(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト塗布後露光前の基板に露光前加熱処理を行う露光前ベーク部と、露光後現像前の基板に露光後加熱処理を行う露光後ベーク部と、を備えた基板処理装置であって、
（ａ）  前記露光を行った後、前記露光後ベーク部までの基板処理順路のうちのいずれかに設けられて前記基板を回動させる基板回動手段と、
（ｂ）  前記基板回動手段を制御する回動制御手段と、
を備え、
前記回動制御手段は、前記露光前加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と前記露光後加熱処理において前記基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺されるように、前記露光前ベーク部における基板の向きと前記露光後ベーク部における前記基板の向きとのなす相対角度を前記基板回動手段に調整させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の基板処理装置において、
前記回動制御手段は、基板に塗布するレジストの種類およびレジスト膜厚に応じて前記相対角度を調整させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の基板処理装置において、
基板に塗布するレジストがネガティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が太くなる場合には、
前記回動制御手段は、前記相対角度が０゜となるように前記基板回動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項２記載の基板処理装置において、
基板に塗布するレジストがポジティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が太くなる場合には、
前記回動制御手段は、前記相対角度が１８０゜となるように前記基板回動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項２記載の基板処理装置において、
基板に塗布するレジストがネガティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が細くなる場合には、
前記回動制御手段は、前記相対角度が１８０゜となるように前記基板回動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項２記載の基板処理装置において、
基板に塗布するレジストがポジティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が細くなる場合には、
前記回動制御手段は、前記相対角度が０゜となるように前記基板回動手段を制御することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
レジスト塗布後露光前の基板に露光前加熱処理を行う露光前ベーク部と、露光後現像前の基板に露光後加熱処理を行う露光後ベーク部と、を備えた基板処理装置であって、
（ａ）  前記露光を行った後、前記露光後ベーク部までの基板処理順路のうちのいずれかに設けられて前記基板を回動させる基板回動手段と、
（ｂ）  前記基板回動手段を制御する回動制御手段と、
を備え、
前記回動制御手段は、基板に塗布するレジストの種類およびレジスト膜厚に応じて、前記露光前ベーク部における前記基板の搬入口側端部が前記露光後ベーク部において搬入口側または奥側に位置するように、前記基板回動手段に前記基板を回動させることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）の表面にレジストを塗布した後の露光前加熱処理および露光後加熱処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上記のような基板に対しては、レジスト塗布処理、露光処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を順次行わせることにより一連の基板処理を達成している。すなわち、表面にフォトレジスト（本明細書中においては化学増幅型レジストを意味し、以下、単に「レジスト」という）が塗布された基板に対しては露光処理前に露光前加熱処理（以下、「プリベーク」という）が行われる。そして、その基板には露光処理が施された後、露光後加熱処理（以下、「露光後ベーク」という）が行われ、さらにその後、現像液を使用した現像処理が施されて、基板製造が行われるのである。
【０００３】
上記のうち、プリベークは、塗布されたレジスト中の余分な溶媒成分を蒸発させ、レジストと基板との密着性を強固にするために行われるものである。また、露光後ベークは、露光時の光化学反応によって生じた生成物の触媒作用により、現像液に対する溶解速度変化を引き起こす化学反応を活性化する目的で行われるものである。これらは、いずれも基板に対し、所定温度による所定時間の加熱処理を行うものであり、ホットプレートを備えた加熱処理部によって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリベークや露光後ベークを行う上記加熱処理部に対しては、基板搬送ロボットから基板が搬入され、また、搬送ロボットによって基板が取り出される。そして、搬送ロボットは加熱処理部の搬入口側から搬送アームをアクセスさせる。従って、加熱処理部においては、搬入口側の方が奥側（搬入口側と反対側）よりも外気に曝されやすく、搬入口側の温度が奥側の温度よりも若干低くなる傾向がある。このため、プリベークや露光後ベークにおいても、搬入口側の基板の温度の方が奥側の温度よりも若干低くなるという温度勾配が生じている。
【０００５】
一方、一連の基板処理に供される基板の向きは、露光処理前の工程および露光処理後の工程のそれぞれにおいては同じ向きとされているのであるが、露光処理前の工程と露光処理後の工程との間では異なる向きとなっている。これは、露光処理を行う露光装置（ステッパー）が露光処理前における基板の向きとは関係なく、露光処理に最適な向きに基板を回動させて処理を行い、その向きのまま露光処理後の工程に渡すからである。
【０００６】
従って、従来においては、プリベークにおける基板の向きと露光後ベークにおける基板の向きとの間に何らの調整もなされておらず、その結果プリベークにおける基板の温度勾配と露光後ベークにおける基板の温度勾配との相関は種々雑多なものとなっていた。そして、このような事情に起因して、現像処理後の基板のレジスト膜の線幅均一性が損なわれ、製品の歩留まりが下がるという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、現像処理後の基板におけるレジスト膜の線幅均一性を向上することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、レジスト塗布後露光前の基板に露光前加熱処理を行う露光前ベーク部と、露光後現像前の基板に露光後加熱処理を行う露光後ベーク部と、を備えた基板処理装置であって、（ａ）  前記露光を行った後、前記露光後ベーク部までの基板処理順路のうちのいずれかに設けられて前記基板を回動させる基板回動手段と、（ｂ）  前記基板回動手段を制御する回動制御手段と、を備え、前記回動制御手段に、前記露光前加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と前記露光後加熱処理において前記基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺されるように、前記露光前ベーク部における基板の向きと前記露光後ベーク部における前記基板の向きとのなす相対角度を前記基板回動手段に調整させている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る基板処理装置において、前記回動制御手段に、基板に塗布するレジストの種類およびレジスト膜厚に応じて前記相対角度を調整させている。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置において、基板に塗布するレジストがネガティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が太くなる場合には、前記回動制御手段に、前記相対角度が０゜となるように前記基板回動手段を制御させている。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置において、基板に塗布するレジストがポジティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が太くなる場合には、前記回動制御手段に、前記相対角度が１８０゜となるように前記基板回動手段を制御させている。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置において、基板に塗布するレジストがネガティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が細くなる場合には、前記回動制御手段に、前記相対角度が１８０゜となるように前記基板回動手段を制御させている。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項２の発明に係る基板処理装置において、基板に塗布するレジストがポジティブレジストであり、かつ、前記基板に塗布された前記レジストの膜厚においてはレジスト膜厚が厚くなるほど線幅が細くなる場合には、前記回動制御手段に、前記相対角度が０゜となるように前記基板回動手段を制御させている。
【００１４】
また、請求項７の発明は、レジスト塗布後露光前の基板に露光前加熱処理を行う露光前ベーク部と、露光後現像前の基板に露光後加熱処理を行う露光後ベーク部と、を備えた基板処理装置であって、（ａ）  前記露光を行った後、前記露光後ベーク部までの基板処理順路のうちのいずれかに設けられて前記基板を回動させる基板回動手段と、（ｂ）  前記基板回動手段を制御する回動制御手段と、を備え、前記回動制御手段に、基板に塗布するレジストの種類およびレジスト膜厚に応じて、前記露光前ベーク部における前記基板の搬入口側端部が前記露光後ベーク部において搬入口側または奥側に位置するように、前記基板回動手段に前記基板を回動させている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
＜１．基板処理装置の全体構成＞
まず、本発明に係る基板処理装置の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す図である。図１（ａ）は、基板処理装置の平面図であり、図１（ｂ）は、基板処理装置の正面図である。なお、図１には、その方向関係を明確にするためＸＹＺ直交座標系を付している。ここでは、床面に平行な水平面をＸＹ面とし、鉛直方向をＺ方向としている。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態においては、基板処理装置は、基板の搬出入を行うインデクサＩＤと、基板に処理を行う複数の処理部および各処理部に基板を搬送する基板搬送手段が配置されるユニット配置部ＭＰと、図示しない露光装置とユニット配置部ＭＰとの間で基板の搬入／搬出を行うために設けられているインターフェイスＩＦとから構成されている。
【００１８】
ユニット配置部ＭＰは、最下部に、レジスト等の処理液供給／排出のための配管等を収納するケミカルキャビネット１１を備え、この上側であってその４隅には、基板に液処理を施す液処理部として、基板を回転させつつレジスト塗布処理を行う塗布処理部ＳＣ１、ＳＣ２（スピンコータ）と、露光後の基板の現像処理を行う現像処理部ＳＤ１、ＳＤ２（スピンデベロッパ）とが配置されている。また、これらの液処理部の上側には、基板に熱処理を行う多段熱処理部２０が装置の前部及び後部に配置されている。さらに、図１に示すように、装置の前側（Ｙ方向の負の向き側）および後側（Ｙ方向の正の向き側）であって多段熱処理部２０の間には、基板の端縁部を露光するエッジ露光処理部ＥＥ１、ＥＥ２がそれぞれ配置されている。
【００１９】
塗布処理部ＳＣ１、ＳＣ２や現像処理部ＳＤ１、ＳＤ２に挟まれた装置中央部には、周囲の全処理部（液処理部、熱処理部およびエッジ露光処理部ＥＥ１、ＥＥ２）にアクセスしてこれらとの間で基板の受け渡しを行うための基板搬送手段として、搬送ロボットＴＲ１が配置されている。この搬送ロボットＴＲ１は、鉛直方向に移動可能であるとともに中心の鉛直軸回りに回転可能となっている。
【００２０】
なお、ユニット配置部ＭＰの最上部には、クリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設置されている。また、塗布処理部ＳＣ１、ＳＣ２および現像処理部ＳＤ１、ＳＤ２のそれぞれの直上にも、液処理部側にクリーンエアのダウンフローを形成するフィルタファンユニットＦＦＵが設置されている。
【００２１】
次に、図２は、図１の処理部の配置構成を説明する図である。塗布処理部ＳＣ１の上方には、多段熱処理部２０として、３段構成の熱処理部が配置されている。これらのうち、最下段より数えて２段目の位置には基板の加熱処理を行う加熱処理部ＨＰ１が設けられており、３段目についても同様に加熱処理部ＨＰ２が設けられている。そして、最下段には、基板に対して冷却処理を行う冷却処理部ＣＰ１が設けられている。
【００２２】
塗布処理部ＳＣ２の上方にも、多段熱処理部２０として、２段構成の熱処理部が配置されている。これらのうち、最下段より１段目の位置には基板に対して密着強化処理を行う密着強化部ＡＨＬ１が設けられており、２段目についても同様に密着強化部ＡＨＬ２が設けられている。なお、最上段は、本実施形態の装置の場合、空状態となっているが、用途及び目的に応じて加熱処理部や冷却処理部、又はその他の熱処理部を組み込むことができる。
【００２３】
現像処理部ＳＤ１の上方にも、多段熱処理部２０として、３段構成の熱処理部が配置されている。このうち、最下段より１段目の位置には冷却処理部ＣＰ４が設けられており、２段目，３段目の位置には加熱処理部ＨＰ３，ＨＰ４が設けられている。
【００２４】
現像処理部ＳＤ２の上方にも、多段熱処理部２０として、３段構成の熱処理部が配置されている。このうち、最下段より１段目，２段目の位置には、冷却処理部ＣＰ２，ＣＰ３が設けられており、３段目の位置には、基板に対して露光後ベークを行う露光後ベークプレート部ＰＥＢが設けられている。
【００２５】
そして、上記の液処理部、熱処理部およびエッジ露光処理部ＥＥ１、ＥＥ２間をユニット配置部ＭＰの中央部に設けられた搬送ロボットＴＲ１が順次に搬送することによって基板に対して所定の処理を施すことができる。
【００２６】
なお、インターフェイスＩＦは、ユニット配置部ＭＰにおいてレジストの塗布が終了した基板を露光装置側に渡したり露光後の基板を露光装置側から受け取るべく、かかる基板を一時的にストックする機能を有し、図示を省略しているが、搬送ロボットＴＲ１との間で基板を受け渡すロボットと、基板を載置するバッファカセットとを備えている。また、インデクサＩＤは、複数の基板を収容可能なカセットを載置する載置部と、そのカセットと搬送ロボットＴＲ１との間で基板の受け渡しを行う移載ロボット（図示省略）とを備えており、未処理基板をカセットから搬送ロボットＴＲ１に払い出すとともに、処理済み基板を搬送ロボットＴＲ１から受け取ってカセットに収納する機能を有する。
【００２７】
さらに、基板処理装置は制御部１０を備えている。制御部１０は、コンピュータを用いて構成されており、搬送ロボットＴＲ１、液処理部、熱処理部およびエッジ露光処理部ＥＥ１、ＥＥ２に電気的に接続されてそれらの動作の全てを管理・制御する。
【００２８】
この基板処理装置における基板処理の一例を以下の表１に示す。このような処理順序が予めレシピとして入力されており、制御部１０がそのレシピに従って搬送ロボットＴＲ１に基板を搬送させるのである。
【００２９】
【表１】
0003594819.tif 000002
【００３０】
この処理順序によれば、未処理基板はインデクサＩＤから払い出されて、密着強化処理、冷却処理およびレジスト塗布処理が行われた後、加熱処理部ＨＰ１にてプリベークが施される（処理順序▲５▼）。その後、冷却処理の後インターフェイスＩＦを介して露光装置に渡され、露光処理に供される（処理順序▲７▼）。そして、露光済みの基板はインターフェイスＩＦを介してユニット配置部ＭＰに戻され、エッジ露光処理部ＥＥ１にて端縁部露光が行われた後（処理順序▲８▼）、露光後ベークプレート部ＰＥＢにて露光後ベークが施され（処理順序▲９▼）、さらにその後、冷却処理、現像処理が行われ、処理済み基板として再びインデクサＩＤに戻される。すなわち、本実施形態においては、加熱処理部ＨＰ１が露光前ベーク部に、露光後ベークプレート部ＰＥＢが露光後ベーク部にそれぞれ相当する。
【００３１】
なお、表１中において、かっこ書きにて示した処理部は、並行処理が行われる処理部を示している。すなわち、各処理工程での所要時間は同一ではないため、所要時間の長い工程については等価な２つの処理部を割り当てて、そのいずれかにおいて処理するようにしているのである。例えば、インデクサＩＤから払い出された未処理基板は、密着強化部ＡＨＬ１または密着強化部ＡＨＬ２のいずれか空いている方に搬入され、またレジスト塗布処理が終了した基板は加熱処理部ＨＰ１または加熱処理部ＨＰ２のいずれかに搬入されプリベークが行われるのである。従って、加熱処理部ＨＰ２も露光前ベーク部に相当する。但し、本明細書においては、理解を容易にするため、表１中のかっこ書きにて示した処理部以外の処理部に順次搬送されて、一連の基板処理が行われるものとする。
【００３２】
＜２．プリベークおよび露光後ベークにおける基板の向き＞
表１に示す処理順序において、基板がインデクサＩＤから払い出された後、インターフェイスＩＦに渡されるまでの工程（処理順序▲１▼〜▲７▼）では、各処理部における基板の向きは同一である。すなわち、各処理部に所定の向きにて搬入された基板は、それと同一の向きにて搬出され、そのままの向きで次工程の処理部に搬入されるという手順が繰り返されるのである。なお、塗布処理部ＳＣ１は、基板を回転させつつレジスト塗布を行うのであるが、回転前の基板の向きと同じ向きで回転を停止するようにしているため、処理前後の基板の向きは同一となる。
【００３３】
ところで、通常、基板にはその結晶方位を示すオリフラまたはノッチが設けられており、基板の向きはそのようなオリフラまたはノッチを光学的に検出することによって認識される。本実施形態においても、基板がインデクサＩＤから払い出された後、インターフェイスＩＦに渡されるまでの工程におけるその基板の向きを検知すべく、密着強化部ＡＨＬ１から冷却処理部ＣＰ２までのいずれかの処理部に基板のオリフラまたはノッチを光学的に検出してその向きを検知する機構を設けておく。なお、密着強化部ＡＨＬ１から冷却処理部ＣＰ２までのいずれかの処理部に光学的検出機構を設ける代わりに、基板処理装置内に光学的検出専用の処理部を設けるようにしてもよい。そして、検知された露光処理前における基板の向きは制御部１０に伝達され、記憶される。
【００３４】
次に、基板は露光処理を行う露光装置に渡されるのであるが、露光装置は、露光処理前における基板の向きとは関係なく、露光処理に最適な向きに基板を回動させて処理を行い、その向きのまま露光処理後の工程に渡す。従って、エッジ露光処理部ＥＥ１に搬入される基板の向きは露光処理前工程での基板の向きとは異なるものとなっている可能性が高い。
【００３５】
ここで、本実施形態においては、制御部１０が露光処理前における基板の向きを参照しつつエッジ露光処理部ＥＥ１に指示を与え、エッジ露光処理部ＥＥ１がその指示に基づいて基板を回動させ、当該基板の向きを露光処理前工程での基板の向きと同一または１８０゜回動させた向きにして搬出するのである。よって、本実施形態においては、エッジ露光処理部ＥＥ１（ＥＥ２）が基板回動手段に相当し、制御部１０が回動制御手段に相当する。
【００３６】
図６は、エッジ露光処理部ＥＥ１の概略を模式的に示した平面図である。そもそも、エッジ露光処理部ＥＥ１は、基板Ｗの端縁部のレジスト膜を除去するために、露光部５０から基板端縁部に光を照射しつつ、駆動部５１がその基板を回転させることによって、基板Ｗの端縁部全体を露光する処理部である。そして、一般に、エッジ露光処理部ＥＥ１は、エッジセンサ５２にオリフラ５５（またはノッチ）を光学的に検出させることによって基板の回転角度を認識しつつ端縁部露光を行う。つまり、エッジ露光処理部ＥＥ１は、端縁部露光を行うために、基板を回転させる駆動部５１と基板の回転角度を検出する機構であるエッジセンサ５２とを備えているのである。そして、本実施形態では、エッジ露光処理部ＥＥ１がそのような本来備えている機能を用い、制御部１０の指示に従って基板の向きを調整するのである。
【００３７】
端縁部露光が終了し、向きの調整が行われた基板は、調整後そのままの向きにて露光後ベークプレート部ＰＥＢに渡される。なお、露光後ベークプレート部ＰＥＢからインデクサＩＤに渡されるまでの工程においては、上記露光前処理工程と同様に、各処理部における基板の向きは同一である。
【００３８】
以上のように、本実施形態においては、制御部１０がエッジ露光処理部ＥＥ１を制御し、露光前ベーク部たる加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベーク部たる露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜または１８０゜となるようにエッジ露光処理部ＥＥ１に基板の向きを調整させているのである。
【００３９】
図７は、露光後ベークプレート部ＰＥＢの概略を模式的に示した平面図である。同図により、上記のことをさらに敷衍すると、露光前ベーク部たる加熱処理部ＨＰ１における基板Ｗの搬入口側端部ＷＥが露光後ベーク部たる露光後ベークプレート部ＰＥＢにおいて搬入口側ＩＰまたは奥側ＯＰに位置するように、制御部１０がエッジ露光処理部ＥＥ１に基板Ｗを回動させているのである（図７の場合、加熱処理部ＨＰ１における搬入口側端部ＷＥを露光後ベークプレート部ＰＥＢにおいて奥側ＯＰに位置させている）。なお、露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける搬入口側ＩＰとは、搬送ロボットＴＲ１がアクセスするために露光後ベークプレート部ＰＥＢに設けられた搬入口６０に最も近い側であり、奥側ＯＰとは搬入口６０から最も遠い側である。加熱処理部ＨＰ１における搬入口側および奥側も同様の定義である。また、加熱処理部ＨＰ１における基板Ｗの搬入口側端部ＷＥとは、加熱処理部ＨＰ１の搬入口に最も近い搬入口側に位置していた基板Ｗの端部である。
【００４０】
ところで、上記相対角度を０゜とするか１８０゜とするかは、レジストの種類およびレジストの目標膜厚によって決定される。
【００４１】
周知のように、レジストには、露光された部分が現像液によって溶解されるポジティブレジストと露光された部分が現像後に残留するネガティブレジストとの２種類がある。また、半導体チップ等の最終製品に要求される特性に応じて、塗布処理部ＳＣ１、ＳＣ２において基板に塗布するレジストの目標膜厚が異なる。そして、レジストの種類およびレジストの目標膜厚は、予め制御部１０に入力されており、制御部１０はそれらの情報を参照することにより、レジストの種類およびレジストの目標膜厚に応じて上記相対角度を０゜とするか１８０゜とするかを決定し、エッジ露光処理部ＥＥ１に基板の向きを調整させるのである。レジストの種類およびレジストの目標膜厚に基づく相対角度の決定は、具体的には以下のようにして行われる。
【００４２】
＜２−１．第１のパターン＞
図３は、レジストの膜厚と現像後のレジスト線幅との相関を示す図である。同図に示すように、レジストの膜厚と現像後のレジスト線幅との相関関係は、膜厚ＴＨ付近の膜厚に着眼した場合膜厚ＴＨを境界にして２つのパターンに分類することができる。すなわち、基板に塗布されたレジストの膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いときは、レジスト膜厚が厚くなるほどレジスト線幅が太くなるという正の特性が認められ、膜厚ＴＨよりも薄いときは、レジスト膜厚が厚くなるほどレジスト線幅が細くなるという負の特性が認められる。なお、このようなレジストの膜厚とレジスト線幅との相関関係は、レジストの種類によらず同じである。
【００４３】
ここでは、まず、第１のパターンとして、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いＡであって、かつレジストの種類がネガティブレジストである場合について説明する。
【００４４】
既述したように、加熱処理部ＨＰ１および露光後ベークプレート部ＰＥＢでは、搬送ロボットＴＲ１がアクセスする搬入口側の方が奥側よりも外気に曝されやすく、プリベークおよび露光後ベークにおいて搬入口側の基板の温度の方が奥側の温度よりも若干低くなるという温度勾配が生じる。つまり、加熱処理部ＨＰ１および露光後ベークプレート部ＰＥＢのいずれにおいても搬入口側から奥側に向けて温度が高くなるという同様の温度勾配が生じているのである。
【００４５】
プリベークは、塗布処理部ＳＣ１において塗布されたレジスト中の余分な溶媒成分を蒸発させ、レジストと基板との密着性を強固にするために行われるものであるが、基板に温度勾配が生じると溶媒成分の蒸発の程度に差が生じ、温度の高い奥側の方が搬入口側よりも溶媒成分の蒸発の程度が大きくなる。その結果、溶媒成分の蒸発が少ない搬入口側のレジスト膜厚の方が奥側のレジスト膜厚よりも厚くなるのである。
【００４６】
レジストの目標膜厚が膜厚Ａである場合、図３に示すように、膜厚Ａの近傍においてはレジスト膜厚が厚くなるほどレジスト線幅が太くなるため、レジスト膜厚の厚い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも太くなる。つまり、レジストの目標膜厚が膜厚Ａである場合、加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が細くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも太くなるのである。
【００４７】
一方、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおいては、基板に温度勾配が生じると露光時の光化学反応による生成物である酸の活性度に差が生じる。すなわち、温度が高いほど酸活性が大きくなるため、温度の高い奥側の方が搬入口側よりも酸活性が大きくなる。
【００４８】
レジストの種類がネガティブレジストである場合、酸活性が大きくなると露光部分のレジストの硬化の程度が大きくなり、その結果レジスト線幅が太くなるのである。従って、酸活性の大きい奥側のレジスト線幅の方が搬入口側のレジスト線幅よりも太くなる。つまり、レジストの種類がネガティブレジストである場合、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が太くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも細くなるのである。
【００４９】
上述の如く、加熱処理部ＨＰ１および露光後ベークプレート部ＰＥＢのいずれにおいても搬入口側から奥側に向けて温度が高くなるという同様の温度勾配が生じている。そして、第１のパターンでは、プリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性と露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性とが逆特性となるため、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向きとを同じにすれば、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺され、最終的なレジスト線幅均一性は向上する。
【００５０】
従って、第１のパターンにおいては、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すれば、現像処理後のレジスト線幅均一性を向上させることができる。逆に、当該相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すると、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが加算され、現像処理後のレジスト線幅均一性が著しく劣化する。
【００５１】
＜２−２．第２のパターン＞
次に、第２のパターンとして、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いＡであって、かつレジストの種類がポジティブレジストである場合について説明する。
【００５２】
上記第１のパターンと同様に、レジストの目標膜厚が膜厚Ａであるため、加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が細くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも太くなる。
【００５３】
一方、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおいては、基板に温度勾配が生じると露光時の光化学反応による生成物である酸の活性度に差が生じ、温度が高いほど酸活性が大きくなるため、温度の高い奥側の方が搬入口側よりも酸活性が大きくなるのは上記第１のパターンと同様である。
【００５４】
第２のパターンでは、レジストの種類がポジティブレジストであるため、酸活性が大きくなると露光部分が現像液によって溶かされる程度が大きくなり、その結果レジスト線幅が細くなるのである。従って、酸活性の大きい奥側のレジスト線幅の方が搬入口側のレジスト線幅よりも細くなる。つまり、レジストの種類がポジティブレジストである場合、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が細くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも太くなるのである。
【００５５】
加熱処理部ＨＰ１および露光後ベークプレート部ＰＥＢのいずれにおいても搬入口側から奥側に向けて温度が高くなるという同様の温度勾配が生じている。そして、第２のパターンでは、プリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性と露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性とが同じ特性となるため、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向きとを反転させれば、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺され、最終的なレジスト線幅均一性は向上する。
【００５６】
従って、第２のパターンにおいては、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すれば、現像処理後のレジスト線幅均一性を向上させることができる。逆に、当該相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すると、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが加算され、現像処理後のレジスト線幅均一性が著しく劣化する。
【００５７】
＜２−３．第３のパターン＞
次に、第３のパターンとして、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも薄いＢであって、かつレジストの種類がネガティブレジストである場合について説明する。
【００５８】
基板に温度勾配が生じると溶媒成分の蒸発の程度に差が生じ、温度の高い奥側の方が搬入口側よりも溶媒成分の蒸発の程度が大きくなり、溶媒成分の蒸発が少ない搬入口側のレジスト膜厚の方が奥側のレジスト膜厚よりも厚くなるのは、上記第１のパターンと同じである。
【００５９】
レジストの目標膜厚が膜厚Ｂである場合、図３に示すように、膜厚Ｂの近傍においてはレジスト膜厚が厚くなるほどレジスト線幅が細くなるため、レジスト膜厚の厚い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも細くなる。つまり、レジストの目標膜厚が膜厚Ｂである場合、加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が太くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも細くなるのである。
【００６０】
一方、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおいては、上記第１のパターンと同様に、レジストの種類がネガティブレジストであるため、レジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が太くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも細くなるのである。
【００６１】
よって、第３のパターンでは、プリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性と露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性とが同じ特性となるため、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向きとを反転させれば、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺され、最終的なレジスト線幅均一性は向上する。
【００６２】
従って、第３のパターンにおいては、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すれば、現像処理後のレジスト線幅均一性を向上させることができる。逆に、当該相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すると、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが加算され、現像処理後のレジスト線幅均一性が著しく劣化する。
【００６３】
＜２−４．第４のパターン＞
次に、第４のパターンとして、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも薄いＢであって、かつレジストの種類がポジティブレジストである場合について説明する。
【００６４】
上記第３のパターンと同様に、レジストの目標膜厚が膜厚Ｂであるため、加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が太くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも細くなるのである。
【００６５】
一方、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおいては、上記第２のパターンと同様に、レジストの種類がポジティブレジストであるため、レジスト線幅への温度依存性は、温度が高くなるにしたがってレジスト線幅が細くなるという特性であり、温度の低い搬入口側のレジスト線幅の方が奥側のレジスト線幅よりも太くなるのである。
【００６６】
よって、第４のパターンでは、プリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性と露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性とが逆特性となるため、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向きとを同じにすれば、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺され、最終的なレジスト線幅均一性は向上する。
【００６７】
従って、第４のパターンにおいては、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すれば、現像処理後のレジスト線幅均一性を向上させることができる。逆に、当該相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すると、プリベークにおいて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにおいて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが加算され、現像処理後のレジスト線幅均一性が著しく劣化する。
【００６８】
＜２−５．総括＞
以上のように、レジストの目標膜厚は、加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおけるレジスト線幅への温度依存性に影響を与える。以下の表２はその内容をまとめたものである。
【００６９】
【表２】
0003594819.tif 000003
【００７０】
加熱処理部ＨＰ１でのプリベークにおいて基板に温度勾配が生じた結果、搬入口側のレジスト線幅と奥側のレジスト線幅との間に線幅差ｔが発生する。
【００７１】
一方、レジストの種類は、露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおけるレジスト線幅への温度依存性に影響を与える。以下の表３はその内容をまとめたものである。
【００７２】
【表３】
0003594819.tif 000004
【００７３】
露光後ベークプレート部ＰＥＢでの露光後ベークにおいて基板に温度勾配が生じた結果、搬入口側のレジスト線幅と奥側のレジスト線幅との間に線幅差Ｔが発生する。なお、露光後ベークでの温度依存性の方がプリベークでの温度依存性よりも大きいためＴ＞ｔとなる。
【００７４】
このように、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いか薄いか、及び、レジストの種類がポジティブレジストかネガティブレジストかによって条件の組み合わせは４パターン存在し、それぞれのパターンについて、プリベークにて基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後ベークにて当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とを相殺するようにしているのである。
【００７５】
図４は、レジストの種類がネガティブレジストである場合の線幅均一性を示す図である。同図の横軸には、露光後ベークプレート部ＰＥＢ内における基板の位置を示している。
【００７６】
レジストの種類がネガティブレジストである場合において、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いＡのときは（第１のパターン）、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すれば、温度勾配が線幅に与える影響が相殺され、線幅差はＴ−ｔとなる（図４中の実線）。逆に、当該相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すると、温度勾配が線幅に与える影響が加算され、線幅差はＴ＋ｔとなる（図４中の点線）。
【００７７】
また、レジストの種類がネガティブレジストである場合において、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも薄いＢのときは（第３のパターン）、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すれば、温度勾配が線幅に与える影響が相殺され、線幅差はＴ−ｔとなる（図４中の実線）。逆に、当該相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すると、温度勾配が線幅に与える影響が加算され、線幅差はＴ＋ｔとなる（図４中の点線）。
【００７８】
図５は、レジストの種類がポジティブレジストである場合の線幅均一性を示す図である。図４と同様に、図５の横軸には、露光後ベークプレート部ＰＥＢ内における基板の位置を示している。
【００７９】
レジストの種類がポジティブレジストである場合において、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも厚いＡのときは（第２のパターン）、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すれば、温度勾配が線幅に与える影響が相殺され、線幅差はＴ−ｔとなる（図５中の実線）。逆に、当該相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すると、温度勾配が線幅に与える影響が加算され、線幅差はＴ＋ｔとなる（図５中の点線）。
【００８０】
また、レジストの種類がポジティブレジストである場合において、レジストの目標膜厚が膜厚ＴＨよりも薄いＢのときは（第４のパターン）、加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜となるように基板の向きを調整すれば、温度勾配が線幅に与える影響が相殺され、線幅差はＴ−ｔとなる（図５中の実線）。逆に、当該相対角度が１８０゜となるように基板の向きを調整すると、温度勾配が線幅に与える影響が加算され、線幅差はＴ＋ｔとなる（図５中の点線）。
【００８１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、エッジ露光処理部ＥＥ１に基板の向きを調整させるようにしていたが、これに限定されるものではなく、基板を回転させる駆動部と基板の回転角度を検出する機構とを備えた角度調整専用の基板回動処理部を設けるようにしてもよい。また、露光済みの基板をインターフェイスＩＦから搬送ロボットＴＲ１に渡すときに、インターフェイスＩＦに設けられた受け渡しロボットのＹ方向の位置を変えることによって搬送ロボットＴＲ１への基板受け渡し角度を変化させ、基板の向きを調整するようにしてもよい。換言すれば、露光を行った後、露光後ベークプレート部ＰＥＢまでの基板処理順路のうちのいずれかに設けられて加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜または１８０゜となるようにできるようなものであれば、いかなる手段であってもよい。
【００８２】
また、上記の実施の形態においては、レジストの種類及びレジストの目標膜厚に応じて、露光前ベーク部たる加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベーク部たる露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける当該基板の向きとのなす相対角度が０゜または１８０゜となるように基板の向きを調整して露光前加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後加熱処理において当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とを相殺するようにした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じて、露光前加熱処理において生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とを相殺可能な所望の任意の相対角度（即ち、相対角度が０゜または１８０゜からそれぞれ所定角度ずれた場合を含む）となるように、露光前ベーク部たる加熱処理部ＨＰ１における基板の向きと露光後ベーク部たる露光後ベークプレート部ＰＥＢにおける基板の向きとを調整するようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明によれば、露光前加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後加熱処理において当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺されるように、露光前ベーク部における基板の向きと露光後ベーク部における当該基板の向きとのなす相対角度を基板回動手段に調整させているため、現像処理後の基板におけるレジスト膜の線幅均一性を向上することができる。
【００８４】
また、請求項７の発明によれば、基板に塗布するレジストの種類およびレジスト膜厚に応じて、露光前ベーク部における基板の搬入口側端部が露光後ベーク部において搬入口側または奥側に位置するように、当該基板を回動させているため、露光前加熱処理において基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響と露光後加熱処理において当該基板に生じた温度勾配が線幅に与える影響とが相殺され、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置における処理部の配置構成を説明する図である。
【図３】レジストの膜厚と現像後のレジスト線幅との相関を示す図である。
【図４】レジストの種類がネガティブレジストである場合の線幅均一性を示す図である。
【図５】レジストの種類がポジティブレジストである場合の線幅均一性を示す図である。
【図６】エッジ露光処理部の概略を模式的に示した平面図である。
【図７】露光後ベークプレート部の概略を模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１０  制御部
ＥＥ１、ＥＥ２  エッジ露光処理部
ＨＰ１、ＨＰ２  加熱処理部
ＰＥＢ  露光後ベークプレート部
【図１】
0003594819.tif 000005
【図２】
0003594819.tif 000006
【図３】
0003594819.tif 000007
【図４】
0003594819.tif 000008
【図５】
0003594819.tif 000009
【図６】
0003594819.tif 000010
【図７】
0003594819.tif 000011