(57)【要約】【課題】パターニング後の検査において、円形ピンホールの発生が抑制されたレジスト膜を備えたマスクブランクを製造できる、熱処理装置を提供する。【解決手段】本発明の熱処理装置は、矩形状基板５１の一方の主面５１ａにマスク機能膜５２およびレジスト膜５３が順に重ねてなるマスクブランク５０に対して熱を加える第一手段１１と第二手段２１とを含む。前記第一手段を内蔵する第一加熱機構１０が前記基板の一方の主面５１ａ側に、前記第二手段を内蔵する第二加熱機構２０が前記基板の他方の主面５１ｂ側に、それぞれ所定の距離（Ｓ３、Ｓ１）をもって離間して配置されている。前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材３０が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクブランク製造用の熱処理装置であって、
矩形状基板の一方の主面にマスク機能膜およびレジスト膜が順に重ねてなるマスクブランクに対して熱を加える第一手段と第二手段とを含み、
前記第一手段を内蔵する第一加熱機構が前記基板の一方の主面側に、前記第二手段を内蔵する第二加熱機構が前記基板の他方の主面側に、それぞれ所定の距離をもって離間して配置されており、
前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材が設けられていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記中間部材が設けられる局所的な領域が、前記基板の他方の主面におけるコーナー部に位置することを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との離間距離が、前記中間部材の厚さにより制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記中間部材が、ポリイミドからなるシート体であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記第二加熱機構が凹部を備え、前記凹部内に前記基板が収納されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との離間距離をＳ１、前記第一加熱機構と前記マスクブランクを構成するレジスト膜との離間距離をＳ３、と定義した場合、関係式Ｓ１≪Ｓ３を満たす、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記Ｓ１が７０〜１４０μｍであり、前記Ｓ３が１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の熱処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の熱処理装置を用い、矩形状基板の一方の主面にマスク機能膜およびレジスト膜が順に重ねてなるマスクブランクに対して熱処理する方法であって、
前記基板の一方の主面に加える温度をＴ１、前記基板の他方の主面に加える温度をＴ２と定義した場合、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の値が、６０〜８０の範囲となるように、前記第一手段と前記第二手段とを制御する工程を含むことを特徴とする熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置及び熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法により微細パターンの形成が行われる。その際、微細パターンの形成にはフォトマスクが用いられる。このフォトマスクは、フォトマスクブランクを構成する遮光膜等からなるマスク機能膜に所望の微細パターンを形成して得られる。
【０００３】
フォトマスクブランクの一例としては、最上層がレジスト膜からなるレジスト付きフォトマスクブランクが挙げられる。レジスト付きフォトマスクブランクは、基板表面に各種マスク機能膜が形成された後、その上にレジスト膜が回転塗布法などにより成膜され、次いで、加熱処理などの所定の処理が施されて作製される。
【０００４】
前記マスク機能膜としては、マスクの用途に応じて、遮光膜、反射防止膜、位相シフト膜、エッチングストッパー膜、ハードマスク膜などが挙げられる。個別に用いられる場合に限定されず、複数の膜を積層してマスク機能膜とする場合もある。
【０００５】
このようなレジスト付きフォトマスクブランクをプリベーク処理した後、パターンプロセス工程（露光→現像→エッチング→レジスト剥離）を行い、最後に洗浄処理が行われる（例えば、特許文献１）。
上記パターンプロセス工程を通し、レジスト起因で発生するマスク機能膜（以下クロム膜とする）の欠陥については、レジスト塗布直前のレジスト液フィルトレーション（濾過）方法により、減少することが報告されている（特許文献２）。
【０００６】
また、上記パターンプロセス工程の中で、エッチング工程を通さなくても、クロム膜欠陥（静電ピンホール）が発生することが公知である（特許文献３）。このような静電ピンホールの発生を防止するため、プリウェッティング処理が提案されている（特許文献３）。
しかしながら、パターンの微細化は進み、このようなプリウェッティング処理を行っても、完全に静電ピンホールはゼロにはならず、パターン作製後、パターン修正を行い対応していた。
【０００７】
本発明者らは、このようなクロム膜欠陥（静電ピンホール）について、その発生数を実際に調査し、その発生数を抑制できる、方法を検討した。具体的には、レジスト膜の耐静電ピンホール性を向上させるために、レジスト膜の厚さを増加させる手法を検討した。その結果、この手法を採用した場合、パターンプロセス工程において微細なパターンの作製が難しくなる（感度が低下する）という、新たな課題が生じることが分かった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程におけるクロム膜の静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置及び熱処理方法の開発を目指した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００９／０８４５１６号
【特許文献２】特開２００７−０１２９７４号公報
【特許文献３】特開平６−１３８６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置及び熱処理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】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の熱処理装置は、マスクブランク製造用の熱処理装置であって、矩形状基板の一方の主面にマスク機能膜およびレジスト膜が順に重ねてなるマスクブランクに対して熱を加える第一手段と第二手段とを含み、前記第一手段を内蔵する第一加熱機構が前記基板の一方の主面側に、前記第二手段を内蔵する第二加熱機構が前記基板の他方の主面側に、それぞれ所定の距離をもって離間して配置されており、前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の熱処理装置は、請求項１において、前記中間部材が設けられる局所的な領域が、前記基板の他方の主面におけるコーナー部に位置することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の熱処理装置は、請求項１又は２において、前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との離間距離が、前記中間部材の厚さにより制御されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の熱処理装置は、請求項１乃至３のいずれか一項において、前記中間部材が、ポリイミドからなるシート体であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の熱処理装置は、請求項１乃至４のいずれか一項において、前記第二加熱機構が凹部を備え、前記凹部内に前記基板が収納されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の熱処理装置は、請求項１乃至５のいずれか一項において、前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との離間距離をＳ１、前記第一加熱機構と前記マスクブランクを構成するレジスト膜との離間距離をＳ３、と定義した場合、関係式Ｓ１≪Ｓ３を満たす、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の熱処理装置は、請求項６において、前記Ｓ１が７０〜１４０μｍであり、前記Ｓ３が１〜２ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項８に記載の熱処理方法は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の熱処理装置を用い、矩形状基板の一方の主面にマスク機能膜およびレジスト膜が順に重ねてなるマスクブランクに対して熱処理する方法であって、前記基板の一方の主面に加える温度をＴ１、前記基板の他方の主面に加える温度をＴ２と定義した場合、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の値が、６０〜８０の範囲となるように、前記第一手段と前記第二手段とを制御する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
前述したように、パターンプロセス工程では現像した後、洗浄処理が行われる。この現像後のリンスに使用される純水は、比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ程度と極めて高く、高抵抗物質である。
上記の洗浄処理において、純水とレジスト膜表面との間で摩擦が発生することにより、純水とガラス基板は、レジスト膜、クロム膜を間に挟み、純水は正に帯電し、ガラス基板は負に帯電する現象（チャージアップ）が生じる。
レジスト膜の深さ方向に連続して近距離に気泡がある場合、純水とガラス基板との間で、これらの気泡の列を伝い、クロム膜に向かって、高電圧の電流が流れ、クロム膜を静電破壊することにより、静電ピンホールが生じる。
レジスト膜を厚くすれば、この静電破壊を起こす電圧が高い方向へ向かう（シフトする）ので、静電ピンホールの発生は抑えられる。しかし、レジスト膜が厚くなることで、レジストの相対感度が落ちてしまうので、現実的な解決策にならない。
【００２０】
一方、フィルトレーション（濾過）により、レジスト中の気泡は除去できることが公知である。
しかし、図４に示すように、吐出手段Ｎからレジスト５３Ｅ（５３）が基板５１の表面［マスク機能膜（たとえば、クロム膜）５２の表面］に吐出される場合、基板表面で流動［基板に付着したレジスト５３Ｆ（５３）の内部に示した小さな矢印］が起き、後に気泡５３Ｃとなる気体がレジスト５３Ｆの内部に多少ではあるが巻き込まれる。このため、気泡５３Ｃはレジスト５３Ｆ中に溶け込んでしまう。
吐出手段Ｎからレジスト５３Ｅを基板５１の表面へ向けて吐出する際には、基板５１を回転（矢印Ｒ）させる。これにより、基板に付着したレジスト５３Ｆは、基板外周部では遠心力により気泡がはじき出されるが、基板中央部では遠心力が弱く気泡が残ってしまう傾向にあった。
【００２１】
プリベーク時に、このレジスト５３Ｆの内部に残った気泡５３Ｃは、熱で膨張し、大部分がレジスト５３Ｆの外部へ放出される。
ただし、従来のベーク方法では、下面（基板５１の裏面）側からの加熱であるため、気泡５３Ｃはレジスト５３Ｆの下方から上方へ膨張しながら移動する。しかし、シンナーの気化熱で気泡５３Ｃが冷却され、膨張しきれず、一部はレジスト５３Ｆの表面近傍で極小の気泡として存在してしまう。この極小の気泡がレジスト５３Ｆの表面近くに存在するため、静電気はこの気泡を通じてクロム膜５２の破壊に至る。
【００２２】
これに対して、本発明のベーク方法では、基板５１の上面（基板５１の表面）側から主にベークするので、レジスト５３Ｆの表面から先に気泡５３Ｆは膨張し、レジスト５３Ｆの外部へ放出される。レジスト５３Ｆの内部にあって、クロム膜５２との界面近傍に存在する極小の気泡は、レジスト５３Ｆの表面に形成されたレジストの堅い部分に抑制され、レジスト５３Ｆの表面まで移動できない。このため、レジスト５３Ｆの表面に気泡は存在することができない。ゆえに、レジスト表面に発生した静電気は、レジスト５３Ｆの表面に攻撃対象となる気泡が存在しないので、クロム表面を破壊することなく、レジスト５３Ｆの外部へ流れる。
つまり、本発明によれば、レジスト膜の深さ方向に連続した気泡の列が無いので、高電圧の電流が流れにくく、クロム膜の静電ピンホールの発生が抑制される。これにより、本発明は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置を実現する。
【００２３】
具体的には、本発明に係る熱処理装置では、マスクブランクに対して熱を加える第一手段と第二手段とを含み、前記第一手段を内蔵する第一加熱機構が前記基板の一方の主面側に、前記第二手段を内蔵する第二加熱機構が前記基板の他方の主面側に、それぞれ所定の距離をもって離間して配置されるように構成した。これにより、マスクブランクの両面から、それぞれ独立した加熱条件で、レジスト膜を熱処理することができる。
また、前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材が設けられているので、マスクブランクを構成する基板の他方の面は、中間部材が接する領域以外、外部とは接触することなき、開放された状態にある。
【００２４】
上記構成により、熱処理されたレジスト膜は、気泡が内在する下部領域と、気泡が内在しない上部領域とに、２層分離した状態が得られる。
レジスト膜の深さ方向に連続した気泡の列が無いので、高電圧の電流が流れにくく、クロム膜の静電ピンホールの発生が抑制される。
したがって、本発明は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置の提供に寄与する。
【００２５】
本発明に係る熱処理方法は、上述した熱処理装置を用い、矩形状基板の一方の主面にマスク機能膜およびレジスト膜が順に重ねてなるマスクブランクに対して熱処理する方法である。熱処理する際に、前記基板の一方の主面に加える温度をＴ１、前記基板の他方の主面に加える温度をＴ２と定義した場合、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の値が、６０〜８０の範囲となるように、前記第一手段と前記第二手段とを制御する工程を含む。
この条件を満たすことにより、熱処理されたレジスト膜は、気泡が内在する下部領域と、気泡が内在しない上部領域とに、２層分離した状態が安定して構築される。ゆえに、その後、パターニングされたレジスト膜の表面における静電ピンホールの発生が抑制される。
したがって、本発明は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、すなわち、感度低下等の問題もなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理方法をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る熱処理方法が適用される工程を含む、マスクブランクの製造工程を順に示す模式図。
【図２】本発明に係る熱処理装置を示す模式図であり、（ａ）が側方から見た断面図、（ｂ）上方から見た平面図。
【図３】図２（ａ）の領域Ａを拡大して示す模式図であり、（ａ）熱処理前のレジスト膜の状態、（ｂ）は熱処理後のレジスト膜の状態。
【図４】本発明に係る熱処理方法の作用・効果を示す模式図。
【図５】比較例１における欠陥サイズの評価結果を示す表。
【図６】比較例２における欠陥サイズの評価結果を示す表。
【図７】実施例１における欠陥サイズの評価結果を示す表。
【図８】評価プロセスチャート１（エッチングを含む）。
【図９】評価プロセスチャート２（エッチングを含まない）。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係るマスクブランク製造用の熱処理装置および熱処理方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る熱処理方法が適用される工程を含む、マスクブランクの製造方法、マスクの製造方法の説明図である。
【００２８】
＜第一実施形態＞
適切な研磨を施した石英ガラスからなる基板５１を用意する［図１（ａ）］。
この基板５１の一方の主面５１ａ上に、たとえばクロムを主成分とする遮光膜と酸化クロムを主成分とする反射防止膜とを順に、スパッタリング法により積層して形成し、マスク機能膜５２Ａ（５２）とする［図１（ｂ）］。
【００２９】
次に、マスク機能膜５２Ａ（反射防止膜）の上に、加熱乾燥前の厚さ（Δ１）が４２５ｎｍとなるように、レジスト５３Ａを回転塗布した［図１（ｃ）］。レジスト５３Ａとしては、ポジ型化学増幅型電子線描画露光用レジスト（フジフィルム社製：ＦＥＰ１７１）を用いた。
【００３０】
図２に示す熱処理装置を用い、所望の条件にてレジスト５３Ａを加熱乾燥した。これにより、気泡が混在する下部領域５３Ｂａ［厚さ（Δ２）１００ｎｍ］と、気泡が混在しない上部領域５３Ｂｂ［厚さ（Δ３）３００ｎｍ］とに、二層分離した構造のレジスト５３Ｂを形成した［図１（ｄ）］。この加熱乾燥処理を行うことにより、レジスト付きマスクブランクスを作製した。
【００３１】
図２の熱処理装置は、２つの熱源を有する。基板５１の一方の主面５１ａ側に配置された第一手段（上部熱源とも呼ぶ）１１は、レジスト５３Ａ、マスク機能膜５２Ａを介し、基板５１の一方の主面５１ａに対して熱を加える（第一手段１１が一方の主面５１ａ（図２では上面）に加える温度をＴ１と定義）。基板５１の他方の主面５１ｂ側に配置された第二手段（下部熱源とも呼ぶ）２１は、基板５１の他方の主面５１ｂに対して熱を加える（第二手段２１が他方の主面５１ｂ（図２では下面）に加える温度をＴ２と定義）。
【００３２】
本実施形態では、熱処理する際に、基板５１の一方の主面５１ａに加える温度をＴ１、基板５１の他方の主面５１ｂに加える温度をＴ２と定義した場合、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が、６０以上８０以下の範囲となるように、第一手段と第二手段とを設定する。
具体的には、本実施形態においては、Ｔ１は１５０℃に、Ｔ２は６０℃に、各々設定した。これにより、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値は、およそ７１である。
【００３３】
また本実施形態では、基板５１の他方の主面５１ｂと、第二手段２１を内蔵する第二加熱機構２０との間に、中間部材３０を局所的に配置した。特に、中間部材３０を配置した位置は、基板５１の他方の主面５１ｂにおける角部領域（コーナー部）のみとした。
つまり、基板５１の上下両面（一方の主面５１ａ、他方の主面５１ｂ）は何れも、第一手段（上部熱源）１１や第二手段（下部熱源）２１と離間した状態にあり、中間部材３０が配置された基板５１の領域以外、基板５１の周囲は全て、大気に暴露された状態とした。
【００３４】
次に、二層分離した構造のレジスト５３Ｂにパターン露光を行った。その後、ベーク処理（ＰＥＢ：Post Exposure Bake）を行い、次いで現像処理を行うことにより。レジストバターン５３Ｃを形成した［図１（ｅ）］。ここで、符号５３Ｃａは下部領域であり、符号５３Ｃｂは上部領域である。つまり、レジストバターン５３Ｃの表層をなす上部領域５３Ｃｂには、気泡が混在していない。
ここで、レジスト５３Ｂ（ＦＥＰ１７１）の露光条件は、加速電圧２０ｋＶ、露光量３．５μＣ／ｃｍ２）とした。露光後の加熱処理（ＰＥＢ）は、１５０℃、１０分間とした。現像処理は、スプレー法、２．３８％・ＴＭＡＨ現像駅、６０秒間とした。
【００３５】
次いで、遮光膜と反射防止膜からなるマスク機能膜に対してエッチング処理を行った［図１（ｆ）］。
その後、レジストバターン５３Ｃを剥離除去することにより、基板５１の上にパターン化されたマスク機能膜５２C（５２）が配置されてなるマスクが形成される［図１（ｇ）］。
【００３６】
パターン化されたマスク機能膜５２C（５２）を検査した。その結果、上述した工程により形成されたマスクには、パターン欠陥は確認されなかった。
【００３７】
これに対して、レジスト５３Ａを加熱乾燥する工程において、上記のような二層分離した構造を持たない条件で作製したレジスト５３Ｂにパターン露光を行い、他の作製条件は同一として形成したマスクには、多数のパターン欠陥が確認された。
ここで、二層分離した構造を持たない条件とは、加熱乾燥した後でも、レジスト５３Ｂの厚さ方向の全域において、気泡が混在する条件を意味する。換言すると、二層分離した構造を持たない条件は、具体的には、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００が、６０より小さい場合、又は、８０より大きい場合である。
【００３８】
６０より小さい場合には、図３における上部領域５３Ｂｂの厚さ（Δ３）が薄すぎるため、現像時に未露光領域の減膜が生じる。これにより、気泡が混在する下部領域５３Ｂａが表面に現れ、パターン欠陥（静電ピンホール）が発生するので芳しくない。
８０より大きい場合には、石英ガラス基板５１からの加熱量が減少しているので、マスク機能膜５２Ａとの界面における感度が若干低くなる。これにより、現像後にレジスト膜が裾を引き、パターンエッジがギザ付くので芳しくない。
【００３９】
以上の結果より、次の２点が明らかとなった。
（Ａ１）［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００が、６０以上８０以下という条件を満たすことにより、熱処理されたレジスト膜は、気泡が内在する下部領域と、気泡が内在しない上部領域とに、２層分離した状態が安定して構築される。
（Ａ２）このように２層分離した状態に変化したレジストは、パターニングされたレジスト膜の表面における静電ピンホールの発生が抑制される。
したがって、本発明に係る熱処理方法は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる。
【００４０】
図２は、本発明に係る熱処理装置を示す模式図である。図２（ａ）は熱処理装置を側方から見た断面図であり、図２（ｂ）は熱処理装置を上方から見た平面図である。
図２において、第一加熱機構１０は、マスクブランク５０に対して熱を加える第一手段１１と、第一手段１１を保持するカバー部１２と、第一手段１１及びカバー部１２に接する面とは反対側の面が、マスクブランク５０の一方の主面５１ａ側と対向して配置される第一伝熱部１３と、から構成されている。これにより、第一伝熱部１３とマスクブランク５０との間には、第三間隙（離間距離Ｓ３）が設けられる。つまり、第一加熱機構１０は、マスクブランク５０を構成するレジスト５３と対向して配置されており、レジスト５３及びマスク機能膜５２を介して基板５１を熱処理する。
【００４１】
第二加熱機構２０は、マスクブランク５０に対して熱を加える第二手段２１と、第二手段２１を内蔵する底部２２ａと側部２２ｂからなる第二伝熱部２２と、から構成されている。これにより、第二伝熱部２２は、マスクブランク５０を収納する凹部１５を備える。第二伝熱部２３の底部２２ａの上面が、凹部１５の底面２２ｃを構成する。つまり、第二加熱機構２０は、マスクブランク５０を構成する基板５１と対向して配置されており、基板５１を直面視して熱処理する。
【００４２】
凹部１５の底面２２ｃとマスクブランク５０の他方の主面５１ｂとの間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材３０が配置される。これにより、凹部１５の底面２２ｃとマスクブランク５０の他方の主面５１ｂとの間には、間隙（離間距離Ｓ１）が設けられる。マスクブランク５０の側面と、第二伝熱部２２の側部２２ｂの内側面との間には、第二間隙（離間距離Ｓ２）が設けられる。
【００４３】
図２の熱処理装置は、上述したとおり、マスクブランク製造用の熱処理装置として有効な構成を備えている。すなわち、次の（Ｂ１）〜（Ｂ５）に示す構成を有する。
（Ｂ１）矩形状基板５１の一方の主面５１ａにマスク機能膜５２およびレジスト膜５３が順に重ねてなるマスクブランク５０に対して、熱を加える第一手段１１と第二手段２１とを含んでいる。これにより、レジスト膜５３に対して、その上下方向から個別に、かつ、独立した条件で熱処理することが可能となる。
【００４４】
（Ｂ２）第一手段１１を内蔵する第一加熱機構１０が、基板５１の一方の主面５１ａ側に、所定の距離Ｓ３をもって離間して配置されている。この距離Ｓ３を変更することにより、レジスト膜５３の表面に対する単位面積あたりの熱量を調整することが可能となる。
【００４５】
（Ｂ３）第二手段２１を内蔵する第二加熱機構２０の上面２２ｃ（後述する凹部１５の内底面に相当）が、基板５１の他方の主面５１ｂ側に、所定の距離Ｓ１をもって離間して配置されている。この距離Ｓ１を変更することにより、基板の中央において、基板５１及びマスク機能膜５２を介してレジスト膜５３の裏面に対する単位面積あたりの熱量を調整することが可能となる。
【００４６】
（Ｂ４）第二加熱機構２０と基板５１の他方の主面５１ｂとの間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材３０が設けられている。中間部材３０の高さ（厚さ）や材料を選択することにより、上記の距離Ｓ１を変更する作用・効果を微調整することが可能となる。
【００４７】
（Ｂ５）第二手段２１を内蔵する第二加熱機構２０が凹部１５を備え、基板５１の側面と第二加熱機構２０の内側面２２ｄ（凹部１５の内側面に相当）との間に、所定の距離Ｓ２をもって離間して配置されている。この距離Ｓ２を変更することにより、基板の周縁部において、基板５１及びマスク機能膜５２を介してレジスト膜５３の裏面に対する単位面積あたりの熱量を調整することが可能となる。
【００４８】
つまり、本発明の熱処理装置は、マスクブランクに対して熱を加える第一手段と第二手段とを含み、前記第一手段を内蔵する第一加熱機構が前記基板の一方の主面側に、前記第二手段を内蔵する第二加熱機構が前記基板の他方の主面側に、それぞれ所定の距離をもって離間して配置されている。これにより、マスクブランクの両面から、それぞれ独立した加熱条件で、レジスト膜を熱処理することができる。
【００４９】
また、本発明の熱処理装置は、前記第二加熱機構と前記基板の他方の主面との間には、複数の局所的な領域において、両者と接するように中間部材が設けられているので、マスクブランクを構成する基板の他方の面は、中間部材が接する領域以外、外部とは接触することなき、開放された状態にある。
【００５０】
図３は、図２（ａ）の領域Ａを拡大して示す模式図である。図３（ａ）に示すＡ１（Ａ）は熱処理前のレジスト膜の状態を、図３（ｂ）に示すＡ２（Ａ）は熱処理後のレジスト膜の状態を、それぞれ表わしている。
【００５１】
図３（ａ）に示すように、熱処理前のレジスト膜５３Aは、その厚さ方向における全領域において、気泡５３Ｃが混在した状態にある。ここで、Δ１は加熱乾燥前のレジスト膜５３Aの厚さである。
【００５２】
図３（ｂ）に示すように、本発明の熱処理装置（図２）を用いて、所望の条件にてレジスト５３Ａを加熱乾燥することにより、気泡が混在する下部領域５３Ｂａ［厚さ（Δ２）３００ｎｍ］と、気泡が混在しない上部領域５３Ｂｂ［厚さ（Δ３）１００ｎｍ］とに、二層分離した構造のレジスト５３Ｂを備えた、レジスト付きマスクブランクスが得られる。
【００５３】
すなわち、図４に示すように、本発明のベーク方法では、基板５１の上面（基板５１の表面）側から主にベークするので、レジスト５３Ｆの表面から先に気泡５３Ｆは膨張し、レジスト５３Ｆの外部へ放出される。レジスト５３Ｆの内部にあって、クロム膜５２との界面近傍に存在する極小の気泡は、レジスト５３Ｆの表面に形成されたレジストの堅い部分に抑制され、レジスト５３Ｆの表面まで移動できない。このため、レジスト５３Ｆの表面に気泡は存在することができない。ゆえに、レジスト表面に発生した静電気は、レジスト５３Ｆの表面に攻撃対象となる気泡が存在しないので、クロム表面を破壊することなく、レジスト５３Ｆの外部へ流れる。
【００５４】
つまり、本発明によれば、レジスト膜の深さ方向に連続した気泡の列が無いので、高電圧の電流が流れにくく、クロム膜の静電ピンホールの発生が抑制される。
したがって、本発明の熱処理装置は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における耐静電ピンホールの発生を抑制できるので、マスクブランクス及びマスクの安定した製造に貢献する。
【００５５】
上述した作用・効果を得るためには、中間部材３０が設けられる局所的な領域が、基板５１の他方の主面５１ｂにおける角部領域（コーナー部）に位置することが好ましい。これにより、基板５１の他方の主面５１ｂは、その中央領域とともに周縁領域の大部分が、第二手段２１を内蔵する第二加熱機構２０の上面２２ｃ（後述する凹部１５の内底面に相当）が、基板５１の他方の主面５１ｂ側に、所定の距離Ｓ１をもって離間して配置された状態とすることができる。
【００５６】
つまり、この構成によれば、第二加熱機構２０の上面２２ｃ（後述する凹部１５の内底面に相当）は、基板５１の他方の主面５１ｂに対して直接的には接触することなく、熱処理を行うことができる。ゆえに、熱処理時における基板５１の他方の主面５１ｂは、第二加熱機構２０の上面２２ｃと接触することに伴う汚染を回避することが可能となる。
【００５７】
中間部材３０としては、高い熱的、物理的、化学的耐性を持つ高分子シート体が好ましく、たとえば、ポリイミド等から構成される高分子シート体が挙げられる。シート体ならば、所望の面積として局所的に設置することが可能であり、折り畳むことにより、シート体の厚さを倍数で容易に調整できる。中でも、厚さが７０μｍ程度のポリイミドからなるシート体が、高い熱的、物理的、かつ、化学的な耐性を有すると共に、Ｓ１のギャップに合致しているという理由から、特に好適である。
【００５８】
中間部材３０を配置することにより離間距離Ｓ１を調整する。離間距離Ｓ１としては、０．０５ｍｍ（５０μｍ）以上０．３ｍｍ（３００μｍ）以下の範囲が好ましい。
Ｓ１が５０μｍより小さい場合には、第二加熱機構２０の上面２２ｃ（後述する凹部１５の内底面に相当）と、基板５１の他方の主面５１ｂとの空隙（ギャップ）に熱伝導ガスの層を形成することが難しい。Ｓ１が３００μｍより大きい場合には、基板５１の面内（他方の主面５１ｂ内）に大きなタイムラグが生じることなく温度を均一に上昇させることが難しい。この２つの条件を満たすためには、離間距離Ｓ１は、０．０５ｍｍ（５０μｍ）以上０．３ｍｍ（３００μｍ）以下が選定される。
上述した「厚さが７０μｍ程度のポリイミドからなるシート体」であれば、重なり具合を調整することにより、離間距離Ｓ１を４条件（７０μｍ、１４０μｍ、２１０μｍ、２８０μｍ）の中から選定（制御）できることから好ましい。
【００５９】
第二加熱機構２０が凹部１５を備え、この凹部１５内に基板５１が収納されている構成が好ましい。これにより、マスクブランク５０を構成する基板５１の他の主面５１ｂは、第二手段２１を内蔵する第二加熱機構２０の上面２２ｃ（凹部１５の内底面に相当）から熱を受ける。これと同時に、マスクブランク５０を構成する基板５１の側面は、第二伝熱部２２の側部２２ｂから熱を受ける。よって、マスクブランク５０を構成する基板５１は、その中央部とともに、周縁部においても均一な熱処理が可能となる。この熱処理は、離間距離Ｓ１および離間距離Ｓ２により、容易に制御することができる。
【００６０】
本発明の熱処理装置では、第二加熱機構２０と基板５１の他方の主面５１ｂとの離間距離をＳ１、第一加熱機構１０とマスクブランク５０を構成するレジスト膜５３との離間距離をＳ３、と定義した場合、関係式Ｓ１≪Ｓ３を満たすことが好ましい。
これにより、基板５１の下面（他方の主面）５１ｂは、離間距離Ｓ１を構成する薄い空気層を伝導によって伝えられた伝導熱により熱処理される。基板５１の上面（一方の主面）５１ａは、レジスト膜５３を介して放射熱によって伝えられた放射熱により熱処理される。つまり、本発明の熱処理装置においては、基板５１の上下面は同時に熱処理されるため、安定した熱処理が実現できる。
【００６１】
特に、前記Ｓ１が７０〜１４０μｍであり、前記Ｓ３が１〜２ｍｍとした構成においては、基板５１の下面（他方の主面）５１ｂの熱がマスク機能膜５２に伝わり、マスク機能膜５２との界面近傍に位置するレジスト膜５３のベーキング（加熱）に寄与する。ゆえに、レジストのアンダーベーキング（下方からの加熱）による感度低下を防ぎ、裾引きを防止することから、一段と効果的な熱処理を行うことが可能となる。
【００６２】
以下では、比較例１、比較例２、及び実施例１における欠陥サイズの評価結果について説明する。後述する図５〜７において、Ａは「レジスト膜の欠陥数」を、Ｂは「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数」を、Ｃは「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数（レジスト膜欠陥と同一位置）」を、それぞれ表わしている。
【００６３】
比較例１では、エッチング工程を含む、評価プロセスチャート１（図８）により作製された試料について、欠陥サイズを評価した。比較例１の試料としては、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が３０のものを用いた。図５は、比較例１の試料における欠陥サイズの評価結果である。
【００６４】
比較例２では、エッチング工程を含まない、評価プロセスチャート２（図９）により作製された試料について、欠陥サイズを評価した。比較例２の試料としては、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が３０のものを用いた。図６は、比較例２の試料における欠陥サイズの評価結果である。
【００６５】
実施例１では、エッチング工程を含まない、評価プロセスチャート２（図９）により作製された試料について、欠陥サイズを評価した。実施例１の試料としては、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が７０のものを用いた。図７は、実施例１の試料における欠陥サイズの評価結果である。
【００６６】
図５〜７の結果より、以下の点が明らかとなった。
（Ｃ１）比較例１の試料では、「レジスト膜の欠陥数Ａ」に比べて、「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数Ｂ」と「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数（レジスト膜欠陥と同一位置）Ｃ」は半減した。しかし、欠陥サイズに依存せず、ピンホール数Ｂとピンホール数Ｃが観測された。
【００６７】
（Ｃ２）比較例２の試料では、比較例１の試料に比べて、「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数Ｂ」と「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数（レジスト膜欠陥と同一位置）Ｃ」が激減した。
【００６８】
（Ｃ３）実施例１の試料では、「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数Ｂ」と「現像、リンス、エッチング後の遮光膜のピンホール数（レジスト膜欠陥と同一位置）Ｃ」が、欠陥サイズに依存することなく、ゼロとなった。
【００６９】
なお、追試として［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が４０，５０，６０のものを評価したところ、［Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）］×１００の数値が６０以上の場合において、ピンホール数がゼロになることが確認された。
以上より、本発明によれば、レジスト膜の厚さを増加させることなく、すなわち、感度低下等の問題もなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できる、マスクブランクス製造用の熱処理装置および熱処理方法が得られることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、マスクブランク製造用の熱処理装置及び熱処理方法に広く適用可能である。このような熱処理装置及び熱処理方法は、レジスト膜の厚さを増加させることなく、パターンプロセス工程における静電ピンホールの発生を抑制できることから、極めて汎用性の高い製造プロセスの構築に寄与する。
【符号の説明】
【００７１】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  離間距離、１０  第一加熱機構、１１  第一手段（上部熱源）、１２  カバー部、１３  第一伝熱部、２０  第二加熱機構、２１  第二手段（下部熱源）、２２  第二伝熱部、３０  中間部材、５０  マスクブランク、５１  矩形状基板、５２  マスク機能膜、５３  レジスト膜。
【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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