(57)【要約】【課題】ハーフ露光された部分の残膜の均一性を向上させること。【解決手段】処理室４２は、実際に基板Ｇの加熱処理を行うところであり、基板Ｇの表面からレジストＲを加熱する上段プレート４５、基板Ｇの裏面からレジストＲを加熱する下段プレート４６及び処理室４２内のガスを排気する排気口４７を有する。上段プレート４５は、上部駆動機構４３を構成する上部エアシリンダ５１により処理室４２内を垂直方向に昇降可能に設けられる。下段プレート４６は、処理室４２の床４２ｂに載置される。排気口４７は、配管４８を介してポンプ５０に接続される。上段プレート４５、下段プレート４６による加熱温度、加熱時間は、加熱制御部７０により制御される。処理室４２内の気圧の制御は、気圧制御部７３によりポンプ５０が制御されることで行われる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板の表面にレジストを塗布する工程と、
（ｂ）前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側及び裏面側から加熱する工程と、
（ｃ）加熱された前記レジストをハーフ露光する工程と
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｄ）前記基板の表面側から第１の温度で加熱する工程と、
（ｅ）前記基板の裏面側から第２の温度で加熱する工程と
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｄ）は、
前記基板の表面側から７０℃〜２００℃で加熱する工程
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｅ）は、
前記基板の裏面側から９０℃〜１５０℃で加熱する工程
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
（ｆ）前記工程（ｂ）の途中で、少なくとも前記レジストにかかる気圧を調節する工程
を更に具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｆ）は、
少なくとも前記レジストにかかる気圧を、常圧から５Ｐａ〜１００Ｐａ減圧させる工程
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記工程（ｂ）は、
前記レジストを加熱する加熱時間を６０秒〜３００秒に調節する工程
を具備することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
基板上に塗布されたレジストをハーフ露光する露光装置との間で前記基板の受け渡しを行うことが可能な基板処理装置であって、
前記基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、
前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側及び裏面側から加熱する加熱部と、
前記加熱部により加熱された基板を前記露光装置に渡すことが可能なインターフェース部と
を具備することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記加熱部は、
前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側から第１の温度で加熱する第１の熱板と、
前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の裏面側から第２の温度で加熱する第２の熱板と
を具備す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、例えば液晶表示デバイス等に使用されるガラス基板や半導体基板を処理する基板処理方法及び基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）の製造工程において、ＬＣＤ用のガラス基板上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の薄膜や電極パターンを形成するために、半導体デバイスの製造に用いられるものと同様のフォトリソグラフィ技術が利用される。フォトリソグラフィ技術では、フォトレジストをガラス基板に塗布し、これを露光し、さらに現像する。
【０００３】
上記露光する手法として、いわゆるハーフ露光がある。通常の露光の場合には、露光しない部分はマスクで覆われ遮光される。これに対しハーフ露光では、使用される１枚のマスクにおいて光の透過率に差を設けたハーフトーンマスク等を用い、例えば通常の場合よりも露光量の少ない部分、つまり露光されるレジストの深さが部分的に浅い箇所を意図的に形成させることが可能となる。これにより、マスクで覆われない部分（完全に露光される部分）、ハーフトーンで覆われる部分（露光が浅い部分）及びマスクで覆われる部分（露光されない部分）という具合に露光の深さに差をつけることができ、１枚のマスクで異なるレジスト膜厚を形成することが可能となる。したがってハーフ露光では使用するマスクの枚数を減らすことができ、マスク交換工程の分だけ処理時間を短縮することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０８０７４０号公報（段落［０００２］、［０００３］等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、ハーフトーンマスクには同一形状・同一面積の半遮光部分が複数設けられており、ハーフ露光される深さ・幅が同一になることが望まれる。
【０００６】
しかしながら、ハーフ露光される場合には、光が照射される部分によってハーフ露光される深さや幅が異なってしまい、現像後のレジストの残膜が不均一になる。すなわち、現像後のレジストパターンのアスペクト比やピッチが不均一になってしまうという問題がある。実際、所望の値に対して１０％以上のばらつきが見られる。このため、例えばエッチング後に形成される複数の電極間の距離が不均一になり、スイッチング時間が場所によって異なるようになり、例えば液晶による画像の表示時において色ムラなどの原因となる。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は、ハーフ露光された部分の残膜の均一性を向上させることができる基板処理方法及び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】
上記目的を達成するため、本発明に係る基板処理方法は、（ａ）基板の表面にレジストを塗布する工程と、（ｂ）前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側及び裏面側から加熱する工程と、（ｃ）加熱された前記レジストをハーフ露光する工程とを具備する。
【０００９】
このような構成であれば、基板の裏面側からレジストを乾燥させ、またレジストの表面を焼き固めることができる。レジスト表面を焼き固めて、裏面からの加熱による水分の蒸発を抑え、一定の水分をレジスト内部に残留させる。これにより、レジストの裏面側に水分含有量の少ないフラットな層を形成させ、レジストの表面から中間にかけては残留した水分が含まれる層を形成させる。レジストが露光反応するには水分が必要であり、ハーフ露光ではレジストの水分が少ない領域では露光反応を起こさないため、レジスト裏面側のフラットな層は露光されない。現像により、この露光反応が起こらないフラットな層が残膜となる。このように、レジストのある深さのところで、現像後の残膜が露光量に影響されないフラットな層を形成することができ、レジストの深さ方向の溶解特性を制御することができる。これにより、ハーフ露光された部分の残膜の均一性を向上させることができる。ここで、ハーフ露光とは、例えば光の透過率に差を設けたハーフトーンマスク等を用い、通常の露光の場合よりも露光量の少ない部分、つまり露光されるレジストの深さが部分的に浅い箇所を意図的に形成させる露光方法をいう（以下同じ）。
【００１０】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、前記工程（ｂ）は、（ｄ）前記基板の表面側から第１の温度で加熱する工程と、（ｅ）前記基板の裏面側から第２の温度で加熱する工程とを具備する。
【００１１】
このような構成であれば、第１の温度と第２の温度とを別々に設定できるためレジストの種類が異なる場合でもそれぞれの工程において独立して最適な温度で加熱することができる。
【００１２】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、前記工程（ｄ）は、前記基板の表面側から７０℃〜２００℃で加熱する工程を具備する。
【００１３】
このような構成であれば、第１の温度を７０℃〜２００℃と可変することによりレジストの種類に応じた最適な温度で加熱することができる。
【００１４】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、前記工程（ｅ）は、前記基板の裏面側から９０℃〜１５０℃で加熱する工程を具備する。
【００１５】
このような構成であれば、第２の温度を９０℃〜１５０℃と可変することにより、レジストの種類に応じた最適な温度で加熱することができる。
【００１６】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、（ｆ）前記工程（ｂ）の途中で、少なくとも前記レジストにかかる気圧を調節する工程を更に具備する。
【００１７】
このような構成であれば、レジストの種類が異なる場合でも、それぞれの工程において、そのレジストの種類に応じた最適な気圧で加熱することができる。
【００１８】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、前記工程（ｆ）は、前記工程（ｂ）の途中で少なくとも前記レジストにかかる気圧を、常圧から５Ｐａ〜１００Ｐａ減圧させる工程を具備する。
【００１９】
このような構成であれば、レジストにかかる気圧を常圧から５Ｐａ〜１００Ｐａと可変に減圧させることで、レジストの種類が異なる場合でも、そのレジストの種類に応じた最適な気圧で加熱することができる。
【００２０】
本発明の一の形態に係る基板処理方法は、前記工程（ｂ）は、前記レジストを加熱する加熱時間を６０秒〜３００秒に調節する工程を具備する。
【００２１】
このような構成であれば、レジストの加熱時間を６０秒〜３００秒と可変することで、レジストの種類が異なる場合でも、そのレジストの種類に応じた最適な加熱時間で加熱することができる。
【００２２】
本発明に係る基板処理装置は、基板上に塗布されたレジストをハーフ露光する露光装置との間で前記基板の受け渡しを行うことが可能な基板処理装置であって、前記基板の表面にレジストを塗布する塗布部と、前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側及び裏面側から加熱する加熱部と、前記加熱部により加熱された基板を前記露光装置に渡すことが可能なインターフェース部とを具備する。
【００２３】
このような構成であれば、加熱部のうち基板の裏面側からの加熱により塗布部で塗布されたレジストを乾燥させ、また基板の表面側からの加熱によりこのレジストの表面を焼き固めることができる。レジスト表面を焼き固めて、裏面からの加熱による水分の蒸発を抑え、一定の水分をレジスト内部に残留させる。これにより、レジストの裏面側に水分含有量の少ないフラットな層を形成させ、レジストの表面から中間にかけては残留した水分が含まれる層を形成させる。レジストが露光反応するには水分が必要であり、ハーフ露光ではレジストの水分が少ない領域では露光反応を起こさないため、レジスト裏面側のフラットな層は露光されない。現像により、この露光反応が起こらないフラットな層が残膜となる。このように、加熱部によりレジストのある深さのところで現像後の残膜が露光量に影響されないフラットな層を形成することができ、結果として現像時のレジストの深さ方向の溶解特性を制御することができる。これにより、ハーフ露光された部分の残膜の均一性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の一の形態に係る基板処理装置は、前記加熱部は、前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の表面側から第１の温度で加熱する第１の熱板と、前記基板の表面に塗布された前記レジストを、前記基板の裏面側から第２の温度で加熱する第２の熱板とを具備する。
【００２５】
このような構成であれば、第１の温度で加熱する熱板と、第２の温度で加熱する熱板とが独立して温度設定が可能であるため、レジストの種類が異なる場合でもそれぞれの熱板においてレジストの種類に応じた最適な温度で加熱することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２７】
（塗布現像処理装置）
図１は本発明が適用されるＬＣＤ基板の塗布現像処理装置を示す平面図であり、図２はその正面図、また図３はその背面図である。
【００２８】
この塗布現像処理装置１は、複数のガラス基板Ｇを収容するカセットＣを載置するカセットステーション２と、基板Ｇにレジスト塗布及び現像を含む一連の処理を施すための複数の処理ユニットを備えた処理部３と、露光装置３２との間で基板Ｇの受け渡しを行うためのインターフェース部４とを備えており、処理部３の両端にそれぞれカセットステーション２及びインターフェース部４が配置されている。
【００２９】
カセットステーション２は、カセットＣと処理部３との間でＬＣＤ基板の搬送を行うための搬送機構１０を備えている。そして、カセットステーション２においてカセットＣの搬入出が行われる。また、搬送機構１０はカセットの配列方向に沿って設けられた搬送路１２上を移動可能な搬送アーム１１を備え、この搬送アーム１１によりカセットＣと処理部３との間で基板Ｇの搬送が行われる。
【００３０】
処理部３には、Ｘ方向に沿ってレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）を含む各処理ユニットが並設された上流部３ｂ及び現像処理ユニット（ＤＥＶ）を含む各処理ユニットが並設された下流部３ｃとが設けられている。
【００３１】
上流部３ｂにおいて、カセットステーション２側端部には、カセットステーション２側から、基板Ｇ上の有機物を除去するためのエキシマＵＶ処理ユニット（ｅ−ＵＶ）１９と、基板Ｇにスクラビングブラシで洗浄処理を施すスクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）とが設けられている。
【００３２】
スクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）の隣には、ガラス基板Ｇに対して熱的処理を行うユニットが多段に積み上げられた熱処理系ブロック２４及び２５が配置されている。これら熱処理系ブロック２４と２５との間には、垂直搬送ユニット５が配置され、搬送アーム５ａがＺ方向及び水平方向に移動可能とされ、かつθ方向に回動可能とされているので、両ブロック２４及び２５における各熱処理系ユニットにアクセスして基板Ｇの搬送が行われるようになっている。なお、垂直搬送ユニット７についてもこの垂直搬送ユニット５と同一の構成を有している。
【００３３】
図２に示すように、熱処理系ブロック２４には、基板Ｇにレジスト塗布前の加熱処理を施すベーキングユニット（ＢＡＫＥ）が２段、ＨＭＤＳガスにより疎水化処理を施すアドヒージョンユニット（ＡＤ）が下から順に積層されている。一方、熱処理系ブロック２５には、基板Ｇに冷却処理を施すクーリングユニット（ＣＯＬ）が２段、アドヒージョンユニット（ＡＤ）、搬送装置３０が下から順に積層されている。
【００３４】
熱処理系ブロック２５に隣接してレジスト処理ブロック１５がＸ方向に延設されている。このレジスト処理ブロック１５は、基板Ｇにレジストを塗布するレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）と、減圧により前記塗布されたレジストを乾燥させる減圧乾燥ユニット（ＶＤ）と、本発明に係る基板Ｇの周縁部のレジストを除去するエッジリムーバ（ＥＲ）とが設けられて構成されている。このレジスト処理ブロック１５には、レジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）からエッジリムーバ（ＥＲ）にかけて移動する図示しないサブアームが設けられており、このサブアームによりレジスト処理ブロック１５内で基板Ｇが搬送されるようになっている。
【００３５】
レジスト処理ブロック１５に隣接して多段構成の熱処理系ブロック２６が配設されており、この熱処理系ブロック２６には、基板Ｇにレジスト塗布後の加熱処理を行うプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）が３段積層され、その下に搬送装置４０が設けられている。
【００３６】
下流部３ｃにおいては、図３に示すように、インターフェース部４側端部には、熱処理系ブロック２９が設けられており、これには、クーリングユニット（ＣＯＬ）、露光後現像処理前の加熱処理を行うポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。
【００３７】
熱処理系ブロック２９に隣接して現像処理を行う現像処理ユニット（ＤＥＶ）がＸ方向に延設されている。この現像処理ユニット（ＤＥＶ）の隣には熱処理系ブロック２８及び２７が配置され、これら熱処理系ブロック２８と２７との間には、上記垂直搬送ユニット５と同一の構成を有し、両ブロック２８及び２７における各熱処理系ユニットにアクセス可能な垂直搬送ユニット６が設けられている。また、現像処理ユニット（ＤＥＶ）に隣接して、ｉ線処理ユニット（ｉ―ＵＶ）３３が設けられている。
【００３８】
熱処理系ブロック２８には、クーリングユニット（ＣＯＬ）、基板Ｇに現像後の加熱処理を行うポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。一方、熱処理系ブロック２７も同様に、クーリングユニット（ＣＯＬ）、ポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）が２段、下から順に積層されている。
【００３９】
インターフェース部４には、正面側にタイトラー及び周辺露光ユニット（Ｔｉｔｌｅｒ／ＥＥ）２２が設けられ、垂直搬送ユニット７に隣接してエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５が、また背面側にはバッファカセット３４が配置されており、これらタイトラー及び周辺露光ユニット（Ｔｉｔｌｅｒ／ＥＥ）２２とエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５とバッファカセット３４と隣接した露光装置３２との間で基板Ｇの受け渡しを行う垂直搬送ユニット８が配置されている。この垂直搬送ユニット８も上記垂直搬送ユニット５と同一の構成を有している。
【００４０】
（塗布現像処理工程）
以上のように構成された塗布現像処理装置１の処理工程について説明する。先ずカセットＣ内の基板Ｇが処理部３部における上流部３ｂに搬送される。上流部３ｂでは、エキシマＵＶ処理ユニット（ｅ−ＵＶ）１９において表面改質・有機物除去処理が行われ、次にスクラバ洗浄処理ユニット（ＳＣＲ）において、基板Ｇが略水平に搬送されながら洗浄処理及び乾燥処理が行われる。続いて熱処理系ブロック２４の最下段部で垂直搬送ユニットにおける搬送アーム５ａにより基板Ｇが取り出され、同熱処理系ブロック２４のベーキングユニット（ＢＡＫＥ）にて加熱処理、アドヒージョンユニット（ＡＤ）にて、ガラス基板Ｇとレジスト膜との密着性を高めるため、基板ＧにＨＭＤＳガスを噴霧する処理が行われる。この後、熱処理系ブロック２５のクーリングユニット（ＣＯＬ）による冷却処理が行われる。
【００４１】
次に、基板Ｇは搬送アーム５ａから搬送装置３０に渡され、搬送装置３０により基板Ｇがレジスト塗布処理ユニット（ＣＴ）に搬送され、レジストの塗布処理が行われた後、減圧乾燥処理ユニット（ＶＤ）にて減圧乾燥処理、エッジリムーバ（ＥＲ）にて基板周縁のレジスト除去処理が順次行われる。
【００４２】
次に、基板Ｇが搬送装置４０に渡され、この搬送装置４０により垂直搬送ユニット７の搬送アームに渡される。そして熱処理系ブロック２６におけるプリベーキングユニット（ＰＲＥＢＡＫＥ）にて加熱処理が行われた後、熱処理系ブロック２９におけるクーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。続いて基板Ｇはエクステンションクーリングユニット（ＥＸＴＣＯＬ）３５にて冷却処理されるとともに露光装置にて露光処理される。
【００４３】
次に、基板Ｇは垂直搬送ユニット８及び７の搬送アームを介して熱処理系ブロック２９のポストエクスポージャーベーキングユニット（ＰＥＢＡＫＥ）に搬送され、ここで加熱処理が行われた後、クーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。そして基板Ｇは垂直搬送ユニット７の搬送アームを介して、現像処理ユニット（ＤＥＶ）において基板Ｇは略水平に搬送されながら現像処理、リンス処理及び乾燥処理が行われる。
【００４４】
次に、基板Ｇは熱処理系ブロック２８における最下段から垂直搬送ユニット６の搬送アーム６ａにより受け渡され、熱処理系ブロック２８又は２７におけるポストベーキングユニット（ＰＯＢＡＫＥ）にて加熱処理が行われ、クーリングユニット（ＣＯＬ）にて冷却処理が行われる。そして基板Ｇは搬送機構１０に受け渡されカセットＣに収容される。
【００４５】
（熱処理装置）
次に、図４に基づいて、本発明に係る基板処理装置の熱処理系ブロックに設けられるプリベーキングユニットについて説明する。図４は、そのプリベーキングユニットの断面図であり、内部構造を示すものである。
【００４６】
基板Ｇに塗布されたレジストＲを加熱するプリベーキングユニット３８は、その内部に処理室４２、上部駆動機構４３を有する。処理室４２は、実際に基板Ｇの加熱処理を行うところであり、基板Ｇの表面側からレジストＲを加熱する上段プレート４５、基板Ｇの裏面側からレジストＲを加熱する下段プレート４６、処理室４２内のガスを排気する排気口４７を有する。
【００４７】
上段プレート４５は、上部駆動機構４３を構成する上部エアシリンダ５１により処理室４２内を垂直方向に昇降可能となるように設けられる。上部エアシリンダ５１の上部ピストン５２は、処理室４２の天井４２ａに開けられた貫通孔４２ｃを貫通させて支持部材５４に取り付けられる。このピストン５２の垂直移動により上段プレート４５を昇降させることができる。
【００４８】
下段プレート４６は、処理室４２の床４２ｂに載置される。下段プレート４６は、基板Ｇとの間に隙間を作るプロキシミティピン５５と、このプロキシミティ５５に基板Ｇを載置するときに支持する支持ピン５７を貫通させるための貫通孔５６とを有する。支持ピン５７は、図示しない例えばエアシリンダやステッピングモータ等により垂直方向に昇降させることができる。
【００４９】
上段プレート４５及び下段プレート４６は、例えばアルミ等の金属で形成され、内部には例えば図示しない電熱線等の発熱機構が設けられる。また、それぞれのプレート４５、４６には、加熱制御部７０が設けられている。プレート４５、４６の加熱温度、加熱時間はこの加熱制御部７０により制御される。排気口４７は、配管４８を介してポンプ５０に接続される。ポンプ５０には加熱時の排気圧を制御する気圧制御部７３が設けられている。処理室４２内の気圧の制御は、気圧制御部７３によりポンプ５０が制御されることで行われる。
【００５０】
次に、図５に基づいてそれぞれのプレートの加熱温度、加熱時間を制御する制御系について説明する。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、加熱制御部７０は、加熱温度制御部７１及び加熱時間制御部７２を有する。加熱温度制御部７１は、上段プレート４５の温度を制御する上段プレート温度制御部７１ａ、下段プレート４６の温度を制御する下段プレート温度制御部７１ｂに分かれており、上段プレート４５、下段プレート４６の温度は独立して制御される。これにより、レジストの種類に応じて最適な温度で加熱することができる。上段プレート温度制御部７１ａ、下段プレート温度制御部７１ｂは、それぞれプレート４５、４６の例えば電熱線等に接続され、各電熱線に流れる電流の大きさを制御することでそれぞれのプレート４５、４６の温度を制御する。上段プレート４５、下段プレート４６の加熱時間を制御する加熱時間制御部７２は、それぞれのプレート４５、４６の例えば電熱線等の発熱機構に取り付けられる。所定の時間が過ぎると、例えば電熱線に流れる電流をストップさせることによりプレート４５、４６の加熱時間を制御する。加熱時間制御部７２は、図５（ｂ）に示すように、上段プレート時間制御部７２ａと、下段プレート時間制御部７２ｂとを有し、プレート４５、４６による加熱時間を独立して制御するようにしても良い。これにより、レジストの種類に応じて最適な温度で加熱することができる。
【００５２】
（基板処理工程）
次に、基板処理の工程について説明する。
【００５３】
図６は、本発明の工程を示したフロー図である。レジスト処理ブロック１５において、例えばスピンコート法により、基板Ｇの表面にレジストＲを塗布する（ステップ１）。レジストＲの材料は例えばノボラック樹脂系のものを用いる。
【００５４】
次に、熱処理系ブロック２６のプリベーキングユニット３８で、上段プレート４５、下段プレート４６によりレジストＲを加熱する（ステップ２）。プリベーキングユニット３８へ基板を搬入する際には上部駆動機構４３により適宜上段プレートを上下に移動させて、基板Ｇを搬入しやすくしても良い。基板Ｇを支持ピン５７に載置し、下部駆動機構により図７（ａ）に示すように、プロキシミティピン５５に載置する。この状態で上段プレート４５、下段プレート４６によりレジストＲを加熱する。なお、図の理解を容易にするため、基板の厚さに対するレジストＲの膜厚の比を大きくして模式的に示している。加熱を開始する段階では、レジストＲは水分を十分に含んでおり、このように水分を十分に含んだ状態のレジストＲを符号６２で示す。加熱の際には、上部駆動機構４３により上段プレート４５を適宜上下させて行っても良い。
【００５５】
図８はこのステップ２における加熱の条件を表に示したものである。表の上欄は加熱制御部７０及び気圧制御部７３で最適な制御範囲を示しており、下欄は本実施形態におけるノボラック樹脂系をレジストの材料としたときの最適値を示している。最適な制御範囲については、プレートの温度は、上段プレート４５の温度は７０℃〜２００℃、下段プレート４６の温度は９０℃〜１５０℃の範囲で加熱することが好ましい。レジストの種類によって最適な加熱温度が異なるためである。このため、予め加熱温度制御部７１の上段プレート温度制御部７１ａ、下段プレート温度制御部７１ｂを上記範囲内の温度に制御できるように設定しておく。このように温度範囲を設定することにより、レジストの種類に応じた最適値で加熱することができる。
【００５６】
プレートの加熱時間については、加熱時間制御部７２を設定し、レジストの種類に応じて６０秒〜３００秒の範囲で制御することが好ましい。また、排気口４７からの排気圧については、気圧制御部７３を設定し、レジストの種類に応じて常圧から５Ｐａ〜１００Ｐａ減圧させるように制御にすることが好ましい。
【００５７】
本実施形態のノボラック樹脂系レジストＲでは、上段プレート４５の温度が７０℃〜２００℃、下段プレート４６の温度が約１３５℃、加熱時間が約１８０秒、排気圧が常圧から１０Ｐａ〜５０Ｐａ減圧させた値とするのが最適値である。従ってこの範囲で加熱されるように、加熱温度制御部７１、加熱時間制御部７２、気圧制御部７３に制御を行わせる。
【００５８】
この条件でレジストＲを加熱すると、図７（ｂ）に示すように、上段プレート４５による加熱により、レジストＲの表面が焼き固められた焼固部６３が形成される。また、下段プレート４６による加熱により水分が蒸発し、比較的水分が少ない乾燥部６４が形成される。焼固部６３が形成されることにより、下段プレート６４からの加熱により本来蒸発する水分が抑えられ、焼固部６３と乾燥部６４の中間に比較的水分が多い水分含有部６２が残る。
【００５９】
次に、この状態でレジストＲの加熱を終了し、露光を行う（ステップ３）。このときの様子を図９に示す。
【００６０】
図９（ａ）は、レジストＲの露光領域Ａ、Ｂ、Ｃについて露光が行われる様子を示したものである。以下、本実施形態では露光領域Ｂと露光領域Ｃとで、レジストＲに照射される露光光の量に差がある場合について、例えば露光領域Ｂよりも露光領域Ｃの方が照射量が大きいとして説明する。
【００６１】
露光は、露光装置３２で行われる。レジストＲをマスク６５で覆い、マスク６５の上からレジストＲに紫外線を照射する。露光領域Ａでは通常の露光が行われる。このためマスク６５の露光領域Ａに対応する部分に穴があけられ、照射光が全透過するようになっている。また、露光領域Ｂ、Ｃではハーフ露光が行われる。このため、露光領域Ｂ、Ｃに対応する部分にはハーフトーン６５ａが用いられ、照射光がほぼ半透過するようになっている。
【００６２】
図９（ｂ）は、レジストＲを露光している途中の様子を示したものであり、領域Ｃにおける露光反応が乾燥部６４まで行われた状態を示している。領域Ａでは、乾燥部６４の表面を少し進んだところまで露光反応が行われている。領域Ｂでは、水分含有部６２の約半分まで露光反応が行われている。露光反応は露光量の大きさに従って起こるため、このように露光途中の段階ではそれぞれの領域において反応の進み方に差が出ている。
【００６３】
図９（ｃ）は、この状態からさらにレジストＲに紫外線（ｇ線、ｉ線）を照射し、露光を終えたときの様子を示したものである。領域ＡではレジストＲの焼固部６３、水分含有部６２、乾燥部６４の全てにおいて露光反応が起こる。領域Ｂ、Ｃでは、露光領域Ａと比べてレジストＲに照射される露光光の強度が小さく、焼固部６３、水分含有部６２では露光反応が起こるものの、乾燥部６４までは露光反応が起こらない。図９（ｂ）と比較すると、領域Ｃでは水分含有部６３まで進んだところから露光反応が起こっていない。このように領域Ｂ、Ｃでは照射量が異なってもレジストＲの露光される深さは変わらない。
【００６４】
次に、レジストＲを現像する（ステップ４）。このときの様子を図１０に示す。図１０（ａ）は、露光されたレジストＲに現像液を供給する様子を示したものである。現像は塗布現像処理装置１の下流部３に設けられた現像部処理ユニット（ＤＥＶ）で行われる。ノズル６６から吐出された現像液６７がレジストＲの表面に供給される。図１０（ｂ）に示すように、現像液６７は、レジストＲのうち露光反応が起こった部分を溶解させる。この処理で、露光時にマスクで覆われていた部分についてはレジストＲが溶解せずに残り、領域ＡのレジストＲはすべて溶解する。また、ハーフトーン６５ａで覆われていた領域Ｂ、Ｃについては露光反応が起こらなかった乾燥部６４のみが溶解せずに残る。本実施形態により、露光領域Ｂ、Ｃの残膜の膜厚は乾燥部６４の厚さであり、およそ８０００Åとなる。このように、領域Ｂ、Ｃでの露光量が異なっていたにも関わらず残膜を一定とすることができる。
【００６５】
図１１から図１３は、本実施形態についての実験を行った結果を示したものである。それぞれのグラフは、露光量とレジスト残膜厚との関係を示すグラフであり、横軸に露光量、縦軸にレジスト残膜厚をとっている。レジストの種類は本実施形態と同様にノボラック樹脂系のものを用いた。
【００６６】
図１１は、下段プレート４６の温度を１３５℃にし、上段プレート４５の温度をそれぞれ７０℃、１３５℃、２００℃と変化させて加熱を行った場合の露光量とレジスト残膜厚との関係を示している。また、加熱の際に上段プレート４５を用いなかった場合についての関係も示している。
【００６７】
上段プレート４５の温度を７０℃、１３５℃、２００℃とした場合について、露光量が１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲でレジスト残膜厚がほぼ３０００Åと一定値を示す。上段プレート４５の温度はレジスト残膜厚に対して影響が少ないことが分かる。この結果から、ハーフ露光の露光量を１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）、好ましくは１５〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲となるように制御すれば、露光量のぶれによってもレジスト残膜厚を均一にすることができる。
【００６８】
図１２は、下段プレート４６の温度を１３５℃にし、上段プレート４６の温度を７０℃〜２００℃の範囲で任意に設定し、１８０秒間加熱を行った場合において、排気圧を１０Ｐａ、５０Ｐａ、１００Ｐａと変化させたときの露光量とレジスト残膜厚との関係をそれぞれ示している。
【００６９】
排気圧の値が１０Ｐａの場合、露光量が１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲でレジスト残膜厚は８０００Åと、ほぼ一定値をとっている。排気圧の値が５０Ｐａの場合、露光量が１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲でレジスト残膜厚は６０００〜７０００Åと、若干変化する。一方、排気圧の値が１００Ｐａの場合は、露光量が１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲であってもレジスト残膜厚は露光量の増加と共に減少し、１０００Å〜６０００Åと大きく変化する。この結果から、加熱時の排気量を１０〜５０Ｐａ、好ましくはほぼ１０Ｐａに制御すれば、露光量が１０〜２０（ｍＪ／ｃｍ２）の範囲でレジスト残膜厚を均一にすることができる。また、排気量を上記値に設定すれば、約８０００Åとほぼ理想的なレジスト残膜厚を得ることができる。
【００７０】
図１３は、下段プレート４６を１１５℃にして加熱を行った場合において、上段プレートを用いなかった場合、上段プレートを用いてその温度を２００℃とした場合、上段プレートを用いてその温度を２００℃とし、さらに基板を裏返して（レジストＲが塗布された面を下段プレート４６に対面させて）加熱した場合の値を示している。
【００７１】
いずれの場合も、レジスト残膜厚が一定値を取らず、露光量の増加と共にレジスト残膜厚は減少する。しかし、例えば排気圧、加熱時間を適当な値に設定することにより、レジスト残膜厚が一定値を取る場合も考えられる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハーフ露光された部分の残膜の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る塗布現像処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示す塗布現像処理装置の正面図である。
【図３】図１に示す塗布現像処理装置の背面図である。
【図４】プリベーキングユニットの断面図である。
【図５】加熱処理の制御系を示す図である。
【図６】本発明に係る基板処理方法を示す工程図である。
【図７】レジストに加熱処理を施す様子を示す図である。
【図８】加熱処理時の最適条件を示す図である。
【図９】レジストに露光光を照射したときの変化の様子を示す図である。
【図１０】レジストに現像液を供給したときの様子を示す図である。
【図１１】露光量と現像後のレジストの残膜厚との関係を示すグラフである。
【図１２】露光量と現像後のレジストの残膜厚との関係を示すグラフである。
【図１３】露光量と現像後のレジストの残膜厚との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｇ…基板
Ｒ…レジスト
１…塗布現像処理装置
４５…上段プレート
４６…下段プレート
４７…排気口
６２…水分含有部
６３…焼固部
６４…乾燥部
６５ａ…ハーフトーン部
７１ａ…上段プレート温度制御部
７１ｂ…下段プレート温度制御部
７２…加熱時間制御部
７３…気圧制御部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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