JP4169719B2

JP4169719B2 - レジスト膜付基板の製造方法

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Publication number: JP4169719B2
Application number: JP2004100911A
Authority: JP
Inventors: 秀峰元村
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2024-03-30
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Description

本発明は、基板にレジスト剤を塗布してレジスト膜を形成し、例えば、フォトマスクなどを製造するためのレジスト膜付基板の製造方法に関する。

従来、フォトレジスト等のレジスト膜をシリコンウェハ等の基板上に形成するレジスト剤を、当該基板に塗布してレジスト膜付基板を製造するためのレジスト膜付基板の製造方法が提案されている。そして、このようなレジスト剤の塗布を実施する装置として、塗布装置（コータ）が提案されている。

従来の塗布装置としては、いわゆるスピンコータが知られている。このスピンコータは、水平に支持した基板の被塗布面の中央部分に液体状のレジスト剤を滴下した後、この基板を水平面内で高速回転させることにより、遠心力の作用によって被塗布面上にレジスト剤を伸展させ、被塗布面の全面に亘って塗布膜を形成するものである。

しかしながら、このようなスピンコータにおいては、基板の周縁部分において、フリンジと呼ばれるレジスト剤の盛り上がりが発生してしまうという問題があった。このようなフリンジが生ずると、塗布されたレジスト剤によって形成されるレジスト膜の厚さが不均一となってしまう。そして、このようなフリンジは、液晶表示装置や液晶表示装置製造用のフォトマスクの基板など、一辺の長さが、例えば、３００ｍｍ以上となるような大型基板において、特に発生しやすい。

液晶表示装置や液晶表示装置製造用のフォトマスクなどにおいては、近年において、形成されるパターンが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ていた。すなわち、レジスト膜に膜厚分布を有すると、そのレジスト膜により形成したレジストパターンをマスクとしたターン加工精度に面内ばらつきが生じてしまう。

このような実情に鑑み、従来、特許文献１に記載されているように、「ＣＡＰコータ」と通称される塗布装置が提案されている。この「ＣＡＰコータ」においては、液体状のレジスト剤が溜められた液槽に毛管状隙間を有する塗布ノズルを沈めておき、一方、被塗布面を下方を向けた姿勢で吸着盤によって基板を保持しておき、次に、塗布ノズルをレジスト剤中より上昇させてこの塗布ノズルの上端部を基板の被塗布面に近接させる。すると、液槽に溜められた液体状のレジスト剤が塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇され、このレジスト剤が塗布ノズルの上端部を介して基板の被塗布面に接液される。このようにレジスト剤が被塗布面に接液した状態において、塗布ノズル及び被塗布面を被塗布面の全面に亘って相対的に走査させることにより、被塗布面の全面に亘ってレジスト剤の塗布膜が形成される。

より具体的には、この塗布装置は、液槽及び塗布ノズルの高さ位置を調整する制御部を有している。この制御部は、まず、所定の液面位置までレジスト剤が溜められている液槽と、このレジスト剤中に完全に沈んだ状態の塗布ノズルとを、ともに上昇させ、基板の被塗布面に下方側より接近させる。次に、制御部は、液槽の上昇を停止させ、塗布ノズルの上端側をこの液槽内のレジスト剤の液面から上方側に突出させる。このとき、塗布ノズルは、レジスト剤中に完全に沈んでいた状態から、このレジスト剤の液面の上方側に突出されるので、毛管状隙間内にレジスト剤が満たされた状態となっている。

次に、制御部は、再び液槽を塗布ノズルとともに上昇させ、塗布ノズルの上端部のレジスト剤を基板の被塗布面に接液させ、液槽及び塗布ノズルの上昇を停止させる。すなわち、制御部は、塗布ノズルの毛管状隙間内に満たされていたレジスト剤を被塗布面に接触させた状態で、液槽及び塗布ノズルを停止させる。

そして、制御部は、塗布ノズルの上端部においてレジスト剤が基板の被塗布面に接液された状態で、液槽及び塗布ノズルを所定の「塗布高さ」の位置まで下降させる。この状態で、制御部は、基板を面方向に移動させ、塗布ノズルの上端部を被塗布面の全面に亘って走査させ、この被塗布面の全面に亘ってレジスト剤の塗布膜を形成する。

このような塗布装置を用いる製造方法により、基板の周縁部分にフリンジを生じさせることなく、基板の全面に亘って均一な厚さのレジスト膜を形成することができる。

特開２００１−６２３７０公報

ところで、前述のような「ＣＡＰコータ」と通称される塗布装置を用いても、基板に形成されるパターンをより高精度化しようとする場合においては、レジスト膜の厚さの均一性が不充分となることがあった。

ところが、従来、このような塗布装置を用いてレジスト剤の塗布を行う場合について、より膜厚分布の小さい塗布膜を形成し、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができるのかどうかについての検討が行われていなかった。

そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、本発明の目的は、「ＣＡＰコータ」と通称される塗布装置を用いてレジスト剤の塗布を行う場合について、塗布膜の膜厚を所定の厚さとしつつ、塗布膜の膜厚分布を小さくし、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができるレジスト膜付基板の製造方法を提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、「ＣＡＰコータ」と通称される塗布装置を用いて基板にレジスト剤を塗布する場合、塗布膜の膜厚分布を左右するパラメータは基板と塗布ノズルの上端部との間隔、すなわち、塗布ギャップにあり、塗布ギャップが大きいほど膜厚分布が小さくなることを見出した。

すなわち、塗布ギャップをＧとし、一旦被塗布面に接液したレジスト剤が被塗布面より離液する離液間隔をＧ´としたとき、塗布ギャップＧは、離液間隔をＧ´よりも小さい必要がある。そして、本発明者は、塗布ギャップＧが離液間隔をＧ´よりも小さい状態において、塗布ギャップＧを、なるべく大きくすることが望ましいことを見出した。しかし、単に塗布ギャップＧを大きくしてゆくと、被塗布面に一旦接液したレジスト剤が離液し易くなってしまうという問題が生ずる。

そこで、本発明者は、塗布ギャップＧを大きくするための手法について検討した。塗布ギャップＧを、被塗布面からのレジスト剤の離液（液切れ）を生じさせずに大きくするには、塗布ノズルからレジスト剤が吐出されるときに発生する塗布ノズルとレジスト剤との間の抵抗を下げる必要がある。このような塗布ノズルとレジスト剤との間の抵抗を下げるためには、レジスト剤が上昇する塗布ノズルの毛管状隙間の間隔（以下、毛管状隙間間隔Ｔという。）を広くする必要がある。また、このような抵抗を下げるためには、塗布時のレジスト剤の液面から塗布ノズル上端までの高さ（以下、液面高さＨという。）を低くする必要がある。

一方、レジスト剤が塗布された塗布膜の膜厚を制御するためのパラメータとしては、前述の塗布ギャップＧ、毛管状隙間間隔Ｔ及び液面高さＨの他に、塗布ノズルと基板の被塗布面との相対的な走査速度Ｖ及びレジスト剤の粘度が挙げられる。

図１は、塗布膜の膜厚に影響する各パラメータと塗布膜の膜厚との関係を示すグラフである。

塗布ノズルと基板の被塗布面との相対的な走査速度Ｖと塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ａ）に示すように、速度が大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。毛管状隙間間隔Ｔと塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｂ）に示すように、毛管状隙間間隔Ｔが大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。レジスト剤の粘度と塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｄ）に示すように、レジスト剤の粘度が大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。液面高さＨと塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｅ）に示すように、液面高さＨが高くなるほど膜厚が薄くなる関係がある。

そして、塗布ギャップＧと塗布膜の膜厚との間にも、図１中の（ｃ）に示すように、塗布ギャップＧが大きくなるほど膜厚が薄くなる関係がある。しかし、前述したように、この塗布ギャップＧは、膜厚ではなく、膜厚分布の抑制の観点から設定すべきである。

塗布ギャップＧ（離液しないような間隔となることが前提）は、毛管状隙聞から上昇するレジスト剤の抵抗を小さくすることにより、絶対的な間隔を大きくすることができる。毛管状隙間から上昇するレジス卜剤の抵抗を小さくする方法としては、毛管状隙間間隔Ｔを大きくする方法、液面高さを小さくする、及びレジス卜剤の粘性を大きくする方法が考えられるが、実用上レジストの粘性は固定するとした場合、毛管状隙間間隔Ｔを大きくする方法と液面高さＨを小さくする方法が挙げられる。本発明においては、塗布ギャップＧが所望の大きい値となるように、毛管状隙間間隔Ｔと液面高さＨを選定する。そして、膜厚の制御は、他のバラメータである基板と塗布ノズルとの相対的な走査速度Ｖにて行うこととした。

本発明においては、塗布膜の膜厚を所定の膜厚としつつ、かつ、膜厚分布を小さくするために、毛管状隙間間隔Ｔ、液面高さＨ及び走査速度Ｖを調整可能な範囲内で調整することによって塗布ギャップＧを大きくすることを可能とし、膜厚分布の改善を図るものである。

そして、本発明においては、毛管状隙間間隔Ｔ及び液面高さＨについては、Ｈ／Ｔ＜４５が成立すること、すなわち、液面高さＨを毛管状隙間間隔Ｔの４５倍よりも小さくすることにより、塗布ギャップＧを、膜厚分布が良好な値、例えば、膜厚の１％以内である値とすることができる大きさとすることができる。

また、塗布ギャップＧは、前述のように、大きくしたほうが塗布膜の膜厚分布を良好とすることができるが、例えば、１％以内の膜厚分布を得るためには、少なくとも２００μｍ以上とすることが好ましく、さらに良好な膜厚分布、例えば、膜厚の０．７５％以内以内の膜厚分布を得るには、２５０μｍ以上、膜厚の０．５％以内の膜厚分布を得るには、３００μｍ以上とすることが望ましい。

そして、本発明においては、塗布膜の膜厚は、２００ｎｍ乃至２０００ｎｍとすることができる。このような膜厚の塗布膜を形成するには、基板の被塗布面と塗布ノズルとの相対的な走査速度Ｖは、分速０．１ｍ乃至分速０．５ｍとすることが好ましい。

なお、本発明においては、基板を透明基板とし、レジスト剤を、透明基板上に遮光膜パターンを形成してこの透明基板をフォトマスクとするためのレジスト膜を形成するものとすることにより、レジスト膜付基板として、フォトマスクを製造することができる。

すなわち、本発明は以下の構成を備える。

請求項１に係るレジスト膜付基板の製造方法は、液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを５０μｍ乃至８００μｍの範囲とし、かつ、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨを１ｍｍ乃至１２ｍｍの範囲とし、基板面積の少なくとも７０％の領域において膜厚分布が１％以下のレジスト塗布膜が形成でき、かつ、塗布中に被塗布面からのレジスト剤の離液を生じさせない塗布ギャップＧとして、２００μｍ以上に設定することを特徴とするものである。
膜厚分布とは、基板の少なくとも７０％の領域内で均等に配置させた異なる３点以上の膜厚を測定した結果を以下の式によって算出したものである。
膜厚分布（％）＝（ｔmax−ｔmin）／ｔava×１００
ここで、ｔmaxは膜厚の最大値、ｔminは膜厚の最小値、ｔavaは膜厚の平均値である。測定領域については、フォトマスクやデバイス基板の場合、パターン（画素）形成領域とすることがさらに好ましい。

請求項２に係るレジスト膜付基板の製造方法は、液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１より大きく３５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを２５０μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．７５％以下のレジスト塗布膜を形成することを特徴とするものである。

請求項３に係るレジスト膜付基板の製造方法は、液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１０より大きく２５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを３００μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．５％以下のレジスト塗布膜を形成することを特徴とするものである。

請求項４に係るレジスト膜付基板の製造方法は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法において、前記基板の被塗布面と前記塗布ノズルとの相対的な走査速度Ｖは、分速０．１ｍ乃至分速０．５ｍとすることを特徴とするものである。

請求項５に係るレジスト膜付基板の製造方法は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法において、膜厚２００ｎｍ乃至２０００ｎｍのレジスト剤の塗布膜を形成することを特徴とするものである。

請求項６に係るレジスト膜付基板の製造方法は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法において、前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを、２００μｍ乃至６００μｍの範囲とすることを特徴とするものである。

請求項７に係るレジスト膜付基板の製造方法は、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法において、前記基板は、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板であることを特徴とするものである。
ここで、方形基板とは、正方形又は長方形の基板であり、長方形の場合は、その短辺が３００ｍｍ以上である。

請求項８に係るフォトマスクブランクの製造方法は、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法を適用して、透明基板上に遮光パターンが形成されたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクを製造することを特徴とするものである。

請求項９に係るフォトマスクの製造方法は、請求項８記載のフォトマスクブランクの製造方法により製造されたフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを製造することを特徴とするものである。

請求項１記載の本発明においては、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを５０μｍ乃至８００μｍの範囲とし、かつ、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨを１ｍｍ乃至１２ｍｍの範囲とし、基板面積の少なくとも７０％の領域において膜厚分布が１％以下のレジスト塗布膜が形成でき、かつ、塗布中に被塗布面からのレジスト剤の離液を生じさせない塗布ギャップＧとして、２００μｍ以上に設定するので、塗布ギャップＧ、すなわち、塗布ノズルの上端部と被塗布面との間隔を広くすることができ、塗布膜の膜厚分布を小さくし、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。

請求項２記載の本発明においては、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１より大きく３５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを２５０μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．７５％以下のレジスト塗布膜を形成するので、塗布膜の膜厚分布を小さくし、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。

また、請求項３記載の本発明においては、レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１０より大きく２５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを３００μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．５％以下のレジスト塗布膜を形成するので、塗布膜の膜厚分布を小さくし、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。

そして、請求項４記載の本発明においては、前記基板の被塗布面と前記塗布ノズルとの相対的な走査速度Ｖは、分速０．１ｍ乃至分速０．５ｍとするので、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。

さらに、請求項５記載の本発明においては、膜厚２００ｎｍ乃至２０００ｎｍのレジスト剤の塗布膜を形成するので、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。

そして、請求項６記載の本発明においては、前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを、２００μｍ乃至６００μｍの範囲とするので、レジスト膜の厚さの均一性を向上させることができる。
請求項７に係るレジスト膜付基板の製造方法においては、前記基板は、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板であるので、大型の方形のレジスト膜付基板を製造することができる。
請求項８に係るフォトマスクブランクの製造方法においては、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法を適用して、透明基板上に遮光パターンが形成されたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクを製造するので、レジスト膜の厚さの均一性が向上されたフォトマスクブランクを製造することができる。
請求項９に係るフォトマスクの製造方法においては、請求項８記載のフォトマスクブランクの製造方法により製造されたフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを製造するので、レジスト膜の厚さの均一性が向上されたフォトマスクを製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法を実施する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である。

本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法は、図２に示すように、液槽２０に溜められた液体状のレジスト剤２１を塗布ノズル２２のスリット状の毛管状隙間２３における毛細管現象により上昇させ、基板１０の被塗布面１０ａを下方に向けて塗布ノズル２２の上端部に近接させ、塗布ノズル２２により上昇されたレジスト剤２１を該塗布ノズル２２の上端部を介して被塗布面１０ａに接液させながら、塗布ノズル２２及び被塗布面１０ａを相対的に走査させて、被塗布面１０ａにレジスト剤２１を塗布する工程を有する製造方法であって、「ＣＡＰコータ」と通称される塗布装置によって実施される製造方法である。塗布ノズル２２及び被塗布面１０ａの相対的な走査方向は、図２中矢印Ｖで示すように、塗布ノズル２２の上端部において毛管状隙間２３が形成するスリットに直交する方向である。

本発明者は、このようなレジスト膜付基板の製造方法において、塗布膜２１ａの膜厚分布（膜厚の不均一性）を左右するパラメータが、基板１０の被塗布面１０ａと塗布ノズル２２の上端部との間の、図２中矢印Ｇで示す間隔（以下、塗布ギャップＧという。）にあることを見出した。

図３は、塗布ギャップＧと膜厚分布との関係を示すグラフである。

塗布ギャップＧと塗布膜の膜厚分布との間には、図３及び以下の〔表１〕に示すように、塗布ギャップＧが大きくなるにしたがって、膜厚分布が小さくなるという関係がある。このような関係は、塗布ノズル２２及び被塗布面１０ａの相対的な走査速度Ｖを、分速０．２５ｍ、分速０．５０ｍ、分速０．７５ｍと変化させても同様である。したがって、膜厚分布が小さく膜厚の均一性の高い塗布膜２１ａを得るには、塗布ギャップＧを大きくすればよいということである。

なお、〔表１〕に示すデータは、図３に示したグラフの基になっているデータであり、塗布ギャップＧを５０μｍ、１５０μｍ、２５０μｍとした場合のそれぞれについて、塗布ノズル２２及び被塗布面１０ａの相対的な走査速度Ｖを分速０．２５ｍ、分速０．５０ｍ、分速０．７５ｍとした計９種類のサンプルについて、それぞれ４５０ｍｍ×５５０ｍｍの基板の中央部３９０ｍｍ×４９０ｍｍの領域における等間隔の１２箇所（３×４）の測定ポイントについて塗布膜２１ａの膜厚を測定し、これら測定結果の平均及び膜厚分布（ばらつき）を示したものである。この膜厚分布（％）は、膜厚の平均値をｔaveとし、膜厚の最大値をｔmaxとし、膜厚の最小値をｔminとしたとき、以下の式によって算出することができる。

膜厚分布（％）＝（ｔmax−ｔmin）／ｔave
ところで、一旦被塗布面１０ａに接液したレジスト剤２１が被塗布面１０ａより離液する間隔を離液間隔Ｇ´としたとき、塗布ギャップＧは、この離液間隔Ｇ´よりも小さい必要がある。したがって、塗布ギャップＧは、離液間隔をＧ´よりも小さい範囲内において、なるべく大きくすることが望ましい。しかし、単に塗布ギャップＧを大きくしてゆくと、被塗布面１０ａに一旦接液したレジスト剤２１の液切れ、すなわち、レジスト剤２１の被塗布面１０ａからの離液が生じ易くなってしまう。

塗布ギャップＧを、被塗布面１０ａからのレジスト剤２１の液切れを生じさせずに大きくするには、塗布ノズル２２からレジスト剤２１が吐出されるときに発生する塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗を下げる必要がある。このような塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗を下げるためには、レジスト剤２１が上昇する塗布ノズル２２の毛管状隙間２３の間隔（以下、毛管状隙間間隔Ｔという。）を広くする必要がある。また、このような抵抗を下げるためには、塗布時のレジスト剤２１の液面から塗布ノズル２２の上端までの高さ（以下、液面高さＨという。）を低くする必要がある。

一方、レジスト剤が塗布された塗布膜の膜厚を制御するためのパラメータとしては、前述したように、塗布ギャップＧ、毛管状隙間間隔Ｔ及び液面高さＨの他に、塗布ノズル２２と基板１０の被塗布面１０ａとの相対的な走査速度Ｖ及びレジスト剤の粘度が挙げられる。

塗布ノズル２２と基板１０の被塗布面１０ａとの相対的な走査速度Ｖと塗布膜２１ａの膜厚との関係は、前述した図１中の（ａ）に示すように、速度が大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。毛管状隙間間隔Ｔと塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｂ）に示すように、毛管状隙間間隔Ｔが大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。レジスト剤の粘度と塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｄ）に示すように、レジスト剤の粘度が大きくなるほど膜厚が厚くなる関係がある。液面高さＨと塗布膜の膜厚との関係は、図１中の（ｅ）に示すように、液面高さＨが高くなるほど膜厚が薄くなる関係がある。

そして、塗布ギャップＧと塗布膜の膜厚との間にも、図１中の（ｃ）に示すように、塗布ギャップＧが大きくなるほど膜厚が薄くなる関係がある。しかし、この塗布ギャップＧは、膜厚ではなく、膜厚分布の抑制の観点から設定されるべきである。

本発明においては、塗布膜２１ａの膜厚を所定の膜厚とし、かつ、膜厚分布を小さくするために、毛管状隙間間隔Ｔ、液面高さＨ及び走査速度Ｖを調整可能な範囲内で調整することによって、結果として塗布ギャップＧを大きくすることを可能とし、膜厚分布の改善を図るものである。

本発明においては、毛管状隙間間隔Ｔ及び液面高さＨについては、以下の〔表２〕に示すように、Ｈ／Ｔ＜４５が成立すること、すなわち、液面高さＨを毛管状隙間間隔Ｔの４５倍よりも小さくすることにより、塗布ギャップＧを、膜厚分布が良好な値とすることができる。液面高さＨが毛管状隙間間隔Ｔの４５倍以上となると、毛管状隙間間隔Ｔが小さすぎて、塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗が高くなるからである。

図４は、液面高さＨの毛管状隙間間隔Ｔに対する比率と塗布ギャップＧ及び膜厚分布との関係を示すグラフである。

〔表２〕及び図４において、Ｈ／Ｔが３５以上４５未満である場合には、塗布ギャップＧは、２００μｍ乃至２５０μｍとすることができる。この場合、基板の少なくとも７０％の領域における塗布膜２１ａの膜厚分布は、図２及び図４に示すように、１％以下とすることができる。Ｈ／Ｔが２５以上３５未満である場合には、塗布ギャップＧは、２５０μｍ乃至３００μｍとすることができる。この場合、基板の少なくとも７０％の領域における塗布膜２１ａの膜厚分布は、図２及び図４に示すように、０．７５％以下とすることができる。Ｈ／Ｔが２５未満である場合には、塗布ギャップＧは、３００μｍ乃至３５０μｍとすることができる。この場合、基板の少なくとも７０％の領域における塗布膜２１ａの膜厚分布は、図２及び図４に示すように、０．５％以下とすることができる。塗布膜２１ａの膜厚分布は、例えば、微細パターンを有するグレートーンマスク等、高精度な大型マスクを製造する場合においては、膜厚の０．５％以下とすることが望ましい。なお、Ｈ／Ｔは、１以上とすることが実用上は好ましい。実用上において、最適な範囲は、１０＜Ｈ／Ｔ＜２５である。

液面高さＨについては、低いほうが、塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗が低くなり、また、塗布ノズル２２の上端部に形成されるレジスト剤２１のメニスカスが形成され易くなる。しかし、液面高さＨが小さすぎると、液槽２０と基板１０とが接近しすぎて安全に塗布することが困難となる。また、液面高さＨが極端に小さいと、塗布ノズル２２における毛細管現象が生じなくなってしまう。そして、液面高さＨが大きすぎると、塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗が高くなってしまい、さらに、塗布ノズル２２の上端部に形成されるレジスト剤２１のメニスカスの再現性が不安定となるという問題が生ずる。液面高さＨについては、このような不都合が生じない範囲が調整可能な範囲ということになる。これらの点から、液面高さＨは、１ｍｍ乃至１２ｍｍの範囲から選択することが好ましく、さらに好ましくは、５ｍｍ乃至１１ｍｍとするとよい。

毛管状隙間間隔Ｔについては、広いほうが、塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗が低くなる。しかし、毛管状隙間間隔Ｔが広すぎると、毛管状隙間２３における毛細管現象自体が起こらなくなる可能性があり、また、塗布ノズル２２の上端部に形成されるレジスト剤２１のメニスカスが形成され難くなる。そして、毛管状隙間間隔Ｔが狭すぎると、塗布ノズル２２とレジスト剤２１との間の抵抗が高くなってしまう。毛管状隙間間隔Ｔについては、このような不都合が生じない範囲が調整可能な範囲ということになる。これらの点から、毛管状隙間間隔Ｔは、５０μｍ乃至８００μｍの範囲から選択することが好ましく、さらに好ましくは、２００μｍ乃至６００μｍとするとよい。

レジスト剤２１の塗布膜２１ａの膜厚については、２００ｎｍ乃至２０００ｎｍとすることができる。このような膜厚にするためには、塗布ノズル２２と基板１０の被塗布面１０ａとの相対的な走査速度Ｖは、分速０．５ｍ乃至分速０．１ｍとすることが好ましい。

また、レジスト剤２１の粘度は、３ｃｐ乃至２０ｃｐとすることが好ましい。

塗布ギャップＧについては、前述したように、大きくなったほうが塗布膜２１ａの膜厚分布を良好とすることができるが、塗布ギャップＧが大きくなると、この塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´になったところで、被塗布面１０ａに一旦接液したレジスト剤２１が被塗布面１０ａから離液してしまう。したがって、塗布ギャップＧは、離液間隔Ｇ´よりも小さくなければならない。本発明においては、塗布ギャップＧは、離液間隔Ｇ´よりも小さい範囲内において、なるべく大きくなることが望ましい。すなわち、塗布ギャップＧは、離液間隔Ｇ´の少なくとも５０％以上となり、かつ、離液間隔Ｇ´未満である間隔となることが望ましい。したがって、液面高さＨ、毛管状隙間間隔Ｔ及び走査速度Ｖについては、塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´未満となる範囲が調整可能な範囲ということになる。

さらに、塗布ギャップＧは、離液間隔Ｇ´の７０％乃至９５％となることがより望ましい。塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´の７０％以上となることにより、膜厚分布が極めて良好に抑制される。塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´の８０％以上となれば、膜厚分布は、よりよく抑制される。ただし、塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´の９５％より大きくなると、基板の大きさなどの諸条件によっては、レジスト剤を塗布している最中に、断片的な液切れ、すなわち、レジスト剤の被塗布面からの離液が生ずる可能性がある。このような液切れを確実に防止する観点からは、塗布ギャップＧが離液間隔Ｇ´の９０％以下となることが好ましい。

塗布ギャップＧは、例えば、膜厚の１％以内の膜厚分布を得るためには、２００μｍ以上となることが好ましい。さらに良好な膜厚分布、例えば、膜厚の０．７５％以内以内の膜厚分布を得るには、塗布ギャップＧは、２５０μｍ以上、膜厚の０．５％以内の膜厚分布を得るには、３００μｍ以上となることが望ましい。

以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

〔塗布装置の構成〕
本発明の実施例について説明するにあたって、まず、本発明における被塗布面１０ａを有する基板１０を保持して塗布ノズル２２に対して移動操作する機構を有する塗布装置の構成について、図５乃至図８を参照して説明する。この塗布装置において、本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法により、基板１０に対してレジスト剤２１が塗布される。

図５は、塗布装置の構成を示す側面図である。

この塗布装置は、図５に示すように、ベースフレーム１１と、このべースフレーム１１に設置された塗布手段２と、ベースフレーム１１上に移動可能に支持され移動手段４によって水平方向に移動操作される移動フレーム１２と、この移動フレーム１２に設けられ基板１０を吸着する吸着手段３と、基板１０を着脱自在に保持する保持手段５とを備えて構成されている。これら塗布手段２、吸着手段３、移動手段４及び保持手段５は、図示しない制御部によって制御されて動作する。

この実施例においては、基板１０は、透明基板に遮光膜が形成されたフォトマスクブランク（サイズ：３９０ｍｍ×４９０ｍｍ）であり、かつ、塗布手段２によって基板１０に塗布されるレジスト剤は、基板１０上に遮光膜パターンを形成してこの基板１０をフォトマスクとするためのレジスト膜を形成するものである。

図６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６に示すように、液槽２０に溜められた液体状のレジスト剤２１を塗布ノズル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１０ａに塗布ノズル２２の上端部を近接させ、塗布ノズル２２により上昇されたレジスト剤２１を該塗布ノズル２２の上端部を介して被塗布面１０ａに接液させるように構成されている。

すなわち、この塗布手段２は、液体状のレジスト剤２１を溜める液槽２０を有している。この液槽２０は、基板１０の横方向、すなわち、後述するように移動フレーム１２によって移動される方向である縦方向に直交する方向の一辺の長さに相当する長さ（図６中において紙面に直交する方向となっている）を有して構成されている。この液槽２０は、支持プレート２４の上端側に、上下方向に移動可能に取付けられて支持されている。そして、この液槽２０は、図示しない駆動機構により、支持プレート２４に対して、上下方向に移動操作される。この駆動機構は、制御部によって制御されて動作する。

そして、支持プレート２４は、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７２上に支持されている。すなわち、この支持プレート２４は、底フレーム７２上において、直交する２方向への位置調整が可能となっている。支持プレート２４には、スライド機構２７を介して、液槽２０内に収納された塗布ノズル２２を支持する支持杆２８が取付けられている。

図７は、この塗布装置における塗布手段２の要部の構成を示す断面図である。

支持杆２８は、図７に示すように、液槽２０の底面部に設けられた透孔２０ｂを介して、この液槽２０内に上端側を進入させている。そして、この支持杆２８の上端部には、塗布ノズル２２が取付けられている。この塗布ノズル２２は、支持杆２８に支持されて、液槽２０内に収納されている。この塗布ノズル２２は、基板１０の横方向の長さに相当する長さ（図７中において紙面に直交する方向となっている）を有して構成され、この長手方向に沿って、スリット状の毛管状隙間２３を有している。この塗布ノズル２２は、この毛管状隙間２３を挟んで、上端側の幅が狭くなされて嘴のように尖った断面形状を有して構成されている。毛管状隙間２３の上端部は、塗布ノズル２２の上端部において、この塗布ノズル２２の略全長に亘るスリット状に開口している。また、この毛管状隙間２３は、塗布ノズル２２の下方側に向けても開口されている。

スライド機構２７は、図示しない駆動機構により、制御部の制御にしたがって、支持杆２８を支持プレート２４に対して上下方向に移動操作する。すなわち、液槽２０と塗布ノズル２２とは、互いに独立的に、支持プレート２４に対して上下方向に移動操作されることができる。

液槽２０の上面部には、塗布ノズル２２の上端側がこの液槽２０の上方側に突出されるための透孔部２０ａが設けられている。なお、液槽２０の底面部の透孔２０ｂの周囲部と塗布ノズル２２の底面部とは、蛇腹２９で繋がれており、この透孔２０ｂからレジスト剤２１が漏れることが防止されている。

そして、移動フレーム１２は、図５に示すように、吸着手段３を介して基板１０を吸着保持し、この基板１０を塗布手段２に対して水平方向に移動させる機構である。この移動フレーム１２は、対向するー対の側板と、これら側板を連結する天板とが一体的に連結されて構成されており、剛性不足により基板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構成されている。

この移動フレーム１２は、ベースフレーム１１上に設置されたリニアウェイ４１を介して、ベースフレーム１１により支持されており、このベースフレーム１１上を水平方向に移動可能となされている。また、この移動フレーム１２の一方の側板には、移動部材１３が取付けられている。この移動部材１３には、ナット部が形成されている。この移動部材１３のナット部には、ベースフレーム１１に取付けられた移動手段４を構成するボールスクリュー４２が螺合する。

そして、この移動フレーム１２の天板の略中央部には、図示しない複数の吸着孔が穿設された吸着板を有し、基板１０を吸着する吸着手段３が取り付けられている。

移動手段４は、移動部材１３のナット部に螺合するボールスクリュー４２と、ボールスクリュー４２を回転操作するモータ４３とから構成されている。

この移動手段４において、モータ４３は、制御部による制御にしたがって駆動し、ボールスクリュー４２を回転操作する。制御部による制御によって、ボールスクリュー４２が所定の方向に所定の回転数だけ回転されることにより、移動部材１３は、所定の方向ヘ所定の距離だけ移動フレーム１２を伴って水平に移動操作される。

なお、吸着手段３と塗布手段２との垂直方向の位置（高さ）精度は、リニアウェイ４１と吸着手段３との間の距離（高さ）の誤差、リニアウェイ４１と塗布手段２との間の距離（高さ）の誤差及びリニアウェイ４１そのものの形状誤差によって決まる。

保持手段５は、この塗布装置外より搬入される基板１０を、まず、略垂直に傾斜した状態で保持し、次にこの基板１０を水平状態として、この基板１０を移動フレーム１２に取付けられた吸着手段３に受け渡すための機構である。また、この保持手段５は、塗布手段２によるレジスト剤の塗布が完了した基板１０を吸着手段３から受取って水平状態として保持し、次に、この基板１０を略垂直に傾斜した状態として、この基板１０のこの塗布装置外への搬出を可能とするための機構である。

図８は、塗布装置の構成を示す正面図である。

この保持手段５は、図５及び図８に示すように、ベースプレート６９と、このベースプレート６９上において、水平状態と略垂直に傾斜した状態とに亘って回動可能に支持された回動プレート６５とを有して構成されている。

そして、この保持手段５は、回動プレート６５上に、リニアウェイ６４、一対のレール６３及びリニアウェイ６２を介して、それぞれが保持プレート６１に固定された４個の保持部材５５を備えている。これら保持部材５５は、基板１０の四隅の周縁部を保持するものである。

各保持部材５５の近傍には、保持部材５５にセットされた基板１０が保持部材５５から外れないように、図示しない押さえ手段が設けられている。この押さえ手段は、例えば、上下動及び水平方向への回動が可能となされた押さえプレートにより構成されている。この押さえ手段は、保持部材５５にセットされた基板１０を保持部材５５側に押さえつける。

保持プレート６１は、リニアウェイ６２を介して、図５中矢印Ｙで示すベースフレーム１１上のリニアウェイ４１に平行な方向に配設された一対のレール６３上に各二個ずつが配設されている。塗布手段２に近い側の２個の保持プレート６１は、ボールスクリューとモータとを有する図示しない駆動手段により、図５中矢印Ｙ方向に移動操作可能となっている。これにより、基板１０の縦寸法が異なる場合であっても、この駆動手段により２個の保持プレート６１をＹ方向に移動させて、各保持部材５５を基板１０の四隅の周縁部に対向させることができる。

また、一対のレール６３は、図５中矢印Ｘで示すベースフレーム１１上のリニアウェイ４１に直交する方向に配設されたリニアウェイ６４を介して、それぞれの両端部において回動プレート６５に取り付けられている。これれらレール６３は、ボールスクリューとモータを有する図示しない駆動手段により、図５中矢印Ｘ方向に移動操作可能となっている。これにより、基板１０の横寸法が異なる場合であっても、この駆動手段により２個の保持プレート６１をＸ方向に移動させて、各保持部材５５を基板１０の四隅の周縁部に対向させることができる。

回動プレー卜６５は、塗布手段２から遠い側の端部が、回動軸６６により、ベースプレート６９に対して回動可能に支持されている。この回動プレー卜６５は、水平状態となったときには、塗布手段２に近い側の端部をベースプレート６９上に突設されたストッパ６８により支持される。

そして、この回動プレート６５は、一端側をベースプレート６９に取付けられた回動シリンダ６７により、回動軸６６回りに回動操作される。すなわち、この回動シリンダ６７は、他端側が回動プレート６５に連結されており、伸縮操作が可能となっている。

また、ベースプレート６９には、下面の四隅に、ガイド棒７１が突設されている。これらガイド棒７１は、ベースフレーム１１に固定された保持手段フレーム７０に貫通されている。ベースプレート６９は、これらガイド棒７１が保持手段フレーム７０にガイドされることにより、水平状態を維持したまま、保持手段フレーム７０に対して昇降移動することができる。そして、ベースプレート６９は、ベースフレーム１１の底フレーム７２上に設置されたエアシリンダ等の昇降手段７３により、垂直方向に昇降移動操作されることができる。

〔塗布装置の動作〕
次に、この塗布装置１の動作について、図５及び図９を参照して説明する。

図９は、レジスト膜付基板の製造方法の第１の手順を示すフローチャートである。

まず、この塗布装置１は、初期状態となされる。この初期状態においては、図５に示すように、ベースプレート６９が昇降手段７３によって上昇されておらず、回動プレート６５が水平状態に支持され、移動フレーム１２が塗布終了位置にあり、塗布手段２の液槽２０及び塗布ノズル２２が上昇していない。

なお、４個の保持部材５５の位置は、基板１０の縦寸法及び横寸法に合わせて、予め調整されている。なお、基板１０は、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板である。この調整は、レール６３をＸ方向に移動させることにより、基板１０の横寸法に応じて保持部材５５の位置決めを行い、また、保持プレート６１をＹ方向に移動させることにより、基板１０の縦寸法に応じて保持部材５５の位置決め行なうことによってなされる。

次に、この塗布装置１においては、回動シリンダ６７によって、回動プレート６５が塗布手段２から離れる方向に起き上がるように回動され、セット位置まで回動される。

そして、塗布装置１ａの正面側で作業する作業者は、図９のステップｓ１に示すように、基板１０の被塗布面１０ａを塗布装置１側に向けた状態で、この基板１０を各保持部材５５にセットする。このとき、押さえ手段が基板１０の四隅部を各保持部材５５に押さえつける。これにより、斜めに傾斜した状態の各保持部材５５にセットされた基板１０は、各保持部材５５から外れて落下することはない。

次に、回動プレート６５は、回動シリンダ６７によって、塗布手段２に近づく方向に倒れるように回動され、ストッパ６８に支持されて水平状態となるまで回動される。

そして、回動プレート６５が水平となり基板１０が水平に支持されると、押さえ手段は、基板１０に対する押さえを解除する。なお、押さえを解除した状態の押さえ手段は、基板１０の上面より低い状態となされ、基板１０を吸着する吸着手段３に当接することがないようになっている。

次に、図９のステップｓ２に示すように、移動フレーム１２が、移動手段４により、吸着手段３の吸着位置が基板１０上に位置する装着位置まで移動される。このとき、塗布手段２の液槽２０及び塗布ノズル２２は、依然として降下した状態にある。

続いて、昇降手段７３が、基板１０の上面が吸着手段３と当接するまで、ベースプレート６９を上昇させる。なお、このとき、基板１０の上面が吸着手段３と当接する前にベースプレート６９の上昇を停止させ、基板１０の上面と吸着手段３との間に僅かな隙間が残るように制御してもよい。

次に、図９のステップｓ３に示すように、吸着手段３が、吸着孔から吸引することにより、基板１０を吸着する。基板１０が吸着手段３に吸着されると、図９のステップｓ４に示すように、昇降手段７３は、ベースプレート６９を下降させる。

次に、図９のステップｓ５に示すように、基板１０の下方側に向けられた被塗布面１０ａに対し、塗布手段２によるレジスト剤２１の塗布が行われる。ここで行われる塗布手段２によるレジスト剤２１の塗布の動作については後述するが、概略的には、移動フレーム１２が塗布手段２上の位置である塗布位置側に移動されるとともに、塗布手段２の液槽２０及び塗布ノズル２２が所定位置まで上昇される。そして、毛細管現象により塗布ノズル２２の上端部まで上昇されたレジスト剤２１が被塗布面１０ａに接液され、続いて、塗布ノズル２２の高さが所定の高さに調整される。次に、塗布ノズル２２の上端部と基板１０の被塗布面１０ａとの間のクリアランスが一定に保たれた状態で、移動フレーム１２が塗布位置を通過することにより、基板１０の被塗布面１０ａに膜厚が均一な塗布膜２１ａが形成される。

次に、移動フレーム１２が塗布終了位置まで移動すると、塗布手段２が降下され、移動フレーム１２が装着位置まで水平方向に移動して戻る。

そして、昇降手段７３が、基板１０に保持部材５５が当接するまで、ベースフレート６９を上昇させる。保持部材５５が基板１０と当接すると、吸着手段３は、吸引を停止し、エアブローにより基板１０を離脱させる。このとき、基板１０は、保持部材５５上に載置される。

なお、保持部材５５が絶縁性の材料で構成されていると、基板１０に電荷が溜まっている場合には、基板１０を保持部材５５上に載置したときに、基板１０と保持部材５５との当接箇所において静電破壊が生ずる可能性がある。このような静電破壊を防止するために、保持部材５５は、金属等の導電性材料により形成されていることが好ましい。

続いて、昇降手段７３が、ベースプレート６９を降下させ、所定位置で停止させる。そして、押さえ手段が、基板１０を保持部材５５に対して押さえつけて固定する。続いて、回動プレート６５が、回動シリンダ６７により、塗布手段２より離れる方向に略垂直に傾斜した状態まで回動される。

回動プレート６５の回動が停止すると、押さえ手段による基板１０に対する押さえが解除される。この状態で、作業者は、塗布膜２１ａの形成された基板１０を保持部材５５から容易に取り外すことができる。

このように、この実施例における塗布装置１においては、基板１０の被塗布面１０ａを下向きにした状態で、下方側からレジスト剤２１を塗布する。そして、移動手段４は、垂直方向の誤差を大きくする虞れのある反転手段のような機構を備えていない。したがって、この塗布装置１においては、基板１０と塗布手段２の塗布ノズル２２との垂直方向の位置精度を高めることができ、基板１０に均一な厚さの塗布膜２１ａを形成することができる。

また、この塗布装置１に対して基板１０を着脱する際には、保持手段５の回動プレート６５が回動され、略垂直に傾斜した状態となる。したがって、この塗布装置１においては、作業者は、基板１０を容易に各保持部材５５に対して着脱することができる。

さらに、この塗布装置１においては、保持手段５の各保持部材５５は、図５中矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す各方們に移動操作可能となっているので、基板１０のサイズに対応して各保持部材５５の位置を迅速かつ容易に変更することができ、機種切替における生産性を向上させることができる。

〔レジスト膜付基板の製造方法〕
次に、前述した塗布装置１においてなされるレジスト膜付基板の製造方法について、図２、図７及び図１０を参照して説明する。

図１０は、レジスト膜付基板の製造方法の第２の手順を示すフローチャートである。

前述した図９のステップｓ５におけるレジスト剤２１の基板１０への塗布は、以下の手順により行われる。

まず、移動フレーム１２は、基板１０におけるレジスト剤２１の塗布開始箇所が塗布手段２の塗布ノズル２２の上端部上方となる位置において停止される。基板１０におけるレジスト剤２１の塗布開始箇所は、この基板１０の一側縁部である。

この状態において、図１０のステップｓ６に示すように、制御部は、図７に示すように、所定の液面位置までレジスト剤２１が溜められている液槽２０と、このレジスト剤２１中に完全に沈んだ状態の塗布ノズル２２とを、ともに上昇させ、基板１０の被塗布面１０ａに下方側より接近させる。

次に、制御部は、図１０のステップｓ７に示すように、液槽２０の上昇を停止させ、図２に示すように、塗布ノズル２２の上端側をこの液槽２０内のレジスト剤２１の液面から上方側に突出させる。このとき、塗布ノズル２２は、レジスト剤２１中に完全に沈んでいた状態から、このレジスト剤２１の液面の上方側に突出されるので、毛管状隙間２３内にレジスト剤２１が満たされた状態となっている。さらに、制御部は、塗布ノズル２２を上昇させ、この塗布ノズル２２の上端部のレジスト剤２１を基板１０の被塗布面１０ａに接液させて、塗布ノズル２２の上昇を停止させる。

このとき、図２中矢印Ｇで示す塗布ギャップＧは、例えば、５０μｍ程度となされている。

そして、制御部は、図１０のステップｓ８に示すように、塗布ノズル２２の上端部においてレジスト剤２１が基板１０の被塗布面１０ａに接液された状態で、液槽２０及び塗布ノズル２２を所定の「塗布高さ」の位置まで下降させ、塗布ギャップＧを、例えば、３００μｍ程度の、所定の間隔とする。

この状態において、制御部は、図１０のステップｓ９に示すように、移動フレーム１２を移動させることにより基板１０を面方向に移動させ、図２に示すように、塗布ノズル２２の上端部を被塗布面１０ａの全面に亘って走査させ、この被塗布面１０ａの全面に亘ってレジスト剤２１の塗布膜２１ａを形成する。

この製造方法においては、前述したように、塗布ギャップＧがなるべく大きくなるように、塗布ギャップＧ以外の塗布膜２１ａの厚さに影響するパラメータについて設定し、塗布膜２１ａの膜厚が所定の厚さとなるようにする。

すなわち、基板１０と塗布ノズル２２との相対的な走査速度Ｖ及び液面高さＨは、予め設定されている塗布ノズル２２の毛管状隙間間隔Ｔ、レジスト剤２１の粘度を前提として、塗布膜２１ａの膜厚が所定の厚さとなるようにしつつ、塗布ギャップＧが、例えば、３００μｍ以上となるように、制御部によって制御される。

以上、本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法について好ましい実施例を示して説明したが、本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法は、前述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法における塗布膜の膜厚に影響する各パラメータと塗布膜の膜厚との関係を示すグラフである。本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法を実施する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である。本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法における塗布ギャップと膜厚分布との関係を示すグラフである。本発明に係るレジスト膜付基板の製造方法における液面高さの毛管状隙間間隔に対する比率と塗布ギャップ及び膜厚分布との関係を示すグラフである。塗布装置の構成を示す側面図である。前記塗布装置における塗布手段の構成を示す断面図である。前記塗布装置における塗布手段の要部の構成を示す断面図である。塗布装置の構成を示す正面図である。本発明に係る製造方法の第１の手順を示すフローチャートである。本発明に係る製造方法の第２の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

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
１０ａ被塗布面
１１ベースフレーム
１２移動フレーム
２０液槽
２１レジスト剤
２１ａ塗布膜
２２塗布ノズル
２３毛管状隙間

Claims

液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ、基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ、前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら、前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて、前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、
レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、
前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを、５０μｍ乃至８００μｍの範囲とし、かつ、前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨを１ｍｍ乃至１２ｍｍの範囲とし、
基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が１％以下のレジスト塗布膜が形成でき、かつ、塗布中に被塗布面からのレジスト剤の離液を生じさせない塗布ギャップＧとして、２００μｍ以上に設定する
ことを特徴とするレジスト膜付基板の製造方法。
液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ、基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ、前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら、前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて、前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、
レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、
前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１より大きく、３５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを２５０μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、
基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．７５％以下のレジスト塗布膜を形成する
ことを特徴とするレジスト膜付基板の製造方法。
液槽に溜められた液体状のレジスト剤を塗布ノズルにおける毛細管現象により上昇させ、基板の被塗布面を下方に向けて前記塗布ノズルの上端部に所定の塗布ギャップを介して近接させ、前記塗布ノズルにより上昇されたレジスト剤を該塗布ノズルの上端部を介して前記被塗布面に接液させながら、前記塗布ノズル及び前記被塗布面を相対的に走査させて、前記被塗布面に前記レジスト剤を塗布するレジスト剤塗布工程を有するレジスト膜付基板の製造方法であって、
レジスト剤の粘度が３ｃｐ乃至２０ｃｐの範囲であるとき、
前記レジスト剤の液面から前記塗布ノズル上端までの高さＨと前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔとの比Ｈ／Ｔを、１０より大きく、２５未満である範囲とし、かつ、塗布ギャップＧを３００μｍ乃至３５０μｍに設定することにより、
基板面積の少なくとも７０％の領域において、膜厚分布が０．５％以下のレジスト塗布膜を形成する
ことを特徴とするレジスト膜付基板の製造方法。
前記基板の被塗布面と前記塗布ノズルとの相対的な走査速度Ｖは、分速０．１ｍ乃至分速０．５ｍとする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法。
膜厚２００ｎｍ乃至２０００ｎｍのレジスト剤の塗布膜を形成する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法。
前記塗布ノズルの毛細管現象を生じさせる毛管状隙間の間隔Ｔを、２００μｍ乃至６００μｍの範囲とする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法。
前記基板は、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法。
請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のレジスト膜付基板の製造方法を適用して、透明基板上に遮光パターンが形成されたフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクを製造する
ことを特徴とするフォトマスクブランクの製造方法。
請求項８記載のフォトマスクブランクの製造方法により製造されたフォトマスクブランクを用いて、フォトマスクを製造する
ことを特徴とするフォトマスクの製造方法。