JP4481688B2 - 基板処理装置，塗布装置、塗布方法、及び、フォトマスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の被処理面を下方に向けた状態で基板処理する基板処理装置、特に、基板の被塗布面を下方に向けた状態でフォトレジストなどの液を塗布する塗布装置、塗布方法及びフォトマスクの製造方法に関する。

従来、フォトレジストなどの塗布液をシリコンウエハ等の基板に塗布する塗布装置（コータ）として、通常、基板の中央に塗布液を滴下し、次いで基板を高速回転させることにより、遠心力の作用によって塗布液を伸展させ基板表面に塗布膜を形成するスピンコータが使用されてきた。

ところで、上記スピンコータは、基板の周縁部にレジストのフリンジと呼ばれる盛り上がりが発生してしまうことがあった。特に、液晶表示装置や液晶表示装置製造用のフォトマスクにおいては、大型基板（例えば、少なくとも、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板）にレジストを塗布する必要があり、さらに、近年におけるパターンの高精度化や、基板サイズの大型化にともない、大型基板に均一なレジスト膜を塗布する技術の開発が望まれていた。

大型基板に均一なレジスト膜を塗布する技術として、ＣＡＰコータの技術が提供されている（たとえば、特許文献１）。
このＣＡＰコータは、塗布液が溜められた液槽に毛管状隙間を有するノズルを沈めておき、吸着盤によって被塗布面が下方を向いた姿勢で保持された基板の当該被塗布面近傍までノズルを上昇させるとともに毛管状隙間から塗布液を接液し、次いでノズルを被塗布面にわたって走査させることにより塗布膜を形成するものである。

より具体的には、所定の高さまでレジストが満たされている液槽のレジスト中に完全に沈んだ状態のノズルを、被塗布基板の下方まで上昇させる。次いで、制御部は、液槽の上昇を一端停止させ、液槽からノズルのみを突出させる。
ここで、ノズルはレジストに完全に沈んでいたので、毛管状隙間はレジストで満たされている。すなわち、ノズルは、毛管状隙間の先端までレジストが満たされた状態で上昇する。

次いで、制御部は、ノズルのみの上昇を停止させ、再び液槽を上昇させることにより、フォトマスクブランクの被塗布面にレジストを接液する。即ち、制御部は、ノズル４７の毛管状隙間に満たされているレジストを被塗布面に接触させる。
このようにして、レジストをフォトマスクブランクの被塗布面に接液した状態で、ノズルとともに液槽を塗布高さの位置まで下降させ、かつ、フォトマスクブランクを移動させてノズルを被塗布面全体にわたって走査させることによってレジスト膜を形成する。

この装置を用いれば、基板の周縁部にフリンジが生ずることなく、均一な膜厚のレジスト膜を塗布することができる。
また、このＣＡＰコータは、吸着板を上下方向に回転させる回転機構を具備しているので、基板をセットする際は、吸着面が上向きとなる状態まで吸着板を回転させるとともに、当該吸着面上に被塗布面が上方を向くようにして基板を載置している。そして、基板のセットが完了すると再び吸着面が下向きとなる状態まで吸着板を回転させて塗布を行えるようにしてある。したがって、基板のセットが行いやすくなるといった利便性を有するものであった。

特開２００１−６２３７０号公報

しかしながら、このＣＡＰコータは、上記のような利便性を有する反面、回転機構におけるバックラッシュ等に起因して、塗布中においても吸着板が微動してしまい、水平バランスが変化してしまうことがあり、これにより、薄膜品質（例えば、膜厚均一性）に悪影響を与えるといった問題があった。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、回転機構を用いずに、基板の被処理面を下方に向けて吸着板に吸着することが可能な基板処理装置，塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。

以上のように、本発明によれば、基板を着脱自在に保持する保持手段と、基板の被処理面を下方に向けた状態で、保持手段から基板を吸着する吸着手段と、基板を処理する処理手段及び／吸着手段を、水平面内で移動させる移動手段を設けることにより、被塗布面とノズルとの位置精度、特に、膜厚品質に大きな影響を与える垂直方向の位置精度を高めることができ、膜厚をより均一化することができる。

本発明者は、回転機構におけるバックラッシュ等に起因する精度不良が、薄膜品質に悪影響を与えることをつきとめ、この知見にもとづき、薄膜品質に悪影響を与えることなく、かつ、生産性を低下させることのない、基板処理装置，塗布装置及び塗布方法を完成させたものである。

上記目的を達成するため、本発明の基板処理装置は、基板を着脱自在に保持する保持手段と、前記基板の被処理面を下方に向けた状態で、前記保持手段から前記基板を吸着する吸着手段と、前記基板の下方に設けられ、前記基板の被処理面に対し処理を行う処理手段と、前記処理手段及び／又は前記吸着手段を、水平面内で移動させる移動手段とを具備した構成としてある。

このように、基板の処理面を下方に向けた状態で、基板を吸着すると、従来の回転機構が不要となり、基板の被処理面と処理手段との位置精度を高めることができ、位置精度に起因する処理品質を向上させることができる。
なお、ここでいう水平面には、基板を下方から処理を行う場合に問題を生じない程度の傾斜を有する平面をも含む。
また、基板の被処理面を下方に向けた状態で、保持手段から基板を吸着するために、保持手段は、基板の被処理面が下方を向き、基板の被吸着面が上方を向くように基板を保持する。その際に、基板の前記被処理面の外周部のみを保持する保持手段を備えるとよく、これにより、基板の重要個所を損傷するといった不具合を回避することができる。
さらに、前記保持手段に保持された基板の被吸着面と前記吸着手段の吸着面とを近接させて、前記基板を前記吸着手段に吸着させるとよく、このようにすると、基板の重要箇所を損傷するといった不具合を回避することができる。

上記目的を達成するため、本発明の塗布装置は、基板よりも下方に溜められた塗布液をノズルの毛細管現象により上昇させ、上昇させた前記塗布液を下方に向けられた前記基板の被塗布面に接液させ、前記ノズルと前記基板を相対的に移動させることによって、前記被塗布面に塗布膜を形成する塗布装置であって、前記基板を着脱自在に保持する保持手段と、前記基板の被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段から前記基板を吸着する吸着手段と、前記ノズル及び／又は前記吸着手段を、水平面内で移動させる移動手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、被塗布面とノズルとの位置精度を高めることができ、膜厚をより均一化することができる。

また、好ましくは、前記保持手段が、基板の脱着時に所定角度回動して基板を垂直方向に起こす構成としてある。このようにすると、基板の脱着に際し、水平方向に横倒しの基板を脱着するよりも、基板の脱着を容易かつ確実に行うことが可能となり、作業性が向上する。特に、大型の基板（少なくとも、一辺が３００ｍｍ以上の方形基板等）を脱着する際に有用である。

また、この塗布装置は、前記基板をフォトマスクブランクとし、かつ、前記塗布膜をレジストとした場合に好適に実施することができる。このようにすると、高品質の基板を効率よく大量生産することができる。

ここで、前記塗布装置は、前記基板の被塗布面の下方に設けられた任意の原点位置から前記基板の被塗布面までの距離を測定する測定手段と、前記ノズルを昇降させる昇降手段と、前記測定手段の測定結果にもとづいて、前記昇降手段を制御する制御手段と、を具備した構成とすることが好ましい。
このように、基板の被塗布面の下方に設けられた任意の原点位置（例えば、測定手段の原点位置）から基板の被塗布面までの距離を測定すると、この距離から基板の板厚を算出でき、算出された板厚にもとづいて被塗布面とノズルとの間隙を制御することができるので、人為的な測定ミスや入力ミスを防止し、ノズルが基板に衝突し基板が損傷を受けるといった不具合等を確実に防止できる。また、板厚を算出しなくても、前記原点位置から基板の被塗布面までの距離にもとづいて、直接的に昇降手段を制御することもできる。

上記目的を達成するため、本発明の塗布方法は、塗布液をノズルの毛細管現象により上昇させ、上昇させた前記塗布液を下方に向けられた基板の被塗布面に接液させ、前記ノズルと前記基板を相対的に移動させることによって、前記被塗布面に塗布膜を形成する塗布方法であって、前記基板の被塗布面が下方を向くように、前記基板を保持手段にセットする段階と、前記基板の被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段及び／又は吸着手段を上下動させて接近させる段階と、前記吸着手段が前記基板を吸着する段階と、前記保持手段及び／又は前記吸着手段を上下動させて離反させる段階と、前記ノズル及び／又は前記吸着手段を水平面内で移動させて、前記基板の被塗布面に塗布膜を形成する段階とを有する方法としてある。また、前記基板をフォトマスクブランクとし、かつ、前記塗布膜をレジストとした場合に好適に実施することができる。このようにすると、高品質の基板を効率よく大量生産することができる。
このようにすると、基板の塗布面を下方に向けた状態で、塗布面に塗布膜を形成する場合であっても、基板を反転させる必要がないので、塗布動作が単純化され、吸着盤とノズルの位置精度を向上させることができ、膜厚をより均一化することができる。
また、本発明は、フォトマスクの製造方法としても有効である。この製造方法は、フォトマスクブランクに、ノズルの毛細管現象により上昇したレジスト溶液を塗布する塗布工程を有するフォトマスクの製造方法であって、前記塗布工程における塗布方法が、前記フォトマスクブランクの被塗布面が下方を向くように、前記フォトマスクブランクを保持手段にセットする段階と、前記フォトマスクブランクの被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段及び／又は吸着手段を上下動させて接近させる段階と、前記吸着手段が前記フォトマスクブランクを吸着する段階と、前記保持手段及び／又は前記吸着手段を上下動させて離反させる段階と、前記ノズル及び／又は前記吸着手段を水平面内で移動させて、前記フォトマスクブランクの被塗布面に前記レジスト溶液を塗布する段階と、を有する方法としてある。このようにすると、膜厚をより均一化することができる。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。
［基板処理装置］
まず、本発明の基板処理装置の実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、基板処理装置の側面概略図であり、図２は正面概略図を示している。
図１に示すように、基板処理装置１は、ベースフレーム１１に設けられた基板処理手段２と、移動フレーム１２に設けられた吸着手段３と、移動フレーム１２をベースフレーム１１上で水平方向に移動させる移動手段４と、基板１０を着脱自在に保持する保持手段５、及び図示しない制御部を備えている。

基板処理手段２は、被処理面を下方に向けた状態の基板１０に対して処理を行うものである。この基板処理手段２は、矩形箱状のベースフレーム１１のほぼ中央部に設けてある。
処理の内容としては、たとえば、基板１０がフォトマスクを製造するためのフォトマスクブランクである場合、フォトリソグラフィー工程で用いるレジスト膜を形成するための塗布処理や、基板１０が液晶表示装置のガラス基板やデバイス基板である場合には、レジスト膜を形成するためや保護膜等に使用される塗布液を基板１０の下方から塗布する処理がある。しかし、特に、この処理に限定されるものではなく、下方に向けた基板１０の被処理面に対して行なう処理であれば、どのような処理であってもよい。

移動フレーム１２は、対向する一対の側板と、この側板を連結する天板とが一体的に形成されており、剛性不足により基板１０と基板処理手段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いる。
また、移動フレーム１２は、リニアウェイ４１を介して、ベースフレーム１１と水平方向に移動自在に連結されている。
さらに、移動フレーム１２は、天板のほぼ中央部に、複数の吸着孔（図示せず）が穿設された吸着板からなる吸着手段３が取り付けてある。また、移動フレーム１２の一方の側板には、後述するボールスクリュウ４２が螺合するナットの形成された移動部１３が突設してある。

移動手段４は、移動フレーム１２の側板をガイドしながら移動させるリニアウェイ４１と、移動部１３のナットに螺合するボールスクリュウ４２と、ボールスクリュウ４２を回転させるモータ４３とからなっている。
制御部からの指示によってモータ４３を回転させるとボールスクリュウ４２が回転し、移動部１３をボールスクリュウ４２の回転方向に応じた方向へ所定の距離だけ水平移動させることができる。

ここで、吸着手段３と基板処理手段２との垂直方向の位置精度は、吸着手段３とリニアウェイ４１との間の誤差，リニアウェイ４１と基板処理手段２との間の誤差，及びリニアウェイ４１の誤差によって決まる。すなわち、基板１０の被処理面を下向きに向けるための回転機構（反転手段）を移動フレーム１２に設けていないので、反転手段の回動軸のクリアランスに起因する誤差を排除することができ、位置精度を向上させることができる。

保持手段５は、ベースフレーム１１と一体的に形成された保持手段用フレーム５１，保持手段用フレーム５１上に設けられたリニアウェイ５３，このリニアウウェイ５３にガイドされ保持手段用フレーム５１上を移動するとベース板５２、このベース板５２を水平方向に移動させるリニアモータ５４、ロッド先端に保持部材５５を設けたエアシリンダ５６（又は、電磁ソレノイド）とからなっている。
なお、エアシリンダ５６は、基板サイズに対応できるようベース板５２の任意の位置に、ねじなどによって着脱自在に取り付けられている。
この際、各基板１０のサイズごとにエアシリンダ５６の固定位置をマーキングしておくとよく、このようにすると、製造する基板１０に応じてエアシリンダ５６の取付位置を短時間で変更することができる。

保持部材５５は、基板１０の周縁部を載置する載置面と、基板１０の位置決めを行なう係止用段差とからなっている。保持部材５５は、矩形状の基板１０に対しては、基板１０の四隅を保持するようベース板５２の四隅に配設してある。なお、保持部材５５の配設位置は、基板の形状、基板の位置精度などを考慮して適宜変更することができ、必ずしも、四隅を保持する場合に限定されるものではない。

次に、上記構成の基板処理装置１の動作について、図１を参照して説明する。
基板処理装置１は、ベース板５２が基板のセット位置にあり、移動フレーム１２が吸着位置にあり、さらに、ベース板５２上の四個のエアシリンダ５６のロッドが下降している状態が、初期状態である。

次に、作業者又はロボットが、被処理面を下向きにした状態で、基板１０を保持部材５５の載置面に載置する。ここで、保持部材５５には、係止用段差が設けてあるので、基板１０を容易に位置決めすることができる。また、ベース板５２がセット位置から吸着位置に移動し停止するとき、基板１０を係止することができる。なお、この係止用段差は、基板の吸着面を超えないように構成することにより、下記の基板の被吸着面と吸着手段３との当接又は近接が可能となる。
このようにして基板１０が保持部材５５に載置されると、以降は制御部からの指示によって次のように動作する。まず、ベース板５２がリニアモータ５４によって吸着位置まで移動する。

保持手段５が、吸着位置に位置決めされると、四個のエアシリンダ５６のロッドが同時に上昇し、基板１０を吸着手段３に当接又は近接させる。ここで吸着手段３による吸引によって基板１０が吸着手段３に吸着される。そして、エアシリンダ５６がロッドを下降させると、移動フレーム１２を処理位置方向へ移動させる。
移動フレーム１２が処理位置を通過する途中で、下向きの基板１０の被処理面に、下方から基板処理手段２が基板処理を実行する。この際、移動フレーム１２は、吸着手段３と基板処理手段２との垂直方向の位置精度を低下させる反転手段を設けていないので、反転手段の回動軸のクリアランスに起因する誤差を排除することができ、位置精度を向上させることができる。

次に、モータ４３（ボールスクリュウ４３）を逆回転させて、移動フレーム１２が処理位置から吸着位置まで戻すと、エアシリンダ５６のロッドが上昇し、保持部材５５の載置面と基板１０を当接させ、基板１０が係止用段差によって位置決めされる。
そして、吸着手段３の吸着を停止させた後、四個のエアシリンダ５６のロッドを同時に降下させ、処理済みの基板１０を保持手段５に載置する。
次いで、ベース板５２をリニアモータ５４によって吸着位置からセット位置まで移動させると、作業者又はロボットが処理済みの基板１０を保持手段５から取り出す。

このように、本実施形態の基板処理装置１によれば、被処理面を下向きにした状態で移動させ、基板処理手段２が基板１０の下方から基板処理しても、吸着手段３に吸着された基板１０の被処理面と基板処理手段２と垂直方向の位置精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、保持手段５を吸着位置まで水平移動させているが、移動フレーム１２（吸着手段３）をセット位置まで移動させてもよく、また両者を移動させてもよい。また、移動フレーム１２（吸着手段３）を処理位置方向へ水平移動させる構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、移動フレーム１２を移動させずに、基板処理手段２を水平方向に移動させてもよい。さらに、移動フレーム１２と基板処理手段２を移動させてもよい。

さらに、複数の保持部材５５を、複数のエアシリンダ５６を用いて昇降させる構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、エアシリンダ５６の代わりに、保持手段用フレーム５１を昇降させるモータ駆動式の昇降手段を設けてもよい。

［塗布装置］
次に、本発明の塗布装置の実施形態を、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、塗布装置の側面概略図であり、図４は正面概略図を示している。
図３に示すように、塗布装置１ａは、ベースフレーム１１に設けられた基板処理手段２と、移動フレーム１２に設けられた吸着手段３と、この移動フレーム１２を水平面内で移動させる移動手段４と、基板１０を着脱自在に保持し、吸着手段３に装着する保持手段５ａを備えている。
すなわち、本実施形態の塗布装置１ａは、上記基板処理装置１の基板処理手段２を塗布手段とし、保持手段５の代わりに保持手段５ａを設けた構成としてある。

基板処理手段２としての塗布手段２は、矩形箱状のベースフレーム１１のほぼ中央部に設けてある。この塗布手段２は、従来の技術におけるＣＡＰコータのリニアゲージ９を設けた構成としてある。
具体的には、図５に示すように、塗布手段は、支持プレート２１を昇降させるモータ駆動方式の昇降部２２と，毛細管隙間２３を備えたノズル２４と，支持プレート２１の上端部に固定され、ノズル２４を塗布液２０に浸漬させた状態で収納する液槽２５と，ノズル２４を液槽２５から所定高さまで突出させるエアシリンダ駆動方式のノズル昇降部２６を備え、さらに、基板１０の板厚を測定する測定手段としてリニアゲージ９を液槽２５の側部に設けた構造としてある。

昇降部２２は、制御手段８によって制御されるモータ（図示せず）により、支持プレート２１の高さを微調節可能な昇降機構を備えている。すなわち、昇降部２２が、ノズル２４と基板１０の被塗布面との間隙を制御しながら、ノズル２４を昇降させる昇降手段となる。
また、ノズル昇降部２６は、制御手段８によって制御されるエアシリンダ（図示せず）により、ノズル２４を、液槽２５に収納された状態から先端部を突出させる状態まで、一定の距離Ｈｃ（図７参照）だけ上昇させる昇降機構を備えている。

ここで、支持プレート２１の上部には、液槽２５が固定されており、液槽２５の側面にリニアゲージ９が固定されており、さらに、ノズル２４は、ノズル昇降部２６によって、液槽２５に対して一定の距離Ｈｃ（図７参照）だけ上昇する構成としてある。したがって、昇降部２２が支持プレート２１の高さを制御すると、リニアゲージ９，液槽２５及び突出状態のノズル２４の高さを同時に制御することとなる。

測定手段としてのリニアゲージ９は、液槽２５の吸着位置側の側面に固定されている。
このリニアゲージ９は、制御手段８から測定開始信号を入力すると、測定端子９１が自動的に上昇し、基板１０と当接した位置（リニアゲージの原点位置Ｇ３から基板１０の被塗布面までの距離ｈ１（図７参照））を測定し、測定結果を制御手段８に出力する。

制御手段８は、図６に示すように、ＣＰＵからなる情報処理部８１，情報を記憶する記憶部８２，アナログ−デジタルコンバータ機能を備えた信号入力部８３及びデジタル−アナログコンバータ機能を備えた信号出力部８４とからなっている。
この制御手段８は、信号入力部８３が、操作パネル８０及びリニアゲージ９と接続されており、操作信号及び上記距離ｈ１の測定結果を入力する。また、信号出力部８４が、保持手段５，吸着手段３，塗布手段２，移動手段４，及びリニアゲージ９と接続されており、これらに制御信号を出力する。

制御手段８は、吸着手段３が基板１０を吸着すると、移動手段４のモータを駆動制御し、移動フレーム１２（すなわち、基板１０）を吸着位置から塗布位置側へ移動させる。
また、制御手段８は、昇降部２２のモータを駆動制御することにより液槽２５を昇降させ、さらに、ノズル昇降部２６のエアシリンダを駆動制御することにより、液槽２５に対してノズル２４を昇降させる。
また、制御手段８は、リニアゲージ９を制御することにより、リニアゲージ９に基板１０までの距離ｈ１を測定させる。そして、入力した測定結果にもとづいて、昇降部２２を制御し液槽２５を昇降させることによって、ノズル２４と基板１０の被塗布面との間隙を制御する。

制御手段８は、図７に示すように、液槽２５が液槽の原点位置Ｇ１にあり、かつ、ノズル昇降部２６によりノズル２４が上昇しノズルの原点位置Ｇ２にあるときの、ノズル２４と吸着手段３の吸着面との距離（Ｈ），及び，リニアゲージの原点位置Ｇ３から吸着手段３の吸着面までの距離（ｈ０）をあらかじめ記憶してある。また、ノズル２４の塗布液２０を基板１０に接液させる際、被塗布面にノズル２４が衝突せず、かつ、被塗布面に確実に接液させることの可能な最適な隙間ΔＳを記憶している。

そして、制御手段８は、リニアゲージ９が測定した、リニアゲージの原点位置Ｇ３から基板１０の被塗布面までの距離（ｈ１）を入力すると、基板１０の板厚（＝ｈ０−ｈ１）を算出し、算出した板厚データにもとづいて、接液させるための液槽２５の上昇量（＝Ｈ−（ｈ０−ｈ１）−ΔＳ）を算出する。また、制御手段８は、接液後、あらかじめ入力された膜厚Ｔの塗布液２０を形成するために、接液させるための液槽２５の下降量（＝Ｔ−ΔＳ）を算出する。

上記構成の塗布装置１の動作について、図８を参照して説明する。
図８は、塗布装置の動作を説明する概略図を示している。
同図（ａ）において、塗布装置１は、基板１０が吸着手段３に吸着されると、移動手段４が、基板１０の塗布位置側の端部がリニアゲージ９上に位置するまで、基板１０を塗布位置側に移動させる。
また、塗布手段２の昇降部２２は、支持プレート２１を昇降させ、液槽２５を液槽の原点位置Ｇ１にセットする。
そして、制御手段８から測定開始信号を入力したリニアゲージ９が、測定端子９１を上昇させて接触させ、リニアゲージの原点位置Ｇ３から基板１０の被塗布面までの距離（ｈ１）を測定し、測定結果（当接位置データ）を制御手段８に出力し、測定端子９１を降下させる。

制御手段８は、当接位置データを入力すると、あらかじめ入力されているリニアゲージの原点位置Ｇ３から吸着手段３の吸着面までの距離（ｈ０）から当接位置データ（ｈ１）を減算し、基板１０の板厚（ｈ０−ｈ１）を算出する。そして、接液させるための液槽２５の上昇量（＝Ｈ−（ｈ０−ｈ１）−ΔＳ）を算出する。

次に、同図（ｂ）に示すように、移動手段４が、基板１０の塗布開始位置がノズル２４の真上に位置するまで、基板１０を移動させる。続いて、昇降部２２が、制御手段８により算出された上昇量（＝Ｈ−（ｈ０−ｈ１）−ΔＳ）だけ液槽２５を上昇させる。

次に、同図（ｃ）に示すように、ノズル昇降部２６がノズル２４を一定の上昇量Ｈｃだけ上昇させると、ノズル２４と基板１０の被塗布面との距離がΔＳとなり、ノズル２４の毛細管現象により上昇してきた塗布液２０が、基板１０の被塗布面と接液する。
続いて、昇降部２２が、形成する塗布膜の膜厚Ｔに応じて、液槽２５ごとノズル２４を下降量（＝Ｔ−ΔＳ）だけ降下させ、移動手段４が基板１０を水平方向に移動すると、均一な膜厚Ｔの塗布膜を被塗布面に形成することができる（図７参照）。

このように、本実施形態の塗布装置１によれば、リニアゲージの原点位置Ｇ３から基板１０の被塗布面までの距離ｈ１を自動的に測定し、この測定結果にもとづいて液槽２５を上昇させるので、上昇量（＝Ｈ−（ｈ０−ｈ１）−ΔＳ）だけ上昇した液槽２５から、ノズル２４をノズル昇降部２６により一定量Ｈｃだけ上昇させると、ノズル２４上の塗布液２０を被塗布面に好適に接液させることができる。すなわち、ノズル２４が基板１０に衝突したり、接液が行なわれない又は接液が部分的にしか行なわれないといった不具合を回避することができる。

また、基板１０ごとに被塗布面までの距離ｈ１を測定し、測定結果にもとづいて、ノズル２４と被塗布面との間隙を調整することができるので、基板１０の板厚がばらついている場合であっても、所望する膜厚Ｔの塗布膜を形成することができる。
さらに、塗布装置１は、リニアゲージ９を液槽２５に取り付けてあり、液槽２５と基板１０との距離を直接的に測定することができるので、ノズル２４と被塗布面との間隙を精度よく調整することができる。
また、塗布装置１は、基板１０をフォトマスクブランクとし、かつ、塗布膜をレジストとした場合に、高品質の基板１０を効率よく大量生産することができる。

保持手段５は、基板１０の四隅の周縁部を保持する四つの保持部材５５を備えている。これらの保持部材５５は、保持部材５５ごとに保持プレート６１に固定されている。
ここで、好ましくは、図示してないが、保持部材５５にセットされた基板１０が保持部材５５から外れたりしないように、押え手段を設けるとよい。この押え手段は、たとえば、押えプレートが上下動かつ水平方向に揺動するようにしてある。これにより、斜めに傾けて保持部材５５にセットされた基板１０を保持部材５５の方向に押さえつける。

保持プレート６１は、リニアウェイ６２を介して、Ｙ方向に平行に対向して配設されたレール６３に二個ずつ配設してあり、奥側の二個の保持プレート６１は、ボールスクリュウとモータを用いた駆動手段（図示せず）によりＹ方向に移動させることができる。これにより、基板１０の縦寸法が異なる場合に、上記駆動手段により保持プレート６１をＹ方向に移動させ、縦寸法の異なる基板１０に容易に対向することができる。
また、レール６３は、Ｘ方向に平行に対向して配設されたリニアウェイ６４を介して、両端部が回動プレート６５に取り付けられており、ボールスクリュウとモータを用いた駆動手段（図示せず）によりＸ方向に移動させることができる。これにより、基板１０の横寸法が異なる場合に、上記駆動手段により保持プレート６１をＸ方向に移動させ、横寸法の異なる基板１０に容易に対向することができる。

回動プレート６５は、正面側の端部が回動軸６６を介して、ベースプレート６９と回動自在に連結されており、奥側の端部が、ベースプレート６９に突設されたストッパ６８によって水平に支持されている。
また、回動プレート６５は、回動シリンダ６７によって、所定角度回動される。この回動シリンダ６７は、ロッド先端が回動プレート６５と回動自在に連結され、かつ、シリンダ本体の端部がベースプレート６９と回動自在に連結されている。

ベースプレート６９は、下面の四隅に、保持手段フレーム７０に貫通するガイド棒７１が突設されており、底フレーム７２に設けられた、エアシリンダ等の昇降手段７３によって、垂直方向に移動させることができる。

次に、上記構成の塗布装置１ａの動作について、図３を参照して説明する。
まず、塗布装置１ａは、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が水平に支持されており、移動フレーム１２が処理終了位置にあり、塗布手段２が上昇していない状態が、初期状態である。
なお、保持部材５５は、基板１０の縦寸法及び横寸法にあわせてあらかじめ調整されている。この調整において、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の位置決めを容易に行なうことができる。また、奥側の二個の保持プレート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の位置決めを容易に行なうことができる。

次に、塗布装置１ａは、回動シリンダ６７によって、回動プレート６５が手前側に起き上がるように回動しながら、セット位置に移動する。
そして、塗布装置１ａの正面側で作業する作業者が、基板１０の被塗布面を塗布装置１ａ側に向けた状態で保持部材５５にセットすると、上記押え手段が基板１０を保持部材５５に押さえつける。これにより、塗布装置１ａは、斜めに傾斜した状態の保持部材５５にセットされた基板１０が、保持部材５５から外れて落下するといった不具合を防止することができる。

次に、回動プレート６５は、回動シリンダ６７によって、奥側に倒れるように回動し、回動プレート６５の奥側端部がストッパ６８に当接し水平に支持される。
そして、基板１０が水平に支持されると、押え手段が基板１０の押えを解除する。なお、押えを解除した状態の押え手段は、基板１０の上面より低い状態となるので、基板１０を上昇させても吸着手段３と当接することはない。

次に、移動フレーム１２が、吸着手段３の吸着位置が基板１０上に位置するように、移動手段４によって処理終了位置から装着位置まで移動する。なお、このとき、塗布手段２は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。ここで、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を上昇させるかわりに、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、わずかな隙間が残るように制御してもよい。

次に、吸着手段３が吸着孔（図示せず）から吸引すると、基板１０が吸着手段３に吸着され、続いて、昇降手段７３が下降する。
次に、移動フレーム１２が処理位置側に移動するとともに、塗布手段２が所定位置まで上昇し、基板１０の被塗布面に塗布液を塗布する。この際、塗布手段２は、毛細管現象によりノズル先端まで揚げられた塗布液を被塗布面と接触させ、続いて、所望する塗布厚となるようにノズル位置を調整し、この垂直方向のクリアランスを保った状態で、移動フレーム１２が処理位置を通過することにより、基板１０に膜厚が均一な塗布膜を形成することができる。

次に、移動フレーム１２が処理終了位置まで移動すると、塗布手段２が降下し、移動フレーム１２が装着位置まで水平方向に移動する。
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、ベースプレート６９を上昇させ、保持部材５５が基板１０と当接すると、吸着手段３が吸引を停止し、エアブローにより基板を離脱させ、基板１０は保持部材５５に載置される。
なお、基板１０に電荷が溜まっている場合、保持部材５５が絶縁性の材料で構成されていると、基板１０を保持部材５５に載置した際、基板１０と保持部材５５の当接箇所において静電破壊を起こす可能性がある。このような静電破壊を防止するために、保持部材５５として金属等の導電性の材料を用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を降下させ停止した後、押え手段が基板１０を保持部材５５に押えつけ、続いて、回動プレート６５を正面側に回動させる。
次に、回動プレート６５の回動が停止すると、押え手段が解除され、作業者は、塗膜の形成された基板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、本実施形態の塗布装置１ａによれば、基板１０の被塗布面を下向きにした状態で、下方から塗布液を塗る場合であっても、移動手段４が垂直方向の誤差を生じさせる反転手段を設けておらず、基板１０と塗布手段２のノズルとの垂直方向の位置精度を高めることができるので、基板１０に均一な厚さの塗布膜を形成することができる。
また、基板１０をセットする際、保持手段５ａが回動し傾斜した状態となるので、作業者は、基板１０を１８０度反転させなくてもすみ、傾斜した角度分だけ基板１０を容易に保持部材５５にセットしたり取り外すことができる。

さらに、保持手段５ａは、回動プレート６５にリニアウェイ６４を介して移動自在に取り付けられたレール６３と、このレールにリニアウェイ６２を介して移動自在に取り付けられた保持プレート６１と、この保持プレート６１に取付けたれた保持部材５５を備えているので、サイズのことなる基板１０に対しても、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。

［塗布方法］
また、本発明は、塗布方法としても有効であり、本発明における塗布方法は、上述した塗布装置１ａに各処理を実行させる。
図９は、塗布方法の概略フローチャート図である。
同図において、塗布方法は、まず、基板１０の被塗布面が下方を向くように、基板１０を保持手段５ａ、すなわち、斜め方向に傾斜した状態の保持部材５５にセットする（ステップＳ１）。そして、基板１０を載置した保持部材５５は、回動して水平状態となる。

次に、吸着手段３が保持部材５５の上方まで移動してきて位置決めされる。ここで、基板１０の被塗布面を下方に向けた状態で、基板１０を吸着する吸着手段３に向かって、保持手段５ａのベースプレート６９を上昇させ、基板１０を吸着手段３に当接又は近接させる（ステップＳ２）。
続いて、吸着手段３が基板１０を吸着し（ステップＳ３）、その後、ベースプレート６９が下降する（ステップＳ４）。

次に、塗布手段２のノズルが、基板１０に対する垂直方向の位置（基板処理手段２と基板１０の間隙）を調整した後、移動フレーム１２を水平面内で移動させることによって、基板１０の被塗布面に塗布膜を形成する（ステップＳ５）。
なお、塗布膜の形成された基板１０は、前記と逆の動作手順で、上述した塗布装置１ａから取り外すことができる。

このように、本発明の塗布方法によれば、基板１０の被塗布面を下方に向けた状態で、被塗布面に塗布膜を形成する場合であっても、基板を反転させる必要がないので、塗布動作が単純化され、吸着手段３とノズルの位置精度を向上させることができ、塗布膜の膜厚をより均一化することができる。

本発明の基板処理装置、塗布装置及び塗布方法に好ましく用いられる基板としては、半導体装置用基板、液晶等表示装置や撮影装置用基板、又はこれらを製造するために用いられるフォトマスクの素材となるフォトマスクブランクが挙げられる。最も好適な態様としては、大きな領域で均一な塗布膜が必要である、例えば液晶等表示装置用基板やそれを製造するためのフォトマスクの素材となるフォトマスクブランク等、各辺が３００ｍｍ以上の大型基板である。すなわち、本発明は、フォトマスクの製造方法としても有効であり、この場合、上記塗布方法と同様の方法をフォトマスクブランクに用いることができる。
例えば、フォトマスクブランクとしては、石英ガラス等からなる透明基板上に、クロム系材料からなる遮光膜等、パターンを形成するための薄膜が形成されたものであり、この薄膜は、この薄膜上にレジスト膜を形成し、該レジスト膜上にパターン露光及び現像を行ってレジストパターンを形成後、該レジストパターンをマスクとしてエッチングすることによってパターンが形成される。フォトマスクのうち、液晶用の大型フォトマスクのサイズとしては、例えば３３０×４５０×５ｍｍ、３９０×６１０×６ｍｍ、５００×５７０×８ｍｍ、５２０×８００×１０ｍｍ又はそれ以上のものがあり、これらの異種サイズ、異種板厚の基板に対し、本発明を用いることができる。また、基板の処理としては、好適にはレジストの塗布である。

以上、本発明の基板処理装置，塗布装置、塗布方法、及び、フォトマスクの製造方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る基板処理装置，塗布装置、塗布方法、及び、フォトマスクの製造方法は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、保持部材５５は、基板１０の外周部のみを保持する構成としてあるが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、基板１０に悪影響を与えない箇所であれば、外周部以外の箇所を保持してもよい。

また、基板１０が載置された保持部材５５を吸着手段３に当接させる際、基板１０に衝撃を与えないように、ショックアブソーバ等の衝撃吸収手段を設けてもよく、このようにすると、基板１０を吸着手段３に当接させるとき、基板１０にダメージを与えるといった不具合を回避することができる。

本発明にかかる基板処理装置の概略側面図である。 本発明にかかる基板処理装置の概略正面図である。 本発明にかかる塗布装置の概略側面図である。 本発明にかかる塗布装置の概略正面図である。 本発明にかかる塗布装置における塗布手段の要部の概略拡大断面図である。 本発明にかかる塗布装置における制御手段の概略ブロック図である。 本発明にかかる塗布装置における、基板との位置関係を説明する要部の概略拡大断面図である。 図５は、塗布装置の動作を説明する概略図であり、（ａ）は距離測定時の側面図を、（ｂ）は液槽高さ調整時の側面図を、（ｃ）は接液時の側面図を示している。 本発明にかかる塗布方法の概略フローチャート図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
１ａ 塗布装置
２ 基板処理手段（塗布手段）
３ 吸着手段
４ 移動手段
５ 保持手段
５ａ 保持手段
８ 制御手段
９ リニアゲージ
１０ 基板
１１ ベースフレーム
１２ 移動フレーム
１３ 移動部
２０ 塗布液
２１ 支持プレート
２２ 昇降部
２３ 毛細管隙間
２４ ノズル
２５ 液槽
２６ ノズル昇降部
４１ リニアウェイ
４２ ボールスクリュウ
４３ モータ
５１ 保持手段用フレーム
５２ ベース板
５３ リニアウェイ
５４ リニアモータ
５５ 保持部材
５６ エアシリンダ
６１ 保持プレート
６２ リニアウェイ
６３ レール
６４ リニアウェイ
６５ 回動プレート
６６ 回動軸
６７ 回動シリンダ
６８ ストッパ
６９ ベースプレート
７０ 保持手段フレーム
７１ ガイド棒
７２ 底フレーム
７３ 昇降手段
８０ 操作パネル
８１ 情報処理部
８２ 記憶部
８３ 信号入力部
８４ 信号出力部
９１ 測定端子

Claims (8)

1. 基板を着脱自在に保持する保持手段と、
   前記基板の被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段から前記基板を吸着する吸着手段と、
   前記基板の下方に設けられ、前記基板の被塗布面に対し塗布を行うノズルと、
   前記ノズル又は前記吸着手段を、水平面内で移動させる移動手段と、を具備し、
   前記保持手段が、前記基板の脱着時に所定角度回動して前記基板を垂直方向に起こす
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 基板よりも下方に溜められた塗布液をノズルの毛細管現象により上昇させ、上昇させた前記塗布液を下方に向けられた前記基板の被塗布面に接液させ、前記ノズルと前記基板を相対的に移動させることによって、前記被塗布面に塗布膜を形成する塗布装置であって、
   前記基板を着脱自在に保持する保持手段と、
   前記基板の被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段から前記基板を吸着する吸着手段と、
   前記ノズル又は前記吸着手段を、水平面内で移動させる移動手段と、を具備し、
   前記保持手段が、前記基板の脱着時に所定角度回動して前記基板を垂直方向に起こす
   ことを特徴とする塗布装置。
3. 前記塗布膜をレジストとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の塗布装置。
4. 前記基板をフォトマスクブランクとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の塗布装置。
5. 塗布液をノズルの毛細管現象により上昇させ、上昇させた前記塗布液を、下方に向けられた基板の被塗布面に接液させ、前記ノズルと前記基板を相対的に移動させることによって、前記被塗布面に塗布膜を形成する塗布方法であって、
   前記基板の被塗布面が下方を向くように、前記基板を保持手段にセットする段階と、
   前記基板の被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段又は吸着手段を上下動させて相対的に接近させる段階と、
   前記吸着手段が前記基板を吸着する段階と、
   前記保持手段と前記吸着手段が相対的に上下動し離反する段階と、
   前記ノズル又は前記吸着手段を水平面内で移動させて、前記基板の被塗布面に塗布膜を形成する段階と、
   前記基板の脱着時に、前記保持手段が所定角度回動して前記基板を垂直方向に起こす段階と、
   を有することを特徴とする塗布方法。
6. 前記塗布膜をレジストとしたことを特徴とする請求項５に記載の塗布方法。
7. 前記基板をフォトマスクブランクとしたことを特徴とする請求項５又は６に記載の塗布方法。
8. フォトマスクブランクに、ノズルの毛細管現象により上昇したレジスト溶液を塗布する塗布工程を有するフォトマスクの製造方法であって、
   前記塗布工程における塗布方法が、
   前記フォトマスクブランクの被塗布面が下方を向くように、前記フォトマスクブランクを保持手段にセットする段階と、
   前記フォトマスクブランクの被塗布面を下方に向けた状態で、前記保持手段又は吸着手段を上下動させて相対的に接近させる段階と、
   前記吸着手段が前記フォトマスクブランクを吸着する段階と、
   前記保持手段と前記吸着手段が相対的に上下動し離反する段階と、
   前記ノズル又は前記吸着手段を水平面内で移動させて、前記フォトマスクブランクの被塗布面に塗布膜を形成する段階と、
   前記フォトマスクブランクの脱着時に、前記保持手段が所定角度回動して前記フォトマスクブランクを垂直方向に起こす段階と、
   を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。

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