスト液供給待機中にポンプの熱によって温まり、次のレジスト液供給後の停止時間中に上述のレジスト液の温度変化による問題の原因になる可能性がある。このような問題の発生を防止するためには、容量の比較的小さなポンプを選択するか、ポンプの送液部分にも温度調節を行うための温調媒体ラインを設けることが好ましい。特にレジストポンプに、送液部の温度調節を行うポンプ温調媒体ライン８１を持ち、送液部の温度調節を行うことができるものを用いた場合には、基板に供給されるレジスト液の温度の精密な制御もできることから好ましい方法である（図１参照）。
【００４０】
前記温調媒体の温度は、用いるレジスト液に合わせ、レジスト液を塗布して均一な膜を得るために適切な一定温度に設定することができる。これは、通常１５〜２５℃の間である。一般にレジストの塗布を行うクリーンルームは上記適切な温度と等しい温度環境が作られるが、他の装置の稼働状態等によって室温がやや高くなる傾向があり、この場合、上記温調媒体はレジスト液を温度管理区間中で冷却する方向に働く。しかし、室温が上記レジスト塗布に望ましい温度より低くなっている場合には、上記温調媒体は事実上加温を目的として使用される場合もある。
【００４１】
本発明では、例えば、温調媒体用温調器を有し、温調媒体ラインにより、レジストタンク、レジストタンクからサックバックバルブの間のレジスト送液ライン、更に、サックバックバルブとレジストノズルの間のレジスト送液ライン、レジストノズルに温調媒体を供給して、各領域のレジスト液の液温を一定温度に制御することができるレジスト塗布装置を用いる。これによって、レジストタンク、レジスト送液ライン、レジストノズルの各領域のレジスト液の温度差（全ての領域２点間における温度差）を１．０℃未満、より好ましくは０．５℃以下と厳密に管理することが可能である。また、これによって、レジストノズルからのレジスト液の吐出に際してサックバックバルブからレジストノズルまでの領域に大きく温度の異なるレジスト液が供給されることが防止され、レジスト液供給待機中にサックバックバルブからレジストノズルまでの領域にあるレジスト液の液温が管理温度と大きく異なることによるレジスト液の体積変化を防止することができる。
また、この体積変化が抑制されると、レジスト液の供給を停止して次の供給を行うまで待機する間に、レジストノズル先端部では開口部面からレジスト液面が引き込まれたり、外側に膨らんだりすることがなくなる。
【００４２】
そして、このような装置によって基板上にディスペンスされたレジスト液を用い、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコートを行った場合、微小固形物による欠陥の少ないレジスト膜を基板上に形成することができる。
【００４３】
尚、本発明のレジスト塗布装置において、特に精密な温度調節を必要とするサックバックバルブ−レジストノズル間のレジスト送液ライン３６の温度調節機構としては、上記のように温調媒体ライン６６と温調器７３とを備え、温調器７３から温調媒体ライン６６を通してサックバックバルブ−レジストノズル間のレジスト送液ライン３６に冷却水等の温調媒体を送るものであることが好ましいが、レジストタンク１、レジストタンク−サックバックバルブ間のレジスト送液ライン３４、３５等その他の部分の温度調節機構としては、上記と同様に温調媒体ラインと温調器とを備えるものとすることができるのはもちろん、例えば、送液ラインやレジストタンクなどを温調媒体で覆うようにしたり、加温用として電気抵抗による発熱体や、加温あるいは冷却用としてペルチェ素子による温調装置の一方または両方を、図４に温度調節機構９１、９２、９３として示すように設けることもできる。
【００４４】
さらには保温材を用いたり、また、全体を温度コントロールされた閉空間環境下に設置する、例えば、空調機器を有する閉空間内に設置する等としたり、これらを組み合わせても良い。また、部分的に隔壁を設けて、閉空間として独立して温度管理をしても良い。閉空間としては、例えば、サックバックバルブとレジストポンプとの間、またはサックバックバルブとレジストポンプの間に異物除去用のフィルターを有するときは異物除去用のフィルターとサックバックバルブの間に隔壁を設け、塗布部とレジストタンク部にわけ、レジストタンク部を温度制御する構成としたり、さらにはレジストタンク部と塗布部の両方を別々に空調により温度制御するようにしても良い。
また、このような場合であっても、図４に示すように、上述のような、ポンプの送液部分の温度調節を行うためのポンプ温調媒体ライン８２を設けても良い。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例を示して本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
図１のような、レジストタンク１と、被成膜基板上にレジストを吐出するためのレジストノズル２の間がレジスト送液ライン３でつながれ、途中レジスト液の送液を行うレジストポンプ４、ポンプ出口に装着された異物除去用のフィルター（不図示）、レジスト液吐出停止時にレジストラインを遮断すると共にレジストノズル先端のレジスト液面の調整を行うサックバックバルブ５を持つ回転塗布装置に冷却水タンク２つを準備し、一つの冷却水タンク７１より４本の冷却水ライン６１、６２、６３、６４を取り、１本の冷却水ライン６１をレジストタンク１の下から巻きつけ、冷却水ライン６２をレジストタンク１の上から巻きつけてレジストタンク１の温度調節ができるようにし、レジストタンク１の温度を２３℃に制御した。また、１本の冷却水ライン６３をレジストタンク１からレジストポンプ４までのレジスト送液ライン３１に巻きつけ、１本の冷却水ライン６４をレジストポンプ４からサックバックバルブ５までのレジスト送液ライン３２に巻きつけて温度調節ができるようにし、この領域の温度を２３℃に制御した。次に、他方の冷却水タンク７２より冷却水ライン６５を取り、サックバックバルブ５からレジストノズル２までのレジスト送液ライン３３に巻きつけて温度調節ができるようにし、この領域の温度を２３℃に制御した。この時レジストタンク１中のレジスト液の温度は２３．０℃、レジストノズル２から吐出されるレジスト液の温度は２３．２℃であった。
【００４６】
この条件で被塗布基板として１５２ｍｍ角のクロム化合物膜を成膜したフォトマスクブランク上にレジスト液をキャストし、１５００ｒ．ｐ．ｍで回転塗布後、１０分間プリベーク処理を行って１５０ｎｍの厚さのレジスト膜を成膜した。この塗布工程を５回繰り返し、始めの１回を除く４回の基板を検査サンプルとした。
検査サンプルは、欠陥検出装置（レーザーテック社製ＭＡＧＩＣＳ）を用い、ポリスチレン粒子を標準に用いて測定したところ、直径が０．２〜０．３μｍの欠陥が観測された基板が１枚見出されたのみで、０．３〜０．５μｍ、０．５〜１．０μｍ、１．０μｍ以上の欠陥は何れも見出されなかった。
【００４７】
［実施例２］
レジストタンクの冷却を停止し、タンク中のレジスト液の温度が２３．７℃となった時に、その温度に保持する温調を行った他は、実施例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００４８】
［実施例３］
レジストタンク中のレジスト液の温度が２４．１℃となった時に、その温度に保持する温調を行った他は、実施例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例４］
レジストタンク中のレジスト液の温度が２４．２℃となった時に、その温度に保持する温調を行った他は、実施例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００５０】
［比較例１］
レジストタンク中のレジスト液の温度が２４．６℃となった時に、レジストタンクの温調を行わなかった他は、実施例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００５１】
［比較例２］
レジストタンク中のレジスト液の温度が２６．５℃となった時に、比較例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００５２】
[比較例３]
レジスト液全体の温度を一括して制御する従来のレジスト塗布装置（図１の装置の温調媒体ラインを組み替え、レジスト吐出ノズルよりレジストタンクまでの温調媒体ラインを直列につないだ装置）にサックバックバルブを組み入れたものを用いて、実施例１と同様の塗布操作を行い、５枚のフォトマスクブランクにレジスト膜を塗布し、始めの１枚を除く４枚を検査サンプルとした。欠陥検査結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2011165886.tif 000003
【００５４】
表１に示すように、従来のレジスト塗布装置にサックバックバルブを組み込んだものを用いた比較例３では、全てのレジスト膜に欠陥が観測され、４枚の基板が持つ合計の欠陥数が１６個であった。
このように、レジスト液の温度を一括して調節するレジスト塗布装置では、実際には温度分布が生じてしまい、温度制御が適切に行えておらず、また、サックバックバルブを用いてレジスト液表面をノズル先端面と揃えた状態にしても、その効果が発揮されていないことがわかる。
【００５５】
これに対し、レジスト液の温度制御を独立して行うことができるレジスト塗布装置を用いた実施例１〜４では、４枚の基板が持つ合計の欠陥数が少なく、またその欠陥サイズも１．０μｍ以下と小さいものであることがわかる。
特に、レジスト送液ラインの入り口温度であるレジストタンク温度とレジストノズルからの出口温度の温度差が０．２℃である実施例１、温度差が０．５℃である実施例２、温度差が０．９℃である実施例３で得られたレジスト膜では、実施例１で欠陥を持つレジスト膜が１枚、実施例２で及び実施例３で２枚であり、４枚の基板が持つ合計の欠陥数もそれぞれ１個および２個で、かつその欠陥サイズも０．３μｍ以下と特に小さいものであった。
【００５６】
一方、レジストタンクの温度調節を行わなかった場合、比較例１では欠陥を持つレジスト膜が３枚で、かつ４枚の基板が持つ合計の欠陥数は５個であり、比較例２では、全てのレジスト膜に欠陥が観測され、かつ４枚の基板が持つ合計の欠陥数は８個であった。
これら比較例の結果から、レジスト送液ラインの入り口温度であるレジストタンク温度とレジストノズルからの出口温度の温度差が１．０℃を超えてしまうと、欠陥の発生率が高くなることがわかる。
【００５７】
以上のことから、本発明のように、レジストタンク、レジストタンクからサックバックバルブまでの間のレジスト送液ライン、サックバックバルブからレジストノズルまでの間のレジスト送液ライン、レジストノズルの各領域のレジスト液の液温の温度制御を、それぞれ独立して行うことができれば、形成されるレジスト膜中に異物欠陥の発生を抑制することができ、特に、送液ライン中の全ての領域でのレジスト液の温度が一定範囲以内、すなわち、送液ライン中の任意の２点におけるにおける温度差が全て１．０℃未満、好ましくは０．５℃以下に調節されることによって、その効果が顕著に得られることが判明した。
【００５８】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５９】
１…レジストタンク、  ２…レジストノズル、
３、３１、３２、３３、３４、３５、３６…レジスト送液ライン、  ４…レジストポンプ、
５…サックバックバルブ、
６、６１、６２、６３、６４、６５、６６…温調媒体ライン（冷却水ライン）、
７１、７２、７３…温調器（冷却水タンク）、  ８１、８２…ポンプ温調媒体ライン、
９１、９２、９３…温度調節機構。
【図１】
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【図２ａ】
2011165886.tif 000005
【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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